Inligting

Ek dink evolusie het 'n doel

Ek dink evolusie het 'n doel


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Richard Dawkins sê evolusie het geen doel nie. Maar ek dink evolusie het een. Uiteindelik skep evolusie 'n intelligente wese. As ons 'n ander aarde vind, sou evolusie dieselfde patroon hê. Evolusie is nie 'n chaotiese gebeurtenis nie. Is ek verkeerd?


Ja jy is verkeerd ek is bevrees. Evolusie is die proses van verandering deur die tyd van spesies deur oorgeërfde veranderinge. Oorerflike verskille kom hoofsaaklik voort uit willekeurige mutasie in die genoom. Hierdie genetiese verskille tussen individue lei tot fiksheidsverskille tussen individue, dws een individu is beter in staat om nakomelinge te produseer en versprei dus meer van sy gene na die volgende generasie as 'n ander individu. Byvoorbeeld, omgewingsverandering veroorsaak seleksie vir 'n donker liggaamsvorm by motte, steekende genetiese variasie en nuwe mutasies wat liggaamskleur beïnvloed, word dan meer bevoordeel deur seleksie, en diegene met die donker liggaamsgene oorleef en reproduseer beter.

Daar is geen einde of doel aan evolusie nie. Daar word dikwels verkeerdelik gesê dat mense ophou ontwikkel het. Dit is verkeerd en om voor te stel wat ons het, is om voor te stel dat evolusie gerig is en 'n uiteindelike doel het. Solank daar genetiese fiksheidsvariasie bestaan, sal daar altyd 'n mate van evolusie wees, want daar is 'n verskil tussen individue in seleksiekoëffisiënt. Seleksie is ook baie onstabiel, dit kan drasties en vinnig verander, evolusie kan eers dan stop as seleksie konstant was en een "uiteindelike genotipe" bo alle ander bevoordeel in welke geval alle genetiese variasie sou ophou bestaan.

As ons 'n ander planeet kry wat presies dieselfde toestande en tyd as die aarde het, kan ons dieselfde spesie vind, maar dit is onwaarskynlik. Dit vereis dieselfde mutasies en seleksieprosesse wat plaasvind. Analoog hiermee is die waarneming van "baie oplossings vir een probleem" waar verskillende spesies verskillende aanpassings gebruik om 'n gemeenskaplike probleem te hanteer. Byvoorbeeld, om suurstof te kry, is moeilik vir spesies wat water afbreek. Seesoogdiere soos walvisse versamel suurstof deur na die oppervlak te gaan en asem te haal en dan asem op te hou. Vis het kieue ontwikkel, 'n ander oplossing vir dieselfde probleem, om suurstof uit die water te haal. Hierdie oplossings ontwikkel uit ewekansige veranderinge, met seleksie wat slegs op die resultate gebaseer is (dié wat suurstof uit die water kan filter of asem kan ophou die beste wat oorleef en die beste voortplant).


'n Nuwe teorie verduidelik hoe bewussyn ontwikkel het

'n Neurowetenskaplike oor hoe ons van onsself bewus geword het.

Sedert Charles Darwin gepubliseer het Oor die oorsprong van spesies in 1859 was evolusie die groot verenigende teorie van biologie. Tog word een van ons belangrikste biologiese eienskappe, bewussyn, selde in die konteks van evolusie bestudeer. Teorieë van bewussyn kom van godsdiens, uit filosofie, van kognitiewe wetenskap, maar nie soseer van evolusionêre biologie nie. Miskien is dit hoekom so min teorieë basiese vrae soos: Wat is die aanpasbare waarde van bewussyn kon aanpak? Wanneer het dit ontwikkel en watter diere het dit?

Die Attention Schema Theory (AST), wat die afgelope vyf jaar ontwikkel is, kan moontlik hierdie vrae beantwoord. Die teorie dui daarop dat bewussyn ontstaan ​​as 'n oplossing vir een van die mees fundamentele probleme waarmee enige senuweestelsel te kampe het: te veel inligting vloei voortdurend in om volledig verwerk te word. Die brein het toenemend gesofistikeerde meganismes ontwikkel om 'n paar geselekteerde seine ten diepste te verwerk ten koste van ander, en in die AST is bewussyn die uiteindelike gevolg van die evolusionêre volgorde. As die teorie reg is - en dit moet nog bepaal word - het die bewussyn geleidelik ontwikkel gedurende die afgelope half miljard jaar en is dit teenwoordig in 'n verskeidenheid gewerwelde spesies.

Selfs voor die evolusie van 'n sentrale brein het senuweestelsels voordeel getrek uit 'n eenvoudige rekenaartruuk: kompetisie. Neurone tree op soos kandidate in 'n verkiesing, elkeen skree en probeer om sy medemens te onderdruk. Op enige oomblik wen slegs 'n paar neurone die intense mededinging, hul seine styg bo die geraas uit en beïnvloed die dier se gedrag. Hierdie proses word selektiewe seinverbetering genoem, en sonder dit kan 'n senuweestelsel amper niks doen nie.

Ons kan 'n goeie raaiskoot neem wanneer selektiewe seinversterking eers ontwikkel het deur verskillende spesies diere te vergelyk, 'n algemene metode in evolusionêre biologie. Die hydra, 'n klein familielid van jellievisse, het waarskynlik die eenvoudigste senuweestelsel wat bekend is—'n senuweet. As jy die hidra enige plek steek, gee dit 'n algemene reaksie. Dit toon geen bewyse dat sommige pokke selektief verwerk word nie, terwyl ander strategies geïgnoreer word. Die verdeling tussen die voorouers van hidras en ander diere, volgens genetiese ontleding, was moontlik so vroeg as 700 miljoen jaar gelede. Selektiewe seinverbetering het waarskynlik daarna ontwikkel.

Die geleedpotige oog, aan die ander kant, het een van die best bestudeerde voorbeelde van selektiewe seinverbetering. Dit verskerp die seine wat verband hou met visuele rande en onderdruk ander visuele seine, en gee 'n uiteensetting van die wêreld. Daarom het selektiewe verbetering waarskynlik tussen hydras en geleedpotiges ontwikkel - tussen ongeveer 700 en 600 miljoen jaar gelede, naby die begin van 'n komplekse, meersellige lewe. Selektiewe seinverbetering is so primitief dat dit nie eens 'n sentrale brein benodig nie. Die oog, die netwerk van aanraaksensors op die liggaam en die ouditiewe stelsel kan elkeen hul eie plaaslike weergawes van aandag hê wat fokus op 'n paar uitgesoekte seine.

Die volgende evolusionêre vooruitgang was 'n gesentraliseerde kontroleerder vir aandag wat tussen alle sintuie kon koördineer. By baie diere is die sentrale beheerder 'n breinarea wat die tektum genoem word. ("Tectum" beteken "dak" in Latyn, en dit bedek dikwels die bokant van die brein.) Dit koördineer iets wat openlike aandag genoem word - en rig die satellietskottels van die oë, ore en neus op alles wat belangrik is.

Alle gewerweldes - visse, reptiele, voëls en soogdiere - het 'n tektum. Selfs lampreys het een, en hulle verskyn so vroeg in die evolusie dat hulle nie eens 'n onderkaak het nie. Maar sover iemand weet, is die tektum afwesig by alle ongewerweldes. Die feit dat gewerweldes dit en ongewerweldes het, stel ons nie in staat om die evolusie daarvan te beperk nie. Volgens fossiel- en genetiese bewyse het gewerwelde diere ongeveer 520 miljoen jaar gelede ontwikkel. Die tektum en die sentrale beheer van aandag het waarskynlik ontwikkel toe, tydens die sogenaamde Kambriese ontploffing toe gewerweldes klein kronkelende wesens was wat met 'n groot verskeidenheid ongewerweldes in die see meeding.

Die tectum is 'n pragtige stuk ingenieurswese. Om die kop en die oë doeltreffend te beheer, bou dit iets wat 'n interne model genoem word, 'n kenmerk wat ingenieurs goed ken. 'N Interne model is 'n simulasie wat rekord hou van alles wat beheer word en voorspellings en beplanning moontlik maak. Die interne model van die tectum is 'n stel inligting wat in die komplekse aktiwiteitspatroon van die neurone gekodeer is. Hierdie inligting simuleer die huidige toestand van die oë, kop en ander belangrike liggaamsdele, en maak voorspellings oor hoe hierdie liggaamsdele volgende sal beweeg en oor die gevolge van hul beweging. Byvoorbeeld, as jy jou oë na regs beweeg, behoort die visuele wêreld op 'n voorspelbare manier oor jou retinas na links te skuif. Die tektum vergelyk die voorspelde visuele seine met die werklike visuele invoer, om seker te maak dat u bewegings verloop soos beplan. Hierdie berekeninge is buitengewoon kompleks en tog die ekstra energie werd vir die voordeel van bewegingsbeheer. By visse en amfibieë is die tektum die toppunt van gesofistikeerdheid en die grootste deel van die brein. 'n Padda het 'n redelik goeie simulasie van homself.

Met die ontwikkeling van reptiele ongeveer 350 tot 300 miljoen jaar gelede, het 'n nuwe breinstruktuur begin ontstaan ​​- die wulst. Voëls het 'n wulst geërf van hul reptielvoorouers. Soogdiere het dit ook gedoen, maar ons weergawe word gewoonlik die serebrale korteks genoem en het geweldig uitgebrei. Dit is verreweg die grootste struktuur in die menslike brein. Soms hoor u mense na die reptielbrein verwys as die brute, outomatiese deel wat oorbly as u die korteks verwyder, maar dit is nie korrek nie. Die korteks het sy oorsprong in die reptielwulst, en reptiele is waarskynlik slimmer as waarvoor ons hulle krediet gee.

Die korteks is soos 'n opgegradeerde tektum. Ons het steeds 'n tektum wat onder die korteks begrawe is en dit verrig dieselfde funksies as in visse en amfibieë. As u 'n skielike geluid hoor of 'n beweging in die hoek van u oog sien, rig u tektum u blik vinnig en akkuraat daarop. Die korteks neem ook sensoriese seine in en koördineer beweging, maar dit het 'n meer buigsame repertorium. Afhangende van die konteks, kan u kyk, wegkyk, 'n geluid maak, dans, of die sensoriese gebeurtenis eenvoudig in die geheue stoor as die inligting nuttig is vir die toekoms.

Die belangrikste verskil tussen die korteks en die tektum kan die soort aandag wees wat hulle beheer. Die tektum is die meester van openlike aandag - wat die sensoriese apparaat na enigiets belangrik wys. Die korteks verhoog die ante met iets wat geheime aandag genoem word. Jy hoef nie direk na iets te kyk om heimlik daaraan aandag te gee nie. Selfs as u 'n voorwerp die rug toegekeer het, kan u korteks steeds die verwerkingshulpbronne daarop fokus. Wetenskaplikes vergelyk soms geheime aandag met 'n kollig. (Die analogie is eers deur Francis Crick, die genetikus, voorgestel.) Jou korteks kan verskuilde aandag van die teks voor jou na 'n nabygeleë persoon, na die geluide in jou agterplaas, na 'n gedagte of 'n herinnering verskuif. Verborge aandag is die virtuele beweging van diep verwerking van een item na 'n ander.

Die korteks moet daardie virtuele beweging beheer, en daarom benodig dit, soos enige doeltreffende beheerder, 'n interne model. Anders as die tectum, wat konkrete voorwerpe soos die oë en die kop modelleer, moet die korteks iets baie meer abstrak model. Volgens die AST doen dit dit deur 'n aandagskema te konstrueer - 'n voortdurend bygewerkte stel inligting wat beskryf wat geheime aandag oomblik-vir-oomblik doen en wat die gevolge daarvan is.

Oorweeg 'n onwaarskynlike gedagte -eksperiment. As jy op een of ander manier 'n eksterne spraakmeganisme aan 'n krokodil kon koppel, en die spraakmeganisme het toegang tot die inligting in daardie aandagskema in die krokodil se wulst gehad, kan daardie tegnologie-gesteunde krokodil rapporteer, "Ek het iets ontasbaars binne my. Dit is nie 'n oogbal of 'n kop of 'n arm nie. Dit bestaan ​​sonder substansie. Dis my geestelike besit van dinge. Dit beweeg van een stel items na 'n ander. As daardie geheimsinnige proses in my iets vashou, stel dit my in staat om te verstaan, te onthou en te reageer. ”

Die krokodil sou natuurlik verkeerd wees. Versteekte aandag is nie ontasbaar nie. Dit het 'n fisiese basis, maar daardie fisiese basis lê in die mikroskopiese besonderhede van neurone, sinapse en seine. Die brein hoef nie hierdie besonderhede te ken nie. Die aandagskema is dus strategies vaag. Dit beeld geheime aandag op 'n fisies onsamehangende manier uit, as 'n nie-fisiese essensie. En dit is volgens die teorie die oorsprong van bewussyn. Ons sê ons het bewussyn, want diep in die brein is iets redelik primitief besig om daardie semi-magiese selfbeskrywing te bereken. Helaas kan krokodille nie regtig praat nie. Maar in hierdie teorie sal hulle waarskynlik ten minste 'n eenvoudige vorm van 'n aandagskema hê.

As ek aan evolusie dink, word ek herinner aan Teddy Roosevelt se beroemde aanhaling, "Doen wat jy kan met wat jy het waar jy is." Evolusie is die meester van die soort opportunisme. Vinne word voete. Gill -boë word kake. En selfmodelle word modelle van ander. In die AST het die aandagskema eers ontwikkel as 'n model van u eie geheime aandag. Maar sodra die basiese meganisme in plek was, volgens die teorie, is dit verder aangepas om die aandagtoestande van ander te modelleer, om voorsiening te maak vir sosiale voorspelling. Nie net kon die brein bewussyn aan homself toeskryf nie, dit het bewussyn aan ander begin toeskryf.

As sielkundiges sosiale kognisie bestudeer, fokus hulle dikwels op iets wat die teorie van die gees genoem word, die vermoë om die moontlike inhoud van iemand anders se gedagtes te verstaan. Sommige van die meer komplekse voorbeelde is beperk tot mense en ape. Maar eksperimente toon dat 'n hond na 'n ander hond kan kyk en uitvind: "Is hy bewus van my?" Kraaie toon ook 'n indrukwekkende gemoedsteorie. As hulle kos wegsteek wanneer 'n ander voël kyk, sal hulle wag vir die ander voël se afwesigheid en dan weer dieselfde stukkie kos wegsteek, asof hulle kan bereken dat die ander voël bewus is van een wegkruipplek, maar onbewus van die ander. As soogdiere en voëls 'n basiese vermoë het om bewustheid aan ander toe te skryf, kan dit hul oorsprong hê in hul gemeenskaplike voorouer, die reptiele. In die AST se evolusionêre verhaal begin sosiale kognisie toeneem kort nadat die reptielwolst ontwikkel het. Krokodille is dalk nie die mees sosiaal komplekse wesens op aarde nie, maar hulle woon in groot gemeenskappe, sorg vir hul kleintjies en kan lojale, maar ietwat gevaarlike troeteldiere maak.

As AST korrek is, het 300 miljoen jaar se evolusie van reptiele, voëls en soogdiere die selfmodel en die sosiale model toegelaat om saam te ontwikkel, wat elkeen die ander beïnvloed het. Ons verstaan ​​ander mense deur onsself op hulle te projekteer. Maar ons verstaan ​​ook onsself deur die manier waarop ander mense ons kan sien, in ag te neem. Gegewens uit my eie laboratorium dui daarop dat die kortikale netwerke in die menslike brein wat ons toelaat om bewussyn aan ander toe te skryf, baie oorvleuel met die netwerke wat ons eie bewussynsbesef bou.

Taal is miskien die mees onlangse groot sprong in die evolusie van bewussyn. Niemand weet wanneer die menslike taal die eerste keer ontwikkel het nie. Ons het dit sekerlik 70 duisend jaar gelede gehad toe mense oor die hele wêreld begin versprei het, aangesien alle verspreide groepe 'n gesofistikeerde taal het. Die verhouding tussen taal en bewussyn word gereeld bespreek, maar ons kan ten minste daarvan seker wees: sodra ons taal ontwikkel het, kon ons oor bewussyn praat en notas vergelyk. Ons kan hardop sê: 'Ek is bewus van dinge. So is sy. So is hy. So is daardie verdomde rivier wat net probeer het om my dorpie uit te wis.”

Miskien deels as gevolg van taal en kultuur, het mense 'n hare-sneller-neiging om bewussyn toe te skryf aan alles rondom ons. Ons ken bewussyn toe aan karakters in 'n verhaal, marionette en poppe, storms, riviere, leë ruimtes, spoke en gode. Justin Barrett noem dit die Hyperactive Agency Detection Device, oftewel HADD. Een bespiegeling is dat dit beter is om veilig te wees as om jammer te wees. As die wind die gras ritsel en u dit verkeerd interpreteer as 'n leeu, is daar geen skade nie. Maar as jy nie 'n werklike leeu opspoor nie, word jy uit die genepoel gehaal. Vir my gaan die HADD egter veel verder as om roofdiere op te spoor. Dit is 'n gevolg van ons hiper-sosiale aard. Evolusie het die amplitude verhoog in ons neiging om ander te modelleer en nou is ons uiters ingestel op mekaar se gemoedstoestande. Dit gee ons ons aanpasbare voorsprong. Die onvermydelike newe -effek is die opsporing van vals positiewe of spoke.

En so bring die evolusionêre verhaal ons op datum, tot menslike bewussyn – iets wat ons aan onsself, aan ander en aan 'n ryk geesteswêreld van spoke en gode in die leë ruimtes om ons toeskryf. Die AST dek baie terreine, van eenvoudige senuweestelsels tot simulasies van self en ander. Dit bied 'n algemene raamwerk vir die begrip van bewussyn, sy vele aanpasbare gebruike, en sy geleidelike en voortdurende evolusie.


Evolusie: 24 mites en wanopvattings

Dit sal binnekort 200 jaar wees sedert die geboorte van Charles Darwin en 150 jaar sedert die publikasie van Oor die oorsprong van spesies, seker die belangrikste boek wat ooit geskryf is. Daarin het Darwin 'n idee uiteengesit wat baie nog steeds skokkend vind - dat alle lewe op aarde, insluitend menslike lewe, deur natuurlike seleksie ontwikkel het.

Darwin het oortuigende bewyse vir evolusie in Oor die Oorsprong en sedert sy tyd het die saak oorweldigend geword. Ontelbare fossielontdekkings stel ons in staat om die evolusie van vandag’ se organismes van vroeëre vorms op te spoor. DNA -volgorde het bo alle twyfel bevestig dat alle lewende wesens 'n gemeenskaplike oorsprong het. Ontelbare voorbeelde van evolusie in aksie kan oral om ons gesien word, van die besmette pasmot tot die vinnig veranderende virusse soos MIV en H5N1 voëlgriep. Evolusie is 'n wetenskaplike feit wat net so stewig gevestig is as die rondheid van die aarde.

Advertensie

En ondanks 'n steeds groeiende berg bewyse, word die meeste mense regoor die wêreld nie die waarheid oor evolusie geleer nie, as hulle dit glad nie geleer het nie. Selfs in die Verenigde Koninkryk, die geboorteplek van Darwin met 'n geleerde en toenemend sekulêre bevolking, dui 'n onlangse peiling aan dat minder as die helfte van die bevolking evolusie aanvaar.

Vir diegene wat nog nooit die geleentheid gehad het om meer te wete te kom oor biologie of wetenskap nie, kan bewerings van diegene wat glo in bonatuurlike alternatiewe vir evolusionêre teorie, oortuigend voorkom. Intussen, selfs onder diegene wat evolusie aanvaar, is wanopvattings volop.

Die meeste van ons erken graag dat ons byvoorbeeld nie die stringteorie in die fisika verstaan ​​nie, maar ons is almal oortuig dat ons evolusie verstaan. Trouens, soos bioloë ontdek, kan die gevolge daarvan vreemder wees as wat ons ooit gedink het. Evolusie moet die bekendste maar tog die swakste van alle wetenskaplike teorieë wees.

So hier is Nuwe wetenskaplike 'n gids tot sommige van die mees algemene mites en wanopvattings oor evolusie.

Daar is reeds verskeie goeie en omvattende gidse daar buite. Maar daar kan nie te veel wees nie.


11.5 Algemene wanopvattings oor evolusie

Alhoewel die evolusieteorie aanvanklik onenigheid veroorsaak het, het dit teen 20 jaar na die publikasie van Op die Oorsprong van spesies dit is byna algemeen aanvaar deur bioloë, veral jonger bioloë. Nietemin is die evolusieteorie 'n moeilike konsep en wanopvattings oor hoe dit werk is volop. Daarbenewens is daar diegene wat dit verwerp as 'n verklaring vir die diversiteit van die lewe.

Konsepte in Aksie

Hierdie webwerf behandel sommige van die belangrikste wanopvattings wat verband hou met die evolusieteorie.

Evolusie is net 'n teorie

Kritici van die evolusieteorie verwerp die belangrikheid daarvan deur die daaglikse gebruik van die woord "teorie" doelbewus te verwar met die manier waarop wetenskaplikes die woord gebruik. In die wetenskap word 'n "teorie" verstaan ​​as 'n konsep wat breedvoerig getoets en ondersteun is oor tyd. Ons het 'n teorie van die atoom, 'n teorie van swaartekrag en die relatiwiteitsteorie, wat elkeen beskryf wat wetenskaplikes verstaan ​​as feite oor die wêreld.Op dieselfde manier beskryf die evolusieteorie feite oor die leefwêreld. As sodanig het 'n teorie in die wetenskap oorleef deur aansienlike pogings om dit in diskrediet te bring deur wetenskaplikes, wat natuurlik skepties is. Alhoewel teorieë soms omvergewerp of hersien kan word, verminder dit nie hul gewig nie, maar weerspieël dit bloot die voortdurend ontwikkelende toestand van wetenskaplike kennis. In teenstelling hiermee beteken 'n "teorie" in die algemene taal 'n raaiskoot of voorgestelde verduideliking vir iets. Hierdie betekenis is meer verwant aan die konsep van 'n 'hipotese' wat deur wetenskaplikes gebruik word, wat 'n voorlopige verklaring is vir iets wat voorgestel word dat dit ondersteun of verwerp word. As evolusiekritici sê dat evolusie 'net 'n teorie' is, impliseer dit dat daar min bewyse is wat dit ondersteun en dat dit nog steeds streng getoets word. Dit is 'n wankarakterisering. As dit die geval was, sou die genetikus Theodosius Dobzhansky nie gesê het dat "niks in biologie sin maak nie, behalwe in die lig van evolusie." 6

Individue ontwikkel

'N Individu word gebore met die gene wat dit het - dit verander nie namate die individu ouer word nie. Daarom kan 'n individu nie ontwikkel of aanpas deur natuurlike seleksie nie. Evolusie is die verandering in die genetiese samestelling van 'n bevolking oor tyd, spesifiek oor generasies, as gevolg van differensiële voortplanting van individue met sekere allele. Individue verander wel oor hul leeftyd, maar dit word ontwikkeling genoem, dit behels veranderinge wat geprogrammeer word deur die stel gene wat die individu by geboorte verkry het in koördinasie met die individu se omgewing. As u dink oor die evolusie van 'n eienskap, is dit waarskynlik die beste om na te dink oor die verandering van die gemiddelde waarde van die eienskap in die bevolking oor tyd. Byvoorbeeld, wanneer natuurlike seleksie lei tot snawelgrootte verandering in medium grond vinke in die Galápagos, beteken dit nie dat individuele snawels op die vinke verander nie. As 'n mens die gemiddelde snawelgrootte onder alle individue in die populasie op een slag meet, en dan die gemiddelde snawelgrootte in die populasie 'n paar jaar later meet nadat daar 'n sterk selektiewe druk was, kan hierdie gemiddelde waarde anders wees as gevolg van evolusie . Alhoewel sommige individue van die eerste tot die tweede keer kan oorleef, sal hierdie individue steeds dieselfde rekeninggrootte hê. Daar kan egter genoeg nuwe individue met verskillende rekeninggroottes wees om die gemiddelde rekeninggrootte te verander.

Evolusie verduidelik die oorsprong van lewe

Dit is 'n algemene misverstand dat evolusie 'n verduideliking van die oorsprong van die lewe insluit. Omgekeerd kla sommige van die teorie se kritici dat dit nie die oorsprong van lewe kan verklaar nie. Die teorie probeer nie die oorsprong van lewe verklaar nie. Die evolusieteorie verduidelik hoe bevolkings oor tyd verander en hoe lewe diversifiseer—die oorsprong van spesies. Dit werp nie lig op die begin van die lewe nie, insluitend die oorsprong van die eerste selle, en dit is hoe lewe gedefinieer word. Die meganismes van die oorsprong van lewe op aarde is 'n besonder moeilike probleem omdat dit baie lank gelede, oor 'n baie lang tyd, plaasgevind het en vermoedelik net een keer plaasgevind het. Belangrik is dat bioloë meen dat die teenwoordigheid van lewe op aarde die moontlikheid uitsluit dat die gebeure wat tot lewe op aarde gelei het, herhaal kan word omdat die tussenstadia onmiddellik voedsel vir bestaande lewende dinge sou word. Die vroeë stadiums van die lewe het die vorming van organiese molekules soos koolhidrate, aminosure of nukleotiede ingesluit. As dit vandag uit anorganiese voorlopers gevorm is, sou hulle eenvoudig deur lewende dinge afgebreek word. Die vroeë lewensfases het waarskynlik ook meer komplekse samestellings van molekules in geslote strukture met 'n interne omgewing, 'n grenslaag van een of ander vorm en die eksterne omgewing ingesluit. Sulke strukture, as dit nou gevorm word, sou vinnig deur lewende organismes verteer of afgebreek word.

Sodra 'n oorerfingsmeganisme in die vorm van 'n molekule soos DNA of RNA bestaan ​​het, hetsy binne 'n sel of binne 'n voorsel, sou hierdie entiteite egter onderhewig wees aan die beginsel van natuurlike seleksie. Meer effektiewe reproduseerders sal in frekwensie toeneem ten koste van ondoeltreffende reprodusente. Hoewel evolusie die oorsprong van lewe nie verduidelik nie, kan dit iets te sê hê oor sommige van die prosesse wat werk sodra voorlewende entiteite sekere eienskappe verkry het.

Organismes ontwikkel op hul doel

Stellings soos 'organismes ontwikkel as 'n reaksie op 'n verandering in 'n omgewing', is redelik algemeen. Daar is twee maklike misverstande moontlik met so 'n stelling. Eerstens moet die stelling nie verstaan ​​word dat individuele organismes ontwikkel nie, soos hierbo bespreek is. Die stelling is kortskrif vir "'n bevolking ontwikkel in reaksie op 'n veranderende omgewing." 'N Tweede misverstand kan egter ontstaan ​​deur die stelling te interpreteer sodat die evolusie op een of ander manier doelbewus is. 'n Veranderde omgewing lei daartoe dat sommige individue in die populasie, diegene met spesifieke fenotipes, baat vind en dus proporsioneel meer nageslag produseer as ander fenotipes. Dit lei tot 'n verandering in die populasie as die karakters geneties bepaal word.

Dit is ook belangrik om te verstaan ​​dat die variasie waarop natuurlike seleksie werk reeds in 'n bevolking is en nie ontstaan ​​in reaksie op 'n omgewingsverandering nie. Byvoorbeeld, die toediening van antibiotika op 'n populasie bakterieë sal na verloop van tyd kies vir 'n populasie bakterieë wat bestand is teen antibiotika. Die weerstand, wat deur 'n geen veroorsaak word, het nie deur mutasie ontstaan ​​as gevolg van die toediening van die antibiotika nie. Die geen vir weerstand was reeds teenwoordig in die genepoel van die bakterieë, waarskynlik teen 'n lae frekwensie. Die antibiotika, wat die bakteriese selle doodmaak sonder die weerstandsgeen, selekteer sterk vir individue wat weerstandbiedend is, aangesien dit die enigstes sou wees wat oorleef en verdeel het. Eksperimente het getoon dat mutasies vir antibiotikaweerstand nie ontstaan ​​as gevolg van antibiotiese toediening nie.

In 'n groter sin is evolusie ook nie doelgerig nie. Spesies word nie mettertyd "beter" nie, maar volg bloot hul veranderende omgewing met aanpassings wat hul voortplanting in 'n bepaalde omgewing op 'n bepaalde tyd maksimeer. Evolusie het geen doel om vinniger, groter, meer komplekse of selfs slimmer spesies te maak nie. Hierdie soort taal is algemeen in populêre literatuur. Sekere organismes, ook ons ​​self, word beskryf as die "toppunt" van evolusie, of "vervolmaak" deur evolusie. Watter eienskappe by 'n spesie ontwikkel, is 'n funksie van die huidige variasie en die omgewing, wat beide voortdurend op 'n nie-rigtinggewende manier verander. Watter eienskap op een slag in een omgewing pas, kan op 'n stadium in die toekoms noodlottig wees. Dit geld net so goed vir 'n inseksoort as vir die menslike spesie.

Evolusie is kontroversieel onder wetenskaplikes

Die evolusieteorie was omstrede toe dit in 1859 die eerste keer voorgestel is, maar binne 20 jaar het feitlik elke werkende bioloog evolusie aanvaar as die verklaring vir die diversiteit van die lewe. Die aanvaardingskoers was buitengewoon vinnig, deels omdat Darwin 'n indrukwekkende hoeveelheid bewyse versamel het. Die vroeë kontroversies behels sowel wetenskaplike argumente teen die teorie as die argumente van godsdienstige leiers. Dit was die argumente van die bioloë wat na 'n kort tydjie opgelos is, terwyl die argumente van godsdienstige leiers tot vandag toe voortduur.

Die evolusieteorie het die oorheersende teorie destyds vervang dat spesies almal spesiaal in die relatief onlangse geskiedenis geskep is. Ten spyte van die voorkoms van hierdie teorie, het dit vir natuurkundiges gedurende die negentiende eeu al hoe duideliker geword dat dit nie meer baie waarnemings van geologie en die lewende wêreld kon verklaar nie. Die oorredingskrag van die evolusieteorie vir hierdie natuurkundiges lê in die vermoë om hierdie verskynsels te verklaar, en dit het steeds buitengewone verklarende krag tot vandag toe. Die voortgesette verwerping daarvan deur sommige godsdienstige leiers is die gevolg van die vervanging van die spesiale skepping, 'n beginsel van hul godsdienstige oortuiging. Hierdie leiers kan nie die vervanging van spesiale skepping aanvaar deur 'n meganistiese proses wat die optrede van 'n godheid uitsluit as 'n verklaring vir die diversiteit van lewe, insluitend die oorsprong van die menslike spesie nie. Daar moet egter op gelet word dat die meeste van die belangrikste denominasies in die Verenigde State stellings het wat die aanvaarding van bewyse vir evolusie as versoenbaar met hul teologieë ondersteun.

Die aard van die argumente teen evolusie deur godsdienstige leiers het mettertyd ontwikkel. Een huidige argument is dat die teorie steeds omstrede onder bioloë is. Hierdie bewering is eenvoudig nie waar nie. Die aantal werkende wetenskaplikes wat die evolusieteorie verwerp, of die geldigheid daarvan bevraagteken en dit sê, is klein. 'N Pew Research -peiling in 2009 het bevind dat 97 persent van die 2500 ondervraagde wetenskaplikes glo dat spesies ontwikkel. 7 Die ondersteuning vir die teorie word weerspieël in ondertekende verklarings van baie wetenskaplike verenigings soos die American Association for the Advancement of Science, wat werkende wetenskaplikes as lede insluit. Baie van die wetenskaplikes wat die evolusieteorie verwerp of bevraagteken, is nie-bioloë, soos ingenieurs, dokters en chemici. Daar is geen eksperimentele resultate of navorsingsprogramme wat die teorie weerspreek nie. Daar word geen artikels in eweknie-geëvalueerde wetenskaplike tydskrifte gepubliseer wat die teorie weerlê nie. Laasgenoemde waarneming kan as 'n gevolg van onderdrukking van meningsverskil beskou word, maar daar moet onthou word dat wetenskaplikes skeptici is en dat daar 'n lang geskiedenis van gepubliseerde verslae bestaan ​​wat wetenskaplike ortodoksie op ongewilde maniere uitgedaag het. Voorbeelde sluit in die endosimbiotiese teorie van eukariotiese oorsprong, die teorie van groepseleksie, die mikrobiese oorsaak van maagsere, die asteroïde-impakteorie van die Kryt-uitwissing en die teorie van plaattektoniek. Navorsing met bewyse en idees met wetenskaplike meriete word deur die wetenskaplike gemeenskap oorweeg. Navorsing wat nie aan hierdie standaarde voldoen nie, word verwerp.


Ek dink evolusie het 'n doel - Biologie

Wanopvattings oor natuurlike seleksie

Omdat natuurlike seleksie ongelooflike aanpassings kan lewer, is dit aanloklik om dit as 'n almagtige krag te beskou, wat organismes aanmoedig om dit voortdurend in die rigting van vooruitgang te stoot, maar dit is glad nie hoe natuurlike seleksie is nie.

Eerstens, natuurlike seleksie is nie almagtig nie, dit lewer nie volmaaktheid nie. As u gene 'goed genoeg' is, kry u 'n nageslag in die volgende generasie, en u hoef nie perfek te wees nie. Dit behoort redelik duidelik te wees net deur na die bevolkings rondom ons te kyk: mense het dalk gene vir genetiese siektes, plante het dalk nie die gene om 'n droogte te oorleef nie, 'n roofdier is dalk nie heeltemal vinnig genoeg om haar prooi te vang elke keer as sy honger is nie. . Geen bevolking of organisme is perfek aangepas nie.

Tweedens, dit is meer akkuraat om te dink aan natuurlike seleksie as 'n proses eerder as 'n leidende hand. Natuurlike seleksie is die eenvoudige gevolg van variasie, differensiële voortplanting en oorerwing en dit is verstandeloos en meganisties. Dit het geen doelwitte nie; dit streef nie na 'vooruitgang' of 'n gebalanseerde ekosisteem nie.

Evolusie werk nie so nie.

Dit is hoekom "nodig", "probeer" en "wil" nie baie akkurate woorde is wanneer dit kom by die verduideliking van evolusie nie. Die bevolking of individu wil nie "wil" of "probeer" om te ontwikkel nie, en natuurlike seleksie kan nie probeer voorsien wat 'n organisme "nodig" het nie. Natuurlike seleksie kies net uit watter variasies ook al in die populasie bestaan. Die gevolg is evolusie.

Aan die teenoorgestelde kant van die skaal word natuurlike seleksie soms as 'n ewekansige proses geïnterpreteer. Dit is ook 'n wanopvatting. Die genetiese variasie wat in 'n populasie voorkom as gevolg van mutasie is lukraak — maar seleksie werk op 'n baie nie-toevallige manier op daardie variasie: genetiese variante wat oorlewing en voortplanting aanhelp, is baie meer geneig om algemeen te word as variante wat dit nie doen nie. . Natuurlike seleksie is NIE lukraak nie!


1.1 Die Biologie -wetenskap

Aan die einde van hierdie afdeling kan u die volgende doen:

  • Identifiseer die gedeelde kenmerke van die natuurwetenskappe
  • Som die stappe van die wetenskaplike metode op
  • Vergelyk induktiewe redenering met deduktiewe redenering
  • Beskryf die doelwitte van basiese wetenskap en toegepaste wetenskap

Wat is biologie? In eenvoudige terme is biologie die studie van die lewe. Dit is 'n baie breë definisie omdat die omvang van biologie groot is. Bioloë kan enigiets bestudeer van die mikroskopiese of submikroskopiese siening van 'n sel tot ekosisteme en die hele lewende planeet (Figuur 1.2). As u na die daaglikse nuus luister, sal u vinnig besef hoeveel aspekte van biologie ons elke dag bespreek. Onlangse nuusonderwerpe sluit byvoorbeeld in Escherichia coli (Figuur 1.3) uitbrake in spinasie en Salmonella besmetting in grondboontjiebotter. Ander onderwerpe sluit in pogings om 'n geneesmiddel vir vigs, Alzheimer se siekte en kanker te vind. Op 'n globale skaal is baie navorsers daartoe verbind om maniere te vind om die planeet te beskerm, omgewingsvraagstukke op te los en die gevolge van klimaatsverandering te verminder. Al hierdie uiteenlopende pogings hou verband met verskillende fasette van die dissipline biologie.

Die Proses van Wetenskap

Biologie is 'n wetenskap, maar wat is wetenskap nou eintlik? Wat deel die studie van biologie met ander wetenskaplike dissiplines? Ons kan wetenskap definieer (van die Latynse scientia, wat “kennis” beteken) as kennis wat algemene waarhede of die werking van algemene wette dek, veral wanneer dit op grond van die wetenskaplike metode verkry en getoets word. Uit hierdie definisie word dit duidelik dat die toepassing van wetenskaplike metodes 'n belangrike rol in die wetenskap speel. Die wetenskaplike metode is 'n metode van navorsing met gedefinieerde stappe wat eksperimente en noukeurige waarneming insluit.

Ons sal wetenskaplike metodestappe later in detail ondersoek, maar een van die belangrikste aspekte van hierdie metode is die toets van hipoteses deur middel van herhaalbare eksperimente. 'n Hipotese is 'n voorgestelde verduideliking vir 'n gebeurtenis, wat 'n mens kan toets. Alhoewel die gebruik van die wetenskaplike metode inherent is aan die wetenskap, is dit onvoldoende om te bepaal wat wetenskap is. Dit is omdat dit relatief maklik is om die wetenskaplike metode op dissiplines soos fisika en chemie toe te pas, maar wanneer dit by dissiplines soos argeologie, sielkunde en geologie kom, word die wetenskaplike metode minder toepaslik namate die herhaling van eksperimente moeiliker word.

Hierdie studierigtings is egter steeds wetenskappe. Oorweeg argeologie - al kan 'n mens nie herhaalbare eksperimente uitvoer nie, kan hipoteses steeds ondersteun word. 'N Argeoloog kan byvoorbeeld veronderstel dat daar 'n antieke kultuur bestaan ​​wat gebaseer is op die vind van 'n stuk aardewerk. Hy of sy kan verdere hipoteses maak oor verskeie kenmerke van hierdie kultuur, wat korrek of vals kan wees deur voortgesette ondersteuning of teenstrydighede van ander bevindings. 'n Hipotese kan 'n geverifieerde teorie word. 'N Teorie is 'n getoetste en bevestigde verklaring vir waarnemings of verskynsels. Daarom kan ons beter daaraan toe wees om wetenskap te definieer as studierigtings wat poog om die aard van die heelal te begryp.

Natuurwetenskappe

Wat sou u verwag om in 'n museum vir natuurwetenskappe te sien? Paddas? Plante? Dinosourus geraamtes? Uitstallings oor hoe die brein funksioneer? 'N Planetarium? Edelstene en minerale? Miskien al die bogenoemde? Wetenskap sluit soveel uiteenlopende terreine soos sterrekunde, biologie, rekenaarwetenskappe, geologie, logika, fisika, chemie en wiskunde in (figuur 1.4). Wetenskaplikes oorweeg egter die wetenskapsgebiede wat verband hou met die fisiese wêreld en sy verskynsels en verwerk natuurwetenskappe. 'N Museum vir natuurwetenskappe kan dus enige van die bogenoemde items bevat.

Daar is egter geen volledige ooreenstemming wanneer dit kom by die definisie van wat die natuurwetenskappe insluit nie. Vir sommige kenners is die natuurwetenskappe sterrekunde, biologie, chemie, aardwetenskap en fisika. Ander geleerdes kies om natuurwetenskappe te verdeel in lewenswetenskappe, wat lewende dinge bestudeer en biologie insluit, en fisiese wetenskappe, wat nie-lewende materie bestudeer en astronomie, geologie, fisika en chemie insluit. Sommige dissiplines soos biofisika en biochemie bou op lewens- en fisiese wetenskappe en is interdissiplinêr. Sommige verwys na natuurwetenskappe as 'harde wetenskap' omdat hulle staatmaak op die gebruik van kwantitatiewe data. Sosiale wetenskappe wat die samelewing en menslike gedrag bestudeer, is meer geneig om kwalitatiewe assesserings te gebruik om ondersoeke en bevindings te dryf.

Nie verrassend nie, die natuurwetenskap van biologie het baie vertakkings of subdissiplines. Selbioloë bestudeer selstruktuur en -funksie, terwyl bioloë wat anatomie bestudeer die struktuur van 'n hele organisme ondersoek. Die bioloë wat fisiologie bestudeer, fokus egter op die interne funksionering van 'n organisme. Sommige gebiede van die biologie fokus slegs op spesifieke soorte lewende dinge. Plantkundiges verken byvoorbeeld plante, terwyl dierkundiges spesialiseer in diere.

Wetenskaplike beredenering

Een ding is algemeen vir alle vorme van wetenskap: 'n uiteindelike doel "om te weet." Nuuskierigheid en ondersoek is die dryfkragte vir die ontwikkeling van wetenskap. Wetenskaplikes probeer om die wêreld en die manier waarop dit funksioneer te verstaan. Om dit te doen, gebruik hulle twee metodes van logiese denke: induktiewe redenering en deduktiewe redenering.

Induktiewe redenasie is 'n vorm van logiese denke wat verwante waarnemings gebruik om tot 'n algemene gevolgtrekking te kom. Hierdie tipe redenasie is algemeen in beskrywende wetenskap. 'n Lewenswetenskaplike soos 'n bioloog maak waarnemings en teken dit aan. Hierdie data kan kwalitatief of kwantitatief wees, en 'n mens kan die rou data aanvul met tekeninge, prente, foto's of video's. Uit baie waarnemings kan die wetenskaplike gevolgtrekkings (induksies) op grond van bewyse aflei. Induktiewe redenering behels die formulering van veralgemenings wat afgelei word uit noukeurige waarneming en die ontleding van 'n groot hoeveelheid data. Breinstudies bied 'n voorbeeld. In hierdie tipe navorsing neem wetenskaplikes baie lewende breine waar terwyl mense besig is met 'n spesifieke aktiwiteit, soos om beelde van voedsel te kyk. Die wetenskaplike voorspel dan dat die deel van die brein wat tydens hierdie aktiwiteit 'aansteek', die deel is wat die reaksie op die geselekteerde stimulus beheer, in hierdie geval beelde van voedsel. Oormatige absorpsie van radioaktiewe suikerderivate deur aktiewe areas van die brein veroorsaak dat die verskillende areas "verlig". Wetenskaplikes gebruik 'n skandeerder om die gevolglike toename in radioaktiwiteit waar te neem. Dan kan navorsers die deel van die brein stimuleer om te sien of soortgelyke reaksies tot gevolg het.

Deduktiewe beredenering of afleiding is die tipe logika wat in hipotese-gebaseerde wetenskap gebruik word. In deduktiewe redenasie beweeg die denkpatroon in die teenoorgestelde rigting in vergelyking met induktiewe redenasie. Deduktiewe redenasie is 'n vorm van logiese denke wat 'n algemene beginsel of wet gebruik om spesifieke resultate te voorspel.Uit hierdie algemene beginsels kan 'n wetenskaplike die spesifieke resultate wat geldig sou wees, aflei en voorspel, solank die algemene beginsels geldig is. Studies in klimaatsverandering kan hierdie tipe redenasie illustreer. Byvoorbeeld, wetenskaplikes kan voorspel dat as die klimaat warmer word in 'n spesifieke streek, die verspreiding van plante en diere behoort te verander.

Beide tipes logiese denke hou verband met die twee hoofpaaie van wetenskaplike studie: beskrywende wetenskap en hipotese-gebaseerde wetenskap. Beskrywende (of ontdekkings-) wetenskap , wat gewoonlik induktief is, het ten doel om waar te neem, te verken en te ontdek, terwyl hipotese-gebaseerde wetenskap , wat gewoonlik deduktief is, begin met 'n spesifieke vraag of probleem en 'n potensiële antwoord of oplossing wat 'n mens kan toets. Die grens tussen hierdie twee vorme van studie is dikwels vervaag, en die meeste wetenskaplike pogings kombineer beide benaderings. Die vaag grens word duidelik wanneer daar gedink word oor hoe maklik waarneming tot spesifieke vrae kan lei. Byvoorbeeld, 'n heer in die 1940's het opgemerk dat die bramsade wat aan sy klere en sy hond se pels vasgeplak het, 'n klein haakstruktuur gehad het. By nadere ondersoek het hy ontdek dat die brame se grypapparaat meer betroubaar is as 'n ritssluiter. Uiteindelik het hy geëksperimenteer om die beste materiaal te vind wat op dieselfde manier opgetree het, en die haak-en-lus-sluiting gemaak wat vandag algemeen bekend staan ​​as Velcro. Beskrywende wetenskap en hipotese-gebaseerde wetenskap is in voortdurende dialoog.

Die wetenskaplike metode

Bioloë bestudeer die leefwêreld deur vrae daaroor te stel en wetenskaplike antwoorde te soek. Bekend as wetenskaplike metode, is hierdie benadering ook algemeen vir ander wetenskappe. Die wetenskaplike metode is selfs in antieke tye gebruik, maar Engeland se Sir Francis Bacon (1561–1626) het dit eers gedokumenteer (Figuur 1.5). Hy het induktiewe metodes vir wetenskaplike ondersoek ingestel. Die wetenskaplike metode word nie net deur bioloë gebruik nie, navorsers van byna alle studierigtings kan dit as 'n logiese, rasionele probleemoplossingsmetode toepas.

Die wetenskaplike proses begin tipies met 'n waarneming (dikwels 'n probleem om op te los) wat tot 'n vraag lei. Kom ons dink aan 'n eenvoudige probleem wat begin met 'n waarneming en pas die wetenskaplike metode toe om die probleem op te los. Een Maandagoggend kom 'n student by die klas aan en ontdek vinnig dat die klas te warm is. Dit is 'n waarneming wat ook 'n probleem beskryf: die klaskamer is te warm. Die student vra dan 'n vraag: "Hoekom is die klaskamer so warm?"

Stel 'n hipotese voor

Onthou dat 'n hipotese 'n voorgestelde verduideliking is wat u kan toets. Om 'n probleem op te los, kan 'n paar hipoteses voorgestel word. Byvoorbeeld, een hipotese kan wees: "Die klaskamer is warm omdat niemand die lugversorging aangeskakel het nie." Daar kan egter ander antwoorde op die vraag wees, en daarom kan 'n mens ander hipoteses voorstel. 'n Tweede hipotese kan wees: "Die klaskamer is warm omdat daar 'n kragonderbreking is, en dus werk die lugversorging nie."

As 'n mens 'n hipotese gekies het, kan die student 'n voorspelling maak. 'N Voorspelling is soortgelyk aan 'n hipotese, maar dit het gewoonlik die formaat "If. . . dan. . . . ” Byvoorbeeld, die voorspelling vir die eerste hipotese kan wees, "As die student skakel die lugversorging aan, dan die klaskamer sal nie meer te warm wees nie. ”

Toets 'n hipotese

'N Geldige hipotese moet getoets word. Dit moet ook vervalsbaar wees, wat beteken dat eksperimentele resultate dit kan weerlê. Dit is belangrik dat die wetenskap nie daarop aanspraak maak dat hulle enigiets “bewys” nie, want wetenskaplike begrippe is altyd onderhewig aan verandering met verdere inligting. Hierdie stap-openheid om idees te weerlê-is wat wetenskappe van nie-wetenskappe onderskei. Die teenwoordigheid van die bonatuurlike is byvoorbeeld nie toetsbaar of valsbaar nie. Om 'n hipotese te toets, sal 'n navorser een of meer eksperimente uitvoer om een ​​of meer van die hipoteses uit te skakel. Elke eksperiment sal een of meer veranderlikes en een of meer kontroles hê. 'N Veranderlike is 'n deel van die eksperiment wat tydens die eksperiment kan wissel of verander. Die kontrolegroep bevat elke kenmerk van die eksperimentele groep, behalwe dat dit nie die manipulasie kry wat die navorser veronderstel nie. As die eksperimentele groep se resultate dus verskil van die kontrolegroep, moet die verskil te wyte wees aan die veronderstelde manipulasie, eerder as een of ander eksterne faktor. Soek die veranderlikes en kontroles in die voorbeelde wat volg. Om die eerste hipotese te toets, sou die student uitvind of die lugversorging aan is. As die lugversorging aangeskakel is, maar nie werk nie, moet daar 'n ander rede wees, en die student moet hierdie hipotese verwerp. Om die tweede hipotese te toets, kon die student kyk of die ligte in die klaskamer funksioneel is. As dit die geval is, is daar geen kragonderbreking nie en moet die student hierdie hipotese verwerp. Die studente moet elke hipotese toets deur toepaslike eksperimente uit te voer. Hou in gedagte dat die verwerping van een hipotese nie bepaal of 'n mens die ander hipoteses kan aanvaar nie. Dit elimineer eenvoudig een hipotese wat nie geldig is nie (Figuur 1.6). Deur die wetenskaplike metode te gebruik, verwerp die student die hipoteses wat nie in ooreenstemming is met eksperimentele data nie.

Terwyl hierdie "warm klaskamer" voorbeeld gebaseer is op waarnemingsresultate, kan ander hipoteses en eksperimente duideliker kontroles hê. Byvoorbeeld, 'n student kan Maandag klas bywoon en besef dat sy gesukkel het om op die lesing te konsentreer. Een opmerking om hierdie gebeurtenis te verduidelik, kan wees: "As ek ontbyt voor die klas eet, is ek beter in staat om aandag te gee." Die student kan dan 'n eksperiment met 'n kontrole ontwerp om hierdie hipotese te toets.

In hipotese-gebaseerde wetenskap voorspel navorsers spesifieke resultate vanuit 'n algemene uitgangspunt. Ons noem hierdie tipe redenasie deduktiewe redenasie: aftrekking gaan van die algemene na die spesifieke. Die omgekeerde van die proses is egter ook moontlik: soms kom wetenskaplikes tot 'n algemene gevolgtrekking uit 'n aantal spesifieke waarnemings. Ons noem hierdie tipe redenasie induktiewe redenasie, en dit gaan van die besondere na die algemene. Navorsers gebruik dikwels induktiewe en deduktiewe redenasie saam om wetenskaplike kennis te bevorder (Figuur 1.7). In die afgelope jaar het 'n nuwe benadering tot die toets van hipoteses ontwikkel as gevolg van 'n eksponensiële groei van data wat in verskillende databasisse gedeponeer is. Met behulp van rekenaaralgoritmes en statistiese ontledings van data in databasisse bied 'n nuwe veld van sogenaamde "datanavorsing" (ook na verwys as "in silico" navorsing) nuwe metodes van data-ontledings en hul interpretasie. Dit sal die vraag na spesialiste in biologie en rekenaarwetenskap verhoog, 'n belowende loopbaangeleentheid.

Visuele verbinding

In die onderstaande voorbeeld word die wetenskaplike metode gebruik om 'n alledaagse probleem op te los. Pas die stappe van die wetenskaplike metode (genommerde items) by die oplossing van die alledaagse probleem (met letters). Is die hipotese op grond van die resultate van die eksperiment korrek? Stel 'n paar alternatiewe hipoteses voor as dit verkeerd is.

1. Waarneming a. Daar is iets fout met die elektriese aansluiting.
2. Vraag b. As iets fout is met die uitlaat, sal my koffiemaker ook nie werk as dit ingeprop is nie.
3. Hipotese (antwoord) c. My broodrooster rooster nie my brood nie.
4. Voorspelling d. Ek prop my koffiemaker in die uitlaat.
5. Eksperimenteer e. My koffiemaker werk.
6. Uitslag f. Waarom werk my broodrooster nie?

Visuele verbinding

Besluit of elk van die volgende 'n voorbeeld van induktiewe of deduktiewe redenasie is.

  1. Alle vlieënde voëls en insekte het vlerke. Voëls en insekte klap hul vlerke terwyl hulle deur die lug beweeg. Daarom maak vlerke vlug moontlik.
  2. Insekte oorleef oor die algemeen sagte winters beter as harde. Daarom sal insekplae meer problematies raak as die wêreldtemperature toeneem.
  3. Chromosome, die draers van DNA, word tydens seldeling eweredig tussen die dogterselle versprei. Daarom sal elke dogtersel dieselfde chromosoom stel as die moedersel.
  4. Diere so uiteenlopend soos mense, insekte en wolwe toon almal sosiale gedrag. Daarom moet sosiale gedrag 'n evolusionêre voordeel hê.

Die wetenskaplike metode kan te rigied en gestruktureerd lyk. Dit is belangrik om in gedagte te hou dat, hoewel wetenskaplikes dikwels hierdie volgorde volg, daar buigsaamheid is. Soms lei 'n eksperiment tot gevolgtrekkings wat 'n verandering in benadering bevoordeel. Dikwels bring 'n eksperiment heeltemal nuwe wetenskaplike vrae na die raaisel. Baie keer werk die wetenskap nie lineêr nie. In plaas daarvan maak wetenskaplikes voortdurend afleidings en maak veralgemenings, en vind patrone soos hul navorsing vorder. Wetenskaplike redenasie is meer kompleks as wat die wetenskaplike metode alleen suggereer. Let ook op dat ons die wetenskaplike metode kan toepas om probleme op te los wat nie noodwendig wetenskaplik van aard is nie.

Twee tipes wetenskap: basiese wetenskap en toegepaste wetenskap

Die wetenskaplike gemeenskap het die laaste paar dekades gedebatteer oor die waarde van verskillende tipes wetenskap. Is dit waardevol om wetenskap te volg om bloot kennis op te doen, of is wetenskaplike kennis slegs die moeite werd as ons dit kan toepas op die oplossing van 'n spesifieke probleem of om ons lewens te verbeter? Hierdie vraag fokus op die verskille tussen twee tipes wetenskap: basiese wetenskap en toegepaste wetenskap.

Basiese wetenskap of "suiwer" wetenskap poog om kennis uit te brei ongeag die korttermyntoepassing van daardie kennis. Dit is nie gefokus op die ontwikkeling van 'n produk of 'n diens van onmiddellike publieke of kommersiële waarde nie. Die onmiddellike doel van basiese wetenskap is kennis ter wille van kennis, hoewel dit nie beteken dat dit uiteindelik nie 'n praktiese toepassing kan meebring nie.

Daarteenoor beoog toegepaste wetenskap of 'tegnologie' om wetenskap te gebruik om probleme in die werklike wêreld op te los, wat dit byvoorbeeld moontlik maak om 'n oesopbrengs te verbeter, 'n geneesmiddel vir 'n spesifieke siekte te vind of diere te red wat deur 'n natuurramp bedreig word (Figuur 1.8). In toegepaste wetenskap word die probleem gewoonlik vir die navorser gedefinieer.

Sommige mense beskou toegepaste wetenskap as 'bruikbaar' en basiese wetenskap as 'nutteloos'. 'N Vraag wat hierdie mense aan 'n wetenskaplike kan stel wat kennisverwerwing voorstaan, is: "Waarvoor?" 'N Noukeurige blik op die geskiedenis van die wetenskap toon egter aan dat basiese kennis baie merkwaardige toepassings van groot waarde tot gevolg gehad het. Baie wetenskaplikes dink dat 'n basiese begrip van wetenskap nodig is voordat navorsers 'n toepassing ontwikkel, daarom maak toegepaste wetenskap staat op die resultate wat navorsers genereer deur basiese wetenskap. Ander wetenskaplikes dink dat dit tyd is om van basiese wetenskap af te gaan om oplossings vir werklike probleme te vind. Beide benaderings is geldig. Dit is waar dat daar probleme is wat onmiddellike aandag verg, maar wetenskaplikes sal min oplossings vind sonder die hulp van die wye kennisgrondslag wat basiese wetenskap genereer.

Een voorbeeld van hoe basiese en toegepaste wetenskap kan saamwerk om praktiese probleme op te los, het plaasgevind nadat die ontdekking van DNA -struktuur gelei het tot 'n begrip van die molekulêre meganismes wat DNA -replikasie beheer. DNA -stringe, uniek in elke mens, is in ons selle, waar hulle die nodige instruksies gee vir die lewe. Wanneer DNS repliseer, produseer dit nuwe kopieë van homself, kort voordat 'n sel verdeel. Deur DNA -replikasiemeganismes te verstaan, kon wetenskaplikes laboratoriumtegnieke ontwikkel wat navorsers nou gebruik om genetiese siektes te identifiseer, individue wat op 'n misdaadtoneel was, vas te stel en vaderskap vas te stel. Sonder basiese wetenskap is dit onwaarskynlik dat toegepaste wetenskap kan bestaan.

Nog 'n voorbeeld van die verband tussen basiese en toegepaste navorsing is die Human Genome Project, 'n studie waarin navorsers elke menslike chromosoom ontleed en gekarteer het om die presiese volgorde van DNS-subeenhede en elke geen se presiese ligging te bepaal. (Die geen is die basiese eenheid van oorerwing wat verteenwoordig word deur 'n spesifieke DNA -segment wat vir 'n funksionele molekule kodeer. 'N Individu se volledige versameling gene is sy of haar genoom.) Navorsers het ander minder komplekse organismes bestudeer as deel van hierdie projek om 'n beter begrip van menslike chromosome kry. Die Human Genome Project (Figuur 1.9) het staatgemaak op basiese navorsing met eenvoudige organismes en later op die menslike genoom. 'n Belangrike einddoel het uiteindelik geword om die data vir toegepaste navorsing te gebruik, op soek na genesings en vroeë diagnoses vir geneties verwante siektes.

Terwyl wetenskaplikes gewoonlik navorsingspogings in beide basiese wetenskap en toegepaste wetenskap noukeurig beplan, moet u daarop let dat sommige ontdekkings deur serendipiteit gemaak word, dit wil sê deur 'n gelukkige ongeluk of 'n gelukkige verrassing. Die Skotse bioloog Alexander Fleming het penisillien ontdek toe hy per ongeluk 'n petriskottel van Staphylococcus bakterieë oop. 'N ongewenste vorm het op die skottel gegroei en die bakterieë is dood. Die nuuskierigheid van Fleming om die oorsaak van die bakteriedood te ondersoek, gevolg deur sy eksperimente, het gelei tot die ontdekking van die antibiotika penisillien, wat deur die swam geproduseer word Penicillium. Selfs in die hoogs georganiseerde wêreld van wetenskap kan geluk - in kombinasie met 'n oplettende, nuuskierige verstand - tot onverwagte deurbrake lei.

Verslagdoening oor wetenskaplike werk

Of wetenskaplike navorsing basiese wetenskap of toegepaste wetenskap is, wetenskaplikes moet hul bevindings deel sodat ander navorsers kan uitbrei en kan voortbou op hul ontdekkings. Samewerking met ander wetenskaplikes - by die beplanning, uitvoering en ontleding van resultate - is belangrik vir wetenskaplike navorsing. Om hierdie rede is belangrike aspekte van 'n wetenskaplike se werk kommunikasie met eweknieë en die verspreiding van resultate aan eweknieë. Wetenskaplikes kan resultate deel deur dit op 'n wetenskaplike vergadering of konferensie voor te lê, maar hierdie benadering kan slegs die uitgesoekte paar wat teenwoordig is, bereik. In plaas daarvan bied die meeste wetenskaplikes hul resultate aan in eweknie-geëvalueerde manuskripte wat in wetenskaplike tydskrifte gepubliseer word. Ewekniebeoordeelde manuskripte is wetenskaplike artikels wat 'n wetenskaplike se kollegas of eweknieë hersien. Hierdie kollegas is gekwalifiseerde individue, dikwels kundiges op dieselfde navorsingsgebied, wat oordeel of die wetenskaplike se werk geskik is vir publikasie of nie. Die proses van ewekniebeoordeling help om te verseker dat die navorsing in 'n wetenskaplike referaat of 'n toekenningsvoorstel oorspronklik, betekenisvol, logies en deeglik is. Toekenningsvoorstelle, wat versoeke om navorsingsfinansiering is, is ook onderhewig aan ewekniebeoordeling. Wetenskaplikes publiseer hul werk sodat ander wetenskaplikes hul eksperimente onder soortgelyke of verskillende toestande kan reproduseer om op die bevindinge uit te brei.

’n Wetenskaplike referaat is baie anders as kreatiewe skryfwerk. Alhoewel kreatiwiteit nodig is om eksperimente te ontwerp, is daar vaste riglyne vir die aanbieding van wetenskaplike resultate. Eerstens moet wetenskaplike skryfwerk kort, bondig en akkuraat wees. 'n Wetenskaplike referaat moet bondig maar gedetailleerd genoeg wees om eweknieë toe te laat om die eksperimente te reproduseer.

Die wetenskaplike referaat bestaan ​​uit verskeie spesifieke afdelings—inleiding, materiaal en metodes, resultate en bespreking. Hierdie struktuur word soms die 'IMRaD' -formaat genoem. Daar is gewoonlik erkennings- en verwysingsafdelings sowel as 'n opsomming ('n bondige opsomming) aan die begin van die vraestel. Daar kan addisionele afdelings wees, afhangende van die tipe papier en die tydskrif waar dit gepubliseer sal word. Byvoorbeeld, sommige oorsigstukke vereis 'n uiteensetting.

Die inleiding begin met kort, maar breë agtergrondinligting oor wat in die veld bekend is. 'n Goeie inleiding gee ook die rasionaal van die werk. Dit regverdig die uitgevoerde werk en noem ook kortliks die einde van die referaat, waar die navorser die hipotese of navorsingsvraag sal voorlê wat die navorsing dryf. Die inleiding verwys na die gepubliseerde wetenskaplike werk van ander en vereis daarom aanhalings volgens die styl van die tydskrif. Dit is plagiaat om die werk of idees van ander te gebruik sonder om dit behoorlik te noem.

Die materiaal en metodes-afdeling bevat 'n volledige en akkurate beskrywing van die stowwe wat die navorsers gebruik, en die metode en tegnieke wat hulle gebruik om data in te samel. Die beskrywing moet deeglik genoeg wees om 'n ander navorser in staat te stel om die eksperiment te herhaal en soortgelyke resultate te verkry, maar dit hoef nie breedvoerig te wees nie. Hierdie afdeling sal ook inligting insluit oor hoe die navorsers metings gemaak het en die tipe berekeninge en statistiese ontledings wat hulle gebruik het om rou data te ondersoek. Alhoewel die materiaal en metodes -afdeling 'n akkurate beskrywing van die eksperimente gee, word dit nie bespreek nie.

Sommige tydskrifte vereis 'n resultate-afdeling gevolg deur 'n besprekingsafdeling, maar dit is meer algemeen om beide te kombineer. As die joernaal nie die kombinasie van beide afdelings toelaat nie, vertel die resultate-afdeling bloot die bevindinge sonder enige verdere interpretasie. Die navorsers bied resultate met tabelle of grafieke aan, maar dit bevat nie dubbele inligting nie. In die besprekingsgedeelte sal die navorsers die resultate interpreteer, beskryf hoe veranderlikes verband hou en probeer om die waarnemings te verduidelik. Dit is onontbeerlik om 'n uitgebreide literatuurondersoek te doen om die resultate in die konteks van wetenskaplike navorsing te plaas wat voorheen gepubliseer is. Daarom bevat navorsers ook die regte aanhalings in hierdie afdeling.

Laastens gee die gevolgtrekkingsgedeelte 'n opsomming van die belangrikheid van die eksperimentele bevindings. Alhoewel die wetenskaplike artikel amper een of meer wetenskaplike vrae beantwoord wat die navorsers gestel het, behoort goeie navorsing tot meer vrae te lei. Daarom laat 'n goed afgewerkte wetenskaplike referaat die navorsers en ander toe om voort te gaan en uit te brei op die bevindinge.

Resensieartikels volg nie die IMRAD-formaat nie omdat dit nie oorspronklike wetenskaplike bevindinge of primêre literatuur aanbied nie. In plaas daarvan gee hulle 'n opsomming en kommentaar op bevindings wat as primêre literatuur gepubliseer is en tipies uitgebreide verwysingsafdelings bevat.


Gratis reaksie

Beskryf natuurlike seleksie en gee 'n voorbeeld van natuurlike seleksie wat in 'n populasie werk.

Die teorie van natuurlike seleksie spruit uit die waarneming dat sommige individue in 'n bevolking langer oorleef en meer nageslag het as ander, en dus meer van hul gene aan die volgende generasie oordra. Byvoorbeeld, 'n groot, kragtige manlike gorilla is baie meer geneig as 'n kleiner, swakker gorilla om die bevolking se silwerrug te word, die trop se leier wat baie meer paar as die ander mannetjies van die groep. Die pakleier sal dus meer nageslag kry, wat die helfte van sy gene deel, en dus ook groter en sterker sal word soos hul pa. Met verloop van tyd sal die gene vir groter grootte in die populasie toeneem, en die bevolking sal gevolglik gemiddeld groter word.


Evolusionêre geskiedenis

Die fossielrekord lewer spesiale bydraes tot evolusionêre biologie en tot kennis van hedendaagse diversiteit

Alhoewel vrae oor beide proses en resultaat sentraal staan ​​in evolusie en diversiteit, het die geskiedenis van evolusie slegs een bron van primêre direkte bewyse, een hof van laaste uitweg, wat die fossielrekord is. Studies in paleobiologie beïnvloed dus alle aspekte van evolusie en diversiteit direk.

Die fossielrekord bied 'n belangrike tyds dimensie vir die begrip van biologiese diversiteit en die lewensgeskiedenis. Die huidige databasis van paleobiologie bestaan ​​uit rekords van sowat 250 000 uitgestorwe spesies plante, diere en mikroörganismes wat in afsettings voorkom wat oor meer as 3,5 miljard jaar van aardgeskiedenis strek. Alhoewel die rekord slegs 'n klein fraksie uitmaak van al die fossiel -taxa wat ooit geleef het, bevat sistematiese versamelings in museums en universiteite tienduisende gedokumenteerde eksemplare, in baie gevalle met 'n goeie voorstelling van individuele spesies in ruimte en tyd.

Met betrekking tot die geskiedenis van diversiteit, kan die fossielrekord ontleed word om te bepaal of diversiteit nou hoër is as in die geologiese verlede, of daar verwag kan word dat die evolusie van diversiteit 'n bestendige vlak sal bereik, en of gemeenskapstruktuur oor verander het. geologiese tyd.

Paleobiologie is uniek omdat dit die enigste bron van data is oor sekere evolusionêre prosesse en gebeure. Alhoewel die waarnemings- en eksperimentele werk van die meeste bioloë byvoorbeeld noodwendig beperk is tot prosesse en verskynsels wat relatief vinnig of algemeen is, het paleobioloë wat voordeel trek uit die diepte van die geologiese rekord toegang tot baie skaarser gebeure.

Die geologiese rekord dokumenteer ook 'n unieke en langdurige natuurlike eksperiment in aanpassing. Baie biologiese innovasies het ontstaan, floreer en het gesterf lank voordat die modem -biota ontstaan ​​het. Studies in paleobiologie kan lig werp op wanneer hierdie verlore aanpassings ontstaan ​​het en of dit beter oplossings vir funksionele probleme was as wat vandag onder lewende organismes gevind word.

Adaptiewe stralings en spesies waarin spesies in 'n biologiese groep of aanpasbare sone eksponensieel toeneem gedurende 'n relatief kort tyd, met gepaardgaande uitbreiding in die diversiteit van struktuur en funksie, en#x02014 word goed gedokumenteer in die fossielrekord, maar dit is nie duidelik of hierdie groot aanpasbare bestraling analoog is aan die kleinerskaalse uitbarstings van spesiasie wat byvoorbeeld onder Hawaiiaanse drosofiele en Afrika-sichlidvisse waargeneem is.

DIE OPKOMS VAN DIE MIERE

In 1967 ontvang die Harvard -universiteit die eerste bekende monsters van fossielmiere van die Mesozoïese tydperk, twee pragtig bewaarde eksemplare in die helder oranje amber van 'n rooihoutboom wat 80 miljoen jaar gelede in New Jersey gegroei het. Hierdie eksemplare was iets van 'n deurbraak in die studie van insek evolusie. Tot dan was die oudste bekende fossiele ongeveer 30 tot 40 miljoen jaar oud (uit die Oligoseen -tydperk) en redelik modern van aard. Die belangrikste kenmerke van mier -evolusie was reeds vervul. Die enigste filogenetiese boom wat uit sulke bewyse verkry kon word, was die afdak, met die stam en wortels afgesny. Die Mesozoïese miere voorsien wat blykbaar 'n stuk van die stam was.

Kort daarna het die Sowjet -paleontoloë 'n lang reeks ander mieragtige fossiele begin beskryf, ook ongeveer 80 miljoen jaar oud, wat byna elke monster 'n aparte wetenskaplike naam gegee het. Toe al hierdie stukkies bymekaar gepas is en die New Jersey-fossiele in 1986 bygevoeg is, het 'n merkwaardige prentjie na vore gekom: Die monsters het in drie klasse geval, wat die werkerskaste, die koninginkaste en die mannetjie van die mees primitiewe miere verteenwoordig het. Die werkers het nie vlerke gehad nie en het proporsioneel klein buikspiere, die kenmerke van 'n steriele kaste. Hierdie fossiele het dit moontlik gemaak om tot die gevolgtrekking te kom dat die sosiale lewe 80 miljoen jaar gelede in die miere gevestig was, 'n verbysterende gevolgtrekking in die lig van die vroeëre gebrek aan sulke ou fossiele.

'N Noukeurige ondersoek van die Amerikaanse en Sowjet -fossiele het getoon dat hulle soortgelyk is aan wat van voorvaderlike miere verwag is. Hul anatomie was 'n mosaïek van eienskappe, sommige tipies van nie -sosiale wespies en 'n paar meer moderne, maar nog steeds tipies van veralgemeende miere. Hulle het die eerste idee gegee van die groep wespe waaruit miere ontstaan ​​het.

Die Harvard-versameling het onlangs die eerste mierfossiele van die middel-Eoseen-ouderdom gekry, hierdie keer van Arkansas. Chinese en Sowjet-paleontoloë was naby en het Eoseen-monsters van onderskeidelik Mantsjoerye en Sakhalin ontdek. Daar word vermoed dat hierdie miere 50 tot 60 miljoen jaar oud is, en die meeste van hulle verskil baie van die Mesozoïese fossiele. Hulle is uiteenlopend en verteenwoordig beide moderne taksonomiese groepe en (in een geval) 'n dier wat nie te ver van die Mesozoïese miere af is nie. Dit blyk dus dat die miere, soos die soogdiere, 'n drumpel oorgesteek het rondom die einde van die Mesosoïese era. Om een ​​of ander rede wat nog nie verstaan ​​is nie, het hulle uitgebrei tot 'n ryklik uiteenlopende, wêrelddominante groep.

Entomoloë en paleontoloë gaan voort om ywerig te soek na fossiele van Mesosoïese en vroeë Senosoïese afsettings. Die vrae wat ons hoop om te beantwoord, sluit in wanneer, waar en uit watter wespagtige insekte die miere ontstaan ​​het presies toe hulle die rigtings wat hulle geneem het toe hulle oor die wêreld versprei het, in hul moderne aspek uitgestraal het en, nie die minste nie, watter eienskappe tot hul skouspelagtige sukses bygedra het.

Uitwissing was die lot van byna alle spesies wat ooit geleef het

Uitwissing, as 'n biologiese proses, is moeilik om in moderne omgewings te bestudeer. Alhoewel die agtergrond van uitsterwing laag is, word geraam dat ongeveer een wêreldwye uitsterwing per miljoen spesies per jaar uitsterf, kom dit nie net gereeld op 'n geologiese tydskaal voor nie, maar was dit ook verantwoordelik vir baie volledige omset in die biologiese samestelling van die aarde. 'N Behoorlike begrip van die evolusionêre proses is onmoontlik sonder kennis van uitwissingsyfers, afgesien van die belangrikheid van sodanige kennis by die beoordeling van die omvang van die toename in uitsterfings as gevolg van menslike aktiwiteite in die moderne tyd.

Die begrip van die omgewingsoorsake en evolusionêre implikasies van af en toe, kort periodes van massa -uitwissing in die geskiedenis van die aarde, is 'n belangrike probleem in die paleobiologie. Die ernstigste massa-uitsterwing het 250 miljoen jaar gelede plaasgevind en tussen 75 en 95 persent van die spesies wat toe lewendig was, uitgeskakel. Kortom, die wêreldwye biota het 'n noue oproep gehad met totale uitwissing. Ietwat minder ernstige massa-uitwissings is deur die fossielrekord versprei. Onlangse werk oor die waarskynlikheid dat sommige massa-uitsterwings deur meteorietimpak veroorsaak is, toon belofte om sterk verbande tussen biologiese evolusie en die kosmiese omgewing te vestig. Wanneer dit gekombineer word met die meer spekulatiewe moontlikheid dat impak-geïnduseerde uitsterwings gereeld periodiek is, open hierdie hipotese die moontlikheid vir groot verskuiwings in die manier waarop die evolusie van die globale biota geïnterpreteer word.

Binne die afgelope 2 miljoen jaar na die fossielrekord, wat die Pleistoseen -tydperk vorm, is daar spesiale geleenthede vir studies oor biologiese diversiteit. Gedurende hierdie tydperk was die biota in wese modem, maar onderworpe aan die gevolge van goed gedokumenteerde groot veranderinge in klimaat en geografie wat die weg gebaan het vir die huidige verspreiding van plant- en dierspesies. Moderne tropiese reënwoude, om slegs een voorbeeld te noem, kan slegs verstaan ​​word deur die historiese onderbou te ken wat gelei het tot die huidige verspreiding en samestelling daarvan. Hierdie begrip is van kritieke belang in die ontwikkeling van 'n strategie vir die hantering van die gevolge van menslike aktiwiteite, veral in die klam trope.

Palcobioloë het die afgelope twee dekades groot vordering gemaak

Navorsingsresultate was verstommend, aan die ander kant van die tydskaal, in die ontsyfering van die oudste rekords van lewe op aarde. Lewe het nie net veel vroeër begin as wat bioloë voorheen in die vooruitsig gestel het nie, maar, miskien selfs meer verbasend, was die aarde se biota oor so 'n lang tydperk uitsluitlik uit bakterieë saamgestel. Hierdie fossielontdekkings het die konsepte van evolusie en diversiteit hervat en beklemtoon die feit dat 'n beduidende deel van evolusionêre vordering, as dit oor die lang tydperk van geologiese tyd beskou word, die gevolg was van veranderinge in die intrasellulêre biochemie van bakterieë.

Paleobiologie bevat verskeie navorsingsgebiede met 'n spesiale belofte om beduidende bydraes te lewer tot evolusionêre biologie en ander terreine van die natuurwetenskappe. Hieronder is die oorsprong van die lewe self, insluitend nie net toe die lewe begin het, deur watter prosesse en in watter omgewings nie, maar ook of daar elders in ons sonnestelsel of in die heelal lewe kan bestaan. Sulke kwessies is gedurende die komende dekade ryp om te ondersoek omdat onlangse vordering in die studie van antieke Prekambriese fossiele die bekende lewensrekord op aarde tot meer as 3,5 miljard jaar verleng het. Studies van selfs meer antieke afsettings, tesame met laboratoriumstudies van chemiese reaksies wat in 'n lewelose omgewing kan voorkom en biochemiese studies van bestaande mikrobiese organismes, beloof om nuwe bewyse te verskaf van die begin van lewe en van die omgewing waarin lewe ontstaan ​​het.

Organismes wat vandag lewendig is, is goed aangepas by die nuanses van hul huidige omgewing

Omgewingstoestande soos atmosferiese samestelling, dag-nag-ligstelsel en temperatuuromstandighede het gedurende die geologiese tyd aansienlik verander. Tot ongeveer 1,7 miljard jaar gelede, baie na die ontstaan ​​van lewende stelsels, bevat die atmosfeer te min suurstof om noodwendig lugasemende lewensvorme te onderhou. Die daglengte het geleidelik verleng namate die afstand tussen die aarde en die maan geleidelik toegeneem het, en daar is goeie bewyse dat die gemiddelde oppervlaktemperatuur van die aarde aansienlik verander het. Elke ontwikkelende spesie het aangepas geraak by die omgewing waarin dit ontstaan ​​het, en soos die omgewing verander het, het lewe ontwikkel en gebou op fondamente wat onder vroeëre regimes gevestig geraak het. Daarom, wat aangeteken is in die genetika, biochemie, sellulêre struktuur en die bruto anatomie van lewende organismes, kan 'n gekodeerde geskiedenis van hul evolusie wees. Byvoorbeeld, ontledings van groeibande in fossielkorale en weekdiere het dit moontlik gemaak om die veranderinge in daglengte wat deur getywrywing veroorsaak word, na te spoor. Nog meer skouspelagtig was die onlangse erkenning van die siklusse van klimaatsveranderinge van Milankovich die afgelope 700 000 jaar, wat byna sekerlik verantwoordelik was vir die polse van kontinentale gletsering tydens die Pleistoseen -tydperk.

Diepsee-boorwerk gedurende die afgelope twee dekades het deurlopende gedeeltes gebied waarin belangrike ontleding van evolusionêre veranderings op bevolkingsvlak moontlik is. Hierdie verhoogde resolusie in die fossielrekord stel 'n tydskaal bekend wat vergelyk kan word met dié van mikro -evolusionêre verandering in populasiegenetika, en dit open 'n meer volledige sintese van hierdie twee dissiplines. Die fossielrekord van die oseaan is die afgelope 160 miljoen jaar uitstekend, en die diepsee-kerne bied 'n ryk bron van inligting oor die evolusie van enkel-spesies afstammelinge. Statistiese ontledings het reeds belangrike patrone van morfologiese verandering en die nie-ongewone gebrek aan sulke verandering bekend as stasis gedokumenteer. Maar die oppervlak van hierdie veld is slegs gekrap deur die ondersoeke wat tot dusver gedoen is, en ons het baie meer om te leer oor die tempo en wyse van evolusie.

Daar moet nog baie geleer word oor die tydsberekening en aard van groot evolusionêre gebeure. Sommige van hulle, soos die oorsprong van ongewerwelde diere, gewerwelde diere, blomplante, angiosperme en mense, word sedert die middel van die negentiende eeu as belangrike navorsingsprobleme erken. Ander gebeure, soos die koms van fotosintese, suurstofafhanklike respirasie, die anaërobies-aërobiese globale ekosisteem, kernselle en eukariotiese seksuele voortplanting, is eers onlangs aangespreek met die oplewing van belangstelling in die Prekambriese fossielrekord. Toekomstige studies sal 'n beter begrip van die tydsberekening en konteks van groot evolusionêre gebeure in die geskiedenis van lewe op aarde bevorder.


Dit is 'n goeie idee om jou stelling te begin met hoekom jy biologie op universiteit wil studeer.

Probeer praat oor wat jou aanvanklik na biologie aangetrek het – was dit ’n kinderjare-ervaring, of is jy geïnspireer deur ’n familielid of ’n televisie-dokumentêr? Plak dit vas as jy kan, aangesien toelating-tutors altyd wil weet van jou motiverings om hul vak te wil studeer.

Maak seker dat u alles met voorbeelde rugsteun, aangesien u die universiteit moet oortuig dat hulle u 'n plek in hul biologie -graad moet bied bo enigiemand anders.

'n Goeie biologie persoonlike verklaring moet duidelik en bondig geskryf word, met 'n goeie inleiding, middel en 'n slot. U verklaring moet immers uit die skare val as u UCAS -aansoek suksesvol gaan wees.

Vir inspirasie oor hoe u u eie unieke stelling kan skryf, kyk na 'n paar van ons ingenieurs persoonlike voorbeelde hierbo, sowel as ons versameling top -gegradeerde voorbeelde van persoonlike verklarings.


Ontwikkel mense nog steeds?

In hierdie kollig vra ons of moderne mense nog ontwikkel of dat ons uit die pad van natuurlike seleksie gekom het.

Gee Charles Darwin se evolusieteorie nog steeds betrekking op moderne mense?

Charles Darwin het sy totemiese werk oor evolusie gepubliseer - Oor die oorsprong van spesies - in 1859.

Gebaseer op die konsep van natuurlike seleksie, het Darwin se boek aan wetenskaplikes 'n nuwe gereedskapstel verskaf om die plek wat mense en diere in die natuurlike wêreld inneem te verstaan.

Die tome het ook leidrade gegee oor waar hul aardse oorsprong kan lê.

Volgens Darwin se tesis is evolusie stadig en inkrementeel, met klein genetiese veranderinge wat tienduisende jare uitmekaar versprei het, wat die veranderinge in spesies sagkens vorentoe dryf.

In 2000 het die paleontoloog Stephen Jay Gould beroemd verklaar dat "daar geen biologiese verandering in mense in 40 000 of 50 000 jaar was nie", wat daarop dui dat evolusie by mense onmerkbaar stadig is of dalk heeltemal opgehou het.

Die Britse natuurkundige en omroeper Sir David Attenborough was dit eens en het selfs aangevoer dat geboortebeperking en aborsie daartoe bygedra het dat die fisiese evolusie onder mense gestaak is.

'Ons het die natuurlike seleksie gestaak sodra ons 90–95 persent van ons gebore babas begin grootmaak het. Ons is die enigste spesie wat natuurlike seleksie, as 't ware uit eie vrye wil stopgesit het,” het hy aan die Britse tydskrif gesê. Die Radio Times in 2013, en bygevoeg dat ons spesies ons voortgesette oorlewing verseker het deur die versnelde kulturele evolusie:

“Om natuurlike seleksie te stop is nie so belangrik, of neerdrukkend, soos dit mag klink nie – want ons evolusie is nou kultureel […] Ons kan ’n kennis van rekenaars of televisie, elektronika, vliegtuie, ensovoorts erf.”

Beide posisies is sterk betwis. Dr. Ian Rickard - van Durham Universiteit in die Verenigde Koninkryk - het byvoorbeeld op Attenborough se aansprake gereageer deur daarop te wys dat hoewel aborsie en geboortebeperking kan beteken dat sommige mense kinders kry terwyl ander nie, natuurlike seleksie nie hier eindig nie.

Dit plaas eerder 'n hernude fokus op die genetiese materiaal wat deur diegene wat kinders kry, deurgegee word. Skryf in Die voog, Dr. Rickard verduidelik, "Natuurlike seleksie vereis variasie. Dit het sommige individue nodig om meer te floreer as ander.”

“Die verbeterde oorlewingsvooruitsigte regoor die wêreld oor die afgelope dekades en eeue verminder dus die potensiaal vir natuurlike seleksie om in daardie bevolkings te werk drasties. Maar dit is nie die einde van die argument nie. Selfs al oorleef almal tot dieselfde ouderdom, is daar steeds variasie vir natuurlike seleksie om mee te werk. Natuurlike seleksie gee nie regtig om oorlewing nie. ”

En 'n referaat van 2010 deur Alan R. Templeton het Attenborough se teorie dat fisiese evolusie vervang is deur kulturele evolusie, vooraf verwerp, en eerder aangevoer dat "alle organismes aanpas by hul omgewing, en mense is geen uitsondering nie. Kultuur definieer baie van die menslike omgewing, so kulturele evolusie het eintlik gelei tot aanpasbare evolusie by mense.”

Templeton gee die voorbeeld van hoe tegnologiese vooruitgang in vervoer 'n vinnige vermenging van die menslike genepoel regoor die wêreld gefasiliteer het, wat gelei het tot die afname van verskille tussen verskillende bevolkings met algehele voordelige uitwerking op menslike gesondheid.

In hul boek van 2009 Die ontploffing van 10,000 jaar: hoe beskawing menslike evolusie versnel het, Berig Gregory Cochran en Henry Harpending dat - eerder as dat daar die afgelope 50 000 jaar geen biologiese verandering by mense was nie - die menslike evolusie in die afgelope 10 000 jaar versnel het.

In plaas daarvan om te vertraag of te stop, beweer die skrywers dat evolusie nou ongeveer "100 keer vinniger as die gemiddelde op lang termyn oor die 6 miljoen jaar van ons bestaan ​​plaasvind."

Moderne tegnologie bied ons ook geleenthede om veranderinge by mense op molekulêre vlak waar te neem. Scott Solomon, 'n bioloog van die Universiteit van Texas in Austin, beklemtoon in sy boek Toekomstige mense: binne die wetenskap van ons voortdurende evolusie dat dit sedert 2000 - toe Gould verklaar het dat menslike evolusie vertraag of gestop het - dit moontlik was om die menslike genoom te volgorde.

In die 18 jaar sedertdien het dit baie vinniger en goedkoper geword om dit te doen, wat wetenskaplikes 'n ongekende insig in ons onlangse evolusionêre verlede bied.

Uit hierdie data, verduidelik Solomon, het navorsers bewyse gevind dat natuurlike seleksie gene verander wat verantwoordelik is vir ons:

  • verdraagsaamheid teenoor dieetveranderinge
  • beskerming teen aansteeklike veranderinge
  • die vermoë om ultravioletstraling van sonlig te weerstaan
  • vermoë om te floreer in bergagtige streke met verminderde suurstof

Een maklik verstaanbare voorbeeld van hoe mense oor die afgelope eeue ontwikkel het, is hoe, op sommige vastelande, ons liggame aangepas het om die volopste voedselbronne wat algemeen in daardie streek voorkom, te verdra.

Ongeveer 11 000 jaar gelede kon volwasse mense byvoorbeeld nie laktose verteer nie - die suiker in melk.

Aangesien mense in sommige streke op suiwelboerdery as 'n voedingsbron begin staatmaak het, het ons liggame mettertyd aangepas om hierdie kos beter te kan verteer, wat voorheen net deur babas en kleuters geduld is.

Ons kan vandag bewyse van hierdie evolusie sien, want mense in gebiede met 'n lang tradisie van melkboerdery - soos Europa - is baie meer laktoseverdraagsaam in hul dieet as mense in streke wat nie 'n erfenis van melkboerdery het nie - soos Asië . Ongeveer 5 persent van die afstammelinge van Noord -Europeërs is laktose -onverdraagsaam, vergeleke met meer as 90 persent van die mense van Oos -Asiatiese afkoms.

'N Ander bron van bewyse vir onlangse menslike evolusie wat deur bioloë aangehaal word, is die Framingham Heart Study-die langste mediese generasie in die wêreld.

Framingham is 'n klein stad in Massachusetts, en in 1948 het 'n studie van die vroulike bevolking van die stad begin wetenskaplikes wou verstaan ​​wat hartsiektes veroorsaak. Die Framingham -hartstudie is aan die gang, en dit het 'n belangrike bewaarplek geword vir wetenskaplike gegewens, nie net met betrekking tot hartsiektes nie, maar ook oor die veranderende neigings in die menslike gesondheid in die algemeen.

Wetenskaplikes sê dat die Framingham-data demonstreer dat natuurlike seleksie die Framingham-bevolking beïnvloed het - die vermindering van lengte, verhoging van gewig, verlaging van cholesterolvlakke en verlaging van sistoliese bloeddruk.

Dit is belangrik dat die data nie toon dat die gemiddelde gewig in Framingham toeneem nie, omdat die vroue in die studie meer eet. In plaas daarvan het mense met gene wat hierdie eienskappe beïnvloed geneig om meer kinders te hê, wat beteken dat hierdie eienskappe met die volgende generasies meer algemeen sal word.

"Ons sien 'n vinnige evolusie as daar 'n vinnige omgewingsverandering is, en die grootste deel van ons omgewing is kultuur en kultuur ontplof," het dr Pardis Sabeti, 'n genetikus aan die Harvard -universiteit in Cambridge, MA, aan die BBC gesê.

'Dit is [...] die tuisboodskap van die Framingham-studie, dat ons aanhou ontwikkel, dat biologie met die kultuur gaan verander, en dit is net om dit nie te sien nie, want ons sit reg nou in die middel van die proses. ”

Dr Pardis Sabeti

'n 2015-studie gepubliseer in Verrigtinge van The Royal Society B het die vraag gevra: "Bevoordeel natuurlike seleksie groter statuur onder die langste mense op aarde?" Die navorsers agter die studie het dit getoets deur na die langste mense op aarde te kyk: die Nederlanders.

Maar die Nederlanders was nie altyd die langste mense op aarde nie. Die navorsers merk op dat in die middel van die 18de eeu die gemiddelde lengte van Nederlandse soldate 165 sentimeter was, wat ver onder die gemiddelde van soldate uit ander Europese lande was en klein was in vergelyking met Amerikaanse soldate, wat 5-8 sentimeter langer was as die gemiddelde Nederlandse soldaat.

Maar Nederlandse mans het 'n relatief skielike groeispurt ervaar, wat 'n ekstra 20 sentimeter by hul gemiddelde lengte oor die afgelope 150 jaar gevoeg het.

In dieselfde tydperk het Amerikaanse mans net 6 sentimeter by hul gemiddelde lengte gevoeg, en mans van ander Europese lande het gesukkel om tred te hou met hul bure uit Nederland.

Maar hoekom? Die skrywers het verskille tussen Nederland en die Verenigde State in ag geneem in dieet, sosiale ongelykheid en die beskikbaarheid en kwaliteit van gesondheidsorg, maar hulle het tot die gevolgtrekking gekom dat dit natuurlike seleksie was wat die hoogte van die Nederlanders opjaag.

Eenvoudig gestel, Nederlandse vroue was meer geneig om lang mans aantreklik te vind en het dus meer kans om kinders by hulle te hê. Lang Nederlandse mans, het die studie bevestig, het meer kinders as korter Nederlandse mans.

En hoewel die studie bevind het dat lang Nederlandse vroue minder geneig was om kinders te hê as middelhoogte Nederlandse vroue, het die lang vroue wat wel kinders gehad het meer kinders gehad as hul korter landgenote.

In kombinasie oefen hierdie voorkeure 'n kragtige natuurlike seleksie-effek uit op die gemiddelde lengte van mense in Nederland.

Alhoewel dit dalk nie presies die Marvel Cinematic Universe-vlakke van genetiese mutasie is nie - ons is hartseer om te rapporteer dat ons geen studies gevind het wat daarop dui dat die menslike ras op die punt is om 'n telepatiegeen te verkry nie - hierdie voorbeelde illustreer hoe evolusie werk in terme van moderne mense .

Evolusie is oral aanhoudend en stoot ons spesies in klein stukkies vorentoe. Dit kan selfs met 'n versnelde gereeldheid plaasvind.


Hoekom dink jy is evolusie belangrik?

1) is die verandering in die kenmerke van 'n spesie oor 'n paar generasies en is afhanklik van die proses van natuurlike seleksie.

3) Almal is spesieverwant

4) Is die differensiële oorlewing en voortplanting van individu as gevolg van verskil in fenotipe.

Stem ek saam met hierdie stelling? Geen

Beskou ek evolusie anders nadat ek dit gelees het? Ietwat

Dink u dat dinosourusse miljoene jare gelede werklik uitgesterf het? Ja

Dink jy mense en dinosourusse het ooit ontmoet? Geen

Dink jy evolusie is waar? Ja

Daar was talle ander studies en eksperimente wat toon dat dinosourusse tydens die Mesosoïese Era (Verdeel in die Trias-, Jurassic- en Krytperiodes) verskyn het. Dit beteken dat dinosourusse ongeveer 245-66 miljoen jaar gelede op die aarde sou rondbeweeg het.

Volgens wetenskaplikes, bioloë en evolusioniste het mense nie eers op die aarde verskyn voor die Cenozoic Era, wat na die Mesosoïkum is nie, so ek glo nie dat mense ooit dinosourusse ontmoet het nie (mense het ongeveer 7-5 op aarde begin verskyn miljoen jaar gelede). Ek glo ook dat dinosourusse uitgewis is deur die Alvarez -hipotese (asteroïde wat die aarde getref het).

Ek glo evolusie is waar. Volgens bioloë en wetenskaplikes sien ons 'n ooreenkoms van 95% met sjimpansees. Selfs as ander mense nie in evolusie glo nie, sien ons dit basies elke dag: bakterieë en ander mikroörganismes wat vandag in multisellulêre organismes en in komplekse organismes verander.


Kyk die video: Thys die Bosveldklong - Swakopmund (September 2022).