Evolusjonsteorien ved naturlig utvalg, først formulert i Darwins bok «On the Origin of Species» i 1859, er prosessen der organismer endrer seg over tid som et resultat av endringer i arvelige fysiske eller atferdsmessige egenskaper. Endringer som gjør at en organisme bedre kan tilpasse seg miljøet, vil hjelpe den å overleve og få flere avkom.

Evolusjon ved naturlig utvalg er en av de best underbyggede teoriene i vitenskapens historie, støttet av bevis fra en rekke vitenskapelige disipliner, inkludert paleontologi, geologi, genetikk og utviklingsmessige biologi.

Teorien har to hovedpoeng, sa Brian Richmond, kurator for menneskelig opprinnelse ved American Museum of Natural History i New York City. «Alt liv på jorden er forbundet og knyttet til hverandre,» og dette mangfoldet i livet er et produkt av «modifikasjoner av populasjoner ved naturlig utvalg, der noen egenskaper ble favorisert i og miljø fremfor andre,» sa han.

Enkelt sagt kan teorien beskrives som «nedstigning med modifikasjon,» sa Briana Pobiner, en antropolog og pedagog ved Smithsonian Institution National Museum of Natural History i Washington, DC, som spesialiserer seg i studiet av menneskelig opprinnelse.

Teorien blir noen ganger beskrevet som «survival of the fittest», men det kan være misvisende, sa Pobiner. Her refererer «fitness» ikke til en organismes styrke eller atletiske evne, men heller evnen til å overleve og reprodusere.

For eksempel en studie om menneskelig utvikling på 1900 studenter, publisert online i tidsskriftet Personality and Individual Differences i oktober 2017, fant at mange mennesker kan ha problemer med å finne en ektefelle på grunn av raskt skiftende sosiale teknologiske fremskritt som utvikler seg raskere enn mennesker. «Nesten 1 av 2 individer står overfor betydelige vanskeligheter i paringdomene, «sa hovedstudieforfatter Menelaos Apostolou, lektor i samfunnsvitenskap ved Universitetet i Nicosia på Kypros.» I de fleste tilfeller skyldes disse vanskelighetene ikke noe galt eller ødelagt, men på grunn av mennesker som bor i et miljø. som er veldig forskjellig fra miljøet de utviklet seg til å fungere i. «

Hvalens opprinnelse

I den første utgaven av» On the Origin of Species «i 1859 spekulerte Charles Darwin i hvor naturlig utvalg kunne få et landpattedyr til å bli en hval. Som et hypotetisk eksempel brukte Darwin nordamerikanske sorte bjørner, som man visste å fange insekter ved å svømme i vannet med munnen åpen:

» Jeg kan ikke se noen vanskeligheter med at et løp av bjørn blir gjengitt, ved naturlig seleksjon, mer akvatisk i struktur og vaner, med større og større munn, til en skapning ble produsert så uhyrlig som en hval, «spekulerte han.

Ideen gikk ikke veldig bra sammen med publikum. Darwin var så flau over latterliggjøring han fikk at svømmebjørnpassasjen ble fjernet fra senere utgaver av boka.

Forskere vet nå at Darwin hadde den rette ideen, men feil dyr. I stedet for å se på bjørn, skulle han i stedet ha sett på kyr og flodhester.

Historien om hvalens opprinnelse er en av evolusjonens mest fascinerende historier og et av de beste eksemplene forskere har av naturlig utvalg.

Naturlig utvalg

For å forstå hvalens opprinnelse er det nødvendig å ha en grunnleggende forståelse av hvordan naturlig utvalg fungerer. Naturlig utvalg kan endre en art på små måter og føre til at en populasjon endrer farge eller størrelse i løpet av flere generasjoner. Dette kalles «mikroevolusjon.»

Men naturlig utvalg er også i stand til mye mer. Gitt nok tid og nok akkumulerte endringer, kan naturlig utvalg skape helt nye arter, kjent som «makroevolusjon.» Det kan gjøre dinosaurer til fugler, amfibiepattedyr til hvaler og forfedrene til aper til mennesker.

Ta et eksempel på hvaler – ved å bruke evolusjon som sin guide og vite hvordan naturlig utvalg fungerer, visste biologer at overgangen av tidlige hvaler fra land til vann skjedde i en rekke forutsigbare trinn. Utviklingen av blåsehullet, for eksempel, kan ha skjedd på følgende måte:

Tilfeldige genetiske endringer resulterte i at minst en hval hadde neseborene plassert lenger bak på hodet.Dyrene med denne tilpasningen ville vært bedre egnet til en marine livsstil, siden de ikke ville ha trengt å overflaten helt for å puste. Slike dyr ville ha vært mer vellykkede og fått flere avkom. I senere generasjoner skjedde det flere genetiske endringer som førte nesen lenger tilbake på hodet.

Andre kroppsdeler av tidlige hvaler endret seg også. Forbena ble svømmeføtter. Bakbena forsvant. Kroppene deres ble mer strømlinjeformet og de utviklet halefluker for bedre å kjøre seg gjennom vann. utvalg. Den fargerike fjærdrakten av påfugler og geviret av mannlige hjortedyr er begge eksempler på trekk som utviklet seg under denne typen utvalg.

Men Darwin var ikke den første eller eneste forskeren som utviklet en evolusjonsteori. Den franske biologen Jean-Baptiste Lamarck kom på ideen om at en organisme kunne formidle egenskaper til sine avkom, selv om han tok feil av noen av detaljene. Rundt samme tid som Darwin kom den britiske biologen Alfred Russel Wallace uavhengig av evolusjonsteorien ved naturlig utvalg.

Modern forståelse

Darwin visste ikke noe om genetikk, sa Pobiner. «Han observerte evolusjonsmønsteret, men han visste ikke egentlig om mekanismen.» Det kom senere, med oppdagelsen av hvordan gener koder for forskjellige biologiske eller atferdsmessige egenskaper, og hvordan gener overføres fra foreldre til avkom. Inkorporeringen av genetikk og Darwins teori er kjent som «moderne evolusjonær syntese.»

De fysiske og atferdsendringene som gjør det mulig å selektere mulig skjer på nivået av DNA og gener. Slike endringer kalles mutasjoner. «Mutasjoner er i utgangspunktet råmaterialet som evolusjonen virker på,» sa Pobiner.

Mutasjoner kan være forårsaket av tilfeldige feil i DNA-replikering eller reparasjon, eller av kjemisk skade eller stråling. De fleste ganger er mutasjoner enten skadelige. eller nøytral, men i sjeldne tilfeller kan en mutasjon vise seg å være gunstig for organismen. I så fall vil den bli mer utbredt i neste generasjon og spre seg over hele befolkningen.

På denne måten styrer naturlig utvalg evolusjonær prosess, bevare og legge sammen fordelaktige mutasjoner og avvise de dårlige. «Mutasjoner er tilfeldige, men utvalg for dem er ikke tilfeldige,» sa Pobiner.

Men naturlig utvalg er ikke den eneste mekanismen som organismene utvikler seg etter, hun sa. For eksempel kan gener overføres fra en populasjon til en annen når organismer migrerer eller immigrerer, en prosess kjent som genstrøm. Og frekvensen til visse gener kan også endres tilfeldig, som kalles genetisk drift.

Et vell av bevis

Selv om forskere kunne forutsi hvordan tidlige hvaler skulle se ut, manglet de fossile bevis for å støtte deres påstand. Kreasjonister tok dette fraværet som et bevis på at evolusjon ikke skjedde. De spottet ideen om at det noen gang kunne ha vært noe som en gående hval. Men siden begynnelsen av 1990-tallet er det akkurat det forskere har funnet.

Det kritiske beviset kom i 1994, da paleontologer fant de fossiliserte restene av Ambulocetus natans, et dyr hvis navn bokstavelig talt betyr «svømme-gående hval.» Forbenene hadde fingre og små hover, men bakbenene var enorme gitt størrelsen. Den var tydelig tilpasset for svømming, men den var også i stand til å bevege seg klønete på land, omtrent som en sel. ryggen og halen.

Moderne hvaler driver seg gjennom vannet med kraftige slag av sine horisontale halefluker, men Ambulocetus hadde fortsatt en pisk-lignende og måtte bruke beina for å gi mest mulig fremdriftskraft som trengs for å bevege seg gjennom vann.

De siste årene har flere og flere av disse overgangsartene, eller «manglende lenker», blitt oppdaget, utlånende ytterligere støtte til Darwins teori, sa Richmond.

Fossile «lenker» har også blitt funnet å støtte menneskelig utvikling. Tidlig i 2018 ble det funnet en fossilisert kjeve og tenner som anslås å være opptil 194 000 år. gamle, noe som gjør dem minst 50.000 år eldre enn moderne menneskelige fossiler som tidligere ble funnet utenfor Afrika. Dette funnet gir en annen ledetråd til hvordan mennesker har utviklet seg.

Kontrovers

Til tross for den store mengden bevis fra fossilregisteret, genetikk og andre vitenskapsfelt, stiller noen mennesker fortsatt spørsmålstegn ved dens gyldighet. Noen politikere og religiøse ledere fordømmer evolusjonsteorien og påkaller et høyere vesen som designer for å forklare den komplekse verden av levende ting, spesielt mennesker.

Skolestyrene diskuterer om evolusjonsteorien skal undervises sammen med andre ideer, for eksempel intelligent design eller kreasjonisme.

Vanlige forskere ser ingen kontroverser. «Mange mennesker har dyp religiøs tro og aksepterer også evolusjon,» sa Pobiner og la til, «det kan være reell forsoning.»

Evolusjon støttes godt av mange eksempler på endringer i forskjellige arter som fører til mangfold av liv sett i dag. «Hvis noen virkelig kunne demonstrere en bedre forklaring enn evolusjon og naturlig utvalg, ville det være den nye Darwin,» sa Richmond.

Ytterligere rapportering av bidragsyter Alina Bradford og Staff Writer Tanya Lewis, Følg Tanya på Twitter. Følg oss @livescience, Facebook & Google+.

Tilleggsressurser

• National Oceanic and Atmospheric Administration har en presentasjon om hvalutvikling.
• For å lese teorien i sin opprinnelige form, se Darwins bok «On the Origin of Species.»
• For en oversikt over naturlig utvalg, sjekk ut denne artikkelen.
• For å forstå forskjellen mellom en teori og et faktum, se dette nettstedet for vitenskapsakademiet.

Relatert:

• WordsSideKick.com-tema: Evolusjon – Nyheter og informasjon om evolusjon og kampen mot tilhengere av såkalt skapelsesvitenskap.