Toate organismele de pe Pamant provin dintr-un stramos comun sau dintr-un fond de gene ancestrale. Speciile actuale reprezinta o etapa a procesului de evolutie, diversitatea lor fiind produsul unei serii lungi de evenimente de speciatie si disparitie. Descendenta comuna a organismelor a fost dedusa mai intai din patru fapte simple despre organisme: In primul rand, acestea au distributii geografice care nu pot fi explicate prin adaptare locala. In al doilea rand, diversitatea vietii nu este un set de organisme complet unice, ci organisme care impartasesc asemanari morfologice.
In al treilea rand, trasaturile vestigiale fara un scop clar seamana cu trasaturile ancestrale functionale. In al patrulea rand, organismele pot fi clasificate folosind aceste asemanari intr-o ierarhie a grupurilor imbricate, similar cu un arbore genealogic.
Hominoizii sunt descendenti ai unui stramos comun.
Cercetarile moderne au sugerat ca, datorita transferului orizontal de gene, acest „copac al vietii” poate fi mai complicat decat un arbore ramificat simplu, deoarece unele gene s-au raspandit independent intre speciile inrudite la distanta. Pentru a rezolva aceasta problema dar si altele, unii autori prefera sa foloseasca „Coralul vietii” ca metafora sau ca model matematic pentru a ilustra evolutia vietii. Aceasta viziune dateaza de la o idee mentionata pe scurt de Darwin, dar abandonata ulterior.
De asemenea, speciile trecute au lasat evidente ale istoriei lor evolutive. Fosilele, impreuna cu anatomia comparativa a organismelor actuale, constituie inregistrarea morfologica sau anatomica. Comparand anatomiile atat ale speciilor moderne, cat si ale celor disparute, paleontologii pot deduce descendentele acelor specii. Cu toate acestea, aceasta abordare are cel mai mare succes pentru organismele care aveau parti dure ale corpului, precum cochilii, oase sau dinti. Mai mult, intrucat procariotele precum bacteriile si archaea impartasesc un set limitat de morfologii comune, fosilele lor nu ofera informatii despre stramosii lor.
Mai recent, dovezile descendentei comune au venit din studiul asemanarilor biochimice dintre organisme. De exemplu, toate celulele vii folosesc acelasi set de baza de nucleotide si aminoacizi. Dezvoltarea geneticii moleculare a scos la iveala evidenta evolutiei ramase in genomurile organismelor: datarea cand speciile se diferentiau prin ceasul molecular produs de mutatii. De exemplu, aceste comparatii ale secventei ADN au aratat ca oamenii si cimpanzeii isi impartasesc 98% din genomul lor si analizarea celor cateva zone in care difera, ajuta la stabilirea momentului in care a existat stramosul comun al acestor specii.
Evolutia vietii
Procariotele au locuit Pamantul cu aproximativ 3-4 miliarde de ani in urma. Nu s-au produs modificari evidente in morfologie sau in organizarea celulara la aceste organisme in urmatorii cativa miliarde de ani. Celulele eucariote au aparut intre 1,6 si 2,7 miliarde de ani in urma. Urmatoarea schimbare majora in structura celulara a avut loc atunci cand bacteriile au fost inghitite de celulele eucariote, intr-o asociatie cooperativa numita endosimbioza.
Bacteriile inghitite si celula gazda au suferit apoi o co-evolutie, bacteriile evoluand fie in mitocondrii, fie in hidrogenozomi. O alta inghitire a organismelor asemanatoare cianobacteriilor, a dus la formarea de cloroplaste in alge si plante.
Istoria vietii a fost cea a eucariotelor, procariotelor si archaea unicelulare pana in urma cu aproximativ 610 milioane de ani cand organismele multicelulare au inceput sa apara in oceane in perioada Ediacaran. Evolutia multicelularitatii s-a produs in multiple evenimente independente, la organisme la fel de diverse ca buretii, algele brune, cianobacteriile, mucegaiurile de mucus si mixobacteriile.
In Ianuarie 2016, oamenii de stiinta au raportat ca, in urma cu aproximativ 800 de milioane de ani, o modificare genetica minora a unei singure molecule numita GK-PID, ar fi putut permite organismelor sa evolueze de la un singur organism celular la unul cu numeroase celule.
La scurt timp dupa aparitia acestor prime organisme multicelulare, o cantitate remarcabila de diversitate biologica a aparut in aproximativ 10 milioane de ani, intr-un eveniment numit “explozia cambriana”. Aici, majoritatea tipurilor de animale moderne au aparut in evidenta fosilelor, precum si linii unice care ulterior au disparut. Au fost propusi diferiti factori declansatori pentru explozia cambriana, inclusiv acumularea de oxigen in atmosfera, oxigen rezultat din fotosinteza.
Cu aproximativ 500 de milioane de ani in urma, plantele si ciupercile au colonizat pamantul si au fost urmate in curand de artropode si alte animale. Insectele au avut un succes deosebit si chiar astazi reprezinta majoritatea speciilor de animale. Amfibienii au aparut pentru prima oara in urma cu aproximativ 364 de milioane de ani, urmati de amniotele timpurii si de pasari, in urma cu aproximativ 155 de milioane de ani (ambele din descendente asemanatoare „reptilelor”), mamifere au aparut in urma cu aproximativ 129 de milioane de ani, hominidae in urma cu aproximativ 10 milioane de ani si oamenii moderni cu aproximativ 250.000 de ani in urma.
Cu toate acestea, in ciuda evolutiei acestor animale mari, organismele mai mici, similare tipurilor care au evoluat la inceputul acestui proces, continua sa aiba un mare succes si domina Pamantul.
Aplicatii
Conceptele si modelele utilizate in biologia evolutiei, cum ar fi selectia naturala, au multe aplicatii.
Selectia artificiala este selectia intentionata a trasaturilor dintr-o populatie de organisme. Aceasta a fost folosita de mii de ani in domesticirea plantelor si animalelor. Mai recent, o astfel de selectie a devenit o parte vitala a ingineriei genetice, cu markeri selectabili, cum ar fi genele de rezistenta la antibiotice, utilizate pentru manipularea ADN-ului. Proteinele cu proprietati valoroase au evoluat prin runde repetate de mutatie si selectie (de exemplu enzime modificate si anticorpi noi) intr-un proces numit evolutie dirijata.
Intelegerea schimbarilor care au avut loc in timpul evolutiei unui organism poate dezvalui genele necesare pentru a construi parti ale corpului, gene care pot fi implicate in tulburarile genetice umane. De exemplu, tetra mexican este un peste cavern albino, care si-a pierdut vederea in timpul evolutiei. Cresterea impreuna a diferitelor populatii ale acestui peste orb, a produs niste descendenti cu ochi functionali, deoarece diferite mutatii au avut loc la populatiile izolate care evoluasera in diferite pesteri. Acest lucru a ajutat la identificarea genelor necesare pentru vedere si pigmentare.
Teoria evolutiva are multe aplicatii in medicina. Multe boli umane nu sunt fenomene statice, ci sunt capabile de evolutie. Virusii, bacteriile, ciupercile si cancerele, evolueaza pentru a fi rezistente la apararea imuna a gazdei, precum si la medicamentele farmaceutice. Aceleasi probleme apar in agricultura cu rezistenta la pesticide si erbicide a anumitor daunatori. Este posibil sa ne confruntam cu sfarsitul vietii eficiente a majoritatii antibioticelor disponibile. Putem prezice astfel evolutia si cresterea agentilor patogeni si sa concepem strategii de incetinire sau eludare a acestora, dar acest lucru necesita o cunoastere mai profunda a fortelor complexe care conduc evolutia la nivel molecular.
In informatica, simularile evolutiei folosind algoritmi evolutivi si viata artificiala au inceput in anii 1960 si au fost extinse cu simularea selectiei artificiale. Evolutia artificiala a devenit o metoda de optimizare recunoscuta pe scara larga ca urmare a lucrarilor lui Ingo Rechenberg in anii 1960. El a folosit strategii de evolutie pentru a rezolva probleme complexe de inginerie. Algoritmii genetici in special au devenit populari prin scrierile lui John Henry Holland. Aplicatiile practice includ, de asemenea, evolutia automata a programelor de computer. Algoritmii evolutivi sunt acum folositi pentru a rezolva problemele multidimensionale mai eficient decat software-ul produs de designeri umani si, de asemenea, pentru a optimiza proiectarea sistemelor.
Raspunsuri sociale si culturale
In secolul al XIX-lea, in special dupa publicarea cartii Despre originea speciilor in 1859 a lui Darwin, ideea ca viata a evoluat a fost o sursa activa de dezbateri academice axate pe implicatiile filozofice, sociale si religioase ale evolutiei. Astazi, sinteza evolutiva moderna este acceptata de marea majoritate a oamenilor de stiinta. Cu toate acestea, evolutia ramane un concept controversat pentru unii teisti.
In timp ce diferite religii si confesiuni si-au impacat credintele cu evolutia prin concepte precum evolutia teistica, exista creationisti care cred ca evolutia este contrazisa de miturile creatiei gasite in religiile lor si care ridica diverse obiectii fata de evolutie. Asa cum a fost demonstrat de raspunsurile la publicarea Vestiges of the Natural History of Creation in 1844, cel mai controversat aspect al biologiei evolutioniste este implicatia ca oamenii impartasesc stramosi comuni cu maimutele si ca facultatile mentale si morale ale umanitatii au aceleasi tipuri de cauze naturale dar si alte trasaturi, mostenite de la animale. In unele tari, in special in Statele Unite, aceste tensiuni intre stiinta si religie au alimentat actuala controversa creatie-evolutie, un conflict religios axat pe politica si educatie publica. In timp ce alte domenii stiintifice precum cosmologia si stiinta Pamantului intra, de asemenea, in conflict cu interpretarile literale ale multor texte religioase, biologia evolutionista se confrunta cu o opozitie semnificativ mai mare din partea literalistilor religiosi.
Predarea evolutiei in clasele de biologie ale scolilor secundare americane a fost neobisnuita in majoritatea primei jumatati a secolului al XX-lea. Decizia procesului Scopes din 1925 a facut ca subiectul sa devina foarte rar in manualele americane de biologie secundara pentru o generatie, dar a fost treptat reintrodus ulterior si a fost protejat legal, o data cu decizia pronuntata in procesul “Epperson impotriva Arkansas”, din 1968. De atunci, credinta religioasa concurentiala a creationismului a fost respinsa legal in programele scolii secundare in diferite decizii din anii 1970 si 1980, dar a revenit sub forma pseudoscientifica ca design inteligent (ID), pentru a fi exclusa din nou in procesul Kitzmiller v. Dover din 2005-Cazul districtului scolar. Dezbaterea asupra ideilor lui Darwin nu a generat controverse semnificative in alte state de pe glob.
