หลักฐานการวิวัฒนาการ: ต้นกำเนิดของพืชสัตว์และเชื้อรา

เนื้อหา

• ทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน
• หลักฐานวิวัฒนาการคืออะไร?
• การคัดเลือกโดยธรรมชาติคืออะไร?
• สิบเอ็ดเหตุผลทำไมวิวัฒนาการเป็นจริง
• การเห็นคือความเชื่อ
• การใช้งานเชิงพาณิชย์ของทฤษฎีดาร์วิน

ศตวรรษที่ 19 เป็นช่วงเวลาของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่เคยหยุดนิ่งที่สร้างทฤษฎีขึ้นมาก่อนหน้านี้มากมายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของโลกและมนุษยชาติ ในปี 1855 Alfred Russell Wallace ตีพิมพ์ข้อเสนอของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีวิวัฒนาการโดยวิธีคัดเลือกโดยธรรมชาติตามด้วยงานเผยแพร่ของ 1859 ของ Charles Darwin บนต้นกำเนิดของสายพันธุ์.

ปีของการทำงานรวบรวมหลักฐานที่น่าสนใจที่นำไปสู่การยอมรับอย่างกว้างขวางของ ทฤษฎีวิวัฒนาการ โดยนักวิชาการทั่วโลก

ทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน

ชาร์ลส์ดาร์วินนักธรรมชาติวิทยาใช้เวลาหลายปีในการวิเคราะห์หลักฐานการวิวัฒนาการก่อนที่จะเผยแพร่สิ่งที่เขาค้นพบ ทฤษฎีของเขาได้รับอิทธิพลอย่างมากจากนักวิชาการที่มีใจเดียวกันโดยเฉพาะอัลเฟรดรัสเซลวอลเลซ, เจมส์ฮัตตัน, โทมัสมัลธัสและชาร์ลส์ไลล์

ตามทฤษฎีวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงและปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมอันเป็นผลมาจากลักษณะทางกายภาพและพฤติกรรมที่สืบทอดมาจากพ่อแม่สู่ลูก

คำจำกัดความของวิวัฒนาการของดาร์วินมีศูนย์กลางอยู่ที่ความคิดของการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆและค่อยเป็นค่อยไปเหนือคนรุ่นซ้ำ ๆ ซึ่งเขาเรียกว่า“โคตรมีการดัดแปลงเขาเสนอว่ากลไกของวิวัฒนาการคือการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การสังเกตของดาร์วินทำให้เขาสรุปว่าการแปรผันของลักษณะภายในประชากรทำให้สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีความได้เปรียบในการแข่งขันเพื่อความอยู่รอดและการสืบพันธุ์

หลักฐานวิวัฒนาการคืออะไร?

หลักฐานความหมายของวิวัฒนาการมาจากการศึกษาทางชีวภูมิศาสตร์ของวอลเลซในป่าฝนอเมซอนและการสังเกตของดาร์วินบนเกาะกาลาปากอสที่เก่าแก่ นักวิจัยทั้งสองกำหนดหลักฐานวิวัฒนาการเป็นหลักฐานการเชื่อมโยงระหว่างสิ่งมีชีวิตและบรรพบุรุษร่วมของพวกเขา

การค้นพบที่น่าตื่นเต้นในหมู่เกาะกาลาปากอสทำให้ดาร์วินมีรากฐานที่มั่นคงสำหรับการผลักดันแนวคิดวิวัฒนาการและการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ยกตัวอย่างเช่นดาร์วินสังเกตเห็นความหลากหลายที่แตกต่างกันของประชากรนกกาลาปากอสในบริเวณปากนกและต่อมาก็เข้าใจความสำคัญของการค้นพบของเขา ดาร์วินมองเห็นว่านกฟินช์ชนิดต่าง ๆ สืบเชื้อสายมาจากเผ่าพันธุ์อเมริกาใต้ที่อพยพไปยังกาลาปากอส

ข้อสรุปของดาร์วินได้รับการยืนยันในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งจัดทำโดยนักอุตุนิยมวิทยา Peter และ Rosemary Grant แกรนต์เดินทางไปที่เกาะกาลาปากอสและบันทึกว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงแหล่งอาหารอย่างไร ด้วยเหตุนี้สัตว์บางชนิดจึงตายไปในขณะที่คนอื่นรอดชีวิตจากการเปลี่ยนแปลงลักษณะเฉพาะของประชากรเช่นการตรวจสอบค่าใช้จ่ายในการเข้าถึงแมลง

การคัดเลือกโดยธรรมชาติคืออะไร?

การคัดเลือกโดยธรรมชาตินำไปสู่การอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตที่เหมาะสมที่สุดซึ่งหมายความว่าสิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวได้ดีกว่าจะขยายพันธุ์ที่ปรับตัวน้อย ตัวอย่างของความกดดันการเลือกรวมถึง:

การดัดแปลงที่สืบทอดมาจะสะสมและอาจส่งผลให้เกิดสายพันธุ์ใหม่ ดาร์วินแย้งว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกันมานานหลายล้านปี

สิบเอ็ดเหตุผลทำไมวิวัฒนาการเป็นจริง

1. หลักฐานฟอสซิล

นักบรรพชีวินวิทยาได้ติดตามประวัติศาสตร์ของวิวัฒนาการของมนุษย์โดยการวิเคราะห์กระดูกฟอสซิลที่แสดงให้เห็นว่าขนาดสมองและรูปร่างหน้าตาเปลี่ยนแปลงไปอย่างช้าๆ ตามพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติสมิ ธ โซเนียน Homo sapiens (มนุษย์สมัยใหม่) เป็นบิชอพที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับลิงใหญ่แห่งแอฟริกาและแบ่งปันบรรพบุรุษร่วมกันที่มีอยู่ประมาณ 6 ถึง 8 ล้านปีก่อน

บันทึกฟอสซิลสามารถพบสิ่งมีชีวิตจากช่วงเวลาหนึ่งและแสดงวิวัฒนาการของสายพันธุ์ที่แตกต่างจากบรรพบุรุษร่วมกัน บันทึกฟอสซิลมักจะถูกเปรียบเทียบกับข้อเท็จจริงที่ทราบเกี่ยวกับธรณีวิทยาของพื้นที่ซึ่งเป็นที่ตั้งของฟอสซิล

2. การค้นพบของบรรพบุรุษสายพันธุ์

สำรวจซากดึกดำบรรพ์ล่าสัตว์ของดาร์วินให้หลักฐานมากมายสำหรับวิวัฒนาการและการดำรงอยู่ของเผ่าพันธุ์บรรพบุรุษที่สูญพันธุ์ในขณะที่สำรวจทวีปอเมริกาใต้ดาร์วินพบซากของม้าชนิดสูญพันธุ์

บรรพบุรุษของม้าอเมริกันสมัยใหม่เป็นสัตว์เลี้ยงขนาดเล็กที่มีนิ้วเท้าที่ใช้ร่วมกันกับบรรพบุรุษร่วมกับแรด การดัดแปลงมาเป็นเวลาหลายล้านปีรวมถึงฟันแบนสำหรับการเคี้ยวหญ้าเพิ่มขนาดและกีบเพื่อการวิ่งที่รวดเร็วจากผู้ล่า

ฟอสซิลในช่วงเปลี่ยนผ่าน สามารถเปิดเผยลิงค์ที่ขาดหายไปในห่วงโซ่วิวัฒนาการ ยกตัวอย่างเช่นการค้นพบพืช Tiktaalik อาจแสดงวิวัฒนาการของปลาในสัตว์บกด้วยแขนขาสี่ขา นอกเหนือจากการเป็นสายพันธุ์เฉพาะกาลที่มีเหงือก Tikaalik บรรพบุรุษยังเป็นตัวอย่างของวิวัฒนาการโมเสคซึ่งหมายความว่าส่วนต่าง ๆ ของร่างกายวิวัฒนาการในอัตราที่แตกต่างกันเมื่อปรับจากน้ำสู่ดิน

3. การเพิ่มความซับซ้อนของพืช

หญ้าต้นไม้และต้นโอ๊กอันยิ่งใหญ่ได้วิวัฒนาการมาจากสาหร่ายสีเขียวและ bryophytes ที่ปรับตัวให้เข้ากับดินแดนเมื่อประมาณ 410 ล้านปีก่อน ฟอสซิลสปอร์แนะนำว่าสาหร่ายดึกดำบรรพ์ปรับให้เข้ากับอากาศแห้งโดยการพัฒนาสารเคลือบผิวป้องกันหนังสำหรับสปอร์และพืช

ในที่สุดพืชบกพัฒนาระบบหลอดเลือดและเม็ดสีฟลาโวนอยด์เพื่อป้องกันรังสียูวีจากดวงอาทิตย์ วงจรชีวิตของระบบสืบพันธุ์ในพืชและเชื้อรามีความซับซ้อนมากขึ้น

4. คุณสมบัติทางกายวิภาคที่คล้ายกัน

ทฤษฎีวิวัฒนาการได้รับการสนับสนุนจากการดำรงอยู่ของ โครงสร้างคล้ายคลึงกันซึ่งเป็นลักษณะทางกายภาพที่ใช้ร่วมกันระหว่างหลายสายพันธุ์แสดงให้เห็นว่าพวกเขาสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน

สัตว์ที่มีปีกแคบเกือบทุกตัวมีโครงสร้างเดียวกันซึ่งแสดงลักษณะที่ใช้ร่วมกันก่อนที่จะเปลี่ยนจากบรรพบุรุษร่วมกัน ในทำนองเดียวกันแมลงทุกชนิดเริ่มต้นที่ท้องขาหกและหนวด แต่ขยายพันธุ์จากที่นั่นเป็นสายพันธุ์จำนวนมาก

5. เหงือกในตัวอ่อนมนุษย์

วิชาว่าด้วยระยะแรกเริม มีหลักฐานอันทรงพลังที่สนับสนุนทฤษฎีวิวัฒนาการ โครงสร้างของตัวอ่อนที่สิ่งมีชีวิตมีส่วนร่วมนั้นเหมือนกันจริง ๆ ระหว่างเผ่าพันธุ์กลับไปสู่บรรพบุรุษร่วมกัน

ตัวอย่างเช่นตัวอ่อนของสัตว์มีกระดูกสันหลังรวมถึงมนุษย์มีโครงสร้างคล้ายเหงือกในลำคอซึ่งมีความคล้ายคลึงกับเหงือกปลา อย่างไรก็ตามลักษณะของบรรพบุรุษบางอย่างเช่นเหงือกไก่ตัวอ่อนไม่ได้พัฒนาไปสู่อวัยวะหรืออวัยวะที่แท้จริง

คัพภวิทยานำเสนอหลักฐานอันทรงพลังที่สนับสนุนทฤษฎีวิวัฒนาการ โครงสร้างของตัวอ่อนที่สิ่งมีชีวิตมีส่วนร่วมนั้นเหมือนกันจริง ๆ ระหว่างเผ่าพันธุ์กลับไปสู่บรรพบุรุษร่วมกัน

ตัวอย่างเช่นตัวอ่อนของสัตว์มีกระดูกสันหลังรวมถึงมนุษย์มีโครงสร้างคล้ายเหงือกในลำคอซึ่งมีความคล้ายคลึงกับเหงือกปลา อย่างไรก็ตามลักษณะของบรรพบุรุษบางอย่างเช่นเหงือกไก่ตัวอ่อนไม่ได้พัฒนาไปสู่อวัยวะหรืออวัยวะที่แท้จริง

6. โครงสร้างร่องรอยที่แปลก

โครงสร้างร่องรอย เป็นสิ่งที่เหลือตามวิวัฒนาการซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดประสงค์สำหรับบรรพบุรุษร่วมกัน ตัวอย่างเช่นตัวอ่อนของมนุษย์มีหางในระยะแรกของการพัฒนา หางกลายเป็นกระดูกหางที่แยกไม่ออกเพราะการมีหางจะไม่มีประโยชน์ในมนุษย์ ก้อยในสัตว์อื่น ๆ ช่วยพวกเขาด้วยฟังก์ชั่นต่าง ๆ เช่นความสมดุลและแมลงวันตบ

ร่องรอยของกระดูกขาหลังในงูเหลือม constrictors เป็นหลักฐานของวิวัฒนาการของจิ้งจกกับงู ในที่อยู่อาศัยบางแห่งกิ้งก่าที่มีขาที่สั้นที่สุดนั้นจะเคลื่อนไหวและมองเห็นได้ยากขึ้น กว่าล้านปีขาก็ยิ่งเตี้ยลงและแทบไม่มีเลย วลีทั่วไป“ ใช้หรือทำให้เสีย” นอกจากนี้ยังนำไปใช้กับการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการ

7. การวิจัยด้านชีวภูมิศาสตร์

ชีวภูมิศาสตร์ เป็นสาขาวิชาชีววิทยาที่สนับสนุนทฤษฎีวิวัฒนาการของดาร์วิน ชีวภูมิศาสตร์ศึกษาว่าการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตทั่วโลกปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันอย่างไร

ภูมิศาสตร์มีบทบาทสำคัญในการเก็งกำไร นกฟินช์ของดาร์วินมีความหลากหลายจากบรรพบุรุษชาวฟินช์บนแผ่นดินใหญ่และระหว่างหมู่เกาะกาลาปากอสเพื่อให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมในปัจจุบัน นกฟินช์ของบรรพบุรุษเป็นสัตว์กินเมล็ดที่ซ้อนอยู่บนพื้น แม้กระนั้นฟินช์ที่ค้นพบโดยดาร์วินซ้อนอยู่ในสถานที่ต่าง ๆ และกินแคคตัสเมล็ดและแมลง จงอยปากขนาดและรูปร่างเกี่ยวข้องโดยตรงกับฟังก์ชั่น

เกาะ Kangaroo ใกล้ออสเตรเลียเป็นหนึ่งในไม่กี่แห่งบนโลกที่มีกระเป๋าหน้าท้องเจริญรุ่งเรืองพร้อมกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรกและ monotremes วางไข่ ตามชื่อที่แสดงให้เห็นว่ากระเป๋าเก็บของอย่างจิงโจ้และโคอาล่าเจริญเติบโตและมีจำนวนมากกว่าประชากรมนุษย์อย่างมากมาย

หลังจากที่เกาะแยกออกจากทวีปออสเตรเลียพืชและสัตว์พัฒนากลายเป็นสายพันธุ์ย่อยโดยไม่ถูกรบกวนโดยนักล่าสัตว์หรือการล่าอาณานิคมจนถึงยุค 1800 นักวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบและเปรียบเทียบพืชสัตว์และราบนแผ่นดินใหญ่กับที่พบบนเกาะ Kangaroo เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการปรับตัวการคัดเลือกโดยธรรมชาติและการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการ

การสุ่มตัวอย่างในพืชและเชื้อราทำให้สิ่งมีชีวิตบางอย่างเหมาะกับการตั้งอาณานิคมในพื้นที่ใหม่และส่งต่อไปตามรหัสพันธุกรรมของพวกมันดังนั้นจึงสนับสนุนทฤษฎีของดาร์วินที่เลือกโดยธรรมชาติ

8. การปรับแบบอะนาล็อก

การปรับแบบอะนาล็อกช่วยสนับสนุนกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติและทฤษฎีวิวัฒนาการ การดัดแปลงแบบอะนาล็อกคือกลไกการเอาชีวิตรอดที่ดัดแปลงโดยสิ่งมีชีวิตที่ไม่เกี่ยวข้องซึ่งเผชิญกับแรงกดดันในการเลือกที่คล้ายกัน

สุนัขจิ้งจอกอาร์กติกที่ไม่เกี่ยวข้องและ ptarmigan (นกขั้วโลก) ผ่านการเปลี่ยนสีตามฤดูกาล สุนัขจิ้งจอกอาร์กติกและ ptarmigan มีการเปลี่ยนแปลงของยีนที่ช่วยให้พวกเขาพัฒนาสีอ่อนลงในช่วงฤดูหนาวเพื่อให้กลมกลืนกับหิมะและหลบเลี่ยงนักล่าที่หิวโหย แต่นั่นไม่ได้บ่งบอกถึงบรรพบุรุษร่วมกัน

9. การฉายรังสีแบบปรับตัว

ฮาวายเป็นหมู่เกาะที่มีนกและสัตว์มากมายตระการตาซึ่งเชื่อว่ามีต้นกำเนิดในเอเชียตะวันออกหรืออเมริกาเหนือ

ชาวฮาวายฮันนีมูนสายพันธุ์ต่าง ๆ ประมาณ 56 สายพันธุ์วิวัฒนาการมาจากเพียงหนึ่งหรือสองสปีชีส์ซึ่งต่อมาอาศัยอยู่ในสภาพจุลภาคต่าง ๆ บนเกาะในกระบวนการที่เรียกว่ารังสีปรับตัว ความแปรปรวนในสายเลือดคู่หูฮาวายแสดงให้เห็นว่ามีการปรับตัวแบบเดียวกับนกฟินช์ของดาร์วิน

10. Post-Pangea Species Divergence

เมื่อหลายล้านปีก่อนทวีปของโลกอยู่ใกล้กันและก่อตัวเป็นมหาทวีปที่ชื่อว่า Pangea สิ่งมีชีวิตที่คล้ายกันสามารถพบได้ทั่วทุกมุมโลก แผ่นเปลือกโลกของเปลือกโลกทำให้ Pangea แยกตัวออกจากกัน

พืชและสัตว์วิวัฒนาการแตกต่างกัน พืชสัตว์และเชื้อราจากผืนดินดั้งเดิมมีวิวัฒนาการแตกต่างกันไปในทวีปที่เพิ่งก่อตั้งใหม่ เชื้อสายบรรพบุรุษพัฒนาเป็นเชื้อสายใหม่ โพสต์ Pangea เป็นสิ่งมีชีวิตที่ปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงทางภูมิศาสตร์

11. หลักฐานดีเอ็นเอ

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์ที่เติบโตเผาผลาญและสืบพันธุ์ตามรหัสพันธุกรรม สีน้ำเงินที่เป็นเอกลักษณ์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดนั้นบรรจุอยู่ในกรดนิวเคลียร์ deoxyribonucleic (DNA) ของเซลล์ การตรวจสอบลำดับดีเอ็นเอของกรดอะมิโนและยีนของสัตว์พืชและเชื้อราให้เบาะแสเกี่ยวกับเชื้อสายบรรพบุรุษและบรรพบุรุษร่วมกัน

ชุดดีเอ็นเอสามารถเปิดเผยบรรพบุรุษและระบุญาติที่หายไปนานโดยการเปรียบเทียบสารพันธุกรรมในตัวอย่างน้ำลายหรือแก้มที่ส่งมา ความแปรปรวนทางพันธุกรรมในประชากรธรรมชาติเป็นผลมาจากการสับเปลี่ยนยีนปกติในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและการกลายพันธุ์แบบสุ่มระหว่างการแบ่งเซลล์ ความผิดพลาดที่ไม่ได้แก้ไขอาจส่งผลให้เกิดปัญหาเช่นโครโมโซมมากเกินไปหรือน้อยเกินไปทำให้เกิดความผิดปกติทางพันธุกรรม

บ่อยครั้งที่การกลายพันธุ์นั้นไม่สำคัญและไม่ส่งผลกระทบต่อการควบคุมยีนหรือการสังเคราะห์โปรตีน บางครั้งการกลายพันธุ์อาจกลายเป็นการดัดแปลงที่ได้เปรียบ

การเห็นคือความเชื่อ

ประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตรวมถึงต้นกำเนิดของมนุษย์นั้นมีอายุนับล้าน ๆ ปี อย่างไรก็ตามคุณสามารถค้นหาหลักฐานของวิวัฒนาการที่รวดเร็วและรวดเร็วของสปีชีส์ต่าง ๆ ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียผลิตซ้ำและวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วเพื่อให้มียีนต้านทานยาปฏิชีวนะ

แมลงที่สามารถต้านทานสารกำจัดศัตรูพืชมีชีวิตรอดและแพร่พันธุ์ในอัตราที่สูงขึ้น

ตัวอย่างของการคัดเลือกโดยธรรมชาตินั้นเป็นที่รู้จักในแบบเรียลไทม์ ตัวอย่างเช่นหนูในท้องนาที่มีสีอ่อนจะเห็นได้ง่ายในทุ่งนาและถูกนักล่ากินเข้าไป หนูสีเทาสีน้ำตาลสามารถกลืนเข้าไปในบริเวณรอบ ๆ ได้ดีขึ้น การพรางสีช่วยเพิ่มความอยู่รอดและการสืบพันธุ์

การใช้งานเชิงพาณิชย์ของทฤษฎีดาร์วิน

ทฤษฎีวิวัฒนาการมีประโยชน์ในด้านการเกษตร ก่อนที่จะค้นพบยีนและโมเลกุลดีเอ็นเอเกษตรกรได้ใช้การคัดเลือกแบบปรับปรุงพันธุ์เพื่อปรับปรุงพืชผลหรือฝูงปศุสัตว์ ผ่านกระบวนการคัดเลือกพืชสัตว์และเชื้อราที่มีคุณภาพเหนือกว่าและถูกข้ามเพื่อปรับปรุงประชากรโดยรวมและสร้างลูกผสมในอุดมคติ

อย่างไรก็ตามลูกผสมมักมีความแปรปรวนเล็กน้อยซึ่งคุกคามการอยู่รอดของสปีชีส์หากสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงหรือเกิดโรค