4 DÔKAZY VÝVOJA ŽIVÝCH BYTOSTÍ - BIOLÓGIE - 2026

Dôkaz pre evolúciu pozostáva zo série testov pre potvrdenie procesu zmien v priebehu času v biologických populáciou. Tieto dôkazy pochádzajú z rôznych odborov, od molekulárnej biológie po geológiu.

V celej histórii biológie sa navrhlo množstvo teórií, ktoré sa snažili vysvetliť pôvod druhov. Prvým z nich je teória fixistov, ktorú navrhlo množstvo mysliteľov a ktorá pochádza z čias Aristotela. Podľa tohto súboru nápadov boli druhy stvorené nezávisle a od začiatku ich vzniku sa nezmenili.

Zdroj: pixabay.com

Následne bola vyvinutá teória transformácie, ktorá, ako už názov napovedá, naznačuje premenu druhu v priebehu času. Podľa transformantov, hoci druhy boli vytvorené v samostatných udalostiach, časom sa menili.

Nakoniec máme evolučnú teóriu, ktorá okrem toho, že sa v priebehu času menia druhy, považuje za spoločný pôvod.

Tieto dva postuláty zorganizoval britský prírodovedec Charles Darwin, ktorý dospel k záveru, že živé bytosti pochádzajú od predkov veľmi odlišných od nich a sú medzi sebou spojení predchodcami.

Pred Darwinovým časom sa používala hlavne fixistická teória. V tomto kontexte boli úpravy zvierat koncipované ako stvorenia božskej mysle na konkrétny účel. Preto mali vtáky krídla a krtci mali kopať nohy.

S príchodom Darwina sa všetky tieto myšlienky vyradia a vývoj začína mať zmysel pre biológiu. Ďalej vysvetlíme hlavné dôkazy, ktoré podporujú vývoj a pomáhajú vylúčiť pevnosť a transformizmus.

Fosílne záznamy a paleontológia

Čo je fosília?

Termín fosília pochádza z latinskej fosílie, čo znamená „z jamy“ alebo „zo zeme“. Tieto cenné fragmenty predstavujú pre vedeckú komunitu doslova cenný „pohľad do minulosti“.

Fosílie môžu byť pozostatky zvierat alebo rastlín (alebo iných živých organizmov) alebo niektoré stopy alebo značky, ktoré jednotlivec zanechal na povrchu. Typickým príkladom fosílie sú tvrdé časti zvieraťa, napríklad škrupina alebo kosti, ktoré boli geologickými procesmi transformované na skalu.

V registri sa nachádzajú aj „stopy“ organizmov, ako sú nory alebo stopy.

V staroveku boli fosílie považované za veľmi zvláštny druh skaly, ktorá bola formovaná silami prostredia, či už je to voda alebo vietor, a spontánne pripomínala živú bytosť.

Vďaka rýchlemu objaveniu veľkého množstva fosílií sa ukázalo, že to nie sú len skaly, a fosílie sa považovali za pozostatky organizmov, ktoré prežili pred miliónmi rokov.

Prvé fosílie predstavujú slávnu „faunu Ediacary“. Tieto fosílie pochádzajú z obdobia pred asi 600 miliónmi rokov.

Väčšina fosílií však pochádza z obdobia kambria, približne pred 550 miliónmi rokov. V skutočnosti sa organizmy tohto obdobia vyznačujú najmä obrovskou morfologickou inováciou (napríklad obrovský počet fosílnych nálezov nájdených v burguessskom bridlíc).

Prečo sú fosílie dôkazom vývoja?

Je rozumné, že fosílne záznamy - obrovský karavan rôznych tvarov, ktoré už dnes nepozorujeme a že niektoré sú veľmi podobné moderným druhom - sú v rozpore s teóriou fixistov.

Hoci je pravda, že záznam nie je úplný, v niektorých konkrétnych prípadoch nájdeme prechodné formy (alebo prechodné fázy) medzi jednotlivými formami.

Príkladom neuveriteľne konzervovaných foriem v zázname je vývoj veľrýb. Existuje celý rad skamenelín, ktoré ukazujú postupnú zmenu, ktorú táto línia prešla v priebehu času, počnúc štvornohým suchozemským zvieraťom a končiac obrovskými druhmi, ktoré obývajú oceány.

V Egypte a Pakistane sa našli fosílie, ktoré ukazujú neuveriteľnú premenu veľrýb.

Ďalším príkladom, ktorý predstavuje vývoj moderného taxónu, sú fosílne záznamy o skupinách, ktoré pochádzajú z dnešných koní, od organizmu s veľkosťou psov a zubov na prehliadanie.

Podobne máme veľmi špecifické fosílie predstaviteľov, ktorí mohli byť predchodcami tetrapodov, napríklad Ichthyostega - jeden z prvých známych obojživelníkov.

Homológia: dôkaz spoločného pôvodu

Čo je to homológia?

Homológia je kľúčovým pojmom evolúcie a biologických vied. Tento termín bol vytvorený zoológom Richardom Owenom a definoval ho takto: „ten istý orgán u rôznych zvierat, v akejkoľvek forme a funkcii.“

Pokiaľ ide o Owena, podobnosť medzi štruktúrami alebo morfológiami organizmov bola spôsobená výlučne skutočnosťou, že zodpovedajú rovnakému plánu alebo „arotypu“.

Táto definícia sa však týkala obdobia pred darwinovským obdobím, preto sa tento pojem používa čisto opisným spôsobom. Neskôr, po integrácii darwinovských myšlienok, termín homológia preberá nový vysvetľujúci odtieň a príčinou tohto javu je kontinuita informácií.

Homológiu nie je ľahké diagnostikovať. Existujú však určité dôkazy, ktoré výskumníkovi hovoria, že čelí prípadu homológie. Prvým je zistiť, či existuje priestorová poloha štruktúr.

Napríklad v horných končatinách tetrapodov je vzťah kostí medzi jedincami skupiny rovnaký. Nájdeme humerus, za ktorým nasleduje polomer a ulna. Aj keď sa štruktúra môže zmeniť, poradie je rovnaké.

Sú všetky podobnosti homologické?

V prírode nie všetky podobnosti medzi dvoma štruktúrami alebo procesmi možno považovať za homológne. Existujú ďalšie javy, ktoré vedú k dvom organizmom, ktoré nie sú navzájom spojené z hľadiska svojej morfológie. Sú to evolučná konvergencia, paralelizmus a zvrat.

Klasickým príkladom evolučnej konvergencie je oko stavovcov a oko hlavonožcov. Aj keď obe štruktúry plnia rovnakú funkciu, nemajú spoločný pôvod (spoločný predok týchto dvoch skupín nemal štruktúru podobnú ako oko).

Rozlíšenie medzi homológnymi a analogickými znakmi je preto nevyhnutné na vytvorenie vzťahov medzi skupinami organizmov, pretože na vytvorenie fylogenetických nálezov sa môžu použiť iba homologické charakteristiky.

Prečo sú homológie dôkazom vývoja?

Homológie sú dôkazom spoločného pôvodu druhov. Vráťme sa k príkladu quiridium (končatina tvorená jedinou kosťou v ramene, dvoma v predlaktí a falangami) v tetrapodoch, nie je dôvod, prečo by mali mať netopier a veľryba rovnaký vzor.

Toto tvrdenie použil sám Darwin v pôvode druhov (1859), aby vyvrátil myšlienku, že druhy boli navrhnuté. Žiadny dizajnér - bez ohľadu na to, ako neskúsení - by nepoužíval rovnaký model na lietajúci organizmus a vodný.

Z tohto dôvodu môžeme dospieť k záveru, že homológie sú dôkazom spoločného predka a jediným hodnoverným vysvetlením, ktoré existuje na interpretáciu kvirídia v morskom organizme av inom lietajúcom, je to, že sa obe vyvinuli z organizmu, ktorý už mal túto štruktúru.

Čo sú to molekulárne homológie?

Doteraz sme spomínali iba morfologické homológie. Ako dôkaz vývoja však slúžia aj homológie na molekulárnej úrovni.

Najzreteľnejšou molekulárnou homológiou je existencia genetického kódu. Všetky informácie potrebné na vybudovanie organizmu sa nachádzajú v DNA. Toto sa stáva messengerovou RNA molekulou, ktorá je nakoniec translatovaná na proteíny.

Informácie sú v trojpísmenovom kóde alebo v kodónoch, ktoré sa nazývajú genetický kód. Kód je univerzálny pre živé bytosti, hoci existuje jav nazývaný skreslenie používania kodónov, kde určité druhy častejšie používajú určité kodóny.

Ako je možné overiť, že genetický kód je univerzálny? Ak izolujeme mitochondriálnu RNA, ktorá syntetizuje homoglobínový proteín z králika, a zavedieme ho do baktérie, prokaryotická aparatúra je schopná túto správu dekódovať, hoci prirodzene hemoglobín neprodukuje.

Ďalšie molekulárne homológie sú reprezentované enormným počtom metabolických ciest, ktoré existujú v rôznych líniách, ktoré sa časom značne oddeľujú. Napríklad rozklad glukózy (glykolýza) je prítomný prakticky vo všetkých organizmoch.

Čo nás učia molekulárne homológie?

Najlogickejším vysvetlením, prečo je tento kód univerzálny, je historická nehoda. Podobne ako jazyk v ľudskej populácii, genetický kód je svojvoľný.

Neexistuje žiadny dôvod, prečo by sa výraz „tabuľka“ mal používať na označenie fyzického objektu tabuľky. To isté platí pre akýkoľvek termín (dom, stolička, počítač atď.).

Z tohto dôvodu, keď vidíme, že osoba používa určité slovo na označenie objektu, je to preto, že sa to naučil od inej osoby - od svojho otca alebo matky. A to sa zase dozvedelo od iných ľudí. To znamená, že to znamená spoločného predka.

Podobne nie je dôvod, aby sa valín kódoval sériou kodónov, ktoré sa asociujú s touto aminokyselinou.

Akonáhle bol stanovený jazyk pre dvadsať aminokyselín, uviazol. Možno z energetických dôvodov, pretože akákoľvek odchýlka od kódexu by mohla mať škodlivé následky.

Umelý výber

Umelá selekcia je skúška výkonnosti procesu prirodzeného výberu. V Darwinovej teórii bolo v skutočnosti zásadné kolísanie domáceho stavu a tomuto fenoménu je venovaná prvá kapitola o pôvode druhov.

Najznámejšími prípadmi umelého výberu sú domáci holub a psy. Tento funkčný proces ľudskou činnosťou, ktorý selektívne vyberá určité varianty z populácie. Ľudské spoločnosti tak pestujú odrody dobytka a rastlín, ktoré dnes vidíme.

Napríklad charakteristiky ako veľkosť kravy sa môžu rýchlo zmeniť, aby sa zvýšila produkcia mäsa, okrem iného aj počet vajec kladených na sliepky a produkcia mlieka.

Pretože tento proces prebieha rýchlo, môžeme vidieť efekt výberu v krátkom časovom období.

Prirodzený výber v prírodných populáciách

Hoci sa evolúcia považuje za proces, ktorý trvá tisíce alebo v niektorých prípadoch dokonca milióny rokov, u niektorých druhov môžeme pozorovať vývojový proces v akcii.

Rezistencia na antibiotiká

Prípadom lekárskeho významu je vývoj rezistencie na antibiotiká. Nadmerné a nezodpovedné používanie antibiotík viedlo k zvýšeniu rezistentných variantov.

Napríklad v 40. rokoch 20. storočia sa všetky varianty stafylokokov mohli eliminovať použitím antibiotika penicilínu, ktoré inhibuje syntézu bunkovej steny.

V súčasnosti je takmer 95% kmeňov Staphylococcus aureus rezistentných na toto antibiotikum a iné, ktorých štruktúra je podobná.

Rovnaký pojem sa uplatňuje na vývoj odolnosti škodcov voči pôsobeniu pesticídov.

Mora a priemyselná revolúcia

Ďalším veľmi populárnym príkladom v evolučnej biológii je motýľ Biston betularia alebo breza motýľ. Tento mol je polymorfný, pokiaľ ide o jeho sfarbenie. Ľudský účinok priemyselnej revolúcie spôsobil rýchle kolísanie frekvencií alel v populácii.

Predtým bola dominantnou farbou v moloch svetlo. S príchodom revolúcie znečistenie dosiahlo neuveriteľne vysoké úrovne a stmavlo kôru brezy.

S touto zmenou začali mory tmavších farieb zvyšovať svoju frekvenciu v populácii, pretože z dôvodu kamufláže boli menej vtáky - ich hlavné predátory.

Ľudské činnosti významne ovplyvnili výber mnohých ďalších druhov.

Referencie

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biológia: veda a príroda. Pearson Education.
2. Darwin, C. (1859). O pôvode druhov pomocou prírodného výberu. Murray.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolučná analýza. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
5. Soler, M. (2002). Evolúcia: základ biológie. Južný projekt.