Biologisk evolution indebærer den naturlige udvikling af levende organismer, som er ledsaget af ændringer i den genetiske sammensætning af populationer, såvel som en stigning i adaptive egenskaber, fremkomsten af nye arter og udryddelse af gamle. Alle disse faktorer ændrer både økosystemet og biosfæren som helhed over tid.
Basic Theory
Der er flere versioner, der forklarer de mekanismer, som den evolutionære proces er bygget på. De fleste videnskabsmænd er nu forpligtet til den syntetiske evolutionsteori (STE), baseret på sammensmeltningen af befolkningsgenetik og darwinisme. Syntetisk teori forklarer forholdet mellem genetiske mutationer, det vil sige evolutionens materiale, og naturlig udvælgelse (evolutionens mekanisme). Den evolutionære proces inden for rammerne af denne teori er processen med at ændre frekvenserne af alleler af forskellige gener i artspopulationer i løbet af flere generationer.
Evolutionens mønstre og regler
Evolution er en irreversibel proces. Enhver organisme, der gennem akkumulering af positive mutationer var i stand til at tilpasse sig nye forhold, når de vender tilbage til sit tidligere miljø, bliver nødt til at gå gennem tilpasningens vej igen. Desuden kan ingen biologisk art etableres fuldstændigt,Charles Darwin skrev, at selvom habitatet bliver det samme som før, vil den udviklede art ikke være i stand til at vende tilbage til sin tidligere tilstand. Det vil sige, at dyr vil være i stand til at tilpasse sig tilbagevenden af de gamle forhold, men ikke på de "gamle" måder.
Dette kan let ses i tilfælde af delfiner. Den indre struktur af deres finner (sammen med hvaler) bevarer egenskaberne ved pattedyrs lemmer. Mutationer opdaterer en generations genpulje, så de aldrig gentager sig. På trods af at delfiner og hvaler har ændret deres levested, og femfingrede lemmer er ændret til finner, er de stadig pattedyr. Ligesom krybdyr udviklede sig fra padder på et bestemt tidspunkt, men selv når de vender tilbage til deres tidligere miljø, vil de ikke være i stand til at skabe padder.
Et andet eksempel på denne evolutionære regel: den stedsegrønne busk Ruscus. På dens stilk er skinnende, store og tykke blade, som faktisk er modificerede grene. Ægte blade er skællende og er placeret i midten af disse "stilke". En blomst dukker op fra sinus af skalaen i det tidlige forår, hvorfra frugten vil udvikle sig senere. Slagternål slap af med blade i evolutionsprocessen, som et resultat af, at den var i stand til at tilpasse sig tørken, men så faldt den igen i vandmiljøet, men i stedet for ægte løv dukkede modificerede stængler op.
Heterogenitet
Evolutionsreglerne siger, at processen er meget heterogen og ikke bestemmes af astronomisk tid. For eksempel er der dyr, der har eksisteret iuændret i flere hundrede millioner år. Disse er fligefinnede fisk, tuatara og sabelhale er levende fossiler. Men det sker, at artsdannelse og modifikation sker meget hurtigt. I løbet af de sidste 800 tusind år er der opstået nye arter af gnavere i Australien og Filippinerne, og Baikal-søen har gennem de sidste 20 millioner år beriget sig selv med 240 arter af krebs, som er opdelt i 34 nye slægter. Fremkomsten eller ændringen af en art afhænger ikke af tiden som sådan, men bestemmes af manglen på kondition og antallet af generationer. Det vil sige, jo hurtigere en art formerer sig, jo højere er udviklingshastigheden.
Lukkede systemer
Processer såsom evolution, naturlig selektion og mutation kan gå meget hurtigere. Dette sker, når miljøforholdene er ustabile. Men i dybe oceaner, hulevande, øer og andre isolerede områder er udviklingen, naturlig udvælgelse og artsdannelse meget langsom. Dette forklarer det faktum, at fligefinnede fisk forbliver uændrede i så mange millioner år.
Spor evolutionens afhængighed af hastigheden af naturlig udvælgelse er ganske enkel af insekter. I trediverne af forrige århundrede begyndte man at bruge giftige stoffer fra skadedyr, men efter et par år dukkede der arter op, der tilpassede sig stoffets virkning. Disse former har indtaget en dominerende stilling og spredte sig hurtigt over hele planeten.
Til behandling af mange sygdomme blev der ofte brugt stærke antibiotika - penicillin, streptomycin, gramicidin. Evolutionens regler trådte i kraft: allerede i fyrrernevidenskabsmænd har bemærket fremkomsten af mikroorganismer, der er resistente over for disse lægemidler.
Mønstre
Der er tre hovedretninger af evolution: konvergens, divergens og parallelisme. Under divergens observeres en gradvis divergens af intraspecifikke karakterer, hvilket til sidst fører til nye grupperinger af individer. Efterhånden som forskellene i struktur og metode til at opnå mad bliver mere udt alte, begynder grupperingerne at spredes til andre territorier. Hvis et område er optaget af dyr med samme foderbehov, vil de med tiden, når fødeforsyningen bliver mindre, skulle forlade området og tilpasse sig forskellige forhold. Hvis der i det samme territorium er arter med forskellige behov, er konkurrencen mellem dem meget mindre.
Et levende eksempel på, hvordan den evolutionære proces med divergens opstår, er 7 arter af hjorte, der er relateret til hinanden: disse er rensdyr, maral, elg, sikahjorte, dåhjort, moskushjort og rådyr.
Arter med en høj grad af divergens har evnen til at efterlade store afkom og konkurrere mindre med hinanden. Når divergensen af egenskaber styrkes, opdeles bestanden i underarter, som på grund af naturlig udvælgelse med tiden kan blive til separate arter.
Fællesskab
Konvergens kaldes også evolutionen af levende systemer, som et resultat af hvilke ubeslægtede arter har fælles træk. Et eksempel på konvergens er ligheden mellem kropsform idelfiner (pattedyr), hajer (fisk) og ichthyosaurer (krybdyr). Dette er resultatet af tilværelsen i det samme habitat og de samme levevilkår. Klatreagamaen og kamæleonen er også ubeslægtede, men meget ens i udseende. Vinger er også et eksempel på konvergens. Hos flagermus og fugle er de opstået ved at ændre forbenene, men hos en sommerfugl er disse vækster af kroppen. Konvergens er meget almindelig blandt artsdiversiteten på planeten.
Parallelisme
Dette udtryk kommer fra det græske "parallelos", som betyder "at gå ved siden af", og denne oversættelse gør et godt stykke arbejde med at forklare dets betydning. Parallelisme er processen med uafhængig erhvervelse af lignende strukturelle træk blandt nært beslægtede genetiske grupper, som opstår på grund af tilstedeværelsen af træk arvet fra fælles forfædre. Denne type evolution er udbredt i naturen. Et eksempel på dette er svømmeføddernes optræden som tilpasninger til vandmiljøet, som hos hvalrosser, øresæler og ægte sæler dannes parallelt. Også blandt mange vingede insekter var der en overgang af forvingerne til elytraen. De lapfinnede fisk har tegn på padder, og de dyretandede firben har tegn på pattedyr. Tilstedeværelsen af parallelisme vidner ikke kun om enhed i arternes oprindelse, men også om lignende eksistensbetingelser.
