Įvadas Evoliucija (iš lotyniško žodžio evolutio – „išvyniojimas“, „išsirutuliojimas“, kuris kilęs iš žodžio evolvo – „išvynioju risdamas“) mokslų apie gyvybę kontekste yra gyvų organizmų bruožų pokyčiai per kartas, apimant ir naujų rūšių atsiradimą. Susiformavus moderniajai genetikai (1940-ieji), evoliucija buvo apibrėžta konkrečiau – alelių dažnių pasikeitimas populiacijoje nuo vienos kartos į kitą. Evoliucija glaudžiai susijusi su dabartinių gyvūnų ir augalų rūšių atsiradimo klausimais. Mokslininkų nuomone, milijonus metų trukusi gyvybės Žemėje istorija rodo, kaip iš paprastų organizmų vystėsi sudėtingesni, vis geriau už savo pirmtakus prisitaikę prie aplinkos. Vyrauja kelios nuomonės dėl žmogaus ir gyvybės teorijų atsiradimo. Taigi šiame referate ir bandysime tas nuomones apžvelgti ir išsiaiškinti jų grindžiamas teorijas, keliamus klausimus ir sprendžiamas problemas. Istorija XVII amžiuje Džonas Rėjus davė pradžią šių laikų rūšies konsepcijai, kurią kitame šimtmetyje, apibendrinęs botanikų ir zoologų darbus, įtvirtino Karlis Linėjus. Jis rūšių klasifikavimo sistemoje pabrėžė ryšį tarp panašių rūšių.Viena ilgai viešpatavusių rūšių atsiradimo teorijų, kuri formavo krikščionišką požiūrį į žmogaus kilmę, teigė, jog rūšys atsirado savaime, kaip stichinių nelaimių padarinys. Vis dėlto akivaizdus ryšys tarp rūšių, paaiškėjęs studijuojant Linėjaus organizmų klasifikaciją vertė žmones ieškoti rūšių kilmės nestaigaus kitimo.Žoržas de Biufonas pirmasis iškėlė apllinkos įtakos rūšių evoliucijai idėją. Ją išplėtojo Žanas Batistas Lemarkas. Jis teigė, kad paveldimi rūšių požymiai – prisitaikymo prie aplinkos rezultatas.Lamarkas, XIX a. pr. sudarė pirmąjį filogenetinį gyvybės medį. Pagal Lamarką, pagrindinis evoliucinių kitimų mechanizmas – tai organizmų vidinis siekis tobulėti ir organų lavinimas ar nelavinimas. Gavę didesnius krūvius organai stiprėja ir vystosi, mažiau apkrauti – ilgainiui nunyksta. Pagrindinė šios teorijos klaida buvo teiginys, kad individai savo gyvenimo metu įgautas savybes gali perduoti palikuonims. Lamarkizmas teigia, kad kintančios aplinkos sąlygos kuria naujas rūšių, patekusių į tas sąlygas, reikmes. Naujos reikmės ugdo kitokį elgesį, keičia organų veiklą, kartu ir jų sandarą,šios sandaros kitimus paveldi palikuonys. Vis tik Lamarko teorija neatitinka realių paveldimumo dėsnių.
Biologas, gamtininkas, keliautojas anglas Čarlzas Robertas Darvinas (Charles Robert Darwin) gimė 1809 m. vasario 12 dieną Šrusberyje, Anglijoje. Jo šeima buvo daugiavaikė, o jis pats buvo penktas vaikas iš šešių. 1817 m prisijungė prie dieninės mokyklos. 1818m. būsimą mokslininką išsiuntė Shrewsbury mokyklą. 1925 m. Baigė šią mokyklą.Tais pačiais metais jis vasarą leido su tėvu, kuris gydė neturtinguosius. Vėlyvą rudeni įstojo į Edinburgo Universitetą, kuriame studijavo mediciną. Medicina Č.Darvino nesužavėjo ir šiuos mokslus metė.1826 m. Jis pradėjo domėtis gamta ir žmogaus atsiradimo teorija, todėl prisijungė prie “Plinian” studentų draugijos, kurie domėjosi gamtos istoriją. Jis iškarto tapo vienu geriausiu ir stropiausiu mokiniu. Paskaitas jam vedė Robert Edmund Grant vienas žymiausių biologų 19 amžiuje. (Manau R.Granto biografiją irgi kada aprašysiu savo bloge-tinklaraštyje). Tai, kad Charles Darwin tapo, tuo,kuo yra dabar šio profesoriaus nuopelnas.1827 m. Č.Darvinas paskelbėsavo radikalią teoriją, kad visi gyvūai turi tuos pačius organus, tik skiriasi jų sudėtingumas. Tais pačiais metais Tėvas nepatenkintas progreso stoka, privertė Č.Darviną įstoti į katalikišką koledžą Kembridže. Ten Charles Darvinas mokėsi trejus metus.Studijuodamas jis susidomėjo netradicine veikla tuo metu. Jis pradėjo kolekcionuoti vabalus. Č.Darviną su vabalais supažindino kunigas ir botanikas John Stevens Henslow. Darvinui pavyko šio profesoriaus užsitarnauti pagarbą ir tapo juo mėgstamiausiu mokytoju. Į šį naują pomėgį ir profesorių patarimus Č.Darvinas žiūrėjo begalo entuziastingai.1831m. baigę studijas. Tais pačiais metais mokslininkais grįžo namo ir rado J.K Henslow laišką, kuriame jis rekomendavo Č.Darviną prijungti į ekspediciją Beagle laivu, kaip gamtininkas. Č.Darvinas sutiko ir tais pačias metais iš keliavo į Pietų Ameriką. Su Beagle ekspedicijoje Č.Darvinas paleido penkis metus, iš kurių trečdalį laiko buvo sausumoje. Ekspedicijoje, jis pastoviai į Kembridžą siuntė savo laiškus su pastebėjimais, atradimais. Taip jis įgijo kaip profesionalaus ir gerbiamo gamtininko reputaciją.1933 m. pasiekė Argentiną. Tais pačiais metais jis susirgo karštine.1834 m. grįždamas iš Andų į Valaparisą, vėl susirgo ta pačia liga, kuri jį privertė atsigulti į lovą. Aplamai, Č.Darvinas ekspedicijos metu daug vėmė, skundėsi pilvo skausmais, o sveikata buvo nenuspėjama.Viena iš pirmųjų stotelių sausumoje buvo ST.Jago. Ten Darvinas rado ugnikalnį su uola ir ten koralus su skautais. Tokie atradimai mokslininką įkvėpė rašyti knygą apie geologiją.Č.Darvinas išvyko į kelionę aplink pasaulį Anglijos ekspediciniu kariniu laivu Beagle kaip gamtininkas. Kelionės metu Č.Darvinas pabuvojo Argentinoje, Urugvajuje, Ugnies žemėje,, Tasmanijoje ir daugybėje salų.Kelionė baigėsi 1836 m. spalio 2 dieną. Grįžęs iš kelionės gamtininkas buvo pasveikintas grupės mokslininkų.Grįžęs Darvinas puolė į rašybą. Jis pradėjo leisti žurnalus susijusius su šia ekspedicija:„“ The Journal of a Naturalist, 1839 m.,Zoology of the Voyage on the Beagle 1840 m., The Structure and Distribution of Coral Reefs 1842 m.1837 m. Darvinas pradeda rašyti dienoraštį, kuriame žymi duomenis apie augalus, jų rūšis skirtumas. Taip pat vietos dienoraštyje tenka ir gyvūnams. Artimas draugas Heslow, kad būtų paskelbti atradimai, padėjo gauti 1000 svarų dotaciją. Tais pačiais metais Darvinas baigės rašyti ir jo pastebėjimai buvo išspausdinti Zoology of the Voyage of H.M.S. Beagle Kai atrodė, kad viskas einasi kaip sviestu tepta, sušlubavo mokslininko sveikata. Č.Darvinui buvo nustatytas per didelis širdies plakimas.1838 – 1841 m. Č. Darvinas tampa Londono geologijos draugijos sekretoriumi. Užimti šias pareigas pastūmėjo istorikas, filosofas, kunigas, mokslininkas.William Whewell. Šiame darbe Č.Darvinas nuolat jautė įtampa ir po trijų metų nusprendė daugiau ten nedirbti. Taip pat tokia įtampa pasireiškė ir pablogėjusia sveikata. Prasidėjo skandžio ir galvos skausmai, problemomis su širdimi.1842 m. paliko Londoną ir persikėlė į gimtąjį miestą Dauną. Šiame mieste užbaigė savo apybraižą apie gyvūnų atsiradimąČarlzas Darvinas pažinojo daugelį tuo meto garsiausių mokslininkų: Down House, Thomas Henry Huxley, Alfred Russel Wallace ir kitus.Po truputį Darvino galvoje pradėjo neginčijamai tvirtintis teorija, kad žmonės atsirado iš gyvūnų. Šias savo idėjas atskleidė JAV mokslininkui Asa Grėjui (Asa Gray), taip pat žymiai botanikui Joseph Dalton Hooker.Apie 1856 m. paragintas Čarlzo Lajelio (Sir Charles Lyell) pradėjo viską apibendrinančią knygą.Kai darbas buvo baigtas, Č.Darvinui pavyko perskaityti kito mokslininko Alfredo Voleso, kurio teorijos nelabai skyrėsi nuo Darvino.1959 m liepos 1 dieną šie abu mokslininkai Linėjaus draugijoje pristatė savo darbus. Darvinas pristatė (On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life), kurioje apžvelgė augalų kilimą vieni iš kitų.1868 m. Č.Darvinas išleido antrąjį savo darbą The Variation of Animals and Plant under Domestification, į kurį įtraukė daugybę organizmų evoliucijos pavyzdžių.1871 m. pasirodė vienas iš svarbiausių Č.Darvino veikalas The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex, kur Č.Darvinas išsakė argumentus patvirtinančius žmonių kilmę iš gyvūnų. Darvinizmas arba natūralios atrankos evoliucijos teorija1858 metais Darvinas su Alfredu Raselu pirmieji atkreipė dėmesį, kad evoliucija vyksta gamtinės atrankos keliu.Nors iš pradžių visi iš Darvinos teorijos juokėsi, tačiau po šio atkreipto dėmesio buvo sukelta audra mokslo pasaulyje. Gamtinės atrankos esmė labai paprasta: prisitaikę organizmai išgyvena, o neprisitaikę – žūva. Dėl tėvų požymių maišymosi ir genetinių kitimų (mutacijų) net ir vienos rūšies individai gimsta su nežymiais, bet svarbiais skirtumais. Kovodami dėl būvio – varžydamiesi dėl nepakankamų gamtos išteklių, stipriausi ir geriausiai prisitaikantys individai išstumia silpnesnius.Augalams paplitus sausumoje, įvairių gyvūnų evoliucija paspartėjo. Gyvūnų grupių kovos dėl būvio tikrų priežasčių niekas nežino. Tikriausiai buvo keletas priežasčių, dėl kurių kai kurie gyvūnai tą kovą pralaimėjo, bet svarbiausios priežastys buvo aplinkos veiksniai. Per evoliuciją ne tik diferencijavosi gyvūnų rūšys, bet ir jų sandara darėsi vis sudėtingesnė. Atkakliose varžybose dėl vietos ir maisto išlikti pavyko tik tiems, kurie sugebėjo geriausiai prisitaikyti. Iš bestuburių tai labiausia pavyko narioutakojams ir moliuskams, iš stuburinių – žuvims, paukščiams ir žinduoliams.
Darvino teorija neteisinga?Nors XVIII-XIX a. pradžios mokslas dar nesugebėjo visiškai paaiškinti gyvybės atsiradimo priežasties, buvo sukaupta pakankamai duomenų naujai teorijai. Ir XIX a. pabaigoje tokia teorija buvo paskelbta. 1859 m. ją išdėstė Čarlzas Darvinas. Teoriją jis kūrė keliaudamas po pasaulį. Tyrinėdamas gyvūnus ir augalus juos sistemino, remdamasis sandaros panašumais. Lygindamas gyvuosius organizmus, jis priėjo svarbią išvadą, kad visos šiandienės organizmų rūšys yra giminingos, išsivystė viena iš kitos. Č.Darvino teorija buvo priimta gana palankiai, kadangi ji paaiškino visus tuometinius mokslo turimus duomenis. Jai pritarė ir tų laikų autoritetai: V.Leninas, K.Marksas, F.Engelsas ir kt., kadangi Č.Darvino teorija geriausiai atitiko jų skelbiamą dialektinį materializmą. Taigi XX a. pradžioje suklestėjo evoliucionizmas. Tačiau tuo metu, kai sukūrė teoriją, Č.Darvinas dar nieko nežinojo apie paveldimumo dėsnius: G.Mendelio atrasti dėsniai buvo pripažinti tik 1900 m., o DNR, kaip genetinės informacijos nešėja, buvo nustatyta dar vėliau. Tad šių dienų tyrimų rezultatai pradeda nebeatitikti teorijos postulatų. Jis tampa nepatikima dar ir todėl, kad jai trūksta eksperimentinių įrodymų. Trūkumus evoliucionizmo šalininkai bando pridengti remdamiesi atsitiktinumo prielaida. Bet tai – ne išeitis. Panašu, kad darvinistinis požiūris į gyvybę mums jau netinka, nors tai kol kas – vienas geriausių bandymų paaiškinti gyvybės atsiradimą bei jos vystymąsi. Šių dienų darvinizmo postulatai teigia, kad:a) gyvybė Žemėje atsirado atsitiktinai organizuojantis organinėms medžiagoms; b) visa gyvybė atsirado iš pirminės ląstelės. Teiginys grindžiamas tuo, kad visi gyvi organizmai turi vienodą genetinį kodą; c) organizmai vystėsi prisitaikant prie aplinkos sąlygų ir jų sandarai tampant vis sudėtingesnei.Vienas rimčiausių darvinizmo teorijos trūkumų – eksperimentiniai įrodymai. Moksle bet koks teiginys ar spėjimas turi būti pagrįstas eksperimentiškai. Kitaip jis atmetamas. Evoliucijos teorijai įrodyti išsivystė mokslas apie iškastinius organizmus – paleontologija. Pagal organizmų sandaros panašumus bandoma įrodyti teoretinį “gyvybės evoliucijos medį”. Juo grindžiama visa teorija. Radus trūkstamas grandis teorija greičiausiai būtų pripažinta teisinga, tačiau būtent kai kurių grandžių ir trūksta (vis dar nerandama nemažai pereinamų gyvūnų formų). Ir pats mokslas pilnas įvairių absurdų, kai iš kelių rastų dinozaurų būdavo surenkamas ne toks modelis ir pastebėjus klaidą tekdavo nemažai ką taisyti. Tokie netikslumai moksle nėra pageidautini. Tad ir visas bandymas įrodyti teoriją kol kas tėra panašus į rinkimą mozaikos, kuriai trūksta dalių. Galbūt čia ir slypi problema – mes renkame ne tą mozaiką?…
AbiogenezėAbiogenezė (gr. a–bio–genesis – ne biologinės kilmės) – bendrąja prasme, gyvybės atsiradimas iš negyvosios medžiagos. Dabar šis terminas dažniausiai naudojamas nusakyti gyvybės atsiradimą iš pirminio vandenyno.Abiogenezės procesas niekada nebuvo stebimas. Manoma, kad gyvybės atsiradimas iš negyvos materijos yra ypatingai retas reiškinys ir gali vykti tik specifinėje aplinkoje, kurios šiuolaikinėje Žemėje nėra.Abiogenezę pirmąsyk buvo bandoma įrodyti 1953 metais Milerio-Urėjaus eksperimentu Čikagos universitete. Jo metu buvo dirbtinai sukurtos sąlygos, panašios į pirmykštės žemės, ir stebėtas organinių medžiagų susidarymas iš neorganinių. Eksperimentas leidžia daryti prielaidą, kad senovinės Žemės sąlygose galėjo vykti abiogenezė. Gyvybės atsiradimo teorija pirmykštėje žemėjeKad suprastume, kaip atsirado gyvybė, turime suvokti, kaip atsirado cheminiai komponentai. Kosmose susidariusioje Žemėje iš pradžių gyvybės nebuvo. Nuodinga atmosfera ir nepaprastai aukšta temperatūra neleido organizmams gyvuotiNet ir paprasčiausios gyvybės formoms įsitvirtinti besiformuojančioje Žemėje buvo būtinas vienas svarbiausias žingsnis –cheminių gyvybės elementų raida. Šis žingsnis ar greičiau nesuskaičiuojamų atsitiktinių įvykių seka pradėjo procesą, kurio metu atšiauri pirmykštė atmosfera, susidedanti iš vandenilio, metano, amoniako ir vandens garų, virto gyvybei atsirasti palankia terpe. Šioje terpėje jau buvo deguonies, anglies dioksido ir azoto.Angliavandeniai, baltymai, nukleininės rūgštys ir riebalai, matyt, susidarė pirmykštėje žemė įsisvyravus palankioms cheminėms sąlygoms. Beveik tikra, kad šie junginiai negalėjo patekti į Žemę jau galutinai susidarę, kaip manė kai kurie karalienės Viktorijos laikų mokslinikai; yra pakankamai įrodymų, kad pirmykštės žemės atmosferoje buvo visos sudedamosios dalys, būtinos sudėtingesnėms gyvų organizmų molekulėms susidaryti.Mokslininkams pavyko laboratorijoje sudaryti sąlygas, kurios, jų manymu, buvo pirmykštėje Žemėje. Pirmuosius svarbesnius bandymus 1953 metais Čikagos universitete atliko Stenlis Mileris ir Haroldas Jurėjus. Savaitę jie leido elektros išlydžius per „pirmykštę atmosferą“. Viską ištyrę jie rado gyvybės molekulių: keturias aminorūgštis, kurių visada yra baltymuose, keletą riebiųjų rūgščių ir dar vieną biologiškai svarbią molekulę – karbamidą. Vėliau ir visų kitų su gyvybe susijusių molekulių buvo rasta panašiuose mišiniuose gaunamuose imituojant pirmykštės mūsų planetos sąlygas.Cheminę sintezę besiformuojančioje Žemėje lėmė natūralūs energijos šaltiniai – Saulės ultravioletiniai spinduliai ir šiluma, žaibai, veikiančių vulkanų karštis, radioaktyvumas, didžiulis slėgis ir šiluma, išsiskyrusi milžiniškiems meteoritams sudužus į Žemės paviršių. ApibendrinimasEvoliucijos pagrindą sudaro adaptacija – prisitaikymas prie aplinkos. Nuolatiniai kitimai yra mutacijų pobūdžio arba susiję su naujų savybių deriniais, kurie išryškėja vėlesnėse kartose. Tai natūraliosios atrankos “žaliava”. Esamomis sąlygomis išlieka ir būna paveldimi “sėkmingi” naujų rūšių prisitaikymai, o “nesėkmingi” pamažu nyksta. Čarlzas Darvinas, 1859m. pirmasis aprašęs natūraliąją atranką, tyrinėjo organizmo prisitaikymą gyventi tam tikroje aplinkoje, individų tarpusavio konkurenciją, kai kurių grupių tobulėjimą ir kitų, blogiau prisitaikiusių,nykimą.Geologinės istorijos prasme organizmų grupės sėkmė priklauso nuo dviejų veiksnių:1) savybės atsikurti;2) teritorijos užėmimo ir joje išlikimo konkurencijos sąlygomis. Priklausomai nuo vietos ir laiko, aplinkos pokyčių spartumo ir pasiskirstymo įvairių rūšių evoliuciniai kitimai labai skyrėsi (ir dabar skiriasi). Pavyzdžiui, iš iškastinių liekanų rinkinio matyti, kad per 63 mln. metų geologinį laikotarpį, t.y. per kainozojaus erą, jūros bestuburiai vystėsi lėtai ir nelabai pakito, o dauguma sausumos gyvūnų vystėsi daug sparčiau ir dėl to labai pakito. Tai susiję su nevienodu aplinkos kitimo greičiu. Sausumoje gamtos sąlygos labai priklausė nuo plutos kilimo, kalnodaros, temperatūros bei atmosferos kritulių režimo, o jūroje sąlygos išliko beveik stabilios. Ir vis dėl to žmogui evoliucijos tempas atrodo labai lėtas. Maždaug per 10000 metų, nuo šunų ir galvijų prijaukinimo ir jų dirbtinės atrankos pradžios, neišsivystė nė viena nauja rūšis, tik dėl žmogaus veiklos padaugėjo rūšių veislių.
Yra vienas labai svarbus principas. Kol aplinka stabili, bus stabili ir organizmų populiacija, neskaitant nedidelių evoliucinių pokyčių. Tačiau aplinkai pradėjus kisti, joje gyvenantys organizmai irgi pasidaro nestabilūs. Taigi aplinka verčia gyvąjį pasaulį biologiškai tobulėti. Organizmų ryšys su aplinka, jų jautrumas aplinkai, tai gerai matyti iš senuose sluoksniuose aptiktų iškasenų, turi būti pamoka dabarties žmogui. Teritorijose, kur labai išvystyta pramonė kartais gyvenimo sąlygos labai pakinta. Kai kurie pakitimai labiau išryškėja ir ne tokie naudingi organizmams (irgi ne visiems), palyginus su pakitimais, kurie atsiranda veikiant klimatui ir kitiems gamtos procesams. Matyt, abiem atvejais pakitimai sukelia atitinkamas biosferos reakcijas (prisitaikymą arba lėtą nykimą) šioje teritorijoje. Galimų šito reiškinio pasekmių nereikia pervertinti žmogui, kuris daro pakitimus ir gali juos kontroliuoti turėdamas tikslą.