Evoluution mekanismeja
Mitä evoluutio on?
Evoluutio on elämän kehittymistä maapallolla.
Kyseessä on siis prosessi joka sai alkunsa miljardeja vuosia sitten, ja jatkuu tänäkin päivänä.
Se kertoo meille kuinka elämä on saanut laajan monimuotoisuutensa.
Se osoittaa kuinka miljoonat eri eliöt ovat saaneet alkunsa alkueliöstä (protozoasta)
Evoluutio näinollen on siis vastaus kysymykseen joka saattaa tulla mieleen kun vertailee mäyräkoiran ja tanskandoggin eroja:
kuinka on mahdollista että esi-isien jälkeläiset ovat voineet kehittyä näin erinäköisiksi?
Evoluutiota pohtiessa keskitymme eläimiin, emmekä juurikaan tutki eri elämänmuotoja, siis kasveja tai sieniä.
Ensimmäinen kysymys siis kuuluukin: kuinka yksi eläinlaji voi muuttua toiseksi?
Noh, määritelläänpä hiukan: mikä itseasiassa tekee eläinlajista lajin?
Eläinlaji on eliö yhteisö joka pystyy lisääntymään keskenään,
ja joiden jälkeläiset pystyvät jatkamaan lisääntymistä
Paremmin asiaa ymmärtääksemme meidän täytyy katsoa tarkemmin näitä seuraavia seikkoja:
olioiden ainutlaatuisuutta jota osaltaan taataan liiallisella lisääntymisellä jolla tuotetaan jälkeläisiä ja geeniperintöä,
ja toista tärkeää osiota eli valintaa.
Aloitetaan ainuitlaatuisuudella.
Jokainen olemassaoleva olio on ainutlaatuinen ja tämä on evoluution kannalta välttämätöntä.
Eläinlajin jäsenet voivat vahvastikin muistuttaa toisiaan näennäisesti;
mutta niillä kaikilla on hieman erilaisia luonteen- ja ominaispiirteitä
Ne voivat olla hieman suurempia, lihavempia, vahvempia tai rohkeampia kuin muut jäsenet keskinmäärin.
Mikä on siis syynä näille erilaisuuksille? Katsotaanpa oliota tarkemmin.
Jokainen olio koostuu soluista. Näillä soluilla on ydin.
Ytimessä ovat kromosomit, ja kromosomeista löytyy DNA.
DNA muodostuu vuorostaan eri geeneistä, jotka toimivat elämän tiedonsiirron välineenä.
Niissä on sisällä ohjeet ja käskyt solulle ja ne määrittelevät kaikki olion piirteet.
Juuri tämä DNA on täysin ainutlaatuinen jokaiselle oliolle.
Se on hieman erilainen yhdeltä yksilöltä toiselle ja siksi nämä yksilöt siis poikkeavat toisistaan.
Mutta kuinka tämä valtava DNA määrä oikein luodaan?
Yksi tärkeä tekijä tähän liittyen on yltiömääräinen jälkeläisten tuottaminen.
Luonnossa voimme havaita että olioilla yleensä on paljon enemmän jälkeläisiä kuin ne välttämättä tarvitsevat
eläinlajin selviytymisen kannalta, joten monet jälkeläisistä kuolevat nuorina.
Usein jälkeläisiä on jopa enemmän kuin ympäristö pystyy välttämättä tukemaan.
Tämä on siis yksi tekijä eläinlajin sisäiseen diversiteettiin.
Mitä enemmän jälkeläisiä, sitä enemmän poikkeavuuksia,
ja tätä luonto nimenomaan haluaa: niin paljon pientä poikkeavuutta kuin on mahdollista.
Toinen tärkeä yksilöiden ainutlaatuisuuden aiheuttaja on geeniperintö itsessään.
Geeniperinnöllä tarkoitetaan DNA:n siirtymistä polvelta toiselle.
Kaksi erittäin kiinnostavaa asiaa tapahtuu tässä prosessissa: rekombinaatio ja mutaatio.
Rekombinaatio (uudelleen yhdistäminen) on kahden eliön tai olion sattumanvaraista DNA:n yhteen sekoittamista.
Kun kaksi oliota rakastuvat ja parittelevat ne rekombiniovat geeninsä kaksi kertaa.
Ensimmäisen kerran ne tekevät tämän erikseen sukusoluja tuottamalla - siis siitiöitä ja munasoluja.
Sukusolut ottavat puolet geeneistä ja sekoittelevat niitä.
Toinen rekombinaatio tapahtuu kun uros siittää naaraan.
Vanhemmat osaltaan antavat 50% DNA:staan, toisinsanoen 50% omista ainutlaatuisista luonteen- ja ominaispiirteistään.
Nämä sitten rekombinoidaan tai sekoitetaan, ja lopputulos on uusi jälkeläinen.
Näillä jälkeläisillä on sattumanvarainen sekoitus DNA:ta eli näinollen vanhempiensa ominais- ja luonteenpiirteitä.
Tämä lisää diversiteettiä ja erilaisuutta eläinlajin keskuudessa,
mutta mutaatio on myös tärkeää evoluution kannalta.
Mutaatio on täysin satunnaista DNA:n muuntumista.
Näitä voi myös kuvata kopiovirheiksi DNA molekyylissä,
jota voivat aiheuttaa myrkyt tai muut keemiset aineet, tai säteily.
Mutaatio tapahtuu kun osa DNA:ta on muuttunut tästä aiheutuen.
Nämä muutokset ovat yleensä negatiivisia ja voivat aiheuttaa tauteja kuten syöpää.
Neutraaleja tai positiivisiakin vaikutuksia kuitenkin on,
esimerkiksi siniset iirikset ihmisillä ovat yksi tällainen satunnainen mutaatio.
Perinnön kannalta mutaation on kuitenkin tapahduttava sukusolussa,
koska vain sukusolussa oleva DNA siirtyy polvelta toiselle geeniperintönä.
Tästä syystä suojaamme sukuelimemme röntgen kuvien ajaksi, kun muut ruuminosat jätetään suojatta niille ei riskiä ole.
Tiivistelmäksi siis: geeniperintä prosessissa olio siirtää omia piirteitään jälkeläisilleen DNA muodossa.
Rekombinaatio ja mutaatio muuttavat DNA:ta jolloin lapsi poikkeaa sisaruksistaan,
ja saa osaltaan satunnaisia piirteitä vanhemmiltaan.
Operatiivinen sana siis onkin -satunnainen-
Kaikki nämä prosessit perustuvat sattumanvaraisuuteen.
Satunnaisen rekombinaation ja mutaation tulos on yksilö, jolla on sattumanvarainen sekoitus luonteen- ja ominaispiirteitä,
ja joka osaltaan sekoittelee näitä vuorostaan, ja siirtävää taas seuraavalle polvelle.
Mutta kuinka näin paljon voi pohjautua sattumanvaraisuuteen, kun kaikki eliöt ovat niin täydellisesti sopeutuneet ympäristöihinsä,
esimerkiksi sauvasirkka, kolibri ja krottikala?
Vastaus löytyy toisesta avain käsitteestä: selektiosta eli valinnasta.
Jokainen yksilö on alainen prosessille jota kutsumme luonnonvalinnaksi.
Kuten olemme oppineet, jokainen yksilö poikkeaa hieman toisistaan,
ja eläinlajin sisällä esiintyy laajaakin diversiteettiä.
Ympäristöllä on vaikutus eliöihin. Näihin niinkutsuttuihin valintatekijöihin sisältyvät:
saalistajat, loiset, lajitoverit, myrkyt, elinalueen- tai ympäristön muutokset.
Valinta on prosessi jolle jokainen yksilö on alainen.
Jokaisella oliolla on ainutlaatuinen sekoitus luonteen- ja ominaispiirteitä.
Tämä sekoitus voi edesauttaa niitä selviytymään ympäristössään, tai sitten ei, kuten voi olla tapaus.
Se jolla on soveltumaton sekoitus perintöä poistetaan ympäristöstä.
Ne joilla on oikea sekoitus perintöä selviytyvät ja kykenevät siirtämään paremmat luonteen- ja ominaispiirteensä toiselle polvelle.
Tästä syystä diversiteetti on niin tärkeää.
Tästä syystä oliot keskittyvät niin paljon saadakseen jälkeläisiä jotka ovat niin erilaisia kuin on mahdollista.
Ne lisäävät mahdollisuuksia jotta ainakin yksi jälkeläisistä selviytyy luonnonvalinnasta.
Ne maksimoivat selviytymisen mahdollisuuksiaan.
Tästä hyvä esimerkki löytyy ryhmästä peippoja jotka elävät kaukaisella saarella.
Ne ovat eräitä tiedemaailman kuuluisimpia eläimiä,
ja tunnetaan nimella Darwinin peipot, niiden löytäneen Charles Darwinin mukaan.
Nyt kerromme näiden peippojen tarinan.
Muutama sata vuotta sitten, pieni ryhmä peippoja heittäytyi Galapagos saarille keskellä Tyyntämerta, mahdollisesti suuren myrskyn saralla.
Peipot löysivät itsensä ympäristöstä joka oli aivan uutta niille,
peipon paratiisi: paljon ruokaa eikä saalistajia mailla halmeilla.
Ne lisääntyivät nopeasti ja suurin määrin. Saaret olivat kohta aivan peippojen peitossa.
Tästä seurautui että ruoasta tuli aina vain harvinaisempaa.
Peippo paratiisia uhkasi nälänhätä ja peippo-kavereista tuli peippo-kilpailijoita.
Tässä vaiheessa luonnonvalinta puuttui peliin.
Peippojen pienet poikkeavuudet, tässä tapauksessa hieman erilaiset nokat,
tarkoittivat että jotkin linnuista pystyivät pakenemaan kilpailua kanssa-peipoilta.
Joidenkin peippojen nokat olivat paremmin soveltuneet matojen kaivamiseen,
toisien nokat olivat omiaan siementen rikkomiseen.
Peipot tästä seuraten loivat itselleen ekologisia lokeroja. Näissä lokeroissa ne olivat turvassa liialliselta kilpailulta.
Pian ne rupesivat parittelemaan pääosin niiden peippojen kanssa joiden kanssa ne jakoivat lokeron.
Useiden sukupolvien saatossa nämä ominaispiirteet kehittyivät,
mahdollistaen peippoja paremmin käyttämään lokeroaan hyväkseen.
Poikkeavuudet madonkaivajien ja siementensärkijöiden välillä kasvoivat niin suuriksi,
etteivät ne enää pystyneet lisääntymään keskenään. Tästä seurautuivat aivan omat eläinlajinsa.
Galapagoksilla asuu tänään 14 peippo lajia,
kaikki polveutuneet samasta kanta peippolajista.
Näin evoluutio luo uusia eläinlajeja:
ainutlaatuisten yksilöiden kanssakäymisen,
yltiömääräisen jälkeläisten saannin,
perinnön rekombinaation ja mutaation,
ja lopulta luonnonvalinnan kautta.
Miksi tämä on niin tärkeää?
Se kertoo meille mistä erilaisuus tulee ja miski eliöt ovat niin täydellisesti sopeutuneet elinympäristöihinsä.
Mutta se vaikuttaa myös meihin henkilökohtaisesti.
Jokainen ihminen on 3.5 miljardin vuoden evoluution tulos, ja myös Sinä lukeudut tähän.
Esi-isäsi taistelivat ja sopeutuivat selviytyäkseen.
Selviytyminen oli erittäin epätodennäköistä.
Jos harkitsemme että 99% kaikista eliöistä ovat tähän mennessä kuolleet sukupuuttoon,
niin voit lukea itsesi osaksi onnistumisen tarinaa.
Dinosaurukset kuolivat, mutta Sinä olet elossa katsomassa tätä videota,
koska Sinä olet uskomattoman ainutlaatuinen, aivan kuten kaikki muutkin eliöt jotka ovat elossa tänä päivänä,
mahdottomia luoda uudestaan, ja aivan ainutlaatuisia maailmankaikkeudessa.