evolutionsteorin genom naturligt urval, som först formulerades i Darwins bok ”On The Origin of Species” 1859, är den process genom vilken organismer förändras över tiden som ett resultat av förändringar i ärftliga fysiska eller beteendemässiga egenskaper. Förändringar som gör det möjligt för en organism att bättre anpassa sig till sin miljö kommer att hjälpa den att överleva och ha fler avkommor.,
Evolution genom naturligt urval är en av de bästa underbyggda teorierna i vetenskapens historia, med stöd av bevis från en mängd olika vetenskapliga discipliner, inklusive paleontologi, Geologi, genetik och utvecklingsbiologi.
teorin har två huvudpunkter, säger Brian Richmond, curator för mänskligt ursprung på American Museum of Natural History i New York City., ”Allt liv på jorden är kopplat och relaterat till varandra”, och denna mångfald av liv är en produkt av ”modifieringar av populationer genom naturligt urval, där vissa egenskaper gynnades i och miljö över andra”, sa han.
Mer enkelt uttryckt kan teorin beskrivas som” nedstigning med modifiering”, säger Briana Pobiner, en antropolog och pedagog vid Smithsonian Institution National Museum of Natural History i Washington, D. C., som specialiserat sig på studier av mänskligt ursprung.,
teorin beskrivs ibland som ”den starkaste överlevnaden”, men det kan vara vilseledande, sa Pobiner. Här hänvisar” fitness ” inte till en organisms styrka eller atletisk förmåga, utan snarare förmågan att överleva och reproducera.
till exempel en studie om mänsklig utveckling på 1 900 studenter, publicerad online i tidskriften Personality and Individual Differences i oktober 2017, fann att många människor kan ha problem med att hitta en kompis på grund av snabbt föränderliga sociala tekniska framsteg som utvecklas snabbare än människor., ”Nästan 1 av 2 individer står inför stora svårigheter inom parningsområdet”, säger blystudieförfattaren Menelaos Apostolou, docent i samhällsvetenskap vid universitetet i Nicosia på Cypern. ”I de flesta fall är dessa svårigheter inte på grund av något fel eller bruten, men på grund av människor som lever i en miljö som skiljer sig mycket från den miljö de utvecklats för att fungera i.,”
valarnas Ursprung
i den första upplagan av ”On The Origin of Species” 1859 spekulerade Charles Darwin om hur naturligt urval kan få ett landdäggdjur att bli en val., Som ett hypotetiskt exempel använde Darwin nordamerikanska svarta björnar, som var kända för att fånga insekter genom att simma i vattnet med sina munnar öppna:
”Jag kan inte se några svårigheter i en ras av björnar som görs, genom naturligt urval, mer vattenlevande i sin struktur och vanor, med större och större munnar, tills en varelse producerades som monstrous som en val,” spekulerade han.
tanken gick inte över mycket bra med allmänheten. Darwin var så generad av den löjliga han fick att simning-björnpassagen togs bort från senare utgåvor av boken.,
forskare vet nu att Darwin hade rätt idé men fel djur. Istället för att titta på björnar borde han istället ha tittat på kor och flodhästar.
historien om valarnas ursprung är en av evolutionens mest fascinerande berättelser och ett av de bästa exemplen som forskare har av naturligt urval.
naturligt urval
för att förstå valarnas ursprung är det nödvändigt att ha en grundläggande förståelse för hur naturligt urval fungerar. Naturligt urval kan ändra en art på små sätt, vilket gör att en befolkning att ändra färg eller storlek under loppet av flera generationer. Detta kallas ” microevolution.,”
men naturligt urval kan också mycket mer. Med tanke på tillräckligt med tid och tillräckligt med ackumulerade förändringar kan naturligt urval skapa helt nya arter, kända som ”macroevolution.”Det kan göra dinosaurier till fåglar, amfibiska däggdjur till valar och Apornas förfäder till människor.
ta exemplet med valar – använda evolution som sin guide och veta hur naturligt urval fungerar, biologer visste att övergången av tidiga valar från land till vatten inträffade i en rad förutsägbara steg., Utvecklingen av blåshålet, till exempel, kan ha hänt på följande sätt:
slumpmässiga genetiska förändringar resulterade i att minst en val har sina näsborrar placerade längre tillbaka på huvudet. Dessa djur med denna anpassning skulle ha varit bättre lämpade för en marin livsstil, eftersom de inte skulle ha behövt helt yta för att andas. Sådana djur skulle ha varit mer framgångsrika och hade fler avkommor. I senare generationer inträffade mer genetiska förändringar och rörde näsan längre tillbaka på huvudet.
andra kroppsdelar av tidiga valar förändrades också. Frambenen blev simfötter., Bakbenen försvann. Deras kroppar blev mer strömlinjeformade och de utvecklade svansflukar för att bättre driva sig genom vatten.
Darwin beskrev också en form av naturligt urval som beror på en organisms framgång att locka en kompis, en process som kallas sexuellt urval. Den färgstarka fjäderdräkten av påfåglar och hjortarna av manlig Hjort är båda exempel på egenskaper som utvecklats under denna typ av urval.
men Darwin var inte den första eller enda vetenskapsmannen som utvecklade en evolutionsteori., Den franska biologen Jean-Baptiste Lamarck kom med tanken att en organism kunde vidarebefordra drag till sin avkomma, även om han hade fel om några av detaljerna. Ungefär samtidigt som Darwin kom den brittiska biologen Alfred Russel Wallace självständigt med evolutionsteorin genom naturligt urval.
Modern förståelse
Darwin visste ingenting om genetik, sade Pobiner. ”Han observerade evolutionsmönstret, men han visste inte riktigt om mekanismen.,”Som kom senare, med upptäckten av hur gener kodar olika biologiska eller beteendemässiga egenskaper, och hur gener överförs från föräldrar till avkomma. Införlivandet av genetik och Darwins teori är känd som ” modern evolutionär syntes.”
de fysiska och beteendemässiga förändringar som gör naturligt urval möjligt hända på nivån av DNA och gener. Sådana förändringar kallas mutationer. ”Mutationer är i grunden det råmaterial som evolutionen verkar på”, sa Pobiner.,
mutationer kan orsakas av slumpmässiga fel i DNA-replikering eller reparation, eller av kemisk eller strålningsskada. De flesta gånger är mutationer antingen skadliga eller neutrala, men i sällsynta fall kan en mutation visa sig vara till nytta för organismen. Om så är fallet kommer det att bli vanligare i nästa generation och spridas över hela befolkningen.
På detta sätt vägleder naturligt urval den evolutionära processen, bevarar och lägger till de fördelaktiga mutationerna och avvisar de dåliga. ”Mutationer är slumpmässiga, men valet för dem är inte slumpmässigt”, sa Pobiner.,
men naturligt urval är inte den enda mekanismen genom vilken organismer utvecklas, sa hon. Gener kan till exempel överföras från en population till en annan när organismer migrerar eller invandrar, en process som kallas genflöde. Och frekvensen av vissa gener kan också förändras slumpmässigt, vilket kallas genetisk drift.
en mängd bevis
även om forskare kunde förutsäga hur tidiga valar skulle se ut, saknade de fossila bevis för att backa upp sitt påstående. Kreationister tog denna frånvaro som bevis på att evolutionen inte uppstod., De hånade tanken att det någonsin kunde ha varit en sådan sak som en vandrande val. Men sedan början av 1990-talet är det precis vad forskare har hittat.
det kritiska beviset kom 1994, när paleontologer hittade de fossiliserade resterna av Ambulocetus natans, ett djur vars namn bokstavligen betyder ”simning-walking whale.”Dess framben hade fingrar och små hovar men bakfoten var enorma med tanke på dess storlek. Det var tydligt anpassat för simning, men det var också kapabelt att flytta klumpigt på land, ungefär som en tätning.,
När det simmade, flyttade den gamla varelsen som en utter, Tryck tillbaka med bakfoten och böljande sin ryggrad och svans.
moderna valar driver sig genom vattnet med kraftfulla slag av sina horisontella svansflukar, men Ambulocetus hade fortfarande en piskliknande svans och var tvungen att använda benen för att ge det mesta av den propulsiva kraften som behövs för att röra sig genom vatten.
under de senaste åren har fler och fler av dessa övergångsarter, eller ”saknade länkar”, upptäckts, utlåning ytterligare stöd till Darwins teori, sade Richmond.,
fossila ”länkar” har också visat sig stödja mänsklig utveckling. I början av 2018 fann en fossiliserad käke och tänder som uppskattas vara upp till 194,000 år gammal, vilket gör dem minst 50,000 år äldre än moderna mänskliga fossil som tidigare hittades utanför Afrika. Detta fynd ger en annan ledtråd till hur människor har utvecklats.
kontrovers
trots den rikedom av bevis från fossila rekord, genetik och andra vetenskapsområden, vissa människor fortfarande ifrågasätta dess giltighet., Vissa politiker och religiösa ledare fördömer evolutionsteorin och åberopar en högre varelse som designer för att förklara den komplexa världen av levande saker, särskilt människor.
skolstyrelser diskuterar huruvida evolutionsteorin bör undervisas tillsammans med andra idéer, såsom intelligent design eller kreationism.
vanliga forskare ser ingen kontrovers. ”Många människor har djupa religiösa övertygelser och accepterar också evolutionen”, sa Pobiner och tillade: ”Det kan finnas verklig försoning.,”
evolutionen stöds väl av många exempel på förändringar i olika arter som leder till mångfalden i livet som ses idag. ”Om någon verkligen kunde visa en bättre förklaring än evolution och naturligt urval, skulle det vara den nya Darwin”, sa Richmond.
ytterligare rapportering av bidragsgivaren Alina Bradford och personalförfattare Tanya Lewis, följ Tanya på Twitter. Följ oss @livescience, Facebook & Google+.
ytterligare resurser
- National Oceanic and Atmospheric Administration har en presentation om whale evolution.,
- för att läsa teorin i sin ursprungliga form, se Darwins bok, ”On The Origin of Species.”
- för en översikt över naturligt urval, kolla in den här artikeln.
- för att förstå skillnaden mellan en teori och ett faktum, se Denna National Academy of Sciences webbplats.
relaterat:
- Live Science Topic: Evolution — Nyheter och information om evolution och striden med förespråkare av så kallad creation science.