Cum Funcționează Evoluția - #2

{h1}

Există o serie de teorii concurente cu privire la originile vieții. Verificați teoria evoluției și câteva dintre argumentele împotriva acesteia.

Pe de altă parte, știm că evoluția se poate mișca extrem de rapid pentru a crea o nouă specie. Un exemplu de viteză a evoluției implică progresul pe care mamiferele l-au înregistrat. Probabil ați auzit că, în urmă cu aproximativ 65 de milioane de ani, toți dinozaurii au murit destul de brusc. O teorie pentru această extincție masivă este un atac de asteroizi. Pentru dinozauri, ziua grevei asteroidului a fost una proastă, dar pentru mamifere a fost o zi bună. Dispariția dinozaurilor a curățat terenul de joc al majorității prădătorilor. Mamiferele au început să prospere și să se diferențieze.

Exemplu: Evoluția mamiferelor

Acum 65 de milioane de ani, mamiferele erau mult mai simple decât sunt astăzi. Un mamifer reprezentativ al vremii a fost specia Didelphodon, o creatură mică, cu patru picioare, asemănătoare cu opossumul de astăzi.

În 65 de milioane de ani, conform teoriei evoluției, fiecare mamifer pe care îl vedem astăzi (peste 4.000 de specii) a evoluat de la creaturi mici, cu patru picioare, precum Didelphodon. Prin mutații aleatorii și selecție naturală, evoluția a produs mamifere cu o diversitate izbitoare din acel punct de plecare umil:

  • Oamenii
  • Câini
  • Alunițele
  • Liliecii
  • balenele
  • Elefanții
  • girafele
  • Ursul Panda
  • Cai

Evoluția a creat mii de specii diferite, care variază ca mărime și formă, de la un liliac maroniu mic, care cântărește câteva grame până la o balenă albastră care este de aproape 30 de metri (30,5 m) lungime.

Să luăm afirmația lui Carl Sagan că „O perioadă caracteristică pentru apariția unei specii avansate de la alta este poate o sută de mii de ani și, de multe ori, diferența de comportament între speciile strâns legate - să zicem, lei și tigri - nu pare foarte Grozav." În 65 de milioane de ani, există doar 650 de perioade de 100.000 de ani - adică 650 de „căpușe” ale ceasului evolutiv.

Imaginați-vă că încercați să începeți cu un opossum și să ajungeți la un elefant în 650 sau mai puțin, chiar dacă fiecare creștere a fost perfectă. Creierul unui elefant este de sute de ori mai mare decât al unui opossum, conținând de sute de ori mai mulți neuroni, totul perfect conectat. Trunchiul unui elefant este un apendic prehensil perfect format, care conține 150.000 de elemente musculare (referință). Începând cu o muscă ca cea a unui opossum, evoluția a folosit mutații aleatorii pentru a proiecta botul elefantului în doar 650 de căpușe. Imaginați-vă că încercați să treceți de la un opossum la un liliac maro în 650 de rânduri. Sau de la un opossum la o balenă. Balenele nu au pelvis, au fluturi, au cranii foarte ciudate (în special balena), au găuri de suflare în sus, au controlul temperaturii care le permite să înoate în apele arctice și consumă apă sărată și nu proaspătă. Pentru multe persoane este dificil să-și imagineze acest tip de viteză, având în vedere teoria actuală.

Exemplu: Evoluția creierului uman

Iată un alt exemplu al problemei de viteză. Dovezile fosile actuale indică faptul că oamenii moderni au evoluat dintr-o specie numită Homo erectus. Homo erectus a apărut acum aproximativ 2 milioane de ani. Privind craniul Homo erectus, știm că dimensiunea creierului său era de ordinul a 800 sau 900 centimetri cubi (CC).

Cum funcționează evoluția: este

Dimensiunea modernă a creierului uman are în jur de 1.500 CC sau cam așa ceva. Cu alte cuvinte, în aproximativ 2 milioane de ani, evoluția a dublat aproximativ dimensiunea creierului Homo erectus pentru a crea creierul uman pe care îl avem astăzi. Creierul nostru conține astăzi aproximativ 100 de miliarde de neuroni, astfel încât în ​​2 milioane de ani, evoluția a adăugat 50 de miliarde de neuroni la creierul Homo erectus (în același timp, reproiectarea craniului pentru a se acomoda cu toți acei neuroni și a redesenat pelvisul feminin pentru a lăsa craniul mai mare prin timpul nașterii etc.).

Cum funcționează evoluția: care

Să presupunem că Homo erectus a putut să se reproducă la fiecare 10 ani. Asta înseamnă că, în 2 milioane de ani, au fost posibile 200.000 de generații de Homo erectus. Există patru explicații posibile pentru care provin cele 50 de miliarde de neuroni noi în 200.000 de generații:

  • La fiecare generație, la creierul Homo erectus au fost adăugate 250.000 de noi neuroni (250.000 * 200.000 = 50 miliarde).
  • La fiecare 100.000 de ani, la creierul Homo erectus li s-au adăugat 2,5 miliarde de neuroni noi (2.500.000.000 * 20 = 50 miliarde).
  • Poate cu 500.000 de ani în urmă, a existat un vârf de 20 de generații apropiate, care au adăugat 2,5 miliarde de neuroni pe generație.
  • Într-o zi, în mod spontan, 50 de miliarde de neuroni noi au fost adăugați la creierul Homo erectus pentru a crea creierul Homo sapiens.

Niciunul dintre aceste scenarii nu este deosebit de confortabil. Nu vedem nicio dovadă că evoluția adaugă la întâmplare 250.000 de neuroni la fiecare copil născut astăzi, astfel încât această explicație este greu de înghițit. Gândul de a adăuga un pachet mare de ceva de genul de 2,5 miliarde de neuroni într-un pas este dificil de imaginat, deoarece nu există nici o modalitate de a explica modul în care neuronii s-ar conecta singuri. Ce fel de punct de mutație ar avea loc într-o moleculă de ADN care ar fi brusc creați miliarde de neuroni noi și conectați-i corect? * Teoria actuală a evoluției nu prevede cum s-ar putea întâmpla acest lucru.

O linie de cercetare actuală este de a privi efectul modificărilor foarte mici în modelele ADN în timpul dezvoltării embrionare. Orice animal nou, fie că este un mouse sau un om, începe viața ca o singură celulă. Acea celulă se diferențiază și se dezvoltă în animalul complet. O cantitate imensă de semnalizare se întâmplă între celule în timpul procesului de dezvoltare pentru a se asigura că totul se termină la locul potrivit. Micile modificări ale acestor procese de semnalizare pot avea efecte foarte mari asupra animalului rezultat. Așa se face că genomul uman, cu cel mult 60.000 de gene, este în măsură să specifice crearea unui corp uman care conține trilioane de celule, miliarde de neuroni cu fir atent și sute de tipuri de celule diferite, toate sculptate în mod genial în organe la fel de diverse. inima și ochii. Cartea „Biologia moleculară a celulei” o spune astfel:


Oamenii, ca gen distinct de marile maimuțe, există de doar câteva milioane de ani. Prin urmare, fiecare genă umană a avut șansa de a acumula relativ puține schimbări de nucleotide de la începuturile noastre, iar cele mai multe dintre acestea au fost eliminate prin selecție naturală. O comparație între oameni și maimuțe, de exemplu, arată că moleculele lor de citocrom-c diferă în aproximativ 1 la sută și hemoglobinele lor în aproximativ 4 la sută din pozițiile aminoacidului lor. În mod clar, o mare parte din moștenirea noastră genetică trebuie să fi fost formată cu mult înainte de apariția Homo sapiens, în timpul evoluției mamiferelor (care a început acum aproximativ 300 de milioane de ani) și chiar mai devreme. Deoarece proteinele mamiferelor la fel de diferite ca balenele și oamenii sunt foarte similare, schimbările evolutive care au produs astfel de diferențe morfologice izbitoare trebuie să implice relativ puține schimbări în molecule din care suntem făcuți. În schimb, se crede că diferențele morfologice apar din diferențele în modelul temporal și spațial al expresiei genice în timpul dezvoltării embrionare, care determină apoi mărimea, forma și alte caracteristici ale adultului.

Cu alte cuvinte, nu există doar multe diferențe în ADN-ul unui om și al unei balene, cu toate acestea, oamenii și balenele arată total diferit. Colecțiile mici de mutații ADN pot avea un efect foarte mare asupra rezultatului final.

Momentan, mecanismele de semnalizare care conectează cele 100 de miliarde de celule din creierul uman sunt ceva de mister. Cum pot doar 60.000 de gene din genomul uman să spună 100 de miliarde de neuroni cum să se conecteze cu precizie în creierul uman? Nimeni nu are acum o înțelegere clară a modului în care atât de puține gene pot transmite meticulos atâția neuroni. Într-un făt în curs de dezvoltare în pântec, ADN-ul creează și conectează corect milioane de celule per minut. Având în vedere că ADN-ul face conectați un creier uman care funcționează de fiecare dată când se naște un copil, se poate întâmpla ca ADN-ul să aibă proprietăți speciale care să facă evoluția să funcționeze mai eficient. Pe măsură ce mecanismele devin mai bine înțelese, efectele mutațiilor ADN în timpul dezvoltării vor deveni și mai bine înțelese.

* Într-un experiment absolut fascinant raportat pentru prima dată în iulie 2002, oamenii de știință au modificat o singură genă de șoarece și au creat șoareci cu creierul cu 50% mai mare decât normal. Acest experiment arată că, de fapt, o mutație punctuală poate avea un efect imens asupra dimensiunii creierului. Încă nu se știe dacă creierul mai mare face șoarecii mai deștepți sau nu, dar este ușor să ne imaginăm mutațiile ulterioare rafinând cablarea acestor milioane de neuroni noi.

Într-un alt studiu fascinant, cercetările au identificat modificări minime ale unui aminoacid pe o singură genă care au un efect profund asupra procesării vorbirii la om.

Se pare că modificările minuscule ale genelor unice pot avea efecte foarte mari asupra speciei.

Întrebarea 3: De unde a venit prima celulă vie?

Pentru ca principiile mutației și selecției naturale din teoria evoluției să funcționeze, trebuie să existe lucruri vii pentru a lucra. Viața trebuie să existe înainte ca ea să poată începe diversificarea. Viața trebuia să vină de undeva, iar teoria evoluției propune că ea a apărut spontan din substanțele chimice inerte ale planetei Pământ, poate acum 4 miliarde de ani.

Ar putea să apară viața în mod spontan? Dacă citiți Cum funcționează celulele, puteți vedea că chiar și o celulă primitivă precum o bacterie E. coli - una dintre cele mai simple forme de viață existente în ziua de azi - este uimitor de complexă. În urma E.model coli, o celulă ar trebui să conțină un minim absolut:

  • Un perete celular pentru a conține celula
  • Un plan genetic pentru celulă (sub formă de ADN)
  • O enzimă capabilă să copieze informații din modelul genetic pentru a produce noi proteine ​​și enzime
  • O enzimă capabilă să producă enzime noi, împreună cu toate elementele de bază pentru acele enzime
  • O enzimă care poate construi pereți celulari
  • O enzimă capabilă să copieze materialul genetic în pregătire pentru divizarea celulelor (reproducere)
  • O enzimă sau enzime capabile să aibă grijă de toate celelalte operații de divizare a unei celule în două pentru a implementa reproducerea (De exemplu, ceva trebuie să obțină a doua copie a materialului genetic separat de prima, iar apoi peretele celular trebuie să împărțiți și sigilați în cele două celule noi.)
  • Enzimele capabile să producă molecule de energie pentru a alimenta toate enzimele menționate anterior

Evident, celula E. coli în sine este produsul a miliarde de ani de evoluție, deci este complexă și complexă - mult mai complexă decât primele celule vii. Chiar și așa, primele celule vii au trebuit să posede:

  • Un perete celular
  • Capacitatea de a menține și extinde peretele celular (crește)
  • Capacitatea de a procesa „hrana” (alte molecule care plutesc în afara celulei) pentru a crea energie
  • Capacitatea de a se împărți pentru a se reproduce

În caz contrar, nu este într-adevăr o celulă și nici nu este în viață. Pentru a încerca să ne imaginăm o celulă primordială cu aceste capacități creându-se în mod spontan, este util să luăm în considerare câteva presupuneri simplificatoare. De exemplu:

  • Poate că molecula de energie inițială era foarte diferită de mecanismul găsit în celulele vii astăzi, iar moleculele de energie s-au întâmplat să fie abundente și să plutească liber în mediu. Prin urmare, celula inițială nu ar fi trebuit să le fabrice.
  • Poate că compoziția chimică a Pământului a fost favorabilă producției spontane de lanțuri proteice, astfel încât oceanele au fost umplute cu un număr de inimaginabil de lanțuri și enzime aleatorii.
  • Probabil că primii pereți celulari formau în mod natural sfere lipidice, iar aceste sfere au intrat la întâmplare în combinații diferite de substanțe chimice.
  • Poate că primul model genetic a fost altceva decât ADN-ul.

Aceste exemple simplifică cerințele pentru „celula originală”, dar este încă un drum lung până la generarea spontană a vieții. Poate că primele celule vii au fost complet diferite de ceea ce vedem astăzi și nimeni nu și-a imaginat încă cum ar fi putut fi. Vorbind în termeni generali, viața nu poate veni decât dintr-unul din două locuri posibile:

  • Crearea spontană - Procesele chimice aleatorii au creat prima celulă vie.
  • Creația supranaturală - Dumnezeu sau o altă putere supranaturală au creat prima celulă vie.

Și nu contează cu adevărat dacă extratereștrii sau meteoriții au adus pe pământ prima celulă vie, deoarece extratereștrii ar fi apărut prin crearea spontană sau prin crearea supranaturala la un moment dat - ceva a trebuit să creeze primele celule extraterestre.

Cel mai probabil, vor trece mulți ani până când cercetările vor putea răspunde complet oricăreia dintre cele trei întrebări menționate aici. Având în vedere că ADN-ul nu a fost descoperit până în anii ’50, cercetările asupra acestei molecule complicate sunt încă la început, și avem multe de învățat.

Viitorul evoluției

Un lucru interesant în ceea ce privește teoria evoluției este că îi putem vedea efectele atât astăzi cât și în trecut. De exemplu, cartea „Evoluție” menționează acest lucru:


Cele mai vechi reptile cunoscute sunt atât de amfibiene încât încredințarea lor într-o categorie sau alta este în mare parte o chestiune de opinie. În acest domeniu al vieții, însă, nu a lipsit nici o legătură; toate gradările de la amfibian la reptilă există cu o claritate rareori egală în paleontologie.

Cu alte cuvinte, există o mulțime de dovezi, din trecut și din prezent, pentru un fel de proces evolutiv. O vedem în bacterii și insecte astăzi și o vedem în registrul fosilelor prin dezvoltarea a milioane de specii de-a lungul a milioane de ani.

După ce s-au gândit la întrebări precum cele trei menționate în secțiunile anterioare, oameni diferiți ajung la concluzii diferite. În viitor, există trei scenarii posibile pentru teoria evoluției:

  • Oamenii de știință vor ajunge la o înțelegere completă a ADN-ului și vor arăta cum mutațiile și selecția naturală explică fiecare parte a dezvoltării vieții pe această planetă.
  • Oamenii de știință vor dezvolta o nouă teorie care răspunde la întrebările puse mai sus, aproape de satisfacția tuturor, și care va înlocui teoria evoluției pe care o avem astăzi.
  • Oamenii de știință vor observa un fenomen complet nou care explică diversitatea vieții pe care o vedem astăzi. De exemplu, mulți oameni cred în creationismului. În această teorie, Dumnezeu sau o altă putere supranaturală intervine pentru a crea toată viața pe care o vedem în jurul nostru. Înregistrarea fosilelor indică faptul că sute de milioane de specii noi au fost create pe sute de milioane de ani - Crearea speciilor este un proces intens și constant, cu o istorie extrem de lungă. Dacă oamenii de știință ar observa procesul de creație care se produce la data următoare o nouă specie majoră apare, ar putea să o documenteze și să înțeleagă cum funcționează.

Să presupunem că teoria evoluției, așa cum este menționată în prezent, este procesul care a dus la întreaga viață pe care o vedem astăzi. O întrebare convingătoare este: "Ce se întâmplă în continuare?" Evoluția trebuie să funcționeze chiar acum. Specia noastră, Homo sapiens, a apărut abia acum aproximativ 40.000 de ani. Ce are evoluția pentru ființele umane și cum se va manifesta schimbarea?

  • Un copil va apărea într-o zi al cărui creier este de două ori mai mare decât orice creier uman normal? Dacă da, care vor fi capabilitățile acelui creier și cum va diferi de creierul văzut astăzi? Sau creierul nostru evoluează încet acum?
  • Vor apărea într-o zi copiii care au mai mult de 23 de cromozomi? Dacă da, care vor fi efectele noilor cromozomi?
  • Va învăța omul cum să controleze sau să accelereze evoluția prin inginerie genetică? După ce vom înțelege complet diferiți genomi, vom fi capabili să realizăm pași evolutivi care să conducă la noi specii într-un program mult mai rapid? Cum ar arăta acele specii? Ce le-am proiecta să facă?

Toate acestea sunt întrebări fascinante la care să te gândești. Ele dezvăluie cât de mare poate avea o evoluție a efectelor. Având suficient timp, evoluția ar putea schimba complet viața pe această planetă prin eliminarea speciilor pe care le vedem astăzi și crearea de noi.

Pentru mai multe informații despre evoluție și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Top 50 Cele Mai Populare Nume De Bebeluși Din 2010
Top 50 Cele Mai Populare Nume De Bebeluși Din 2010

Rudă Mare De „Maimuță-Mare” Găsită În Idaho
Rudă Mare De „Maimuță-Mare” Găsită În Idaho

Cum Au Aruncat Tornadele Din Texas 18 Roti?
Cum Au Aruncat Tornadele Din Texas 18 Roti?

28 De Milioane De Boomeri Vor Dezvolta Alzheimer Până În 2050
28 De Milioane De Boomeri Vor Dezvolta Alzheimer Până În 2050

Dezlegarea: Geometria Plăcilor, Fagurilor Și A M.C. Escher
Dezlegarea: Geometria Plăcilor, Fagurilor Și A M.C. Escher


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com