Evoluția vieții
Prin evoluția vieții înțelegem cronologia schimbărilor care, de-a lungul timpului, de pe o planetă abiotică au dus la bogăția actuală a ființelor vii.
Cele elementare
Teoria evoluției speciilor este un pilon fundamental al biologiei moderne, susținută în mod valid de observația experimentală. Se bazează pe teste paleontologice , embriologice de comparație anatomică și caracteristici biochimice ale organismelor.
Științific putem spune că, din câte știm acum, viața biologică există doar pe planeta Pământ , treimea sistemului solar , potrivită pentru temperatură , presiune și radiații electromagnetice la stabilitatea fizico-chimică a moleculelor organice care stau la baza tuturor formelor de viața biologică până acum.cunoscută și posibilitatea simultană de a fi implicat în reacții chimice de transformare a acesteia.
Nimic nu se opune teoretic vieții biologice din alte regiuni ale universului , dacă este adecvat din punct de vedere fizic. Nimic nu se opune unui concept mai extins, dacă se bazează pe legi fizice, al vieții ca un sistem foarte organizat, capabil să contracareze creșterea entropiei propriului său sistem, potențial capabil să evolueze și să se reproducă.
Exobiologia sau xenobiologia este acea ramură a biologiei care se ocupă cu studiul posibilităților vieții extraterestre , crescută în urma descoperirii planetelor extrasolare la sfârșitul secolului al XX-lea .
Rezumatul celor aproximativ patru miliarde de ani anteriori timpului prezent
Această sinteză se referă în principal la linia evolutivă care începe cu nașterea vieții și se încheie cu epoca actuală, Holocenul . Procesul filogenetic este, prin natura sa, ramificat, iar interpretarea sa nu este liniară, ci necesită trimiteri la ramificații și teorii științifice alternative. În această perioadă, toate cele cinci sau șase regate ale ființelor vii își au originea și evoluează simultan (în funcție de schemele de clasificare adoptate), inclusiv organismele complexe care populează planeta; la fel și ființele vii unicelulare vor continua în evoluția și adaptarea lor.
Trebuie remarcat faptul că necesitatea analizei științifice pentru ierarhizarea, clasificarea și împărțirea vieții în unități taxonomice este doar un instrument util pentru înțelegerea fenomenelor. Evoluția vieții este un fenomen fără sudură, în care unitatea elementară este organismul unic. Acest fapt explică viteza schimbării clasificărilor unor grupuri, în acest caz la nivelurile inferioare ale complexității evolutive, unde conceptul de specie este neapărat mai fluid, în special în absența reproducerii sexuale.
În ciuda singularității neîndoielnice a individului biologic, dincolo de orice teorie, speciație sau evoluție a unei noi specii este definit ca fenomenul prin care o populație devine izolată reproductiv de ceilalți membri ai aceleiași specii și, prin urmare, grupul său de gene (l set de alele ale tuturor genelor prezente într-o populație) este diversificată până la punctul de a genera caracteristici adaptative unice. Teoriile evolutive opuse ( gradualismul filetic și echilibrele punctate ) care coexistă probabil în natură, încearcă să-i definească mecanismele.
Studiul populațiilor și condițiile lor de echilibru genetic sunt obiectele pe care se bazează legea Hardy-Weinberg (de la matematicianul englez GH Hardy și medicul german W. Weinberg) care ne permite să prezicem dacă vor avea loc modificări într-o populație evolutivă. Acestea se vor întâmpla dacă:
- intervin mutații (și aici avem verificarea experimentală a evoluției cu cazul poliploidiei vegetale)
- intervin migrațiile
- dimensiunile numerice sunt reduse ( deriva genetică )
- împerecherile nu sunt aleatorii
- actele de selecție naturală
Chiar dacă conceptul de specie nu rezolvă complet cazurile de speciație alopatrică referitoare la populațiile separate fizic, specia continuă să fie un instrument util în mâinile științei.
Planeta Pământ s-a format cu aproximativ 4,54 Ga (acum miliarde de ani), relativ la scurt timp după originea sistemului solar în sine.
Primele molecule organice complexe formate cu mecanisme cunoscute acum din atmosfera primordială (geneza primelor molecule complexe a fost pentru prima dată studiată experimental în Experimentul Miller-Urey ), conduse, prin procese care nu au fost încă acceptate în mod unic de comunitatea științifică , la perioada arheană , al cărei început este plasat cu originea vieții .
Teoriile privind tranziția de la primele molecule complexe la sisteme capabile să se reproducă sunt încă în curs de dezvoltare. Există un acord general cu privire la ipoteza că în această perioadă o familie de polimeri organici a dobândit capacitatea de auto-replicare și propagare în mediul primordial.
Primele organisme
The procariote , The Monera din care actualul Archaea descind sunt maeștri ai planetei. Apariția lor rapidă este sursa unor ample dezbateri științifice de astăzi. Viața se dezvoltă și începe să evolueze doar în ape, atmosfera pământului este abiotică.
Teoriile clasice consideră primele organisme ca fiind heterotrofe , care își derivă hrana din substanțele complexe deja prezente în mediu. Descoperirile recente se apleacă către o autotrofie posibil chemosintetică . Se crede, de asemenea, că sunt organisme anaerobe , atât din motive de metabolism primitiv, cât și pentru prezența unei atmosfere terestre puternic reducătoare .
În orice caz, consumul rapid și, prin urmare, scăderea concentrației de nutrienți din mediu împing prematur o parte a organismelor către autotrofie. Un punct de vedere diferit inițial para-științific, dar care se pretează a fi investigat, după dovada moleculelor organice din nucleii cometari este cel al Panspermiei .
Urmele procariotelor se vor regăsi în rocile rare din perioada primară care nu au apărut în metamorfisme excesive.
În această perioadă, strategia de supraviețuire a ființelor vii este organizată pentru a utiliza energia legăturii chimice provenită din diferite forme de molecule. Prin urmare, strategia vizează o diversificare a organismelor în sens biochimic. Organismele dincolo de această diversificare sunt simple din punct de vedere structural, chiar și la nivel celular. Probabil că materialul genetic nu este încă separat într-un nucleu celular definit.
Mult mai târziu, primele eucariote apar între 2 și 1,5 Ga, iar între timp evoluția unei atmosfere oxidante este în curs, rezultatul fotosintezei intense a clorofilei inițiată de la 3,5 la 2,8 Ga de cianobacterii sau de alge albastre unicelulare.
Complexitatea organismelor crește, deși la nivelul structurilor celulare, iar materialul genetic dintr-un grup este limitat la o structură specifică, nucleul. Între timp, tot mai multe organisme exploatează radiația electromagnetică de la soare ca sursă de energie în loc de energie de legătură chimică.
Se pun bazele pentru o atmosferă terestră capabilă să primească cei vii, de asemenea pentru consolidarea care derivă dintr-un ecran ultraviolet operat de ozonul din ce în ce mai abundent în stratosferă .
Separarea primelor microorganisme animale de stocul comun are loc: regatele ființelor vii își au originea. Complexitatea celulelor crește. Probabil că organisme foarte diferite intră în simbioză între ele pentru a forma celule echipate cu structuri complexe dedicate sarcinilor specifice; aceasta este cea mai acreditată geneză a originii mitocondriilor și a cloroplastelor din celulele vegetale ( Teoria endosimbiontului ). Funcțiile lor sunt delegate în materie de energie.
De la una la mai multe celule
De-a lungul timpului, aceste microorganisme timpurii va evolua în organisme multicelulare cum ar fi porifera de asociațiile flagelate coloniale precursoare și tenie precursori din plasmodial precursori ciliate protozoici (Hadzi) [1] (ipoteza că ele sunt pe linia evolutivă vertebratelor este încă dezbătut molecular [2] ) precum și pare pentru cnidari (von Graff).
Strategia de supraviețuire crește complexitatea organismului prin creșterea numărului de celule asociate între ele. Unele grupuri de celule vor prelua funcții specifice în economia globală a organismului. Diferitele țesuturi își au originea în ființe vii.
De la protiștii din trecut clasificați ca fitoflagelați urmând o cale care face ca organismele să extragă energie din radiațiile electromagnetice , mai degrabă decât din legătura chimică a moleculelor, între timp, plantele vor evolua, care sunt și ele din ce în ce mai complexe. Liniile evolutive ale plantelor, din motive legate de ecologia lor, sunt mai puțin cunoscute și mai supuse revizuirii științifice.
În perioada precambriană, organismele multicelulare cunoscute sub numele de metazoane ating o complexitate considerabilă, lăsând în același timp dovezi paleontologice limitate. Există cnidari (urme de meduze fosile), bureți ( spicule fosile), cele mai vechi forme posibile de brahiopode și, de asemenea, anelide , astfel de organizații organisme segmentare ( metamere ) (găsite tuneluri fosile excavate de aceleași).
Aceloidi primitivi, fără cavități care să genereze grupuri actuale la care acei nemertini și aschelminti ca rotiferi preludează primul deuterostom , care apar în Precambrian . Acestea sunt organisme înrudite filogenetic cu echinodermele moderne. Calcicordatele, conform altor clasificări atribuite echinodermilor heterosteli ( stilofori , acum dispăruți), animale cu simetrie bilaterală primitivă, călătoresc spre linia evolutivă îndreptată către vertebrate (Jefferies 1975) [3] [4] [5] [6] . O altă părere, mai împărtășită de evoluționiști, loforații (primitivi) din Cambrian sunt precursorii cordatelor și, prin urmare, ale vertebratelor.
Celomatul
Această linie evolutivă începe cu o organizare a organismului care prevede în timpul dezvoltării sale embrionare formarea unei cavități viscerale interne, celomul în care sunt conținute organele interne. Prin urmare, organismele sunt numite celomate.
Linia evolutivă se va bifurca în scurt timp. Pe de o parte, celomatul deuterostomilor , direcționați către vertebrate și similare, pe de altă parte, protostomii direcționați către moluște și artropode, cum ar fi arahnidele, crustaceele și insectele. Diferența dintre cele două linii se referă la caracteristicile dezvoltării embrionare. În protostomi blastoporul va proveni gura adultă, în deuterostomi va provoca anusul. Această linie dublă de evoluție va fi destinată să genereze cele mai avansate organisme și cea mai complexă structură funcțională existentă în universul cunoscut: sistemul nervos al organismelor superioare.
În Cambrian , chiar înainte de înregistrarea urmelor cordatelor, organismele grupului de protostomi care vor constitui artropodele sunt foarte răspândite, sunt trilobiți și onicofori rari, care îi pun în relație cu precursorii comuni și anelidelor . Moluștele cu cefalopode și lamelibranhii se găsesc pe scară largă.
La un presupus de 500 Ma (milioane de ani), majoritatea grupurilor examinate sunt ființe formate în mare parte din tegumente moi care în mod normal nu permit lăsarea dovezilor fosile, dacă nu urme indirecte, iar speculațiile asupra anatomiei și filogeniei lor se bazează pe dovezi ontogenetice ale similitudinii grupurilor vii în prezent pentru caracterele structurale primitive și derivate și, în cele din urmă, prin teste moleculare.
Artropode și vertebrate
Cu toate acestea, are loc separarea grupurilor care vor genera vertebratele Gnathostomes , clasele tradiționale de vertebrate deja existente în Cambrian .
În aceeași perioadă încep organismele vegetale, cu structuri nediferențiate încă în organe, suntem încă la talofite , cucerirea mediului terestru.
În Silurian, euripteridele , precursorii arahnidelor , se răspândesc, iar miriapodele încep probabil colonizarea animală a mediului terestru. În perioada imediat următoare, formele aproape similare cu limulurile actuale sunt răspândite pe mările planetei.
În Devonian , aproximativ 400 Ma, toate liniile evolutive principale ale vertebratelor sunt deja prezente, care vor continua până la Permian , inclusiv osteichthyes sau pești osoși a căror subclasă de crossopterygii vor proveni de la vertebratele terestre ulterioare. Structura lor osoasă, în special cea a aripioarelor împerecheate și a bolții dermatocraniene, permite acum anatomiștilor comparativi să se coreleze cu cea a scheletului primelor vertebrate terestre, amfibienii Silurului târziu, care vor coloniza un ținut deja dominat în mare parte de artropode. .
În Devonian, acoperirea vegetală a suprafeței pământului este foarte mare.
Unele linii evolutive ale vertebratelor cuceresc continentul
Între silurian și devonian, linia evolutivă care va duce la primele anumite reptile, cotilozaurii carboniferi , începe de la un grup de amfibieni labirintedontali .
În Permian , sinapsidele pelicozaurilor sunt preludiul unei radiații către forme care în epoca mezozoică următoare, în timpul stăpânirii arzaurilor în Triasic , cu ordinea terapeutelor , în formele evoluate ale cinodonților vor proveni de la mamifere .
O altă radiație , de data aceasta de la teropode , în perioada jurasică va duce la una dintre cele două ordine contemporane ale vertebratelor homeoterme , păsările .
A doua extincție în masă majoră care a caracterizat istoria vieții pe Pământ are loc la sfârșitul perioadei Cretacice , acum 65 de milioane de ani, odată cu dispariția marilor ramuri ale dinozaurilor , deschizând calea către o radiație adaptativă a mamiferelor, până acum limitată.în nișe ecologice mici și marginale (și mai ales noaptea).
Apariția mamiferelor
În mod convențional, mamiferele , cealaltă ordine a vertebratelor care prin dezvoltarea homeotermei s-au făcut și mai autonome față de mediul fizic înconjurător, acum sub forma diferitelor linii independente, sunt definite ca atare în Jurasic , iar în Cretacic vom recunoaște deja subclasele actuale. În același timp cu homeotermia, structurile anatomice care vizează izolarea termică se dezvoltă în cele două ordine: pene și fire de păr . În acest context, mamiferele experimentează, în subclasa mai evoluată a terii, o strategie fină de viviparitate , care va contribui foarte mult la succesul grupului.
Întotdeauna în Jurasic, angiospermele , plante superioare dotate cu sisteme reproductive sofisticate, florile , se răspândesc în același timp.
În paleocen , suntem deja în era terțiară , primele mamifere apar atribuibile ordinelor încă vii, iar la sfârșitul perioadei există fosile similare din punct de vedere structural cu lemuridele actuale.
Spre specia umană
Un grup zoologic pestriț, cândva definit ca insectivori și considerat în prezent ca un întreg acum depășit, a fost supus reorganizării și revizuirilor în ultimele decenii. Tupaia , în prezent rearanjate în ordinea scandenților , se văzuseră trecând de la aceștia pentru a se repoziționa în ordinea primatelor . De la precursorii acestor animale frugivore-insectivore, grupate conform autorilor cu dermoptere , ( lilieci , dar pe ele există în prezent discordie între diferiți autori) și primate (în plus față de plesiadapiformele dispărute) în taxonii arconii sau euarcons , începe ultimul act al istoriei evolutive care va duce la om. Arhonii se caracterizează printr-o dietă insectivoră sau frugivoră și prin adaptarea lor la mediul aerian al vieții copacilor, cu strategii locomotorii de zbor, alunecare sau brațare .
- Analize foarte recente ale principalelor mutații ale ADN-ului unește în cele din urmă primatele definitiv exact cu dermopterele , numite și colughi sau galeopitecii, un ordin al mamiferelor care, cercetând noi habitate , a ajutat la deschiderea de noi căi de evoluție [7]
În Eocen , 10 Dar după primele fosile similare cu lemuridele, găsim maimuțe cu caracteristici moderne , adică cu degetul mare perfect opozabil, dinți care arată trecerea la dieta frugivoră, frontalizarea ochilor și evoluția consecventă a botului în față. , creșterea probabilă a importanței simțului vederii și, în consecință, creșterea activității diurne. Condițiile pentru un animal gol, erect și care se presupune că este inteligent, sunt gata.
Evoluția hominizilor
În câteva milioane de ani suntem pregătiți pentru Homo sapiens . În acest moment, pe cât se știe din științele antropologice, evoluția este doar culturală și nu biologică, adică trecem de la genetică la memetică , iar această specie, înzestrată cu conștiință de sine , începe să-și scrie propria istorie pe un mediu poate [8] [9] pentru prima dată diferit de acizii nucleici .
Notă
- ^ J. Hadzi, Evoluția Metazoa (Macmillan, New York, 1963)
- ^ Știință 19 martie 1999: Vol. 283. nr. 5409, pp. 1919 - 1923 DOI: 10.1126 / science.283.5409.1919 Acoel Flatworms: The Earlyest Bilantian Metazoans Existant, Not Members of Platyhelminthes Iñaki Ruiz-Trillo, et al
- ^ Jefferies, RPS și Jacobson, AG 1998. Un episod în strămoșii vertebratelor: de la mitrat la coroană - acordat de grup. Biologie integrativă1: 15–132
- ^ Sébastien Clausen, Andrew B. Smith. (2005) Paleoanatomia și afinitățile biologice ale unui deuterostom cambrian (Stylophora). Nature 438: 7066, 351
- ^ Paleontologie Volumul 46 Numărul 3 Pagina 511 Numărul 3 - 555 - mai 2003 Morfologia funcțională a echinodermelor stiloforane
- ^ David K. Jacobs, Nigel C. Hughes, Sorel T. Fitz-Gibbon și Christopher J. Winchell. (2005) Adaos terminal, radiația cambriană și evoluția fanerozoică a formei bilaterale. Evoluție și dezvoltare 7: 6, 498–514
- ^ "Datele moleculare și genomice identifică cea mai apropiată rudă vie a primatelor" Jan E. Janecka, William J. Murphy și colab. Science 2 noiembrie 2007 318: 792-794
- ^ Keefe, AD, GL Newton și SL Miller. 1995. O posibilă sinteză prebiotică a panteteinei, un precursor al coenzimei A. Nature 373: 683-685.
- ^ Cairns-Smith: preluarea genetică și originea minerală a vieții.
Bibliografie
- Baccetti B. și colab. Tratatul italian de zoologie 2 vol 1995 ISBN 978-8808-09366-0 | ISBN 978-8808-09314-1
- Ballet Emilio - Zoologie evolutivă ISBN 978-8808-11834-9
- Dorit Robert L.; Walker Warren F.; Barnes Robert D. - Zoologie Zanichelli
- Coll, Hickman și colab. - Animal Diversity , McGraw-Hill
- Mitchel LG și colab. - Zoologie , Zanichelli.
- Storer TI și colab. - Zoologie , Zanichelli.
- Zaffagnini F. și Sabelli B. Atlas de morfologie a nevertebratelor , Piccin.
- Lecointre G., Le Guyader H. Sistematica vieții . Zanichelli
- Paul B. Weisz, Zanichelli Zoology vol 2
Elemente conexe
Concepte fundamentale:
Disciplinele:
Evoluția vieții umane:
Alte proiecte
-
Wikiversitatea conține resurse despre Evoluția vieții -
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Evoluția vieții
