4 Główne teorie ewolucji (wyjaśnione diagramem i tabelami)

Głównymi teoriami ewolucji są:

(I) Lamarckizm lub teoria dziedziczenia nabytych postaci.

(II) Darwinizm lub teoria doboru naturalnego.

(III) Teoria mutacji De Vriesa.

(IV) Neo-darwinizm lub koncepcja nowoczesna lub syntetyczna teoria ewolucji.

I. Lamarckism:

Jest również nazywany "Teorią dziedziczenia nabytych postaci" i został zaproponowany przez wielkiego francuskiego przyrodnika Jean Baptiste de Lamarck (ryc. 7.34) w 1809 r. W jego słynnej książce "Philosphic Zoologique". Teoria ta opiera się na porównaniu współczesnych gatunków jego czasów do zapisów kopalnych.

Jego teoria opiera się na dziedzictwie nabytych postaci, które są zdefiniowane jako zmiany (odmiany) rozwinięte w ciele organizmu od normalnych postaci, w odpowiedzi na zmiany w środowisku lub w funkcjonowaniu (wykorzystywaniu i nie używaniu) narządów, w swoim własnym życiu, aby zaspokoić swoje nowe potrzeby. Tak więc Lamarck podkreślił, że adaptacja jest środkiem ewolucyjnej modyfikacji.

A. Postulaty Lamarckism:

Lamarckizm opiera się na następujących czterech postulatach:

1. Nowe potrzeby:

Każdy żywy organizm znajduje się w jakimś środowisku. Zmiany w czynnikach środowiskowych, takich jak światło, temperatura, środowisko, żywność, powietrze itp. Lub migracja zwierząt, prowadzą do powstania nowych potrzeb w żywych organizmach, zwłaszcza w zwierzętach. Aby zaspokoić te nowe potrzeby, żywe organizmy muszą podejmować szczególne wysiłki, takie jak zmiany nawyków lub zachowań.

2. Używanie i nieużywanie narządów:

Nowe nawyki obejmują większe wykorzystanie pewnych narządów do zaspokajania nowych potrzeb, a także nieużywanie lub używanie mniejszej liczby innych narządów, które nie są przydatne w nowych warunkach. To wykorzystanie i nieużywanie narządów w znacznym stopniu wpływa na formę, strukturę i funkcjonowanie narządów.

Ciągłe i dodatkowe wykorzystanie narządów czyni je bardziej efektywnymi, a ciągłe nieużywanie innych narządów prowadzi do ich degeneracji i ostatecznego zniknięcia. Tak więc, Lamarckism jest również nazywany "Teoria użytkowania i nieużywanie narządów."

Tak więc organizm nabywa pewne nowe postacie ze względu na bezpośredni lub pośredni wpływ na środowisko podczas swojego życia i nazywane są postaciami nabytymi lub adaptacyjnymi.

3. Dziedziczenie nabytych znaków:

Lamarck wierzył, że nabyte postacie są dziedziczne i są przekazywane potomstwu, dzięki czemu rodzą się zdolne do stawienia czoła zmienionym warunkom środowiskowym, a szanse na przeżycie są zwiększone.

4. Specjacja:

Lamarck uważał, że w każdym pokoleniu nowe postacie są pozyskiwane i przekazywane następnemu pokoleniu, aby nowe postacie gromadziły pokolenie za pokoleniem. Po wielu pokoleniach powstaje nowy gatunek.

Zatem według Lamarcka, istniejąca jednostka jest sumą postaci nabytych przez wiele poprzednich pokoleń, a specjacja jest procesem stopniowym.

Podsumowanie czterech postulatów Lamarckizmu:

1. Organizmy żywe lub ich części składowe mają tendencję do zwiększania wielkości.

2. Produkcja nowych narządów wynika z nowej potrzeby.

3. Dalsze stosowanie narządu powoduje, że jest on bardziej rozwinięty, a nieużywanie narządu powoduje degenerację.

4. Nabyte postacie (lub modyfikacje) opracowane przez jednostki podczas ich własnego życia są dziedziczne i akumulują się przez pewien okres czasu, powodując pojawienie się nowego gatunku.

B. Dowody na korzyść lamarckyzmu:

1. Badania filogenetyczne koni, słoni i innych zwierząt wykazują, że wszystkie one zwiększają ewolucję od postaci prostych do złożonych.

2. Żyrafa (ryc. 7.35):

Rozwój współczesnej, długiej szyjki i długiej szyjki z przodu, od przodka jelenia poprzez stopniowe wydłużanie szyi i kończyn przednich w odpowiedzi na niedobór pokarmu na jałowej ziemi w suchych pustyniach Afryki. Te części ciała były wydłużone, aby jeść liście na gałęziach drzew. Jest to przykład efektu dodatkowego użycia i wydłużenia niektórych narządów.

3. Węże:

Rozwój dzisiejszych węży bez kości długich z długim smukłym tułowiem od przodków kończyn z powodu ciągłego nieużywania kończyn i rozciągania ich ciała w celu dostosowania ich do pełzania w trybie lokomocji i trybowania życia w obawie przed większymi i silniejszymi ssakami. Jest to przykład nieużywania i degeneracji niektórych narządów.

4. Ptactwo wodne:

Rozwój ptaków wodnych, takich jak kaczki, gęsi itp. Od ich ziemskich przodków przez nabyte postacie, takie jak redukcja skrzydeł z powodu ich dalszego nieużywania, rozwój sieci między palcami dla celów brodzenia.

Zmiany te zostały wywołane z powodu niedoborów żywności na lądzie i ostrej konkurencji. Jest to przykład zarówno dodatkowego zastosowania (skóra między palcami), jak i nieużywania (skrzydeł) narządów.

5. Nielotne ptaki:

Rozwój nielotnych ptaków, takich jak strusie, od latających przodków z powodu ciągłego nieużywania skrzydeł, ponieważ te zostały znalezione w dobrze chronionych obszarach z dużą ilością pożywienia.

6. Koń:

Przodkowie współczesnego konia (Equus caballus) żyli w obszarach o miękkim podłożu i mieli krótkie nogi z większą liczbą cyfr funkcyjnych (np. 4 funkcjonalne palce i 3 funkcjonalne palce u Dawn horse-Eohippus). Te stopniowo zaczęły żyć w obszarach o suchej ziemi. Zmianom w przyzwyczajeniu towarzyszył wzrost długości kończyn dolnych i zmniejszenie liczby czynnościowych dla szybkiego biegania po twardym podłożu.

C. Krytyka Lamarckism:

Ciężki cios dla lamarckyzmu pochodzi od niemieckiego biologa, Augusta Weismanna, który zaproponował "Teorię ciągłości plazmy zarodkowej" w 1892 r. Ta teoria stwierdza, że ​​czynniki środowiskowe wpływają tylko na komórki somatyczne, a nie na komórki rozrodcze.

Ponieważ powiązanie między pokoleniami odbywa się tylko przez komórki rozrodcze, a komórki somatyczne nie są przekazywane następnemu pokoleniu, tak więc nabyte postacie muszą zostać utracone wraz ze śmiercią organizmu, więc nie powinny one odgrywać żadnej roli w ewolucji. Zasugerował, że plazma genowa ma specjalne cząstki zwane "ids", które kontrolują rozwój postaci rodzicielskich u potomstwa.

Weismann okaleczył ogony myszy przez około 22 pokolenia i pozwolił im się rozmnażać, ale bezogonowe myszy nigdy się nie urodziły. Pawłow, rosyjski fizjolog, wyszkolił myszy, by przychodziły po jedzenie na dźwięk dzwonu. Poinformował, że to szkolenie nie jest dziedziczone i było konieczne w każdym pokoleniu. Prawa dziedziczenia Mendla również sprzeciwiają się postulatowi dziedziczenia nabytych postaci Lamarckizmu.

Podobnie, nudne pinna zewnętrznego ucha i nosa u indyjskich kobiet; obcisła talia, z obrzezania panien europejskich (usunięcie napletka) u niektórych osób; małe stopy chińskich kobiet itp. nie są przenoszone z pokolenia na pokolenie do innego generatora.

Oczy, które są używane w sposób ciągły i stale rozwijają defekty zamiast ulepszać. Podobnie, wielkość serca nie zwiększa generacji po generacji, mimo że jest używana w sposób ciągły.

Obecność słabych mięśni u syna zapaśnika również nie została wyjaśniona przez Lamarcka. Wreszcie, istnieje wiele przykładów, w których występuje zmniejszenie wielkości narządów, np. Wśród okrytozalążkowych, krzewów i ziół wyewoluowały z drzew.

Tak więc Lamarckism został odrzucony.

D. Znaczenie:

1. Była to pierwsza kompleksowa teoria ewolucji biologicznej.

2. Podkreślił, że adaptacja do środowiska jest głównym produktem ewolucji.

Neo-Lamarckism:

Dawno zapomniany lamarckizm odrodził się jako neo-Lamarckizm, w świetle ostatnich odkryć w dziedzinie genetyki, które potwierdzają, że środowisko wpływa na formę, strukturę; kolor, rozmiar itp. i te znaki są dziedziczne.

Główni naukowcy, którzy przyczynili się do ewolucji neo-Lamarckizmu, to: francuski Giard, amerykański Cope, TH Morgan, Spencer, Packard, Bonner, Tower, Naegali, Mc Dougal, itd. Termin neo-Lamarckism został ukuty przez Alphaeusa S. Packarda.

Neo-Lamarckism stwierdza:

1. Komórki zarodkowe można formować z komórek somatycznych, wskazując na podobny charakter chromosomów i składający się z dwóch linii komórkowych, np

(a) Regeneracja w dżdżownicach.

(b) Rozmnażanie wegetatywne w takich roślinach jak Bryophyllum (z pąkami liściowymi).

(c) Część zygoty (jaja ekwipotencjalne) ludzkiej samicy może rozwinąć się w kompletne dziecko (Driesch).

2. Wpływ środowiska na komórki rozrodcze poprzez komórki somatyczne, np. Heslop Harrison odkrył, że blada odmiana ćmy, Selenia bilunaria, karmiona żywnością pokrytą manganem, jest prawdziwie hodowlaną melaniczną odmianą moli.

3. Wpływ środowiska bezpośrednio na komórki rozrodcze. Wieża wystawiła młode ziemniaki na wahania temperatury i odkryła, że ​​chociaż chrząszcze pozostały nietknięte bez zmian somatycznych, ale następna generacja miała wyraźne zmiany w zabarwieniu ciała.

Muller potwierdził mutagenną rolę promieni X na Drosophila podczas gdy C. Auerbach i in., Al. potwierdziły mutageny chemiczne (pary gazów musztardowych) powodujące mutację u Drosophila melanogaster, więc neo-Lamarckism udowodnił:

(a) Komórki germanu nie są odporne na działanie środowiska.

(b) Komórki zarodkowe mogą przenosić zmiany somatyczne do następnego potomstwa (doświadczenie Harrisona).

(c) Na komórki zarodkowe mogą bezpośrednio wpływać czynniki środowiskowe (eksperyment Tower).

II. Darwinizm (teoria naturalnego wyboru):

A. Wprowadzenie:

Karol Darwin (ryc. 7.36) (1809-1882), angielski przyrodnik, był najbardziej dominującą postacią wśród biologów XIX wieku. Przez ponad 20 lat intensywnie studiował przyrodę, szczególnie w latach 1831-1836, kiedy wyruszył w rejs słynnym statkiem "HMS Beagle" (ryc. 7.37) i zbadał Amerykę Południową, Wyspy Galapagos i inne wyspy.

Zebrał obserwacje dotyczące rozmieszczenia zwierząt i związku między żywymi i wymarły zwierzętami. Odkrył, że istniejące formy życia mają podobieństwa w różnym stopniu nie tylko między sobą, ale także z formami życia, które istniały miliony lat temu, a niektóre z nich wymarły.

Stwierdził, że każda populacja ma wbudowane wariacje w swoich postaciach. Z analizy jego danych dotyczących zbierania oraz z Eseju Malthusa na temat populacji, wpadł na pomysł walki o byt wśród wszystkich populacji z powodu ciągłej presji reprodukcyjnej i ograniczonych zasobów oraz że wszystkie organizmy, w tym ludzie, są zmodyfikowanymi potomkami wcześniej istniejących form. życia.

W 1858 r. Darwin był pod silnym wpływem krótkiego eseju zatytułowanego "O tendencji odmian do odejścia w nieskończoność od pierwotnego typu" napisanego przez innego przyrodnika Alfreda Russela Wallace'a (1812-1913), który badał różnorodność biologiczną na archipelagu malajskim i doszedł do podobnych wnioski.

Poglądy Darwina i Wallace'a na temat ewolucji zostały przedstawione na spotkaniu Linnean Society of London przez Lyella i Hookera 1 lipca 1858. Prace Darwina i Wallace'a zostały wspólnie opublikowane w "Proceedings of Linnean Society of London" w 1859 r. Tak więc jest ono również nazywane Teoria Darwina-Wallace'a.

Darwin wyjaśnił swoją teorię ewolucji w książce "O powstawaniu gatunków za pomocą doboru naturalnego". Została opublikowana 24 listopada 1859 r. W tej teorii Charles Darwin zaproponował koncepcję doboru naturalnego jako mechanizmu ewolucji.

B. Postulaty darwinizmu:

Główne postulaty darwinizmu to:

1. Wzrost geometryczny.

2. Ograniczone jedzenie i przestrzeń.

3. Walka o byt.

4. Wariacje.

5. Selekcja naturalna lub przeżycie najsilniejszych.

6. Dziedziczenie przydatnych odmian.

7. Specjacja.

1. Wzrost geometryczny:

Zgodnie z darwinizmem, populacje mają tendencję do mnożenia się geometrycznie, a zdolności reprodukcyjne żywych organizmów (potencjał biotyczny) są znacznie większe niż wymagane do utrzymania ich liczby, np.

Paramecium dzieli się trzykrotnie przez rozszczepienie podwójne w ciągu 24 godzin w sprzyjających warunkach. W tym tempie Paramecium może wyprodukować klon około 280 milionów Paramekii w ciągu zaledwie jednego miesiąca, a za pięć lat może wytworzyć Paramecię o masie równej 10.000 razy większej niż wielkość Ziemi.

Inne szybko rozmnażające się organizmy to: dorsz (milion jajek rocznie); Ostryga (114 milionów jaj w jednym tarle); Ascaris (70, 00 000 jaj w ciągu 24 godzin); mucha domowa (120 jaj na jedno zniesienie i złożenie jaj sześć razy w sezonie letnim); królik (produkuje 6 młodych w miocie i 4 mioty w ciągu roku, a młode rozpoczynają hodowlę w wieku sześciu miesięcy).

Podobnie rośliny rozmnażają się bardzo szybko, np. Jedna roślina z wiesiołka wieczornego produkuje około 18, 000 nasion, a pojedyncza roślina paproci produkuje kilka milionów zarodników.

Nawet powolne organizmy rozmnażające się rozmnażają się w tempie, które jest znacznie wyższe niż wymagane, np. Słoń staje się dojrzałym płciowo w wieku 30 lat i w ciągu jego 90 lat życia wytwarza tylko sześć potomstwa. W takim tempie, jeśli wszystkie słonie przeżyją, wówczas jedna para słoni może wyprodukować około 19 milionów słoni w ciągu 750 lat.

Te przykłady potwierdzają, że każdy gatunek może zwiększać różnorodność w ciągu kilku pokoleń i zajmować całą dostępną przestrzeń na ziemi, pod warunkiem, że wszystkie przetrwają i powtórzą proces. Tak więc liczba gatunków będzie znacznie większa niż na ziemi.

2. Ograniczona żywność i przestrzeń:

Darwinizm stwierdza, że ​​choć populacja ma tendencję do wzrostu geometrycznego, żywność zwiększa się tylko arytmetycznie. Tak więc dwoma głównymi czynnikami ograniczającymi ogromny wzrost populacji są: ograniczona żywność i przestrzeń, które razem stanowią większą część pojemności środowiska. Nie pozwalają one populacji rosnąć w nieskończoność, które są prawie stabilne, z wyjątkiem sezonowej fluktuacji.

3. Walka o byt:

Z powodu szybkiego rozmnażania populacji, ale ograniczonej żywności i przestrzeni, rozpoczyna się wieczna rywalizacja pomiędzy osobami o podobnych wymaganiach. W tej konkurencji każdy żywy organizm pragnie mieć przewagę nad innymi.

Ta konkurencja między żywymi organizmami dla podstawowych potrzeb życiowych, takich jak jedzenie, przestrzeń, partner itp., Zwana jest walką o byt, która ma trzy typy:

(a) Intraspecific:

Między członkami tego samego gatunku, np. Dwoma psami walczącymi o kawałek mięsa.

(b) Międzygatunkowa:

Między członkami różnych gatunków, np. Między drapieżnikiem a zdobyczą.

(c) Środowiskowe lub Ekstra szczególne:

Między żywymi organizmami a niekorzystnymi czynnikami środowiskowymi, takimi jak upał, zimno, susza, powódź, trzęsienia ziemi, światło itp.

Z tych trzech form walki, walka wewnątrzgatunkowa jest najsilniejszym typem walki, ponieważ potrzeby osób tego samego gatunku są najbardziej podobne, np. Selekcja seksualna, w której kogut z piękniejszym grzebieniem i upierzeniem ma większe szanse na wygranie kura niż kogut z mniej rozwiniętym grzebieniem.

Podobnie, cannabilism jest kolejnym przykładem konkurencji wewnątrzgatunkowej, jak w tym; osobniki jedzą członków tego samego gatunku.

W tej walce na śmierć i życie większość osobników umiera przed osiągnięciem dojrzałości płciowej i tylko kilka osób przeżywa i osiąga stadium rozrodcze. Tak więc walka o byt działa jak skuteczna kontrola stale rosnącej populacji każdego gatunku.

Natura pojawia się, mówiąc: "Są ważeni w równowadze i są poszukiwani". Tak więc liczba potomstwa każdego gatunku pozostaje prawie niezmienna przez długi czas.

4. Wariacje:

Odmiana jest prawem natury. Zgodnie z tym prawem natury, dwie osoby, z wyjątkiem identycznych (monozygotycznych) bliźniąt, są identyczne. Ta wieczna konkurencja między organizmami zmusiła ich do zmiany zgodnie z warunkami wykorzystywania zasobów naturalnych i może z powodzeniem przetrwać.

Darwin stwierdził, że zmiany są zasadniczo dwóch typów - ciągłe zmiany lub fluktuacje i nieciągłe wariacje. Biorąc pod uwagę ich wpływ na szanse przeżycia żywych organizmów, zmiany mogą być neutralne, szkodliwe i użyteczne.

Darwin zaproponował, aby żywe organizmy miały tendencję do przystosowywania się do zmieniającego się otoczenia ze względu na użyteczne ciągłe zmiany (np. Zwiększoną prędkość w ofierze; zwiększona ochrona wody w roślinach; itp.), ponieważ będą one miały przewagę konkurencyjną.

5. Selekcja naturalna lub przeżycie najsilniejszych:

Darwin stwierdził, że tak wielu wybiera osoby o pożądanych charakterach w sztucznej selekcji; natura wybiera tylko te osoby z populacji, które mają przydatne ciągłe zmiany i są najlepiej przystosowane do środowiska, podczas gdy osoby mniej sprawne lub niezdolne do pracy są przez nią odrzucane.

Darwin stwierdził, że jeśli człowiek może wytworzyć tak dużą liczbę nowych gatunków / odmian o ograniczonych zasobach iw krótkim okresie czasu dzięki sztucznej selekcji, wówczas dobór naturalny mógłby uwzględnić tę dużą różnorodność biologiczną poprzez znaczne modyfikacje gatunków przy pomocy nieograniczonych zasobów dostępne przez długi czas.

Darwin stwierdził, że nieciągłe wariacje pojawiają się nagle i będą głównie szkodliwe, więc nie są wybierane przez naturę. Nazwał ich "sportem". Zatem dobór naturalny jest procesem automatycznym i samoczynnym oraz kontroluje populację zwierząt.

To wyodrębnianie osób z użytecznymi odmianami z heterogenicznej populacji przez naturę było nazywane Dobieraniem naturalnym przez Darwina i Przetrwaniem najsilniejszego przez Wallace'a. Tak więc dobór naturalny działa jak siła ograniczająca, a nie twórcza.

6. Dziedziczenie przydatnych odmian:

Darwin był przekonany, że wybrane osoby przekazują swoje użyteczne ciągłe wariacje swoim potomkom, tak aby były dostosowane do zmienionego środowiska.

7. Specjacja:

Według darwinizmu, użyteczne wariacje pojawiają się w każdym pokoleniu i są dziedziczone z pokolenia na pokolenie. Tak więc pożyteczne odmiany gromadzą się i po wielu pokoleniach wariacje stają się tak wyraźne, że osoba zamienia się w nowy gatunek. Zatem według darwinizmu ewolucja jest procesem stopniowym, a specjacja zachodzi poprzez stopniowe zmiany w istniejących gatunkach.

Tak więc dwa kluczowe pojęcia darwinowskiej teorii ewolucji to:

1. Rozgałęzienie zstępujące i 2. Wybór naturalny.

C. Dowody na korzyść darwinizmu:

1. Istnieje ścisła zbieżność między doborem naturalnym a sztuczną selekcją.

2. Niezwykłe przypadki podobieństwa, np. Mimikra i ochronne zabarwienie, można osiągnąć tylko poprzez stopniowe zmiany zachodzące jednocześnie w modelu i naśladownictwie.

3. Korelacja między pozycją nektarników w kwiatach a długością trąby owada zapylającego.

D. Dowody przeciwko darwinizmowi:

Darwinizm nie jest w stanie wyjaśnić:

1. Dziedziczenie małych zmian w tych narządach, które mogą być użyteczne tylko w pełni ukształtowane, np. Skrzydło ptaka. Takie narządy będą bezużyteczne w stadium początkowym lub słabo rozwiniętym.

2. Dziedziczenie narządów szczątkowych.

3. Dziedziczenie nadmiernie wyspecjalizowanych narządów, np. Poroża u jeleni i kłów słoni.

4. Obecność kwiatów nijakich i sterylność hybryd.

5. Nie dokonano rozróżnienia między odmianami somatycznymi i germinalnymi.

6. Nie wyjaśnił przyczyn zmian i sposobu transmisji zmian.

7. Zostało również obalone przez prawa dziedziczenia Mendla, które stwierdzają, że dziedziczenie jest cząstkowe.

Ta teoria wyjaśnia jedynie przetrwanie najsilniejszych, ale nie wyjaśnia przybycia najlepiej przystosowanych, więc sam Darwin przyznał: "dobór naturalny był głównym, ale nie jedynym sposobem modyfikacji".

Zasada doboru naturalnego (tabela 7.7):

Został on zaproponowany przez Ernsta Mayera w 1982 r. Wynika on z pięciu ważnych obserwacji i trzech wniosków, jak pokazano w tabeli 7.7. Zasada ta pokazuje, że selekcja naturalna jest różnicowym sukcesem w rozmnażaniu i umożliwia organizmom dostosowanie ich do środowiska poprzez rozwój małych i użytecznych odmian.

Te korzystne Wariacje kumulują się z pokoleniem po generacji i prowadzą do specjacji. Zatem selekcja naturalna działa poprzez interakcje między środowiskiem a nieodłączną zmiennością w populacji.

III. Mutacyjna teoria ewolucji:

Mutacyjną teorię ewolucji zaproponował holenderski botanik Hugo de Vries (1848-1935 AD) (ryc. 7.38) w 1901 r. W swojej książce "Gatunek i odmiany, ich pochodzenie przez mutację". Pracował nad wiesiołkiem wieczorowym (Oenothera lamarckiana).

A. Eksperyment:

Hugo de Vries hodował O. lamarckiana w ogrodach botanicznych w Amsterdamie. Rośliny zostały dopuszczone do samozapylenia i otrzymano następną generację. Rośliny kolejnej generacji ponownie poddano samozapyleniu w celu uzyskania drugiej generacji. Proces był powtarzany dla wielu pokoleń.

B. Uwagi:

Większość roślin pierwszej generacji okazała się być podobna do rodzicielskiej i wykazywała tylko niewielkie zmiany, ale 837 z 54 343 członków okazało się bardzo różne pod względem postaci, takich jak rozmiar kwiatu, kształt i rozmieszczenie pąków, wielkość nasion itp. różne rośliny nazywane były gatunkami pierwotnymi lub elementarnymi.

Stwierdzono, że kilka roślin drugiej generacji jest jeszcze bardziej różnych. W końcu powstał nowy typ, znacznie dłuższy niż oryginalny typ, o nazwie O. gigas. Znalazł również liczbowe zmiany chromosomalne w wariantach (np. Z numerami chromosomów 16, 20, 22, 24, 28 i 30) do 30 (normalna liczba diploidalna wynosi 14).

C. Wniosek:

1. Ewolucja jest procesem nieciągłym i zachodzi w wyniku mutacji (L. mutate = to change, nagłe i dziedziczne duże różnice od normy i nie są połączone z normalnymi formami pośrednimi). Osoby z mutacjami nazywane są mutantami.

2. Gatunki elementarne są produkowane w dużej liczbie, aby zwiększyć szanse selekcji z natury.

3. Powtarzają się mutacje, tak że ciągle pojawiają się te same mutanty. Zwiększa to szanse ich selekcji z natury.

4. Mutacje występują we wszystkich kierunkach, więc mogą powodować wzmocnienie lub utratę dowolnego charakteru.

5. Zmienność zasadniczo różni się od fluktuacji (zmiany małe i kierunkowe).

Więc zgodnie z teorią mutacji ewolucja jest nieciągłym i gwałtownym procesem, w którym następuje skok od jednego gatunku do drugiego, tak że nowy gatunek powstaje z wcześniej istniejących gatunków w jednym pokoleniu (macrogenesis lub saltation), a nie w procesie stopniowym, jak proponowano Lamarck i Darwin.

D. Dowody na korzyść teorii mutacji:

1. Wygląd krótkowłosej odmiany owiec Ancon (ryc. 7.39), od długonogich rodziców w jednym pokoleniu w 1791 r. Po raz pierwszy zaobserwowano go w baranie (samce) przez amerykańskiego rolnika, Setha Wrighta.

2. Wygląd badanego bydła Hereford z rogatych rodziców w jednym pokoleniu w 1889 roku.

3. Obserwacje De Vriesa zostały eksperymentalnie potwierdzone przez McDougala i Shulla w Ameryce i Gatesa w Anglii.

4. Teoria mutacji może wyjaśnić pochodzenie nowych odmian lub gatunków przez mutację pojedynczego genu, np. Cicer gigas, Nuval orange. Czerwony słonecznik, bezwłose koty, kotki z podwójnymi palcami itp.

5. Może wyjaśnić dziedziczenie organów szczątkowych i nadmiernie wyspecjalizowanych.

6. Może wyjaśniać ewolucję progresywną i retrogresywną.

E. Evidences against Mutation theory:

1. Nie jest w stanie wyjaśnić zjawiska mimikry i zabarwienia ochronnego.

2. Wskaźnik mutacji jest bardzo niski, tzn. Jeden na milion lub jeden na kilka milionów genów.

3. Oenothera lamarckiana jest rośliną hybrydową i zawiera anamoliczny typ zachowania chromosomów.

4. Chromosomowe zmiany numeryczne według raportu de Vriesa są niestabilne.

5. Mutacje nie są w stanie wprowadzić nowych genów i alleli do puli genów.

IV. Neodarwinizm lub nowoczesna koncepcja lub syntetyczna teoria ewolucji:

Szczegółowe badania teorii ewolucji lamarkowców, darwinizmu i mutacji wykazały, że żadna pojedyncza teoria nie jest w pełni zadowalająca. Neodarwinizm jest zmodyfikowaną wersją teorii doboru naturalnego i jest rodzajem pojednania między teoriami Darwina i de Vriesa.

Nowoczesna lub syntetyczna teoria ewolucji została określona przez Huxleya (1942). Podkreśla znaczenie populacji jako jednostek ewolucji i kluczową rolę selekcji naturalnej jako najważniejszego mechanizmu ewolucji.

Naukowcami, którzy przyczynili się do wyniku neodarwinizmu byli: JS Huxley, RA Fischer i JBS Haldane z Anglii; oraz S. Wright, Ford, HJ Muller i T. Dobzhansky of America.

A. Postulaty neodarwinizmu:

1. Zmienność genetyczna:

Zmienność jest przeciwstawną siłą dziedziczenia i ma zasadnicze znaczenie dla ewolucji, ponieważ warianty stanowią surowiec ewolucji. Badania wykazały, że jednostki zarówno dziedziczności, jak i mutacji są genami zlokalizowanymi w sposób liniowy na chromosomach.

Różne źródła zmienności genetycznej w puli genów to:

(i) Mutacje:

Są to nagłe, duże i dziedziczne zmiany w materiale genetycznym. Na podstawie ilości użytego materiału genetycznego mutacje są trzech rodzajów:

(a) Aberracje chromosomowe:

Należą do nich zmiany morfologiczne w chromosomach bez wpływu na liczbę chromosomów. Zmiany te wynikają z liczby genów (skreślenie i duplikacja) lub z pozycji genów (inwersja).

Są to cztery typy:

1. Delecja (niedobór) obejmuje utratę bloku genów z chromosomu i może być terminalna lub interkalarna.

2. Duplikacja polega na obecności kilku genów więcej niż jeden raz, nazywanej powtórzeniem. Może to być tandem lub odwrotna duplikacja.

3. Translokacja polega na przeniesieniu bloku genowego z jednego chromosomu na niehomologiczny chromosom i może być prosty lub odwrotny.

4. Inwersja obejmuje obrót bloku kostki interkalnej o 180 ° i może być paracentryczna lub perycentryczna.

(b) Numeryczne mutacje chromosomalne:

Obejmują one zmiany w liczbie chromosomów. Mogą to być euploidia (przyrost lub utrata jednego lub więcej genomów) lub aneuploidia (wzrost lub utrata jednego lub dwóch chromosomów). Euploidia może być haploidalna lub poliploidalna.

Wśród poliploidów najczęściej występuje tetraploidia. Polyploidia zapewnia większy materiał genetyczny dla mutacji i zmienności. W haploidach geny recesywne wyrażają się w tym samym pokoleniu.

Aneuploidia może być hipoploidalna lub hiperploidylowa Hipoploidia może być monosomią (utratą jednego chromosomu) lub nullizomią (utratą dwóch chromosomów). Hiperploidą może być trisomia (zysk jednego chromosomu) lub tetrasomia (przyrost dwóch chromosomów).

(c) Mutacje genów (mutacje punktowe):

Są to niewidoczne zmiany w naturze chemicznej (DNA) genu i mają trzy typy:

1. Delecja obejmuje utratę jednej lub więcej par nukleotydów.

2. Dodawanie obejmuje uzyskanie jednej lub więcej par nukleotydów.

3. Substytucja obejmuje zastąpienie jednej lub więcej par nukleotydów przez inne pary zasad. Mogą to być typy przejściowe lub transwersyjne.

Te zmiany DNA powodują zmiany w sekwencji aminokwasów, zmieniając w ten sposób naturę białek i fenotyp.

(ii) Rekombinacja genów:

Tysiące nowych kombinacji genów powstaje w wyniku krzyżowania, przypadkowego ułożenia biwalentów na równiku podczas metafazy - I i przypadkowej fuzji gamet podczas nawożenia.

(iii) Hybrydyzacja:

Obejmuje krzyżowanie dwóch genetycznie różnych osobników w celu wytworzenia "hybryd".

(iv) Fizyczne mutageny (np. promieniowanie, temperatura itp.) i chemiczne mutageny (np. kwas azotowy, kolchicyna, iperyt azotowy itp.).

(v) dryf genetyczny:

Jest to eliminacja genów o pewnych pierwotnych cechach gatunku poprzez skrajne zmniejszenie populacji spowodowane epidemią lub migracją lub efektem Sewella Wrighta.

Szanse na różnice są również zwiększane przez nielosowe krycie.

2. Naturalny wybór:

Naturalna selekcja neodarwinizmu różni się od darwinizmu, że nie działa poprzez "przetrwanie najsilniejszych", ale działa poprzez zróżnicowane powielanie i porównawczy sukces reprodukcyjny.

Różnicowa reprodukcja mówi, że członkowie najlepiej przystosowani do środowiska rozmnażają się z większą częstotliwością i produkują więcej potomstwa niż te, które są mniej przystosowane. Wnoszą więc proporcjonalnie większy procent genów do puli genowej następnego pokolenia, podczas gdy mniej przystosowane osobniki produkują mniej potomstwa.

Jeśli reprodukcja różnicowa będzie kontynuowana przez wiele pokoleń, geny tych osobników, które wytwarzają więcej potomstwa, staną się dominujące w puli genowej populacji, jak pokazano na ryc. 7.40.

Ze względu na komunikację seksualną, swobodny przepływ genów powoduje, że zmienność genetyczna, która pojawia się u niektórych osób, stopniowo rozprzestrzenia się od jednego demona do drugiego, od demów do populacji, a następnie do sąsiednich populacji siostrzanych, a wreszcie do większości członków gatunki. Zatem dobór naturalny powoduje progresywne zmiany w częstotliwościach genu, tj. Częstotliwość niektórych genów wzrasta, a częstotliwość niektórych innych genów maleje.

Które osobniki produkują więcej potomstwa?

(i) Głównie te osoby, które są najlepiej przystosowane do środowiska.

(ii) Czyja suma pozytywnej presji selekcyjnej ze względu na użyteczną zmienność genetyczną jest większa niż suma negatywnej presji selekcyjnej ze względu na szkodliwą zmienność genetyczną?

(iii) Które mają większe szanse na dobór płciowy z powodu rozwoju niektórych jasnych plam na ciele, np. u wielu męskich ptaków i ryb.

(iv) tych, którzy są w stanie przezwyciężyć fizyczne i biologiczne czynniki środowiskowe, aby skutecznie osiągnąć dojrzałość płciową.

Zatem naturalna selekcja neodarwinizmu działa jako siła twórcza i działa poprzez porównawczy sukces reprodukcyjny. Nagromadzenie szeregu takich odmian prowadzi do powstania nowego gatunku.

3. Izolacja reprodukcyjna:

Każdy czynnik, który zmniejsza szanse krzyżowania między powiązanymi grupami żywych organizmów nazywa się mechanizmem izolującym. Izolacja rozrodcza jest konieczna, aby umożliwić gromadzenie się odmian prowadzących do specjacji poprzez zapobieganie hybrydyzacji.

W przypadku braku izolacji reprodukcyjnej warianty te swobodnie krzyżują się, co prowadzi do mieszania ich genotypów, rozcieńczania ich osobliwości i zaniku różnic między nimi. Tak więc izolacja reprodukcyjna pomaga w rozbieżnościach ewolucyjnych.