Lectia 1 despre evolutie

Berkeley are un site nemaipomenit pentru a explica toate dovezile pentru teoria evolutiei numita intelegere a evolutiei. Este o resursa excelenta pentru informatii despre acest subiect masiv. Ei fac o treaba minunata in explicarea informatiilor relevante intr-un format usor de inteles. Sunt atat de impresionat de efortul lor, incat voi posta materialul lor aici pe Skeptic Dave. Cu totii ar trebui sa fim recunoscatori cercetatorilor, oamenilor de stiinta si educatorilor care lucreaza din greu pentru a strange toate aceste informatii.

D

Re-postat de pe: http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/home.php

Dovezi fosile

Inregistrarea fosilelor ofera imagini ale trecutului care, atunci cand sunt asamblate, ilustreaza o panorama a schimbarilor evolutive din ultimii patru miliarde de ani. Poza poate fi confuza in locuri si poate sa lipseasca biti, dar dovezi fosile arata clar ca viata este veche si s-a schimbat in timp.

Descoperiri fosile timpurii

In secolul al XVII-lea, Nicolae Steno a zguduit lumea stiintei, remarcand asemanarea dintre dintii de rechin si rocile cunoscute in mod obisnuit drept „pietre de limba”. Aceasta a fost prima noastra intelegere ca fosilele erau un record al vietii trecute.

Doua secole mai tarziu, Mary Ann Mantell a ridicat un dinte, pe care sotul ei, Gideon, l-a crezut a fi o iguana mare, dar s-a dovedit a fi dintele unui dinozaur, Iguanodon . Aceasta descoperire a trimis mesajul puternic ca multe fosile reprezentau forme de viata care nu mai sunt astazi la noi.

Indici suplimentare despre fosile

Astazi, putem lua fosile de la sine, dar continuam sa invatam de la ele. Fiecare fosila noua contine indicii suplimentare care ne sporesc intelegerea istoriei vietii si ne ajuta sa raspundem la intrebari despre povestea lor evolutiva. Exemplele includ:

Indicarea interactiunilor

Aceasta fosila de amonit (a se vedea la dreapta) arata punctiuni pe care unii oameni de stiinta le-au interpretat ca semnul muscaturii unui mosasaur, un tip de reptila marina pradatoare care a trait in acelasi timp cu ammonitul. Deteriorarea amonitului a fost corelata cu formele si capacitatile dintilor si maxilarelor mosasaurului.

Array

Altii au sustinut ca gaurile au fost create de limpezi care s-au atasat de amonit. Cercetatorii examineaza fosilele de amonit, precum si fosilele de mosasaur si comportamentele limpetelor, pentru a explora aceste ipoteze.

Indici la nivel celular

Fosilele ne pot spune despre tiparele de crestere la animalele antice. Imaginea din dreapta este o sectiune transversala printr-un sub-adult os al coapsei dinozaurului de rata Maiasaura. Spatiile albe arata ca erau o multime de vase de sange care trec prin os, ceea ce indica faptul ca era un os cu crestere rapida. Linia orizontala ondulata neagra din imaginea de mijloc este o linie de crestere, reflectand o pauza sezoniera in cresterea animalului.

Forme tranzitorii

Fosilele sau organismele care arata starile intermediare intre o forma ancestrala si cea a descendentilor acesteia sunt denumite forme de tranzitie. Exista numeroase exemple de forme de tranzitie in evidenta fosilelor, care ofera o abundenta de dovezi pentru schimbari in timp.

Pakicetus (mai jos stanga), este descris ca un stramos timpuriu pentru balenele moderne. Desi pakicetidele erau mamifere terestre, este clar ca acestea sunt legate de balene si delfini, bazate pe o serie de specializari ale urechii, legate de auz. Craniul prezentat aici afiseaza narile in partea din fata a craniului.

Un craniu al balenei cenusii care cutreiera astazi marile (sub dreapta) isi are narile asezate in varful craniului. Din aceste doua exemplare se pare ca pozitia narii s-a schimbat de-a lungul timpului si astfel ne-am astepta sa vedem forme intermediare.

Retineti ca plasarea narii in Aetiocetus este intermediara intre forma ancestrala Pakicetus si balena gri moderna – un excelent exemplu de forma tranzitorie in evidenta fosilelor!

Intelegerea noastra despre evolutia picioarelor de cal, atat de des descrise in manuale, este derivata dintr-o esantionare imprastiata de fosile de cai in arborele evolutiv al cailor cu mai multe ramuri. Aceste organisme fosile reprezinta ramuri pe copac si nu o linie directa de coborare care duce la cai moderni.

Dar, diagrama standard arata in mod clar etapele de tranzitie prin care piciorul cu patru picioare de Hyracotherium , altfel cunoscut sub numele de Eohippus , a devenit piciorul cu un singur picior al lui Equus . Fosilele arata ca formele de tranzitie prezise de evolutie au existat intr-adevar.

Dupa cum puteti vedea la stanga, fiecare varf de ramura de pe arborele evolutiei cailor indica un gen diferit, desi picioarele a doar cateva genuri sunt ilustrate pentru a arata reducerea degetelor de la picioare in timp.

omologii

Teoria evolutionista prevede ca organismele inrudite vor impartasi asemanari care sunt derivate de la stramosii comuni. Caracteristici similare datorate relatiei sunt cunoscute sub numele de omologii. Homologiile pot fi dezvaluite comparand anatomiile diferitelor fiinte vii, analizand asemanarile si diferentele celulare, studiind dezvoltarea embriologica si studiind structurile vestigiale in cadrul organismelor individuale.

In fotografiile urmatoare ale plantelor, frunzele sunt destul de diferite de frunzele „normale” pe care le imaginam.

Fiecare frunza are o forma si functie foarte diferite, cu toate acestea toate sunt structuri omologe, derivate dintr-o forma ancestrala comuna. Planta de ulcior si acoperisul lui Venus folosesc frunze pentru a prinde si digera insectele. Frunzele rosii stralucitoare ale poinsettiei arata ca petale de flori. Frunzele de cactus sunt modificate in coloane mici care reduc pierderea de apa si pot proteja cactusul de la erbivore.

Un alt exemplu de omologie este avansarea tetrapodelor (vertebrate cu picioare).

Broastele, pasarile, iepurii si soparlele au toate limbi anterioare, reflectand stilul lor de viata diferit. Dar acele limbi anterioare diferite impartasesc acelasi set de oase – humerusul, raza si ulna. Acestea sunt aceleasi oase observate in fosilele animalului de tranzitie disparut, Eusthenopteron , care demonstreaza stramosul lor comun.

Homologii: anatomie

Organismele individuale contin in interiorul corpului lor dovezi abundente ale istoriilor lor. Existenta acestor caracteristici este explicata cel mai bine prin evolutie.

  • Cateva animale, inclusiv porci, bovine, caprioare si caini au cifre reduse, nefunctionale, mentionate ca niste deseuri. Piciorul porcului a pierdut cifra 1 complet, cifrele 2 si 5 au fost reduse foarte mult si doar cifrele 3 si 4 sustin corpul. Evolutia explica cel mai bine astfel de caracteristici vestigiale. Ele sunt ramasitele stramosilor cu un numar mai mare de cifre functionale.
  • Oamenii (si maimutele) au piepturile care sunt mai largi decat adancurile, cu omoplaturile plate in spate. Acest lucru se datoreaza faptului ca noi, ca si maimutele, suntem descendenti dintr-un stramos care a putut sa se suspende folosind membrele superioare. Pe de alta parte, maimutele si alte patrupede au o forma diferita de locomotie. Patrupedele au piepturi inguste, adanci, cu omoplati in laterale.
  • Puii Hoatzin au gheare pe aripi, la fel ca si puii si struturile. Acest lucru reflecta faptul ca stramosii pasarilor aveau mainile ghemuite.

Homologii: anatomie comparativa

Organismele care sunt strans legate intre ele impartasesc multe asemanari anatomice. Uneori asemanarile sunt vizibile, ca intre crocodili si aligatori, dar in alte cazuri este necesar un studiu considerabil pentru o apreciere completa a relatiilor.

Modificarea scheletului tetrapod

Balenele si colibri au scheleturi tetrapod mostenite de la un stramos comun. Corpurile lor au fost modificate si partile au fost pierdute prin selectia naturala, rezultand in adaptarea la stilurile de viata respective de-a lungul a milioane de ani. La suprafata, aceste animale arata foarte diferit, dar relatia dintre ele este usor de demonstrat. Cu exceptia acelor oase care s-au pierdut de-a lungul timpului, aproape fiecare os din fiecare corespunde unui os echivalent in celalalt.

Homologii: biologie de dezvoltare

Studierea dezvoltarii embriologice a lucrurilor vii ofera indicii despre evolutia organismelor actuale. In unele etape de dezvoltare, organismele prezinta trasaturi ancestrale sub forma totala sau incompleta.

Serpii au stramosi cu picioare.

Unele specii de serpi vii au muguri posterioare ca embrioni precoce, dar pierd rapid mugurii si se dezvolta la adulti fara pamant. Studiul etapelor de dezvoltare a serpilor, combinat cu dovezi fosile de serpi cu membre posterioare, sustine ipoteza ca serpii au evoluat dintr-un stramos cu membre.

Balenele Baleen au stramosi dinti.

Balenele dintate au seturi complete de dinti de-a lungul vietii. Balenele Baleen, cu toate acestea, detin doar dinti in stadiul fetal timpuriu si ii pierd inainte de nastere. Pastrarea dintilor in balenele fetale ofera dovezi ale stramosii comune cu balenele dintate si alte mamifere. In plus, dovezile fosile indica faptul ca baletul Oligocenului tarziu Aetiocetus (mai jos), din Oregon, care este considerat a fi cel mai timpuriu exemplu de balene balene, de asemenea a purtat un set complet de dinti.

Din nou, aceste observatii au sensul intr-un cadru evolutiv in care serpii au stramosi cu picioare si balenele au stramosi dinti.

Homologii: dovezi celulare / moleculare

Toate lucrurile vii sunt in mod fundamental asemanatoare. La nivel celular si molecular fiintele vii sunt remarcabil de similare intre ele. Aceste similitudini fundamentale sunt explicate cel mai usor prin teoria evolutiei: viata impartaseste un stramos comun.

Nivelul celular

Toate organismele sunt formate din celule, care constau din membrane umplute cu apa care contine material genetic, proteine, lipide, carbohidrati, saruri si alte substante. Celulele majoritatii vietuitoarelor folosesc zahar pentru combustibil in timp ce produc proteine ​​ca blocuri de constructie si mesageri. Observati similitudinea dintre celulele animale si plantele tipice ilustrate mai jos – doar trei structuri sunt unice pentru una sau alta.

Nivelul molecular

Diferite specii impartasesc omologii genetice, precum si cele anatomice. Viermii rotunzi, de exemplu, impartasesc 25% din genele lor cu oamenii. Aceste gene sunt usor diferite in fiecare specie, dar similitudinii lor izbitori releva totusi originea lor comuna. De fapt, codul ADN in sine este o omologie care leaga intreaga viata de pe Pamant de un stramos comun. ADN-ul si ARN-ul poseda un simplu cod cu patru baze care ofera reteta tuturor vietuitoarelor. In unele cazuri, daca ar fi sa transferam materialul genetic din celula unui lucru viu in celula altuia, destinatarul ar urma noile instructiuni ca si cum ar fi ale sale.

Aceste caracteristici ale vietii demonstreaza similitudinea fundamentala a tuturor fiintelor vii pe Pamant si servesc la baza eforturilor de astazi in inginerie genetica.

Distributia in timp si spatiu

Intelegerea istoriei vietii pe Pamant necesita o intelegere a profunzimii timpului si a latimii spatiului. Trebuie sa tinem cont ca timpul implicat este vast in comparatie cu o viata umana, iar spatiul necesar pentru ca acest lucru sa aiba loc include toate suprafetele de apa si uscat ale lumii. Stabilirea cronologiilor, atat relative, cat si absolute, si schimbarea geografica in timp sunt esentiale pentru vizualizarea imaginii care este istoria vietii pe Pamant.

Cronologie

Varsta Pamantului si a locuitorilor sai a fost determinata prin doua linii de dovezi complementare: datarea relativa si datarea numerica (sau radiometrica).

  • Datarea relativa plaseaza fosilele intr-o secventa temporala, notand pozitiile lor in straturi de roci, cunoscute sub numele de straturi. Dupa cum se arata in diagrama, fosilele gasite in straturile inferioare au fost de obicei depuse mai intai si sunt considerate mai vechi (acest principiu este cunoscut sub denumirea de superpozitie). Uneori aceasta metoda nu functioneaza, fie pentru ca straturile nu au fost depuse orizontal pentru a incepe, fie pentru ca au fost rasturnate.

    Daca acesta este cazul, putem folosi una dintre alte trei metode pentru a date pana acum straturi purtatoare de fosile in raport cu celalalt: succesiunea faunala, relatiile transversale si incluziunile.

    Studiind si comparand straturile din intreaga lume, putem afla care a venit primul si care a venit ulterior, dar avem nevoie de dovezi suplimentare pentru a stabili varstele specifice, sau numerice, ale fosilelor.

  • Datarea numerica se bazeaza pe descompunerea elementelor radioactive, cum ar fi uraniul, potasiul, rubidiul si carbonul. Rocile foarte vechi trebuie datate folosind material vulcanic. Datand straturi de cenusa vulcanica atat deasupra cat si sub un strat purtator de fosile, asa cum se arata in diagrama, puteti determina datele „mai vechi decat X, dar mai tinere decat Y” pentru fosile. Rocile sedimentare mai vechi de 50.000 de ani pot fi datate, de asemenea, folosind continutul lor de carbon radioactiv. Geologii au asamblat o scara de timp geologica pe baza datarii numerice a rocilor din intreaga lume.

Geografie

Distributia lucrurilor vii pe glob ofera informatii despre istoriile trecute atat ale vietuitoarelor, cat si ale suprafetei Pamantului. Aceasta dovada este in concordanta nu doar cu evolutia vietii, ci si cu miscarea placilor continentale in intreaga lume – altfel cunoscuta sub denumirea de tectonica a placilor.

Mamiferele marsupiale se gasesc in America, precum si in Australia si Noua Guinee, afisate in maro pe harta din dreapta. Nu li se gaseste inotul peste Oceanul Pacific si nici nu au fost descoperite ratacind pe continentul asiatic. Se pare ca nu exista rute de migratie intre cele doua populatii. Cum ar fi putut ajunge marsupiile de la locul lor de origine la locatii aflate la o jumatate de lume?

Au fost gasite fosile de marsupiale atat in ​​Antarctica, cat si in America de Sud si Australia. In ultimele decenii, oamenii de stiinta au demonstrat ca ceea ce se numeste acum America de Sud a facut parte dintr-o masa terestra mare numita Gondwana, care a inclus Australia si Antarctica. Faceti clic pe harta de mai jos pentru o scurta animatie care arata cum Gondwana s-a despartit acum 160 pana la 90 de milioane de ani. Marsupialele nu aveau nevoie de o ruta de migrare dintr-o parte a lumii in alta; au calatorit continentele pana la pozitiile lor actuale.

Dovada prin exemplu

Desi istoria vietii este intotdeauna in trecut, exista multe moduri prin care putem privi organismele actuale, precum si istoria recenta, pentru a intelege mai bine ce s-a intamplat in timp profund. Selectia artificiala in agricultura sau laboratoare ofera un model pentru selectia naturala. Privind interactiunile organismelor din ecosisteme ne ajuta sa intelegem cum se adapteaza populatiile in timp. Experimentele demonstreaza selectia si avantajul adaptativ. Si putem vedea ierarhii cuibarita in taxonomii pe baza descendentei comune.