Az állatvilág valamennyi törzsének megjelenése sokkal rövidebb időt igényelt, mint a növényeké. Őslénytani leletek igazolják, hogy az ősidőben már mindegyik gerinctelen törzs képviselői megtalálhatók voltak, és az óidő kezdetén már a gerincesek is feltűntek.
Az első többsejtű állatok vélhetőleg az ősi egysejtűekből származtathatók. Ezt igazolja, hogy a ma élő állatok zöme is egyetlen sejtből, a megtermékenyített petesejtből fejlődik. Mivel a soksejtű szervezet embrionális fejlődése a törzsfejlődés legfontosabb mozzanatait tükrözi, ezért segítségével az állatvilág evolúciójának kezdeti szakasza is rekonstruálható. A zigóta sorozatos osztódásával előbb szederszerű sejthalmaz jön létre, amely hólyagcsírává, majd bélcsírává alakul.
A szivacsok sejtjei között már van munkamegosztás, de szöveteik még hiányoznak, ezért álszövetes állatoknak nevezzük őket. Bár a szivacsok testén két réteget különítünk el, ezek még nem azonosak a külső és belső csíralemezekkel. Az első állatok, melyek valódi bélcsíraállapoton mennek keresztül, a csalánozók. Itt jelenik meg elsőként a szövet az állatok törzsfejlődése során.
A csalánozóknál fejlettebb élőlények egyedfejlődése során a külső és belső csíralemez között kialakul a középső csíralemez. Megjelenik a bélcsatorna és a testfal között a testüreg. A testüreg és a középső csíralemez fontos evolúciós előrelépés, mert lehetővé tették a szervezet szöveteinek nagymértékű differenciálódását, új szervek, szervrendszerek képződését. Fejlődött a mozgás, fokozódtak az anyagcsere-folyamatok, tökéletesedett az idegrendszer.
A testüreges állatok két irányban fejlődtek tovább. Az egyik csoportot az ősszájúak, a másikat az újszájúak alkotják. Az ősszájúak egyedfejlődése során a szájnyílás a bélcsíraállapot ős szájából képződött. Közös sajátosságuk a hasi oldalon elhelyezkedő dúcidegrendszer. Az ősszájúak közé tartoznak a laposférgek, a gyűrűsférgek, a puhatestűek és az ízeltlábúak is. A puhatestűek a szelvényezetlen laposférgekből, míg az ízeltlábúak a szelvényezett gyűrűsférgek ősi képviselőiből fejlődtek ki. Mindkét törzsben megjelenik a külső váz. Ez nemcsak védelmet nyújt, hanem támasztja is a lágy részeket. A puhatestűek mészvázával szemben az ízeltlábúak kitinpáncélja előnyösebb, mert könnyebb, így a mozgást nem akadályozza.
Az újszájúak nevüket onnan kapták, hogy egyedfejlődésük során a bélcsíraállapot ősszája elzáródik vagy végbélnyílássá lesz, míg a szájnyílás új helyen (az ősszájjal ellentétes irányban) képződik. Az állatcsoport közös jellemzői a belső váz, az előbél eredetű légzőszerv és a háti helyzetű csőidegrendszer. Legjelentősebb képviselői a gerincesek.
Az óidő első szakaszában az élet gazdagon benépesítette a tengert. Megtalálhatjuk mindazokat a gerinctelen osztályokat, melyek ma is uralják a vizeket. A gerinceseket a különböző fejlettségű halak képviselték. Az állatok törzsfejlődésének döntő mozzanata, a szárazföldi élet kialakulása a korszak közepére tehető. A szárazföldi élet tekintélyes előnyökkel járt. Sok volt a légzéshez szükséges szabad oxigén, és a szárazföldi növények elterjedése után szinte korlátlan mennyiségű a táplálék.
Az élőlények azonban csak akkor tudnak a szárazföldön megélni, ha képesek a légköri oxigén felvételére, megakadályozzák szervezetük kiszáradását, biztosítani tudják az embriófejlődéséhez szükséges környezetet. Mindezek mellett az állatok helyváltoztatási módjának is át kell alakulnia.
A szárazföldet elsőként az ízeltlábúak hódították meg. Testüket kitinpáncél óvja a kiszáradástól. A legsikeresebb szárazföldivé vált ízeltlábúak a rovarok. Mozgékony vázelemeik, az elemeket mozgató harántcsíkolt izomzat, a testfalból kitüremkedő szárny hihetetlenül változatos mozgásformákat eredményezett. Érzékszerveik, idegrendszerük fejlettsége, nagyfokú alkalmazkodóképességük révén nemcsak a szárazföldet, hanem a levegőt is birtokba vették. Evolúciós sikerüket mutatja, hogy a ma élő állatok háromnegyede közéjük tartozik.
A gerincesek valamivel később és lassabban népesítették be a szárazföldet. Az első szárazföldi gerincesek ősei a bojtosúszós halak voltak. Amikor a bojtosúszós halak édesvízi élőhelyei kiszáradtak, fejlett páros úszóik segítségével képesek voltak a szárazföldön mozogni, és megkeresni azt a helyet, amely biztosíthatja létük feltételeit. A légköri oxigént vérerekkel dúsan átszőtt úszóhólyagjuk vették fel. Az ősi bojtosúszós halak evolúciója vezetett az első kétéltűek kialakulásához.
A kétéltűeknél jelent meg először a szárazföldi helyváltoztatásra alkalmas 5 ujjú végtag és a légköri oxigén felvételét szolgáló tüdő. Alkalmazkodásuk a szárazföldi élethez még tökéletlen. Kültakarójuk nem nyújt elegendő védelmet a kiszáradás ellen. Tüdejük légzőfelülete kicsi, ezért bőrükön át is lélegeznek. Szaporodásuk és fejlődésük vízhez kötött.
Az ősi kétéltűek továbbfejlődésével jöttek létre a hüllők. Elszarusodott kültakarójuk megóvta őket a kiszáradástól. Szaporodásuk, fejlődésük függetlenné vált a víztől. Ivarsejtjeik az állat testén belül termékenyülnek meg. Az embrió védelmét és táplálását a szikanyagban gazdag tojás biztosította. Mindez lehetővé tette, hogy a sivatagoktól a magashegységekig a legkülönbözőbb szárazföldi területeken is megéljenek. A hüllők a középidőben élték virágkorukat. Fajaik hihetetlen gazdagságban fordultak elő a vizekben, a szárazföldön és a levegőben.
A madarak és az emlősök az ősi hüllők csoportjaiból fejlődtek ki. Előbb az emlősök, majd a madarak jelentek meg. Az újonnan keletkezett gerinces osztályok képviselői a dinoszauruszok kortársai voltak, de csak akkor terjedtek el, amikor a Földet uraló hüllők tömegesen kihaltak. A váratlan evolúciós előnyökhöz jutott madaraknak és emlősöknek számtalan faja alakult ki, és elfoglalták az üressé vált élőhelyeket. Az állandó testhőmérséklet, a kültakaró hőszigetelő képessége lehetővé tették, hogy a szélsőséges, hideg éghajlaton is megéljenek. Fokozott aktivitásuk magával hozta idegrendszerük és érzékszerveik tökéletesedését. Szaporodásuk, ivadékgondozásuk fejlettsége hozzájárult evolúciós sikereikhez.
Az emlősök többségénél az utód az anyaméh védelmében fejlődik, így viszonylag fejletten jön a világra. Kicsinyeiket emlőik váladékával táplálják. Az agyvelő az emlősöknél éri el a legmagasabb fokát az állatvilágban. Különösen figyelemre méltó az agykéreg felületének növekedése. Az újidő harmadidőszakában példátlan fejlődésnek indultak az emlősök. Elkülönültek legjelentősebb csoportjai, és kialakultak az emberszabású majmok.
Amikor a svájci Geigy cég vegyészei kikísérletezték a DDT (diklór-triklór-etán) nevű rovarirtót, azt hitték, olcsón előállítható, könnyen használható, pusztító hatású szer végleg megpecsételi a rovarok sorsát. Ha szúnyogfelhőbe permetezték, az állatok 80 %-a az anyaggal érintkezve elpusztult, és mivel a vegyület igen lassan bomlott le, hetekig megőrizte pusztító hatását. Azt várták, a rovarok károkozása és az általuk terjesztett sok betegség hamarosan a múlté lesz. Akkor mellékesnek tartották, hogy néhány példány túlélte a DDT-vel való találkozást, hiszen ezek mindig csupán néhány százalékát tették ki az adott rovarállománynak. Miután azonban a méregre fogékony egyedek mind elpusztultak, a megmaradt kis populáció szinte csupa olyanokból állt, amelyek valamiképpen ellenálltak a vegyszernek. Valami közömbösítette, kiküszöbölte a szervezetbe jutó anyagot-mint például különlegesen vastag kültakarójuk miatt. Efféle változatok bármely állat csoportba természetesen előfordulnak, mint ahogy egyes emberek se egyformán érzékenyek a betegségekre.
A túlélők óhatatlanul párosodtak egymással, és új nemzedékeket hoztak létre, amely örökölte előnyös tulajdonságaikat. Némely utódok még ellenállóbbá váltak a DDT-re, mások kevésbé, de a vegyszer ismételt alkalmazása rövidesen kiirtotta a gyöngéket, a többiek pedig tovább szaporodtak, és ismét új, még ellenállóbb generációt adtak életet. Ez így ment addig, míg az ellen állás annyira nem tökéletesedett, hogy a DDT már egyáltalán nem hatott. Ma szerte a világon vannak rovarpopulációk, amelyek teljesen védettek a szerrel szembe.
Az a folyamat, amely ezt a változást előidézte, az állati evolúció lényege. Minden állat kényszerítő körülményeknek, evolúciós nyomásnak van kitéve: kénytelen táplálékot keresni, elkerülni a ragadozókat vagy mostoha környezetben megélni. Az egyedek természetes, véletlenszerűsége változatossága biztosítja, hogy egyesek jobban boldogulnak ugyanolyan körülmények között, mint mások, s épp ezért rendre sikeresen szaporodnak. Ennek folytán ivadékaik fokozatosan kiszorítják a kevésbé kedvező tulajdonságú egyedeket, és sajátosságaik nemzedékek során át az egész népességben elterjednek.
Még gyakoribb, hogy az adott területen érvényesülő evolúciós nyomás a populáció egy részében változást okoz, különálló fajtát alakít ki, és ezek az állatok idővel olyan gyökeresen megváltozhatnak, hogy képtelenné vállnak a szülőállománnyal való utódnemzésre, vagyis új különálló fajjá fejlődnek.
A legtöbb állat körülményei jóval kevesebbé kényszerítő hatású a DDT- felhasználásánál létrejött körülmény, így a természetes evolúció az irtószereknek ellenálló rovarok kifejlődésénél sokkal lassúbb folyamat. Egy-egy apróbb módosulás állandósulása nemzedékek százaiba telhet, ezért ritkán érzékeljük, mi történik. Az XIX. században, amikor az evolúciós elméletet először alapozták meg következetes tényekkel, a DDT és hozzá hasonló anyagok még ismeretlenek voltak, és senki se tapasztalta az evolúció kézzel fogható működését. Az elmélet mellet síkraszállók két vitathatatlan tényből szűrték le következtetéseiket: a földi élet szinte végtelen változatosságából és abból, hogy a mai állatok nagymértékben különböznek a régi kihaltaktól, amelyek maradványai ősi kőzetekben őrződtek meg.
James Usher, az észak írországi Armagh érseke a XVII. század közepén úgy vélte, a világot i.e. 4004. október 23-án, reggel 9-kor teremtette Isten. Erre a megállapításra a biblia Teremtés könyvének gondos tanulmányozása után jutott, mivel azidő tájt senki nem vonta kétségbe, hogy a Szentírás igaz beszámoló a Föld és minden földi dolgok teremtéséről. Usher érsek számítását egészen a XVIII. század végéig általánosan elfogadták, ám ekkor a geológusok kezdtek kételkedni abban, hogy a hegységek, völgyek és kőzet alakzatok hatezer évnél rövidebb idő alatt kialakulhattak volna. A kőzetképződés, -kiemelkedés és –lepusztulás folyamatainak megfigyelhető lassúsága arra utalt, hogy minden földtani változás rendkívül időigényes feladat, végbemenetele évmilliókban mérhető. Bár semmilyen eszközzel nem tudták pontosan meghatározni a kőzetek korát, arra következtettek, hogy a legöregebbek bizonyosan több millió évvel ezelőtt keletkeztek. (A legrégebbi ismert földi kőzetek korát ma radioaktív kormeghatározással mintegy 3.8 milliárd évre becsülik.)
Ez azt jelentette, hogy az üledékes kőzetekben sok helyütt fellelhető állati maradványok szintén több millió évesek. Noha pontos korukat nehéz lett volna megállapítani, viszonylagos életkorukat kideríthették a kőzetek rétegződésének módjából. Az idő múlásával egyik réteg a másikra rakódik, így ahol a kőzetrétegek többé-kevésbé vízszintesen maradtak, ott a legfelső rétegek minden képződményben a legfiatalabbak, s minél lejjebb haladunk, annál idősebbeket találunk. Ugyanez érvényes a kőzetrétegben záródott állati kövületekre, a sok-sok jól elkülönülő rétegből felépült formáció tehát elméletileg az illető terület állatvilágának roppant hosszú szakaszáról szolgál hiteles „kövületkrónikával”.
A gyakorlatban ez a krónika korántsem teljes. A lágy testű állatok, például medúzák és férgek tetemei jobbára semmivé enyésznek, mielőtt rájuk rakódó üledéktől megkövesülhetnének, más állatok tetemét a dögevők takarítják el. Mégis elegendő fosszília (ősmaradvány) maradt fenn ahhoz, hogy két tényt világossá tegyen: a Földet hajdan sok olyan faj lakta, amely rég eltűnt, és e fajok legtöbbje a hasonló alkatú mai állatokkal közös vonásokat mutat.
Kikerülhetetlen következtetés: ezek a kihalt lények valamiféle evolúciós (fejlődési) folyamatot képviselnek. Némelyikük a mai fajok közvetlen őse lehettet, míg mások -tulajdonképen a legtöbbjük- olyan ősök leszármazottja, amelyek kissé eltérő vonalak mentén fejlődtek, azután kihaltak. Számos állatcsoportoknak nagyjából az egész története végigkövethető a kőzetekben: megjelenésük a Földön, mind nagyobb elterjedésük és változatosságuk, majd nem egy esetben hanyatlásuk és kihalásuk.
1831 szeptemberében, az akkor 22 éves Charles Darwinnak felajánlották, hogy fizetés nélkül, természettudósként vegyen részt a Brit Királyi Haditengerészet Beagle nevű kis hajójának térképészeti expedícióján. A Beagle Dél-Amerika felé indult el, majd megkerülte a Földet. Az ifjú tudós magával vitte a természet iránti oldhatatlan kíváncsiságát, poggyászában pedig Sir Charles Lyellnek, az új geológiai elméletek vezéralakjának frissen megjelent első kötetét, a Földtani alapelveket tartotta. Darwintól nem volt idegen az evolúció gondolata, és Patagónia sziklái kiásásra és feldolgozásra váró kövületek tömkelegét kínálták. Végül azonban a Galápagos-szigetek változatos élővilágának megfigyelése révén tisztultak le elképzelései arról, miként zajlik valójában az evolúció.
Darwin abból indult ki, hogy minden populáció jelentős mértékben képes növelni egyedszámát. Ugyanakkor nyilvánvaló, hogy egyetlen faj egyedei sem nyüzsögnek korlátlan mennyiségben a Földön, vagyis a populációk egyedszáma viszonylag állandó.
Mivel az alapvető életfeltételek korlátozottak, az egyedek között éles versengés folyik közös szükségleteik kielégítéséért: az élőhelyért, táplálékért. A létért való küzdelemben azonban nem azonosak a túlélés esélyei, hiszen a populációk egyedei nem egyformák. Azok az egyedek, melyek adottságaik révén nagyobb eséllyel küzdenek, nagyobb valószínűséggel maradnak életben és több utódot hoznak létre, mint kevésbé szerencsés vetélytársaik.
Ha azok a tulajdonságok, amelyek sikeressé tették a szülőket, az utódokba is átöröklődnek, a faj fokozatosan átalakul. Nemzedékről nemzedékre tökéletesebben alkalmazkodik környezetéhez. Azt a folyamatot, melynek során a kevésbé életképesek kipusztulnak, a rátermettek fennmaradnak és elszaporodnak, természetes szelekciónak nevezzük.
A természetes szelekciót szemléletesen példázza az angliai nyírfaaraszoló lepke populációinak változása. Ennek a fajnak világos és fekete színű változata is van. Az ipari forradalom előtt a fekete példányok a populációnak még 1%-át sem tették ki. A világos színű nyírfatörzseken a fekete lepkék könnyen észrevehetők voltak, így gyakrabban estek a rovarevő madarak áldozatául. Az 1800-as évek közepére a táj alaposan megváltozott. Az ipari termelés fellendülésével vastag koromréteg borult a fehér nyírfatörzsekre. Az új környezetben a korábban hátrányos sötét kültakaró előnyössé vált, hiszen ezek az egyedek jobban beleolvadtak környezetükbe, nőtt a túlélési esélyük és elszaporodtak. Ezzel párhuzamosan a világos színű lepkék kiszelektálódtak, arányuk néhány évtized alatt 1%-ra csökkent. Napjaink környezetvédelmi intézkedései nyomán a koromszennyeződés mérséklődik, így a világos színű egyedek száma ismét emelkedik a populációban.
Az előbbi példa is azt mutatja, hogy az alkalmazkodás elemi feltétele a faj egyedeinek változatossága. Bár a fekete kültakaró kezdetben előnytelen hatású volt, mégis nagy a jelentősége, hiszen növelte a populáció egyedeinek sokféleségét, a lepkék ezáltal képesek voltak alkalmazkodni a megváltozott környezethez.
Felvetődik a kérdés, hogyan jelenhet meg egy-egy új tulajdonság a populációban. A válaszadáshoz meg kell vizsgálnunk a sejtmag belsejében található örökítőanyagot, mely hordozza az élőlény testfelépítésére, életműködéseire vonatkozó valamennyi információt. Az információ többnyire változatlan formában kerül át az utódokba a szaporodás során. Ez a magyarázata annak, hogy a faj megőrzi az évmilliók alatt kialakult sajátosságokat. Olykor azonban az utódsejtekbe nem ugyanaz az információ kerül, mint ami a szülői sejtben volt. Ennek okai a sejtosztódás folyamatában bekövetkező hibák, melyeknek eredményeként az örökítőanyag megváltozik. Ahogy az elhagyott ékezet módosítja a szó jelentését, úgy változik meg az információ tartalma, vele együtt az egyed valamely tulajdonsága is. Az örökítőanyag hirtelen megváltozását mutációnak nevezzük. Az angliai nyírfaaraszoló lepke fekete színezete is mutáció következménye.
A mutációk növelik a populáció változatosságát. Többnyire kedvezőtlen hatásúak, de ritkán előnyös szerkezeti, működésbeli változásokat is okozhatnak, melyek növelik az egyed túlélési esélyeit. A mutációval keletkezett tulajdonságok jelentős részét kiküszöböli a természetes szelekció, csak azok maradnak fenn, amelyek lehetővé teszik, hogy az élőlény hatékonyan alkalmazkodjon környezetéhez. Azt a folyamatot, melynek során a populációk örökítőanyaga megváltozik a nemzedékek során,evolúciónak* nevezzük. A széles körű biológiai kutatás nyomán egyre bővül az evolúció bizonyítékainak* száma. Az evolúcióközvetlen bizonyítékai az ősmaradványok (kövületek, lenyomatok stb.), melyek az egykor élt lények nyomait őrzik. A különböző leleteket időrendi sorrendbe helyezve kirajzolódik előttünk az élővilág múltja, segítségükkel megállapíthatók a származási kapcsolatok, a változás iránya. Az evolúciótközvetetten igazolják a különböző típusú élőlények testfelépítésének, életműködésének és embrionális fejlődésének hasonlóságai. A biokémia és az örökléstan új távlatokat nyitott a törzsfejlődés kutatásában. Az örökítőanyag információtartalmának, valamint a fehérjék aminosavsorrendjének feltárásával újabb lehetőség nyílik a rokonsági kapcsolatok felderítésére.
Az evolúciós változások a generációk között tapasztalhatók. Hogy emberi mértékkel ez milyen gyors, az a generációváltás idejétől függ. Szélsőséges esetek: primitív egysejtűek produkálhatnak két generációt is óránként. Így egy-két nap alatt észrevehető evolúciós változás történhet; például rezisztencia kialakulása egy antibiotikummal szemben. A másik véglet: a szálkásfenyő egyedei több ezer éves kort érhetnek meg. A belőle álló erdő megújulási ideje is ilyen nagyságrendű. Evolúciós változást tehát csak igen lassan tud mutatni.
Minél gyorsabb egy faj evolúciója, annál gyorsabb környezeti változásokhoz képes alkalmazkodni. Ez akkor előny, ha a környezeti tényezők is gyorsan változnak. Úgy tűnik, hogy a gyorsabb evolúció képessége maga is egy előnyös tulajdonság. A test mérete és bonyolultsága azonban fordított arányban áll az elérhető generációváltási gyakorisággal, és számos más szelekciós szempontból is számításba kerül előnyként vagy hátrányként. Az evolúció sebességének másik összetevőjéért vissza kell térnünk molekuláris szintre.
A genetikai kód másolásakor sokkal több változás keletkezik, mint amennyi az új sejtek allélkészletébe kerül. A különbség oka, hogy egy molekuláris javítási mechanizmus jó részüket visszafordítja. Az érvényre jutó mutációk a javítórendszer hibaszázalékát képviselik, ami maga is egy tulajdonság, és az evolúció részeként beáll a fajra jellemző optimális értékre. Ha ugyanis a kelleténél több a mutáció, akkor amiatt, hogy a mutációk túlnyomó része káros, sok egyed pusztul el, gyengül a populáció. Az optimálisnál kevesebb mutáció esetén viszont nem jön létre elegendő új véletlen változat, amelyek között lehet a változó környezetben rátermettebb is. Ennek hiányában a populáció nem tud megfelelő sebességgel alkalmazkodni a változásokhoz, és kipusztul. A földi élet fejlődéstörténetében sok példa ismeretes, hogy állandósult körülményekhez alkalmazkodott élőlények nagy számban pusztultak ki valamely hirtelen bekövetkezett környezeti változás hatására. A legismertebb talán a dinoszauruszok eltűnése.
Források:
http://www.darwinnap.hu/evolucio-gyik.php
https://www.mozaweb.hu/Lecke-BIO-Biologia_9-Az_evolucio_elmelete-102490
http://www.szabadgondolkodo.hu/ateizmushonlap/evobizo.html
https://hu.wikipedia.org/wiki/Evol%C3%BAci%C3%B3
AJÁNLOM AZ OLDALT
Súgó
Új hozzászólás
Frissítés
Friss bejegyzések
Friss hozzászólások
Archívum