Evolution är den process varigenom levande organismer utvecklas från en form till en annan från generation till generation. Evolutionsteorin beskriver hur förändringen i ärftliga egenskaper i en population ändras från generation till generation. Evolution är källan till den stora variationen i den biologiska världen: de nu förekommande arterna är alla besläktade genom ett gemensamt ursprung, och med tiden utvecklas nya arter från de existerande genom artbildning, en produkt av små förändringar från generation till generation över stora tidsrymder.
Modern biologi definierar evolution som förändringar i allelfrekvenser i populationer över tiden. Med evolutionsteorin menas den vetenskapliga modell som beskriver hur allt liv på jorden har utvecklats från en gemensam urform. Ibland används ordet evolution också som synonym till evolutionsteorin eller utvecklingsläran.
Den moderna evolutionsteorin började med en artikel från 1858 av Charles Darwin och Alfred Russel Wallace, där de införde begreppet det naturliga urvalet. Darwins bok Om arternas uppkomst introducerade teorin för en större publik. På 1930-talet kombinerades Darwins teori med Gregor Mendels genetik vilket gav grunden för den moderna evolutionära syntesen (också kallad neo-darwinism) där evolution och genetik förenades till grundvalen för den moderna evolutionsbiologin.
Evolutionen sker genom processer som ökar respektive minskar variationen (mångfalden) i en genpool. Processer som ökar variationen är mutationer, rekombination och utbyte av gener mellan arter (t.ex genom retrovirus). Processer som minskar variationen är naturligt urval och genetisk drift. På grund av att nya gener tillförs populationen och gamla gener sorteras bort är genpoolen stadd i ständig förändring. När miljön är någorlunda konstant är förändringarna vanligtvis måttliga. Men när miljön ändras kan betydande förändringar ske på mindre än 100 000 år.
En del egenskaper blir mer vanliga i populationen medan andra blir mindre vanliga och till och med försvinner. Bland processer som ändrar egenskaper eller dess vanlighet finns mutationer, genduplikation, genetisk drift, genflöde, och det naturliga urvalet.
Mutationer är bestående förändringar av arvsmassan. Sker mutationen i en könscell kan den nedärvas till avkomman, annars nedärvs den bland celler inom individen. I evolutionssammanhang är det nästan uteslutande mutationer i DNA som man diskuterar. Ett annat exempel är RNA i vissa virus.
Mutationerna åstadkommer variation och är den enda källan till helt nya varianter. Mutationerna är vanligtvis neutrala (de påverkar inte organismens överlevnadsförmåga), ofta till nackdel och mera sällsynt till fördel.
En typ av mutation som är en viktig drivkraft för evolutionen är genduplikation. Dupliceringen av en bit genetiskt material (dvs. DNA) åstadkommer oftast ingen förändring i sig självt, men tillhandahåller bitar av tämligen funktionella gener som i sig inte behövs. De kan omformas till nya gener med olika funktioner utan att ersätta de gamla.
Stora mutationer kan uppkomma genom att en gen överförs från en art till en annan via retrovirus. Den nya genen kan sedan överföras till avkomman. Bakterier kan också utbyta gener genom överföring av plasmider. Även vissa växter kan ta upp plasmider från bakterier av arten Agrobacterium och överföra till avkomman. Detta kallas horisontell genöverföring.
Genetisk drift är förändringar i genfrekvens som är slumpmässiga och alltså inte kan tillskrivas selektionstryck, men beror på händelser som inte har med egenskaperna i sig själva att göra. Effekterna av genetisk drift blir särskilt stora i små populationer. Dessa fluktuationer i genfrekvens mellan generationerna leder ibland till att genvarianter helt försvinner. Två åtskilda populationer som från början har lika många av varje genvariant kan därför driva åt olika håll och få olika genuppsättningar, så att gener som finns i den ena populationen saknas i den andra.
Genflöde är när gener överförs från en population till en annan population inom samma art, och är den enda processen som gör populationerna genetiskt mer lika varandra. Genflöde gör också att genpoolerna blir större. Genflöde uppstår när individer migrerar. Migrationen kan ske med fullvuxna individer eller med mindre spridningsenheter, t ex pollen. Genflödets intensitet beror bland annat på hur svårforcerade de geografiska barriärerna är.
Det naturliga urvalet verkar på den variation som finns i populationen. Föräldrarna får fler individer som avkomma än som kan överleva till mogen ålder och i sin tur reproducera sig. Individer har olika sannolikhet att överleva beroende på vilka ärftliga egenskaper de har. Antalet avkomma och överlevnadsförmåga hos avkomman bestämmer tillsammans hur stor nästa generation blir. Det är detta som ibland kallas "survival of the fittest" (de anpassades överlevnad).
Det är också viktigt i sammanhanget att evolutionen verkar genom urvalssannolikheter på hela populationer. Tillfälligheter gör att även många individer med gener som i genomsnitt ger god framgång, dör utan att reproducera sig.
Det naturliga urvalet kan delas in i "Ekologiskt urval" som handlar om hur väl organismen klarar att överleva i sin miljö och "Sexuellt urval" som handlar om förmågan att befrukta andra individer. Vilka egenskaper som är optimala ändrar sig över tiden. Det gör att förmågan att förändras från generation till generation också är en egenskap som favoriseras av det naturliga urvalet.
Det naturliga urvalet liknar på många sätt det artificiella urval som människor gör till exempel på husdjur och odlade växter. Men i det naturliga urvalet finns det ingen person som väljer.
Mikroevolution innebär småskaliga förändringar i allelfrekvenser. Dessa förändringar kan bero på flera processer: mutationer, genflöden, genetisk drift eller naturligt urval. Populationsgenetik är den gren av biologin som erbjuder en matematisk struktur för att studera mikroevolutionen.
Storskaliga förändringar kallas makroevolution. Denna term hänvisar till förändringar som resulterar i väsentligt annorlunda organismer och brukar användas för händelser som leder till artbildning, utvecklingen av en ny art. Biologer gör i regel inte någon absolut skillnad mellan makro- och mikroevolution av flera skäl, inklusive det faktum att det inte finns någon allmängiltig definition av vad som är en "makroevolutionär" förändring. Mutationer i befintliga arter som resulterar i helt nya arter har observerats i laboratorier och i fält.
Förhållandet mellan mikroevolution och makroevolution kan summeras så här: makroevolution är resultatet av flera omgångar mikroevolution, vilket över tiden resulterar i två populationer av organismer som är så olika att det kan sägas att artbildning har skett. I regel kräver makroevolution många generationer. Makroevolution kan dock i vissa fall ske snabbt. Redan T. H. Huxley kritiserade Darwin för att han allt för oreserverat anslöt sig till inställningen att naturen inte gör språng (Natura non facit saltum). Genom genetikens framsteg har man upptäckt att små genetiska förändringar t.ex i en promotorgen eller i gener som styr embryonalutvecklingen kan få stora konsekvenser för individen. Försök med bananflugor visar t.ex att man kan få fram flugor med flera vingpar än föräldragenerationen. Artbildning kan också ske snabbt genom hybridisering.
Korsningsbarriärer skiljer populationer från varandra, och bidrar därmed till den differensierande effekten av mutationer och naturligt urval. Det kan vara fysiska barriärer, så som vatten mellan öar eller bergskedjor mellan dalar. Det kan även vara beteendemässiga barriärer, tex finns det närbesläktade andfåglar som genetiskt kan para sig men som inte gör det för att de inte går igång på den andra artens parningsbeteende.
Hybridisering är detsamma som bildande av avkomma från föräldrar som tillhör olika arter.
Uppkomsten av till exempel ögon förklaras genom intensifiering; om en ljuskänslig fläck uppstår kan den ge fördel i selektionen, och detta gäller också efterföljande mindre ändringar som gör organet mer och mer likt ett öga. Det kan röra sig om förtjockning av fläcken eller muskler som kan röra den. Alla sådana mellanstadier från ljuskänslig fläck till fullt fungerande öga har observerats i existerande organismer (se till exempel Mayr 2001). Ögon har utvecklats i olika organismer oberoende av varandra minst 40 gånger under evolutionens lopp.
Exempel på organ som utvecklats genom byte av funktion är fågel- och fladdermusvingar som utvecklats från framben.
Före Darwin gjorde Jean-Baptiste de Lamarck det mest betydelsefulla och genomarbetade försöket att vetenskapligt påvisa och förklara evolutionen. Lamarck hade sett att muséerna fått allt större samlingar bl.a av fossiler. Enligt tidigare föreställningar var fossilerna något som Gud skapat, men Lamarck insåg att de tydde på att livet genomgått en utveckling. I sin Philosophie zoologique utgiven 1809 bryter han inte bara med den gamla uppfattningen om arten, vilken han förklarar för en abstraktion, och förnekar artens oföränderlighet, utan han anger också bestämda naturliga orsaker till djurrikets gradvisa utveckling. Enligt Lamarck är det endast människolivets korthet som hindrar oss från att iaktta de förändringar som arterna genomgår. Orsakerna till dessa ombildningar söker Lamarck dels i de förändrade levnadsvillkoren som framkallas av de förändringar jorden genomgår under sin utveckling, dels i de olika yttre förhållanden (olika klimat, näring etc.), i vilka djuren lever. Av dessa orsaker kommer djuren att använda sina organ olika. De organ som används mycket får en starkare utveckling, medan andra, som på grund av förändrade levnadsförhållanden, tas i anspråk mindre eller inte alls, småningom försvagas och blir förkrympta. Så skulle t. ex. giraffen ha fått sin långa hals genom behovet att sträcka sig efter bladen på höga träds toppar och vadarnas långa ben skulle med tiden ha utbildats genom att dessa fåglar ständigt sträckte ut benen vid vadandet i djupt vatten o. s. v. Enligt samma princip men i motsatt riktning skulle mullvadens ögon ha blivit rudimentära p. g. a. att detta djur lever i mörker, där synorgan inte är till något gagn. Han trodde alltså att förvärvade egenskaper kunde gå i arv.
Det tog nästan 20 år efter Darwins återkomst till England innan han publicerade sitt verk, 1859. Bland annat ägnade han stor tid åt att studera maskarnas bidrag i bildningen av mull, och studiet av diverse insekter. Det har spekulerats i att Darwin förstod att hans teori skulle väcka uppmärksamhet och därför underlät att publicera den. Darwin var en mycket tillbakadragen man som ogillade uppståndelse kring sin egen person. När så Alfred Russel Wallace skickade en artikel med en nästan identisk teori som han ville att Darwin skulle hjälpa honom att publicera, publicerade Darwin, uppmanad av Lyell sin egen teori vid sidan av Wallaces. Intressant är att Lyell på den tiden ännu inte blivit övertygad om riktigheten i Darwins teori. Darwin skrev så vad han själv kallade "en sammanfattning" av sin teori, boken On the Origin of Species by Means of Natural Selection (sv. översättning: Om arternas uppkomst, 1871).
Efter att Mendels lagar om ärftlighet återupptäckts år 1900 fick de allt större inflytande på evolutionärt tänkande, tills vad som kallas "Den moderna syntesen" (syftande på syntesen mellan Darwins och Mendels teorier) på 1930-talet blev den gängse versionen av evolutionsteorin.
Evolutionsteorin är en av våra mest allomfattande vetenskapliga teorier. Det finns nästan inget område inom biologin som går att förklara förutom i ljuset av evolutionsteorin. Det finns också en enorm mängd olika vetenskapsgrenar som såväl tillsammans som var och en för sig bekräftar att en evolution ägt rum och äger rum. Nedan följer ett axplock av dessa bevis.
Evolutionsteorin behandlar strängt taget inte livets uppkomst, eftersom evolution är utvecklingen av liv som redan finns, oavsett hur det kom till. Uppkomsten av liv kallas abiogenes. Det finns dock beröringspunkter mellan evolution och abiogenes. De flesta forskare är dessutom ense om att den biologiska evolutionen föregicks av en kemisk evolution ur vilket livet uppstod (abiogenes). Livet anses ha uppkommit inte i ett enda steg, utan genom flera utvecklingsteg. I denna process hittar man evolutionslikande processer; duplicering, urval och förändring. Gränsen mellan liv och icke-liv är inte heller skarp. När man kommer på hur liv kan uppstå ur kemisk materia kommer det kanske infogas i evolutionsteorin.
1953 visade Harold Urey och Stanley Miller att under de livsbetingelser som rådde under jordens första årmiljoner uppstår komplexa molekyler, som aminosyror, oligopeptider och små fragment av DNA och RNA (oligonukleotider och oligonukleosider). Andra experiment har bekräftat att byggstenar till liv kan uppstå under flera olika betingelser. Man har även hittat spår av DNA och RNA på kometer som landat på jorden. Detta visar att livets beståndsdelar kan uppstå spontant ur primitiva kemiska substanser, men det visar inte hur dessa bildar celler.
Tidigare trodde man att det första livet byggde på proteiner och att DNA och RNA på något sätt bildats ur dessa eller att urcellens proteiner och DNA uppstod samtidigt, men den etablerade teorin säger nu att det första livet uppstod ur RNA, eftersom det både är självreplikerande och katalyserande. Samma molekyl kan alltså både koda för arvsanlag och fungera som enzym på samma gång, vilket är en enklare teori än att flera typer av molekyler uppstod samtidigt. Exakt hur övergången från RNA till proteiner och DNA gick till vet man ännu inte.
En studie publicerad 2003 av Jack Szostak, Martin Hanczyc och Shelly Fujikawa, som byggde på liknande tidigare publicerade studier, visade att vissa lermaterial (t.ex montmorillonit) hjälper till vid bildandet av lipidvesiklar som innesluter RNA. En möjlig teori är därmed att de första cellerna uppstod när biomolekyler kom i kontakt med liknande material. Denna teori är även förenlig med religiösa teorier om att livet uppstod ur lera. (http://edition.cnn.com/2003/TECH/science/10/25/clay.life.reut/index.html)
Ibland tycks kraftig artbildning ske explosivt (under några miljoner år). Detta var länge ett problem för evolutionsteorin men kan förklaras med hjälp av teorin om avbruten jämvikt (en:punctuated equilibrium) som utvecklats av Stephen Jay Gould och Niles Eldridge. Den går i korthet ut på att arterna normalt befinner sig i ett slags jämvikt med omgivningen och då förändras i långsam takt. Om däremot levnadsförhållandena förändras för en art, eller en delpopulation av den, t.ex på grund av en naturkatastrof, så kommer den nya miljön att utöva ett förändrat och hårdare selektionstryck och därmed ge upphov en snabbare evolution eller evolution i ny riktning. Speciellt kan detta uppstå om en liten population avskiljs från en större population och förändringarna därmed snabbare får genomslag i den mindre populationen. Om den förändrade populationen blir effektivare än den ursprungliga arten kan detta leda till att den breder ut sig och så småningom tar över även i den gamla miljön. Även ett minskat selektionstryck, t.ex. genom att en naturlig fiende försvinner eller minskar i betydelse kan göra att balansen rubbas och ge upphov till förändringar nya riktningar. En primär faktor i denna förklaringsmodell är alltså att det är en snabbare eller förändrad selektionsprocess och inte en ökad mutationsfrekvens som ger upphov till den snabbare förändringstakten.
Evolutionsteorin har kritiserats för att uppmana till en tävlingsinriktad moral. Denna kritik har besvarats med att naturvetenskapen är beskrivande, inte normativ. Det har också påpekats att samarbete kan vara en evolutionär fördel (artikel).
Dock finns det en genre där evolution har blivit ett grundtema, nämligen science fiction-genren, där det grovt sett finns tre typer av berättelser om evolution:
"...De kom med strömmar från Siberia.
Från det krympande Ägirhavet västerut.
Och migrerade över Iapetus grunda ocean.
Från Baltica. Till Laurentia och över jorden.
Mångformiga och oräkneliga i vår andra evighet.
Paleozoikums fantomer..."
- utdrag ur Ögonblick Ur Tiden
Hans idéer attackerades häftigt från framför allt kyrkligt håll eftersom de stred mot bibelns skapelseberättelse. Det som samtiden hade svårast att acceptera var påståendet om människans plats i evolutionen, att vi och aporna har gemensamma förfäder. Från många håll hånades Darwin och liknades vid en gammal gorilla.
Under 1920-talet reagerade kristna organisationer i USA mot att evolutionsteorin lärdes ut i de statliga skolorna. Man såg evolutionsteorin som en del av den ökande sekulariseringen av samhället, och som ett hot mot kristna trossatser och värderingar.
Man försökte förbjuda evolutionsundervisning i skolorna i flera delstater, men förbuden upphävdes av USA:s Högsta Domstol, på grund av konstitutionens tillägg om religionsfrihet.
Detta ledde till att man försökte skapa en vetenskaplig teori om skapelsen, så kallad vetenskaplig kreationism (eng. creation science), som skulle kunna tävla med evolutionsundervisningen på lika villkor i de statliga skolorna. Man krävde nu att undervisning om kreationism skulle få lika mycket tid i skolorna som undervisning om evolution.
Enligt ID-anhängare kan livets existens inte förklaras enbart genom evolution utan istället behövs ett ingripande av en intelligent designer. ID:s förespråkare undviker i regel att uttala sig officiellt om designerns identitet. De menar bland annat att vissa organ är för komplexa för att kunna ha evolverat fram, exempel på det är ögat, hjärtat och örat.
Evolutionsbiologi | Wikipedia:Veckans artikel
Evolutionsteori | Evolution | Evolution | Evolución | Evoluismo | Evoluutio | Théorie de l'évolution | Evoluzione | 進化論 | Evolutieleer | Ewolucja | Evolução | Teoria evoluţionistă | 进化论
This article is licensed under the GNU Free Documentation License.
It uses material from the
"Evolution".
Home Page • arts • business • computers • games • health • hospitals • home • kids & teens • news • physicians • recreation• reference • regional • science • shopping • society • sports • world