Teorije evolucije

Gerges Cuvier (1769-1832) i teorije katastrofe

• bio je prvi zoolog koji je upotrijebio komparativnu anatomiju za razvoj sustava klasifikacije životinja, fiksist

• serije lokalnih katastrofa ili masovna izumiranja pojavljuju se svaki puta s novim geološkim slojem (razdobljem)

Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829)

Tvorac prve cjelovite teorije evolucije!

Podržavao teoriju o polaganoj pretvorbi jednih organizama u druge; transformizam.

Glavne postavke Lamarckove teorije evolucije

• Lamarck je smatrao da je Zemlja vrlo stara „Oh kako je velika starost kugle zemaljske i kako su sitne misli onih koji za tu kuglu tvrde do od svog početka do danas ima tek šest tisuća i nešto više godina.“

• Organizmi neprestano teže usavršavanju • Prilagođavanje organizama promjenama u

okolišu zbiva se tako da oni jedne organe upotrebljavaju, čime se oni razvijaju, a druge ne upotrebljavaju (oni kržljaju)

• Tako za života stečene osobine organizma se nasljeđuju tj. prelaze na potomstvo (NETOČNO!!)

• Iako je Lamarck autor prve cjelovite teorije evolucije nije mogao pružiti dokaze za evoluciju.

• Glavni udarac lamarkizmu – istraživanja genetike

Charles Darwin (1809 – 1882)

Darwinov put na brodu “Beagle”,tijekom kojeg je skupio važne dokaze za teoriju evolucije

• Charles Lyellova knjiga „Principi geologije“ prezentira dokaze za teoriju geoloških promjena predloženu od James Huttona.

• Darwin uvjeren da se velike geološke promjene na Zemlji rezultat polaganih procesa te da je Zemlja, time, vrlo stara.

• Proučavao ostatke mnogih izumrlih organizama, bavio se geologijom i oceanografijom

Utjecaj biogeografije

Primjer s marom (na slici)

Primjer s nanduima i reama; međusobno vrlo srodne vrste ptica smjenjuju se ili nadomještaju u raznim područjima južne Amerike

Darwinova promatranja kornjača i zeba

• Da li se specijacija događala zato što otoci dozvoljavaju izoliranim populacijama ptica da evoluiraju neovisno?

• Ideja o zajedničkom pretku!

Darwinov crtež rodoslovnog stabla

Protivnici Darwinove teorije evolucije, često su ga ismijavali

ovakvim crtežima

• Siječanj, 1844. u pismu botaničaru Hookeru:

„Nakon svog povratka zauzet sam vrlo preuzetim poslom koji bi svatko ocijenio ludošću. Toliko me se dojmio raspored živih bića na otočju Galapagos i drugdje, te značajke američkih fosilnih sisavaca, da sam odlučio nasumce skupljati sve činjenice koje se na bilo koji način mogu odnositi na narav vrsta. Pročitao sam hrpe poljodjelskih i hortikulturnih knjiga i nisam prestao skupljati podatke. Napokon, zrake svjetla su se probile i (suprotno uvjerenju od kojega sam krenuo) gotovo sam uvjeren (imamo osjećaj da činim ubojstvo) da vrste nisu nepromjenjive.“

Prirodni odabir ili prirodna selekcija

• koji su uzroci promjena vrsta?

• koji su mehanizmi pomoću kojeg dolazi do adaptacije odnosno prilagodbe?

• postupnim gomilanjem korisnih varijacija na dugi rok (gradualizam) mogu nastati nove vrste i to tako da se odabiru odnosno ostaju na životu i razmnožavaju se varijante s korisnim varijacijama. Riječ je o mehanizmu, o nečemu što se u prirodi događa samo od sebe, pa je prema sličnom čovjekovom odabiranju u umjetnom uzgoju ovdje riječ o prirodnom odabiru ili prirodnoj selekciji

Prirodna selekcija zahtijeva mehanizme

• Organizmi proizvode više potomstva nego što preživljava

• Jedinke variraju u svojim karakteristikama (obilježjima)

• Mnogo obilježja se nasljeđuje preko potomstva od roditelja

Te zbog toga:

• Neke jedinke će biti bolje prilagođene okolišu nego neke druge jedinke, te će samim time moći preživjeti i razmnožavati se uspješnije

• Proizvodeći više potomstva i/ili potomstva bolje kvalitete, bolje prilagođene jedinke prenose više gena u buduću generaciju nego one koje su slabije prilagođene

• Buduće generacije imati će više gena i time više obilježja bolje prilagođenih jedinki. Na taj način obilježja će evoluirati kroz generacije tijekom vremena.

• Rezultat prirodne selekcije je populacija prilagođena na lokalni okoliš.

Varijabilnost• Za Darwina su upravo varijacije bile

esencijalne za proces prirodne selekcije• izvor varijacija i nasljeđivanja je DNA

molekula • Slučajne promjene u DNA zovu se

mutacije. Ukoliko se mutacije dogode u spolnim stanicama – nasljeđuju se!

Borba za opstanak

• Thomas Malthus (On the Principle of Population)• Prirodni odabir ili prirodna selekcija po Darwinu

proizlazi direktno iz borbe za opstanak. • Faktori koji utječu na to hoće li neka jedinka

preživjeti ili neće, su abiotički (svjetlost, toplina, vlaga, tlo…), kao i biotički faktori (odnos među istim i različitim vrstama)

• Od 100 000 ribljih jaja jedva 15 ih se razvije u odrasle ribe!

• PRILAGOĐAVANJE JE KONAČNA POSLJEDICA SELEKCIJSKOG

PRITISKA!

• 1859. godine „On the Origin of Species by Means of Natural Selection“ (O postanku vrsta pomoću prirodnog odabira)

VAŽNOST CHARLESA DARWINA:• Iznio je cjelovitu teoriju razvoja živog

svijeta • Svoju teoriju potkrijepio je mnoštvom

dokaza• Spoznao je važan mehanizam pomoću

kojega se događa razvoj u živoj prirodi, a to je prirodni odabir ili prirodna selekcija, kroz borbu za opstanak u kojoj preživljavaju najpogodniji varijeteti

• U svoju je teoriju uključio i čovjeka

Što zapravo pokreće evoluciju?• Koja je to snaga koja rađa promjenjivost?• Kako različite populacije ili dijelovi

populacija (demi) mogu biti ishodište novih vrsta?

• Sile evolucije- glavni uzroci koji pridonose promjenama frekvencije gena:

• mutacija• prirodna selekcija• genska snaga ili „drift“

• Evolucije nema bez mutacije!

• Mutacija osigurava nasljednu varijabilnost, čime se zapravo omogućuje evolucija. Neke su mutacije vrlo rijetke, a druge se događaju češće (jedan gen na 2000 spolnih stanica, dok neki ne mutiraju ni nakon nekoliko milijardi staničnih dioba)

• Snaga mutacije osigurava, osnovnu sirovinu na kojoj djeluje prirodni odabir (selekcija)

• Prirodni odabir ne stvara izravno nove značajke; odabire, određuje koje će mutante preživjeti odnosno koji i kakvi geni će se dalje rasplodom prenijeti

• Genski drift kao snaga evolucije zasniva se na činjenici da će cijele male zatvorene populacije fiksacijom određenog gena ubrzo, u samo nekoliko generacija, postati homozigotne

Kako nastaju nove vrste?

Specijacija

VarijabilnostPrirodni odabirIzolacija (kad se dvije populacije ili dva

dijela populacije neke vrste dovoljno odvoje, svaki od njih skupljat će određene značajke sukladno uvjetima svog okoliša!!)

Oblici izolacije• PROSTORNA (GEOGRAFSKA) IZOLACIJA• BIOLOŠKA IZOLACIJA uključuje ekološku i

etološku izolaciju.• EKOLOŠKA IZOLACIJA – ako su vrlo srodne

populacije prilagođene na različite uvjete okoliša u svome staništu, na razne lokalne temperature, vlažnost, osvjetljenje

• ETOLOŠKA IZOLACIJA – ako je naglasak na razlikama u oblicima ponašanja, izlučivanju specifičnih spolnih mirisa, puštanju posebnih zvukova za dozivanje spolnog partnera, raznim vremenima aktivnog života

• SPOLNA IZOLACIJA – onemogućuje parenje izvorno vrlo srodnih skupina, tako da se tijekom duljeg vremena pojave sve veće razlike u njihovim genima

• ALOPATRIJSKA SPECIJACIJA- prostorno izolirane populacije

• SIMPATRIJSKA SPECIJACIJA - proces nastanka novih vrsta događa se unutar istih područja

• “FITNESS” - mjera za sposobnost jedinke da proizvodi potomstvo i doprinosi budućim generacijama

• Veći fitness mogu imati jedinke s obzirom na posjedovanje gena koji pružaju prednost (otpornost na insekticide)

• ADAPTACIJA – bilo koje nasljedno obilježje koju posjeduje organizam a koji vodi preživljavanju ili reprodukciji

Brusnička gušterica; bojom tijela prilagođena okolišu u

kojem živi

Osnovne značajke evolucije

1. Evolucija se ne događa uvijek jednako brzo

2. Evolucija se ne događa jednakomjerno kod svih tipova organizama

3. Nove se vrste ne razvijaju od specijaliziranih, “uznapredovalih” oblika nego od relativno jednostavnijih oblika

4. Evolucija ne ide uvijek od jednostavnijeg prema složenijem; “regresivna” evolucija