5.5: Теорія еволюції

Last updated
Save as PDF

Page ID: 55756

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

F-D_6AC 445 ЕФД 92Е3ДБ Б 697Д14А8А1А9675А644Е2С8Ф0С335C8156А8+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.GIF

Як утворюються нові види?

Це єдина ілюстрація в книзі Чарльза Дарвіна 1859 року «Про походження видів», яка показує його ідеї, що описують розбіжність видів від звичайних предків.

Теорія еволюції Дарвіна шляхом природного відбору

Дарвін багато років думав про роботу Ламарка, Лайелла і Мальтуса, про те, що він бачив у своєму плаванні, і штучному відборі. Що все це означало? Як все це поєднувалося? Вона вписується в теорію еволюції Дарвіна шляхом природного відбору. Легко зрозуміти, як всі ці впливи допомогли сформувати ідеї Дарвіна.

Еволюція теорії Дарвіна

Дарвіну знадобилися роки, щоб сформувати свою теорію еволюції шляхом природного відбору. Його міркування йшли так:

Як і Ламарк, Дарвін припускав, що види можуть змінюватися з часом. Скам'янілості, які він знайшов, допомогли переконати його в цьому.
Від Лайєлла Дарвін побачив, що Земля і її життя дуже старі. Таким чином, було достатньо часу для еволюції, щоб створити велику різноманітність життя, яке спостерігав Дарвін.
З Мальтуса Дарвін знав, що популяції можуть рости швидше, ніж їхні ресурси. Це «перевиробництво потомства» призвело до «боротьби за існування», за словами Дарвіна.
З штучного відбору Дарвін знав, що деякі потомства мають варіації, які відбуваються випадково, і які можуть бути успадковані. У природі потомство з певними варіаціями може з більшою ймовірністю пережити «боротьбу за існування» і розмножуватися. Якщо це так, вони передадуть свої сприятливі варіації своєму потомству.
Дарвін придумав термін придатність для позначення відносної здатності організму виживати і виробляти родючі потомства. Природа підбирає ті варіації, які є найбільш корисними. Тому він назвав цей вид відбору природним відбором.
Дарвін знав, що штучний відбір може змінити вітчизняні види з часом. Він зробив висновок, що природний відбір також може змінювати види з часом. Насправді він думав, що якщо вид зміниться достатньо, він може перетворитися на новий вид.

Папір Уоллеса не тільки підтвердив ідеї Дарвіна. Це також підштовхнуло його закінчити свою книгу «Про походження видів». Опублікована в 1859 році, ця книга назавжди змінила науку. У ньому чітко прописана теорія еволюції Дарвіна шляхом природного відбору і надала переконливі аргументи та докази на її підтвердження.

Застосування теорії Дарвіна

Наступний приклад застосовує теорію Дарвіна. Це пояснює, як жирафи прийшли мати такі довгі шиї (див. Малюнок нижче).

У минулому жирафи мали короткі шиї. Але була випадкова варіація довжини шиї. Деякі жирафи мали шиї трохи довші, ніж у середньому.
Тоді, як і зараз, жирафи харчувалися листям дерев. Можливо, навколишнє середовище змінилося, і листя стало рідше. Жирафів було б більше, ніж дерева могли б підтримати. Таким чином, виникла б «боротьба за існування».
Жирафи з більш довгими шиями мали перевагу. Вони могли дотягнутися до листя, інші жирафи не могли. Тому довгошийні жирафи частіше виживали і розмножувалися. Вони мали більшу придатність.
Ці жирафи передали довгошийну рису своєму потомству. Кожне покоління населення містило більше довгошийних жирафів. Зрештою, всі жирафи мали довгі шиї.

Як показує цей приклад, випадкові варіації можуть допомогти виду вижити, якщо навколишнє середовище змінюється. Варіація серед видів допомагає гарантувати, що принаймні один зможе пережити екологічні зміни.

KQED: Погоня за жуками, Пошук Дарвіна

Минуло понад 150 років, як Чарльз Дарвін опублікував «Про походження видів». Проте його ідеї залишаються як центральні для наукових досліджень, як ніколи, і їх називають об'єднуючою концепцією всієї біології. Чи триває еволюція сьогодні? Звичайно, так і є.

QUEST слідує за дослідниками, які все ще розкривають таємниці еволюції, включаючи ентомолога Девіда Кавано з Каліфорнійської академії наук, який передбачив, що новий вид жуків буде знайдений на Троїцьких Альпах Північної Каліфорнії.

Біолог рідко може передбачити відкриття нового виду. Для свого передбачення Кавано черпав натхнення з власного передбачення Дарвіна 1862 року. Коли Дарвін спостерігав орхідею з Мадагаскару з нектаром довжиною в ногу, він передбачив, що запилювач буде знайдений з язиком досить довгим, щоб досягти нектару всередині дуже тонкого, витягнутого нектару «мішечка» орхідеї, хоча такого птаха чи комахи він ніколи не бачив. Прогноз Дарвіна базувався на його висновку, що всі види пов'язані один з одним і що деякі з них еволюціонують разом, розвиваючи подібні пристосування. Пророцтво Дарвіна збулося в 1903 році, коли на Мадагаскарі була виявлена моль з довгим тонким хоботком, який вона розкручує, щоб досягти нектару в нектарі орхідеї. В процесі підгодівлі з орхідеї її запилювачем служить моль. Молі було дано наукову назву Xanthopan morganii praedicta, на честь пророкування Дарвіна.

У міру перегляду Погоня за жуками, пошук Дарвіна, зосередьтеся на наступних поняттях:

взаємозв'язок між вивченням жуків і еволюцією,
освоєння нових видів,
взаємозв'язок між генетичним складом організму та еволюцією,
роль корисних мутацій,
роль «островів проживання»,
відбір за певними ознаками серед заводчиків, таких як голубиники,
важливість виявлення нових видів.

Наукова п'ятниця: секс, брехня та орхідеї

Орхідеї використовують найрізноманітніші методи, щоб маніпулювати іншими видами, щоб стати їх запилювачами. У цьому відео Science Friday куратор Марк Хачадурян описує деякі з цих оманливих методів.

Резюме

Книга Дарвіна «Про походження видів» чітко викладає його теорію.
Книга Дарвіна також надає докази та логіку, щоб підтвердити, що еволюція відбувається і що вона відбувається шляхом природного відбору.

Рецензія

Визначте фітнес.
Застосовуйте теорію еволюції Дарвіна шляхом природного відбору до конкретного випадку. Наприклад, поясніть, як галапагосські черепахи могли розвиватися сідлоподібні черепахи.
Поясніть, як праці Чарльза Лайелла і Томаса Мальтуса допомогли Дарвіну розвинути свою теорію еволюції шляхом природного відбору.
Обговоріть роль штучного відбору на теорії Дарвіна.

Ресурси

Зображення	Довідка	Атрибуції
	[Рисунок 1]	Кредит: Вільям Уорбі; Ернст Геккель; Звичайний скелястий голуб: Авторське право на зображення Marketa Mark, 2014; Перевізник голуба: Авторське право на зображення guentermanaus, 2014; Фентейл голуб: Авторське право на зображення Ulrike Haberkorn, 2014 Джерело: http://www.flickr.com/photos/wwarby/2405281800/; uk.wikipedia.org/Wiki/Файл:Вік людини Wiki.jpg; http://www.shutterstock.com Ліцензія: Використовується за ліцензіями Shutterstock.com
	[Рисунок 2]	Кредит: Вільям Уорбі Джерело: http://www.flickr.com/photos/wwarby/2405281800/ Ліцензія: CC BY 2.0