If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

თუ ვებფილტრს იყენებთ, დარწმუნდით, რომ *.kastatic.org და *.kasandbox.org დომენები არ არის დაბლოკილი.

ძირითადი მასალა

კურსი: ბიოლოგია > თემა 21

გაკვეთილი 1: ევოლუცია და ბუნებრივი გადარჩევა

ევოლუციის მტკიცებულება

ევოლუციის მტკიცებულება: ანატომია, მოლეკულური ბიოლოგია, ბიოგეოგრაფია, ნამარხები, უშუალო დაკვირვება.

საკვანძო საკითხები:

  • ევოლუციის მტკიცებულებები ბიოლოგიის მრავალი განსხვავებული სფეროდან მომდინარეობს:
    • ანატომია. სახეობებმა შეიძლება გაიზიარონ მსგავსი ფიზიკური მახასიათებლები, რადგან ისინი საერთო წინაპარს ჰქონდა (ჰომოლოგიური სტრუქტურები)
    • მოლეკულური ბიოლოგია. დნმ და გენეტიკური კოდი ასახავს სიცოცხლის საზიარო წარმომავლობას. დნმ-ს შედარებას შეუძლია, გვაჩვენოს, რამდენად ენათესავებიან ერთმანეთს სახეობები.
    • ბიოგეოგრაფია. ორგანიზმთა ბიოლოგიური განაწილება და კუნძულებზე მცხოვრები სახეობების უნიკალური მახასიათებლები ასახავს ევოლუციასა და გეოლოგიურ ცვლილებას.
    • ნამარხები. ნამარხები ამტკიცებს ამჟამად გადაშენებული, მაგრამ წარსულში არსებული იმ სახეობების არსებობას, რომლებიც ენათესავებიან თანამედროვე სახეობებს.
    • პირდაპირი დაკვირვება. ჩვენ შეგვიძლია, პირდაპირ დავაკვირდეთ ხანმოკლე სასიცოცხლო ციკლის მქონე ორგანიზმების (მაგალითად, პესტიციდგამძლე მწერების) მცირემასშტაბიან ევოლუციას.

შესავალი

ევოლუცია საკვანძო გამაერთიანებელი პრინციპია ბიოლოგიაში. როგორც ერთხელ თეოდოსიუს დობჟანსკიმ თქვა, „არაფერს აქვს აზრი ბიოლოგიაში, თუ მას ევოლუციის ნათელს არ მოვფენთ“.1
მაგრამ ბიოლოგიის კონკრეტულად რომელ მახასიათებლებს სძენს აზრს ევოლუციური ჭრილი? სხვაგვარად რომ ვთქვათ, რა არის ის კვალი თუ ნიშნები, რომლებიც გვაჩვენებს, რომ ევოლუცია მოხდა წარსულში და დღესაც მიმდინარეობს?

ევოლუცია მიმდინარეობს დიდ და მცირე მასშტაბებში

სანამ მტკიცებულებებს შევავლებდეთ თვალს, მოდით, დავრწმუნდეთ, რომ ერთნაირად გვესმის, თუ რა არის ევოლუცია. ზოგადად თუ ვიტყვით, ევოლუცია არის დროთა განმავლობაში პოპულაციის გენეტიკურ შემადგენლობაში (და, ხშირ შემთხვევაში, მემკვიდრულ ნიშან-თვისებებში) ცვლილება. ბიოლოგები ზოგჯერ მასშტაბის მიხედვით გამოყოფენ ევოლუციის ორ სახეს:
  • მაკროევოლუცია, რაც გულისხმობს დიდმასშტაბიან ცვლილებებს, რომლებიც დროის ხანგრძლივი მონაკვეთების განმავლობაში ხდება. მაგალითად, ასეთია ახალი სახეობისა და ჯგუფის ფორმირება.
  • მიკროევოლუცია, რაც გულისხმობს მცირემასშტაბიან ცვლილებებს, რომლებიც ზემოქმედებს მხოლოდ ერთ ან რამდენიმე გენზე და რომლებიც პოპულაციებში დროის უფრო მოკლე მონაკვეთებში ხდება.
რეალურად, მიკროევოლუცია და მაკროევოლუცია ორი განსხვავებული პროცესი სულაც არ არის. ისინი ერთი და იგივე პროცესია — ევოლუცია, — რომელიც განსხვავებულ ვადებში მიმდინარეობს. მიკროევოლუციურ პროცესებს, რომლებიც ათასობით და მილიონობით წლის განმავლობაში მიმდინარეობს, შეუძლია, წარმოქმნას მსხვილმასშტაბიანი ცვლილებები, რომლებიც ახალ სახეობებსა და ჯგუფებს აყალიბებს.

ევოლუციის მტკიცებულება

ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ ევოლუციის მტკიცებულებებს ორივე, მაკრო და მიკრო, მასშტაბისთვის.
თავდაპირველად განვიხილავთ მტკიცებულებების რამდენიმე სახეს (მათ შორის, ფიზიკურ და მოლეკულურ მახასიათებლებს, გეოგრაფიულ ინფორმაციასა და ნამარხებს), რომლებიც ასაბუთებენ მაკროევოლუციურ მოვლენებს და გვაძლევენ მათი აღდგენის საშუალებას.
სტატიის მიწურულს ჩვენ დავასრულებთ იმის ჩვენებით, თუ როგორ შეგვიძლია, უშუალოდ დავაკვირდეთ მიკროევოლუციას, როგორც ეს პესტიციდგამძლე მწერების შემთხვევაში ხდება.

ანატომია და ემბრიოლოგია

დარვინი ევოლუციას განიხილავდა, როგორც „მოდიფიკაციით ჩამომავლობას“, პროცესს, რომლის დროსაც სახეობები თაობათა განმავლობაში იცვლებიან და ახალ სახეობებს წარმოქმნიან. მან ივარაუდა, რომ სიცოცხლის ფორმების ევოლუციური ისტორია არის მრავალშრიანი განტოტვადი ხე, რომელშიც ყველა სახეობას შეგვიძლია, ჩავუყვეთ მას ჩვენს ანტიკურ საერთო წინაპრამდე.
განტოტვადი დიაგრამა ჩარლზ დარვინის წიგნიდან სახეობათა წარმოშობის შესახებ. დიაგრამაზე ასახულია იდეა, რომ ახალი სახეობები წარმოიქმნება მანამდე არსებული სახეობებისგან განტოტვადი პროცესის შედეგად, რომელიც მიმდინარეობს დროის ხანგრძლივი მონაკვეთების განმავლობაში.
სურათის წყარო: „დარვინის სიცოცხლის ხე, 1859“, ჩარლზ დარვინი (საჯარო დომენი).
ხის ამ მოდელში სახეობათა უფრო მეტად მონათესავე ჯგუფებს ჰყავთ უფრო ახლო წარსულში მყოფი საერთო წინაპარი და თითოეულ ჯგუფს ექნება საზიარო მახასიათებლები, რომლებიც მათ უკანასკნელ საერთო წინაპარს ჰქონდა. ჩვენ შეგვიძლია, ეს იდეა გამოვიყენოთ, რათა „უკუსვლით ვიმუშაოთ“ და გავარკვიოთ, როგორ ენათესავებიან ორაგანიზმები ერთმანეთს მათი საზიარო მახასიათებლების მიხედვით.

ჰომოლოგიური თავისებურებები

თუკი ორი ან მეტი სახეობა იზიარებს უნიკალურ ფიზიკურ მახასიათებელს, როგორიცაა, მაგალითად, კომპლექსური ძვლოვანი სტრუქტურა ან სხეულის აგებულება, შესაძლოა, მათ ეს მახასიათებელი საერთო წინაპრისგან მემკვიდრეობით მიეღოთ. ფიზიკურ მახასიათებლებს, რომლებიც საზიაროა ევოლუციური ისტორიის (საერთო წინაპრის) გამო, უწოდებენ ჰომოლოგიურს.
ერთი კლასიკური მაგალითი რომ მოვიყვანოთ, ვეშაპების, ადამიანების, ფრინველებისა და ძაღლების წინა კიდურები საკმაოდ განსხვავდება გარეგნულად. ეს ასე იმიტომაა, რომ ისინი განსხვავებულ გარემოებში ფუნქციონირებისთვის ადაპტირდნენ. მიუხედავად ამისა, თუკი წინა კიდურების ძვლოვან სტრუქტურას დააკვირდებით, შეამჩნევთ, რომ ძვლების თარგი ძალიან მსგავსია სახეობებს შორის. ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ამგვარად მსგავსი სტრუქტურები თითოეულ სახეობაში დამოუკიდებლად განვითარდა, და უფრო მეტია იმის ალბათობა, რომ ძვლების ძირითადი სქემა უკვე არსებობდა ვეშაპების, ადამიანების, ძაღლებისა და ფრინველების საერთო წინაპარში.
ადამიანის, ფრინველისა და ვეშაპის წინა კიდურების მსგავსი ძვლოვანი წყობა სტრუქტურული ჰომოლოგიაა. სტრუქტურული ჰომოლოგიები განსაზღვრავს საზიარო საერთო წინაპარს.
სურათის წყარო: „ევოლუციის გააზრება: სურათი 7“, ავტორი ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია, CC BY 4,0.
ზოგიერთი ჰომოლოგიური სტრუქტურის დანახვა მხოლოდ ემბრიონებშია შესაძლებელი. მაგალითად, ყველა ხერხემლიანთა ემბრიონებს (მათ შორის, ადამიანებისას) განვითარების ადრეულ სტადიაზე აქვთ ლაყუჩების ნაპრალები და კუდი. ამ სახეობების განვითარების მოდელები უფრო და უფრო განსხვავებული ხდება მოგვიანებით (ამის გამოა, რომ თქვენი ემბრიონული კუდი ახლა კუდუსუნია, ხოლო ლაყუჩების ნაპრალები თქვენს ყბად და შიდა ყურად გადაიქცა)2. ჰომოლოგიური ემბრიონული სტრუქტურები ასახავს იმას, რომ ხერხემლიანთა განვითარების პროგრამები არის ვარიაციები ანალოგიური გეგმისა, რომელიც არსებობდა მათ უკანასკნელ საერთო წინაპარში.
გველების ზოგიერთი სახეობის, მაგალითად, ბოა კონსტრიქტორის, პატარა ფეხისმაგვარი სტრუქტურები არის რუდიმენტული სტრუქტურები. ეს გადმონაშთი მახასიათებლები ამჟამად გველებში არავითარ ფუნქციას არ ასრულებს, მაგრამ ისინი ასრულებდა მას გველების ოთხფეხა წინაპარში (რომელიც ოთხ კიდურზე დადიოდა).
სურათი მოდიფიცირებულია „ბოა კონსტრიქტორის რუდიმენტული უკანა ფეხების დეზებიდან“, Stefan3345, CC BY-SA 4,0. შეცვლილი სურათისთვის ვრცელდება ლიზენციით CC BY-SA 4,0.
ზოგჯერ ორგამიზნებს აქვთ სტრუქტურები, რომლებსაც ერთი შეხედვით არ აქვთ გამოკვეთილი ფუნქცია, მაგრამ ისინი სხვა ორგანიზმების სასარგებლო სტრუქტურების ჰომოლოგიურია. ამ შესუსტებულ თუ უფუნქციო სტრუქტურებს, რომლებიც, როგორც ჩანს, ევოლუციური „ნარჩენებია“, უწოდებენ რუდიმენტულ სტრუქტურებს. რუდიმენტული სტრუქტურების მაგალითია ადამიანების კუდუსუნი (რუდიმენტული კუდი), ვეშაპების უკანა ფეხის ძვლები და ზოგიერთ გველში ნაპოვნი განუვითარებელი ფეხები (იხილეთ სურათი მარჯვნივ)3.

ანალოგიური მახასიათებლები

ყველაფერი ცოტათი უფრო საინტერესო და ჩახლართული რომ გავხადოთ, ყველა ფიზიკური მახასიათებელი, რომელიც გარეგნულად ერთმანეთს ჰგავს, სულაც არ არის საერთო წინაპრის მანიშნებელი. ნაცვლად ამისა, ზოგიერთი ფიზიკური მსგავსება ანალოგიურია: ისინი ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად განვითარდა სხვადასხვა ორგანიზმში, რადგან ეს ორგანიზმები ბინადრობდნენ მსგავს გარემოებში ან განიცდიდნენ მსგავს შერჩევით ზეწოლებს. ამ პროცესს ეწოდება კონვერგენციული ევოლუცია (კონვერგენცია ნიშნავს გადაკვეთას, მაგალითად, როცა ორი ხაზი ერთმანეთს ერთ წერტილში ხვდება).
მაგალითად, აი, ორი შორეულად მონათესავე სახეობა, რომლებიც არქტიკაში ბინადრობენ, არქტიკული მელა და ტუნდრის გნოლი (ფრინველი). ორივე მათგანი ექვემდებარება შეფერილობის სეზონურ ცვლილებებს მუქიდან თოვლივით თეთრამდე. ეს საზიარო მახასიათებელი არ უკავშირდება საერთო წინაპარს, ანუ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მელასა და ტუნდრის გნოლის ბოლო წინაპარი სეზონურად იცვლიდა შეფერილობას4. ნაცვლად ამისა, ამ სახეობებს ეს მახასიათებელი ცალ-ცალკე განუვითარდათ მსგავსი შერჩევითი ზეწოლების გამო. ამგვარად, ნათელ შეფერილობაზე გადასვლის გენეტიკურად განსაზღვრული უნარი ზამთარში ორივე სახეობას, მელასაც და ტუნდრის გნოლსაც, ეხმარებოდა, გადარჩენილიყვნენ და გამრავლებულიყვნენ გარემოში, სადაც თოვლიანი ზამთრები და თვალმახვილი მტაცებლები ბატონობდნენ.
არქტიკული მელა და ტუნდრის გნოილი. ორივე თეთრი შეფერილობისაა და ნაჩვენებია ზამთრის თოვლისფერ ლანდშაფტში.
სურათის წყარო: „ევოლუციის გააზრება: სურათი 6“, ავტორი ოპენსტაქსის კოლეჯი, ბიოლოგია, CC BY 4,0.

მსგავს მახასიათებლებზე დაყრდნობით მონათესავეობის განსაზღვრა

როგორც წესი, ბიოლოგები არ ასკვნიან სახეობების ერთმანეთთან მონათესავეობას მხოლოდ ერთ ისეთ მახასიათებელზე დაყრდნობით, რომელსაც ისინი ჰომოლოგიურად მიიჩნევენ. სანაცვლოდ ისინი იკვლევენ მახასიათებლების დიდ ნაკრებს (ხშირ შემთხვევაში ფიზიკურ მახასიათებლებსაც და დნმ-ის მიმდევრობებსაც) და ამ მახასიათებლებზე დაყრდნობით აკეთებენ დასკვნებს ჯგუფების მონათესავეობის შესახებ. ჩვენ ამ იდეას მოგვიანებით გამოვიკვლევთ, როდესაც შევისწავლით ფილოგენეტიკურ ხეებს.

მოლეკულური ბიოლოგია

სტრუქტურული ჰიმოლოგიების მსგავსად ბიოლოგიურ მოლეკულებს შორის მსგავსებაც შეიძლება, მეტყველებდეს საზიარო ევოლუციურ წინაპარზე. ყველაზე უფრო საბაზისო დონეზე ყველა ცოცხალი ორგანიზმი იზიარებს:
  • ერთსა და იმავე გენეტიკურ მასალას (დნმ-ს)
  • ერთსა და იმავე ან ძალიან მსგავს გენეტიკურ კოდებს
  • გენების ექსპრესიის (ტრანსკრიფცია და ტრანსლაცია) ერთსა და იმავე საბაზისო პროცესს
  • ერთსა და იმავე საშენ ბლოკებს, როგორებიცაა ამინომჟავები
ეს საზიარო მახასიათებლები იმაზე მეტყველებს, რომ ყველა ცოცხალი ორგანიზმი ჩამოდის საერთო წინაპრისგან და რომ ამ წინაპარს გენეტიკურ მასალად ჰქონდა დნმ, იყენებდა გენეტიკურ კოდს და ახდენდა მისი გენების ექსპრესიას ტრანსკრიფციისა და ტრანსლაციის მეშვეობით. ყველა თანამედროვე ორგანიზმი იზიარებს ამ მახასიათებლებს, რადგან ისინი მათ „მემკვიდრეობით მიიღეს“ წინაპრისგან (და იმიტომ, რომ ნებისმიერ დიდ ცვლილებას ამ საბაზისო სისტემაში შეეძლო, დაერღვია უჯრედების საბაზისო ფუნქციონირება).
მართალია, ისეთი მახასიათებლები, როგორებიცაა დნმ-ის ქონა ან ტრანსკრიფციისა და ტრანსლაციის განხორციელება, სიცოცხლის საერთო საწყისების ამოსაცნობად ძალიან კარგია, მაგრამ ისინი მაინცდამაინც გამოსადეგი არაა იმის დასადგენად, თუ როგორ ენათესავებიან ერთმანეთს ცალკეული ორგანიზმები. თუკი გვინდა, განვსაზღვროთ, ჯგუფის რომელი ორგანიზმები არიან ყველაზე მეტად მონათესავენი, მოგვიწევს, გამოვიყენოთ სხვადასხვა ტიპის მოლეკულური მახასიათებლები, როგორებიცაა გენების ნუკლეოტიდური მიმდევრობები.

ჰომოლოგიური გენები

ბიოლოგები ხშირად ადარებენ სხვადასხვა სახეობაში ნაპოვნი მონათესავე გენების (ზოგჯერ იწოდებიან ჰომოლოგიურ ან ორთოლოგიურ გენებად) მიმდევრობებს, რათა გაარკვიონ, როგორ ენათესავებიან ეს სახეობები ერთმანეთს ევოლუციურად.
ამ მიდგომის მთავარი იდეა ისაა, რომ ორ სახეობას აქვს „ერთი და იგივე“ გენი იმის გამო, რომ ისინი მათ მემკვიდრეობით მიიღეს საერთო წინაპრისგან. მაგალითად, ადამიანებს, ძროხებს, ქათმებსა და შიმპანზეებს აქვთ გენი, რომელიც აკოდირებს ჰორმონ ინსულინს, რადგან ეს გენი მათ უკანასკნელ საერთო წინაპარს გააჩნდა.
ზოგადად, რაც უფრო მეტი დნმ განსხვავებაა ორი სახეობის ჰომოლოგიურ გენებში (ან ამინომჟავური განსხვავებები პროტეინებში, რომლებსაც ისინი აკოდირებენ), მით უფრო შორეულად ენათესავებიან ეს სახეობები ერთმანეთს. მაგალითად, ადამიანისა და შიმპანზეს ინსულინის პროტეინები უფრო მსგავსია (დაახლოებით 98 %-ით იდენტური), ვიდრე ადამიანისა და ქათმის ინსულინის პროტეინები (დაახლოებით 64 %-ით იდენტური), რაც ასახავს იმას, რომ ადამიანები და შიმპანზეები უფრო მეტად ენათესავებიან ერთმანეთს, ვიდრე ადამიანები და ქათმები5.

ბიოგეოგრაფია

დედამიწაზე ორგანიზმების გეოგრაფიული განაწილების კანონზომიერებები საუკეთესოდ იხსნება ევოლუციით და ფილების ტექტონიკით გეოლოგიური დროის მანძილზე. მაგალითად, ორგანიზმების ჯგუფები, რომლებიც იქამდე განვითარდნენ, სანამ სუპერკონტინენტი პანგეა დაიშლებოდა (დაახლოებით 200 მილიონი წლის წინ), მთელს დედამიწაზე არიან გადანაწილებულნი. ის ჯგუფები კი, რომლებიც დაშლის შემდეგ გაჩნდნენ, დედამიწის უფრო პატარა რეგიონებში ბინადრობენ. მაგალითად, მცენარეებისა და ცხოველების უნიკალური ჯგუფები არსებობს ჩრდილოეთ და სამხრეთ კონტინენტებში, რომელთა კვალსაც პანგეას ორ სუპერკონტინენტად დაყოფასთან მივყავართ (ლავრაზია ჩრდილოეთში და გონდვანა სამხრეთში).
სავარაუდოა, რომ ავსტრალიაზე მობინადრე ჩანთოსანმა ძუძმწოვრებმა საერთო წინაპრისგან განიცადეს ევოლუცია. ვინაიდან ავსტრალია იზოლირებული იყო დროის ხანგრძლივი მონაკვეთის განმავლობაში, ეს ძუძუმწოვრები მრავალი სხვადასხვა ნიშნით განსხვავდნენ ერთმანეთისგან (პლაცენტური ძუძუმწოვრებისგან დაჯაბნის საფრთხის გარეშე).
სურათის წყარო: „ჩანთოსანთა კოლაჟი“, Aushulz, CC BY-SA 3,0.
კუნძულებზე მობინადრე უნიკალური სახეობების ევლუცია კიდევ ერთი მაგალითია იმისა, თუ როგორ იკვეთება ევოლუცია და გეოგრაფია. მაგალითად, ავსტრალიაში მობინადრე ძუძუმწოვარი სახეობების უმრავლეობა ჩანთოსანია (ახალშობილს ჩანთით ატარებს), მაშინ როცა მსოფლიოს დანარჩენ ნაწილში მობინადრე ძუძუმწოვართა სახეობები პლაცენტურები არიან (პლაცენტით კვებავენ ნაყოფს). ავსტრალიის ჩანთოსანი სახეობები ძალიან მრავალფეროვანნი არიან და ავსებენ ეკოლოგიური როლების ფართო არეალს. ვინაიდან ავსტრალია წყლით იყო გამოყოფილი მილიონობით წლის განმავლობაში, ამ სახეობებს შეეძლოთ, ევოლუცია განეცადათ მსოფლიოს სხვა ნაწილებში მცხოვრები ძუძუმწოვრების სახეობებთან ყოველგვარი კონკურენციის (ან მიმოცვლის) გარეშე.
ავსტრალიის ჩანთოსნები, დარვინის სკვინჩები გალაპაგოსიდან და ჰავაის კუნძულებზე მობინადრე მრავალი სხვა სახეობა უნიკალურნი არიან თავიანთი კუნძულოვანი გარემოსთვის, მაგრამ მათ შორეული ნათესაობა აკავშირებთ მატერიკებზე მობინადრე წინაპარ სახეობებთან. მახასიათებლების ეს კომბინაცია ასახავს იმ პროცესებს, რომელთა გზითაც კუნძულის სახეობებმა ევოლუცია განიცადეს. ისინი ხშირად წარმოიშვებიან მატერიკზე მობინადრე წინაპრებისგან — მაგალითად, როდესაც მიწის დიდი მასა სწყდება მატერიკს ან რამდენიმე ინდივიდი შტორმის დროს კურსიდან გადაიხრება — და შორდებიან მათ (უფრო და უფრო განსხვავებულები ხდებიან), როდესაც განიცდიან იზოლირებულ კუნძულოვან გარემოში ადაპტაციას.

ნამარხები

ნამარხები არის შორეულ წარსულში მცხოვრები ორგანიზმების შემორჩენილი ნაშთები ან მათი კვალი. ნამარხი, სამწუხაროდ, არ არის სრული ან უწყვეტი: ორგანიზმთა უმეტესობა არასდროს ნამარხდება და იმ ორგანიზმებსაც კი, რომლებიც ნამარხდებიან, ადამიანები იშვიათად ვპოულობთ. მიუხედავად ამისა, ნამარხები, რომელთა შეგროვებაც ადამიანებმა მოახერხეს, გვაწვდიან უნიკალურ ინფორმაციას დროის ხანგრძლივი მონაკვეთების განმავლობაში მიმდინარე ევოლუციის შესახებ.
დედამიწის ქანები ერთმანეთზე მიწყობით ქმნიან შრეებს დროის ხანგრძლივი მონაკვეთების განმავლობაში. ეს შრეები, რომლებსაც ფენები ეწოდებათ, ქმნიან მოხერხებულ ქრონიკას მათში ჩამარხული ნამარხების დასათარიღებლად. ზედაპირთან უფრო ახლოს მდებარე ფენები ასახავს დროის უფრო ბოლოდროინდელ მონაკვეთებს მაშინ, როცა უფრო ღრმად მდებარე ფენები დროის უფრო ძველ მონაკვეთებს წარმოადგენს.
სურათის წყარო: „ქანის ფენა, გაირიხის E-თხემი“, კრის აილბეკი, CC BY- SA 2,0.
როგორ შეიძლება, განისაზღვროს ნამარხების ასაკი? პირველ ყოვლისა, ნამარხები ხშირად შემორჩენილია ქანებში, რომლებიც იზრდებიან შრეებად, ე. წ. ფენებად. ფენები, თავის მხრივ, წარმოადგენენ ერთგვარ დროით სკალას, რომელშიც ზედა შრეები უფრო ახალია, ქვედა შრეები კი — უფრო ძველი. ერთისა და იმავე უბნის სხვადასხვა ფენებში ნაპოვნი ნამარხები შეიძლება, დავალაგოთ მათი პოზიციის მიხედვით და შეგვიძლია, გამოვიყენოთ უნიკალური მახასიათებლების მქონე „წყარო“ ფენა, რათა შევადაროთ სხვადასხვა ადგილებში ნაპოვნი ნამარხების ასაკები. ამასთანავე, მეცნიერებს შეუძლიათ, დაახლოებით დაათარიღონ ნამარხები რადიომეტრიული დათარიღების გამოყენებით — ესაა პროცესი, რომელიც ზომავს განსაზღვრული ელემენტების რადიოაქტიურ დაშლას.
ნამარხები ამტკიცებენ ამჟამად გადაშენებული სახეობების არსებობას, რაც გვიჩვენებს, რომ პლანეტის ისტორიის სხვადასხვა პერიოდის განმავლობაში დედამიწაზე ცხოვრობდნენ განსხვავებული ორგანიზმები. მათ აგრეთვე შეუძლიათ, დაეხმარონ მეცნიერებს თანამედროვე სახეობების ევოლუციური ისტორიის რეკონსტრუქციაში. მაგალითად, ერთ-ერთ ყველაზე კარგად შესწავლილ ნამარხებს ცხენის საგვარეულო ხაზი აქვს. ამ ნამარხების გამოყენებით მეცნიერებმა მოახერხეს, აეგოთ დიდი, განტოტვილი „საგვარეულო ხე“ ცხენებისა და მათი ამჟამად გადაშენებული მონათესავე სახეობებისთვის6. საგვარეულო ხაზის ცვლილებები (მაგალითად, თითებიანი კიდურის ჩლიქებამდე შემცირება), რომლებმაც თანამედროვე ცხენებამდე მიგვიყვანეს, შეიძლება, ასახავდეს გარემოში ცვლილებებისადმი ადაპტაციას.
სურათის წყარო: „ცხენების ევოლუცია“, ჰ. ცელი, CC BY-SA 3,0.

უშუალო დაკვირვება მიკროევოლუციაზე

ზოგ შემთხვევაში ევოლუციის მტკიცებულება ისაა, რომ მისი მოქმედების დანახვა ჩვენ გარშემო შეგვიძლია! ევოლუციის მნიშვნელოვან თანამედროვე მაგალითებს შორისაა წამლების მიმართ მდგრადი ბაქტერიებისა და პესტიციდგამძლე მწერების გაჩენა.
მაგალითად, 1950-იან წლებში იყო მსოფლიო მასშტაბის მცდელობა, ძირფესვიანად გაენადგურებინათ მალარია მისი მატარებლების (კოღოების ზოგიერთი ტიპის) მოსპობით. DDT პესტიციდი ფართოდ ისხმებოდა იმ უბნებში, სადაც კოღოები ცხოვრობდნენ, და თავდაპირველად DDT საკმაოდ ეფექტური იყო მათ ხოცვაში. მიუხედავად ამისა, დროთა განმავლობაში DDT უფრო და უფრო ნაკლებად ეფექტური გახდა და მას უფრო და უფრო მეტი კოღო გადაურჩა. ეს იმიტომ მოხდა, რომ კოღოების პოპულაციამ განივითარა პესტიციდისადმი გამძლეობა.
კოღოების პოპულაციებში DDT-სადმი გამძლეობის ევოლუციას უშუალოდ დააკვირდნენ 1950-იან წლებში მალარიის ძირფესვიანად განადგურების კამპანიის შედეგად. პესტიციდისადმი გამძლეობა რამდენიმე წელიწადში განვითარდა ბუნებრივი გადარჩევის შედეგად:
1) კოღოების პოპულაციებში რამდენიმე ინდივიდს ჰქონდა ალელები, რომლებმაც ისინი პესტიციდისადმი გამძლე გახადა. ინდივიდთა უმეტესობას ჰქონდა ალელები, რომლებიც არ უზრუნველყოფდნენ მდგრადობას.
2) როდესაც DDT-ს სხმა დაიწყეს, ინდივიდები, რომლებსაც მდგრადობის ალელი ჰქონდათ, გადარჩნენ, ხოლო სხვები, რომლებსაც იგი არ გააჩნდათ, დაიხოცნენ.
3) რამდენიმე თაობის განმავლობაში იბადებოდა უფრო და უფრო მეტი მდგრადი შთამომავალი და პოპულაციამ ევოლუცია განიცადა. ამ დროისთვის პოპულაცია მოიცავდა უფრო მეტ გამძლე ინდივიდს, ვიდრე არაგამძლეს.
DDT-სადმი მდგრადობის წარმოქმნა არის ბუნებრივი გადარჩევის გზით ევოლუციის ერთ-ერთი მაგალითი7. როგორ იმოქმედებდა ამ შემთხვევაში ბუნებრივი გადარჩევა?
  1. სანამ DDT-ს გამოიყენებდნენ, პოპულაციაში მყოფი კოღოების მცირე ნაწილს ბუნებრივად ჰქონდა გენის ვარიაციები (ალელები), რომლებმაც ისინი DDT-სადმი გამძლეები გახადა. ეს ვარიაციები წამოიქმნებოდა შემთხვევითი მუტაციის, ანუ დნმ-ის მიმდევრობაში ცვლილებების, შედეგად. გარშემო DDT-ს არარსებობის პირობებში მდგრადი ალელები კოღოებს არ დაეხმარებოდნენ გადარჩენასა და გამრავლებაში (და, სულაც, შესაძლოა, ისინი საზიანონი ყოფილიყვნენ), რის გამოც ასეთი კოღოები ისევ ისეთი იშვიათი იქნებოდნენ.
  2. როდესაც DDT-ს სხმა დაიწყო, პესტიციდი დახოცავდა კოღოების უმეტესობას. რომელი კოღოები გადარჩებოდნენ? დიდწილად მხოლოდ ის იშვიათი ინდივიდები, რომლებსაც ჰქონდათ DDT-სადმი მდგრადი ალელები (და, შესაბამისად, გადაურჩნენ DDT-ს). ამ გადარჩენილ კოღოებს შეეძლებოდათ, გამრავლებულიყვნენ და დაეტოვებინათ შთამომავლობა.
  3. თაობათა განმავლობაში პოპულაციაში დაიბადებოდა DDT-სადმი მდგრადი უფრო და უფრო მეტი კოღო. ეს იმიტომ, რომ პესტიციდგამძლე მშობლები თანდათანობით უფრო მეტად მოახერხებდნენ გადარჩენასა და გამრავლებას, ვიდრე არაგამძლე მშობლები, და გადასცემდნენ DDT-სადმი მდგრად ალელებს (შესაბამისად, DDT-სგან გადარჩენის უნარს) თავიანთ შთამომავლებს. საბოლოოდ კოღოების პოპულაციები დაუბრუნდებოდა დიდ ოდენობებს და ამასთანავე უმეტესწილად დაკომპლექტებული იქნებოდა DDT-სადმი მდგრადი ინდივიდებით.
მსოფლიოს იმ ნაწილებში, რომლებშიც DDT ფართოდ გამოიყენებოდა წარსულში, კოღოების უმრავლესობა ახლა მის მიმართ მდგრადია. ამ რეგიონებში კოღოების პოპულაციის კონტროლისთვის (და მალარიის შესამცირებლად) DDT-ს გამოყენება აღარ გამოდგება.
რატომ შეუძლიათ კოღოების პოპულაციებს, ასე სწრაფად განივითარონ DDT-სადმი მდგრადობა? ორი მნიშვნელოვანი ფაქტორია პოპულაციის დიდი ზომა (რაც ზრდის იმის ალბათობას, რომ პოპულაციაში ზოგიერთ ინდივიდს შემთხვევითობის გამო ექნება მუტაცია, რომელიც მას მდგრადობით უზრუნველყოფს) და სიცოცხლის ხანმოკლე ციკლი. ბაქტერიებსა და ვირუსებს, რომლებსაც კიდევ უფრო დიდი პოპულაციები და სიცოცხლის ხანმოკლე ციკლები აქვთ, შეუძლიათ, ძალიან სწრაფად განივითარონ წამლებისადმი მდგრადობა, როგორც ანტიბიოტიკებისადმი მდგრადი ბაქტერიებისა და წამლებისადმი მდგრადი აივ-ის შემთხვევებში მოხდა.

შეჯამება

ევოლუციის თეორიას რამდენიმე ტიპის მტკიცებულებები უჭერს მხარს:
  • ჰომოლოგიური სტრუქტურები ამტკიცებს საერთო წინაპრის არსებობას, მაშინ როცა ანალოგიური სტრუქტურები ცხადყოფს, რომ მსგავს შერჩევით ზეწოლებს შეუძლიათ მსგავსი ადაპტაციების (სასარგებლო მახასიათებლების) წარმოქმნა.
  • მსგავსებები და განსხვავებები ბიოლოგიურ მოლეკულებში (მაგალითად, გენების დნმ მიმდევრობაში) შეგვიძლია, გამოვიყენოთ სახეობების მონათესავეობის განსასაზღვრად.
  • ბიოგეოგრაფიული კანონზომილებები იძლევა წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ როგორ ენათესავებიან სახეობები ერთმანეთს.
  • ნამარხებს, მათი უსრულობის მიუხედავად, შეუძლიათ, მოგვაწოდონ ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ რომელი სახეობები არსებობდა დედამიწის ისტორიის ცალკეული პერიოდების დროს.
  • ზოგი პოპულაცია, მაგალითად, მიკრობებისა და ზოგიერთი მწერის, ევოლუციას განიცდის დროის უფრო ხანმოკლე პერიოდში და ამ პროცესს შეგვიძლია, უშუალოდ დავაკვირდეთ.

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

პოსტები ჯერ არ არის.
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.