Ewolucja

Jedną z niewielu dziedzin naukowych, której powstanie określa się dokładna data jest ewolucja. Powstanie ewolucji jako nauki datuje się na 1859 rok, czyli rok wydania przez Karola Darwina książki o tytule „O powstaniu gatunków, drogą doboru naturalnego, czyli o utrzymaniu się doskonalszych ras w walce o byt”, w skrócie nazywanej „O powstaniu ras”.

EWOLUCJA PRZED DARWINEM
Jednak Darwin nie był pierwszym, który zauważył, że w przyrodzie istnieje pewien porządek i celowość, także on jak wiele innych wybitnych umysłów miał swoich prekursorów. Na wiele lat przed Darwinem słynny grecki filozof Arystoteles (384 – 322 p.n.e.) uporządkował wszystkie znane sobie organizmy żywe w system: od najprostszych do najbardziej złożonych form, twierdził także, że istoty żywe są niedoskonałe i dążą do doskonałości. Jednak Arystoteles nie podał żadnej koncepcji pochodzenia gatunków. Wiele wieków później gdy ludzie zaczęli odnajdywać szczątki zwierząt i dostrzegać, że ich niektóre części ciała nie pasują do żadnych znanych im form życia, Leonardo da Vinci (1452 – 1519) wyraził pogląd, iż są to szczątki dawno wymarłych zwierząt, które żyły w zamierzchłej przeszłości. W roku urodzenia Karola Darwina, czyli 1809, Jean Baptiste de Lamarck wydał swoje dzieło „Filozofia zoologii”, uczony ten twierdził, że wszystkie organizmy obdarzone są siła witalną, która prowadzi je w rozwoju ku coraz większej złożoności, a przy tym organizmy mogą przekazywać potomstwu cechy nabyte w czasie życia.

KAROL DARWIN
Karol Darwin urodził się w 1809 roku w Shrewsbury w Anglii. Jako 15 – letni chłopiec został wysłany na Uniwersytet w Edynburgu, żeby studiować medycynę, jego dziad i ojciec byli lekarzami. Po dwóch latach nauki Karol stwierdził, że nie może patrzeć na krew, nie cierpi brutalności zabiegów (nie znano jeszcze środków znieczulających)o wstąpił w Cambridge na filologie klasyczne. Bardziej jednak interesował się geologia i botanika, toteż zaczął studiować również te przedmioty.
Poznał i zaprzyjaźnił się z profesorem botaniki Johnem Henslow, który zaproponował mu, gdy tylko skończył studia, podróż dookoła świata na statku „H.M.S. Beagle” w charakterze przyrodnika i towarzysza kapitana.
Statek wypłynął w grudniu 1831 roku udając się w 5 – letni rejs. W czasie rejsu Darwin – choć nękany choroba morską – skrzętnie notował wszystko co widział ze statku i zbierał małe stworzonka morskie. Gdy statek zawija do portów schodził na brzeg i dokonywał obserwacji. Szczególnych obserwacji poczynił na wyspach Galapagos. Darwin zetknął się tam z roślinami i zwierzętami nigdzie indziej nie spotykanymi. Zdumiał się wielce, gdy mieszkaniec Galapagos powiedział, że potrafi rozpoznać, z której wyspy pochodzi poszczególny żółw, ponieważ na każdej występuje inny gatunek. Potem Darwin stwierdził, że pewne ptaki z Galapagos są, tak jak żółwie, blisko ze sobą spokrewnione, choć maja różny kształt dzioba (słynne „zięby Darwina”). Po powrocie czytał dużo - teksty geologiczne, paleontologiczne, biologiczne. Któregoś dnia (od niechcenia, jak sam powiedział) rzucił okiem na stare dzieło Malthusa dotyczące człowieka - wojen, głodu, chorób i innych nieszczęść ("Essay on the Principle of Population" 1797). Malthus dowodził, że gdyby nie one, dawno już na Ziemi zabrakłoby miejsca dla ludzi. I wtedy Darwin doznał olśnienia (to też jego słowa): w przyrodzie jest tak samo.
Darwin wahał się z opublikowaniem swojej teorii, przypuszczalnie obawiając się krytyki. Ale w 1859 roku jego książka „O powstaniu gatunków’ wyszła drukiem, wywołując burze, ponieważ przeciwstawiała się prawdom zawartym w Biblii.
Około roku po powrocie z podróży dookoła świata Darwin poważnie zapadł na zdrowiu. Mimo to zachował dobry humor i miłe usposobienie. W 1839 roku poślubił kuzynkę Emmę i zamieszkał w Downe, w hrabstwie Kent. Miał dziesięcioro dzieci. Zmarł w 1882 roku, w wieku 73 lat.

ZAŁOŻENIE DARWIONOWSKIEJ EWOLUCJI
1. NADPRODUKCJA – liczba wydanego na świat potomstwa jest znacznie większa niż liczba osobników osiągających zdolność do reprodukcji
2. ZMIEMMOŚĆ – w potomstwie występują różnice międzyosobnicze (Darwin doceniał znaczenie zmienności, ale nie znał jej genetycznego podłoża)
3. WSPÓŁZAWODNICTWO – organizmy konkurują ze sobą, o ograniczone, dostępne dla nich zasoby (walka o byt)
4. PRZEŻYĆ, ABY SIĘ ROZMNOŻYĆ – osobniki odznaczające się najkorzystniejszymi cechami maja największe szanse przeżycia i reprodukcji
Proces doboru naturalnego (selekcji naturalnej) powoduje zatem wzrost liczby korzystnych i spadek liczby niekorzystnych genów w populacji. Taka populacja staje się lepiej przystosowana do miejscowych warunków. Po pewnym czasie zmiany te kumulują się w populacjach geograficznie od siebie oddzielonych i mogą być na tyle znamienne, ze spowodują powstanie nowego gatunku.

SYNTETYCZNA TEORIA EWOLUCJI
Darwin uważał, ze osobniki przekazują swe cechy następnym pokoleniom, ale nie potrafił tego wyjaśnić. Kluczem do tego były prace, 13 lat młodszego od Darwina, czeskiego zakonnika Grzegorza Mendla. Niestety Darwin, podobnie jak cały ówczesny świat, nie znał ich. Dopiero w 1900 roku, czyli 16 lat po śmierci Mendla i 18 lat po śmierci Darwina, prace Mendla zostały odkryte dla nauki przez holenderskiego naukowca Hugo de Vries. Dzięki niemu ponad 50 lat temu biologowie połączyli mendlowską genetykę z darwinowskim ewolucjonizmem. Był to przełom, gdyż przedstawili oni wyczerpująca interpretacje ewolucji, znana jako ‘neodarwinizm’ lub ‘syntetyczna teoria ewolucji’. Na własne potrzeby nazwałam ja ‘mendlowskim darwinizmem’.
Mendlowski darwinizm wyjaśnia obserwowana przez Darwina zmienność genetyczna o kategoriach mutacji i rekombinacji genetycznych.
Obecnie biologowie akceptują podstawowe zasady mendlowskiego darwinizmu, lecz zachowując krytyczne myślenie, szczegółowiej analizują jej niektóre aspekty, np. role przypadku w wyznaczaniu kierunku ewolucji, szybkość powstawania nowego gatunku. Takie rozważania są skutkiem zweryfikowania niektórych dowodów kopalnych, odkryć molekularnych aspektów dziedziczności, a także wiele innych odkryć i badań.

DOWODY EWOLUCJI
Za każdą naukową teoria muszą iść dowody, inaczej zostanie ona odrzucona lub zmodyfikowana. Jest wiele dowodów potwierdzających ewolucję. Dzielimy je na pośrednie i bezpośrednie.
Do bezpośrednich dowodów zaliczamy m. in. skamieniałości zarówno żywe jak i martwe. Martwe skamieliny to np. kości z ery mezozoicznej, odciski stóp pozostawione w stygnącej lawie (tropy zwierząt, ale również odciski stóp australopiteków), zmumifikowane ciał ludzi i zwierząt wydobyte ze zmarzlin lodowych lub torfu, odciski paprotników, widłaków, skrzypów, paproci, prostych organizmów lub ich szkieletów w osadowych skałach organicznych (wapń, węgiel). Za żywe skamieliny uważamy zwierzęta występujące tylko na ograniczonym terenie naszego globu, zagrożone wymarciem oraz znajdujące się na niższym poziomie ewolucyjnym, należą do nich ryba trzonopłetwa latimura zamieszkująca wody oceanu indyjskiego (przez wiele lat uważana za wymarła), stekowce i torbacze występujące w Australii oraz żółwie z wysp Galapagos, którymi interesował się już Darwin.
Pośrednim dowodem ewolucji jest np. istnienie u zwierząt i roślin narządów homologicznych i analogicznych. Narządy homologiczne są to narządy, które maja takie samo pochodzenie i podobny plan budowy, ale spełniają różne funkcje, przykładem narządów homologicznych są skrzydła ptaka, płetwa walenia, noga konia i ręka człowieka – wszystkie te narządy mają te same kości, lecz inne funkcje. Narządy analogiczne to narządy spełniające te same funkcje, lecz o innym pochodzeniu i innej budowie, przykładem wśród roślin są korzenie u organowców i chwytniki u mszaków – utrzymują one roślinę w podłożu i pobierają wodę, ale są innej budowy i pochodzenia.
U człowieka występują tzw. narządy szczątkowe, które są ‘pamiątka’ po przodkach, jak również kolejnym pośrednim dowodem ewolucji. Do narządów szczątkowych człowieka należą m.in. owłosienie ciała (szczególnie na klatce piersiowej u mężczyzn), wyrostek robaczkowy i tzw. ‘ósemki’ w uzębieniu.
W czasie rozwoju płodowego zarodek przechodzi biogenezę, czyli ewolucje w ‘skróconej wersji’ powtarzając cechy przodków np. łuki skrzelowe czy ogon.

ŻYCIE NA ZIEMI
Po ukształtowaniu się Ziemi, jej powierzchnia była bardzo gorąca i nie mogło się na niej od razu rozwinąć życie. Dopiero po upływie około miliarda lat ostygła na tyle, że stało się to możliwe. Naukowcy uważają, że życie powstało przed miliardami lat z gazów ówczesnej atmosfery, które pod wpływem wyładowań elektrycznych lub w obecności ciepłej lawy wulkanicznej tworzyły proste związki organiczne. Głównymi gazami były prawdopodobnie wodór, metan, amoniak i para wodna, w tym czasie najprawdopodobniej tlen nie występował w czystej postaci. Doświadczenia wydają się potwierdzać tezę o powstaniu w ten sposób związków organicznych jakimi są aminokwasy. Powstawaniu aminokwasów, według badań, sprzyjają wyładowania elektryczne i promieniowanie ultrafioletowe. Rozpuszczone w oceanach aminokwasy przez miliony lat tworzyły różne białka, a potem komórki. Pierwsze z tych komórek przypominały małe torebki białka, otoczone błoną. Taka komórka mogła przyswajać inne związki chemiczne (odżywianie) i dzielić się (rozmnażanie). Najstarsze z odkrytych takich śladów szacuje się na 3,5 mld lat. Ich struktura potwierdza tę teorię. Po setkach milionów lat takie komórki zaczęły się rozwijać. Powiększyły się i wytworzyły jądro, które od tej pory regulowało procesy życiowe. Ok. 850 mln lat temu zaczęły pojawiać się proste organizmy zbudowane z kilku komórek; właściwie były to paciorkowate łańcuszki komórek. Minęły kolejne miliony lat, zanim ten łańcuszek komórek stał się pierwszą rośliną i pierwszym zwierzęciem. Pierwsze rośliny lądowe pojawiły się około 410 mln lat temu, w sylurze. Pierwsze ssaki były bardzo małymi zwierzętami, żyjącymi w cieniu dinozaurów. Gdy 65 mln lat temu, na skutek wielkiej katastrofy, dinozaury wymarły, nastała trwająca do dziś era ssaków, w czasie której po Ziemi zaczął przechadzać się człowiek.

EWOLUCJA GATUNKU LUDZKIEGO
Zwierzętami najbardziej podobnymi do człowieka są małpy człekokształtne, czyli antropoidy. Do nich należą: afrykańskie szympansy i goryle oraz zamieszkujące Azję Południowo – Wschodnią orangutany i gibony. Mają one duży mózg (ale nie tak duży jak Homo sapiens, czyli człowiek współczesny, w dosłownym tłumaczeniu człowiek rozumny), długie ramiona i chwytne ręce oraz w przeciwieństwie do innych małp nie maja ogonów. Po porównaniu łańcuchów DNA naukowcy stwierdzili, że naszymi najbliższymi krewniakami są szympansy.
Najstarsze kości człowieka znaleziono w Afryce, ich wiek szacuje się na 3 – 4 mln lat. Należą one do tzw. australopiteków, nazwa ta znaczy dosłownie małpy południowe. . mniej więcej do miliona lat temu również w Afryce żyły inne odmiany australopiteka. Kolejnym krokiem ewolucyjnym był homo habilis, czyli człowiek ręczny, miał on o wiele większy mózg niż australopiteki i wytwarzały proste narzędzia. Ich szczątki oceniane są na około 2 mln lat. Po homo habilis nastał homo erectus, człowiek wyprostowany, wytwarzał on doskonalsze narzędzia, takie jak tłuki ręczne, posługiwał się tez ogniem, jego skamieliny odnaleziono w różnych częściach świata m.in. w Chinach, Europie, na Bliskim Wschodzie, na Jawie.
W 1856 roku w dolinie Neandertal w Niemczech odkryto szczątki ludzkiego szkieletu. Człowiek, do którego on należał, miał nieco inna budowę ciała niż człowiek współczesny, był niższy i miał trochę inaczej sklepiona czaszkę. Podobne szkielety odkryto później w wielu częściach Europy. Neandertalczycy, jak zostali oni nazwani, żyli od około 150 000 do 30 000 lat temu. Na podstawie znalezionych przy nich przedmiotów wiemy, ze posługiwali się narzędziami, takimi jak skrobaczki i krzemienne noże. Praktykowali oni grzebanie swoich zmarłych, co świadczy o istnieniu wśród nich wierzeń religijnych. Nikt nie wie dlaczego stopniowo wymarli.
W miarę jak neandertalczycy znikali, w całej Europie zaczął się rozprzestrzeniać nowy gatunek: Homo sapiens. Byli oni wyżsi i szczuplejsi od neandertalczyków, ale nie mieli większego mózgu. Około 10 000 lat temu ludzie ci zamieszkiwali już niemal wszystkie zakątki świata.