Az evolúció mechanizmusai
Mi az evolúció?
Az evolúció a földi élet fejlődése.
Ez a folyamat több milliárd éve kezdődött
és a mai napig is tart.
Az evolúció a magyarázat
az életformák hatalmas változatosságára.
Az elmélet megmutatja, hogy alakult ki
a ma élő sokmillió faj az egysejtűekből.
Az evolúció a válasz arra a kérdésre is,
ami mindannyiunkban felmerül,
ha egy tacskót és egy dán dogot
látunk egymás mellett.
Hogyan lehetséges, hogy egy közös ősnek
ilyen különböző leszármazottai legyenek?
A kérdés megválaszolásakor
az állatokra fogunk koncentrálni,
más életformákat, például a növényeket
és a gombákat most nem érintjük.
Az első kérdés tehát:
hogyan alakul ki egyetlen állatból egy egész állatfaj?
Öö, de mit is jelent pontosan a „faj”?
Fajnak az olyan állatközösséget hívjuk,
amely képes utódokat nemzeni,
és ezek az utódok is képesek szaporodni.
Hogy jobban megérthessük ezt a választ,
vizsgáljuk meg közelebbről a következőket:
Az élőlények egyedisége. Ezt az utódok
nagy száma és az öröklődés biztosítja.
A második fontos pont
pedig a kiválasztódás.
Kezdjük az egyediséggel.
Minden élőlény egyedi, és ez
alapvetően szükséges az evolúcióhoz.
Egy faj példányai bár külsőre
nagyon hasonlítanak egymásra,
mind-mind valamelyest
más tulajdonságokkal rendelkeznek.
Talán nagyobbak, kövérebbek,
erősebbek, bátrabbak, mint a társaik.
De mi az oka ezeknek az eltéréseknek?
Nézzük meg közelebbről ezt az állatot.
Minden élőlény sejtekből áll.
A sejtben van egy sejtmag.
A sejtmag tartalmazza a kromoszómákat,
a kromoszómák pedig a DNS-t.
A DNS különböző génekből áll.
Ezek a gének hordozzák az élet információját.
A gének a sejteknek szóló utasítások útján
meghatározzák az élőlény tulajdonságait.
És éppen ez, a DNS biztosítja
minden élőlény egyediségét.
A különböző egyedek DNS-e
között apró eltérések vannak,
ezért eltérnek a tulajdonságaik is.
De honnan ered a DNS
ilyen mértékű változatossága?
Az egyik fontos tényező
az utódok nagy száma.
A természetben megfigyelhető, hogy
az élőlények sokkal több utódot nemzenek,
mint amennyi a fajfenntartáshoz szükséges lenne;
sok utód pedig emiatt korán elpusztul.
Gyakran még annál is több utód van,
mint amennyi a környezetben meg tudna élni.
Ez az egyik tényező, ami a fajon belüli
változatosságért felelős.
Minél több az utód, annál több
apró különbség jön létre.
És a természet pont ezt akarja:
minél több apró különbséget.
Az élőlények egyediségének második fő oka
magában az öröklődésben keresendő.
Egyébként az „öröklődés” nem más, mint
a DNS továbbadása a szülőtől az utódnak.
Két nagyon érdekes tényező van ebben a folyamatban:
a rekombináció és a mutáció.
A rekombináció két élőlény DNS-ének
véletlenszerű keveredését jelenti.
Ha két élőlény egymásba szeret és utódot nemz,
kétszer is újrakombinálják a génjeiket.
Először külön-külön, amikor az ivarsejteket
hozzák létre -
a hímivarsejtet és a petesejtet.
Az ivarsejtekben a gének fele keveredik össze.
A második rekombináció akkor történik,
amikor a hím megtermékenyíti a nőstényt.
Mindkét szülő a saját génjeinek 50%-át adja tovább,
tehát egyedi tulajdonságai 50%-át.
Ezek pedig rekombinálódnak, azaz keverednek,
az eredmény pedig egy új utód.
Az utód a DNS-ek véletlenszerű keverékét kapja,
vagyis a szülői tulajdonságok keverékét.
Ez még tovább növeli a fajon belüli
változatosságot és eltéréseket.
De a mutációk is fontosak az evolúcióban.
A mutációk a DNS véletlenszerű változásai.
Úgyis mondhatjuk, hogy másolási hibák a DNS-ben,
amiket mérgek, egyéb anyagok vagy sugárzás okoz.
Mutációról akkor beszélünk,
ha a DNS egy része megváltozik.
Ezek a változások legtöbbször kártékonyak
és betegséget okozhatnak, például rákot.
De lehetnek semlegesek,
sőt akár pozitív hatásuk is lehet,
mint például a kék szemszín esetében,
ami szintén véletlen mutáció eredménye.
A mutáció minden esetben egy ivarsejtet érint:
hímivarsejtet vagy a petesejtet,
mert csak az ivarsejtekben lévő DNS
adódik tovább az utódnak.
Ezért van az is, hogy röntgenezéskor jobban védjük
a nemi szervünket, mint más testrészeket.
Összefoglalva tehát,
az öröklődés során az élőlények a DNS útján
adják át tulajdonságaikat az utódaiknak.
A rekombináció és a mutáció megváltoztatja a DNS-t,
így minden kölyök másképp néz ki, mint a testvérei,
és a szülők tulajdonságainak
véletlenszerű keverékét kapja.
Van itt egy fontos szó:
véletlenszerű.
Ezek a folyamatok mind
a véletlenen múlnak.
A véletlenszerű rekombináció és mutáció
a tulajdonságok véletlenszerű keverékeit hozza létre,
amik a következő generációban szintén
újrakeverednek és továbbadódnak.
De hogy lehet mindez a véletlen műve,
mikor az élőlények olyan tökéletesen
illeszkednek a környezetükbe?
Például a botsáska, a kolibri és a csápos hal.
A válasz a második kulcsfontosságú pont:
a kiválasztódás.
Minden egyed részt vesz a
természetes kiválasztódás folyamatában.
Ahogyan már láttuk, minden egyed
kissé eltér a társaitól,
és nagy a változatosság a fajon belül.
A környezet hatással van az élőlényekre.
Ilyen kiválasztódási tényezők például:
ragadozók,
élősködők,
fajtársak,
mérgek,
az élőhely változása
és az éghajlat is.
A természetes kiválasztódásban
minden egyed részt vesz.
Minden élőlény a tulajdonságok
egyedi keverékével rendelkezik.
Ez a keverék segíti őket,
hogy életben maradjanak a környezetben,
vagy épp nem; az esettől függően.
Akinek nem megfelelő a keveréke,
az kiválasztódik a környezetből.
Akiknek jó a keveréke, azok életben maradnak
és továbbadhatják sikeres tulajdonságaikat.
Ezért olyan fontos a változatosság.
Ezért nemzenek olyan sok - és a
lehető legkülönbözőbb - utódot az élőlények.
Ezzel növelik az esélyét, hogy legalább egy utód átjut
a természet kiválasztási folyamatán.
Így maximalizálják a túlélési esélyüket.
Jó példa erre egy távoli sziget pintyeinek esete.
Ezek a tudomány világának leghíresebb állatai közé tartoznak
és Darwin-pintyeknek nevezik őket
felfedezőjük, Charles Darwin után.
Jöjjön hát a pintyek története!
Pár száz évvel ezelőtt egy kis csapatnyi pintyet
a Csendes-óceán közepére,
a Galápagos-szigetekre sodort a szél,
valószínűleg egy nagy vihar.
A pintyek egy számukra teljesen új
környezetben találták magukat.
Egy igazi pintyparadicsomban
rengeteg ennivalóval, ragadozók nélkül.
Gyorsan és nagy számban elszaporodtak.
A szigetek hamarosan dugig megteltek pintyekkel.
Így egyre kevesebb ennivaló maradt,
éhezés fenyegette a pintyparadicsomot,
a pintyek pedig barátokból vetélytársakká váltak.
Itt lépett be a képbe a kiválasztódás.
Az egyediségük és apró különbségeik révén
- ami itt a csőrük eltéréseire vonatkozik -
bizonyos madarak el tudták kerülni a vetélkedést.
Egyes pintyek csőre alkalmasabb volt a férgek kitúrására.
Más pintyek a magvak feltörésére tudták
jobban használni a csőrüket.
A pintyek egymás után rendeződtek
ilyen ún. ökológiai niche-ekbe.
Ezekben a niche-ekben nem kellett túlzott versengéstől tartaniuk.
Hamarosan főképp a saját niche-ükön
belül kezdtek szaporodni.
Sok nemzedék után ezek a
tulajdonságok tovább tökéletesedtek,
így a pintyek sikeresen kihasználhatták a niche-üket.
A féregtúrók és a magtörők közti
különbségek olyan naggyá váltak,
hogy már nem is voltak képesek
egymással szaporodni.
Ezáltal különböző fajok jöttek létre.
Ma 14 különböző pintyfaj él a Galápagos-szigeteken,
mind ugyanannak a szigetre sodródott
csoportnak a leszármazottai.
Így keletkeznek az evolúció során új fajok.
Egyedi példányok kölcsönhatásából,
túlzott számú utódot nemzve,
az öröklődés során
rekombinációval és mutációval,
végül pedig a kiválasztódással.
De miért olyan fontos ez?
Mert megmagyarázza, hogy honnan származik
az élővilág változatossága
és hogy az élőlények miért ilyen jól illeszkednek élőhelyükbe.
De személyesen is érint minket a dolog.
Minden ember 3,5 milliárd évnyi
evolúció eredménye, te is.
A te őseid is harcoltak és alkalmazkodtak
a túlélés érdekében.
Az életben maradás nagyon
bizonytalan dolog volt.
Ha belegondolsz, hogy a valaha élt
fajok 99%-a mára kihalt,
akkor egy sikertörténet részeként
tekinthetsz magadra.
A dinoszauruszok eltűntek, de te élsz
és nézed ezt a videót,
mert hihetetlenül különleges vagy,
mint az összes többi élőlény, ami ma létezik:
egyedi és megismételhetetlen a világegyetemben.