Η εξέλιξη και τα τεκμήριά της

Μια φάλαινα με πόδια

Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, σε πετρώματα του Πακιστάν ηλικίας περίπου $49$ εκατομμυρίων ετών, βρέθηκε ο σκελετός ενός παράξενου ζώου. Είχε κρανίο και αυτιά σαν των φαλαινών. Είχε όμως και τέσσερα δυνατά πόδια, με δάχτυλα. Ονομάστηκε Ambulocetus, «η φάλαινα που περπατάει».

Σε άλλα πετρώματα, λίγο νεότερα, βρέθηκαν ζώα με όλο και μικρότερα πίσω πόδια. Και οι σημερινές φάλαινες; Μέσα στο σώμα τους, χωρίς καμία σύνδεση με τη σπονδυλική στήλη, πολλές έχουν ακόμα μικρά κόκαλα λεκάνης.

Τα απολιθώματα, τα κόκαλα, το DNA λένε την ίδια ιστορία: οι φάλαινες κατάγονται από θηλαστικά της στεριάς που, μέσα σε εκατομμύρια χρόνια, πέρασαν στη θάλασσα.

Τι λέει η θεωρία της εξέλιξης

Η εξέλιξη είναι η αλλαγή των γνωρισμάτων των πληθυσμών από γενιά σε γενιά. Μέσα σε τεράστια χρονικά διαστήματα, αυτές οι αλλαγές δίνουν νέα είδη.

Η θεωρία της εξέλιξης λέει δύο πράγματα:

• Τα είδη αλλάζουν με τον χρόνο· τα σημερινά είδη δεν υπήρχαν πάντα όπως είναι τώρα.
• Όλοι οι οργανισμοί έχουν κοινή καταγωγή. Όσο πιο πρόσφατος ο κοινός πρόγονος δύο ειδών, τόσο πιο συγγενικά είναι.

Είναι η βάση όλης της σύγχρονης Βιολογίας, από την ιατρική ως τη γεωργία. Πώς όμως το ξέρουμε; Σε αυτό το μάθημα θα δεις τα τεκμήρια. Στο επόμενο, τον μηχανισμό: τη φυσική επιλογή.

Τεκμήριο 1: τα απολιθώματα

Απολιθώματα είναι υπολείμματα ή ίχνη οργανισμών που διατηρήθηκαν στα πετρώματα: κόκαλα, κελύφη, αποτυπώματα φύλλων, πατημασιές.

Τα ιζηματογενή πετρώματα σχηματίζονται σε στρώματα, το ένα πάνω στο άλλο. Σε ένα αδιατάρακτο σημείο, τα βαθύτερα στρώματα είναι τα παλαιότερα. Και η ηλικία τους μετριέται με ακρίβεια από τη ραδιενεργό διάσπαση ορισμένων στοιχείων, που γίνεται με σταθερό ρυθμό, σαν ρολόι.

Τι δείχνουν τα απολιθώματα:

• Σε παλαιότερα στρώματα βρίσκεις απλούστερους οργανισμούς, σε νεότερα όλο και πιο ποικίλους. Κανένα απολίθωμα κουνελιού σε στρώματα $500$ εκατομμυρίων ετών.
• Υπάρχουν μεταβατικές μορφές με γνωρίσματα δύο ομάδων: ο Tiktaalik, ψάρι με «αγκώνες» και λαιμό, περίπου $375$ εκατομμύρια χρόνια πριν· ο Archaeopteryx, με φτερά πουλιού αλλά δόντια και ουρά ερπετού, περίπου $150$ εκατομμύρια χρόνια πριν· οι φάλαινες με πόδια.

Η ιστορία της ζωής σε μια γραμμή

Πάτα κάθε σημείο για να διαβάσεις τι έγινε. Δες πόσο στριμώχνονται στο τέλος όσα μας φαίνονται «αρχαία». Μετά δοκίμασε «Βάλ' τα σε σειρά».

ΕξερεύνησεΒάλ' τα σε σειρά

Πρώτα κύτταραΈκρηξη της ΚάμβριαςΦυτά στη στεριάTiktaalikΤέλος των δεινοσαύρωνΆνθρωπος και χιμπατζής χωρίζουνHomo sapiens

Πρώτα κύτταρα · τουλάχιστον 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πρινΟι αρχαιότεροι σαφείς τύποι ζωής είναι μονοκύτταροι οργανισμοί χωρίς πυρήνα, σαν τα σημερινά βακτήρια. Η Γη είναι τότε περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

Τεκμήριο 2: η σύγκριση των σωμάτων

Σύγκρινε το χέρι σου με το πτερύγιο μιας φάλαινας, τη φτερούγα μιας νυχτερίδας και το μπροστινό πόδι μιας γάτας. Κάνουν εντελώς διαφορετικές δουλειές: πιάνουν, κολυμπούν, πετούν, περπατούν.

Κι όμως, από μέσα έχουν τα ίδια κόκαλα, με την ίδια σειρά: ένα κόκαλο στο μπράτσο (βραχιόνιο), δύο στον πήχη (κερκίδα και ωλένη), μικρά κόκαλα του καρπού, και δάχτυλα (φάλαγγες).

Αυτά λέγονται ομόλογα όργανα: ίδια βασική κατασκευή, διαφορετική λειτουργία. Η πιο απλή εξήγηση είναι ότι τα κληρονόμησαν όλα από έναν κοινό πρόγονο, και το καθένα προσαρμόστηκε σε άλλη χρήση.

Το αντίθετο είναι τα ανάλογα όργανα: ίδια λειτουργία, αλλά εντελώς διαφορετική κατασκευή. Η φτερούγα ενός πουλιού και το φτερό μιας πεταλούδας κάνουν την ίδια δουλειά, αλλά η μία έχει κόκαλα και φτερά, το άλλο μια λεπτή μεμβράνη από χιτίνη. Προέκυψαν ανεξάρτητα, γιατί το ίδιο πρόβλημα — πώς να πετάξεις — έχει λίγες καλές λύσεις.

Ομόλογα ή ανάλογα;

Για κάθε ζευγάρι, ρώτα: έχουν την ίδια κατασκευή από μέσα, ή απλώς κάνουν την ίδια δουλειά;

Τι είδους ομοιότητα;

Χέρι ανθρώπου – φτερούγα νυχτερίδας

ΟμόλογαΑνάλογα

0 / 7

Υπάρχουν και τα υπολειμματικά όργανα: δομές που σε κάποιο είδος είναι μικρές και έχουν χάσει την αρχική τους λειτουργία, ενώ σε συγγενικά είδη είναι πλήρεις. Τα κόκαλα της λεκάνης στις φάλαινες. Ο κόκκυγας στο τέλος της δικής σου σπονδυλικής στήλης, απομεινάρι ουράς. Τα μικρά φτερά της στρουθοκαμήλου, που δεν πετάει.

Και τα έμβρυα: στα πρώτα στάδια, τα έμβρυα ενός ψαριού, μιας κότας και ενός ανθρώπου έχουν όλα μια ουρά και σχισμές στον λαιμό (φαρυγγικές σχισμές). Στα ψάρια γίνονται βράγχια· στον άνθρωπο μετατρέπονται σε άλλες δομές, π.χ. μέρη του αυτιού και του λαιμού.

Τεκμήριο 3: το DNA

Το ισχυρότερο τεκμήριο ήρθε τον 20ό αιώνα, και ο Δαρβίνος δεν το ήξερε: το ίδιο το DNA.

• Όλοι οι οργανισμοί χρησιμοποιούν DNA και σχεδόν τον ίδιο γενετικό κώδικα — γι' αυτό ένα βακτήριο μπορεί να διαβάσει ένα ανθρώπινο γονίδιο, όπως είδες στη βιοτεχνολογία.
• Όσο πιο συγγενικά είναι δύο είδη, τόσο πιο όμοιο είναι το DNA τους. Άνθρωπος και χιμπατζής μοιάζουν σε περίπου $98$–$99\%$ των ευθυγραμμισμένων βάσεων.

Το εντυπωσιακό είναι ότι τα δέντρα συγγένειας που φτιάχνονται από το DNA ταιριάζουν, στις μεγάλες γραμμές, με αυτά που είχαν φτιαχτεί πολύ νωρίτερα με βάση τα απολιθώματα και την ανατομία. Ανεξάρτητα τεκμήρια, ίδια απάντηση.

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση