Biotechnologia I rok uzup.
Biotechnologia I rok uzup.
EWOLUCJA (łac. evolutio –
EWOLUCJA (łac. evolutio –
rozwijanie)
rozwijanie)
Ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach
Ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach
cech gatunkowych kolejnych pokoleń przez dobór
cech gatunkowych kolejnych pokoleń przez dobór
naturalny i eliminację części osobników z bieżącej
naturalny i eliminację części osobników z bieżącej
populacji.
populacji.
Jest to proces jednokierunkowy i nieodwracalny, który
Jest to proces jednokierunkowy i nieodwracalny, który
przynosi nowość, różnorodność i wyższe szczeble
przynosi nowość, różnorodność i wyższe szczeble
organizacji materii.
organizacji materii.
Ewolucja to też wyłanianie się czegoś, co wcześniej
Ewolucja to też wyłanianie się czegoś, co wcześniej
już istniało w postaci zwiniętej, ścieśnionej,
już istniało w postaci zwiniętej, ścieśnionej,
niedostrzegalnej.
niedostrzegalnej.
Na czym polega
ewolucja?
dziedziczności:
dziedziczności:
genetycznym powiązaniu między
genetycznym powiązaniu między
pokoleniami
pokoleniami
prawidłowości:
prawidłowości:
czyli
czyli
uporządkowanemu szeregowi
uporządkowanemu szeregowi
przemian dokonujących się w odpowiednio długim
przemian dokonujących się w odpowiednio długim
czasie
czasie
przystosowawczości:
przystosowawczości:
zwiększającej się adaptacji
zwiększającej się adaptacji
układów lub organizmów do zmieniającego się otoczenia
układów lub organizmów do zmieniającego się otoczenia
kreatywności:
kreatywności:
pojawianiu się układów, cech i
pojawianiu się układów, cech i
atrybutów wcześniej nie istniejących
atrybutów wcześniej nie istniejących
samoorganizowaniu:
samoorganizowaniu:
spontanicznym zmierzaniu ku
spontanicznym zmierzaniu ku
większej złożoności i specjalizacji (np. organów)
większej złożoności i specjalizacji (np. organów)
Na czym polega
ewolucja?
nieodwracalności:
nieodwracalności:
znikomej szansie
znikomej szansie
powtórzenia się pełnej konfiguracji
powtórzenia się pełnej konfiguracji
wcześniejszych stanów, cech czy funkcji
wcześniejszych stanów, cech czy funkcji
dążeniu:
dążeniu:
braku z góry wyznaczonego celu,
braku z góry wyznaczonego celu,
jedynym celem jest rozwój
jedynym celem jest rozwój
determinizmie statystycznym:
determinizmie statystycznym:
niemożliwości
niemożliwości
dokładnego przewidzenia przyszłego stanu rzeczy
dokładnego przewidzenia przyszłego stanu rzeczy
naturalności:
naturalności:
niezależności od zewnętrznych
niezależności od zewnętrznych
czynników inteligentnych (człowiek/Bóg)
czynników inteligentnych (człowiek/Bóg)
Dowody ewolucji
Bezpośrednie
Bezpośrednie
szczątki kopalne (kości, zęby
szczątki kopalne (kości, zęby
itp.)
itp.)
odciski i odlewy w skałach lub
odciski i odlewy w skałach lub
węglu (paprotniki i in.)
węglu (paprotniki i in.)
szczątki zakonserwowane w
szczątki zakonserwowane w
żywicy sosny
żywicy sosny
bursztynowej(owady)
bursztynowej(owady)
całe zakonserwowane zwierzęta
całe zakonserwowane zwierzęta
(mamuty w lodach Syberii)
(mamuty w lodach Syberii)
żywe skamieniałości, czyli
żywe skamieniałości, czyli
organizmy, które od milionów
organizmy, które od milionów
lat przetrwały niezmienione do
lat przetrwały niezmienione do
dzisiaj (miłorząb japoński,
dzisiaj (miłorząb japoński,
żółwie
żółwie
)
)
Pośrednie
Pośrednie
których dostarczają nam:
których dostarczają nam:
anatomia porównawcza
anatomia porównawcza
›
istnienie narządów homologicznych (np.
istnienie narządów homologicznych (np.
kończyny przednie ssaków i skrzydło
kończyny przednie ssaków i skrzydło
nietoperza)
nietoperza)
›
Istnienie narządów analogicznych(kończyny
Istnienie narządów analogicznych(kończyny
kręgowców i odnóża stawonogów)
kręgowców i odnóża stawonogów)
›
Istnienie narządów szczątkowych(kość
Istnienie narządów szczątkowych(kość
ogonowa,
ogonowa,
ząb mądrości, wyrostek robaczkowy
ząb mądrości, wyrostek robaczkowy
)
)
biochemia i fizjologia
biochemia i fizjologia
›
uniwersalność kodu genetycznego
uniwersalność kodu genetycznego
i składu aminokwasowego białek
i składu aminokwasowego białek
›
mechanizm replikacji, transkrypcji i
mechanizm replikacji, transkrypcji i
translacji DNA
translacji DNA
›
komórkowa budowa organizmów i
komórkowa budowa organizmów i
podobieństwo procesów metabolicznych
podobieństwo procesów metabolicznych
embriologia
embriologia
›
prawo rozwojowe (w ontogenezie
prawo rozwojowe (w ontogenezie
najpierw powstają cechy właściwe dla typu,
najpierw powstają cechy właściwe dla typu,
później dla gromady, rzędu itd.)
później dla gromady, rzędu itd.)
›
prawo biogenetyczne (ontogeneza
prawo biogenetyczne (ontogeneza
to skrócona filogeneza)
to skrócona filogeneza)
›
teoria filembriogenezy (cechy przodków
teoria filembriogenezy (cechy przodków
mogą być zakłócone, a kształtujący się
mogą być zakłócone, a kształtujący się
organizm nabywa cech właściwych tylko
organizm nabywa cech właściwych tylko
sobie)
sobie)
Idee ewolucji w
przeszłości
EMPEDOKLES (490 - 430 p.n.e.)
EMPEDOKLES (490 - 430 p.n.e.)
Twierdził, że rzeczywistość podlega przekształcaniu
Twierdził, że rzeczywistość podlega przekształcaniu
pod wpływem sił przyciągania i odpychania.
pod wpływem sił przyciągania i odpychania.
Różne elementy świata łączą się i tworzą
Różne elementy świata łączą się i tworzą
struktury przypadkowe lub uporządkowane
struktury przypadkowe lub uporządkowane
("głowy bez szyi, oczy bez czoła" i "gdzie się
("głowy bez szyi, oczy bez czoła" i "gdzie się
przypadkiem spotkały, tam się z sobą łączyły„)
przypadkiem spotkały, tam się z sobą łączyły„)
Rozwijają się i żyją tylko struktury ściśle
Rozwijają się i żyją tylko struktury ściśle
uporządkowane - struktury przypadkowe
uporządkowane - struktury przypadkowe
zatrzymują się w rozwoju i giną, gdyż nie są
zatrzymują się w rozwoju i giną, gdyż nie są
zdolne do rozmnażania się.
zdolne do rozmnażania się.
ARYSTOTELES (384 - 322 p.n.e.)
ARYSTOTELES (384 - 322 p.n.e.)
Jego poglądy były niejednoznaczne - dostrzegał
Jego poglądy były niejednoznaczne - dostrzegał
zmiany zachodzące w jednostkach, lecz
zmiany zachodzące w jednostkach, lecz
gatunek uznawał za niezmienny
gatunek uznawał za niezmienny
Rozróżniał stopnie materii ożywionej: rośliny,
Rozróżniał stopnie materii ożywionej: rośliny,
zwierzęta, ludzi – w których to ramach może
zwierzęta, ludzi – w których to ramach może
zachodzić doskonalenie organizmów.
zachodzić doskonalenie organizmów.
ALBERT WIELKI (1193 -1280)
ALBERT WIELKI (1193 -1280)
ufał eksperymentowi i tłumaczył świat
ufał eksperymentowi i tłumaczył świat
za pomocą praw przyrody
za pomocą praw przyrody
łączył filozofię Arystotelesa z teologią
łączył filozofię Arystotelesa z teologią
katolicką- dostrzegł możliwość pogodzenia
katolicką- dostrzegł możliwość pogodzenia
wiedzy przyrodniczej i wiary w Boga
wiedzy przyrodniczej i wiary w Boga
zapoczątkował nowy sposób myślenia
zapoczątkował nowy sposób myślenia
zwany indukcyjnym (od szczegółu do ogółu)
zwany indukcyjnym (od szczegółu do ogółu)
św. TOMASZ Z AKWINU (1225 -1274)
św. TOMASZ Z AKWINU (1225 -1274)
był uczniem Alberta Wielkiego
był uczniem Alberta Wielkiego
podzielał teorię
podzielał teorię
hylemorfizmu
hylemorfizmu
(byty są złożone
(byty są złożone
z materii i formy, stąd można wyjaśnić m. in. fakt
z materii i formy, stąd można wyjaśnić m. in. fakt
przechodzenia jednej substancji w inne
przechodzenia jednej substancji w inne
jednego gatunku w inny)
jednego gatunku w inny)
G
G
EORGES CUVIER
EORGES CUVIER
(
(
1769-1
1769-1
832)
832)
Był to
Był to
zoolog i paleontolog
zoolog i paleontolog
, z
, z
ajm
ajm
ujący
ujący
się głównie
się głównie
anatomią zwierząt
anatomią zwierząt
Był on p
Był on p
rzeciwnik
rzeciwnik
iem
iem
teorii ewolucji, twórc
teorii ewolucji, twórc
ą
ą
teorii
teorii
katastro
katastro
f (
f (
katastrofizm
katastrofizm
), tłumaczącej istnienie
), tłumaczącej istnienie
szczątków organizmów katastrofami, po
szczątków organizmów katastrofami, po
których życie odradzało się na nowo, ale
których życie odradzało się na nowo, ale
w innych formach. S
w innych formach. S
tworzył podwaliny
tworzył podwaliny
systematyki zwierząt
systematyki zwierząt
CHARLES LYELL
CHARLES LYELL
(1797
(1797
-
-
1875)
1875)
Był
Był
reformato
reformato
rem
rem
geologii,
geologii,
wierzył w a
wierzył w a
ktualizm
ktualizm
geologiczn
geologiczn
y,
y,
odrzuc
odrzuc
ił
ił
k
k
atastrofizm i
atastrofizm i
ugruntow
ugruntow
ał
ał
pogląd o niezmiernie długim
pogląd o niezmiernie długim
czasie trwania okresów geologicznych
czasie trwania okresów geologicznych
p
p
odzi
odzi
elił
elił
trzeciorzęd na piętra
trzeciorzęd na piętra
(
(
na podstawie
na podstawie
danych paleontologicznych
danych paleontologicznych
)
)
HERBERT SPENCER
HERBERT SPENCER
(1820 - 1903)
(1820 - 1903)
to twórca teorii o powszechnym rozwoju
to twórca teorii o powszechnym rozwoju
poprzedzającej teorię naturalnego
poprzedzającej teorię naturalnego
powstawania (i zanikania) gatunków Darwina
powstawania (i zanikania) gatunków Darwina
spopularyzował termin „ewolucja” i
spopularyzował termin „ewolucja” i
tezę o „możliwości przeżycia najlepiej
tezę o „możliwości przeżycia najlepiej
dostosowanego”
dostosowanego”
promotor nurtu nazwanego społecznym
promotor nurtu nazwanego społecznym
darwinizmem/socjaldarwinizmem- przeniósł
darwinizmem/socjaldarwinizmem- przeniósł
na obszar życia społecznego tezę o
na obszar życia społecznego tezę o
konieczności walki o przetrwanie
konieczności walki o przetrwanie
JEAN BAPTISTE DE LAMARCK
JEAN BAPTISTE DE LAMARCK
(1744
(1744
-1829)
-1829)
był twórcą lamarkizmu-
był twórcą lamarkizmu-
teori
teori
i
i
, która przewidywała
, która przewidywała
powstawanie
powstawanie
gatunków
gatunków
(w teorii tej
(w teorii tej
zwierzęta są zdolne do
zwierzęta są zdolne do
celowej,
celowej,
świadomej
świadomej
p
p
rzemiany swoich ciał
rzemiany swoich ciał
(adaptacji)
(adaptacji)
,
,
aby sprostać
aby sprostać
otoczeniu, a
otoczeniu, a
c
c
echy nabyte
echy nabyte
są
są
dziedziczone
dziedziczone
p
p
rzez potomstwo
rzez potomstwo
)
)
j
j
ego teoria jest niezgodna z
ego teoria jest niezgodna z
e
e
współczesną
współczesną
wiedzą biologiczną, bo dziedziczone mogą
wiedzą biologiczną, bo dziedziczone mogą
być tylko geny
być tylko geny
,
,
idea powstawania nowych gatunków z
idea powstawania nowych gatunków z
innych
innych
form życia stała się podstawą późniejszej
form życia stała się podstawą późniejszej
teorii ewolu
teorii ewolu
cji
cji
sformułowanej przez Darwina.
sformułowanej przez Darwina.
KAROL DARWIN
KAROL DARWIN
(
(
180
180
9
9
- 1882
- 1882
)
)
–
–
jeden z najwybitniejszych XIX-
jeden z najwybitniejszych XIX-
wiecznych biologów i badaczy ewolucji
wiecznych biologów i badaczy ewolucji
,
,
autor teorii ewolucji będącej obecnie
autor teorii ewolucji będącej obecnie
paradygmatem biologii.
paradygmatem biologii.
Darwin po opuszczeniu
Cambridge ,na którym podjął studia
teologiczne, został zaokrętowany
jako przyrodnik-amator na okręcie
H.M.S Beagle, udającym się w
pięcioletni rejs dookoła świata, aby
przygotować mapy nawigacyjne dla
brytyjskiej marynarki.
W czasie tych podróży Darwin poczynił wiele obserwacji
dotyczących zwierząt, roślin i skamielin w różnych częściach
świata. Porównując rośliny i zwierzęta zasiedlające Wyspy
Galapagos i ląd Ameryki Południowej był szczególnie
zaskoczony ich podobieństwem.
Zastanawiał się, dlaczego zwierzęta z Galapagos
przypominają bardziej zwierzęta z Ameryki Południowej niż
zwierzęta z innych wysp położonych na tej samej szerokości
geograficznej. Zauważył też, że pomimo podobieństw,
gatunki zwierząt z Wysp Galapagos i Ameryki Południowej
wyraźnie się różnią.
Znaczny wpływ na Darwina miały teorie Tomasza
Malthusa, który zauważył, że liczebność populacji
wzrasta w postępie geometrycznym dopóki czynniki
środowiska nie staną się czynnikami hamującymi.
Wieloletnie obserwacje dotyczące zachowania roślin i
zwierząt przybliżyły Darwina do problemów opisanej
przez Malthusa walki o byt. Darwin doszedł do
wniosku, że w walce tej przeżywają organizmy o
cechach korzystnych, a zostają wyeliminowane
organizmy o cechach niekorzystnych.
Wynikiem tego są adaptacja do warunków środowiska, a
nawet powstanie nowego gatunku. Do powstania
nowego gatunku potrzebny jest również czas
(współcześni Darwinowi geolodzy zgromadzili liczne
dowody na długą historię Ziemi).
W ten sposób Darwin sformułował ostatecznie roboczą
teorię ewolucji tzn. ewolucji jako wyniku doboru
naturalnego.
W roku 1858 otrzymał on rękopis od Alfreda Russela
Wallace’a, który badał rozmieszczenie roślin i
zwierząt w Indiach Wschodnich i na Półwyspie
Malejskim. Wallace wysunął w tej pracy koncepcję
doboru naturalnego, do której doszedł niezależnie od
Darwina.
Obie prace przedstawiono w lipcu 1858 r. w Londynie,
na posiedzeniu Towarzystwa Lineuszowskiego.
Rok później ukazało się dzieło Darwina „O powstawaniu
gatunków drogą doboru naturalnego, czyli o
utrzymywaniu się doskonalszych ras w walce o byt”.
Dobór naturalny
Mechanizm doboru naturalnego opiera się na czterech
przesłankach:
-nadprodukcji: liczba wydawanego na świat potomstwa
każdego gatunku jest znacznie większa niż liczba osobników
osiągających zdolność do reprodukcji
-zmienności: w potomstwie występują różnice
międzyosobnicze
-współzawodnictwa: organizmy konkurują ze sobą o
ograniczone zasoby
-przeżycia, by się rozmnażać: osobniki odznaczające się
najkorzystniejszymi cechami mają największą szansę
przeżycia i reprodukcji
Proces doboru naturalnego powoduje zatem wzrost liczby
korzystnych cech w populacji i spadek liczby cech
niekorzystnych.
Syntetyczna teoria
ewolucji
Jakkolwiek Darwin żył w tym samym czasie co
Grzegorz Mendel, nie znał, podobnie jak reszta
świata nauki, jego prac. Darwin nie umiał
wyjaśnić, w jaki sposób odbywa się
przekazywanie cech z pokolenia na pokolenie, ani
dlaczego osobniki danej populacji różnią się od
siebie.
W XX wieku biologowie połączyli mendlowską
genetykę z teorią darwinowską i przedstawili
wyczerpującą interpretację ewolucji, znaną jako
neodarwinizm lub potocznie- jako syntetyczna
teoria ewolucji.
HENRI BERGSON (1859 - 1941)
HENRI BERGSON (1859 - 1941)
był to główny twórca intuicjonizmu, nurtu uznającego,
był to główny twórca intuicjonizmu, nurtu uznającego,
że świat poznajemy za pomocą intuicji i
że świat poznajemy za pomocą intuicji i
życiowego pędu, a nie intelektu
życiowego pędu, a nie intelektu
świat to wg niego to wciąż ewoluujący żywy
świat to wg niego to wciąż ewoluujący żywy
organizm przeniknięty pędem życiowym
organizm przeniknięty pędem życiowym
(élan vital)
(élan vital)
ewolucji nie da się przewidzieć, płynie w
ewolucji nie da się przewidzieć, płynie w
nieprzewidywalnych kierunkach i nie jest
nieprzewidywalnych kierunkach i nie jest
określona żadnymi ramami
określona żadnymi ramami
PIERRE TEILHARD DE CHARDIN (
PIERRE TEILHARD DE CHARDIN (
1881 -
1881 -
1955)
1955)
był on zwolennikiem teorii ewolucji, której próbował
był on zwolennikiem teorii ewolucji, której próbował
nadać głębokie przesłanie w duchu
nadać głębokie przesłanie w duchu
chrześcijaństwa (ewolucjonizm chrześcijański)
chrześcijaństwa (ewolucjonizm chrześcijański)
twierdził, że rzeczywistość ma charakter dynamiczny i
twierdził, że rzeczywistość ma charakter dynamiczny i
ewolucyjny, dąży od początku do końca
ewolucyjny, dąży od początku do końca
mając swój początek i koniec w Jezusie
mając swój początek i koniec w Jezusie
Współczesne poglądy na
Współczesne poglądy na
ewolucję
ewolucję
Współcześnie uważa się, że czynnikami ewolucji są:
Współcześnie uważa się, że czynnikami ewolucji są:
zmiany w środowisku
zmiany w środowisku
wrodzone dążenie materii ożywionej do samodoskonalenia
wrodzone dążenie materii ożywionej do samodoskonalenia
długotrwałe zmiany behawioralne organizmu, będące reakcją na
długotrwałe zmiany behawioralne organizmu, będące reakcją na
zmiany jego otoczenia
zmiany jego otoczenia
mutacjonizm- przypadkowe zmiany dziedzicznych własności
mutacjonizm- przypadkowe zmiany dziedzicznych własności
organizmów
organizmów
selekcjonizm- dobór naturalny
selekcjonizm- dobór naturalny
SYNTETYCZNA TEORIA EWOLUCJI
SYNTETYCZNA TEORIA EWOLUCJI
wywodzi sie z klasycznego darwinizmu i interpretuje zjawiska
wywodzi sie z klasycznego darwinizmu i interpretuje zjawiska
ewolucji zgodnie z założeniami genetyki populacyjnej
ewolucji zgodnie z założeniami genetyki populacyjnej
zakłada, że pierwotnym źródłem przemian ewolucyjnych są
zakłada, że pierwotnym źródłem przemian ewolucyjnych są
drobne mutacje, które przez rekombinacje genetyczne prowadzą
drobne mutacje, które przez rekombinacje genetyczne prowadzą
do dużej zmienności w populacjach
do dużej zmienności w populacjach
TEORIA USTALONYCH STANÓW RÓWNOWAGI
TEORIA USTALONYCH STANÓW RÓWNOWAGI
mówi, iż tempo ewolucji jest zmienne: długotrwałe okresy stanów
mówi, iż tempo ewolucji jest zmienne: długotrwałe okresy stanów
względnie trwałej równowagi oddzielają stosunkowo krótkotrwałe
względnie trwałej równowagi oddzielają stosunkowo krótkotrwałe
okresy szybkich przemian organizmów
okresy szybkich przemian organizmów
Współczesne poglądy na
Współczesne poglądy na
ewolucję
ewolucję
MECHANIZM EWOLUCJI
MECHANIZM EWOLUCJI
najczęściej przyjmuje postać
najczęściej przyjmuje postać
darwinowską, elementy zasadnicze to:
darwinowską, elementy zasadnicze to:
dobór naturalny
dobór naturalny
duże populacje organizmów, spośród których niewiele różni się
duże populacje organizmów, spośród których niewiele różni się
nieco od tych, z jakich same powstały
nieco od tych, z jakich same powstały
WSPÓŁCZESNE UJECIE DARWINOWSKIEGO MECHANIZMU
WSPÓŁCZESNE UJECIE DARWINOWSKIEGO MECHANIZMU
EWOLUCJI
EWOLUCJI
zakłada, że reprodukcja i dziedziczenie dokonują się z
zakłada, że reprodukcja i dziedziczenie dokonują się z
niewielkimi odchyleniami od wzorca rodzicielskiego (co jest
niewielkimi odchyleniami od wzorca rodzicielskiego (co jest
potwierdzone badaniami nad genetyką populacyjną)
potwierdzone badaniami nad genetyką populacyjną)
HIPOTEZA WSPÓLNEGO PRZODKA
HIPOTEZA WSPÓLNEGO PRZODKA
Hipoteza wspólnego przodka (ang. universal common
descent), oryginalnie zaproponowana przez Karola Darwina,
stanowi, że wszystkie organizmy żywe na Ziemi wywodzą się
od wspólnego przodka. Hipotezę tę obecnie uważa się za
udowodnioną. Głównymi faktami przemawiającymi na korzyść
tej hipotezy są: uniwersalność kodu genetycznego, jednolitość
mechanizmów biochemicznych oraz uniwersalne drzewo
filogenetyczne zrekonstruowane z danych molekularnych.
Mechanizmy ewolucji
Mechanizmami ewolucji określa się procesy prowadzące do
zmiany częstości alleli w populacji. Najogólniej można
wyróżnić dwa typy mechanizmów ewolucji:
* mechanizmy ukierunkowane zwane doborem [ang.
selection], gdzie kierunek ewolucji jest określony
koniecznością wynikającą z dostosowania fenotypu;
* mechanizmy neutralne, o całkowicie losowym podłożu,
zwane ogólnie ewolucją neutralną.
Mechanizmy ukierunkowane-
dobór
Dobór naturalny
Dobór naturalny
Mechanizm ewolucji zaproponowany
oryginalnie przez Karola Darwina i
Alfreda R. Wallace'a jako logiczna
konsekwencja założeń ewolucji. Dobór
naturalny polega na tym, że osobniki
lepiej dostosowane pożyją dłużej i
wydadzą więcej potomstwa niż
osobniki mniej dostosowane, w
konsekwencji zwiększając udział
genów warunkujących cechy
korzystne w puli genowej populacji.
Dobór naturalny jest głównym
mechanizmem odpowiedzialnym za
proces adaptacji ewolucyjnej.
Mechanizmy ukierunkowane-
dobór
Dobór sztuczny
Dobór sztuczny
W doborze sztucznym źródłem
selekcji jest subiektywna ocena
człowieka, który rozmnaża i
krzyżuje według swojego
uznania pożyteczne dla niego
organizmy. Dobór sztuczny
zwykle produkuje osobniki o
cechach nieprzydatnych w
warunkach naturalnych. Został
zauważony przez Karola
Darwina, choć nieświadomie
był stosowany przez tysiąclecia
we wszystkich kulturach
ludzkich. Współczesne rośliny
uprawne oraz udomowione
zwierzęta są przykładem
działania doboru sztucznego.
Mechanizmy ukierunkowane-
dobór
Dobór płciowy
Dobór płciowy
Jest szczególnym przypadkiem doboru naturalnego, gdzie o
dostosowaniu decyduje postrzegana atrakcyjność dla płci
przeciwnej. Dobór płciowy został zaproponowany przez
Karola Darwina jako wytłumaczenie pochodzenia
ekstrawaganckich i kosztownych cech u organizmów
żywych takich jak pawi ogon. Potwierdzenie
eksperymentalne doboru płciowego i faktu, że opiera się on
na preferencjach partnera seksualnego, było niezwykle
trudne i udało się dopiero w roku 1982.
Mechanizmy ukierunkowane-
dobór
Dobór krewniaczy
Dobór krewniaczy
Wyjaśnia pochodzenie zachowań
altruistycznych w stosunku do osobników
spokrewnionych. Częstość allelu w populacji
może wzrosnąć, jeśli organizm-nosiciel
danego allelu pomaga swoim krewnym.
Prawdopodobieństwo posiadania takich
samych genów (alleli) jest tym większe, im
bliższe jest pokrewieństwo między
osobnikami. Dobór krewniaczy wprawdzie
został oryginalnie zaproponowany przez
Karola Darwina jako wytłumaczenie
istnienia sterylnych kast u owadów, lecz
ogólną akceptację zyskał dopiero dzięki
przełomowym pracom Williama D.
Hamiltona. Przykładem efektów działania
doboru krewniaczego są m.in. troska o
potomstwo, niepłodne kasty u organizmów
społecznych, powstrzymywanie agresji
wobec osobników spokrewnionych.
Mechanizmy neutralne
Neutralne mechanizmy ewolucji, zostały
po raz pierwszy zaproponowane przez
Motoo Kimurę w jego neutralnej teorii
ewolucji. Kimura wykazał, że allel który
jest całkowicie neutralny ze względu na
selekcję, tzn. nie niesie żadnej korzyści ani
nie jest szkodliwy, może zdominować
populację w wyniku całkowicie losowego
procesu. Uważa się, że większość mutacji
ma charakter neutralny. Neutralna teoria
ewolucji jest zgodna z założeniami teorii
ewolucji i jako taka stanowi część
Syntetycznej Teorii Ewolucji.
Mechanizmy neutralne
Dryf genetyczny
Dryf genetyczny
Jest podstawowym procesem neutralnej ewolucji. Istotą dryfu
genetycznego są fluktuacje częstości neutralnego allelu.
Szybkość eliminacji, oraz szybkość fiksacji allelu w populacji
zależy od jej rozmiaru. Im mniejsza populacja, tym szybciej allel
ulegnie eliminacji bądź zdominuje populację.
Efekt założyciela
Efekt założyciela
Jest szczególnym przypadkiem dryfu genetycznego, związanego z
przejściową, drastyczną redukcją liczby osobników w populacji
wskutek migracji niewielkiej liczby osobników na izolowaną
wyspę. Przypadek spowoduje, że taka populacja będzie miała
drastycznie odmienną i zubożoną pulę genetyczną w stosunku
do populacji wyjściowej.
Mechanizmy neutralne
Efekt wąskiego gardła
Efekt wąskiego gardła
Powstaje w wyniku katastrofy. Różnica między efektem
założyciela, a efektem wąskiego gardła polega na tym, że w
pierwszym wypadku obok pierwotnej populacji powstaje
nowa populacja, a wskutek wąskiego gardła zmianie ulega
cała populacja.
Przepływ genów
Przepływ genów
Częstość alleli w populacji może się również zmienić
wskutek przepływu genów na skutek migracji osobników z i
do populacji wyjściowej.
Tempo ewolucji
Wg KONCEPCJI GRADUALISTYCZNYCH
Wg KONCEPCJI GRADUALISTYCZNYCH
-
-
tempo ewolucji
tempo ewolucji
wyznaczane jest przez:
wyznaczane jest przez:
wydajność procesów wnoszących zmiany
wydajność procesów wnoszących zmiany
skuteczność nieprzypadkowej eliminacji
skuteczność nieprzypadkowej eliminacji
trwałość barier uniemożliwiających cofanie się skutków
trwałość barier uniemożliwiających cofanie się skutków
dokonanej selekcji
dokonanej selekcji
Wg KONCEPCJI SALTACJONISTYCZNYCH
Wg KONCEPCJI SALTACJONISTYCZNYCH
nie uwzględnia się zawartej w materii żywej skłonności do
nie uwzględnia się zawartej w materii żywej skłonności do
kierunkowych zmian
kierunkowych zmian
przypadek to główny mechanizm prowadzący do istotnych
przypadek to główny mechanizm prowadzący do istotnych
zmian
zmian
HIPOTEZA POŚREDNIA
HIPOTEZA POŚREDNIA
zakłada możliwość zachodzenia ewolucji przez „szybkie”
zakłada możliwość zachodzenia ewolucji przez „szybkie”
(skala tysiącleci i dziesiątek tysięcy lat) przejścia postaci,
(skala tysiącleci i dziesiątek tysięcy lat) przejścia postaci,
funkcji i cech organizmów żywych
funkcji i cech organizmów żywych
Statyczność życia
W epoce „przed-darwinowskiej” uważano, że formy
W epoce „przed-darwinowskiej” uważano, że formy
organizmów żywych na Ziemi są niezmienne, dane raz na
organizmów żywych na Ziemi są niezmienne, dane raz na
zawsze, wniosek ten uzyskano na podstawie dociekań
zawsze, wniosek ten uzyskano na podstawie dociekań
metafizycznych a nie badan naukowych
metafizycznych a nie badan naukowych
Na podstawie filozofii Arystotelesa definiowano gatunek,
Na podstawie filozofii Arystotelesa definiowano gatunek,
jako klasę bytów posiadających taką samą formę
jako klasę bytów posiadających taką samą formę
substancjonalną
substancjonalną
Biologia XVIII i XIX wieku to hybryda dociekań
Biologia XVIII i XIX wieku to hybryda dociekań
empirycznych
empirycznych
i filozoficznych, a nie „czysta” nauka
i filozoficznych, a nie „czysta” nauka
przyrodnicza
przyrodnicza
Dopiero praca Karola Darwina zburzyła ten nieprzystający
Dopiero praca Karola Darwina zburzyła ten nieprzystający
do rzeczywistości stan wiedzy o życiu i jego pochodzeniu
do rzeczywistości stan wiedzy o życiu i jego pochodzeniu
Różne ujęcia kreacji
HERAKLIT Z EFEZU (540 - 480 p.n.e.)
HERAKLIT Z EFEZU (540 - 480 p.n.e.)
Uważał, że kosmos jest stwórcą wszystkiego, a
Uważał, że kosmos jest stwórcą wszystkiego, a
materia
materia
posiada własność kreacyjną i sprawczą
posiada własność kreacyjną i sprawczą
kosmos jest wieczny, a jego historię stanowią
kosmos jest wieczny, a jego historię stanowią
nieskończenie powtarzające się cykle
nieskończenie powtarzające się cykle
powstawania i zaniku materii
powstawania i zaniku materii
Wg niego,
Wg niego,
stawanie si
stawanie si
ę
ę
i przemijanie jest
i przemijanie jest
wynikiem nieprzerwanego ścierania się
wynikiem nieprzerwanego ścierania się
przeciwieństw
przeciwieństw
mimo, że „wszystko płynie” to rzeka wciąż
mimo, że „wszystko płynie” to rzeka wciąż
pozostaje tą samą rzeką, jeśli rozpatrywać ją
pozostaje tą samą rzeką, jeśli rozpatrywać ją
jako materię(dialektyka)
jako materię(dialektyka)
ARYSTOTELES (384 – 332 p.n.e.)
ARYSTOTELES (384 – 332 p.n.e.)
Twierdził, że wszystko co jest w ruchu, jest przez
Twierdził, że wszystko co jest w ruchu, jest przez
coś
coś
poruszane. Pierwszy czynnik ruchu stanowi rację
poruszane. Pierwszy czynnik ruchu stanowi rację
uzasadniającą pojawienie się ruchu wiecznego,
uzasadniającą pojawienie się ruchu wiecznego,
a więc i życia. Ruch wieczny nie jest utożsamiany
a więc i życia. Ruch wieczny nie jest utożsamiany
z ewolucją, a z siłą sprawczą
z ewolucją, a z siłą sprawczą
Dla
Dla
Św. Tomasza z Akwinu
Św. Tomasza z Akwinu
pierwszy czynnik
pierwszy czynnik
ruchu to Bóg chrześcijański, a kreacja to
ruchu to Bóg chrześcijański, a kreacja to
nadanie bytowi aktu istnienia
nadanie bytowi aktu istnienia
Różne ujęcia kreacji
PLATON (427 – 347 p.n.e.)
PLATON (427 – 347 p.n.e.)
Wg Platona kosmos czyli porządek powstał z chaosu
Wg Platona kosmos czyli porządek powstał z chaosu
dzięki
dzięki
Demiurgowi,
Demiurgowi,
stwórcy
stwórcy
platońskie rozumienie kreacji należy pojmować jako
platońskie rozumienie kreacji należy pojmować jako
porządkowanie chaosu
porządkowanie chaosu
świat idei jest prawdziwy, piękny i wieczny,
świat idei jest prawdziwy, piękny i wieczny,
zmiany zachodzą tylko w świecie zmysłów (iluzji)
zmiany zachodzą tylko w świecie zmysłów (iluzji)
ŚW. AUGUSTYN Z HIPPONY (354 – 430)
ŚW. AUGUSTYN Z HIPPONY (354 – 430)
ideę stworzenia umieścił w kontekście idei ewolucji-
ideę stworzenia umieścił w kontekście idei ewolucji-
powstanie i zanikanie bytów zachodzi w ramach
powstanie i zanikanie bytów zachodzi w ramach
działań Boga
działań Boga
akt stwórczy Boga obejmuje wszystko, co istnieje,
akt stwórczy Boga obejmuje wszystko, co istnieje,
nie ma niczego, co nie powstałoby z woli Stwórcy.
nie ma niczego, co nie powstałoby z woli Stwórcy.
Bóg stworzył świat i ciągle go "napędza". Bez jego
Bóg stworzył świat i ciągle go "napędza". Bez jego
woli nic nie może istnieć
woli nic nie może istnieć
"Bez woli Boga nawet jeden listek nie spada z
"Bez woli Boga nawet jeden listek nie spada z
drzewa".
drzewa".
Koncepcja statycznej
kreacji
KREACJONIZM-
KREACJONIZM-
wszystko co istnieje, ma twórczy początek,
wszystko co istnieje, ma twórczy początek,
pozostaje niezmienne i stabilne -przeciwieństwo ewolucjonizmu
pozostaje niezmienne i stabilne -przeciwieństwo ewolucjonizmu
(głoszącego zmienność i niestabilność Wszechświata)
(głoszącego zmienność i niestabilność Wszechświata)
KREACJA-
KREACJA-
(dla przyrodników) zjawisko przemiany jednych
(dla przyrodników) zjawisko przemiany jednych
cząsteczek elementarnych w drugie, podstawowa własność
cząsteczek elementarnych w drugie, podstawowa własność
przyrody
przyrody
Kreacjonizm można rozumieć różnorako, w zależności od
Kreacjonizm można rozumieć różnorako, w zależności od
kontekstu, w którym funkcjonuje ta idea. Najogólniej,
kontekstu, w którym funkcjonuje ta idea. Najogólniej,
kreacjonizm to pogląd dotyczący stwórczego pojawienia się
kreacjonizm to pogląd dotyczący stwórczego pojawienia się
świata i życia na Ziemi oraz zasad ich istnienia i funkcjonowania
świata i życia na Ziemi oraz zasad ich istnienia i funkcjonowania
Statyczność życia i
Statyczność życia i
kreacjonizm
kreacjonizm
W BIOLOGII
W BIOLOGII
powstanie życia na Ziemi to akt twórczy, nie podlega zmianom i
powstanie życia na Ziemi to akt twórczy, nie podlega zmianom i
procesom ewolucyjnym
procesom ewolucyjnym
liczba i postać gatunków jest niezmienna (istnieją tylko gatunki,
liczba i postać gatunków jest niezmienna (istnieją tylko gatunki,
które zostały na początku stworzone i nie podlegają one żadnym
które zostały na początku stworzone i nie podlegają one żadnym
zmianom ewolucyjnym )
zmianom ewolucyjnym )
W RELIGIOZNAWSTWIE
W RELIGIOZNAWSTWIE
świat został stworzony przez bóstwo jako gotowa całość i jest
świat został stworzony przez bóstwo jako gotowa całość i jest
wynikiem zamierzonego celu stwórcy, a miejsce człowieka na
wynikiem zamierzonego celu stwórcy, a miejsce człowieka na
drabinie życia jest określone
drabinie życia jest określone
W RELIGII CHRZEŚCIJAŃSKIEJ
W RELIGII CHRZEŚCIJAŃSKIEJ
uznaje się dogmat wiary, że Bóg stworzył świat z niczego (
uznaje się dogmat wiary, że Bóg stworzył świat z niczego (
ex
ex
nihilo
nihilo
) umiejscawiając na nim człowieka
) umiejscawiając na nim człowieka
Podział kreacjonizmu
Podział kreacjonizmu
KREACJONIZM TRADYCYJNY (KLASYCZNY)
KREACJONIZM TRADYCYJNY (KLASYCZNY)
reprezentowany m.in. przez św. Tomasza, według którego kreacja
reprezentowany m.in. przez św. Tomasza, według którego kreacja
to swoista zasada powstawania świata, który pozostaje dalej w
to swoista zasada powstawania świata, który pozostaje dalej w
niezmienionej formie
niezmienionej formie
istnienie bytów polega na ich nieustannym stwarzaniu
istnienie bytów polega na ich nieustannym stwarzaniu
Bóg tworzył duże grupy organizmów etapami, a ostatnim takim
Bóg tworzył duże grupy organizmów etapami, a ostatnim takim
etapem było stworzenie człowieka
etapem było stworzenie człowieka
KREACJONIZM MŁODEJ ZIEMI
KREACJONIZM MŁODEJ ZIEMI
Ziemia ma 6-10 tys lat, a Bóg stworzył świat i życie w ciągu 6 dni
Ziemia ma 6-10 tys lat, a Bóg stworzył świat i życie w ciągu 6 dni
KREACJONIZM STAREJ ZIEMI
KREACJONIZM STAREJ ZIEMI
traktuje biblijny opis metaforycznie, pozostaje częściowo w
traktuje biblijny opis metaforycznie, pozostaje częściowo w
zgodzie z naukami przyrodniczymi
zgodzie z naukami przyrodniczymi
KREACJONIZM EWOLUCYJNY
KREACJONIZM EWOLUCYJNY
Bóg stworzył życie, które naturalnie wyewoluowało w
Bóg stworzył życie, które naturalnie wyewoluowało w
zamierzonym przez niego kierunku lub kierował procesem
zamierzonym przez niego kierunku lub kierował procesem
ewolucji, aż do powstania człowieka
ewolucji, aż do powstania człowieka
Współczesna
kreacjonistyczna
interpretacja
zjawisk
biologicznych
Kreacjoniści w wyjaśnianiu
zjawiska homol
ogii
Obecnie kreacjoniści kładą nacisk na wspólny projekt
zastosowany w świecie
przyrody ożywionej i jedność planu organizacyjnego
typów roślin i zwierząt.
Homologia (oraz konwergencja) jest wynikiem
aktywności Stwórcy
Homologiczne struktury występują w niespokrewnionych
organizmach, stanowiąc wspólne i stałe rozwiązania
służące określonej strategii przetrwania.
Podobieństwa pomiędzy strukturami nie są przyczyny
historycznej (tj. wyewoluowały u wspólnego przodka
danej grupy, by następnie zostać odziedziczone przez
wywodzące się od niego organizmy).
Podobieństwa są przyczyny funkcjonalnej (wynik
wspólnego projektu).
Te same komponenty, te same elementy architektury
i mechanizmy konstrukcyjne, mogą być użyte w
odmiennych projektach
Kreacjonizm broni tezy o niezmienności gatunków w rozumieniu
"gatunku naturalnego", a nie gatunku w rozumieniu obecnej
systematyki
"gatunek" nie może przechodzić jeden w drugi
Według twierdzeń współczesnej kreacjonistycznej typologii
"gatunek naturalny" (baramin) to wachlarz możliwych aktualizacji
form fenotypowych w "gatunku naturalnym" (ekotyp, ekomorf)
Różne te formy są przybierane w ramach gatunku, ale w
odmiennych warunkach środowiska
Jako przykład kreacjoniści podają psowate, obejmujące
tak zróżnicowane formy, jak wilki, szakale, kojoty, lisy i psy
domowe.
Dla kreacjonistów nie istnieją dowody na gruncie paleontologii,
mówiące, że miały miejsce ewolucyjne transformacje pomiędzy
"gatunkami naturalnymi"
Również genetyka potwierdza, że zakres zmienności "gatunku
naturalnego" jest ograniczony i nie może przekroczyć pewnych
niezmiennych barier
Definicja „gatunku naturalnego”
Definicja „gatunku naturalnego”
Dobór naturalny
Kreacjonizm akceptuje działanie doboru naturalnego
Odrzuca tezę, że dobór naturalny odpowiada
za większe strukturalne i funkcjonalne transformacje
pomiędzy organizmami
Jest w przyrodzie siłą przeciwdziałającą większym
transformacjom.
Przykładem są zjawiska obserwowane podczas hodowli. W
doborze sztucznym możliwe jest uzyskanie z danego gatunku
szeregu odmian (znacznie) różniących się od siebie, gdzie
niektóre z nich nie są zdolne do przeżycia w naturze
Dobór naturalny
„Genetyczne uszlachetnienie” odmiany zazwyczaj
odbywa się kosztem innych funkcji
"uszlachetnione" odmiany:
- są biologicznie słabsze niż odmiany dzikie
- są mniej zdolne do życia w warunkach naturalnych
- stają się zależne od człowieka
- wymagają specjalnych warunków środowiska
- wymagają ochrony przed krzyżowaniem się
(zapewnienie izolacji)
Bez w/w wymagań odmiany najbardziej
wyspecjalizowane szybko giną, a
pozostałe
powracają
do stanu sprzed udomowienia.
Gdy odmiana dziczeje, wyselekcjonowane przez
hodowców poszczególne cechy "rozpływają się" w
populacji
Dobór naturalny jest w przyrodzie siłą zachowawczą,
zapobiegającą pojawianiu się znacznie zmienionych
form
Różne stanowiska kreacjonizmu
wobec mutacji:
- negacja jakichkolwiek mutacji korzystnych
- przyznanie, że zdarzają się mutacje pozwalające
organizmowi zachować homeostazę w
zmienionym środowisku
- dopuszczenie możliwości celowych zmian
genomu przyspieszających adaptację
losowe mutacje w materiale genetycznym nie
mogą być źródłem ewolucyjnych innowacji
Mutacje
Mutacje
Argumenty kreacjonistów:
Losowe zmiany w jakimś mechanizmie czy kodzie
źródłowym nie doprowadzą nigdy do ulepszenia
produktu
Są zwykle szkodliwe lub rzadziej neutralne
Mutacje są bardzo negatywnym czynnikiem, utrudniającym
organizmom utrzymywać rozmaite funkcje
W przypadku mutacji dających korzyść przystosowawczą –
mutacje te są korzystne, ponieważ chronią istniejące funkcje, a
nie, ponieważ stwarzają nowe funkcje lub organy. Często wiążą
się z upośledzeniem żywotności populacji, które mają szansę
konkurować z populacjami niezmutowanymi tylko w
wyjątkowych
warunkach (np. silnej presji selekcyjnej wytworzonej przez
antybiotyk).
Zapis kopalny
Według kreacjonistów zapis kopalny nie stoi w sprzeczności
z założeniami kreacjonizmu
Zapis kopalny ujawnia dwa fakty:
1. Stazę.
Większość gatunków w zapisie kopalnym nie ujawnia żadnej
kierunkowej przemiany podczas swego pobytu na Ziemi
(staza). Wyglądają one niemal tak samo, w momencie gdy
się w zapisie kopalnym pojawiają, jak i wówczas, gdy
znikają. Zmiany morfologiczne mają zazwyczaj ograniczony
charakter i pozbawione są kierunku.
2. Nagłe pojawianie się.
Na żadnym obszarze geograficznym zapis kopalny nie
ujawnia stopniowego powstawania gatunków w wyniku
stałych, wolnych przekształceń swoich przodków. Zjawiają
się one nagle i całkowicie ukształtowane, trwają jakiś czas,
po czym znikają równie raptownie i zagadkowo, jak się
pojawiły.
Religia katolicka wobec
ewolucji
W dokumencie "Kościół wobec ewolucji" wydanym przez
Radę Naukową Episkopatu Polski w listopadzie 2006,
biskupi
przywołują słowa Jana Pawła II z 1996 roku: "Nowe
zdobycze
nauki każą nam uznać, że teoria ewolucji jest czymś więcej
niż hipotezą". Krytykują też przedstawicieli "fideistycznego
kreacjonizmu, którzy interpretują dosłownie biblijne
opowiadanie o stworzeniu świata (...) i na tej podstawie
kwestionują nauczanie o ewolucji w szkole". Uznają też, że
"fundamentalistyczny kreacjonizm nie jest zgodny z nauką
katolicką”.
Dziękuję za uwagę
Dziękuję za uwagę