Еволюцията може да протича в две посоки: бързата и адаптивна еволюция се случва в по-кратки срокове - от няколко хиляди години до няколко десетилетия, докато макроеволюцията, водеща до формирането на различни видове, често се случва в по-дълги периоди от време, обикновено от няколкостотин хиляди до милиони години. Известно е също така, че нови видове се формират само за няколко години, като например финките на Галапагоските острови. Земята съществува от около 4,5 милиарда години. През това време много организми - от древни риби и съвременни хора до бактерии и динозаври - са еволюирали, процъфтявали и понякога са изчезвали.Хората, такива, каквито ги познаваме, съществуват само от няколкостотин хиляди години - малка част от историята на нашата планета. Смята се, че еволюцията на организмите протича в геоложки мащаб в продължение на милиони години, но можем да видим как организмите навсякъде около нас еволюират в променени форми по време на кратката ни човешка история. Как е възможно еволюцията на растенията и животните да е отнела милиони години, но можем да станем свидетели на появата на нови видове птици в рамките на няколко десетилетия и на нови щамове бактерии в рамките на седмици?
Два вида еволюция
Биолозите предполагат, че има два вида еволюция: адаптивната еволюция се случва за кратки периоди от време, а макроеволюцията - за милиони години. Това означава, че бързите промени в популациите невинаги водят до дългосрочни промени в даден вид. Устойчивите промени отнемат милиони години. Учените обясняват това с примера на хората. Днес хората са с няколко сантиметра по-високи, отколкото преди 200 години, но това не означава, че ще продължим да растем всяка година и след хиляди години ще се окажем средно с няколко метра по-високи. Може да продължим да растем, а може и да не продължим и да започнем да ставаме по-ниски. Друг пример са конете. Когато сравнили коне, разделени от няколко поколения, забелязали много малки промени в костите им. Когато сравнявали коне, разделени от няколко милиона години, се наблюдавали по-малко промени. Бърза еволюция може да настъпи в продължение на няколко поколения, обикновено в отговор на някаква промяна в околната среда, но тези бързи промени може да не се запазят. Големите промени отнемат милиони години. Когато промените се запазват, условията, които са ги предизвикали (околна среда, хищници или антропогенни причини), също трябва да се запазят и да присъстват на големи територии в продължение на милиони години.Това явление се сравнява с пазара на акции. Ако разгледаме ежедневните колебания в цените на акциите, системата изглежда много нестабилна. Ако се приближим и сравним цените за по-дълъг период от време, пазарът изглежда много по-стабилен. Например, ако изчислим мутациите на ДНК за няколко хиляди години, ще видим повече мутации, отколкото ако изчислим същата цифра за няколко милиона години. За кратък период от време възникват много мутации, но за по-дълъг период от време тези мутации се маскират взаимно и/или естественият подбор елиминира вредните и неблагоприятните мутации.
Репродуктивните цикли определят скоростта на еволюцията
Всеки път, когато даден организъм се размножава, в неговата генетична структура се извършват случайни промени (мутации). Организмите с двойноверижна ДНК имат коректор, който коригира грешките, но не всички грешки се коригират. Вирусите нямат коректор, затова натрупват мутации много по-бързо. Вследствие на това на всеки няколко месеца се появяват нови щамове на грипния вирус и COVID-19. Ако тези случайни промени водят до промяна във функцията, която прави организма по-приспособим към околната среда, тогава тези промени вероятно ще се запазят. Еволюцията настъпва, когато естественият подбор благоприятства определени генетични промени, които водят до някакъв вид предимство за оцеляване или възпроизводство. Организмите, които се размножават на всеки няколко часа (като бактериите), еволюират много по-бързо от организмите, на които са необходими месеци (или дори години), за да се размножат.
Понякога нови видове могат да се развият за няколко години
На Земята има около 1 трилион вида (повечето от които изглежда са съставени от микроорганизми). Учените смятат, че видообразуването настъпва средно, когато мутациите се натрупват в продължение на два милиона години, но има и изключения. Скоростта, с която се формират нови видове, зависи от вида на организма и околната среда. Една от определящите характеристики на видовете е репродуктивната изолация, т.е. невъзможността за чифтосване на индивиди от два различни вида при естествени условия. Този критерий обаче не може да се използва за бактериите, тъй като те не се размножават по полов път. За еволюцията са необходими наследствени промени, така че времето за генериране или скоростта на размножаване на даден вид е най-важният фактор, определящ скоростта на неговата еволюция. В едно изследване върху финките е отбелязано, че вид финка, произхождаща от Галапагоските острови, пътува до друг остров, където се чифтосва с друга местна птица. Това е довело до формирането на нов вид само за три поколения! Растенията могат да дублират генома си в семената (това се нарича полиплоидия) и да образуват нов вид, тъй като този полиплоид не може да се кръстосва и размножава по полов път с първоначалната диплоидна форма на растението. Бактериите могат да се размножават в рамките на часове и по този начин да образуват нови видове в рамките на дни или години. Адаптивната еволюция може да се осъществи за сравнително кратък период от време Пример за адаптивна еволюция чрез естествен подбор е еволюцията на рибата томкод в река Хъдсън, която става устойчива на токсични химикали. Между 1947 г. и 1976 г. компанията General Electric изпуска токсични замърсители в река Хъдсън, които се утаяват в седиментите на дъното на реката. Обикновено тези токсични замърсители убиват рибите в реката, но атлантическият томод еволюира, за да оцелее в присъствието на този токсичен замърсител за кратък период от време - само 60 години. Този вид адаптивна еволюция е настъпила, когато случайна мутация е направила отделна риба с генетичен вариант по-способна да оцелее в предизвикателната среда, докато останалите са измрели. Оцелелият вариант се размножава и създава нови варианти. В рамките на няколко поколения тези варианти се превърнали в доминираща популация поради генетичните си предимства. Хората също непрекъснато се развиват. В едно неотдавнашно проучване се стига до заключението, че човешката еволюция „[...] се е ускорила през последните 40 000 години, а през последните 5000 години е станала 100 пъти по-бърза“. Изследователите отбелязват, че 7% от човешкия геном, представляващи около 1800 гена, показват признаци на ускорена еволюция. Предполага се, че много от тези еволюционни промени настъпват в отговор на хранителния режим (като например способността за по-добро усвояване на нишестето, мастните киселини и лактозата) или болестите (като например устойчивостта на африканците към малария, СПИН и жълта треска). Заключение Скоростта на еволюцията варира в зависимост от вида и приложената еволюционна сила. Промените, които настъпват в отговор на определена среда и правят вида по-приспособим да оцелее в тази среда, вероятно ще бъдат унаследени и затвърдени в популацията. Тези краткосрочни промени обаче могат да се запазят или не в по-дълъг геологичен период от време.
Comments