วิวัฒนาการ: ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับกระบวนการที่กำหนดความหลากหลายของชีวิตบนโลก

วิวัฒนาการโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นที่ที่มีการกำจัดวัชพืชหรือกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในประชากรขึ้นอยู่กับว่าลักษณะที่ดีเพียงใดที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิต (สิ่งมีชีวิต) อยู่รอดและทำซ้ำได้ ส่วนผสมสำคัญสามประการในการเลือกโดยธรรมชาติคือการเปลี่ยนแปลงการสืบทอดและการแข่งขัน

ครั้งแรกมีการเปลี่ยนแปลง- ตัวอย่างเช่นสิงโตบางตัวมีขนาดใหญ่กว่าหรือเล็กกว่ามี manes ที่ยาวกว่าหรือสั้นกว่านั้นมีความก้าวร้าวมากขึ้นหรือระมัดระวังและอื่น ๆ ประชากรของสิ่งมีชีวิตทุกคนมีรูปแบบในเกือบทุกลักษณะที่คุณสามารถจินตนาการได้ ลักษณะจะถูกเข้ารหัสผ่านยีนในดีเอ็นเอ-โมเลกุลที่พบในทุกเซลล์ที่มีชีวิตที่ให้คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการพัฒนามีชีวิตอยู่และทำซ้ำ ลักษณะแตกต่างกันไปในประชากรส่วนหนึ่งเพราะเมื่อ DNA ถูกคัดลอกบางครั้งตัวอักษรบางตัวในรหัสจะเปลี่ยนไป - กระบวนการที่เรียกว่าการกลายพันธุ์

ถัดไปคือมรดกตัวแปรเหล่านี้จำนวนมาก ลักษณะได้รับการสืบทอด ยีนจะถูกส่งผ่านจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นต่อไปผ่านการสืบพันธุ์

ในที่สุดก็มีการแข่งขัน- สิ่งมีชีวิตทุกชนิดในประชากรกำลังแข่งขันกับผู้อื่นในกลุ่มอาหารที่พักพิงทรัพยากรและเพื่อนร่วมงาน

นี่คือวิธีที่ส่วนผสมทั้งหมดทำงานร่วมกัน

เพื่อความอยู่รอดสิ่งมีชีวิตจะต้องเหมาะสมกับสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่นพืชในทะเลทรายโมฮาวีต้องทำด้วยน้ำน้อยมากในขณะที่ต้นไม้ในป่าฝนอเมซอนจำเป็นต้องป้องกันไม่ให้ใบของมันถูกขังอยู่ในน้ำ

ผู้ที่มีลักษณะที่เหมาะสมกว่าสำหรับสภาพแวดล้อมของพวกเขา - พูดว่ากระบองเพชรที่ต้องการน้ำน้อยลงในทะเลทราย - ประสบความสำเร็จในการแข่งขันเพื่อทรัพยากรที่พักพิงอาหารและเพื่อน

พวกเขาชอบที่จะอยู่รอดและทำซ้ำมากกว่าคู่ของพวกเขาโดยไม่มีลักษณะ ลูกหลานของพวกเขาสืบทอดคุณลักษณะเหล่านี้ซึ่งทำให้พวกเขาได้เปรียบเหนือคู่แข่งของพวกเขาอย่างต่อเนื่องวัฏจักรของวิวัฒนาการ

ในที่สุดสมาชิกของประชากรมากขึ้นมีลักษณะที่ทำให้พวกเขามีความได้เปรียบในการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ นั่นคือวิวัฒนาการโดยสรุป

วิวัฒนาการอธิบายว่าสปีชีส์เกิดขึ้นและเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาได้อย่างไร ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายระหว่าง 1 ล้านถึง 2 ล้านสปีชีส์พวกเขารู้ว่าพวกเขาขาดหายไปมาก อาจมี 9 ล้าน - หรือแม้กระทั่งล้านล้าน- สายพันธุ์บนโลก

การเลือกโดยธรรมชาติต้องการการเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงภายในประชากรส่วนใหญ่มาจากการกลายพันธุ์ของดีเอ็นเอ

การกลายพันธุ์ส่วนใหญ่เป็นแบบสุ่ม แต่บางพื้นที่ของ DNA อาจกลายพันธุ์ได้ง่ายกว่าคนอื่น ๆ-

ในมนุษย์เด็กมักเกิดมาด้วยการกลายพันธุ์ใหม่ประมาณ 60 ครั้งหรือการเปลี่ยนแปลงของดีเอ็นเอที่พ่อแม่ไม่มี

รูปแบบชีวิตที่แตกต่างกันมีอัตราการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันและมีข้อผิดพลาดอยู่เสมอ การกลายพันธุ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในวิธีที่เห็นได้ชัดเจน (สิ่งเหล่านี้เรียกว่าการกลายพันธุ์ที่เป็นกลาง) แต่บางครั้งการกลายพันธุ์สามารถทำให้ง่ายขึ้นหรือยากขึ้นสำหรับสิ่งมีชีวิตที่จะอยู่รอดหรือทำซ้ำ นี่คือที่มาโดยธรรมชาติ

หากการกลายพันธุ์ช่วยให้สิ่งมีชีวิตแข่งขันได้ดีขึ้นก็มีแนวโน้มที่จะอยู่รอดและส่งต่อการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์ต่อลูกหลาน ในทางกลับกันหากการกลายพันธุ์ทำให้การอยู่รอดหรือการทำซ้ำยากขึ้นการกลายพันธุ์จะมีโอกาสน้อยที่จะถูกส่งผ่านลงไป

ดังนั้นในขณะที่การกลายพันธุ์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นแบบสุ่มวิวัฒนาการไม่ได้สุ่ม

อย่างไรก็ตามการคัดเลือกโดยธรรมชาตินั้นไม่สมบูรณ์แบบและการกลายพันธุ์ที่ไม่มีผลกระทบด้านลบขนาดเล็กหรือเล็กมากสามารถติดอยู่กับประชากรได้

ตัวอย่างเช่นจำนวนมากผู้คนมีฟันภูมิปัญญานั่นครั้งหนึ่งช่วยให้เราบดพืชในอาหารของเรา แต่ตอนนี้ส่วนใหญ่จะเป็นฝูงชนฟันอื่น ๆ และมักจะต้องถูกดึง แต่เนื่องจากการมีฟันภูมิปัญญาไม่ได้ทำให้ยากต่อการอยู่รอดหรือทำซ้ำมันจึงยังไม่ได้รับวัชพืช

โดยปกติวิวัฒนาการจะถูกมองว่าเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นมากกว่าพันปีหรือหลายล้านปี แต่สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถพัฒนาได้ภายในไม่กี่วัน-อัตราวิวัฒนาการขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ

ประการแรกสิ่งมีชีวิตที่ทำซ้ำได้อย่างรวดเร็วพัฒนาเร็วขึ้นเนื่องจากวิวัฒนาการเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงที่สืบทอดมาโดยแต่ละรุ่นจะแตกต่างกันเล็กน้อยจากครั้งสุดท้าย เมื่อเวลาผ่านไปการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเหล่านี้เพิ่มความแตกต่างอย่างมาก

ประการที่สองขนาดของประชากร ประชากรที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นมีความน่าสนใจกว่าที่จะมีบุคคลอย่างน้อยหนึ่งคนที่มีการกลายพันธุ์ที่มีผลต่อการอยู่รอดหรือการสืบพันธุ์ การคัดเลือกโดยธรรมชาติแล้ววัชพืชเหล่านี้ออกมาหรือทำให้ยีนพบได้บ่อยขึ้นขึ้นอยู่กับว่ามันดีหรือไม่ดีสำหรับสายพันธุ์

อัตราการกลายพันธุ์ยังมีผลต่อความเร็วของวิวัฒนาการ การกลายพันธุ์มากขึ้นหมายถึงโอกาสที่จะพัฒนามากขึ้น แต่เพราะการกลายพันธุ์ส่วนใหญ่เป็นกลางหรือเป็นอันตราย-สิ่งมีชีวิตมักจะพัฒนาโปรตีนเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดในการคัดลอกดีเอ็นเอซึ่งทำให้อัตราการกลายพันธุ์ต่ำ แสงแดดสารเคมีและปัจจัยที่เชื่อมโยงกับเทคนิคการแก้ไขข้อผิดพลาดของสปีชีส์ที่แตกต่างกันสามารถส่งผลกระทบต่อการกลายพันธุ์ของยีนได้อย่างรวดเร็ว

สุดท้ายสภาพแวดล้อมมีบทบาทสำคัญในอัตราการวิวัฒนาการ ในสภาวะที่รุนแรงการคัดเลือกโดยธรรมชาติจะกำจัดบุคคลที่ไม่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมของพวกเขาอย่างรวดเร็วนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการที่รวดเร็วยิ่งขึ้น-

ปัจจัยเหล่านี้หมายถึงสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ทำสำเนาของตัวเองอย่างรวดเร็ว - เช่นแบคทีเรีย - วิวัฒนาการเร็วกว่าสิ่งที่มีขนาดใหญ่ซึ่งใช้เวลานานในการทำซ้ำเช่นช้าง วิวัฒนาการอย่างรวดเร็วในสิ่งมีชีวิตด้วยกล้องจุลทรรศน์สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาการปรับตัวผ่านการทดลองในห้องปฏิบัติการ

Charles Darwin นึกถึงเมื่อเรานึกถึงทฤษฎีวิวัฒนาการ-

แต่ก่อนที่ดาร์วินจะตีพิมพ์ผลงานที่ก้าวล้ำของเขาในปี 2402 นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ พยายามอธิบายความหลากหลายของชีวิตบนโลกแล้ว นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งคือJean-Baptiste Lamarckนักวิจัยชาวฝรั่งเศสที่เสนอทฤษฎีวิวัฒนาการที่แตกต่างกัน 50 ปีก่อนที่ดาร์วินตีพิมพ์ผลงานของเขา

Lamarck เชื่อว่าลักษณะหรือลักษณะที่ใช้บ่อยขึ้นจะเติบโตขึ้นและใหญ่ขึ้นในขณะที่สิ่งที่ไม่ได้ใช้จะค่อยๆหายไป นอกจากนี้เขายังคิดว่าลักษณะใด ๆ ที่ได้รับการปรับปรุงผ่านการใช้งานอาจถูกส่งผ่านไปยังลูกหลาน

ตัวอย่างที่ใช้กันทั่วไปคือยีราฟ ตามทฤษฎีวิวัฒนาการของ Lamarck ยีราฟมีคอยาวเพราะบรรพบุรุษของพวกเขายืดออกไปถึงใบสูงในต้นไม้ทำให้คอของพวกเขายาวขึ้น เขาเชื่อว่าการยืดนี้ทำให้คอยาวขึ้นซึ่งส่งต่อไปยังคนรุ่นต่อไป

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าสิ่งนี้ไม่ถูกต้องและผ่านการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่ธรรมชาติเลือกความยาวคอที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในประชากร

แต่ความคิดของ Lamarck ยังคงเป็นหินก้าวสำคัญที่เป็นแรงบันดาลใจให้กับความคิดของดาร์วินในการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

วิวัฒนาการสามารถสร้างรูปแบบที่แตกต่างกันไปตามกาลเวลา เราสามารถติดฉลากรูปแบบหลักสามรูปแบบเป็นวิวัฒนาการที่แตกต่างกันมาบรรจบกันและแบบขนาน

วิวัฒนาการที่แตกต่างเกิดขึ้นเมื่อประชากรที่เกี่ยวข้องแตกต่างกันมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อพวกเขาปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน บางครั้งสิ่งนี้สามารถนำไปสู่การก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่ ที่กาลาปากอสฟินช์นั่นช่วยให้ดาร์วินสร้างทฤษฎีของเขาเกี่ยวกับวิวัฒนาการเป็นตัวอย่างคลาสสิก: ในตอนแรกนักร้องเหล่านี้เป็นเพียงสายพันธุ์เดียว แต่เมื่อเวลาผ่านไปนกจากเกาะต่าง ๆ ได้พัฒนารูปที่จะงอยปากที่แตกต่างกันตั้งแต่ระยะยาวไปจนถึงสั้นและโค้งตรงไปตรงมา - เพื่อกินอาหารบนเกาะเหล่านั้นได้ดีขึ้น นักชีววิทยาสามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นตามเวลาจริงเมื่อรูปแบบปริมาณน้ำฝนของเกาะเปลี่ยนไป

วิวัฒนาการมาบรรจบกันเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่เกี่ยวข้องเริ่มมองหรือทำตัวเหมือนกันมากขึ้นเพราะพวกมันอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่คล้ายกันหรือต้องเผชิญกับความท้าทายประเภทเดียวกันเพื่อความอยู่รอดและทำซ้ำ ตัวอย่างเช่นปลาโลมาและฉลามทั้งคู่มีร่างกายที่มีความคล่องตัวซึ่งช่วยให้พวกเขาว่ายน้ำได้ดีในน้ำ อย่างไรก็ตามปลาโลมาวิวัฒนาการมาจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหมือนหมาป่าที่เรียกว่าชนกลุ่มน้อยประมาณ 50 ล้านปีที่แล้วในขณะที่ฉลามวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษของปลาโดยประมาณ450 ล้านปีก่อน- รูปแบบนี้สามารถสร้างภาพลวงตาที่สัตว์แบ่งปันบรรพบุรุษร่วมกันล่าสุดมากกว่าที่พวกเขาทำ

วิวัฒนาการแบบขนานนั้นคล้ายคลึงกับวิวัฒนาการมาบรรจบกัน แต่เกี่ยวข้องกับสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับบรรพบุรุษร่วมกันล่าสุด ในวิวัฒนาการคู่ขนานสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดซึ่งอยู่ห่างกันอย่างอิสระพัฒนาลักษณะที่คล้ายกันเมื่อเผชิญหน้ากับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมที่คล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่นบรรพบุรุษของการใช้ชีวิตตะขาบไม่ได้ทำพิษ- แต่หลายสปีชีส์ตะขาบแยกต่างหากที่พัฒนาแยกออกมาซึ่งบ่งบอกว่ามันเป็นประโยชน์กับพวกเขา