ბიოლოგიური ევოლუცია გულისხმობს ცოცხალი ორგანიზმების ბუნებრივ განვითარებას, რასაც თან ახლავს პოპულაციების გენეტიკური შემადგენლობის ცვლილებები, ასევე ადაპტაციური თვისებების ზრდა, ახალი სახეობების გაჩენა და ძველის გადაშენება. ყველა ეს ფაქტორი დროთა განმავლობაში ცვლის როგორც ეკოსისტემას, ასევე მთლიან ბიოსფეროს.
ძირითადი თეორია
არსებობს რამდენიმე ვერსია, რომელიც ხსნის მექანიზმებს, რომლებზედაც აგებულია ევოლუციური პროცესი. მეცნიერთა უმეტესობა ახლა ერთგულია ევოლუციის სინთეზური თეორიის (STE) მიმართ, რომელიც დაფუძნებულია პოპულაციის გენეტიკისა და დარვინიზმის შერწყმაზე. სინთეტიკური თეორია ხსნის გენეტიკურ მუტაციებს, ანუ ევოლუციის მასალასა და ბუნებრივ გადარჩევას (ევოლუციის მექანიზმს) შორის კავშირს. ევოლუციური პროცესი ამ თეორიის ფარგლებში არის სხვადასხვა გენის ალელების სიხშირის შეცვლის პროცესი სახეობების პოპულაციაში რამდენიმე თაობის განმავლობაში.
ევოლუციის ნიმუშები და წესები
ევოლუცია შეუქცევადი პროცესია. ნებისმიერ ორგანიზმს, რომელიც პოზიტიური მუტაციების დაგროვებით შეძლო ახალ პირობებთან ადაპტაცია, წინა გარემოში დაბრუნებისას, კვლავ მოუწევს ადაპტაციის გზის გავლა. უფრო მეტიც, არცერთი ბიოლოგიური სახეობა არ შეიძლება მთლიანად დადგინდეს,ჩარლზ დარვინი წერდა, რომ მაშინაც კი, თუ ჰაბიტატი ისეთივე გახდება, როგორც ადრე, განვითარებული სახეობა ვერ დაუბრუნდება თავის ყოფილ მდგომარეობას. ანუ, ცხოველები შეძლებენ ძველი პირობების დაბრუნებას, მაგრამ არა "ძველი" გზებით.
ეს ადვილად ჩანს დელფინების შემთხვევაში. მათი ფარფლების შიდა სტრუქტურა (ვეშაპისებრებთან ერთად) ინარჩუნებს ძუძუმწოვრების კიდურების თვისებებს. მუტაციები განაახლებს თაობის გენოფონდს, ასე რომ ისინი არასოდეს განმეორდება. იმისდა მიუხედავად, რომ დელფინებმა და ვეშაპებმა შეცვალეს ჰაბიტატი, ხოლო ხუთთითიანი კიდურები ფარფლებად გადაიქცნენ, ისინი მაინც ძუძუმწოვრები არიან. ისევე, როგორც ქვეწარმავლები წარმოიშვნენ ამფიბიებიდან გარკვეულ ეტაპზე, მაგრამ თავიანთ წინა გარემოში დაბრუნებითაც კი, ისინი ვერ შეძლებენ ამფიბიების წარმოქმნას.
ამ ევოლუციური წესის კიდევ ერთი მაგალითი: მარადმწვანე ბუჩქი Ruscus. მის ღეროზე არის მბზინავი, დიდი და სქელი ფოთლები, რომლებიც რეალურად მოდიფიცირებული ტოტებია. ნამდვილი ფოთლები ქერცლიანია და განლაგებულია ამ „ღეროების“ცენტრში. სასწორის სინუსიდან ადრე გაზაფხულზე ჩნდება ყვავილი, საიდანაც ნაყოფი მოგვიანებით განვითარდება. ყასბის ნემსმა ევოლუციის პროცესში მოიშორა ფოთლები, რის შედეგადაც შეძლო გვალვისადმი ადაპტაცია, მაგრამ შემდეგ ისევ წყლის გარემოში ჩავარდა, მაგრამ რეალური ფოთლების ნაცვლად, მოდიფიცირებული ღეროები გამოჩნდა.
ჰეტეროგენულობა
ევოლუციის წესები ამბობს, რომ პროცესი ძალიან ჰეტეროგენულია და არ არის განსაზღვრული ასტრონომიული დროით. მაგალითად, არის ცხოველები, რომლებიც არსებობდნენუცვლელი ასობით მილიონი წლის განმავლობაში. ეს არის ბუჩქოვანი თევზი, ტუატარა და კუდი ცოცხალი ნამარხებია. მაგრამ ხდება ისე, რომ სახეობა და მოდიფიკაცია ძალიან სწრაფად ხდება. ბოლო 800 ათასი წლის განმავლობაში მღრღნელების ახალი სახეობები წარმოიშვა ავსტრალიასა და ფილიპინებში, ხოლო ბაიკალის ტბა ბოლო 20 მილიონი წლის განმავლობაში გამდიდრდა 240 სახეობის კიბოთი, რომლებიც იყოფა 34 ახალ გვარად. სახეობის გაჩენა ან შეცვლა არ არის დამოკიდებული დროზე, როგორც ასეთზე, არამედ განისაზღვრება ფიტნესის ნაკლებობითა და თაობების რაოდენობით. ანუ, რაც უფრო სწრაფად მრავლდება სახეობა, მით უფრო მაღალია ევოლუციის მაჩვენებელი.
დახურული სისტემები
პროცესები, როგორიცაა ევოლუცია, ბუნებრივი გადარჩევა და მუტაცია, შეიძლება ბევრად უფრო სწრაფად წავიდეს. ეს ხდება მაშინ, როდესაც გარემო პირობები არასტაბილურია. თუმცა, ღრმა ოკეანეებში, გამოქვაბულების წყლებში, კუნძულებსა და სხვა იზოლირებულ რაიონებში ევოლუცია, ბუნებრივი გადარჩევა და სახეობების წარმოქმნა ძალიან ნელია. ეს ხსნის იმ ფაქტს, რომ ლობიანი თევზი უცვლელი რჩება ამდენი მილიონი წლის განმავლობაში.
ევოლუციის დამოკიდებულების კვალი ბუნებრივი გადარჩევის სიჩქარეზე საკმაოდ მარტივია მწერებზე. გასული საუკუნის ოცდაათიან წლებში დაიწყო მავნებლებისგან შხამიანი წამლების გამოყენება, მაგრამ რამდენიმე წლის შემდეგ გამოჩნდა სახეობები, რომლებიც ადაპტირდნენ წამლის მოქმედებაზე. ამ ფორმებმა დაიკავეს დომინანტური პოზიცია და სწრაფად გავრცელდნენ მთელ პლანეტაზე.
ბევრი დაავადების სამკურნალოდ ხშირად იყენებდნენ ძლიერ ანტიბიოტიკებს - პენიცილინს, სტრეპტომიცინს, გრამიციდინს. ძალაში შევიდა ევოლუციის წესები: უკვე ორმოციან წლებშიმეცნიერებმა აღნიშნეს ამ პრეპარატების მიმართ რეზისტენტული მიკროორგანიზმების გაჩენა.
ნიმუშები
არსებობს ევოლუციის სამი ძირითადი მიმართულება: კონვერგენცია, დივერგენცია და პარალელიზმი. დივერგენციის დროს შეინიშნება ინტრასპეციფიკური სიმბოლოების თანდათანობითი განსხვავება, რაც საბოლოოდ იწვევს ინდივიდების ახალ დაჯგუფებას. რამდენადაც სტრუქტურისა და საკვების მიღების მეთოდის განსხვავება უფრო მკვეთრად ხდება, დაჯგუფებები იწყებენ დაშლას სხვა ტერიტორიებზე. თუ ერთი ტერიტორია უკავია ცხოველებს, რომლებსაც აქვთ იგივე საკვები მოთხოვნები, მაშინ დროთა განმავლობაში, როდესაც საკვების მარაგი მცირდება, მათ მოუწევთ ტერიტორიის დატოვება და სხვადასხვა პირობებთან ადაპტაცია. თუ ერთსა და იმავე ტერიტორიაზე არსებობს სხვადასხვა საჭიროების მქონე სახეობები, მათ შორის კონკურენცია გაცილებით ნაკლებია.
ნათელი მაგალითი იმისა, თუ როგორ ხდება დივერგენციის ევოლუციური პროცესი, არის ირმის 7 სახეობა, რომლებიც დაკავშირებულია ერთმანეთთან: ეს არის ირემი, მარალი, ელა, სიკა ირემი, ირემი, მუშკი და შველი.
დივერგენციის მაღალი ხარისხის მქონე სახეობებს აქვთ უნარი დატოვონ დიდი შთამომავლობა და ნაკლები კონკურენცია გაუწიონ ერთმანეთს. როდესაც ნიშან-თვისებების განსხვავება გაძლიერდება, პოპულაცია იყოფა ქვესახეობებად, რომლებიც, ბუნებრივი გადარჩევის გამო, საბოლოოდ შეიძლება გადაიზარდოს ცალკეულ სახეობებად.
საზოგადოება
კონვერგენციას ასევე უწოდებენ ცოცხალი სისტემების ევოლუციას, რის შედეგადაც დაუკავშირებელ სახეობებს აქვთ საერთო ნიშნები. კონვერგენციის მაგალითია სხეულის ფორმის მსგავსებადელფინები (ძუძუმწოვრები), ზვიგენები (თევზი) და იქთიოზავრები (ქვეწარმავლები). ეს არის იმავე ჰაბიტატში და ერთსა და იმავე საცხოვრებელ პირობებში არსებობის შედეგი. მცოცავი აგამა და ქამელეონი ასევე ერთმანეთთან არ არის დაკავშირებული, მაგრამ გარეგნულად ძალიან ჰგვანან. ფრთები ასევე კონვერგენციის მაგალითია. ღამურებსა და ფრინველებში ისინი წარმოიქმნება წინა კიდურების შეცვლით, მაგრამ პეპელაში ეს სხეულის წარმონაქმნებია. კონვერგენცია ძალიან გავრცელებულია პლანეტის სახეობათა მრავალფეროვნებას შორის.
პარალელიზმი
ეს ტერმინი მომდინარეობს ბერძნულიდან "parallelos", რაც ნიშნავს "გვერდით სიარულს" და ეს თარგმანი კარგად ხსნის მის მნიშვნელობას. პარალელიზმი არის მსგავსი სტრუქტურული მახასიათებლების დამოუკიდებელი შეძენის პროცესი მჭიდროდ დაკავშირებულ გენეტიკურ ჯგუფებს შორის, რაც ხდება საერთო წინაპრებისგან მემკვიდრეობით მიღებული მახასიათებლების არსებობის გამო. ამ ტიპის ევოლუცია ბუნებაში ფართოდ არის გავრცელებული. ამის მაგალითია ფლიპერების გარეგნობა, როგორც წყლის გარემოსთან ადაპტაცია, რომლებიც პარალელურად წარმოიქმნება ვალუსებში, ყურმილიანი ბეჭდები და ნამდვილი სელაპები. ასევე, ბევრ ფრთიან მწერს შორის მოხდა წინა ფრთების გადასვლა ელიტრაზე. ბუჩქნარ თევზებს აქვთ ამფიბიების ნიშნები, ხოლო ცხოველის კბილიან ხვლიკებს - ძუძუმწოვრების ნიშნები. პარალელიზმის არსებობა მოწმობს არა მხოლოდ სახეობების წარმოშობის ერთიანობაზე, არამედ არსებობის მსგავს პირობებზეც.
