Evolutsioon: määratlus, tõendid ja evolutsiooniteooria

Darwini teoses "Liikide tekkimine" on kaks teemat: tõendid evolutsiooni kohta ja tema ideed sellest, kuidas evolutsioon toimus. Selles osas käsitletakse teist teemat.

Variatsioon

"Päritolu" kaks esimest peatükki käsitlevad kodustatud taimede ja loomade varieerumist ning varieerumist looduses.

Kõik elusolendid on varieeruvad. Iga populatsioon, mida on uuritud, näitab, et loomad ja taimed varieeruvad sama palju kui inimesed. ^p90 See on looduse suur tõsiasi ja ilma selleta ei toimuks evolutsiooni. Darwin ütles, et nii nagu inimene valib oma põllumajandusloomades seda, mida ta tahab, nii võimaldab ka looduses varieerumine loomulikul valikul toimida.

Inimese omadusi mõjutavad kaks asja, pärilikkus ja keskkond. Esiteks, arengut kontrollivad vanematelt päritud geenid. Teiseks, elu toob kaasa oma mõjutused. Mõned asjad on täielikult päritud, teised osaliselt ja mõned üldse mitte päritud.

Silmade värvus on täielikult pärilik; see on geneetiline omadus. Pikkus või kaal on ainult osaliselt pärilik ja keel ei ole üldse pärilik. Lihtsalt selguse mõttes: see, et inimesed oskavad rääkida, on pärilik, kuid see, millist keelt räägitakse, sõltub sellest, kus inimene elab ja mida talle õpetatakse. Teine näide: inimene pärandab mõnevõrra erineva võimsusega aju. See, mis juhtub pärast sündi, sõltub paljudest asjadest, näiteks kodusest keskkonnast, haridusest ja muudest kogemustest. Kui inimene on täiskasvanu, on tema aju selline, nagu tema pärand ja elukogemus on sellest teinud.

Evolutsioon puudutab ainult neid tunnuseid, mis on täielikult või osaliselt pärilikud. Pärilikud tunnused kanduvad geenide kaudu ühelt põlvkonnalt teisele. Inimese geenid sisaldavad kõiki omadusi, mille ta oma vanematelt pärandab. Elu juhused ei kandu edasi. Samuti elab iga inimene muidugi mõnevõrra erinevat elu: see suurendab erinevusi.

Mis tahes populatsiooni organismide reproduktiivne edukus on erinev. ^p81 Evolutsiooni seisukohast tähendab "reproduktiivne edukus" nende järglaste koguarvu, kes jäävad ellu, et sigida ja jätta ise järglasi.

Pärilik varieerumine

Variatsioon võib mõjutada tulevasi põlvkondi ainult siis, kui see on pärilik. Gregor Mendeli töö tõttu teame, et suur osa varieeruvusest on pärilik. Mendeli "tegureid" nimetatakse nüüd geenideks. Uuringud on näidanud, et peaaegu iga suguliselt paljuneva liigi isend on geneetiliselt ainulaadne. ^p204

Geneetiline varieeruvus suureneb geenimutatsioonide tõttu. DNA ei paljune alati täpselt. Tekivad harvaesinevad muutused ja need muutused võivad pärituda. Paljud muutused DNAs põhjustavad vigu; mõned on neutraalsed või isegi soodsad. Nii tekib geneetiline varieerumine, mis on evolutsiooni seemne-maasikas. Suguline paljunemine, kromosoomide ristumine meioosi käigus, levitab varieerumist populatsioonis. Muud sündmused, nagu looduslik valik ja triiv, vähendavad varieeruvust. Seega on looduslikus populatsioonis alati varieeruvus, kuid üksikasjad muutuvad pidevalt. ^p90

Looduslik valik

Evolutsioon toimib peamiselt loodusliku valiku teel. Mida see tähendab? Loomad ja taimed, mis sobivad kõige paremini oma keskkonda, jäävad keskmiselt paremini ellu. Toimub võitlus eksistentsi eest. Need, kes jäävad ellu, toodavad järgmise põlvkonna. Nende geenid lähevad edasi ja nende geenid, kes ei paljune, mitte. See on põhiline mehhanism, mis muudab populatsiooni ja põhjustab evolutsiooni.

Looduslik valik selgitab, miks elusorganismid muutuvad aja jooksul nii, et neil on selline anatoomia, sellised funktsioonid ja selline käitumine, nagu neil on. See toimib nii:

1. Kõik elusolendid on nii viljakad, et nende populatsiooni suurus võib igaveseks kiiresti kasvada.
2. Me näeme, et populatsioonide suurus ei suurene sellisel määral. Enamasti jäävad arvud umbes samaks.
3. Toit ja muud ressursid on piiratud. Seetõttu valitseb konkurents toidu ja ressursside pärast.
4. Ükski inimene ei ole ühesugune. Seetõttu ei ole neil ühesugused võimalused elada ja paljuneda.
5. Suur osa sellest variatsioonist võib olla pärilik. Vanemad annavad sellised tunnused oma geenide kaudu lastele edasi.
6. Järgmine põlvkond saab tulla ainult nendest, kes jäävad ellu ja paljunevad. Pärast mitmeid põlvkondi on populatsioonis rohkem kasulikke geneetilisi erinevusi ja vähem kahjulikke. Looduslik valik on tegelikult elimineerimisprotsess. ^p117 Eliminatsiooni põhjustab suhteline sobivus indiviidide ja keskkonna vahel, milles nad elavad.

Valik looduslikes populatsioonides

Nüüdseks on palju juhtumeid, kus looduslik valik on tõestatud loodusliku populatsiooni puhul. Peaaegu kõik uuritud kamuflaaži, mimikri ja polümorfismi juhtumid on näidanud valiku tugevat mõju.

Valiku jõud võib olla palju tugevam, kui varased populatsioonigeneetikud arvasid. Resistentsus pestitsiidide suhtes on kiiresti kasvanud. Vastupidavus varfariinile kasvas norra rottidel (Rattus norvegicus) kiiresti, sest need, kes ellu jäid, moodustasid üha suurema osa populatsioonist. Uuringud näitasid, et varfariini puudumisel oli resistentne homosügoot 54% ulatuses ebasoodsamas olukorras kui tavaline metsikut tüüpi homosügoot. ^p182 See suur ebasoodne olukord ületati kiiresti varfariiniresistentsuse selektsiooniga.

Tavaliselt ei saa imetajad täiskasvanuna piima juua, kuid inimesed on erandiks. Piima seedib ensüüm laktaas, mis lülitub välja, kui imetajad lõpetavad emalt piima võtmise. Inimese võimet juua täiskasvanuna piima toetab laktaasi mutatsioon, mis takistab seda väljalülitumist. Inimpopulatsioonides on see mutatsioon suurel määral olemas kõikjal, kus piim on toitumises oluline. Selle "piimatolerantsuse" levikut soodustab looduslik valik, sest see aitab inimestel ellu jääda seal, kus piim on kättesaadav. Geneetilised uuringud näitavad, et vanimad mutatsioonid, mis põhjustavad laktaasitaluvust, jõudsid inimpopulatsioonides kõrgele tasemele alles viimase kümne tuhande aasta jooksul. Seetõttu nimetatakse laktaasi püsivust sageli inimese hiljutise evolutsiooni näitena. Kuna laktaasi püsivus on geneetiline, kuid loomapidamine on kultuuriline tunnus, on tegemist geenide ja kultuuri koevolutsiooniga.

Kohandamine

Kohanemine on üks bioloogia põhinähtusi. Kohanemisprotsessi kaudu muutub organism oma elupaigaga paremini sobivaks.

Kohanemine on üks kahest peamisest protsessist, mis seletavad bioloogias esinevat liigilist mitmekesisust. Teine on liigiline jagunemine (liikide jagunemine või kladogenees). Tänapäeval kasutatakse kohanemise ja liigilisuse vastastikuse mõju uurimiseks lemmiknäitena Aafrika jõgedes ja järvedes elavate tsirkliidide evolutsiooni.

Kui inimesed räägivad kohanemisest, tähendavad nad sageli midagi, mis aitab loomal või taimel ellu jääda. Üks kõige levinumaid kohandusi loomadel on silma evolutsioon. Teine näide on hobuste hammaste kohanemine rohu jahvatamiseks. Ka maskeerimine on teine kohanemine; sama kehtib ka miimika kohta. Paremini kohanenud loomad jäävad kõige tõenäolisemalt ellu ja paljunevad edukalt (looduslik valik).

Sisemine parasiit (näiteks soomuslane) on hea näide: tal on väga lihtne kehaehitus, kuid sellegipoolest on organism väga hästi kohanenud oma konkreetse keskkonnaga. Sellest näeme, et kohanemine ei ole ainult nähtavate tunnuste küsimus: selliste parasiitide puhul toimuvad kriitilised kohandused elutsüklis, mis on sageli üsna keeruline.

Piirangud

Kõik organismi omadused ei ole kohandused. ^p251 Kohandused peegeldavad tavaliselt liigi varasemat elu. Kui liik on hiljuti oma eluviisi muutnud, võib kunagi väärtuslik kohastumus muutuda kasutuks ja lõpuks muutuda hääbuvaks jäänukiks.

Kohandused ei ole kunagi täiuslikud. Keha erinevate funktsioonide ja struktuuride vahel on alati kompromissid. Organism kui tervik elab ja paljuneb, seega antakse tulevastele põlvkondadele edasi kohanemiste terviklik kogum.

Geneetiline triiv ja selle mõju

Populatsioonides on jõud, mis lisavad populatsioonile varieeruvust (näiteks mutatsioon), ja jõud, mis seda eemaldavad. Geneetiline triiv on nimetus, mis on antud juhuslikele muutustele, mis eemaldavad populatsioonist varieeruvust. Geneetiline triiv vabaneb variatsioonist kiirusega 1/(2N), kus N = populatsiooni suurus. ^p29 Seega on see "väga nõrk evolutsiooniline jõud suurtes populatsioonides". ^p55

Geneetiline triiv seletab, kuidas juhus võib mõjutada evolutsiooni üllatavalt suurel määral, kuid ainult siis, kui populatsioonid on üsna väikesed. Üldiselt muudab see indiviidid üksteisega sarnasemaks ja seega haavatavamaks haiguste või juhuslike sündmuste suhtes oma keskkonnas.

1. Triiv vähendab geneetilist varieeruvust populatsioonides, mis võib vähendada populatsiooni võimet jääda ellu uue selektiivse surve all.
2. Geneetiline triiv mõjub kiiremini ja selle tagajärjed on väiksemates populatsioonides drastilisemad. Väikesed populatsioonid surevad tavaliselt välja.
3. Geneetiline triiv võib aidata kaasa liigi tekkimisele, kui väike rühm jääb ellu.
4. Pudelikaelasündmused: kui suure populatsiooni suurus väheneb järsku ja järsult mingi sündmuse tõttu, väheneb geneetiline mitmekesisus väga palju. Sagedased põhjused on nakkused ja äärmuslikud kliimasündmused. Vahetevahel võivad laastavat mõju avaldada ka konkurentsivõimelisemate liikide sissetungid.
   ♦ 1880/90. aastatel vähendas küttimine põhjapoolse norsuhülge arvukust vaid umbes 20 isendini
   . Kuigi populatsioon on taastunud, on selle geneetiline varieeruvus palju väiksem kui lõunapoolse norsuhülge puhul.
   ♦ Gepardidel on väga vähe varieeruvust
   . Me arvame, et liik vähenes mingil hiljutisel ajal väikeseks arvukuseks. Kuna tal puudub geneetiline varieeruvus, on ta nakkushaiguste poolt ohustatud.
5. Asutajaüritused: need toimuvad siis, kui väike rühm eraldub suuremast populatsioonist. Väike rühm elab siis põhipopulatsioonist eraldi. Inimliigi kohta on sageli öeldud, et ta on selliseid etappe läbinud. Näiteks kui rühmad lahkusid Aafrikast, et asuda mujale (vt inimese evolutsioon). Ilmselt on meil vähem varieeruvust, kui meie ülemaailmse leviku põhjal võiks eeldada.
   Hea näide on ka mandrist kaugel asuvatele saartele saabunud rühmad. Need rühmad ei saa oma väikese suuruse tõttu kanda kogu vanempopulatsioonis esinevat alleelide valikut.

Liik

Liikide kujunemine on evolutsioonibioloogia oluline osa. Darwin tõlgendas "evolutsiooni" (sõna, mida ta algul ei kasutanud) nii, et tegemist on liikide tekkimisega. Seepärast nimetas ta oma kuulsa raamatu "Liikide tekkimine".

Darwin arvas, et enamik liike tekkis otse olemasolevatest liikidest. Seda nimetatakse anageneesiks: uued liigid vanemate liikide muutumise teel. Nüüd arvame, et enamik liike tekib eelmiste liikide jagunemise teel: kladogenees.

Liikide jagunemine

Ka kaks ühesuguse algusega rühma võivad muutuda väga erinevateks, kui nad elavad erinevates kohtades. Kui liik jaguneb kaheks geograafiliseks piirkonnaks, algab protsess. Kumbki kohandub oma olukorraga. Mõne aja pärast ei saa ühe rühma isendid enam teise rühmaga paljuneda. Ühest on arenenud kaks head liiki.

Saksa maadeuurija Moritz Wagner uuris 1830. aastatel Alžeerias kolm aastat väljalennulisi mardikaid. Kõik liigid on piiratud Atlase mägedest Vahemerre laskuvate jõgede vahelise põhjaranniku osaga. Niipea, kui üks neist ületab jõe, ilmub teine, kuid lähedalt suguluses olev liik. Ta kirjutas hiljem:

"... [uus] liik [tekib] ainult siis, kui mõned üksikud indiviidid [ületavad] oma levila piirid... uue rassi moodustamine ei õnnestu kunagi... ilma kolonistide pikaajaliseta eraldatuseta oma liigi teistest liikmetest".

See oli varajane ülevaade geograafilise eraldatuse tähtsusest. Teine bioloog, kes arvas, et geograafiline eraldatus on kriitilise tähtsusega, oli Ernst Mayr.

Üks näide loomuliku liigirikkuse kohta on kolmelaba, merekalad, mis pärast viimast jääaega tungisid magevette ja rajasid kolooniad üksikutesse järvedesse ja ojadesse. Umbes 10 000 põlvkonna jooksul ilmnesid kepikõnnidel suured erinevused, sealhulgas uimedes esinevad erinevused, muutused luuplaatide arvus või suuruses, lõualuude muutlik struktuur ja värvuse erinevused.

Austraalia vombatid jagunevad kahte põhigruppi: tavalised vombatid ja karvase ninaga vombatid. Need kaks liiki näevad välja väga sarnased, välja arvatud karvane nina. Siiski on nad kohanenud erineva keskkonnaga. Harilikud vombatid elavad metsades ja söövad peamiselt rohelist toitu, mis sisaldab palju niiskust. Nad toituvad sageli päevasel ajal. Karvase ninaga vombatid elavad kuumadel kuivadel tasandikel, kus nad söövad kuiva rohtu, milles on väga vähe vett või head. Nende ainevahetus on aeglane ja nad magavad suurema osa päevast maa all.

Kui kaks ühesuguse algusega rühma muutuvad piisavalt erinevaks, siis muutuvad nad kaheks eri liigiks. Osa evolutsiooniteooriast on see, et kõik elusolendid alustasid ühtmoodi, kuid jagunesid siis miljardite aastate jooksul erinevateks rühmadeks.

See oli oluline liikumine evolutsioonibioloogias, mis algas 1930ndatel ja lõppes 1950ndatel. Sellest ajast alates on seda regulaarselt uuendatud. Süntees selgitab, kuidas Charles Darwini ideed sobivad kokku Gregor Mendeli avastustega, kes leidis, kuidas me pärime oma geene. Kaasaegne süntees tõi Darwini idee tänapäevaseks. See ületas lõhe eri tüüpi bioloogide - geneetikute, loodusteadlaste ja paleontoloogide - vahel.

Kui evolutsiooniteooria töötati välja, ei olnud selge, et looduslik valik ja geneetika toimivad koos. Kuid Ronald Fisher näitas, et looduslik valik töötab liikide muutmiseks. Sewall Wright selgitas 1931. aastal geneetilist triivi.

• Evolutsioon ja geneetika: evolutsiooni saab seletada sellega, mida me teame geneetikast, ja sellega, mida me näeme looduses elavate loomade ja taimede puhul.
• Oluline on mõelda pigem populatsioonides kui üksikisikutes. Loomulikes populatsioonides esinev geneetiline mitmekesisus on evolutsiooni võtmetegur.
• Evolutsioon ja fossiilid: samad tegurid, mis toimivad tänapäeval, toimisid ka minevikus.
• Gradualism: evolutsioon on järkjärguline ja toimub tavaliselt väikeste sammude kaupa. On mõned erandid, eelkõige polüploidsus, eriti taimede puhul.
• Looduslik valik: loomade ja taimede võitlus looduses olemasolu eest põhjustab looduslikku valikut. Loodusliku valiku tugevus looduses oli suurem, kui isegi Darwin eeldas.
• Geneetiline triiv võib olla oluline väikestes populatsioonides.
• Evolutsiooni kiirus võib olla erinev. Fossiilide põhjal on väga head tõendid selle kohta, et eri rühmad võivad areneda erineva kiirusega ja et looma eri osad võivad areneda erineva kiirusega. ^{p292, 397}

Co-evolutsioon

Koefusioon on olukord, kus ühe liigi olemasolu on tihedalt seotud ühe või mitme teise liigi eluga.

Ühel liigil esinevatele uutele või "täiustatud" kohanemistele järgneb sageli sarnaste tunnuste ilmumine ja levik teistel liikidel. Elusolendite elu ja surm on tihedalt seotud mitte ainult füüsilise keskkonnaga, vaid ka teiste liikide eluga.

Need suhted võivad jätkuda miljoneid aastaid, nagu see on olnud õistaimede tolmeldamisel putukate poolt. Kivistunud mardikate ja kärbeste soolestiku sisu, tiibade struktuurid ja suulõiked viitavad sellele, et nad tegutsesid varajaste tolmeldajatena. Mardikate ja angiospermide vaheline seos alumise kriidiaja jooksul viis angiospermide ja putukate paralleelse kiirguse tekkimiseni hiliskriidiajastule. Nektarite areng ülemise kriidiaja lilledel annab märku hümenopterate ja angiospermide vahelise mutualismi algusest.

Elupuu

Charles Darwin oli esimene, kes kasutas seda metafoori bioloogias. Evolutsioonipuu näitab erinevate bioloogiliste rühmade vahelisi seoseid. See sisaldab andmeid DNA, RNA ja valkude analüüsist. Elupuu töö on traditsioonilise võrdleva anatoomia ning kaasaegse molekulaarevolutsiooni ja molekulaarkella uurimise tulemus.

Selle teose peategelane on Carl Woese, kes määratles arhea, kolmanda eluvaldkonna (või kuningriigi). Allpool on esitatud lihtsustatud versioon praegusest arusaamast.

Makroevolutsioon

Makroevolutsioon: liigitasandist kõrgemate muutuste uurimine ja nende toimumine. Sellise uuringu alusandmeteks on fossiilid (paleontoloogia) ja iidsete keskkondade rekonstrueerimine. Mõned teemad, mille uurimine kuulub makroevolutsiooni valdkonda:

• Kohanemisradatsioon, näiteks Kambriumi plahvatus.
• Bioloogilise mitmekesisuse muutused ajas.
• Massiline väljasuremine.
• Spetsiifilisus ja väljasuremise määrad.
• Arutelu punktuaalse tasakaalu ja gradualismi vahel.
• Arengu roll evolutsiooni kujundamisel: heterokronia; hox-geenid.
• Peamiste kategooriate päritolu: kliidoiline muna; lindude päritolu.

See on mugavustermin: enamiku bioloogide jaoks ei viita see evolutsiooniprotsessi muutustele. ^p87 Mõne paleontoloogi jaoks ei saa seda, mida nad fossiilides näevad, seletada ainult gradualistliku evolutsioonilise sünteesi abil. Nad on vähemuses.

Altruism ja grupivalik

Altruism - valmisolek end teiste heaks ohverdada - on sotsiaalsete loomade seas laialt levinud. Nagu eespool selgitatud, saab järgmine põlvkond tulla ainult nendest, kes jäävad ellu ja paljunevad. Mõned bioloogid on arvanud, et see tähendab, et altruism ei saa areneda tavapärase valikuprotsessi käigus. Selle asemel pakuti välja protsess, mida nimetatakse "grupivalikuks". Rühmavalik viitab ideele, et alleelid võivad populatsioonis kinnistuda või levida, sest nad annavad rühmadele kasu, sõltumata nende alleelide mõjust rühma kuuluvate indiviidide sobivusele.

Mitu aastakümmet kestnud kriitika seadis tõsiselt kahtluse alla grupivaliku kui evolutsiooni peamise mehhanismi.

Lihtsatel juhtudel on kohe näha, et traditsioonilisest valikust piisab. Näiteks kui üks õde või vend ohverdab end kolme õe või venna eest, suureneb geneetiline soodumus teo sooritamiseks. Seda seetõttu, et õed-vennad jagavad keskmiselt 50% oma geneetilisest pärandist ja ohverdamise tegu on viinud geenide suurema esindatuseni järgmises põlvkonnas.

Altruismi peetakse nüüd üldiselt standardselektsioonist tulenevaks. Ernst Mayri hoiatusmärkus ja William Hamiltoni töö on mõlemad selle arutelu jaoks olulised.

Hamiltoni võrrand

Hamiltoni võrrand kirjeldab, kas altruistliku käitumise geen levib populatsioonis või mitte. Geen levib, kui rxb on suurem kui c:

r b > c {\displaystyle rb>c\ }

kus:

• c \displaystyle c\ on altruisti reproduktsioonikulu,
• b \displaystyle b\ on altruistliku käitumise saaja reproduktiivne kasu ja
• r {\displaystyle r\ } on tõenäosus, mis ületab populatsiooni keskmist, et indiviidid jagavad altruistlikku geeni - "sugulusaste".

Seksuaalne paljunemine

Esialgu võib tunduda, et suguline paljunemine on ebasugulise paljunemisega võrreldes ebasugulise paljunemisega ebasoodsamas olukorras. Selleks, et olla kasulik, peab suguline paljunemine (ristviljastumine) ületama kahekordse puuduse (paljunemiseks on vaja kahte) pluss raskused paarilise leidmisel. Miks siis on sugu nii peaaegu universaalne eukarüootide seas? See on üks vanimaid küsimusi bioloogias.

Vastus on antud juba Darwini ajast saadik: sest sugupopulatsioonid kohanevad paremini muutuvate oludega. Hiljutine laborikatsetus näitab, et see on tõepoolest õige seletus.

"Populatsioonide ristamisel toimub geneetiline rekombinatsioon erinevate vanemate genoomide vahel. See võimaldab kasulikel mutatsioonidel pääseda kahjulikest alleelidest oma algsel taustal ja kombineeruda teiste kasulikke alleelidega, mis tekivad mujal populatsioonis. Iseseisvunud populatsioonides on indiviidid suures osas homosügootsed ja rekombinatsioonil puudub mõju".

Põhikatses jagati nematoodide ussid kahte rühma. Üks rühm oli täielikult outcrossing, teine oli täielikult selfing. Rühmad allutati karmile maastikule ja neile manustati korduvalt mutageeni. Pärast 50 põlvkonda ilmnes isekasvatuspopulatsiooni sobivus (= ellujäämine) olulisel määral, samas kui ristamisel ei ilmnenud mingit langust. See on üks paljudest uuringutest, mis näitavad, et sugulisel paljunemisviisil on tegelikke eeliseid mittesugulise paljunemisviisi ees.

Oluline tegevus on kunstlik valik kodustamiseks. See tähendab, et inimesed valivad loomade omaduste põhjal, milliseid loomi aretada. Inimesed on seda kasutanud tuhandeid aastaid taimede ja loomade kodustamiseks.

Viimasel ajal on saanud võimalikuks kasutada geenitehnoloogiat. Nüüdseks on kättesaadavad uued tehnikad, nagu "geenide suunamine". Selle eesmärk on lisada taime või looma genoomi uusi geene või lülitada välja vanu geene. Selle töö eest on juba mitmeid Nobeli preemiaid välja antud.

Evolutsiooni uurimise tegelik eesmärk on aga selgitada ja aidata meil mõista bioloogiat. Lõppude lõpuks on see esimene hea selgitus selle kohta, kuidas elusolendid said selliseks, nagu nad on. See on suur saavutus. Praktilised asjad pärinevad peamiselt geneetikast, Gregor Mendeli algatatud teadusest, ning molekulaar- ja rakubioloogiast.

2010. aastal valis ajakiri Nature 15 teemat "Evolutsiooni pärliteks". Need olid järgmised:

Fossiilide pärlid

1. Vaalade maismaal elavad esivanemad
2. Veest maismaale (vt tetrapood)
3. Sulgede päritolu (vt lindude päritolu)
4. Hammaste evolutsiooniline ajalugu
5. Selgroogsete skeleti päritolu

Elupaikade kalliskivid

1. Looduslik valik liigi tekkimisel
2. Looduslik valik sisalike puhul
3. Kaasadapteerimise juhtum
4. Looduslike lindude diferentseeritud levik
5. Selektiivne ellujäämine looduses elavate guppide puhul
6. Evolutsiooniline ajalugu on oluline

Molekulaarsetest protsessidest saadud kalliskivid

1. Darwini Galapagose soomuslased
2. Mikroevolutsioon kohtub makroevolutsiooniga
3. Toksiiniresistentsus madudel ja karbid
4. Varieeruvus versus stabiilsus

• Nature on vanim teadusajakiri. Link laetakse alla tasuta tekstifailina koos viidetega. Idee on teha teave õpetajatele kättesaadavaks.

Arutelud evolutsiooni fakti üle

Idee, et kogu elu on tekkinud juba enne Charles Darwini "Liikide tekkimise" avaldamist. Veel tänapäevalgi arutavad mõned inimesed evolutsiooni mõiste üle ja selle tähenduse üle nende jaoks, nende filosoofia ja religiooni jaoks. Evolutsioon seletab mõningaid asju meie inimloomuse kohta. Inimesed räägivad ka evolutsiooni sotsiaalsetest mõjudest, näiteks sotsiobioloogias.

Mõned inimesed usuvad, et elu Maal on loodud jumala poolt. Selleks, et sobitada evolutsiooni ideed selle uskumusega, on inimesed kasutanud selliseid ideid nagu juhitud evolutsioon või teistlik evolutsioon. Nad ütlevad, et evolutsioon on reaalne, kuid seda juhitakse mingil viisil.

Teistliku evolutsiooni kohta on palju erinevaid kontseptsioone. Paljud kreatsionistid usuvad, et nende religioonis leiduv loomismüüt on vastuolus evolutsiooni ideega. Nagu Darwin mõistis, on evolutsioonilise mõtte kõige vastuolulisem osa see, mida see tähendab inimese päritolule.

Mõnes riigis, eriti Ameerika Ühendriikides, valitseb pinge nende inimeste vahel, kes aktsepteerivad evolutsiooni ideed, ja nende vahel, kes seda ei aktsepteeri. Arutelu käib peamiselt selle üle, kas ja kuidas tuleks evolutsiooni koolis õpetada.

Teised valdkonnad, nagu kosmoloogia ja maateadus, ei vasta samuti paljude religioossete tekstide originaalkirjeldustele. Ka nende ideede vastu oldi kunagi ägedalt. Neid, kes kirjutasid vastu ideele, et Maa on universumi keskpunkt, ähvardati ketserluse eest surmaga.

Evolutsioonibioloogia on uuem idee. Teatavad usundilised rühmad on evolutsiooni idee vastu rohkem kui teised usundilised rühmad. Näiteks Rooma-Katoliku Kirikul on praegu evolutsiooni suhtes järgmine seisukoht: Paavst Pius XII ütles oma 1950. aastatel avaldatud entsüklika Humani Generis:

"Kirik ei keela, et (...) toimuvad uuringud ja arutelud (...) seoses evolutsiooniõpetusega, kuivõrd see uurib inimkeha päritolu, mis pärineb eelloodud ja elavast ainest," paavst Pius XII Humani Generis

Paavst Johannes Paulus II ajakohastas seda seisukohta 1996. aastal. Ta ütles, et evolutsioon on "rohkem kui hüpotees":

"Minu eelkäija Pius XII on juba oma entsüklika Humani Generis [öelnud], et evolutsiooni ja usuõpetuse vahel ei ole vastuolu inimese ja tema kutsumuse kohta. (...) Täna, rohkem kui pool sajandit pärast (...) seda entsüklikat, viivad mõned uued järeldused meid evolutsiooni tunnustamise poole, mis on midagi enamat kui hüpotees. Tegelikult on tähelepanuväärne, et see teooria on avaldanud järjest suuremat mõju teadlaste vaimule, järgides mitmeid avastusi erinevates teadusharudes," ütles paavst Johannes Paulus II paavstlikule teadusakadeemiale kõneldes.

Ka anglikaani osaduskond ei ole vastu evolutsiooni teaduslikule käsitlusele.

Evolutsiooni kasutamine muudel eesmärkidel

Paljud neist, kes aktsepteerisid evolutsiooni, ei olnud eriti huvitatud bioloogiast. Nad olid huvitatud teooria kasutamisest, et toetada oma ideid ühiskonnast.

Rassism

Mõned inimesed on püüdnud kasutada evolutsiooni rassismi toetamiseks. Rassismi õigustada soovinud inimesed väitsid, et teatud rühmad, näiteks mustanahalised, on alaväärsed. Looduses elavad mõned loomad tõepoolest paremini üle kui teised ja see toob kaasa selle, et loomad on paremini kohanenud oma oludega. Erinevatest maailma osadest pärit inimrühmade puhul saab evolutsioon öelda vaid seda, et iga rühm on tõenäoliselt hästi kohanenud oma algse olukorraga. Evolutsioon ei tee mingeid otsuseid paremate või halvemate kohta. See ei ütle, et mõni inimrühm on mõnest teisest parem.

Eugeenika

See hämmastav eugeenika idee oli hoopis teistsugune. Juba 18. sajandil oli täheldatud kahte asja. Üks oli talunike suur edu veiste ja põllukultuuride aretamisel. Nad tegid seda, valides välja, millised loomad või taimed tooksid järgmist põlvkonda (kunstlik valik). Teine tähelepanek oli, et madalama klassi inimestel oli rohkem lapsi kui kõrgema klassi inimestel. Kui (ja see on suur kui) kõrgemad klassid olid seal tänu oma teenetele, siis oli nende lastepuudus täpselt vastupidine sellele, mis peaks toimuma. Kiirem paljunemine madalamates klassides viiks ühiskonna halvenemisele.

Ideed parandada inimliiki valikulise aretamise abil nimetatakse eugeenikaks. Selle nime pakkus välja Francis Galton, särav teadlane, kes tahtis teha head. Ta ütles, et inimkogumit (geeniparki) tuleks parandada selektiivse aretuspoliitikaga. See tähendaks, et need, keda peeti "heaks varaks", saaksid tasu, kui nad paljuneksid. Teised inimesed aga soovitasid, et need, keda peeti "halvaks põlvkonnaks", peaksid läbima kohustusliku steriliseerimise, sünnieelsed testid ja sünnituskontrolli. Saksa natsivalitsus (1933-1945) kasutas eugeenikat oma äärmusliku rassipoliitika kattevarjuna, millel olid kohutavad tulemused.

Galtoni idee probleem on selles, kuidas otsustada, milliseid omadusi valida. Inimestel võib olla nii palju erinevaid oskusi, et ei saaks kokku leppida, kes on "hea ja kes on "halb varandus". Pigem oldi üksmeelel selles, keda ei tohiks aretada. Mitmed riigid võtsid vastu seadused soovimatute rühmade kohustuslikuks steriliseerimiseks. Enamik neist seadustest võeti vastu aastatel 1900-1940. Pärast Teist maailmasõda surus vastumeelsus natside tegude ees kõik edasised eugeenikakatsed maha.

Algoritmi disain

Mõnda võrrandit saab lahendada evolutsiooni simuleerivate algoritmide abil. Evolutsioonilised algoritmid töötavad nii.

Sotsiaaldarvinism

Teine näide evolutsiooni ideede kasutamisest sotsiaalse tegevuse toetamiseks on sotsiaaldarvinism. Sotsiaaldarvinism on 19. sajandi sotsiaalfilosoofi Herbert Spenceri ideedele antud termin. Spencer uskus, et kõige tugevama ellujäämist võib ja peaks kohaldama kaubandusele ja inimühiskondadele tervikuna.

Jällegi, mõned inimesed kasutasid neid ideid, et väita, et rassism ja halastamatu majanduspoliitika on õigustatud. Tänapäeval ütleb enamik biolooge ja filosoofe, et evolutsiooniteooriat ei tohiks sotsiaalpoliitikas rakendada.

Vastuolud

Mõned inimesed ei nõustu evolutsiooni ideega. Nad ei nõustu sellega mitmel põhjusel. Enamasti on need põhjused mõjutatud nende usulistest tõekspidamistest või põhinevad neil. Inimesed, kes ei nõustu evolutsiooniga, usuvad tavaliselt kreatsionismi või intelligentset disaini.

Sellest hoolimata on evolutsioon üks edukamaid teooriaid teaduses. Inimesed on avastanud, et see on kasulik erinevate teadusuuringute jaoks. Ükski teine ettepanek ei seleta asju, näiteks fossiilseid säilmeid, nii hästi. Nii et peaaegu kõigi teadlaste jaoks ei ole evolutsioon kahtluse all.

• Inimese areng