If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

Դարվին, էվոլյուցիա և բնական ընտրություն

Չարլզ Դարվինի ճանապարհորդությունը Բիգլ նավով և նրա էվոլյուցիայի ու բնական ընտրության մասին մտքերը։

Հիմնական դրույթներ

  • Չարլզ Դարվինը բրիտանացի բնագետ էր, ով առաջարկեց բնական ընտրությամբ կենսաբանական էվոլյուցիայի գաղափարը։
  • Դարվինը սահմանեց էվոլյուցիան որպես <<մոդիֆիկացիայով ծագում>>՝ տալով գաղափար այն մասին, որ տեսակները ժամանակի ընթացքում փոխվում են, առաջացնում նոր տեսակներ և կիսում ընդհանուր նախնի։
  • Էվոլյուցիայի համար Դարվինի առաջարկած մեխանիզմը բնական ընտրությունն էր։ Քանի որ բնության մեջ սննդի աղբյուրները սահմանափակ են, ապա այն օրգանիզմները, որոնց ժառանգական հատկությունները օգնում են դրանց գոյատևել և վերարտադրվել տվյալ միջավայրում կձգտեն թողնել ավելի շատ սերունդ, քան մյուսները՝ հանգցնելով սերնդեսերունդ այդ հատկանիշների հանդիպման հաճախության մեծացմանը։
  • Բնական ընտրության միջոցով պոպուլյացիաները ժամանակի ընթացքում դառնում են ավելի հարմարված իրենց շրջապատող միջավայրի նկատմամբ։ Բնական ընտրությունը կախված է միջավայրից և դրա իրականացման համար անհրաժեշտ է օրգանիզմների խմբում ժառանգական փոփոխականության առկայություն։

Ի՞նչ է էվոլյուցիան

Կենսաբանական էվոլյուցիայի հիմնական միտքն այն է, որ օրգանիզմների պոպուլյացիաները և տեսակները ժամանակի ընթացքում կրում են փոփոխություններ։ Այսօր երբ մենք մտածում ենք էվոլյուցիայի մասին, սովորաբար կապում ենք այն հատուկ մարդու՝ բրիտանացի բնագետ Չարլզ Դարվինի հետ։
1850-ական թվականներին Դարվինը գրեց ազդեցիկ և հակասական գիրք, որի վերնագիրն էր՝ Տեսակների ծագումը։ Այդ գրքում Դարվինն առաջարկում էր, որ տեսակները զարգանում են (կամ ինչպես ինքն էր գրել ենթարկվում են <<մոդիֆիկացիայով ծագման>>) և որ բոլոր կենդանի օրգանիզմները կարող են ընդհանուր նախնուց սկսած հետևել իրենց ընդհուր ծագմանը։
Դարվինը նաև առաջարկեց էվոլյուցիայի մեխանիզմ․ բնական ընտրությունը, որի ժամանակ այն ժառանգական հատկանիշները, որոնք օգնում են օրգանիզմներին գոյատևել և վերարտադրվել՝ ժամանակի ընթացքում պոպուլյացիայում ավելի հաճախ են հանդիպում։
Այս հոդվածում մենք ավելի խորությամբ կուսումնասիրենք Դարվինի գաղափարները։ Մենք կհետևենքև կհասկանանք, թե ինչպես են նրա գաղափարները առաջացել Բիգլ նավով իր շուրջերկրյա ճանապարհորդության արդյունքում, ինչպես նաև կքննարկենք մի օրինակ, որում կտեսնենք, թե ինչպես է աշխատում բնական ընտրությունը։

Դարվինը և Բիգլ նավով նրա ճամփորդությունը

Դարվինի Տեսակների ծագումը գրքում ներկայացված էին էվոլյուցիայի և բնական ընտրության վերաբերյալ իր գաղափարները։ Այս գաղափարները մեծապես հիմնված էին իր ճանապարհորդությունից արված դիտակումների վրա։ 1831-1836 թվականներին նա Բիգլ նավով հետազոտողների արշավախմբի անդամներից էր։ Այս ճանապարհորդության ժամանակ նրանք կայանեցին Հարավային Ամերիկայում, Ավստրալիայում, ինչպես նաև Աֆրիայի հարավային ափերում։ Արշավախմբի կանգառներից յուրաքանչյուրում Դարվինը հնարավորություն ունեցով հետազոտել տեղի բուսական և կենդանական աշխարհը։
Իր ճանապարհորդության ընթացքում Դարվինը սկսեց նկատել օրգանիզմների բաշխման և դրանց հատկանիշների վերաբերյալ ինտրիգային օրինաչափություններ։ Մենք կարող ենք տեսնել օրգանիզմների բաշխման վերաբերյալ Դարվինի նկատած կարևոր օրինաչափությունները՝ Էկվադորի Գալապագոսյան կղզիներից իր կատարած դիտարկումները ուսումնասիրելով։
_Նկարի աղբյուր՝ "Darwin's finches," ըստ John Gould (public domain)._
Դարվինը հայտնաբերեց, որ միմյանց մոտ գտնվող Գալապագոսյան կղզիներում բնակվում էին միմյանց շատ նման, բայց ոչ ամբողջովին միանման ամուրիկ թռչունների տեսակներ։ Ավելին՝ նա տեսավ, որ ամուրիկների յուրաքանչյուր տեսակը լավագույնս հարմարված էր իր միջավայրին և դրանում իր ունեցած դերին։ Օրինակ՝ այն տեսակները, որոնք սնվում էին մեծ սերմերով, սովորաբար ունեին ավելի մեծ, ամուր կտուցներ, մինչդեռ միջատներով սնվողների կտուցները բարակ և սուր էին։ Եվ վերջապես, նա տեսավ, որ Գալապագոսյան կղզիներում բնակվող ամուրիկները շատ նման էին բուն Էքվադորում բնակվող տեսակներին, բայց տարբերվում էին աշխարհի այլ տեղամասերում բնակվող համանուն տեսակներից2։
Դարվինը այս ամենը ճանապարհորդության ընթացքում չէ, որ հասկացավ։ Իրականում, նախքան նմուշները հմուտ թռչնաբանին ցույց տալը, նա չէր էլ հասկացել, որ այդ բոլոր ամուրիկները միմյանց կապված, բայց տարբեր տեսակներից էին3։ Այնուամենայնիվ ժամանակի ընթացքում նա ներկայացրեց գաղափարներ, որոնք կարող էին բացատրել միմյանց հետ կապված, բայց միևնույն ժամանակ միմյանցից տարբեր ամուրիկների օրինաչափությունը։
Ըստ Դարվինի գաղափարների, այս օրինաչափությունը իմաստ կունանար, եթե նախկինում Գալապագոսյան կղզիներում բնակվեին հարևան մայրցամաքի թռչունները։ Յուրաքանչյուր կղզում ամուրիկները աստիճանաբար հարմարվել են իրենց տեղային պայմաններին (սերնդեսերունդ և շատ երկար ժամանակի ընթացքում)։ Այս գործընթացը կարող էր հանգեցնել յուրաքանչյուր կղզում մեկ կամ ավելի տարբեր տեսակների առաջացման։
Եթե այս միտքը ճիշտ էր, ապա ինչու՞ էր այն ճիշտ։ Ի՞նչ մեխանիզմներ կարող էին բացատրել, թե ինչպես էր ամուրիկների յուրաքանչուր պոպուլյացիան ստացել այն հարմարվողականությունները կամ հատկանիշները, որոնք դրան հարմարեցրել էին իր շրջակա միջավայրին։ Իր ճանապարհորդությունների ընթացքում և դրանից տարիներ անց Դարվինը զարգացրեց և զտեց մի խումբ գաղափարներ, որոնք կարող էին բացատրել ճանապարհորդության ընթացքում իր տեսած օրինաչափությունները։ Իր Տեսակների ծագումը գրքում Դարվինը ներկայացրեց իր երկու առանցքային գաղափարները․ էվոլյուցիան և բնական ընտրությունը։

Էվոլյուցիա

Ժամանակակից տեսակները ներկայացված են գծապատկերի վերևում, իսկ դրանց նախորդները նարկայացված են գծպատկերի ստորին հատվածում։ Նկարի աղբյուր՝ "Դարվինի կյանքի ծառը," ըստ Չարլզ Դարվինի։ Նկարը ըստ՝ A. Kouprianov, public domain
Դարվինը առաջարկեց, որ ժամանակի ընթացքում տեսակները կարող են փոփոխվել, որ նոր տեսակները առաջանում են նախպես գոյություն ունեցող տեսակներից և որ բոլոր տեսակները ունեն ընդհանուր նախնի։ Այս մոդելում յուրաքանչյուր տեսակ ունի ընդհանուր նախնուց տարբերվող իր յուրահատուկ ժառանգական (գենետիկական) տարբերությունները, որոնք երկար ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար կուտակվել են։ Կրկնվող ճյուղավորվող իրադարձությունները, որոնցում ընդհանուր նախնուց առանձնանում էին նոր տեսակներ, առաջացրեց բազմամակարդակ <<ծառ>>, որում բոլոր կենդանի օրգանիզմները միմյանց հետ փոխկապակցվում են։
Այս գործընթացը, որի ժամանակ օրհանիզմների խմբերում սերնդեսերունդ փոխվում են ժառանգական հատկանիշները Դարվինը անվանեց <<մոդիֆիկացիայով ծագում>>։ Այսօր մենք դա անվանում ենք էվոլյուցիաԼ Դարվինի վերոբերյալ էսքիզը ներկայացնում է իր գաղափարը, որում ցույց է տրված՝ ինչպես է մեկ տեսակը ժամանակի ընթացքում <<ճյուղավորվում>>՝ առաջացնեով երկու տեսակներ, և ինչպես է այս գերծընթացը մի քանի անգամ կրկնվում միմյանց հետ կապված տեսակների խմբի <<տոհմածառում>>։

Բնական ընտրություն

Կարևոր է, որ Դարվինը միայն չառաջարկեց այն գաղափարը, որ օրգանիզմները զարգանում են։ Եթե սա լիներ նրա տեսության սկիզբն ու վերջը, ապա նա այնքան հայտնի չէր լինի, որքան հիմա էր։ Փոխարենը՝ Դարվինը նաև առաջարկեց էվոլյուցիայի մեխանիզմ՝ բնական ընտրություն։ Այս մեխանիզմը էլեգանտ և տրամաբանական էր և այն բացատրում էր՝ ինչպես կարող են պոպուլյացիաները զարգանալ (մոդիֆիկացիայի արդյունքում ծագում) այնպես, որ դրանք ժամանակի ընթացքում ավելի հարմարված դառնան իրենց միջավայրերին։
Բնական ընտրության վերաբերյալ Դարվինի գաղափարները հիմնված են մի քանիառանցքային դիտարկումների վրա․
  • Հատկանիշները սովորաբար ժառանգական բնույթ ունեն։ Կենդանի օրգանիզմներում շատ հատկանիշներ ժառանգվում են կամ փոխանցվում ծնողից իր սերունդներին։ (Դարվինը գիտեր, որ դա այդպես է, չնյած, որ նա չգիտեր, որ հատկանիշները ժառանգվում են գեների միջոցով)։
  • Օրգանիզմները ժթողնում են ավելի շատ հետնորդներ, քան կարող են գոյատևել։ Օրգանիզմները ունակ են առաջացնելու ավելի շատ սերունդներ, քան միջավայրը պատրաստ է պահպանել։ Հետևաբար յուրաքանչյուր սերնդում առկա է մրցակցություն սահմանափակ ռեսուրսների համար։
  • Սերնդի առանձնյակների ժառանգական հատկանիշները տարբերվում են։ Յուրաքանչյուր սերնդի առանձնյակները իրենց հատկանիշներով (գույնով, չափսերով, ձևով և այլն) փոքր ինչ կտարբերվեն միմյանցից։ Այս հատկանիշներից շատերը ժառանգական կլինեն։
Հիմնվելով այս պարզ դիտարկումների վրա՝ Դարվինը եզրակացրեց հետևյալը․
  • Պոպուլյացիայում որոշ առանձնյակներ կունենան այնպիսի ժառանգական հատկանիշներ, որոնք կօգնեն դրանց գոյատևել և վերարտադրվել (որոշակի միջավայրում, օրինակ՝ գիշատիչների և սննդի առկայության պայմաններում)։ Այն առանձնյակները, որոնք ունեն տվյալ միջավայրում գոյատևելու համար օգտակար հատկանիշներ կթողնեն ավելի շատ սերունդ, քան մյուսները, քանի որ այդ հատկանիշները կնպաստեն դրանց գոյատևելուն և վերարտադրվելուն։
  • Քանի որ օգտակար հատկանիշները ժառանգական բնույթ ունեն և քանի որ այսպիսի հատկանիշներով առանձնյակները ավելի շատ սերունդ են թողնում, այսպիսի հատկանիշները հետագա սերնդներում ավելի հաճախ կհանդիպեն (պոպուլյացիայում ավելի մեծ մասնաբածնով առկա կլինեն)։
  • Սերնդեսերունդ պուպուլյացիան ավելի հարմարված կդառնա իր միջավայրի նկատմամբ (քանի որ տվյալ միջավայրում գոյատևելու համար օգտակար հատկանիշներ ունեցող առանձնյակները ավելի շատ սերունդ կթողնեն, քան մյուսները)։
Էվոլյուցիայի վերաբերյալ Դարվինի բնական ընտրությամբ պայմանավորված մոդելը թույլ տվեցին նրան բացատրել այն օրինաչափությունները, որոնք նա նկատել էր իր ճանապարհորդության ընթացքում։ Օրինակ՝ եթե Գալապագոսյան ամուրիկների տեսակները ընդհանուր նախնի ունենային, ապա ամբողջովին հասկանալի կլիներ, թե ինչու են այդքան նման միմյանց (և մայրցամաքում բնակվող տեսակին, որոնք ևս ամենայն հավանականությամբ ունեին նույն նախնին)։ Բայց եթե ամուրիկների խմբերը սերունդներ շարունակ առանձնացվեին տարբեր կղզիներում, յուրաքանչյուր խմբի առանձնյակները կենթարկվեին տարբեր միջավայրերի ազդեցության, որոնցում բարենպաստ կարող էին լինել տարբեր հատկանիշներ, օրինակ՝ կախված սննդի աղբյուրից կտուցի չափսերն ու ձևը։ Այս գործոնները կարող էին հանգեցնել յուրաքանչյուր կղզում տարբեր տեսակների առաջացման։

Օրինակ․ ինչպես կարող է աշխատել բնական ընտրությունը

Բնական ընտրության երևույթը ավելի հստակեցնելու համար արի ուսումնասիրենք ավելի պարզեցված, վարկած օրինակ․ Այս օրինակում մազերի ժառանգական տարբեր գունավորում ունեցող մկների խումբը (սև կամ թուխ) վերջերս փոխադրվել է նոր միջավայր, որտեղ քարերն ունեն սև երանգ։ Այս միջավայրում կան բազեներ, որոնք սիրում են սնվել մկներով։ Բազեները կարող են ավելի հեշտությամբ տեսնել թուխ գունավորում ունեցող մկներին, քան սևերին, որոնք թաքնված են սև քարերի հետևում։
Եվ քանի որ բազնեները ավելի հեշտությամբ կարող են տեսնել և բռնել թուխ գունավորում ունեցող մկներին, հետևաբար բազեները կուտեն թուխ գունավորմամբ մկների հարաբերականորեն մեծ մասին, իսկ սև մկների՝ փոքր մասին։ Եթե մենք գոյատևող խմբերում ուսումնասիրենք սև և թուխ մկների հարաբերությունը, ապա կտեսնենք, որ սկզբնական պոպուլյացիայի համամեմատ սևերի քանակն ավելի մեծ կլինի։
_Սխեման հիմնված է Reece et al-ի համանման սխեմայի վրա. 4. Hawk outline traced from "Black and white line art drawing of Swainson hawk bird in flight," ըստ Kerris Paul (public domain)._
Մազերի գույնը ժառանգական հատկանիշ է (հատկանիշ, որը կարող է ծնողից փոխանցվել երեխային)։ Հետևաբար, գոյատևած օրգանիզմների խմբում սև մկների մասնաբաժնի մեծացումը կնշանակի հետագա սերունդներում ևս սև մկների քանակի շատացման։ Բնական ընտրությամբ պայմանավորված մի քանի սերնունդ անց , պոպուլյացիան կարող է կազմված լինել հիմնականում սև մկներից։ Պոպուլյացիայի ժառանգական հատկանիշների փոփոխությունը էվոլյուցիայի օրինակ է։

Բնական ընտրության վերաբերյալ առանցքային կետերը

Երբ ես նոր էի ուսումնասիրում բնական ընտրության գործընթացը, դրա իրականացման վերաբերյալ ես որոշ հարցեր (և թյուր պատկերացումներ) ունեի։ Ստորև կգտնես մի քանի շփոթեցնող կետերի բացատրությունները, որոնք կարող են օգնել քեզ եվլի հեշտ հասկանալ, թե ինչպես, երբ և ինչու է տեղի ունենում բնական ընտրությունը։

Բնական ընտրությունը կախված է միջավայրից

Բնական ընտրությամբ առավելություն չի տրվում այն գեներին, որոնք որևէ կերպ ծառանգականորեն վերադաս են։ Փոխարենը՝ այն առավելություն է տալիս այն գեներին, որոնք ավելի շահավետ են (օգնում են օրգանիզմներին գոյատևել և վերարտադրվել ավելի արդյունավետ կերպով, քան մյուսները) տվայլ միջավայրում գոյատևելու համար։ Այն հատկանիշնրը, որոնք օգտակար են որևէ միջավայրում, իրականում կարող են վնասակար լինել մյուսում։

Բնական ընտրությունը նպաստում է ժառագական փոփոխականության առաջացմանը

Բնական ընտրության իրականացման համար անհրաժեշտ է որևէ սկզբնանյութ և այդ սկզբնանյութի դերը կատարում է ժառանգական փոփոխականությունը։ Որպեսզի բնական ընտրությունը ազդի որևէ հատկանիշի վրա, անհրաժեշտ է, որ արդեն այդ հատկանիշի նկատմամբ գոյություն ունենա փոփոխականություն (առանձնյակների միջև տարբերություններ)։ Բացի դրանից, տարբերությունները պետք է ժառանգական բնույթ ունենան, պայմանավորված լինեն օրգանիզմների գեներով։

Ժառանգական փոփոխականությունը առաջանում է պատահական մուտացիաների արդյունքում

Ժառանգական հատկանիշներ պայմանավորող գեների նոր տարբերակների առաջացումման սկզբնական աղբյուրը պատահական մուտացիան է (փոփոխություններ ԴՆԹ-ի հաջորդկանության կազմում)։ Այն պատահական մուտացիաները, որոնք ծնողներից փոխանցվում են իրենց սերունդներին սովորաբար տեղի են ունենում սեռական բջիջներում՝ սերմնաբջիջներում և ձվաբջիջներում։ Սեռական բազմացման ժամանակ գեների տարատեսակները <<միախառնվում և համապատասխանեցվում>> են գեների նոր տարատեսակներ առաջացնելու համար։

Բնական ընտրությունն ու տեսակների էվոլյուցիան

Արի հետ նայենք և տեսնենք, թե ինչպես է բնական ընտրությունը համապատասխանում էվոլյուցիայի վերաբերյալ Դարվինի ավելի լայն տեսլականին, որում բոլոր կենդանի օրգանիզմները ունեն մեկը ընդհանուր նախնի և դրանց ծագումը կարող ենք ներկայացնել մի մեծ, ճյուղավորված ծառի միջոցով։ Ի՞նչ է տեղի ունենում այս ճյուղավորման կետերից յուրաքանչյուրում։
Դարվինի ամուրիկների օրինակով մենք տեսանք, որ մի պոպուլյացիայի խմբերը աշխարհագրական պատնեշների (ինչպես օրինակ՝ կղզուն շրջապատող օվկիանոսի կամ այլ մեխանիզմների) պատճառով կարող են մեկուսանալ միմյանցից։ Մեկուսանալու արդյունքում տարբեր խմբերի առանձնյակները այլևս չեն կարող խաչասերվել և ենթարկվում են տարբեր միջավայրերի ազդեցությանը։ Յուրաքանչյուր միջավայրում բնական ընտրությունը նպաստավոր կդարձնի տարբեր հատկանիշներ (և տարբեր էվոլյուցիոն ուժերը, ինչպես օրինակ՝ պատահական դրիֆտերը, ևս կարող են առանձնացված գործել խմբերում)։ Սերնդեսերունդ խմբերի միջև կարող են կուտակվել ժառանգական հատկանիշների տարբերություններ, որոնք կարող են այնքան մեծաքանակ լինել, որ օրգանիզմները այդ խմբերը համարվեն նոր տեսակներ։
Հիմնվելով բազմազան փաստերի ուղիների վրա, գիտնականները կարծում են, որ այսպիսի գործընթացները Երկիր մոլորակի պատմության ընթացքում կրկնվել են բազմաթիվ անգամներ շարունակ։ Բնական ընտրությամբ կամ այլ մեխանիզմներով պայմանավորված էվոլյուցիայի հիմք է հանդիսանում այսօրվա կենդանի օրգանիզմների այսպիսի մեծ բազմազանության համար։ Եվ բնական ընտրության ազդեցությունը կարող է բացատրել այսօրվա օրգանիզմների հարմարեցումը դրանց միջավայրերի նկատմամբ։

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: