Механизмы эволюции.
Что такое эволюция?
Эволюция это развитие жизни на Земле.
Это процесс, который начался миллиарды лет назад и продолжается до сих пор.
Эволюция рассказывает нам, как стало возможным развитие столь огромного разнообразия жизни.
Она показывает нам, как примитивные простейшие могут стать миллионами разных видов, которые мы видим сегодня.
Эволюция, таким образом, является ответом на вопрос, который бы мы все спросили, увидев таксу и дога вместе:
как это возможно, чтобы от одних предков произошли настолько разные потомки?
В ответе на этот вопрос, мы хотим сфокусироваться на животных, исключая другие формы жизни, такие как грибы и растения.
Первый вопрос, прежде всего: как животные развиваются в совершенно новый вид?
А, но небольшое уточнение: что есть "вид"?
Виды - это сообщества животных, способные производить потомство друг с другом,
и это потомство будет также способно воспроизводится, в свою очередь.
Чтобы понять этот ответ лучше, мы должны взглянуть поближе на следующие аспекты:
уникальность живых существ гарантированна избыточным производством потомства и наследственностью,
и, в качестве второго ключевого момента, естественным отбором.
Начнем с уникальности. Каждое живое существо уникально, и это основа для эволюции.
Представители видов могут быть сильно похожи друг на друга внешне;
однако все они имеют немного разные особенности и характеристики.
Они могут быть немного больше, толще, сильнее или смелее, чем собратья животные.
Так что же является причиной этих различий? Давайте взглянем поближе на существо.
Каждый организм состоит из клеток. Эти клетки имеют ядро.
Ядра содержат хромосомы, а хромосомы хранят ДНК.
ДНК состоит из различных генов, и именно эти гены являются информационными носителями жизни.
Они содержат указания и распоряжения для клеток, и определяют характеристики и черты, которыми живые существа обладают,
и это именно ДНК является тем, что делает уникальным каждое существо.
ДНК немного различается от особи к особи, поэтому и характеристики немного разнятся.
Но как огромное количество вариантов ДНК создано?
Первым ключевым фактором является избыточное производство потомства.
В природе, мы можем наблюдать, что существа в основном производят потомков гораздо больше, чем это необходимо
для выживания их вида, с очень низкой выживаемостью молодого потомства, как результат.
Зачастую потомства даже больше, чем окружающая среда способна поддерживать.
Это один фактор увеличения разнообразия видов.
Больше потомства произведено, больше небольших различий возникает,
и это то, чего природа хочет: так много мелких различий, как это возможно.
Вторая основная причина уникальности особей происходит из-за наследственности.
Кстати, наследственность означает передачу ДНК потомству.
Два очень интересных фактора, играющих роль в этом процессе: рекомбинация и мутация.
Рекомбинация это случайное смешивание ДНК двух особей.
Когда две особи влюбляются и спариваются, они рекомбинируют их гены дважды.
Первый раз они делают это раздельно, когда они создают половые клетки - сперму и яйцеклетки.
Половые клетки берут половину генов и перемешивают их.
Второй раз рекомбинация происходит при оплодотворении.
Каждый из родителей предоставляет 50% их ДНК, другими словами, 50% их уникальных особенностей и характеристик.
Которые потом рекомбинируются, или смешиваются, и результатом чего становится новое потомство.
Это потомство имеет случайную смесь ДНК, и, следовательно, особенностей и характеристик их родителей.
Это увеличивает разнообразие и различия в приделах вида еще больше.
Но мутации также важны для эволюции.
Мутации это случайные изменения в ДНК.
Они могут быть также описаны, как копирование ошибок ДНК,
вызванные токсинами или другими химическими веществами, или радиацией.
Мутация проявляется, когда часть ДНК меняется.
Данные изменения зачастую негативные, и могут приводить к заболеваниям, таким, как рак.
Однако, они все же могут иметь нейтральный или позитивный эффект,
вроде синего цвета глаз у людей, который является примером такой случайной мутации.
Во всех случаях, мутация должна повлиять на половые клетки, сперму или яйцеклетки,
потому что только ДНК в половых клетках передается потомкам.
Это также причина, почему мы защищаем наши половые органы, когда делаем рентген, в то время, как остальные части тела не подвержены риску.
В итоге тогда, в процессе наследственности, особи передают их характеристики потомкам в виде ДНК.
Рекомбинация и мутация меняют ДНК так, что каждый ребенок выглядит иначе, чем его братья и сестры,
и получает случайную смесь характеристик его родителей.
Это ключевое слово здесь - случайный.
Все эти процессы основаны на случае.
Случайный результат рекомбинации и мутации в особи со случайной смесью особенностей и характеристик,
которые, в свою очередь, смешиваются случайно, и передаются дальше.
Но как же все так сведено к шансу, когда все живые существа так прекрасно приспособлены к окружающей среде,
например, палочник, колибри и рыба-жаба?
Ответ находится во втором ключевом моменте - естественный отбор.
Каждая особь подвергается процессу естественного отбора.
Как мы уже выучили, каждая особь чем-то отличается от собратьев,
и вариаций больше в пределах видов.
Влияние окружающей среды оказывают влияние на живые существа. Эти, так называемые, факторы отбора включают в себя:
хищников, паразитов, животных такого же вида, токсины, изменения обитаемой среды или климата.
Отбору подвергается каждая особь.
Каждое существо, имеющее уникальный набор черт и характеристик.
Этот набор помогает им выживать в их условиях или не выживать, в некоторых случаях.
Любой с неподходящим набором будет отобран из окружающей среды.
Те, имеющие верный набор, выживут и смогут передать их улучшенные черты и характеристики.
Именно поэтому разнообразие столь важно.
Вот почему существа делают так много усилий над тем, чтобы производить потомство, как можно более разное.
Они увеличивают вероятность того, что хотя бы один из их потомства пройдет процесс естественного отбора.
Они максимизируют их шансы на выживание.
Хороший пример этого можно увидеть в группе зябликов, живущих на отдаленном острове.
Они являются одними из самых известных животных в мире науки,
и известны, как зяблики Дарвина, в честь их первооткрывателя, Чарльза Дарвина. И это история о тех, зябликах.
Несколько сотен лет назад, небольшая группа зябликов была занесена на Галапагосские острова, по среди Тихого океана, скорее всего большим штормом.
Зяблики оказались в абсолютно новой для них окружающей среде,
настоящим раем для зябликов: обилие еды и никаких хищников.
Они размножались быстро и в большом количестве. Острова были скоро заполнены зябликами.
Это означало, что запасы еды становились дефицитом.
Раю зябликов угрожал голод, и зяблики стали соперниками.
В этот момент вмешался естественный отбор.
Их индивидуальные и большие различия, в данном случае небольшие различия их клювов,
означали, что некоторые птицы могут избежать соперничества с их собратьями.
Клювы некоторых зябликов были более приспособлены для раскапывания червей.
Другие зяблики были способны использовать их клювы для разлома семян.
Зяблики соответственно разобрали все экологические ниши. В этих нишах они были в безопасности от чрезмерной конкуренции.
Вскоре они начали спариваться, в первую очередь, с теми зябликами, что использовали ту же нишу.
Пройдя через много поколений, эти характеристики были улучшены,
позволяя зябликам использовать их ниши успешно.
Различия между копателями червей и теми, что разламывают зерна стали настолько велики,
что они не могли больше спариваться друг с другом. В результате чего возникли новые виды.
На сегодняшний день 14 различных видов зябликов, проживает на Галапагосских островах,
все из которых произошли из одной группы, попавших на острова, зябликов.
Так эволюция создает новые виды:
через взаимодействие уникальных особей,
чрезмерное производство потомства,
рекомбинацию и мутацию при наследовании,
и, наконец, через естественный отбор.
Почему это так важно?
Это рассказывает нам, откуда разнообразие жизни возникло, и почему живущие существа так идеально адаптированы к окружающей среде.
Но это также влияет на нас лично.
Каждый человек является результатом 3,5 миллиардов лет эволюции, включая вас.
Ваши предки боролись и адаптировались для того, чтобы выжить.
Это выживание было крайне неопределенной штукой.
Если учесть тот факт, что 99% всех, когда-либо живших, существ вымерли,
то вы можете считать себя частью истории успеха.
Динозавры вымерли, но вы живы, смотрите это видео,
потому что вы невероятно особенны, также, как все другие существа, который существуют сегодня:
невоспроизводимые и уникальные во вселенной.