Hogyan működik az evolúció valójában?

Kérdésedre a szelekció a válasz.

Hogy aktuális példát mondjak: kialakulnak lassabban és gyorsabban terjedő mutáns vírusok is, csak a lassabban terjedő hamar visszaszorul, nem tud elterjedni, így maradnak a gyorsabban terjedők.

"Biológiából tanultuk az evolúciót, viszont még mindig nem tudom elképzelni hogyan is ment végbe."

Nem menT, hanem meGY. az evolúció azóta folyamatosan működik, mióta élőlények élnek ezen a bolygón, és egészen addig működni is fog, amig élőlények fognak élni ezen a bolygón.

"Ha feltételezzük, hogy spontán mutációk keletkeznek, akkor sokkal több féle élőlénynek kellene léteznie, nem?"

Ez attól függ, hogy mennyire gyakoriak a mutációk, és hogy a környezet mennyire szelektál az utódok közül, vagyis a mutálódott géneket milyen arányban tudják tovább örökíteni az egyedek.

Az evolúciónak három alappillére van: reprodukció, mutáció, szelekció.

Ha

két élőlény egymással utódokat hoz létre (reprodukció),

ezek az utódok nem pontos másai a szülőknek (mutációk),

és a környezettől függ, hogy az egymástól különböző utódok közül melyek lesznek sikeresebbek,

akkor evolúcióról beszélünk.

Vegyünk egy példát, ráadásul egy létező példát. Megfigyelték, hogy az aprómadarak (pl. veréb), amelyek városokban, lakott területeken élnek, egyre kevésbé esnek áldozatul az autóknak, a forgalomnak. Először arra gondoltak, hogy a folyamatosan fogyatkozó állatállomány miatt van, de ez a tendencia akkor is fennmaradt, amikor a populáció létszáma stagnált, esetleg nőni kezdett. Kiderült, hogy ezek a madarak egész ügyesen képesek eliszkolni az autók elől, de az még nem, hogy miért. Újabb fejlemény lett, hogy ahol megemelték a sebességhatárt, ott megint megnőtt az elütött madarak száma. Megfigyelték ezeket az elcsapott madarakat, és azt vették észre, hogy az evezőtollaik átlagosan már nem olyan hosszúak, mint 50 évvel ezelőtti fajtársaiknak, némileg lerövidültek, ugyanakkor picit erősebbek, masszívabbakká váltak a szárnyak végén.

A következő történt: az egyre növekvő forgalom erős szelekciós nyomást gyakorolt a populációra, kiszelektálta azokat, amelyeknek hosszabb tollaik nőttek, amik inkább a vitorlázórepülésre voltak alkalmasak, és kevésbé a gyors fordulásokra, irányváltásokra. Ezek az egyedek kisebb valószínűséggel tudták elkerülni az autókat, mert nem voltak képesek olyan gyors irányvátásokra, mint a rövidebb szárnyú társaik. Kisebb arányban élték túl a forgalmat, tehát a populációban egyre inkább feldúsult az egyre rövidebb szárnyú egyedek száma, amelyek a rövidebb tollakkal ügyesebben tudtak eliszkolni az autók elől. Így aztán az evolúció hatására egyre rövidebb szárnyú aprómadarak maradtak fenn, mert ők tudták többségében tovább örökíteni a rövidebb és erősebb szárnytollakért felelős génjeiket, amelyekkel hatékonyabban tudnak kitérni az autók útjából.

Mindenekelőtt, az evolúció a környezeti hatásokra adott válasz. Minél bonyolultabb egy szervezet, a válasz annál lassabb és annál kevésbé érinti a szervezet egészét.

A vírus egy rendkívül egyszerű szerkezet, sokan nem is tekintik élőlénynek. A vírusnak szüksége van egy másik sejtre, azt bírja rá arra, hogy "neki dolgozzék" és ne a gazdaszervezetnek. Ha a vírusnak ez hatékonyan megy, akkor egyfelől ő szaporodik, másfelől a gazdaszervezet ezáltal elpusztulhat. Ha nem megy neki hatékonyan, akkor ő pusztul el. Az evolúció itt az, hogy az utód soha nem azonos a szülővel. A több utódból az marad meg, amely a környezetét jobban tudja használni. Bonyolultabb szervezetnél ez a bonyolultság fokának megfelelő mértékben nem az egész szervezetet érinti és a hatás sokkal lassabb. Például trópusokon szükséges, hogy a bőr sejtjei ellenálljanak a sugárzásnak, ezért a bőr pigmentsejteket termel. Ettől évezredek alatt az itt élő emberek feketék lettek. A gyarmatosítás során sok fehér ember költözött ide, de 4-500 év nem volt elegendő erre az átalakulásra. Annyira nem, hogy észre sem vehető változás.

Tehát arról van szó, hogy a természetben minden anyag az őt ért hatásra válaszol ellenhatással. A szikla például a folyamatos hőváltozás és szél hatására elporlad. A por már stabil. Az élőlény attól az, hogy az életösztön mindennél fontosabb számára, azaz a sejtjei, az őt alkotó vegyületek úgy épülnek fel, hogy kialakulnak olyan sejtek, amelyek feladata a szervezetre káros hatások csökkentése, ez az ellenhatás. Például a szervezetet vírusok támadják meg, amitől az elpusztul, ezért ellenhatásként a szervezet kialakított olyan sejteket, amelyek felismerik az idegen sejtet és elpusztítják. Vagy ha tartósan erős napsugárzás éri, sok halál árán előbb utóbb lesznek olyan sejtek, amelyek képesek ezt feldolgozni. Az emberek sokfélesége azért jött létre, mert az emberek sokféle környezetben éltek, mindenütt más hatás volt, és mindenütt a szervezet olyan választ adott, hogy a legjobban életben maradhasson. Az evolúció nem egyéb, mint egy mechanizmus, amelynek célja, hogy az élő szervezetet életben tartsa. Nem egy példányt, hanem a fajt. Ha a változás egy helyen káros és gyors, akkor az evolúció nem képes ilyen gyors átalakítást végrehajtani, a populáció kipusztul. Végső soron az is az evolúció egy hatása, hogy ilyenkor az élő szervezetet a körülmények (hatások) megváltoztatására bírja. Más szóval, az ősemberek szétszéledése a földön két okra vezethető vissza: a káros pusztító hatások elől máshová menekülni, az életben maradáshoz szükséges kíváncsiság kielégítésére ismeretlen helyeket keresnek fel egyesek, és ott ragadnak.

Átvitt értelemben az evolúció egy speciális (gyors) válasza a mai körülményekre a migráció. Az emberiség történelmében ez nem is volt olyan ritka.

"hogy hogy alakul ki pont az a szín, ami előnyös"

Fordítva működik a dolog. Nem az van hogy van egy szín ami nagyon előnyös, és varázsütésre pont az a szín ki fog alakulni. Hanem a szőrszínért, bőrpigmentekért felelős gének is mutálódhatnak, és a populációban emiatt lesznek kisebb-nagyobb eltérések az egyes egyedek színében. Ebből a sokféle színvariációból pedig lesz ami jobb rejtőszín, lesz ami kevésbé az.

De a mutáció nem tudatos, nem direkt alakít ki egy bizonyos színt, hanem a mutációk következtében ilyen is, olyan is, meg amolyan is kialakul. És ezekből ami nem hasznos az kiszelektálódik azáltal, hogy az egyed pusztulását okozza, ami pedig hasznos az elterjed, mert ez az egyed pedig jó eséllyel tovább él és többet szaporodik mint a fajtársai. Ezáltal ugye az őt sikeresebbé tévő géneket továbbörökíti, és a következő generációban már többen lesznek akik ezzel az előnyösebb színváltoztattal rendelkeznek, az azt követő generációban még tòbben, és így tovább.

"Ugyan azt fogalmazzátok meg másféleképpen, de továbbra sem értem, hogy a mutációk tulajdonképpen hogyan jönnek létre."

Úgy, hogy a DNS másolás sosem 100% hibátlan. A sejtmagi DNS állomány pedig minden sejtosztódás előtt megkettőződik. Többek között az ivarsejtek képződésekor is.

Szóval minden egyes ivarsejt a szülői DNS állományhoz képest tartalmazni fog több-kevesebb hibás DNS szakaszt, ezek a mutációk.

Na most a DNS nagy része nem tényleges génszakasz, nem kódol fehérjéket, szóval a legtöbb mutáció gyakorlarilag semmilyen tényleges változást nem okoz az adott élőlény génműködésében. De természetesen a konkrét génszakaszokban is történhet mutáció, na ezek az érdekesebbek, mert ezek gyakran azzal járnak, hogy arról a génről képződő fehérjébe egy vagy több eltérő aminosav fog beépülni. Ez attól függően hogy milyen aminosav cserélődik mire, illetve hogy hol történik ez a csere, az onnan képződő fehérje alakja, és ezáltal akár a funkciója is képes módosulni, és ennek következtében a szervezetben valami eltérést fog okozni az élőlény fajtársaihoz képest. Hogy ez a változás mennyire lesz előnyös vagy hátrányos, azt pedig a szelekció fogja kiszűrni.