SYNTETICKÁ TEÓRIA EVOLÚCIE: HISTÓRIA, POSTULÁTY, DÔKAZY, SILNÉ STRÁNKY - BIOLÓGIE - 2025

Syntetická teória evolúcie , tiež známy ako neo-Darwinian teória či moderné syntézu evolúcie, je teória, ktorá navrhuje spojenie medzi darwinovskými teórie prirodzeného výberu a teória dedičnosti navrhovaných Gregor Mendel.

Táto teória poskytuje vysvetlenia pre transformáciu druhu prírodným výberom a pre rozdelenie druhu do izolovaných podskupín (špekulácia). Evolúciu vníma ako súčet náhodných udalostí (mutácií a rekombinácií) a náhodných udalostí, ako je napríklad prirodzený výber.

Darwin a Mendel (Zdroj: Pôvodné obrázky: neurčené. Usporiadané SteinBike prostredníctvom Wikimedia Commons)

V syntetickej teórii evolúcie je základnou evolučnou udalosťou zmena vo frekvencii výskytu alely v populácii. Táto teória je preto založená na analýze všetkých faktorov, ktoré ovplyvňujú zmeny vo frekvenciách alel populácie, konkrétne: mutácie, selekcie a posun génov.

Táto teória posilňuje základnú úlohu prírodného výberu ako „motor“ evolúcie, ale na rozdiel od prvých evolučných teórií je založená na rôznych teoretických prvkoch, ktoré uľahčujú jej interpretáciu a analýzu.

histórie

Aby sme mohli rozprávať príbeh syntetickej teórie evolúcie, je potrebné urobiť historický prehľad o predkoch, ktoré sa odohrali, aby táto teória mala miesto vo vedeckom svete.

Darwin a Wallace

Dalo by sa povedať, že všetko začalo v roku 1858 anglickými prírodovedcami Charlesom Darwinom a Alfredom Wallaceom, ktorí nezávisle dospeli k dedukcii, že prírodný výber je mechanizmom zodpovedným za vznik fenotypových variácií, a teda za špekulácie.

Alfred Wallace. Používateľ Tagishsimon na en.wikipedia

V niektorých textoch je uvedené, že obaja autori predložili hypotézu známu ako „potomkovia s modifikáciou prirodzeným výberom“, prostredníctvom ktorej potvrdili 5 vecí:

1. Všetky organizmy produkujú viac potomkov, ako dokáže podporovať prostredie, v ktorom žijú
2. Vnútrošpecifická variabilita (v rámci toho istého druhu) väčšiny znakov je veľmi bohatá
3. Konkurencia o obmedzené zdroje sa končí „bojom o prežitie“.
4. V prírode existuje dedičnosť upravených čŕt, to znamená, že niektoré zmeny sa dajú dediť od rodičov k ich potomkom.
5. Ak sú „modifikácie“ značné, môže to viesť k vývoju alebo vzhľadu nového druhu

Obaja prírodovedci podporili ich teórie podrobným pozorovaním fosílnych záznamov a živých organizmov v ich prirodzenom prostredí.

Gregor Mendel

Gregor Mendel

V tom istom desaťročí (1856) rakúsky mních Gregor Mendel uskutočnil sériu pokusov s rastlinami hrachu, pomocou ktorých určil, že postavy sa zdedili ako „fyzické entity“ od rodičov po potomstvo.

Vďaka jeho objavom bol Mendel schopný sformulovať „zákony dedičnosti vlastností“, ktoré opisujú princípy dominancie, segregácie a nezávislej distribúcie génov, ktoré sú teraz základnými základmi genetiky.

Existujú dôkazy o tom, že Darwin čítal diela, ktoré Mendel publikoval v Brünnskej prírodovednej spoločnosti v polovici 60. rokov 20. storočia, ale neuviedol v nich žiadnu zmienku vo svojej slávnej knihe Pôvod druhov, pravdepodobne preto, že nerozumel s istotou. o čom ten hovoril.

Neodarwinizmus

Mendelova tvorba bola „odkladaná“ až do začiatku 20. storočia a odvtedy sa stala populárnou. Jeho zákony boli aplikované na riešenie problémov súvisiacich s biologickou dedičnosťou, ale zdá sa, že nemajú žiadny vzťah k evolučnej biológii alebo s postulátmi Darwina a Wallaceho.

Tento zjavný „rozvod“ medzi týmito dvoma prístupmi bol spôsobený skutočnosťou, že „priaznivci“ týchto dvoch teórií nevytvorili spoločnú víziu na analýzu nepretržitej variability druhov.

Bol to biológ a štatistik Ronald Fisher v roku 19018, ktorý použil štatistické nástroje dňa na „zladenie“ nezrovnalostí medzi Darwinovými myšlienkami prirodzeného výberu a Mendelovými pokusmi o dedičnosť postáv.

Ronald Fisher. Pozri autorskú stránku

Narodenie nearantvinizmu alebo syntetickej teórie evolúcie sa konalo v rukách samotného Ronalda Fishera a veľkej skupiny teoretických biológov, vrátane Sewalla Wrighta, Johna Haldana a ďalších.

Neskôr Theodosius Dobzhansky významne prispel prostredníctvom experimentov s populačnými štúdiami, ktoré preukázali vplyv prirodzeného výberu na variabilitu prírodných populácií pomocou integrácie Mendelovej genetiky a teórie chromozómov.

Pri syntéze evolučnej teórie, ktorá dnes prevláda, sa konalo mnoho ďalších vedcov, hoci niektorí viac ako iní, ale tu boli uvedení len najvýznamnejší.

Postuláty syntetickej teórie

Kostry veľkých a stredných primátov. Pôvodným používateľom nahrávania bol TimVickers na anglickej Wikipédii.

Syntetická teória evolúcie alebo „moderná syntéza evolúcie“ vysvetľuje tento proces z hľadiska genetických zmien, ktoré sa vyskytujú v populáciách a ktoré vedú k procesom špekulácie. Táto teória definuje vývoj ako „zmeny vo frekvenciách alel v populácii“.

Podľa nej sú mechanizmy, ktoré riadia vývojový proces, založené na prirodzenom výbere, ktorý podporujú niektoré z postulátov uvažovaných Darwinom a Wallaceom, najmä tie, ktoré sa týkajú nadprodukcie potomstva, jeho variácie a dedičstva. funkcií.

Faktory zahrnuté v tejto teórii sú teda:

- Miera mutácií

- Migračné procesy

- Šanca na náhody alebo gény

- Rekombinácia alebo variácia

- Prirodzený výber

mutácie

Interakcia medzi mutáciami a prirodzeným výberom. Wilfredor

Mutácie sú zmeny, ktoré sa vyskytujú v sekvenciách génov a ktoré všeobecne produkujú rôzne fenotypy. Niektoré typy mutácií môžu byť škodlivé alebo škodlivé, ale iné môžu byť výhodné z mnohých hľadísk (alebo jednoducho neutrálne).

Mutácie alebo zmeny v sekvencii DNA sa môžu dediť od rodičov k ich deťom a sú hlavným zdrojom variácie potomstva.

sťahovanie

Migračné procesy medzi rôznymi populáciami toho istého druhu môžu vyvolať zvýšenie genetickej variability v dôsledku zavedenia nových alel do alelického súboru populácie, čím sa zmení alelická frekvencia.

Náhodný alebo genetický posun

Šanca alebo genetický posun je genetická udalosť, ktorá modifikuje genotypové zloženie populácie v dôsledku náhodného výskytu zriedkavej modifikácie, buď v dôsledku delécií, translokácií, inverzií, duplikácií atď., Ktoré môžu skončiť zmiznutím alel. menej časté.

Rekombinácia alebo variácia

Toto je proces, ktorý sa vyskytuje počas sexuálnej reprodukcie a zahŕňa kombináciu chromozómov dvoch jedincov, ktoré sa rozmnožujú, aby vznikol nový jedinec, ktorý sa vyznačuje odlišnou genetickou kombináciou ako rodičia.

Týmto procesom sa môžu vyskytnúť delécie, inverzie, duplikácie, translokácie, polyploidie atď.

Prirodzený výber

Darwin skúmal pokuty Galapág ako príklad prirodzeného výberu (Zdroj: Robert Taylor Pritchett prostredníctvom Wikimedia Commons)

Prirodzený výber je „sila“, ktorá spôsobuje zmeny vo frekvencii génov medzi jednou generáciou a nasledujúcou generáciou, pričom uprednostňuje diferenciálnu reprodukciu „najlepšie prispôsobených“ jednotlivcov.

Podľa predpovedí „neodarwinovských“ modelov sú vývojové zmeny postupné, ako navrhuje Darwin, čo znamená, že sú pomalé, postupné a kontinuálne v rámci každej určenej línie.

dôkaz

Antropologická intervencia ekosystémov priniesla „prirodzené experimenty“, ktoré slúžia na preukázanie neararvinských hypotéz.

Napríklad molica Biston betularia je hojným článkonožcom nájdeným v zalesnených oblastiach Anglicka, kde boli rozlíšené dve farebné formy, jedna svetlá a jedna tmavá. Jeden gén sa podieľa na rozdieloch medzi týmito dvoma fenotypmi a je známe, že dominantná je alela tmavej farby.

Fotografia páru Biston betularia (Zdroj: Nasledujte cez Wikimedia Commons)

Alelická frekvencia tmavej formy sa od roku 1850 značne zvýšila, najmä v priemyselne vyspelejších oblastiach Manchestru a Birminghamu, pravdepodobne ako „maskovací“ mechanizmus na vyhýbanie sa predátorom, to je v dôsledku prirodzeného výberu.

Frekvencia tmavej formy v porovnaní so svetlou sa zvýšila z 1 na 90% za menej ako 100 rokov, ale v iných menej industrializovaných oblastiach je tmavá forma stále veľmi „zriedkavá“.

silné stránky

Druh rodu Panthera. Omicroñ'R

Hlavné silné stránky novarwinovskej teórie súvisia s tromi základnými princípmi: kauzalita, efektívnosť a rozsah.

Kauzalita potvrdzuje, že mechanizmus prirodzeného výberu je dostatočný na poháňanie evolučného procesu a pozorovaných trendov, to znamená, že prírodný výber je hlavným motorom špekulácie.

Účinnosť sa vzťahuje na schopnosť organizmov generovať „vývojové novinky“ a odstraňovať zle prispôsobených jednotlivcov v populáciách, niečo ako „prežitie najvhodnejších“.

Rozsah pôsobnosti sa týka schopnosti mechanizmu vysvetliť mikroevolučné a makroevolučné procesy.

slabé stránky

Podľa Fríasa (2010), slabé stránky syntetickej teórie evolúcie súvisia s niektorými opomenutiami, ktoré táto teória spôsobuje niektorým procesom alebo udalostiam, ktoré sú často uvedené ako „výnimky z pravidla“.

Medzi hlavné opomenutia, ktoré autor zdôraznil, patria:

- Absencia spojenia medzi somatickými a zárodočnými bunkami (sexuálne) v niektorých fytoch bezstavovcov, dedičnosť somaklonálnej variácie a koncepcia vertikálneho prenosu génov.

- Bočný alebo horizontálny prenos génov na eukaryoty sprostredkované baktériami alebo vírusmi

- Chýbajúci „holistický“ koncept génu, determinizmus a genetický redukcionizmus

- nekódujúca DNA, epigenéza a gény, ktoré sa neprepisujú

- Homeotické mutácie a genéza vývoja

- Sympatická špekulácia.

Referencie

1. Frías, L. (2010). Vynechanie v syntetickej teórii evolúcie. Biologický výskum, 43 (3), 299-306.
2. Gardner, JE, Simmons, JE a Snustad, DP (1991). Riaditeľ genetiky. Vydanie 8 ''. John Wiley a synovia.
3. Gould, SJ (1982). Darvinizmus a rozširovanie evolučnej teórie. Science, 216 (4544), 380-387.
4. Henderson, M. (2009). 50 genetických nápadov, ktoré skutočne potrebujete vedieť. Knihy Quercus.
5. Kutschera, U. a Niklas, KJ (2004). Moderná teória biologickej evolúcie: rozšírená syntéza. Naturwissenschaften, 91 (6), 255-276.
6. Matsuda, H. a Ishii, K. (2001). Syntetická teória molekulárnej evolúcie. Gény a genetické systémy, 76 (3), 149-158.
7. Salisbury, FB (1971). Pochybnosti o modernej syntetickej teórii evolúcie. The American Biology Teacher, 33 (6), 335-354.
8. Solomon, EP, Berg, LR a Martin, DW (2011). Biológia (9. vydanie). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
9. Suzuki, DT, a Griffiths, AJ (1976). Úvod do genetickej analýzy. WH Freeman and Company.
10. Watson, JD (2004). Molekulárna biológia génu. Pearson Education India.