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.