생물학적 진화 : 이론, 과정, 증명 및 사례 - 생물학

생물학적 진화는 세대의 과정에서 생물의 그룹의 특성 변화이다. 같은 종의 유기체 그룹을 "생물학적 개체군"이라고합니다.

본질적으로 현대 신다윈주의 진화론은 진화가 생명체의 점진적인 변화로 구성된다고 말합니다. 그것은 아마도 35 억년 전에 스스로 복제 할 수있는 분자로 시작되었습니다.

출처 : chensiyuan

시간이 지남에 따라 계통의 분기가 발생하고 새롭고 다양한 종이 나타났습니다. 이러한 진화 적 변화의 메커니즘은 자연 선택과 유전자 표류입니다.

진화 생물학은 생물 다양성의 기원과 그것이 어떻게 유지되는지 이해하고자합니다. 그것은 생물학의 중심 과학이기 때문에 일반적으로 생물 과학의 다양한 분야를 통합하는 통합 사고로 간주됩니다.

진화 생물학의 이러한 통합 속성은 Theodosius Dobzhansky의 유명한 문구에 표시되어 있습니다. "진화의 관점을 제외하고는 생물학에서는 의미가 없습니다."

오늘날 진화 생물학은 수많은 분자 특성과 강력한 통계 분석을 사용하여 계통 발생을 재구성 할 수 있도록 과학의 모든 발전을 즐겼습니다.

진화 과정은 무엇입니까?

진화는 숨겨진 잠재력을 드러내거나 드러내는 것으로 번역되는 라틴어 뿌리 evolvere에서 파생 된 용어입니다. 오늘날 진화라는 단어는 단순히 변화를 불러 일으 킵니다. 사물이나 사람의 변화를 언급하는 것은 아마도 우리 일상 어휘의 일부일 것입니다.

그러나 생물학적 진화는 세대를 거치면서 유기체 그룹의 변화를 의미합니다. 이 진화에 대한 일반적인 정의는 Futuyma (2005)에 의해 사용되었습니다. 개인으로서의 유기체는 진화하지 않는 반면 유기체 그룹은 진화한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

생물학에서는 시간과 공간에서 공존하는 동일한 종의 개체 집합을 개체군이라고합니다. 인구의 변화가 진화 적이라고 간주 되려면 유전 물질을 통해 한 세대에서 다른 세대로 전달되어야합니다.

진화론의 과학적 이론

옛날부터 인간은 생명의 기원과 유기체가 존재하는 엄청난 다양성의 존재에 대한 본질적인 호기심을 느꼈습니다.

영국의 자연 주의자 Charles Darwin (1809-1882)이이 과학의 발전에 중대한 영향을 미쳤으므로, 그의 공헌 전후에 제안 된 이론을 검토 할 것입니다.

다윈 이전 : 창조론과 종의 불변성

다윈 이전에 자연 주의자들과 다른 과학자들은 종의 기원에 대한 창조 론적 사고를 특징으로했습니다.

각 종은 불변의 본질을 가지고 있고 우리가 그룹에서 관찰 한 변이는 존재의 불완전 성 때문일 뿐인 본질 주의적 비전을 다루었습니다. 이 개념은 플라톤과 아리스토텔레스 시대에 다루어졌습니다.

얼마 후 기독교인들은 성경 구절을 문자 그대로 해석하기 시작했고, 유기적 존재는 초자연적 인 존재에 의해 단일 사건으로 창조되었다는 것을 이해했습니다. 이 개념은 시간이 지남에 따라 종의 변화를 허용하지 않았습니다. 왜냐하면 그것들은 신성한 완전하에 창조 되었기 때문입니다.

18 세기에 자연 주의자들의 목표는 하나님 께서 창조하신 신성한 계획을 분류하는 것이 었습니다. 예를 들어 Linnaeus는 이러한 사고 방식을 따라 현재 분류 체계의 기초를 마련했습니다.

나중에이 견해는 다양한 사상가들에 의해 도전을 받았습니다. 당시 가장 관련성이 높은 다윈 이전 이론은 Jean Baptiste Lamarck에 의해 공식화되었습니다. 그에게 각 종은 자발적인 생성을 통해 개별적으로 시작되었으며 시간이 지남에 따라 "진보"하거나 개선 할 수있었습니다.

라마르크가 정한 가장 관련성이 높은 원칙 중 하나는 획득 한 캐릭터의 상속이었습니다. 이 자연주의자는 우리가 일생 동안 습득 한 다양한 특성이 자손에게 물려 줄 수 있다고 믿었습니다.

예를 들어, Lamarkian 관점에서 그의 모든 근육 그룹을 열심히 일하는 보디 빌더는 발달 된 근육을 가진 아이를 가져야했습니다. 장기를 사용하지 않는 경우에도 동일한 원칙이 적용됩니다.

진화 생물학에 대한 다윈과 월리스의 공헌 : 자연 선택

Charles Darwin의 이름은 그의 전문 분야에 관계없이 대부분의 생물학 텍스트에 나타납니다. 다윈은 생물학과 일반적으로 과학을 믿을 수 없을 정도로 혁신 시켰습니다. 예를 들어 뉴턴의 공헌과 비슷합니다.

어린 시절에 다윈은 성경의 가르침에 충실한 생각을 유지했습니다. 그러나 종교적 사고와 함께 Darwin은 자연 과학에 대한 관심을 표명했으며, 이것이 그가 그 순간 가장 뛰어난 과학적 정신으로 자신을 둘러싼 이유입니다.

비글 여행

다윈의 삶은 어린 나이에 남아메리카의 여러 지역을 탐험하는 영국 선박 인 HMS 비글을 타고 여행을 시작했을 때 차례가되었습니다. 2 년 동안의 여정 끝에 다윈은 남미 동식물 군의 엄청나게 다양성을 관찰하고 수집했습니다.

그의 최적의 재정 상황 덕분에 Darwin은 자신의 생명을 생물학 분야의 연구에만 바칠 수있었습니다. 광범위한 명상과 경제학 강의 끝에 다윈은 자연 선택 이론을 만들었다.

자연 선택은 간단하고 강력한 아이디어이며 중요한 진화 메커니즘입니다. 나중에 살펴 보 겠지만 유일한 것은 아닙니다.

이 아이디어는 다윈에 의해서만 추론 된 것이 아닙니다. Alfred Wallace라는 젊은 자연주의자는 독립적으로 매우 유사한 아이디어를 내놓았습니다. 월리스는 다윈과 의사 소통을했고 두 사람은 함께 자연 선택에 의한 진화론을 제시했다.

종의 기원

나중에 Darwin은 그의 이론을 자세하고 강력한 증거와 함께 전개하는 그의 걸작 "종의 기원"을 발표합니다. 이 책에는 다윈이 평생 동안 작업 한 6 개의 판이 있습니다.

자연 선택 이론은 개인 집단에 유용하고 유전 가능한 변이가 있다면 그 특성을 가진 사람들 사이에 차별적 인 재생산이있을 것이라고 주장합니다. 이들은 더 많은 자손을 생성하는 경향이 있으므로 인구에서 형질의 빈도를 증가시킵니다.

더욱이 다윈은 또한 공통 조상을 제안했습니다. 모든 종은 공통 조상에서 진화론 적 시간에 따라 달라졌습니다. 따라서 모든 유기적 존재는 위대한 생명 나무로 대표 될 수 있습니다.

다윈 이후 : 신다윈주의와 종합

"The Origin"이 출판 된 직후, 당시 가장 중요한 과학자들 사이에서 큰 논쟁이 일어났습니다. 그러나 세월이 흐르면서 이론은 점차 받아 들여졌다.

다윈주의 사상을 결코 받아들이지 않은 생물 학자들이 있었기 때문에 오늘날 거의 완전히 불신 된 자신의 진화론을 만들어 냈습니다. 이것의 예로는 신라 마르크주의, 정형화, 돌연변이주의 등이 있습니다.

30 년대와 40 년대 사이에 모든 반 다윈주의 이론은 진화 적 종합의 출현과 함께 폐기되었습니다. 이것은 피셔, 할데 인, 메이어, 라이트와 같은 일련의 유전 학자 및 고생물학 자들의 공헌과 함께 다윈주의 사상의 결합으로 구성되었습니다.

다윈이 작업하는 동안 겪어야했던 어려움 중 하나는 유전의 입자로서의 유전자에 대한 무지 였기 때문에이 합성은 올바른 유전 적 원리로 진화 이론을 통합하는 데 성공했습니다.

진화를위한 증거 : 단지 이론?

오늘날 생물학적 진화는 강력하고 풍부한 증거에 의해 뒷받침되는 사실입니다. 생물 학자들은 그 과정의 진실성을 의심하지 않지만, 일상 생활에서 우리는 진화가 경멸적인 의미를 지닌 "단지 이론"이라고 들었습니다.

이러한 오해는 "이론"이라는 용어가 과학과 일상 생활에서 다른 의미를 가지고 있다는 사실에서 비롯됩니다. 대부분의 사람들에게 이론은 약한 기초를 특징으로하는 사실에 대한 불확실한 예측입니다. 과학자에게 이론은 일관되고 적절하게 구조화 된 아이디어의 집합체입니다.

이 아이디어의 순서에 따라 진화는 사실이며 자연 선택 이론과 같은 그것을 설명하는 메커니즘이 있다고 결론을 내릴 수 있습니다. 진화 과정에 대한 가장 뛰어난 증거는 다음과 같습니다.

상 동성

상기 특성이 공통 조상으로부터 직접 상속 된 경우 두 프로세스 또는 구조는 상동 적입니다. 진화 생물학에서 상동 성은 우리가 그룹 간의 조상-후손 관계를 재구성 할 수있는 유일한 특성이기 때문에 근본적인 지점입니다.

형태 학적 상 동성

상동 성의 매우 유명한 예는 네발 동물의 사지 뼈입니다. 인간, 고래, 박쥐와 같이 상 동성이 진화 과정의 확실한 증거인 이유를 이해하기 위해 이동 방식이 다른 세 동물을 살펴 보겠습니다.

이 세 그룹은 공통 조상으로부터 상속 되었기 때문에 앞다리에서 기본 구조 계획을 공유합니다. 즉, 조상 네발 동물에는 상완골, 그 뒤에 반경과 척골, 그리고 마지막으로 일련의 지골이 있습니다.

이렇게 이질적인 생활 방식을 가진 세 마리의 동물이 팔다리에서 동일한 뼈 구조를 공유해야하는 기능적 이유가 없습니다.

생명체가 설계 되었다면 동일한 계획으로 수생 생물, 비행 생물, 지상 생물을 만들 이유가 없습니다. 아무리 경험이 없더라도 같은 방식으로 날아 다니는 유기체를 만들 수있는 엔지니어는 없습니다.

이것을 설명하는 가장 논리적 인 방법은 공통 조상입니다. 세 가지 모두 조상으로부터이 구조 계획을 물려 받았으며 오늘날 우리가 볼 수있는 적응 형 수정 (날개, 지느러미, 팔)을 거쳤습니다.

분자 상 동성

상동 성은 생명체의 해부학 적 특징에만 국한되지 않습니다. 그들은 또한 분자 수준에서 입증 될 수 있습니다. 생명체의 유전 정보는 DNA에 저장되고 세 개의 뉴클레오티드가 하나의 아미노산에 해당합니다.

보편적 인 분자 상동 성은 거의 모든 유기체가이 언어를 공유하기 때문에이 유전 암호를 읽는 것입니다.

화석 기록

다윈이 자신의 자연 선택 이론을 제안 할 때, 그는 모든 점진적 과도기 형태가 불완전하기 때문에 화석 기록에 존재하지 않는다고 주장합니다. 반대로, 다윈주의 사상에 반대하는 사람들은 기록의 불연속성을 이론에 대한 증거로 본다.

유기체의 화석화 과정은 표본이 양호한 상태로 발견 될 가능성과 함께 가능성이없는 사건이라는 것을 기억해야합니다. 이러한 이유로 지금까지 살았던 모든 형태의 1 % 미만이 화석 기록에 나타납니다.

그럼에도 불구하고 "과거의 창"역할을하는 매우 잘 보존 된 화석이 발견되었습니다. 가장 유명한 것 중 하나는 시조새입니다. 이 화석에서는 파충류와 새의 중간 특성이 두드러집니다. 마찬가지로, 우리는 인간의 진화를 재구성 할 수있게 해주는 여러 인류 화석을 가지고 있습니다.

구두점 평형 이론과 같은 레지스터의 불연속성을 설명하기 위해 몇 가지 대안 이론이 제안되었습니다.

생물 지리학

진화는 많은 지식 분야의 증거에 의해 뒷받침되지만 다윈이 진화 과정의 진실성을 확신하게 한 것은 생물 지리학이었습니다.

행성 지구에 살아있는 유기체의 분포는 균질하지 않으며,이 패턴의 많은 측면은 특별한 창조 가설이 아니라 진화론에 의해 설명 될 수 있습니다.

해양 섬의 동물 군 (본토와 접촉 한 적이없는 고립 된 요소)을 살펴보면 종 구성이 매우 독특하다는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 이것은 버뮤다 제도라고 불리는 북대서양에 위치한 섬에서 볼 수 있습니다.

이 지역에 서식하는 척추 동물 (해양이 아닌)은 주로 새, 철새 박쥐, 도마뱀 등 극소수입니다. 이 종 중 일부는 북미의 동물 군과 중요한 관계를 보여줍니다. 다른 것들은 섬에 고유하며 다른 지역에서는 발견되지 않습니다.

이 분포 패턴은 진화 과정과 양립 할 수 있는데, 그 지역은 특히 날아갈 수 있고 먼 거리를 흩뿌 릴 수있는 동물로 식민지화되기 때문입니다.

실행중인 진화 : 진화의 예

진화 생물학의 또 다른 오해는 그것이 매우 느린 과정과 관련이 있다는 것입니다.

강력한 턱이나 뛰어난 시력을 가진 눈과 같은 복잡한 적응을 얻으려면 몇 백만 년을 기다려야 할 것이지만, 상대적으로 짧은 시간에 우리 자신의 눈으로 관찰 할 수있는 특정한 진화 과정이 있습니다.

다음으로 우리는 행동 진화의 예로서 Biston betularia 나방의 사례를 분석 할 것입니다. 나중에 우리는 짧은 시간에 관찰 할 수있는 또 다른 진화의 예인 항생제와 살충제에 대한 내성에 대해 이야기 할 것입니다.

산업적 멜라 니즘과

진화 생물학에서 가장 두드러진 예 중 하나는 산업적 멜라 니즘입니다. 이 현상은 산업 혁명 동안 문서화되었으며 Biston betularia 나방의 색 변화와 서식지 오염 사이의 관계를 확립했습니다.

나방에는 두 가지 형태가 있습니다. 하나는 밝고 하나는 어둡습니다. 오염되기 전에 지배적 인 변종은 가벼운 나방이었습니다.

산업 혁명의 도래와 함께 오염은 상당한 수준으로 증가했습니다. 나무 껍질이 점점 더 어두운 색을 띄기 시작했고, 이로 인해 나방의 밝고 어두운 변종의 빈도가 변경되었습니다.

검은 나방은 검게 변한 나무 껍질에 더 잘 숨길 수 있었기 때문에 한동안 지배적 인 변종이었습니다.

그 후 환경 오염을 줄이는 데 도움이되는 환경 정화 프로그램이 시행되었습니다. 이러한 프로그램의 효율성 덕분에 나무는 원래의 특징적인 색을 되찾기 시작했습니다.

짐작할 수 있듯이 나방의 빈도가 다시 바뀌었고 분명한 변종이 지배적이었습니다. 따라서 진화 과정은 50 년이라는 기간 동안 문서화되었습니다.

진화의 메커니즘

생물학적 진화는 두 단계를 포함하는 과정입니다. 변이의 생성과 자연 선택 또는 유전 적 표류에 의한 변이의 차등 재생산입니다. 이러한 이유로 자연 선택과 진화라는 용어는 서로 바꿔서 사용할 수 없습니다.

집단 유전학의 관점에서, 진화는 집단 내에서 시간에 따른 대립 유전자 빈도의 변화입니다. 따라서 대립 유전자 빈도를 변경하는 힘은 선택, 드리프트, 돌연변이 및 이동입니다.

자연 선택

앞서 언급했듯이 생물학에 대한 다윈의 가장 큰 공헌은 자연 선택 이론을 제안한 것입니다. 이것은 "적자 생존"과 같은 잘못된 구절과 연관되어 언론에 의해 강하게 오해되고 잘못 표현되었습니다.

자연 선택이 일어나기위한 조건

자연 선택은 웅장한 결과와 함께 간단한 아이디어입니다. 시스템이 다음과 같은 특성을 충족하면 불가피하게 자연 선택을 통해 진화합니다.

진화 생물학 응용

진화 생물학은 의학, 농업, 보존 생물학 및 기타 분야 모두에 여러 가지 응용 분야를 가지고 있습니다.

약

진화론은 의학 분야에서 필수적인 과학입니다. 예를 들어, 전염병 치료를 위해 무차별 항생제 사용의 결과를 예측할 수 있습니다.

불필요하게 항생제를 사용하거나 치료를 완료하지 않으면 내성이없는 변종을 제거하지만 내성이있는 사람은 박테리아 개체군에서 그 빈도를 증가시킵니다.

현재 대부분의 항생제에 대한 박테리아 내성 문제는 전 세계적으로 관심과 관심을 받고있는 주제입니다. 항생제 사용에 대한 인식을 높이는 것은 이러한 합병증을 줄이는 한 가지 방법입니다.

예를 들어, 황색 포도상 구균은 수술실에서 흔하며 수술 중에 환자에게 감염을 일으 킵니다.

오늘날 박테리아는 페니실린, 암피실린 및 관련 약물과 같은 여러 항생제에 완전히 저항합니다. 이에 대응하기 위해 새로운 항생제가 생성되었지만 약물의 효율성은 점점 떨어지고 있습니다.

저항의 위기는 우리가 직접 눈으로 관찰 할 수있는 가장 극적인 진화의 예 중 하나이므로 진화 과정의 증거이기도합니다.

농업과 가축

동일한 진화 원리가 경제적으로 중요한 작물에서 해충 제거를위한 살충제 사용에 대해 추정 할 수 있습니다. 동일한 유형의 살충제를 장기간 사용하면 내성 변종의 증가를 선호합니다.

마찬가지로 농부들은 우유, 육류 등의 생산을 극대화하는 "최고의"동물을 얻으려고합니다. 이 목장주들은 실제적인 측면에서 가장 유용하다고 생각하는 개인을 선택합니다. 세대가 갈수록 개인은 점점 인간이 원하는 것과 닮아 가고 있습니다.

인간의 인공 선택 과정은 차별적 인 번식 성공 측면에서 자연 선택과 유사합니다. 본질적으로 선택 엔티티가 없다는 주목할만한 차이점이 있습니다.

보존 생물학

보전 문제와 관련하여 "병목 현상"과 근친 교배로 인한 체력 저하와 같은 현상을 이해하면 이러한 현상을 피하고 체력을 높이고 인구를 "건강하게"유지하는 보전 계획을 생성 할 수 있습니다.

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생물학적 진화 : 이론, 과정, 증명 및 사례 - 생물학 - 2025