Introduction à l'évolution
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| Vue d'ensemble |
| Les formes de vie reproduire et ont donc tendance à devenir plus nombreux. |
| La progéniture diffère du parent de manière aléatoires mineures. |
| Si les différences sont utiles, la progéniture est plus susceptible de survivre et se reproduire. |
| Cela signifie que plus de descendants dans la prochaine génération aura la différence utiles. |
| Ces différences se accumulent entraînant des changements au sein de la population. |
| Au fil du temps, les populations bifurquent pour devenir de nouvelles espèces comme ils se séparent. |
| Ce processus est responsable des nombreuses formes de vie diverses dans le monde. |
 . Paléontologique Arbre de Haeckel des vertébrés (c. 1879). L'histoire de l'évolution des espèces a été décrit comme un " arbre ", avec de nombreuses branches découlant d'un seul tronc. Bien que l'arbre de Haeckel est quelque peu dépassée, elle illustre clairement les principes que les reconstructions modernes plus complexes peuvent obscurcir. |
Evolution est le processus de changement dans toutes les formes de la vie au fil des générations, et la biologie évolutionniste est l'étude de la façon dont l'évolution se produit. La vie évolue au moyen de mutations (changements dans l'information héréditaire d'un organisme), dérive génétique (variation aléatoire dans la variation génétique d'une population de génération en génération), et la sélection naturelle (le processus non-aléatoire et progressive de la variation naturelle par laquelle traits observables (telles que la couleur des yeux) deviennent plus ou moins fréquente dans une population ).
Tous les individus ont le matériel héréditaire sous forme de gènes qui sont reçus de leurs parents, ensuite transmis à leur progéniture. Parmi progéniture il ya des variations de gènes en raison de l'introduction de nouveaux gènes par des changements aléatoires appelées mutations ou via remaniement existante gènes au cours de la reproduction sexuée. La progéniture diffère du parent de manière aléatoires mineures. Si ces différences sont utiles, la progéniture est plus susceptible de survivre et se reproduire. Cela signifie que plus de descendants dans la prochaine génération aura cette différence utiles et les particuliers ne auront pas les mêmes chances de le succès de reproduction. De cette façon, les traits qui résultent dans les organismes étant mieux adapté à leurs conditions de vie de plus en plus fréquente dans les populations descendantes. Ces différences se accumulent entraînant des changements au sein de la population. Ce processus est responsable des nombreuses formes de vie diverses dans le monde.
Les forces de l'évolution sont les plus évidents lorsque les populations deviennent isolées, soit par la distance géographique ou par d'autres mécanismes qui empêchent l'échange génétique. Au fil du temps, des populations isolées peuvent bifurquer vers nouvelle espèces.
La majorité des mutations génétiques ni aider, changer l'apparence de, ni porter préjudice à des particuliers. Grâce au processus de la dérive génétique, ces gènes mutés sont neutre triés parmi les populations et de survivre à travers les générations par le seul hasard. Contrairement à la dérive génétique, la sélection naturelle ne est pas un processus aléatoire car il agit sur les caractères qui sont nécessaires pour la survie. La sélection naturelle et la dérive génétique aléatoire sont parties constantes et dynamiques de la vie et au fil du temps ce qui a façonné la structure de ramification dans le arbre de la vie.
La compréhension moderne de l'évolution a commencé avec la publication 1859 de Charles Darwin de L'Origine des espèces . En outre, Les travaux de Gregor Mendel avec des plantes a contribué à expliquer les patrons héréditaires de la génétique . Les découvertes de fossiles dans la paléontologie , les progrès génétique des populations et un réseau mondial de la recherche scientifique ont fourni de plus amples détails sur les mécanismes de l'évolution. Les scientifiques ont maintenant une bonne compréhension de l'origine de nouvelles espèces ( spéciation) et ont observé le processus de spéciation en laboratoire et dans la nature. Evolution est la théorie principale que les biologistes utilisent pour comprendre la vie et est utilisé dans de nombreuses disciplines, y compris la médecine , la psychologie , biologie de la conservation, de l'anthropologie , la médecine légale, l'agriculture et d'autres socioculturelles applications.
Sélection Naturelle
Au 19ème siècle, les collections et les musées d'histoire naturelle étaient un passe-temps populaire. L'expansion et expéditions navales employé naturalistes européens et conservateurs de grands musées présentant préservés et spécimens vivants des variétés de la vie. Charles Darwin était un diplômé anglais qui a été instruits et formés dans les disciplines de sciences naturelles de l'histoire. Ces historiens naturelles seraient collecter, cataloguer, de décrire et d'étudier les vastes collections de spécimens stockés et gérés par les conservateurs à ces musées. Charles Darwin a servi comme naturaliste d'un navire à bord du HMS Beagle, affecté à une expédition de recherche de cinq ans dans le monde entier. Au cours de son voyage, Darwin a observé et recueilli une abondance des organismes, étant très intéressé par les diverses formes de la vie le long des côtes de l'Amérique du Sud et les voisins îles Galapagos .
Charles Darwin a acquis une vaste expérience en tant qu'il a recueilli et étudié l'histoire naturelle des formes de vie de lieux éloignés. Grâce à ses études, Darwin a formulé l'idée que chaque espèce avaient développé des ancêtres avec des caractéristiques similaires. En 1838, il a décrit comment un processus qu'il appelle la sélection naturelle serait que cela se produise.
La taille d'une population dépend de combien et combien de ressources sont en mesure de soutenir. Pour la population de rester la même année de la taille après année, il doit y avoir un équilibre, ou de l'équilibre entre la taille de la population et les ressources disponibles. Depuis organismes produisent plus de descendants que leur environnement peut supporter, tous les individus ne peuvent survivre hors de chaque génération. Il doit y avoir une lutte concurrentielle pour les ressources qui aident à la survie. En conséquence, Darwin a réalisé que ce ne était pas le seul hasard qui a déterminé la survie. Au lieu de cela, la survie d'un organisme dépend des différences de chaque organisme individuel, ou «traits», que l'aide ou entraver la survie et la reproduction. Individus bien adaptés sont susceptibles de laisser plus de descendants que leurs concurrents moins bien adaptés. Traits qui entravent la survie et la reproduction disparaîtraient au fil des générations. Traits qui aident un organisme survivent et se reproduisent serait se accumuler au fil des générations. Darwin est rendu compte que la capacité inégale des individus de survivre et de se reproduire pourrait causer des changements graduels dans la population et utilisé la sélection naturelle terme pour décrire ce processus.
Observations de variations chez les animaux et les plantes ont formé la base de la théorie de la sélection naturelle. Par exemple, Darwin a observé que orchidées et les insectes ont une relation étroite qui permet à la la pollinisation des plantes. Il a noté que les orchidées ont une variété de structures qui attirent les insectes, de sorte que le pollen des fleurs se coince au corps des insectes. De cette façon, les insectes transportent le pollen d'une orchidée à un mâle femelle. En dépit de l'aspect complexe des orchidées, ces pièces spécialisées sont fabriqués à partir des mêmes structures de base qui constituent d'autres fleurs. Dans son livre Fertilisation of Orchids Darwin a proposé que les fleurs d'orchidées ont été adaptés à partir de pièces pré-existantes, par la sélection naturelle.
Darwin était encore des recherches et des expériences avec ses idées sur la sélection naturelle quand il a reçu une lettre de Alfred Wallace décrivant une théorie très similaire à la sienne. Cela a conduit à une publication immédiate conjointe des deux théories. Les deux Wallace et Darwin ont vu l'histoire de la vie comme un arbre généalogique, avec chaque fourche dans les branches de l'arbre étant un ancêtre commun. Les conseils des membres représentés espèces modernes et les branches représentent les ancêtres communs qui sont partagés entre les différentes espèces. Pour expliquer ces relations, Darwin a dit que tous les êtres vivants sont liés, et cela signifiait que toute vie doit être descendu de quelques formes, ou même d'un seul ancêtre commun. Il a appelé ce processus la descendance avec modification.
Darwin a publié sa théorie de l'évolution par la sélection naturelle dans l'Origine des Espèces en 1859. Sa théorie signifie que toute vie, y compris l'humanité, est un produit de la poursuite des processus naturels. L'implication que toute vie sur Terre a un ancêtre commun a rencontré objections de certains groupes religieux. Leurs objections sont en contraste avec le niveau de soutien pour la théorie par plus de 99 pour cent des personnes à l'intérieur de la communauté scientifique aujourd'hui.
La sélection naturelle est souvent assimilée à la survie du plus fort, mais cette expression originaire Principes d'Herbert Spencer de biologie en 1864, 5 ans après Charles Darwin a publié ses œuvres originales. La survie du plus apte décrit le processus de la sélection naturelle à tort, parce que la sélection naturelle ne est pas seulement une question de survie et il ne est pas toujours le plus fort qui survit.
La dérive génétique
La dérive génétique est une cause de changement de fréquence allélique au sein des populations d'une espèce. Allèles sont différents des variations de gènes spécifiques. Ils déterminent des choses comme la couleur des cheveux, couleur de peau, couleur des yeux, le groupe sanguin, et si vous pouvez rouler votre langue; en d'autres termes, tous les traits génétiques qui varient entre les personnes. La dérive génétique ne introduit pas de nouveaux allèles d'une population, mais il peut réduire les variations au sein d'une population en éliminant un allèle du pool génétique. La dérive génétique est causée par échantillonnage aléatoire d'allèles. Un échantillon véritablement aléatoire est un échantillon dans lequel aucune des forces extérieures affectent ce qui est sélectionné. Ce est comme tirant des billes de même taille et de poids, mais de couleurs différentes à partir d'un sac de papier brun. Dans tous les enfants, les allèles présents sont des échantillons des générations précédentes allèles, et le hasard joue un rôle dans si un individu survit à reproduire et de passer un échantillon de leur génération en avant à la prochaine. La fréquence allélique d'une population est le rapport entre les copies d'un allele spécifique qui partagent la même forme par rapport au nombre de toutes les formes de l'allèle présent dans la population.
La dérive génétique affecte les petites populations plus qu'elle affecte des populations plus importantes.
Principe de Hardy-Weinberg
Le Hardy-Weinberg principe stipule qu'une grande population de Hardy-Weinberg aura aucun changement dans la fréquence des allèles que les générations passent. Il est impossible pour une population de toute taille considérable pour atteindre cet équilibre en raison des cinq exigences qui doivent être remplies. Une population doit être une taille infinie. Il doit y avoir un taux de mutation de zéro pour cent entre les générations, parce que des mutations peuvent modifier allèles existants ou en créer de nouveaux. Il ne peut être l'immigration ou l'émigration de la population, parce que les individus arrivant et sortant directement changent fréquences alléliques. Il ne peut y avoir des pressions sélectives de toute nature sur la population, ce qui signifie que personne ne est plus probable que ne importe quel autre pour survivre et se reproduire. Enfin, l'accouplement doit être totalement aléatoire, avec tous les hommes (ou les femmes dans certains cas) étant camarades tout aussi souhaitables. Cela garantit un véritable mélange aléatoire d'allèles.
Une population qui est en équilibre Hardy-Weinberg est analogue à un jeu de cartes; peu importe combien de fois le jeu est battu, pas de nouvelles cartes sont ajoutées et aucun anciens sont enlevés. Cartes du jeu représentent allèles dans le patrimoine génétique d'une population.
goulot d'étranglement de la population
Un goulot d'étranglement de la population, ce est quand la population d'une espèce est considérablement réduite sur une courte période de temps en raison de forces extérieures. Dans un véritable goulot d'étranglement de la population, la réduction ne est pas favorable à une combinaison d'allèles; ce est le hasard totalement aléatoire qui individus survivent. Un goulot d'étranglement peut réduire ou éliminer la variation génétique d'une population. D'autres événements de dérive après l'événement de goulot d'étranglement peuvent également réduire la population la diversité génétique. Le manque de diversité créé peut faire la population à risque à d'autres pressions sélectives.
Un exemple courant d'un goulot d'étranglement de la population est le Éléphant de mer du nord. En raison de la chasse excessive au long du 19ème siècle, la population de l'éléphant de mer du Nord a été réduite à 30 personnes ou moins. Ils ont fait un rétablissement complet, avec le nombre total de personnes à environ 100 000 et en croissance. Les effets du goulot d'étranglement sont visibles, cependant. Les joints sont plus susceptibles d'avoir de graves problèmes de maladies ou de troubles génétiques, car il n'y a presque pas de diversité de la population.
effet fondateur
Le effet fondateur se produit quand un petit groupe d'une population se sépare et forme une nouvelle population, souvent par l'isolement géographique. La fréquence allélique de cette nouvelle population est probablement différente de la population originale de, et changer la façon dont certains allèles sont communs dans les populations. Les fondateurs de la population permettra de déterminer la composition génétique, et potentiellement la survie, de la nouvelle population depuis des générations.
Un exemple de l'effet fondateur se trouve dans le Amish migration vers Pennsylvanie en 1744. Deux des fondateurs de la colonie en Pennsylvanie effectué l'allèle récessif pour Syndrome Ellis-van Creveld. Parce que les Amish ont tendance à être isolats religieuses, ils se croisent, et à travers les générations de cette pratique la fréquence du syndrome Ellis-van Creveld dans les gens Amish est beaucoup plus élevée que la fréquence dans la population générale.
Synthèse moderne
La synthèse de l'évolution moderne se base sur le concept que les populations d'organismes ont variation génétique significative causée par la mutation et par la recombinaison de gènes au cours de la reproduction sexuée. Il définit l'évolution comme le changement de fréquences alléliques dans une population causés par la dérive génétique, le flux génétique entre sous-populations, et la sélection naturelle. La sélection naturelle est souligné que le mécanisme le plus important de l'évolution; grands changements sont le résultat de l'accumulation progressive de petits changements sur de longues périodes de temps.
La synthèse évolutionniste moderne est le résultat d'une fusion de plusieurs domaines scientifiques différents pour produire une compréhension plus cohérente de la théorie évolutionniste. Dans les années 1920, RA Fisher, JBS Haldane et Sewall Wright combiné la théorie de Darwin de la sélection naturelle avec des modèles statistiques de La génétique mendélienne, fondateurs de la discipline la génétique des populations. Dans les années 1930 et 1940, des efforts ont été faits pour fusionner la génétique des populations, les observations de naturalistes de terrain sur la répartition des espèces et sous-espèces, et l'analyse de l'enregistrement fossile dans un modèle explicatif unifiée. L'application des principes de la génétique des populations d'origine naturelle, tels que par des scientifiques Theodosius Dobzhansky et Ernst Mayr, a avancé la compréhension des processus de l'évolution. 1937 travaux de Dobzhansky La génétique et l'origine des espèces ont aidé à combler le fossé entre la génétique et la biologie de terrain en présentant le travail mathématique des généticiens des populations dans une forme plus utile pour les biologistes de terrain, et en montrant que les populations sauvages avaient variabilité génétique beaucoup plus avec sous-espèces et les réservoirs isolés géographiquement de la diversité génétique dans les gènes récessifs que les modèles du début des généticiens des populations avait permis. Mayr, sur la base d'une compréhension des gènes et des observations directes de processus évolutifs de recherche sur le terrain, a introduit le concept d'espèce biologique, qui définit une espèce comme un groupe de métissage ou potentiellement métissage des populations qui sont la reproduction isolés de toutes les autres populations. Les deux Dobzhansky et Mayr souligné l'importance de la sous-espèce la reproduction isolés par des barrières géographiques à l'émergence de nouvelles espèces. Le paléontologue George Gaylord Simpson a aidé à intégrer la paléontologie avec une analyse statistique de l'enregistrement fossile qui a montré un modèle compatible avec la ramification et la voie non-directionnelle de l'évolution des organismes prévus par la synthèse moderne.
Preuve de l'évolution
Les preuves scientifiques de l'évolution provient de nombreux aspects de la biologie et comprend des fossiles , structures homologues, et des similitudes entre des espèces moléculaires de l'ADN .
Les archives fossiles
La recherche dans le domaine de la paléontologie , l'étude des fossiles, soutient l'idée que tous les organismes vivants sont liés. Fossiles fournissent la preuve que les changements accumulés dans les organismes sur de longues périodes de temps ont conduit à la diversité des formes de vie que nous voyons aujourd'hui. Un fossile se révèle la structure de l'organisme et les relations entre les espèces présentes et disparues, ce qui permet aux paléontologues de construire un arbre généalogique pour toutes les formes de vie sur Terre.
La paléontologie moderne a commencé avec le travail de Georges Cuvier (1769-1832). Cuvier a noté que, dans la roche sédimentaire , chaque couche contient un groupe spécifique de fossiles. Les couches plus profondes, qu'il se proposait d'être plus âgés, contenaient des formes de vie plus simples. Il a noté que de nombreuses formes de vie du passé ne sont plus présents aujourd'hui. Une des contributions réussies de Cuvier à la compréhension de l'enregistrement fossile était établissant extinction comme un fait. Dans une tentative pour expliquer l'extinction, Cuvier a proposé l'idée de «révolutions» ou catastrophisme dans laquelle il a spéculé que les catastrophes géologiques ont eu lieu tout au long de l'histoire de la Terre, effaçant grand nombre d'espèces. La théorie de Cuvier de tours plus tard a été remplacé par les théories uniformitariennes, notamment ceux de James Hutton et Charles Lyell qui a proposé que les changements géologiques de la Terre étaient progressive et cohérente. Cependant, les données actuelles dans le registre fossile appuie le concept d'extinctions de masse. En conséquence, l'idée générale de catastrophisme a réapparu comme une hypothèse valable pour au moins quelques-uns des changements rapides dans les formes de vie qui apparaissent dans les archives fossiles.
Un très grand nombre de fossiles ont été découverts et identifiés. Ces fossiles servent un registre chronologique de l'évolution. Les archives fossiles fournit des exemples de espèces transitoires qui démontrent liens ancestraux entre les formes de vie passées et présentes. Un tel fossile de transition est Archaeopteryx , un organisme ancienne qui avait les caractéristiques distinctes d'un reptile (comme une longue queue osseuse et des dents coniques), mais également eu caractéristiques des oiseaux (comme des plumes et un triangle). L'implication d'une telle trouvaille est que les reptiles et les oiseaux modernes ont surgi à partir d'un ancêtre commun.
L'anatomie comparée
La comparaison des similitudes entre les organismes de leur forme ou l'apparence de pièces, appelé leur morphologie, a longtemps été un moyen de classer la vie en groupes étroitement liés. Cela peut être fait en comparant la structure des organismes adultes dans différentes espèces ou en comparant les modèles de comment les cellules croissent, diviser et même migrer au cours du développement d'un organisme.
Taxonomie
La taxonomie est la branche de la biologie que les noms et classifie toutes les choses vivantes. Les scientifiques utilisent des similitudes morphologiques et génétiques pour les aider à catégoriser les formes de vie basées sur des relations ancestrales. Par exemple, orangs-outans, les gorilles , les chimpanzés et les humains appartiennent tous à la même groupe taxonomique dénommée une famille - dans ce cas, la famille a appelé Hominidés. Ces animaux sont regroupés en raison de similitudes dans la morphologie qui viennent de l'ascendance commune (appelée homologie).
Des preuves solides d'évolution provient de l'analyse des structures homologues: structures différentes espèces qui effectuent plus la même tâche, mais qui ont une structure similaire. Ce est le cas des membres antérieurs de mammifères. Les membres antérieurs d'un être humain, chat, baleine, et bat tous ont des structures osseuses étonnamment similaires. Cependant, chacune des pattes avant de ces quatre espèces exécute une tâche différente. Les mêmes qui construisent les os des ailes de chauve-souris, qui sont utilisés pour le vol, construisent aussi les nageoires d'une baleine, qui sont utilisés pour la baignade. Une telle «design» n'a guère de sens se ils ne sont pas liés et construits uniquement pour leurs tâches particulières. La théorie de l'évolution explique ces structures homologues: les quatre animaux partageaient un ancêtre commun, et chacun a subi des changements au fil des générations. Ces changements dans la structure ont produit forelimbs adaptées aux différentes tâches.
Cependant, les comparaisons anatomiques peuvent être trompeuses, car tous les similitudes anatomiques indiquent une relation étroite. Les organismes qui partagent des environnements similaires développent souvent des caractéristiques physiques similaires, un processus connu sous le nom évolution convergente. Les deux requins et les dauphins ont des formes de corps similaires, mais ne sont que lointainement apparentée - les requins sont des poissons et les dauphins sont des mammifères . Ces similitudes sont le résultat de deux populations étant exposée à la même pressions sélectives. Dans les deux groupes, change que la natation de l'aide ont été favorisée. Ainsi, au fil du temps, ils ont développé apparences similaires (morphologie), même se ils ne sont pas étroitement liés.
Embryologie
Dans certains cas, la comparaison des structures anatomiques dans la embryons de deux ou plusieurs espèces fournit la preuve pour un ancêtre commun qui peut ne pas être évident dans les formes adultes. Comme l'embryon se développe, ces homologies peuvent être perdus de vue, et les structures peuvent prendre différentes fonctions. Une partie de la base de la classification du vertébré groupe (ce qui comprend les êtres humains), est la présence d'un queue (étendant au-delà de l'anus) et fentes pharyngiennes. Les deux structures apparaissent pendant un certain stade du développement embryonnaire, mais ne sont pas toujours évidente dans la forme adulte.
En raison des similitudes morphologiques présentes dans les embryons de différentes espèces au cours du développement, il a été une fois supposé que les organismes font revivre leur histoire évolutive comme un embryon. On pensait que les embryons humains passés dans un amphibiens alors une reptilienne stade avant la fin de leur développement que les mammifères. Une telle reconstitution, (souvent appelé théorie de la récapitulation), ne est pas étayée par des preuves scientifiques. Ce qui se produit, cependant, est que les premiers stades de développement sont semblables en grands groupes d'organismes. À des stades très précoces, par exemple, tous les vertébrés apparaissent très similaires, mais ne se ressemblent pas exactement toutes les espèces ancestrales. Comme le développement se poursuit, les caractéristiques spécifiques se dégagent de ce modèle de base.
Structures rudimentaires
L'homologie comprend un groupe unique de structures communes dénommées structures rudimentaires . Vestigial se réfère à des pièces anatomiques qui sont de peu, le cas échéant, la valeur de l'organisme qui les possède. Ces structures apparemment illogiques sont les vestiges d'organes qui ont joué un rôle important dans les formes ancestrales. Ce est le cas dans les baleines , qui ont de petits os rudimentaires qui semblent être des restes d'os de la jambe de leurs ancêtres qui marchaient sur la terre. Les humains ont aussi des structures rudimentaires, y compris le muscles de l'oreille, la dents de sagesse, le annexe, la coccyx, les poils (y compris la chair de poule) et le semi-lunaire pli dans le coin de l' oeil .
Biogéographie
Biogéographie est l'étude de la répartition géographique des espèces. Preuve de la biogéographie, en particulier à partir de la biogéographie des îles océaniques, a joué un rôle clé dans les deux Darwin et Alfred Russel Wallace cette espèce a évolué avec un motif de ramification d'une origine commune. Îles contiennent souvent des espèces endémiques, espèces introuvables ailleurs, mais ces espèces sont souvent liés à des espèces trouvées sur le continent le plus proche. En outre îles contiennent souvent des groupes d'espèces étroitement apparentées qui ont très différent niches écologiques, ce est d'avoir différentes façons de gagner sa vie dans l'environnement. Ces groupes forment par un processus de radiation adaptative où une seule espèce ancestrale colonise une île qui a une variété de niches écologiques ouverts, puis se diversifie en évoluant en différentes espèces adaptées à combler ces niches vides. Des exemples bien étudiés comprennent Pinsons de Darwin, un groupe de 13 espèces de pinsons endémiques aux îles Galapagos et le Honeycreepers hawaïennes, un groupe d'oiseaux qu'une fois, avant d'extinctions causées par les humains, numérotés de 60 espèces de remplissage divers rôles écologiques, descendent tous d'un seul finch comme ancêtre qui est arrivée sur le Îles hawaïennes il ya quelque 4 millions d'années. Un autre exemple est le Silversword alliance, un groupe d'espèces de plantes vivaces, également endémique aux îles Hawaii, qui habitent une variété d'habitats et viennent dans une variété de formes et de tailles qui incluent des arbres, des arbustes, et la terre étreignant des nattes, mais qui peut être hybridée avec une et un autre avec une certaine espèces tarweed trouvés sur la côte ouest de l'Amérique du Nord; il apparaît que l'un de ces tarweeds colonisé Hawaï dans le passé, et a donné lieu à toute l'alliance Silversword.
Biologie moléculaire
Tout organisme vivant (à l'exception possible des ARN virus ) contient des molécules d'ADN, ce qui porte l'information génétique. Les gènes sont les fragments d'ADN qui transportent ces informations, et leur influence sur les propriétés d'un organisme. Les gènes déterminent l'aspect général d'un individu et dans une certaine mesure leur comportement. Si deux organismes sont étroitement liées, leur ADN sera très similaire. D'autre part, les plus lointainement apparentée deux organismes sont, les plus de différences qu'ils auront. Par exemple, les frères sont étroitement liés et ont l'ADN très semblable, tandis que les cousins partager une relation plus distante et ont beaucoup plus de différences dans leur ADN. Similitudes dans l'ADN sont utilisés pour déterminer les relations entre les espèces de la même manière qu'ils sont utilisés pour montrer les relations entre les individus. Par exemple, en comparant les chimpanzés avec les gorilles et les humains montre qu'il existe autant que 96 pour cent d'une similitude entre l'ADN des humains et les chimpanzés. Les comparaisons d'ADN indiquent que les humains et les chimpanzés sont plus étroitement liés les uns aux autres que les deux espèces est de gorilles.
Le domaine de la systématique moléculaire se concentre sur la mesure des similitudes dans ces molécules et en utilisant cette information pour savoir comment les différents types d'organismes sont liés par l'évolution. Ces comparaisons ont permis aux biologistes de construire un arbre de la relation de l'évolution de la vie sur Terre. Ils ont même permis aux scientifiques de mieux comprendre les liens entre les organismes dont les ancêtres communs vivaient il ya si longtemps qu'aucun similitudes réelles restent dans l'apparition des organismes.
La sélection artificielle
La sélection artificielle est le contrôle de la reproduction des plantes et des animaux domestiques. Les humains qui déterminent animale ou végétale se reproduisent et qui de la progéniture survivront; ainsi, ils déterminent quels gènes seront transmis aux générations futures. Le processus de sélection artificielle a eu un impact significatif sur l'évolution des animaux domestiques. Par exemple, les gens ont produit différents types de chiens de reproduction contrôlée. Les différences de taille entre le Chihuahua et de la Great Dane sont le résultat de la sélection artificielle. Malgré leur apparence physique radicalement différent, eux et tous les autres chiens ont évolué de quelques loups domestiqués par les humains dans ce qui est maintenant la Chine il ya moins de 15.000 ans.
La sélection artificielle a produit une grande variété de plantes. Dans le cas du maïs (maïs), des preuves génétiques récentes suggèrent que la domestication a eu lieu il ya 10.000 ans dans le centre du Mexique. Avant la domestication, la partie comestible de la forme sauvage est petite et difficile à recueillir. Aujourd'hui La coopération maïs génétique • Stock Centre possède une collection de plus de 10 000 variations génétiques de maïs qui ont été soulevées par des mutations aléatoires et variations chromosomiques du type sauvage d'origine.
Dans la sélection artificielle la nouvelle race ou de la variété qui se dégage est celle avec des mutations aléatoires attrayants pour les humains, tandis que dans la sélection naturelle des espèces survivantes est l'une des mutations aléatoires utiles dans son environnement non humain. Dans les deux cas la sélection naturelle et artificielle les variations sont le résultat de mutations aléatoires, et les processus génétiques sous-jacentes sont essentiellement les mêmes. Darwin a observé attentivement les résultats de la sélection artificielle des animaux et des plantes pour former beaucoup de ses arguments à l'appui de la sélection naturelle. Une grande partie de son livre De l'origine des espèces était fondée sur ces observations de nombreuses variétés de pigeons domestiques découlant de la sélection artificielle. Darwin a proposé que si les humains pourraient réaliser des changements dramatiques dans les animaux domestiques dans de courtes périodes, puis la sélection naturelle, des millions d'années donné, pourraient produire les différences observées dans les êtres vivants aujourd'hui.
Co-évolution
Co-évolution est un procédé dans lequel deux ou plusieurs espèces influencent l'évolution de l'autre. Tous les organismes sont influencés par la vie autour d'eux; cependant, dans la co-évolution il ya des preuves que les traits génétiquement déterminées dans chaque espèces directement résulté de l'interaction entre les deux organismes.
Un cas largement documenté de co-évolution est la relation entre Pseudomyrmex, un type de fourmi , et le acacia, une plante que la fourmi utilise pour la nourriture et un abri. La relation entre les deux est si intime qu'il a conduit à l'évolution des structures spéciales et les comportements dans les deux organismes. La fourmi défend l'acacia contre les herbivores et efface le sol de la forêt des graines de plantes concurrentes. En réponse, l'usine a évolué épines enflées que les fourmis utilisent comme abris et fleurs spéciale pièces que les fourmis mangent. Cette co-évolution ne implique pas que les fourmis et l'arbre choisissent de se comporter dans un altruiste manière. Au contraire, à travers une population de petits changements génétiques dans les deux fourmis et des arbres ont bénéficié chacun. L'avantage a donné une chance légèrement plus élevé de la caractéristique transmis à la génération suivante. Au fil du temps, les mutations successives ont créé la relation que nous observons aujourd'hui.
Espèce
Étant donné les bonnes circonstances, et assez de temps, l'évolution conduit à l'émergence de nouvelles espèces . Les scientifiques ont du mal à trouver une définition précise et tout compris des espèces. Ernst Mayr (1904-2005) a défini une espèce comme une population ou un groupe de populations dont les membres ont le potentiel de se croiser naturellement avec l'autre pour produire viable, une descendance fertile. (Les membres d'une espèce ne peuvent pas produire viable, une descendance fertile avec les membres d'autres espèces). La définition de Mayr a gagné une large acceptation parmi les biologistes, mais ne se applique pas aux organismes tels que les bactéries , qui reproduisent asexuée.
Spéciation est l'événement lignée de fractionnement qui se traduit par deux espèces distinctes formant à partir d'une population ancestrale commune unique. Une méthode largement acceptée de spéciation est appelé Vicariance. Vicariance commence quand une population devient géographiquement séparés. Processus géologiques, tels que l'émergence de chaînes de montagnes, la formation de canyons, ou l'inondation des ponts terrestres par des changements de niveau de la mer peuvent entraîner des populations distinctes. Pour la spéciation de se produire, la séparation doit être substantiel, de sorte que l'échange génétique entre les deux populations est complètement perturbé. Dans leurs environnements distincts, les groupes génétiquement isolées suivent leurs propres voies évolutives uniques. Chaque groupe sera d'accumuler des mutations différentes ainsi que être soumis à différentes pressions sélectives. Les modifications génétiques accumulés peuvent entraîner des populations séparées qui ne peuvent plus se croiser si ils sont réunis. Obstacles qui empêchent les croisements sont soit prézygotique (éviter l'accouplement ou la fertilisation) ou postzygotiques (barrières qui se produisent après la fécondation). Si le métissage est plus possible, alors ils seront considérés comme des espèces différentes. Le résultat de quatre milliards d'années d'évolution est la diversité de la vie autour de nous, avec une estimation de 1,75 million d'espèces différentes en existence aujourd'hui.
Habituellement, le processus de spéciation est lent, se produisant sur des périodes très longtemps; donc des observations directes dans travées de vie humaine sont rares. Cependant spéciation a été observée dans les organismes présents à la journée, et les événements de spéciation dernières sont enregistrées dans les fossiles. Les scientifiques ont documenté la formation de cinq nouvelles espèces de poissons cichlidés à partir d'un seul ancêtre commun qui a été isolé il ya moins de 5000 ans les géniteurs dans le lac Nagubago. La preuve de la spéciation dans cette affaire était la morphologie (apparence physique) et le manque de métissage naturel. Ces poissons ont des rituels d'accouplement complexes et une variété de colorations; les légères modifications introduites dans les nouvelles espèces ont changé le processus de sélection du partenaire et les cinq formes qui se posent ne pouvait pas être convaincus de se croiser.
Mécanisme
La théorie de l'évolution est largement acceptée dans la communauté scientifique, servant à relier les divers domaines de spécialité de la biologie. Evolution offre le domaine de la biologie avec une base scientifique solide. L'importance de la théorie de l'évolution est mieux décrit par le titre d'un article de Theodosius Dobzhansky (1900-1975), publiée dans Biology Teacher américaine ; " Rien de sens en biologie qu'à la lumière de l'évolution "Néanmoins, la théorie de l'évolution est pas. ... statique Il ya beaucoup de discussions au sein de la communauté scientifique sur les mécanismes à l'origine du processus évolutif Par exemple, la vitesse à laquelle l'évolution se produit est encore en discussion En outre, il ya des opinions contradictoires quant à ce qui est l'unité primaire de changement évolutif - l'organisme ou le gène.
Taux de changement
Darwin et ses contemporains consulté évolution comme un processus lent et graduel. Arbres évolutifs sont fondées sur l'idée que les différences profondes dans les espèces sont le résultat de nombreux petits changements qui accumulent sur de longues périodes.
Gradualisme a son fondement dans les travaux des géologues James Hutton (1726-1797) et Charles Lyell (1797-1875). De l'avis de Hutton suggère que de profonds changements géologiques était le produit cumulatif d'un relativement lent fonctionnement continu du processus qui peut encore être vu en opération aujourd'hui, par opposition à catastrophisme qui a promu l'idée que les changements brusques avaient causes qui ne peut plus être vu à l'œuvre. Une perspective uniformitariste a été adopté pour les changements biologiques. Ce point de vue peut sembler en contradiction avec les fossiles, qui montre souvent la preuve de nouvelles espèces apparaissent soudainement, puis persistent dans cette forme pendant de longues périodes. Dans les années 1970, les paléontologues Niles Eldredge et Stephen Jay Gould élaboré un modèle théorique qui suggère que l'évolution, mais un processus lent en termes humains, subit des périodes de changement relativement rapide (comprise entre 50.000 et 100.000 ans) en alternance avec de longues périodes de stabilité relative. Leur théorie est appelée " l'équilibre ponctué "et explique les fossiles sans contredire les idées de Darwin.
Unité du changement
Une commune l'unité de sélection est dans l'évolution de l'organisme. La sélection naturelle se produit lorsque le succès de la reproduction d'un individu est amélioré ou réduit par une caractéristique héritée, et le succès de reproduction est mesurée par le nombre de la progéniture survivant d'un individu. . Le point de vue de l'organisme a été contestée par une variété de biologistes ainsi que les philosophes Richard Dawkins (né en 1941) propose que beaucoup de perspicacité peut être gagné si l'on regarde l'évolution du point de vue de la génétique; qui est, que la sélection naturelle fonctionne comme un mécanisme évolutif sur les gènes ainsi que les organismes. Dans son ouvrage de 1976 The Selfish Gene , il explique:
| " | Les individus ne sont pas des choses stables, ils sont éphémères. Chromosomes trop sont mélangées à l'oubli, comme des mains de cartes peu de temps après ils sont traités. Mais les cartes elles-mêmes survivent au brassage. Les cartes sont les gènes. Les gènes ne sont pas détruits par crossing-over; ils ne font que modifier partenaires et mars sur. Bien sûr, ils marchent sur. Voilà leur entreprise. Ils sont les réplicateurs et nous sommes leurs machines de survie. Lorsque nous avons servi notre but nous sommes mis de côté. Mais les gènes sont habitants des temps géologiques: les gènes sont toujours. | " |
D'autres considèrent que la sélection de travailler sur plusieurs niveaux, et pas seulement à un seul niveau de l'organisme ou du gène; par exemple, Stephen Jay Gould a appelé à un point de vue hiérarchique sur la sélection.
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