مقدمه‌ای بر فرگشت

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
بخشی از مجموعه مقاله‌های
زیست‌شناسی فرگشتی
CollapsedtreeLabels-simplified.svg
مفاهیم کلیدی

فرگشت (مقدمه)•نیای مشترک
شواهد نیای مشترک

تاریخ اندیشه

مرورنظریه لامارکنظریه داروین
نئوداروینیسمتکامل پرشی
تلفیق فیشری
تلفیق تکاملی جدید

تاریخ طبیعی

تاریخ حیاتتنوع زیستی
جغرافیای زیستی

ساز‌و‌کارها و پیامدها

انتخاب طبیعیانتخاب جنسی
سازشرانش ژن
شارش ژنجهش
هم‌فرگشتیگونه‌زایی

برداشت‌های اجتماعی و فرهنگی

میزان حمایت
مخالفانجدال
پیامدهای اجتماعی
نظریه و حقیقت

شاخه‌ها و کاربردها

شاخه‌بندی
ژن‌شناسی بوم‌شناختی
انسان‌شناسی فرگشتی
تکوین فرگشتی
روانشناسی تکاملی
تکامل ملکولی
فیلوژنتیک
ژنتیک جمعیت
سیستماتیک

درگاه.ویکی‌پروژه
 ن  ب  و 
این مقاله برای خواننده‌هایی که آشنایی خاصی با این موضوع ندارند نوشته شده‌است. برای بحث تخصصی‌تر مقاله فرگشت را ببینید.

عنوان طراحی: ترایس رپتر و لانه
تغییرات ژنتیکی از یک نسل
تا نسل بعد می‌توانند باعث
افزایش یا کاهش شانس زنده ماندن
سیستم حیاتی شود.
خلاصه مقاله
موجودات زنده جهت بقا زاد و ولد می‌کنند.
فرزندان به طرق تصادفی به مقداری جزئی از پدر و مادرشان متفاوتند.
اگر این تفاوت مفید باشد، فرزند محتمل‌تر است که زنده مانده و تولید مثل کند.
این به این معنا است که نسل بعد تفاوت‌های مفیدی نسبت به قبلی‌ها خواهند داشت.
این تفاوت‌ها روی هم انباشته شده و باعث تغییرات درون جمعیت می‌شوند.
در طول زمان، این فرایند به صورت تدریجی منجر به گونهٔ کاملاً جدیدی از حیات می‌شود.
این فرایند مسئول تنوع گونه‌های حیات در دنیای امروز است.
Age-of-Man-wiki.jpg

درخت مهره‌داران از دیدگاه فسیل‌شناسی، توسط ارنست هکل (۱۸۷۹ میلادی)
تاریخچه تکاملی گونه‌ها توسط یک درخت توصیف شده که همه شاخه‌های آن از یک تنه واحد می‌رویند. اگر چه درخت ارنست هکل قدیمی شده، ولی اصول اصلی بازسازی‌های پیچیده‌تر مدرن را نشان می‌دهد. (درخت زیست)

به فرایند تغییر گونه‌های حیات طی زمان و در طول نسل‌ها فرگشت یا تکامل گفته می‌شود. رشته زیست‌شناسی تکاملی به بررسی اینکه چگونه و چرا این تکامل اتفاق می‌افتد می‌پردازد. یک اندامگان یا ارگانیزم (به انگلیسی: organism) از والدینش خصوصیات و ویژگی‌هایی از طریق ژن‌هایش به ارث می‌برد. تغییرات در این ژن‌ها (که جهش خوانده می‌شود) می‌تواند ویژگی‌های جدید در فرزندهای سیستم حیاتی تولید کند. اگر این ویژگی‌های جدید باعث بشود که فرزندها بهتر بتوانند با محیط خارجی وفق پیدا کنند، در زنده ماندن و تولید مثل موفق‌تر خواهند بود. به این فرایند انتخاب طبیعی گفته شده، و باعث می‌شود که ویژگی‌هایی که مفید هستند عمومی‌تر شوند. در طول نسل‌های فراون، یک جمعیت می‌تواند آنقدر ویژگی‌های جدید کسب کند که به یک گونه جدید از موجودات تبدیل شود. [۱][۲]

نظریه تکامل در سال ۱۲۳۸ هجری شمسی (۱۸۵۹ میلادی) و با انتشار کتاب «درباره مبدأ گونه‌ها» توسط چارلز داروین بوجود آمد. علاوه بر این، کار گرگور یوهان مندل با گیاهان به توضیح الگوهای وراثتی ژن‌ها کمک کرده و منجر به فهمی از نحوه عملکرد سیستم وراثتی شد. [۳] اکتشافات بعدی در زمینه نحوه جهش ژن‌ها به همراه پیشرفت‌ها در رشته «ژنتیک جمعیت» توضیحات بیشتری در زمینه نحوه عملکرد تکامل فراهم آورد. دانشمندان امروزه فهم به نسبت خوبی نسبت به پیدایش گونه‌های جدید دارند. آنها فرایند به وجود آمدن گونه جدید را هم در آزمایشگاه و هم در طبیعت مشاهده کرده‌اند. این دیدگاه مدرن از تکامل مهم‌ترین نظریه علمی موجود برای کمک به فهم حیات می‌باشد.

ایده داروین: تکامل توسط انتخاب طبیعی[ویرایش]

چارلز داروین این ایده را داشت که نحوه کلی پرورش موجودات زنده از اجدادشان به گونه یکسانی و مستقل از نوع گونه می‌باشد. در سال ۱۲۱۷ هجری شمسی (۱۸۳۸ میلادی) او فرایندی که اسمش را «انتخاب طبیعی» گذاشت را پیشنهاد کرد و توضیحاتی درباره عملکرد فرایند داد. [۴] داروین نظریه اش را بر پایه پنج مشاهده زیر قرار داد:[۵]

  1. اگر تمامی افراد در یک گونه از موجود ات بصورت موفقیت آمیزی تولید مثل کنند، جمعیت آن گونه بصورت غیر قابل کنترلی افزایش می‌یابد.
  2. جمعیت‌ها گرایش دارند که تقریباً از یک سال تا سال بعد ثابت بمانند.
  3. منابع طبیعی محدود هستند.
  4. هیچ دو فردی از یک گونه دقیقاً یکسان نیستند.
  5. میزان زیادی از این تغییر پذیری در یک جمعیت می‌تواند به فرزندها برسد.
چارلز داروین ایده تکامل توسط انتخاب طبیعی را پیشنهاد کرد.

داروین از اینکه سیستم‌های حیاتی بیش از آنچه که امکان حمایت و نگاهداری از آن را داشته باشند، فرزند تولید می‌کنند این نتیجه را گرفت که حتماً باید رقابت برای زنده ماندن وجود داشته باشد - فقط تعداد کمی از هر نسل زنده خواهند ماند. داروین متوجه شد که شانس به تنهایی زنده ماندن موجودات را تعیین نمی‌کند. در واقع، زنده ماندن بستگی به ویژگی‌های هر شخص دارد و این ویژگی‌ها یا به زنده ماندن و تولید مثل کمک کرده، و یا دست و پاگیر می‌شوند. محتمل‌تر است که آن موجوداتی که بهتر خود را وفق می‌دهند فرزندهای بیشتری نسبت به رقبایشان باقی بگذارند. داروین این نکته را متوجه شد که عدم برابری توانایی موجودات در زنده ماندن باعث تغییرات تدریجی در جمعیت می‌شود. آن ویژگی‌هایی که به سیستم حیاتی کمک می‌کنند که زنده مانده و تولید مثل کند طی قرن‌ها به روی هم انباشته می‌شود. از طرف دیگر، آن ویژگی‌هایی که مانع زنده ماندن و تولید مثل هستند، ناپدید می‌شوند. داروین از اصطلاح انتخاب طبیعی جهت توصیف این فرایند استفاده کرد.[۵]

مشاهده گونه‌های مختلف حیوانات و گیاهان پایه اصلی نظریه انتخاب طبیعی را تشکیل می‌داد. به عنوان مثال، داروین مشاهده کرد که گل‌های ارکید و حشرات رابطه نزدیکی با هم داشته که امکان پخش گردهای گیاهان را فراهم می‌آورد. گل‌های ارکید شامل بخش‌های مختلفی هستند که حشرات را جذب می‌کند تا اینکه گرد گیاه به بدن حشرات بچسبد. از این طریق، حشرات گرده را از یک ارکید نر به یک ارکید ماده منتقل می‌کنند. علی‌رغم ظاهر پیچیده ارکیدها، این بخش‌های تخصصی یافته از همان ساختارهایی کلّی درست شده‌اند که در گیاهان دیگر نیز دیده می‌شود. داروین پیشنهاد کرد که گل‌های ارکید کار یک مهندس ایده‌آل نبوده، بلکه حاصل وفق پذیری اجزاء گل به شرایط محیط در طول فرایند انتخاب طبیعی می‌باشد.[۶]

داروین هنوز در حال تحقیق و آزمایش با ایده‌هایش در زمینه انتخاب طبیعی بود که نامه‌ای از آلفرد والاس دریافت کرد که نظریه‌اش را تقریباً مشابه مال خودش می‌دانست. این منجر به انتشار فوری هر دو نظریه با هم شد. والاس و داروین هر دو تاریخ را مانند یک درخت خانواده می‌دیدند، که سرها دوشاخه درخت یک جد مشترک قرار دارد. نوک شاخه‌ها گونه‌های مدرن، و شاخه‌ها اجداد مشترکی که بین گونه‌های مختلف مشترک است را نشان می‌دهد. جهت توضیح این روابط، داروین بیان کرد که تمام موجودات زنده به هم مرتبطند، و این به معنای این است که کل حیات می‌بایست ناشی از تکامل شکل‌های اولیه محدودی از حیات (و شاید تنها یک شکل اولیه از حیات) باشد. او این فراید را «نزول با اصلاحات» نامید. [۷]

داروین نظریه‌اش را در سال ۱۲۳۸ هجری شمسی (۱۸۵۹ میلادی) و با انتشار کتاب «درباره مبدأ گونه‌ها» به ثبت رسانید. با اساس این نظریه، تمامی حیات روی کره زمین حاصل یک فرایند ادامه دار طبیعی می‌باشد. این نظریه ایجاب می‌کند که تمامی موجودات زنده روی کره زمین یک جد مشترک دارند. اعتراض‌هایی با این نظریه از طرف گروه‌های مذهبی مطرح شد که متعقدند انواع مختلف حیات روی زمین منجر از خلق خاص آنها می‌باشد. [۸] درون جامعه علمی امروز بیش از ۹۹ درصد دانشمندان از نظریه تکامل به عنوان توضیحی برای پدیده حیات حمایت می‌کنند.[۹]

منبع تغییرات[ویرایش]

داروين به اين نکته اشاره کرد که گل ارکیده جهت تضمین گرده افشانی‌شان تطبیق‌های پیچیده‌ای با محیط می‌کنند. علی‌رغم این تطبیق‌های ظاهراً پیچیده، بخش‌های اصلی گل ارکیده همان بخش‌هایی هستند که گل‌های دیگر را تشکیل میدهند ولی در گل ارکید تخصصی تر شده‌اند.

نظریه انتخاب طبیعی داروین شالوده نظریه مدرن تکامل را بنا نهاد. آزمایش‌ها و مشاهدات او نشان داد که گونه‌های مختلف با هم تفاوت‌هایی داشته، بعضی از این اختلافات به ارث رسیده‌اند، و انتخاب طبیعی می‌تواند توضیحی برای این اختلافات باشد. داروین ولی نتوانست منبع این تغییرات را توضیح دهد. مانند خیلی از پیشینیانش، داروین به اشتباه فکر می‌کرد که ویژگی‌های به ارث رسیدنی محصولی از استفاده یا عدم استفاده بوده، و اینکه ویژگی‌هایی که توسط یک سیستم حیاتی در طول حیاتش کسب می‌شود به فرزندانش منتقل می‌شود. داروین به دنبال مثالهایی مانند پرندگانی که از روی زمین تغذیه می‌کنند پاهای قوی تری به خاطر تمرین بدست می‌آورند، و بال‌های ضعیف تری به دلیل پرواز نکردن بدست می‌آورند تا آنجا که بطور مثال شتر مرغ اصلاً پرواز نمی‌توانست بکند، بود. [۱۰] این اشتباه «به ارث رسیدن ویژگی‌های کسب شده» خوانده می‌شود و بخشی از نظریه قلب ماهیت گونه‌ها بود که در سال ۱۱۱۸ هجری شمسی توسط ژان لامارک ارائه شد. در اواخر قرن۱۹ میلادی این نظریه به لامارکیسم شهرت یافته بود بیان می‌کرد که ویژگی‌های کسب شده توسط یک سیستم حیاتی در طول حیاتش قابل به ارث رسیدن هستند. داروین پیشنهاد‌هایی غیر موفق ارایه داد که سعی در توضیح نحوه عملکرد نظریه لامارکیسم داشت . در سال ۱۲۵۹ هجری شمسی، آزمایش‌های آگوست ویسمن نشان داد که تغیراتی که در یک شخص به دلیل استفاده یا عدم استفاده به وجود می‌آیند نمی‌توانند به ارث برسند. این باعث شد که نظریه لامارکیسم طرفدارانش را به تدریج از دست بدهد.

اطلاعاتی که احساس فقدانشان وجود داشت و می‌توانست به توضیح اینکه چگونه خصوصیات از والدین به فرزندان منتقل می‌شوند را گرگور مندل فراهم آورد؛ تحقیقاتی که بنیان علم ژنتیک را بنا نهاد. آزمایش‌های مندل بر روی چندین نسل از گیاه نخود فرنگی نشان داد که نحوه عملکرد وراثت به این طریق است که در هنگام تشکیل سلول‌های جنسی در زمان لقاح کردن، اطلاعات وراثتی جدا شده و مجدداً با هم آمیخته می‌شوند.

این مانند آمیختن دو دسته کارت است که سلول فرزند نیمی از کارت‌های والد اول و نیمی از کارت‌های والد دوم را به نحوه تصادفی می‌گیرد. مندل اسم این اطلاعات را «عوامل» گذاشت ولی بعداً به نام ژن شهرت یافتند. ژن‌ها واحدهای اصلی وراثت را در یک سیستم حیاتی تشکیل می‌دهند. آنها شامل اطلاعاتی هستند که پرورش و رفتار سیستم حیاتی را جهت می‌بخشد.

ژن‌ها از DNA (یک مولکول بلند که حامل اطلاعات می‌باشد) درست شده‌اند. این اطلاعات در دنباله nucleotides در DNA کد و ذخیره میشود، همانگونه که دنباله حروف در کلمات در یک صفحه کاغذ حاوی اطلاعات میباشند. ژن‌ها مانند دستورالعمل‌های کوتاهی بوده که از "حروف الفبای" DNA درست شده‌اند. مجموعه ژن‌ها وقتی در کنار هم قرار میگیرد، اطلاعات کافی را جهت ساختن و اداره یک اندامگان فراهم می‌آورد همانند یک کتابچه راهنما که اطلاعات کافی را جهت ساخت و اداره یک وسیله فراهم می‌آورد. این دستور العمل هایی که توسط این حروف DNA مکتوب شده‌اند میتواند تغییر کنند: زمانی که جهشی اتفاق می‌افتد دستور العمل‌های درون یک ژن ممکن است عوض شوند. درون یک سلول، ژنها در کرموزوم‌ها که بسته هایی جهت حمل DNA میباشند حمل میشوند. ژنها در کرموزوم‌ها به مانند دانه‌های تسبیح مرتب پشت سر هم قرار گرفته‌اند. بر زدن آرایش کرموزوم‌ها ترکیب جدید و یکتایی در ژنهای فرزندان ایجاد میکند.

پیدایش پروکاریوت‌ها[ویرایش]

در حدود ۴/۵ میلیارد سال پیش کره زمین به وجود آمد و تا حدود ۴ میلیارد سال پیش سطح آن پوشیده از مواد مذاب بود. اما این مواد کم کم سرد شدند و پوسته‌ای سنگی روی سطح زمین ایجاد کردند. جو زمین در آن زمان غنی از گازهای نیتروژن و بخار آب بوده‌است؛ اما فاقد گاز اکسیژن بوده. به دلیل عدم وجود گاز اکسیژن در جو، لایه محافظتی اوزون هم وجود نداشته و گازهایی نظیر آمونیاک و متان که از دهانه آتشفشان‌ها خارج می‌شده و برای تشکیل مولکول‌های آلی مورد نیاز بوده‌اند، توسط اشعه ماورای بنفش از بین می‌رفته‌اند. پس بنابر این امکان ایجاد حیات در جو وجود نداشته‌است.
طبق نظریه حباب گازهای آمونیاک و متان که از دهانه آتش فشان‌های زیر دریایی خارج می‌شده‌اند، قبل از اینکه به سطح آب برسند و نابود شوند، در داخل حباب واکنش داده و مولکول‌های آلی را تشکیل می‌داده‌اند. سپس به سطح آب می‌رسیده و با استفاده از انرژی الکتریکی رعد و برق و خورشید، انرژی لازم برای شرکت در واکنش‌های بعدی را کسب می‌کرده‌اند.
بنابر آنچه که گفته شده حیات در دریاها ایجاد شده‌است. سپس با ایجاد کواسروات و میکروسفر کم کم زمینه ایجاد سلول‌ها فراهم شد. باکتری‌های اولیه هتروتروف (مصرف کننده) و بی هوازی بوده‌اند. پس از مدتی مواد آلی در اقیانوس‌ها کم شد و باکتری‌هایی ایجاد شدند که می‌توانستند مولکول‌های آلی را از مواد غیر آلی بسازند. این باکتری‌ها اتوتروف و بی هوازی بوده‌اند. پس از آن نخستین سلول‌های فتوسنتز کننده ایجاد شدند که سیانوباکترها بودند. سیانو باکترها تولید اکسیژن می‌کرده‌اند اما خودشان بی هوازی بوده‌اند. با پیدایش سیانوباکترها کم کم اکسیژن وارد جو زمین شد و لایه اوزن شکل گرفت و امکان حیات در خشکی هم پدید آمد.

پیدایش یوکاریوت‌ها[ویرایش]

ابتدا نوعی از پروکاریوت‌ها وارد سلول‌های پیش یوکاریوتی شدند که هوازی و هتروتروف بودند و بعد از ورود به درون سلول‌های پیش یوکاریوتی عضوی از آن‌ها شدند و میتوکندری نام گرفتند. سپس برخی دیگر از سلول‌ها که میتوکندری رتا قبلاً دریافت کرده بودند نوع دیکری از پروکاریت‌ها را که احتمالاً از خویشاوندان سیانو باکترها بودند را دریافت کردند و سلول‌های گیاهی را بوجود آوردند. پروکاریو تای وارد شده به این سلول‌ها کلروپلاست نام گرفتند.

پیدایش جانداران پُرسلولی[ویرایش]

نخستین جانداران پرسلولی که به خشکی آمدند جلبک‌ها و قارچ‌ها بودند. این دو نوع جاندار در روی سطح زمین نوعی مشارکت زیستی دوطرفه به نام همیاری ایجاد کردند و گلسنگ‌ها را ایجاد نمودند.
اولین جانوران ساکن خشکی حشرات بوده‌اند.
اولین مهره داران ساکن دریا نوعی از ماهی‌ها، که کوچک و بدون آرواره بودند (مانند لامپری) بودند. پس از آن ماهی‌های آرواره دار ایجاد شدند.
اولین مهره داران ساکن خشکی، دوزیستان بوده‌اند.
پس از خزندگان نوعی دیگر از جانداران پدید آمدند که سازگاری بیش تری با محیط داشتند که خزندگان هستند.
بعد از انقراض پنجم انواع زیادی از جانوران از جمله اغلب خزندگان از بین رفتند و باعث شد تا منابع غذایی بیش تری برای بقای پستانداران و پرندگان فراهم شود.

پانویس[ویرایش]

  1. “An introduction to evolution”, Understanding Evolution: your one-stop source for information on evolution, The University of California Museum of Paleontology, Berkeley, ۲۰۰۸, <http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/evo_02>. Retrieved on ۲۳ January ۲۰۰۸
  2. Cavalier-Smith T. Cell evolution and Earth history: stasis and revolution(pdf). . Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 361, no. 1470 (2006): 969–1006. }} 10.1098/rstb.2006.1842]}} Retrieved on 2008-01-24.
  3. Rhee, ‎Sue Yon. Gregor Mendel. . National Health Museum, 1999.  Retrieved on 2008-01-05.
  4. Eldredge, ‎Niles. Confessions of a Darwinist. . The Virginia Quarterly Review, Spring 2006, 32–53.  Retrieved on 2008-01-23.
  5. ۵٫۰ ۵٫۱ Quammen, ‎David. Was Darwin Wrong?. . National Geographic, 2004.  Retrieved on 2007-12-23.
  6. Wyhe, ‎John van. Fertilisation of Orchids. . University of Cambridge, 2002.  Retrieved on 2008-01-07.
  7. Wyhe, ‎John van. Charles Darwin: gentleman naturalist. . University of Cambridge, 2002.  Retrieved on 2008-01-16.
  8. DeVries A. The enigma of Darwin. . Clio Med 19, no. 2 (2004): 136–55.  Retrieved on 2008-01-24.
  9. Delgado, ‎Cynthia. “Finding the Evolution in Medicine”. NIH Record (National Institutes of Health) ed. 2006.  Retrieved on 2007-12-21.
  10. (Darwin ۱۸۷۲, p. ۱۰۸.) Effects of the increased Use and Disuse of Parts, as controlled by Natural Selection

منابع[ویرایش]

  • بخشی بزرگی از این مقاله از مقالهٔ متناظر در ویکی‌پدیای انگلیسی ترجمه شده‌است. در آن مقاله از منابع زیر یاد شده است:
  1. Carroll, SB; Grenier, J & Weatherbee, SD (2000), From DNA to Diversity: Molecular Genetics and the Evolution of Animal Design (2nd Edition ed.), Oxford: Blackwell Publishing, ISBN 1-4051-1950-0
  2. Darwin, Charles (1872), The Origin of Species (6th ed.), London: John Murray,
  3. Dawkins, Richard (1976), The Selfish Gene (1st Edition ed.), Oxford University Press, pp. 33, ISBN 0-19-286092-5,
  4. Diamond, Jared (1992), The Third Chimpanzee: the evolution and future of the human animal, New York: HarperCollins, ISBN 0-06-018307-1
  5. Gould (a), Stephen Jay (1981), The Panda's Thumb: More Reflections in Natural History, New York: W.W, Norton & Company, ISBN 0-393-30819-7
  6. Gould (b), Stephen Jay (1995), Dinosaur in a Haystack, New York: Harmony Books, ISBN 0-517-70393-9
  7. Lyell, Charles (1830), Principles of geology, New York: Penguin Books, ISBN 0-14-043528-X,
  8. Mayr, Ernst (1970), Populations, Species, and Evolution, Cambridge, MA: Belknap Press of Harvard University Press, ISBN 0-674-69010-9
  9. Mayr, Ernst (2001), What evolution is, New York: Basic Books, ISBN 0-465-04425-5
  10. Tattersall, Ian (1995), The Fossil Trail: How We Know What We Think We Know About Human Evolution, New York: Oxford University Press, ISBN 0-19-506101-2
  11. Weichert, Charles & Presch, William (1975), Elements of Chordate Anatomy, New York: McGraw-Hill, ISBN 0-07-069008-1