Teori evolusi biologis, proses, tes dan contoh

Itu Evolusi Biologis Ini adalah perubahan dalam sifat -sifat kelompok organisme selama beberapa generasi. Kelompok organisme dari spesies yang sama dikenal sebagai "populasi biologis".

Intinya, teori evolusi neodarwinis modern mengatakan bahwa ini terdiri dari perubahan bentuk kehidupan secara bertahap. Ini dimulai - mungkin - dengan molekul dengan kemampuan untuk mereplikasi dirinya sekitar 3.5 miliar tahun.

Sumber: Chensiyuan [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)]

Dengan berlalunya waktu, cabang garis keturunan terjadi dan spesies baru dan beragam muncul. Mekanisme untuk perubahan evolusioner ini adalah seleksi alam dan penyimpangan gen.

Biologi Evolusi berusaha untuk memahami asal usul keanekaragaman hayati dan bagaimana hal itu dipertahankan. Seperti halnya sains utama dalam biologi, umumnya dianggap sebagai pemikiran pemersatu, yang mengintegrasikan berbagai disiplin ilmu biologi.

Properti pemersatu biologi evolusi ini ditandai dalam frasa terkenal Theodosius Dobzhansky: "Tidak ada yang masuk akal dalam biologi, jika tidak mengingat evolusi".

Saat ini, biologi evolusi telah menikmati semua kemajuan dalam sains, yang memungkinkan filogenia dibangun kembali menggunakan berbagai molekuler dan karakteristik analisis statistik.

[TOC]

Apa proses evolusioner?

Evolusi adalah istilah yang berasal dari akar Latin Evolvere, yang diterjemahkan sebagai menggunakan atau mengungkapkan potensi tersembunyi. Hari ini, kata evolusi hanya membangkitkan perubahan. Kemungkinan akan menjadi bagian dari leksikon harian kita untuk merujuk pada perubahan suatu objek atau pada seseorang.

Namun, evolusi biologis mengacu pada perubahan dalam kelompok organisme melalui perjalanan generasi. Definisi umum evolusi ini digunakan oleh Futuyma (2005). Penting untuk menyoroti bahwa organisme seperti individu Mereka tidak berevolusi, sementara kelompok organisme melakukannya.

Dalam biologi, seperangkat individu dari spesies yang sama yang hidup berdampingan dalam waktu dan di luar angkasa disebut populasi. Agar perubahan populasi dianggap evolusi, itu harus diturunkan dari satu generasi ke generasi lainnya melalui materi genetik.

Teori Ilmiah Evolusi

Sejak dahulu kala, manusia telah merasakan keingintahuan intrinsik untuk asal usul kehidupan dan keberadaan keragaman besar yang dihadapi makhluk organik.

Karena naturalis Inggris Charles Darwin (1809-1882) memiliki dampak signifikan pada pengembangan ilmu ini, kami akan memeriksa teori-teori yang diusulkan sebelum dan sesudah kontribusinya.

Sebelum Darwin: Kreasionisme dan Ketidakmampuan Spesies

Sebelum Darwin, para naturalis dan ilmuwan lain ditandai dengan mempertahankan pemikiran kreasionis sehubungan dengan asal usul spesies.

Visi esensialis ditangani, di mana setiap spesies memiliki esensi yang tidak dapat diubah dan variasi yang kami amati pada kelompok itu hanya karena ketidaksempurnaan keberadaan. Konsepsi ini dikelola pada saat Plato dan Aristoteles.

Beberapa waktu kemudian, orang -orang Kristen mulai secara harfiah menafsirkan bagian -bagian Alkitab, memahami bahwa makhluk organik diciptakan dalam satu peristiwa oleh entitas supernatural. Konsepsi ini tidak memungkinkan perubahan spesies dari waktu ke waktu, karena mereka telah dibuat di bawah kesempurnaan ilahi.

Pada abad ke -18 tujuan para naturalis adalah untuk membuat katalog rencana ilahi yang telah Tuhan ciptakan. Misalnya, Linneo menetapkan basis taksonomi saat ini mengikuti garis pemikiran ini.

Selanjutnya, visi ini ditantang oleh beberapa pemikir. Teori pra-kehidupan yang paling relevan dari waktu itu dirumuskan oleh Jean Baptiste Lamarck. Baginya, setiap spesies berasal dari individu melalui generasi spontan dan mampu "maju" atau meningkat dari waktu ke waktu.

Salah satu prinsip paling relevan yang ditetapkan oleh Lamarck adalah warisan karakter yang diperoleh. Naturalis ini percaya bahwa berbagai fitur yang kami peroleh sepanjang hidup kami dapat diteruskan ke keturunan kami.

Misalnya, di bawah penglihatan Lamarkian, seorang binaragawan yang bekerja keras semua kelompok ototnya, harus memiliki anak dengan otot yang maju. Prinsip yang sama akan berlaku dengan ketidaktersaan organ.

Kontribusi Darwin dan Wallace untuk Biologi Evolusi: Seleksi Alam

Nama Charles Darwin biasanya muncul di sebagian besar teks biologi, terlepas dari spesialisasinya. Darwin merevolusi biologi, dan sains secara umum, dengan besarnya - besarnya sebanding, misalnya, dengan kontribusi Newton.

Di masa mudanya, Darwin mempertahankan pemikiran yang setia pada ajaran Alkitab. Namun, disertai dengan pemikiran religius, Darwin menyatakan minatnya kepada ilmu alam, jadi itu dikelilingi oleh pikiran ilmiah yang paling cerdas saat itu.

Perjalanan di Beagle

Kehidupan Darwin berubah ketika pada usia dini ia memulai perjalanan di atas H. M. S. Beagle, kapal Inggris yang akan menjelajahi berbagai daerah di Amerika Selatan. Setelah perjalanan yang berlangsung beberapa tahun, Darwin mengamati dan mengumpulkan beragam fauna dan flora Amerika Selatan.

Berkat situasi keuangannya yang optimal, Darwin mampu mendedikasikan hidupnya secara eksklusif untuk pekerjaannya dalam ilmu biologi. Setelah meditasi yang luas - dan juga bacaan tentang ekonomi - Darwin menghasilkan teori seleksi alamnya.

Dapat melayani Anda: karakteristik makhluk hidup

Seleksi alam adalah ide yang sederhana dan pada saat yang sama, menjadi mekanisme evolusi yang penting - meskipun bukan satu -satunya, seperti yang akan kita lihat nanti.

Gagasan ini tidak hanya disimpulkan oleh Darwin. Seorang naturalis muda bernama Alfred Wallace mencapai ide yang sangat mirip secara mandiri. Wallace berkomunikasi dengan Darwin, dan keduanya disajikan bersama teori evolusi dengan seleksi alam.

Asal usul spesies

Selanjutnya, Darwin menyajikan karya agungnya: “Asal usul spesies”, Yang menampilkan teorinya secara rinci dan dengan bukti kuat. Buku ini memiliki enam edisi di mana Darwin bekerja sepanjang hidupnya.

Teori seleksi alam menyatakan bahwa jika ada variasi yang berguna dan warisan dalam populasi individu, akan ada reproduksi diferensial antara pemegang fitur. Ini akan cenderung menghasilkan lebih banyak keturunan, sehingga meningkatkan frekuensi sifat pada populasi.

Selain itu, Darwin juga mengusulkan keturunan bersama: semua spesies telah menyimpang dalam waktu evolusi seorang leluhur yang sama. Dengan demikian, semua makhluk organik dapat diwakili dalam pohon kehidupan yang agung.

Setelah Darwin: Neodarwinisme dan Sintesis

Segera setelah publikasi "Asal ", Kontroversi besar pecah di antara para ilmuwan terpenting saat itu. Namun, selama bertahun -tahun, teorinya secara bertahap diterima.

Ada ahli biologi yang tidak pernah menerima ide -ide Darwinian, jadi mereka menghasilkan teori evolusi mereka sendiri, sekarang hampir sepenuhnya didiskreditkan. Contohnya adalah neo-llackisme, ortogenesis, dan mutasi, antara lain.

Antara tahun 30 dan 40 semua teori anti-kehidupan dibuang dengan kedatangan sintesis evolusioner. Ini terdiri dari persatuan ide -ide Darwinian dengan kontribusi serangkaian ahli genetika dan ahli paleontologi seperti Fisher, Haldane, Mayr, dan Wright, antara lain.

Sintesis berhasil menyatukan teori evolusi dengan prinsip -prinsip genetik yang benar, karena salah satu kesulitan yang harus dialami Darwin selama karyanya adalah ketidaktahuan gen sebagai partikel warisan.

Bukti Evolusi: Hanya Teori?

Saat ini, evolusi biologis adalah fakta yang didukung oleh bukti yang kuat dan berlimpah. Meskipun ahli biologi tidak meragukan kebenaran proses, dalam kehidupan sehari -hari kita biasanya mendengar bahwa evolusi adalah "hanya teori" - dengan konotasi merendahkan.

Kesalahpahaman ini bagian dari fakta bahwa istilah "teori" memiliki makna yang berbeda dalam sains dan dalam kehidupan sehari -hari. Bagi kebanyakan orang, sebuah teori adalah prediksi fakta yang tidak pasti, ditandai dengan memiliki fondasi yang lemah. Bagi seorang ilmuwan, sebuah teori adalah badan ide yang konsisten dan terstruktur dengan cara yang tepat.

Mengikuti urutan ide ini, kita dapat menyimpulkan bahwa evolusi adalah a dibuat, Dan ada mekanisme untuk menjelaskannya, seperti teori seleksi alam. Bukti yang paling menonjol dari proses evolusi adalah sebagai berikut.

Homologi

Dua proses atau struktur homolog jika sifat ini diwarisi langsung dari nenek moyang yang sama. Dalam biologi evolusioner, homologi adalah titik mendasar, karena mereka adalah satu -satunya karakteristik yang memungkinkan kita.

Homologi morfologis

Contoh homologi yang sangat terkenal adalah tulang ekstremitas tetrapoda. Mari kita ambil tiga hewan yang berbeda dalam modalitas penggerak mereka untuk memahami mengapa homologi adalah bukti kuat dari proses evolusi: manusia, paus dan kelelawar.

Ketiga kelompok ini memiliki rencana dasar struktural dalam ekstremitas sebelumnya, karena mereka mewarisinya dari leluhur yang sama. Yaitu, tetropoda leluhur memiliki humerus, diikuti oleh jari -jari dan kubus, dan akhirnya serangkaian falanges.

Tidak ada alasan fungsional mengapa tiga hewan dengan gaya hidup yang berbeda seperti itu harus berbagi rencana tulang yang sama di anggota tubuh mereka.

Jika hidup dirancang, tidak ada alasan untuk membangun organisme akuatik, satu terbang dan tanah dengan rencana yang sama. Tidak ada insinyur - betapapun kurangnya pengalaman.

Cara paling logis untuk menjelaskan ini adalah dengan keturunan bersama. Ketiganya mewarisi rencana struktural leluhur ini dan menderita modifikasi adaptif yang kita amati hari ini: sayap, sirip dan lengan.

Homologi molekuler

Homologi tidak terbatas pada karakteristik anatomi dari makhluk hidup. Mereka juga dapat dibuktikan pada tingkat molekuler. Informasi genetik makhluk hidup disimpan dalam DNA dan diterjemahkan ke dalam kembar tiga: tiga nukleotida sesuai dengan asam amino.

Homologi molekuler universal adalah pembacaan kode genetik ini, karena hampir semua makhluk organik berbagi bahasa ini - meskipun ada pengecualian yang sangat spesifik.

Catatan fosil

Ketika Darwin mengusulkan teori seleksi alamnya, ia berpendapat bahwa semua bentuk transisi bertahap tidak ada dalam registri fosil karena tidak lengkap. Sebaliknya, penentang gagasan Darwinian melihat diskontinuitas pendaftaran sebagai ujian terhadap teori tersebut.

Kita harus ingat bahwa proses fosilisasi makhluk organik adalah peristiwa yang tidak mungkin, ditambah dengan probabilitas bahwa spesimen yang ditemukan dalam kondisi baik. Untuk alasan ini, kurang dari 1% dari semua bentuk yang pernah mereka jalani diwakili dalam registri fosil.

Dapat melayani Anda: Evolusi Prebiotik: Di mana itu terjadi dan apa yang diperlukan

Meskipun demikian, fosil yang diawetkan dengan sangat baik telah ditemukan yang berfungsi sebagai "jendela untuk masa lalu". Salah satu yang paling terkenal adalah Archaeopteryx. Dalam fosil ini mereka menyoroti karakteristik perantara antara reptil dan burung. Kami juga memiliki beberapa fosil hominid yang memungkinkan kami membangun kembali evolusi manusia.

Beberapa teori alternatif telah diusulkan untuk menjelaskan diskontinuitas pendaftaran, seperti teori keseimbangan yang diselingi.

Biogeografi

Meskipun evolusi didukung oleh bukti dari banyak cabang pengetahuan, itu adalah biogeografi yang meyakinkan Darwin tentang kebenaran proses evolusioner.

Distribusi organisme hidup di planet bumi tidak homogen, dan banyak aspek dari pola ini dapat dijelaskan dengan teori evolusi - dan bukan oleh hipotesis penciptaan khusus.

Ketika kami memeriksa fauna pulau -pulau samudera (elemen terisolasi yang tidak pernah melakukan kontak dengan daratan), kami menemukan bahwa komposisi spesies sangat aneh. Misalnya, ini dapat dilihat di pulau -pulau yang terletak di Atlantik Utara, yang disebut Kepulauan Bermuda.

Vertebrata asli (non -sailors) sangat sedikit, terutama burung, kelelawar migrasi, dan kadal, antara lain. Beberapa spesies ini menunjukkan hubungan yang signifikan dengan fauna Amerika Utara. Lainnya, di sisi lain, adalah endemik ke pulau itu dan tidak ditemukan di wilayah lain.

Pola distribusi ini kompatibel dengan proses evolusi, karena area tersebut secara khusus dijajah dengan hewan dengan kapasitas penerbangan dan menyebarkan jarak yang besar.

Evolusi dalam Tindakan: Contoh Evolusi

Kesalahpahaman lain dalam biologi evolusi adalah bahwa itu terkait dengan proses yang sangat lambat.

Meskipun memang benar bahwa untuk mendapatkan adaptasi yang kompleks seperti rahang atau mata yang kuat dengan visi yang sangat baik, kita harus menunggu beberapa juta tahun, ada proses evolusi tertentu yang dapat kita amati dengan mata kita sendiri dalam waktu yang relatif singkat waktu.

Selanjutnya kita akan menganalisis kasus ngengat Biston Betularia Sebagai contoh evolusi dalam tindakan. Nanti kita akan berbicara tentang resistensi terhadap antibiotik dan pestisida, contoh lain dari evolusi yang dapat kita amati dalam waktu singkat.

Melanisme industri dan Biston Betularia

Salah satu contoh paling menonjol dalam biologi evolusi adalah melanisme industri. Fenomena ini didokumentasikan selama revolusi industri dan berhasil membangun hubungan antara variasi warna ngengat Biston Betularia dan kontaminasi habitatnya.

Ngengat menyajikan dua morfologi: satu jernih dan satu gelap. Sebelum polusi, varian dominan adalah ngengat yang jelas, mungkin karena bertengger di gigitan birch yang jelas dan bisa tidak diketahui oleh predator potensial mereka: burung.

Dengan kedatangan revolusi industri, polusi meningkatkan level yang signifikan. Korteks pohon mulai mengambil warna yang semakin gelap dan ini menghasilkan perubahan frekuensi varian terang dan gelap dari ngengat.

Ngengat gelap adalah varian dominan untuk sementara waktu, karena bisa lebih baik tersembunyi di kulit yang menghitam.

Selanjutnya, program pembersihan lingkungan dilaksanakan yang membantu mengurangi polusi lingkungan. Berkat efisiensi program -program ini, pohon -pohon mulai mengambil warna karakteristik awal mereka lagi.

Karena kita bisa intuit, frekuensi ngengat berubah lagi, menjadi varian yang jelas yang dominan. Dengan demikian, proses evolusi didokumentasikan dalam periode waktu 50 tahun.

Mekanisme evolusi

Evolusi biologis adalah proses yang melibatkan dua langkah: generasi variasi dan kemudian reproduksi diferensial variasi, baik dengan seleksi alam atau dengan penyimpangan gen. Untuk alasan ini, istilah seleksi alam dan evolusi tidak boleh digunakan secara bergantian - karena tidak.

Di bawah perspektif evolusi genetika populasi adalah perubahan frekuensi alelik dari waktu ke waktu dalam suatu populasi. Dengan demikian, kekuatan yang mengubah frekuensi alelik adalah seleksi, drift, mutasi dan migrasi.

Seleksi alam

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, kontribusi terbesar Darwin terhadap biologi adalah untuk mengusulkan teori seleksi alam. Ini sangat disalahpahami dan salah diartikan oleh media, mengasosiasikannya dengan frasa yang salah seperti: "kelangsungan hidup yang paling cocok".

Kondisi seleksi alam terjadi

Seleksi alam adalah ide sederhana, dengan hasil yang luar biasa. Jika suatu sistem memenuhi karakteristik berikut ini akan berkembang - tidak dapat dihindari - melalui seleksi alam:

- Variabilitas: satu syarat Sine qua non Agar evolusi terjadi, harus ada variasi dalam populasi.

Misalnya, anggota bervariasi dalam warna, bulu, tinggi, dll. Kita dapat menemukan variasi pada tingkat yang berbeda: morfologis, seluler, ahli biokimia dan molekuler. Saat kita turun di level, kita menemukan bahwa variasi meningkat.

- Warisan: Secara sederhana, pembungkus adalah kemiripan orang tua dengan keturunan mereka. Secara formal, ini didefinisikan sebagai proporsi varians fenotipik karena variasi genetik dan diekspresikan dengan persamaan: h² = V_G / (V_G + V_DAN), di mana v_G Itu adalah varian genetik dan v_DAN Varian lingkungan.

Dapat melayani Anda: gliseraldehida: struktur, karakteristik, fungsi

- Asosiasi dengan dia Kebugaran: Akhirnya, fitur yang dapat diwariskan harus memberikan kepada agensi bahwa ia memiliki keuntungan di kebugaran. Istilah ini digunakan dalam biologi evolusi untuk mengukur kemampuan suatu organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi, meninggalkan keturunan yang subur.

Dengan demikian, ketika ketiga kondisi ini dipenuhi, organisme dengan sifat -sifat yang menguntungkan lebih cenderung bereproduksi daripada anggota populasi yang tidak memiliki hal yang sama.

Gen berasal

Gene Drift adalah perubahan frekuensi alelik yang terjadi dengan kesalahan pengambilan sampel gamet dari satu generasi ke generasi lainnya. Artinya, ini adalah peristiwa stokastik atau acak. Fenomena ini signifikan ketika populasi studi yang efektif kecil.

Dalam statistik, kesalahan pengambilan sampel adalah perbedaan yang ada antara prediksi teoritis dan yang diperoleh secara eksperimental. Misalnya, jika kita memiliki 50 butir hitam dan 50 biji -bijian merah di dalam tas, kita akan berharap bahwa jika kita mengambil 10 acak proporsi yang diharapkan adalah 5 Black dan 5 Red Grains Red.

Namun, tidak akan aneh jika hasil eksperimen adalah 6 orang kulit hitam dan 4 merah, atau 7 hitam dan 3 merah. Ini adalah kesalahan pengambilan sampel.

Menurut teori netral evolusi molekuler, sebagian besar mutasi ditetapkan oleh derivasi dan tidak memiliki efek pada kebugaran individu.

Seperti dalam seleksi alam, dalam drift gen ada reproduksi diferensial individu hanya bahwa dalam hal ini kebetulan - sementara dalam seleksi alam itu adalah dengan karakteristik yang meningkatkannya kebugaran.

Aplikasi Biologi Evolusi

Biologi Evolusi memiliki serangkaian aplikasi, baik untuk kedokteran, pertanian, biologi konservasi, dan untuk disiplin ilmu lainnya.

Obat

Teori Evolusi adalah ilmu penting di bidang kedokteran. Misalnya, ini memungkinkan kita untuk memprediksi hasil penggunaan antibiotik yang tidak pandang bulu untuk pengobatan penyakit menular.

Ketika kami menerapkan antibiotik yang tidak perlu atau tidak memuncak perawatan medis, kami akan menghilangkan varian yang tidak tahan, tetapi individu yang resisten akan meningkatkan frekuensi mereka pada populasi bakteri.

Saat ini, masalah resistensi bakteri terhadap sebagian besar antibiotik adalah dunia yang menarik dan perhatian. Kesadaran penggunaan antibiotik adalah cara untuk mengurangi komplikasi ini.

Misalnya, bakteri Staphylococcus aureus Adalah umum adalah ruang operasi dan menyebabkan infeksi pada pasien selama operasi.

Saat ini, bakteri benar -benar resisten terhadap serangkaian antibiotik, seperti penisilin, ampisilin, dan obat -obatan terkait. Meskipun antibiotik baru telah dihasilkan untuk menangkalnya, obat -obatan kurang dan kurang efisien.

Krisis Perlawanan adalah salah satu contoh evolusi yang paling dramatis, yang dapat kita amati dengan mata kita sendiri, jadi itu juga berfungsi sebagai bukti dari proses evolusioner.

Pertanian dan ternak

Prinsip evolusi yang sama dapat diekstrapolasi dengan penggunaan pestisida untuk penghapusan hama, dalam budaya dengan kepentingan ekonomi yang signifikan. Jika jenis pestisida yang sama diterapkan untuk waktu yang lama, kami akan mendukung peningkatan varian resisten.

Demikian pula, petani berusaha mendapatkan hewan "terbaik", untuk memaksimalkan produksi (susu, daging, dll.). Petani ini memilih individu yang mereka anggap paling berguna dalam hal praktis. Dengan berlalunya generasi, individu menyerupai apa yang diinginkan oleh manusia.

Proses seleksi buatan manusia ini menyerupai seleksi alam, dalam hal keberhasilan reproduksi diferensial. Dengan perbedaan luar biasa bahwa di alam tidak ada co -sentencer.

Biologi Konservasi

Dalam masalah konservasi, pemahaman fenomena seperti "kemacetan" dan penurunan kebugaran disebabkan oleh endogami memungkinkan untuk menghindarinya dan menghasilkan rencana konservasi yang meningkatkan kebugaran dan menjaga populasi "sehat".

Referensi

1. Audesirk, t., Audesirk, g., & Byers, b. DAN. (2004). Biologi: Sains dan Alam. Pendidikan Pearson.
2. Darwin, c. (1859). Tentang asal -usul spesies dengan menggunakan seleksi alam. Murray.
3. Freeman, s., & Herron, J. C. (2002). Analisis Evolusi. Prentice Hall.
4. Futuyma, d. J. (2005). Evolusi. Sinauer.
5. Hall, b. K. (Ed.). (2012). Homologi: Dasar Hirarkis Biologi Komparatif. Pers Akademik.
6. Hickman, c. P., Roberts, l. S., Larson, a., Ober, w. C., & Garrison, C. (2001). Priorm yang terintegrasi zoologi. McGraw-Hill.
7. Kardong, k. V. (2006). Vertebrata: Anatomi Komparatif, Fungsi, Evolusi. McGraw-Hill.
8. Kliman, r. M. (2016). Encyclopedia of Evolutionary Biology. Pers Akademik.
9. Losos, J. B. (2013). Panduan Princeton untuk Evolusi. Princeton University Press.
10. Reece, J. B., Urry, l. KE., Kain, m. L., Wasserman, s. KE., Minorsky, hlm. V., & Jackson, R. B. (2014). Biologi Campbell. Pearson.
11. Nasi, s. KE. (2009). Encyclopedia of Evolution. Menginformasikan penerbitan.
12. Russell, hlm., Hertz, hlm., & McMillan, b. (2013). Biologi: Ilmu Dinamis. Pendidikan Nelson.
13. Soler, m. (2002). Evolusi: Dasar Biologi. Proyek Selatan.
14. Starr, c., Evers, c., & Starr, l. (2010). Biologi: Konsep dan Aplikasi Tanpa Fisiologi. Pembelajaran Cengage.
15. Bangun, d. B., Bangun, m. H., & Specht, c. D. (2011). Homoplasy: Dari mendeteksi suatu pola hingga penderitaan proses dan mekanisme evolusi. Sains, 331(6020), 1032-1035.