GYVŪNŲ EVOLIUCIJA
Žemės plutos formavimosi ir lydymosi idėja, su kuria susijęs kontinentinių plokščių judėjimas, pranoksta mūsų vaizduotę ir didumu, ir mase judančių luitų, taip pat didžiule energija, kuri priverčia judėti visą šią sistemą. Vis dėlto ne mažiau stebina mus ir gyvųjų organizmų evoliucija, vykstanti per visą Žemės istoriją;ji apima daugybę organizmų ir sudėtingiausius biocheminius procesus, kurių visuma formuoja Gyvybę. Per visą Žemės istoriją kai kurie mirusieji gyvūnai ir augalai buvo užkloti nuogulų, o jų forma ir sandara “užsikonservavo”; tai matyti iš iškastinių liekanų, aptinkamų uolienų kloduose. Šiais laikais daug tokių iškasenų buvo rasta ir po vieną surinkta. Tvarkingai sudėlioti jie sudarytų nuoseklias eiles. Kai kuri dabartinių organizmų kartų pakaita yra tiesioginis iškastinių liekanų kitimų grandinės tęsinys. Tai sudėtinga organizmų kaitos grandinė, sudaryta iš daugelio grandžių ir nuolat ilgėjanti jau daugiau kaip 3 mlrd. metų nuo tada, kai cheminę evoliuciją pakeitė organizmų atsinaujinimas. Šios grandinės teorija, gyvųjų organizmų evoliucijos teorija, paaiškina gyvybės istoriją, kuri ankščiau buvo iškastinių formų sankaupa. Be to, remiantis šia teorija pasidarė įmanoma koreliuoti įvairių vietovių sluoksnius ir sudaryti geochronologinę skalę. Apibūdinti organizmų istoriją dėsningai pradedama nuo evoliucijos, kuri atkuriama pagal iškastines liekanas. Apžvalgą pradėsime nuo duomenų, paaiškinančių šį procesą, po to aptarsime jo mechanizmą.
EVOLIUCIJOS ĮRODYMAI
Per pastaruosius 100 metų mokslininkai visiškai įsitikino, kad evoliucija vyko visada ir vyksta dabar. Tai patvirtina gausūs faktai, įvairių mokslo šakų duomenys, gauti atliekant iškasenų analizę, tiriant skirtingų gyvūnų gemalus, anatomiją, išvestas augalų ir gyvūnų veisles.
Iškasenos. Evoliucijos teorija grindžiama iškastinėmis liekanomis. Lyginant įvairiuose sluoksniuose aptiktas iškasenas, aiškiai matyti, kad kuo jaunesnės uolienos, tuo juose randami organizmai yra sudėtingesni; pagal geochronologinį stulpelį jie sudėtingėja nuo apačios į viršų. Tai matyti Kolorado Didžiojo kanjono sluoksniuose. Kaip žinome, seniausios iškastinės liekanos yra vienaląsčių organizmų, toliau pagal amžių eitų augalai, po jų -paprasčiausi gyvūnai. Šis progresas aukščiau slūgsantiems (t.y. jaunesniems) sluoksniams, kol pagaliau viršutiniuose kainozojaus sluoksniuose atsiranda žmogus. Turbūt nesuklysime galvodami, kad šis santykis įrodo, jog nuo evoliucijos pradžios biologinė evoliucija nuolat kūrė naujas formas ir struktūras.
Jeigu įvairias iškastines liekanas palyginsime ne su jų “gimtaisiais” sluoksniais, o vieną su kita ir su kitais organizmais gyvenančiais dabar, tai išryškėtų kitas nuostabus dėsningumas. Jeigu grupių ryšius pavaizduotume grafiškai, gautume medį su kamienu, su storomis ir plonomis šakomis, o dabar egzistuojančios rūšys būtų jo šakų viršūnėse, ir nors organizmai atrodo iš viršaus į apačią kito nelabai staigiai, bet perėjimas nuo plonų šakų prie storų efektingas. Iškastiniai organizmai nuo smulkių šaknų link storų vis paprastėja, ir patys paprasčiausi susiskaido prie kamieno pagrindo. Visos šios gyvybės formos įvairiai susijusios viena su kita, kaip protėvių vardai giminės medyje. Netgi smulkiausi pirmuonys yra žmogaus protėviai; tai galime nustatyti pasekę liniją iki apačios. Aišku, “gyvybės medis” dar nevisiškai “sukomplektuotas”;to nematyti ir paveiksle Nr. 1, vietomis tarp kai kurių šakų nėra ryšio. Dėl spragų iškastinių liekanų eilėje šių duomenų grandinėje trūksta kai kurių grandžių. Tačiau ilgainiui viena po kitos atrastos trūkstamos grandys užima savo vietą.Gemalų panašumas. Evoliucijos įrodymų padaugėjo tyrinėjant gemalus. Įvairių stuburinių gyvūnų rūšių gemalai pirmose vystymosi stadijose yra labai panašūs vieni į kitus, bet tolesnėje raidoje jie vis labiau pradeda skirtis. Kuo gyvūnai giminingesni (pavyzdžiui, žmogus ir beždžionė), tuo ilgiau būna panašesni jų gemalai.Svarbiausia tai, kad ankstyvose vystymosi stadijose įvairių gyvūnų rūšių yra vienodi žiauniniai plyšiai. Vėliau jie pradeda labai kisti. Žuvų žiauniniai plyšiai ir su jais susiję kiti organai virsta kvėpavimo organu – žiaunomis. Kitaip kvėpuojantiems paukščiams ir žinduoliams žiauniniai plyšiai nereikalingi. Jie persitvarko į garsus skleidžiančius arbajuos girdinčius organus. Pavyzdžiui, žmogui iš embriono žiauninių plyšių išsivysto dalis ausies ir gerklės. Tai svarūs įrodymai, kad žmogui ir kitiems oru kvėpuojantiems stuburiniams išliko embrionui būdingų bruožų, paveldėtų iš tolimų protėvių, kvėpavusių žiaunomis ir gyvenusių ne mažiau kaip prieš 360 mln.metų.Skeletų panašumas. Palyginus seniausių ir dabartinių sausumos stuburinių skeletus, matyti, kad jie, kaip ir gemalai, yra panašūs, pavyzdžiui, skaičiumi kaulų išsidėsčiusių beveik vienoda tvarka. Tiktai įvairių gyvūnų kai kurie kaulai skiriasi didumu ir proporcijomis. Tai rodo, kad dabartinių sausumos stuburinių skeletas iš esmės yra labai senos konstukcijos. Nors ilgainiui jo kai kurios dalys ilgėjo ar trumpėjo, didėjo ar mažėjo, bet apskritai jis niekada nebuvo pakeistas kažkuo visiškai nauju. Jis tik nuolat ir labai lėtai visas po truputį kito. Tai dar vienas nepaneigiamas įrodymas, kad dabartiniai aukštesnieji gyvūnai vystėsi iš tolimų protėvių, daug ką iš jų paveldėdami. Dar ryškiau visa matyti atidžiau pažvelgus į kurias nors skeleto dalis, kad ir į priekines galūnes. Visų stuburinių priekinės galūnės yra labai panašios sandaros, bet kiekvienos rūšie gyvūnų jos kito priklausomai nuo gyvenimo sąlygų – ore(paukščiai), jūrose (banginiai), plačiose žolės lygumose(arkliai) ir miške (katės). Rudimentiniai organai. Daugelio gyvūnų kaulai, ir minkštosios kūno dalys sudaro organus, kurie neatlieka aiškių funkcijų, tačiau yra panašūs į kitų egzistuojančių arba išmirusių gyvūnų organus, atliekančius tam tikras funkcijas. Tai protėvių gerai išsivysčiusių organų liekanos – rudimentai. Vien žmogaus kūne tokių organų yra daugiau kaip 150, pavyzdžiui, apendiksas, akloji žarna, kuri dėl uždegimo dažnai pašalinama chirurginiu būdu. Gyvūnų prijaukinimas ir augalų sukultūrinimas. Per ilgą laiką – nuo keleto metų iki kelių tūkstantmečių – žmogus, kryptingai augindamas augalus ir gyvūnus, išvedė daug jų veislių. Žinomiausias pavyzdys – gausybė šunų veislių. Taigi galime padaryti išvadą, kad žmogaus atrinkti požymiai yra paveldimi;panašiai kito ir organizmai per ilgą jų istorijos laikotarpį.EVOLIUCIJOS EIGA
Laikas aptarti pačią evoliuciją, kuriai budingi trys aspektai. Pirma – molekulės, kurios gali kopijuoti pačios save ir pernešti uškoduotą informaciją. Antra – kai kurių organizmų pakitimai ir jų paveldėjimo galimybė. Trečia – aplinka ir jos poveikis populiacijos sudėčiai. Detaliau išstudijavus šiuos aspektus, nesunku suprasti, kaip būtent vyko ir nenutrūkstamai vyksta evoliucija, užsifiksavusi iškastinėse liekanose.
APIBENDRINIMAS
Evoliucijos pagrindą sudaro adaptacija – prisitaikymas prie aplinkos. Nuolatiniai kitimai yra mutacijų pobūdžio arba susiję su naujų savybių deriniais, kurie išryškėja vėlesnėse kartose. Tai natūraliosio 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 ir2) 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 iitimo greičiu. Sausumoje gamtos sąlygos labai priklausė nuo plutos kilimo, kalnodaros, temperatūros bei atmosfros kritulių rėžimo, 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.