Megaevolution

Η μεγα-εξέλιξη είναι ένας όρος που περιγράφει τα πιο δραματικά γεγονότα της εξέλιξης. Με τον όρο αυτό δεν εννοείται ένα διαφορετικό είδος εξέλιξης- μάλλον, εννοείται η εξέλιξη που παράγει ένα τεράστιο αποτέλεσμα. Δεν υπονοείται ότι οι εξελικτικές διαδικασίες που εμπλέκονται είναι ιδιαίτερες, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι. Δεδομένου ότι η λέξη "μακροεξέλιξη" μπορεί να ισχύει για σχετικά μέτριες αλλαγές σε επίπεδο ειδών και γενών, η λέξη "μεγα-εξέλιξη" μπορεί να χρησιμοποιείται για πραγματικά τεράστιες αλλαγές.

Η προσαρμοστική ακτινοβολία των πτηνών στην Κάτω Κρητιδική περίοδο, των τελεόστεων στην Κρητιδική περίοδο, των ανθοφόρων φυτών στην Ανώτερη Κρητιδική περίοδο, των θηλαστικών στην Ηώκαινο περίοδο, των πεταλούδων στην Κρητιδική περίοδο αποτελούν εντυπωσιακά παραδείγματα μακροεξέλιξης. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη πιο σημαντικά γεγονότα στην ιστορία της ζωής. Ένας ενδιαφέρων κατάλογος καταρτίστηκε από τους Maynard Smith και Szathmáry, τον οποίο ονόμασαν μεγάλες μεταβάσεις στην εξέλιξη. Έκαναν τον κατάλογο δύο φορές.

Κατάλογος του 1999

Αναπαραγωγή μορίων: αλλαγή σε πληθυσμούς μορίων σε πρωτοκύτταρα
Ανεξάρτητοι αντιγραφείς που οδηγούν σε χρωμοσώματα
Το RNA ως γονίδιο και ένζυμο αλλάζει σε γονίδια DNA και πρωτεϊνικά ένζυμα
Βακτηριακά κύτταρα (προκαρυώτες) που οδηγούν σε κύτταρα με πυρήνες και οργανίδια (ευκαρυώτες)
Αγενείς κλώνοι που οδηγούν σε σεξουαλικούς πληθυσμούς
Μονοκύτταροι οργανισμοί που οδηγούν σε μύκητες, φυτά και ζώα
Μοναχικά άτομα που οδηγούν σε αποικίες με μη αναπαραγωγικές κάστες (τερμίτες, μυρμήγκια & μέλισσες)
Κοινωνίες πρωτευόντων που οδηγούν σε ανθρώπινες κοινωνίες με γλώσσα

Ορισμένα από αυτά τα θέματα έχουν συζητηθεί στο παρελθόν.

Οι αριθμοί ένα έως έξι του καταλόγου αφορούν γεγονότα που έχουν τεράστια σημασία, αλλά για τα οποία γνωρίζουμε σχετικά λίγα. Όλα συνέβησαν πριν (και ως επί το πλείστον πολύ πριν) από την έναρξη της καταγραφής των απολιθωμάτων, ή τουλάχιστον πριν από τον Φανεροζωικό αιώνα.

Οι αριθμοί επτά και οκτώ του καταλόγου είναι διαφορετικού είδους από τους έξι πρώτους και γενικά δεν λαμβάνονται υπόψη από τους άλλους συγγραφείς. Ο αριθμός τέσσερα είναι ενός είδους που δεν καλύπτεται από την παραδοσιακή εξελικτική θεωρία, Η προέλευση των ευκαρυωτικών κυττάρων οφείλεται πιθανότατα στη συμβίωση μεταξύ προκαρυωτών. Αυτό είναι ένα είδος εξέλιξης που πρέπει να αποτελεί σπάνιο γεγονός.

Παράδειγμα

Η έκρηξη της Κάμβριας ή ακτινοβολία της Κάμβριας ήταν η σχετικά ταχεία εμφάνιση των περισσότερων μεγάλων ζωικών φυλών πριν από περίπου 530 εκατομμύρια χρόνια (mya) στο αρχείο απολιθωμάτων. Είναι το κλασικό παράδειγμα μεγα-εξέλιξης. "Το αρχείο απολιθωμάτων τεκμηριώνει δύο αμοιβαία αποκλειόμενους μακροεξελικτικούς τρόπους που χωρίζονται από τη μεταβατική περίοδο του Ενδιακάραν".

Πριν από περίπου 580 mya φαίνεται ότι οι περισσότεροι οργανισμοί ήταν απλοί. Αποτελούνταν από μεμονωμένα κύτταρα που περιστασιακά οργανώνονταν σε αποικίες. Κατά τα επόμενα 70 ή 80 εκατομμύρια χρόνια ο ρυθμός εξέλιξης επιταχύνθηκε κατά μια τάξη μεγέθους. Συνήθως οι ρυθμοί εξέλιξης μετρώνται από το ρυθμό εξαφάνισης και γένεσης των ειδών, αλλά εδώ μπορούμε να πούμε ότι μέχρι το τέλος της Κάμβριας περιόδου υπήρχε κάθε φύλο, ή σχεδόν κάθε φύλο.

Η ποικιλομορφία της ζωής άρχισε να μοιάζει με τη σημερινή.

Η έκρηξη της Κάμβριας έχει προκαλέσει πολλές επιστημονικές συζητήσεις. Η φαινομενικά ταχεία εμφάνιση απολιθωμάτων στα "αρχέγονα στρώματα" παρατηρήθηκε ήδη από τα μέσα του 19ου αιώνα και ο Κάρολος Δαρβίνος την είδε ως μία από τις κύριες αντιρρήσεις που θα μπορούσαν να προβληθούν κατά της θεωρίας του για την εξέλιξη μέσω της φυσικής επιλογής.

Ένας απολιθωμένος τριλοβίτης. Αυτό το δείγμα του Olenoides serratus, από τον σχιστόλιθο Burgess, διατηρεί τα "μαλακά μέρη" - τις κεραίες και τα πόδια.

Dickinsonia , ένα ζώο του Ενδιακάρου, με καπιτονέ εμφάνιση.

Η Opabinia συνέβαλε σημαντικά στο ενδιαφέρον για την έκρηξη της Καμβρίου.

Ένα ιχνοαπολίθωμα του Ενδιακάρου, που δημιουργήθηκε όταν ένας οργανισμός σκάφτηκε κάτω από ένα μικροβιακό στρώμα.

Αυτό το δείγμα Marrella δείχνει πόσο καθαρά και λεπτομερή είναι τα απολιθώματα από το Burgess Shale lagerstätte.

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Q: Τι είναι η μεγα-εξέλιξη;

Α: Η μεγα-εξέλιξη είναι ένας όρος που περιγράφει τα πιο δραματικά γεγονότα της εξέλιξης. Αναφέρεται σε εξελικτικές διαδικασίες που έχουν τεράστιο αντίκτυπο, όπως η προσαρμοστική ακτινοβολία των πτηνών ή των θηλαστικών.

Ερ: Τι απαρίθμησαν οι Maynard Smith και Szathmáry ως τις σημαντικότερες αλλαγές στην εξέλιξη;

A: Οι Maynard Smith και Szathmáry απαρίθμησαν οκτώ σημαντικές μεταβάσεις στην εξέλιξη, συμπεριλαμβανομένων των αντιγράφων μορίων που οδηγούν σε μοριακούς πληθυσμούς σε πρωτοκύτταρα, του RNA ως γονίδια και ένζυμα που γίνονται γονίδια DNA και πρωτεϊνικά ένζυμα, των βακτηριακών κυττάρων που οδηγούν σε κύτταρα με πυρήνες και οργανίδια, άφυλοι κλώνοι που οδηγούν σε σεξουαλικούς πληθυσμούς, μονοκύτταροι οργανισμοί που οδηγούν σε μύκητες, φυτά και ζώα, μοναχικά άτομα που οδηγούν σε αποικίες χωρίς αναπαραγωγική ικανότητα (τερμίτες, μυρμήγκια και μέλισσες), κοινωνίες πρωτευόντων που οδηγούν σε ανθρώπινες κοινότητες με γλώσσα.

Ε. Μπορεί η παραδοσιακή εξελικτική θεωρία να εξηγήσει την προέλευση των ευκαρυωτικών κυττάρων;

Α: Όχι, η παραδοσιακή εξελικτική θεωρία δεν μπορεί να εξηγήσει την προέλευση των ευκαρυωτικών κυττάρων. Πιστεύεται ότι αυτός ο τύπος εξέλιξης πρέπει να είναι ένα σπάνιο γεγονός, πιθανώς λόγω συμβίωσης μεταξύ προκαρυωτών.

Ερ: Και τα οκτώ στοιχεία του καταλόγου προϋπήρχαν του αρχείου απολιθωμάτων;

Α: Ναι, και τα οκτώ στοιχεία του καταλόγου των Maynard Smith και Szathmáry προϋπήρχαν της αρχής των απολιθωμάτων, ή τουλάχιστον του Φανεροζωικού αιώνα.

Ερ: Η "μεγα-εξέλιξη" αναφέρεται μόνο σε τεράστιες αλλαγές;

Α: Ναι, ο όρος "μεγα-εξέλιξη" μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πραγματικά μαζικές αλλαγές, ενώ ο όρος "μακρο-εξέλιξη" μπορεί να αναφέρεται σε πιο μέτριες αλλαγές σε επίπεδο είδους ή γένους.

Ερ: Υπάρχουν παραδείγματα μακρο-εξέλιξης;

Α: Ναι, μερικά παραδείγματα μακροεξέλιξης περιλαμβάνουν την προσαρμοστική ακτινοβολία των πτηνών στην κατώτερη Κρητιδική περίοδο, των τελεόστεων στην Κρητιδική περίοδο, των ανθοφόρων φυτών στην ανώτερη Κρητιδική περίοδο, των θηλαστικών στην Ηώκαινο περίοδο, των πεταλούδων στην Κρητιδική περίοδο.