Žmogaus Evoliucija: Mokslo Sriuba
Įvadas
Evoliucija - tai nuolatinis procesas, kurio metu keičiasi populiacijos savybės, remiantis išlikimo galimybėmis. Stipriausieji išlieka ir perduoda savo genus ateities kartoms. Šis procesas suformavo ir šiuolaikinį žmogų, tačiau evoliucija nesustojo. Šiame straipsnyje panagrinėsime, kaip evoliucija veikė žmogų praeityje ir kaip ji vyksta dabar, įskaitant kultūros įtaką ir svarbius mokslo atradimus, susijusius su evoliucijos supratimu.
Genų ir Aplinkos Įtaka Evoliucijai
Didžiąją žmonijos istorijos dalį evoliuciją formavo genai. Geresnius genus turintis žmogus buvo stipresnis, atsparesnis ligoms ir sėkmingesnis medžiotojas. Toks individas turėjo didesnę tikimybę perduoti savo genus palikuonims. Tai yra supaprastintas evoliucijos proceso paaiškinimas.
Evoliuciją visada formavo ir aplinka. Kažkada geras medžiotojas buvo labai vertingas partneris, vėliau - geras žemdirbys. Aplinkos pokyčiai nulėmė, kokios savybės buvo naudingos išgyvenimui ir reprodukcijai.
Kultūros Svarba Žmogaus Evoliucijoje
Meino universiteto mokslininkai teigia, kad dabar pagrindinis evoliucijos variklis yra kultūra. Zachas Woodas, vienas iš tyrimo autorių, pasitelkė paprastą pavyzdį: kai plinta koks nors virusas, žmonės anksčiau ar vėliau jam išsiugdo imunitetą. Infekciją išgyvena tik stipriausi žmonės, kurių genuose užkoduota stipri imuninė sistema. Tačiau šiais laikais medicinos pažanga ir visuomenės sveikatos priemonės padeda išgyventi ir silpnesniems asmenims, taip sumažinant natūralios atrankos spaudimą.
Apskritai, žmonių poravimasis jau seniai yra sukultūrintas ir nebūtinai yra paremtas fiziologiniais faktoriais. Savo genus ateičiai perduoda sveiki ir ligoti, fiziškai stiprūs ir silpni, prisitaikę ir atstumti. Kultūra, socialinės normos ir technologijos daro vis didesnę įtaką tam, kas išgyvena ir dauginasi.
Taip pat skaitykite: Keksiukai šventei Žmogaus-voro stiliumi
Charlesas Darwinas, dažnai vadinamas evoliucijos tėvu, teigė, kad elgesys irgi gali būti perduodamas iš kartos į kartą ir taip pat formuoja evoliucijos eigą. Naujame tyrime mokslininkai rašo, kad kažkuriuo metu istorija ir kultūra tapo svarbesniu žmogaus evoliucijos formavimo faktoriumi nei DNR. Genus žmogus gauna iš dviejų žmonių - savo tėvų, tuo tarpu kultūros vienija didžiules žmonių grupes. Komunikacijų technologijos (ypač internetas), žmonių mobilumas ir naujos socialinės normos leidžia kultūrų bruožams plisti labai toli. Jūsų asmeninė kultūra buvo suformuota daugybės žmonių.
Kultūrinė evoliucija turės įtakos ir genams. Kadaise socialinės normos ribojo žmonių poros paieškas. Nemažoje pasaulio dalyje santuokos vis dar yra sutariamos iš anksto jaunųjų tėvų. Tačiau Vakaruose tokių normų jau nebelieka. Kultūriniai pokyčiai, tokie kaip didesnė laisvė pasirinkti partnerį, gali turėti ilgalaikį poveikį genų paplitimui populiacijoje.
Mokslo Indėlis į Evoliucijos Supratimą
Evoliucijos mokslas pirmiausia asocijuojasi su garsiuoju natūraliosios atrankos teorijos „tėvu“ Charles`u Darwinu. Jo idėjos buvo nepaprastai reikšmingos, tačiau daugybei mokslininkų teko ištisus dešimtmečius dirbti, siekiant jas įrodyti arba papildyti. Evoliucija nulėmė, kad Žemėje turime tokią didelę gyvų organizmų įvairovę. Dėl atsitiktinių mutacijų bei kitų biologinių procesų organizmuose vyksta genetiniai pokyčiai, o tuomet į darbą kimba natūralioji atranka - organizmai su naudingesniais pakitimais išlieka ir susilaukia daugiau palikuonių.
Tačiau štai mįslė: kaip primityvios bakterijos evoliucionavo į daug sudėtingesnes eukariotines ląsteles, kurios sudaro visą mus supantį grybų, augalijos ir gyvūnijos pasaulį? L. Margulis mėgo iššūkius ir nebijojo kelti sudėtingus klausimus. Ji ėmėsi įrodinėti, kad sudėtingos ląstelės - tai abipusiškai naudingų ryšių tarp paprastesnių ląstelių rezultatas. Prieš milijonus metų vienoms ląstelėms „prarijus“ kitas, išsivystė mainai: didesnioji ląstelė teikė apsaugą, o mažesnioji - energiją. Taip susiformavo savotiški hibridai - pirmosios eukariotinės ląstelės. Jų dalys, pavyzdžiui, fotosintezę vykdantys chloroplastai - tai kadaise savarankiškai gyvavę bakteriniai organizmai. Mokslininkų bendruomenė šią teoriją iš pradžių pasitiko su pajuoka. L. Margulis idėjos atrodė pernelyg radikalios ir griaunančios nusistovėjusias mokslo tiesas. Visgi ilgainiui susikaupus įrodymams, praeito amžiaus devintajame dešimtyje L. Margulis endosimbiozės teorija buvo pripažinta viena svarbiausių XX a. evoliucijos teorijų.
Mėnulio Įtaka Gyvybės Evoliucijai Žemėje
Atrodytų - kasdieniniai Mėnulio sukeliami potvyniai ir atoslūgiai nedaro nieko ypatingo, na, nebent nuplauna kokią valtelę… Tačiau būtent tokie nekalti pokyčiai ir formavo gyvybės evoliuciją mūsų planetoje. Mėnulio gravitacija stabilizuoja Žemės ašį, o tai lemia stabilesnį klimatą ir sąlygas gyvybei vystytis.
Taip pat skaitykite: Kur pirkti Žmogaus-Voro formą
Žemės Amžiaus Nustatymo Istorija
Žemės susiformavo prieš keturis su puse milijardo metų. Šis amžius sudaro apie trečdalį visatos amžiaus. Pirmosios tokios Žemės amžiaus vertės atsirado palyginti neseniai, 1955 metais, kai Manheteno projekto „Top Secret“ statusas buvo panaikintas ir mokslininkai tyrę izotopus galėjo skelbti savo rezultatus viešai.
Turbūt būtų naivu manyti jog iki izotopų atradimo, žmonės nesvarstė apie Žemės amžių, ar jos kilmę. Senajame testamente teigiama kad Adomas buvo sukurtas penktą dieną, po 2000 metų gimė Abraomas, kuris nugyveno dar apie 2000 metų, o tada gimė Kristus, tad pagal Bibliją, Žemė buvo sukurta 4004 metais prieš Kristų. Šie skaičiavimai geriausiai žinomi iš Džeimso Ussher (1581-1656) ir Džono Lightfoot (1602-1727) knygų. Biblijinės Žemės, arba dažnai dar vadinamos „jaunos Žemės“ teorija moksle buvo gaji iki pat XX amžiaus (Didžiojoje Britanijoje iki XIX amžiaus pirmos pusės).
Žemės amžiaus dilema, ir pačio klausimo iškėlimas yra glaudžiai susijęs su geologijos mokslo atsiradimu ir vystymusi. Vienas pirmųjų mokslininkų kvestionavęs biblinį Žemės amžių buvo Robertas Hukas (1635-1703), suformulavęs, vėliau jo vardu pavadintą dėsnį, aprašantį įtemptą spyruoklę veikiančias jėgas. Robertas Hukas kaip daugelis to meto mokslininkų domėjosi ir geologija. Jis buvo pirmasis supratęs, jog pietų ir šiaurės polių padėtis kinta, nors vienareikšmiškų įrodymų surinkti jam ir nepavyko. Garsiausiojoje knygoje „Micrographia“ Hukas pateikė fosilijų piešinius. Jo nuomone, fosilijos buvo vienareikšmis įrodymas, kad Žemėje vyko masiniai gyvybės išmirimai. Žemės plutą anot jo veikė vertikalūs judesiai, dėl kurių susidarė kalnai ir įdubos, o išmirimai vyko dėl ugnikalnių išsiveržimų bei žemės drebėjimų. Nors Hukas manė, jog Žemė yra senesnė nei teigiama biblijoje, jis norėjo susieti randamų fosilijų liekanas su įvairiomis katastrofomis, pagonybę menančiomis istorijomis bei mitais iš antikos. Tad Žemės amžius liko kelių tūkstančių metų ribose.
Huko amžininkas, bei aršiausiais priešas, Izaokas Niutonas, tuo tarpu, aprašinėdamas įkaitusių kūnų vėsimą, pridėjo pora sakinių apie galimybę apskaičiuoti Žemės amžių.
Panašiu metu, Danijoje, anatomas ir geologas Nikolas Steno (1638-1686), suformulavęs pagrindinius stratigrafijos principus, priėjo prie panašių išvadų kaip Hukas. Steno buvo itin religingas dėl to tapo katalikų vyskupu, tad anot jo, uolienų sluoksniai, kuriuose randamos fosilijos, turėjo susidaryti po vandeniu biblinių potvynių metu, o fosilijos - tuometinės gyvūnijos liekanos. Jo idėjos skyrėsi nuo Huko, bet kėlė tą patį klausimą: kiek laiko vystėsi Žemė? Steno idėjas toliau vystė šiuolaikinės taksonomijos pradininkas Karlas Linėjus (1707-1778). Anot jo, biblijoje aprašomas potvynis negalėjo trukti pakankamai ilgai, kad galėtų paaiškinti visą fosilijų įvairovę. Linėjaus nuomone, pradžioje visa Žemė buvo padengta vandeniu, kuris po truputį atsitraukinėjo ir suformavo sausumas su sluoksniais kuriuose randamos jūros gyvūnų fosilijos. Linėjus buvo įsitikinęs kad 6000 metų biblinės Žemės teorija yra klaidinga, bet nenorėjo užsitraukti bažnyčios rūstybės ir viešai šių idėjų neskelbė.
Taip pat skaitykite: Mitybos rekomendacijos dėl mėsos vartojimo
Anksčiau minėti, bei daugybės kitų tyrėjų, pastebėjimai, nors iš dalies ir skyrėsi, visgi priėjo prie panašių išvadų: Žemė, ar atskiros jos dalys, kažkuriuo laikotarpiu buvo užlietos jūrų. Šias idėjas XVIII-XIX amžių sandūroje, tuometines geologijos žinias, bei savo įžvalgas, apibendrino vokietis Abraomas Verneris (1749-1817). Vernerio požiūris į uolienas, ne vien kaip į iš tam tikrų mineralų sudarytą kūną, o tam tikru metu susidariusį objektą, pakeitė požiūrį į geologiją. Pagrindinė jo skelbta idėja buvo, jog visa pluta susidarė pamažu, mineralams susiformuojant iš vandens. Jis suskirstė uolienas į penkias grupes pagal amžių, pirmajai iš jų priskyręs granitą. Taip jau nutiko, kad apylinkėse kur gyveno Verneris granitai dažniausiai aptinkami žemiau kitų uolienų. Pagal Vernerį Žemė pradžioje buvo apsemta biblinio tvano, tad ši geologijos mokykla tapo plačiai žinoma kaip neptūnistų. Tam tikru laikotarpiu susidariusios uolienos atspindėjo pasaulinio vandenyno gylį, cheminę sudėtį, bei kitas sąlygas toje vietoje. Ja remiantis buvo galima paaiškinti kodėl skirtingos fosilijos randamos skirtinguose gyliuose, bet tos pačios fosilijos randamos skirtingose pasaulio vietose.
Pirmieji bandymai matematiniais ir fizikiniais modeliais apskaičiuoti Žemės amžių buvo atlikti XVIII amžiuje. Juos atliko Prancūzų mokslininkai, kurie tikėtina jog skaitė Niutono užrašus, bei atrado jau minėtus kelis sakinius apie galimybę apskaičiuoti Žemės amžių.
Prancūzijoje, Žoržas de Biufonas (1707-1788) būdamas septynerių paveldėjo krikštatėvio turtą, tad galėjo visą savo laiką paskirti mokslui. Savo laboratorijoje Biufonas atlikinėjo eilę eksperimentų, kurių metu jis kaitino įvairaus dydžio geležinius rutulius iki lydymosi ribos ir stebėjo kiek laiko trunka jų atvėsimas kol galima juos paliesti. Perskaičiavus gautus rezultatus iki Žemės dydžio, Biufonas gavo 75 000 metų amžių, nors jis pats savo knygoje Les Époques abejojo šio skaičiavimo tikslumu ir manė, Žemė yra mažiausiai trijų milijonų metų senumo.
Kitas garsus prancūzų mokslininkas, Žanas Baptistas Furjė (1768-1830), 1822 metais išleido savo garsiausią knygą „Theorie analytique de la chaleur“, arba „Analitinė šilumos teorija“ kuriame aprašomas šilumos pernešimas iš karšto kūno į šaltą. Furjė panaudojo šias idėjas Žemės vėsimo laikui nuo išsilydžiusios būsenos iki dabartinės temperatūros apskaičiuoti. Galutiniai skaičiavimai parodė 100 milijonų metų Žemės amžių, kuris sukrėtė Furjė, ir rezultatai viešai nebuvo paskelbti, išskyrus 1820 metų publikaciją, kurioje pateikta skaičiavimuose naudota formulė. Ši formulė patraukė brito Viljamo Tomsono dėmesį, kuris vėliau pritaikė Furjė formules dar kartą.
Džeimsas Hutonas (1726-1797), prieš tampant mokslininku, buvo fermeris ir jis matė, kad augalams reikalingas dirvožemis stiprių liūčių metu yra nuplaunamas į jūrą. Jis tikėjo, jog Žemę Dievas sukūrė žmogui, Žemė turi „maitinti“ žmogų, tad jeigu dirvožemis yra nuolatos nuplaunamas į vandenyną, privalo egzistuoti mechanizmas užtikrinantis pastovų naujo dirvožemio tiekimą. Hutonas buvo kone pirmasis matęs Žemę kaip vientisą darnią sistemą, bei dažnai ją vadino „mechanizmu“ ar „mašina“. Pagrindinė Hutono idėja buvo tai, kad paaiškinti kaip Žemė atrodo dabar, Bibliniai potvyniai, galingi žemės drebėjimai ar panašios katastrofos nėra reikalingos. Jis manė, jog ilgai trunkantys palaipsniui vykstantys procesai paaiškina geologinę įvairovę. Hutono teorija, sakanti, kad palaipsniui vykstantys procesai, veikiantys ilgus laikotarpius gali paaiškinti kalnų kilimą iš vandenynų dugno, kurie po truputį yra ardomi erozijos ir nusodinami į vandenyno dugną, taip tapdami medžiaga iš kurių susidarys nauji kalnai, tapo žinoma kaip uniformitarizmas. Hutonas nebandė apskaičiuoti kiek laiko šie procesai trunka - anot jo: „iš žmogaus perspektyvos, šis pasaulis neturi nei pradžios, nei pabaigos“.
Džeimso Hutono mirtis sutapo su vieno aršiausių jo pasekėjo, taip pat škoto, Čarlzo Lailo (1797-1875) gimimu. Lailas 1830-1833 metais išleido „Geologijos pagrindų“ tris tomus, kuriuos vėliau redagavo 12 kartų (užtruko 45 metus), o knygos buvo atspausdintos abipus Atlanto. Lailas, buvo puikus geologas, visiškai neslėpęs, kad daugelis jo knygose randamų idėjų yra Hutono įtaka. Vienas svarbiausių Lailo darbo rezultatų - Hutono idėjų išpopuliarinimas. Lailo knyga, atsiradusi Darvino rankose kelionės aplink pasaulį metu, pakeitė Darvino požiūrį į geologiją. Darvinui grįžus, jie tapo kolegos ir bičiuliai.
Deguonies Atsiradimas ir Gyvybės Evoliucija
Prieš 2.5 milijardo metų gyvybės raidą transformavo du įvykiai: atmosferoje atsirado daug deguonies ir branduolio neturinčios ląstelės pradėjo jungtis į vieną tam, kad jį panaudotų. Tai žaibiškai pagreitino medžiagų apykaitą ir lėmė ląstelių organelių, kurios lemia kvėpavimą deguonimi susidarymą, bei sudėtingesnių, daugialąsčių organizmų vystymąsi. Šio proceso teorijos pavadinimas - endosimbiozė.
Prieš 3 milijardus metų Žemės atmosfera nebuvo tokia jauki ir patogi vieta mums, aerobiniams (deguonimi besinaudojantiems) organizmams - joje beveik nebuvo deguonies, o pagrindinės dujos buvo anglies dioksidas, vandens garai, azotas, truputis metano, azoto bei dar keletas pavienių molekulių. Tuomet, maždaug prieš 2.5 milijardų metų mūsų planetos atmosferą transformavo netikėtas atradimas - prokariontai pradėjo fotosintetinti. Šis išradimas vos nesunaikino visos tuomet egzistavusios gyvybės. Dabar šis įvykis didžiuoju deguonies susidarymo įvykiu.
Dauguma tuo metu gyvenusių vienaląsčių neturėjo apsaugos nuo oksidacijos todėl pražuvo. Tuo laikotarpiu, vienai bakterijai apgaubus kitą, tarp jų susiformavo simbiotinis ryšys - vidinė bakterija teikė sistemai energiją per aerobinį kvėpavimą, o išorinė ląstelė - apsaugą ir maistines medžiagas. Tokia specializacija ženkliai padidino ląstelių efektyvumą- ypač energijos gamybos atžvilgiu. Mitochondrijos itin svarbios mūsų, žmonių, bei kitų gyvūnų evoliucijai. Dėl energijos našumo ląstelės galėjo leisti vykdyti sudėtingesnes ir įvairesnes ląstelių funkcijas - judėjimui, metaboliniams procesams, šviesos, garso, dirgiklių sensorikai. Įvairesnės funkcijos leido skirtingoms ląstelėms specializuotis ir jungtis į didesnes sistemas- iš pavienių ląstelių susidarė sambūriai. Per daugelį metų deguonies kiekis atmosferoje kito ir kartu keitė gyvybę Žemėje: nuo masinio išnykimo dėl deguonies atsiradimo iki vėlesnių masinių išnykimų dėl jo trūkumo, sukelto ugnikalnių išsiveržimų bei asteroidų smūgių. Dėl deguonies kito ir organizmų struktūra - atsirado mitochondrijos, vėliau celiuliozės ląstelės, iš kurių susideda medžiai, raumenų ląstelės, leidžiančios judėti gyvūnams.
Neo darvinizmas teigia, jog vienintelis evoliucijos veiksnys - gamtos organizmų natūrali atranka, stiprinanti naudinguosius/pranašiuosius ir eliminuoja nenaudingus individo bruožus. Žmonių visuomenės ir ekonomikos modelis kartais grindžiamas tuo pačiu konkurencijos bei kovos principu. Deguonies kelias parodo, kokia nepakeičiama evoliucijos dalis yra bendradarbiavimas - ar endosimbiozės, ar medžiagų apykaitos būdu, tarp deguonį vartojančių bei deguonį išmetančių organizmų.
Kosminės Misijos ir Kometų Tyrimai
Senovėje žmonės, pamatę žvaigždes su nutįsusiomis „uodegomis“, manydavo, kad tai nelaimių pranašai. Mokslininkų dėka, dabar jau žinome, kad bijoti nėra ko. Tai ne keistos žvaigždės, o nedideli dangaus kūnai - kometos. 2014 metais, įspūdingos kosminės misijos „Rosetta“ metu, ant vienos iš jų pirmą kartą nusileido žmonių sukurtas kosminis zondas.
Misija nuskristi į kometą buvo sugalvota dar prieš ketvirtį amžiaus. Tuomet Europos kosmoso agentūros mokslininkai su kolegų iš JAV pagalba ėmėsi konstruoti misijai skirtus kosminius aparatus. Po dešimtmetį trukusio kruopštaus darbo, 2004 metais, erdvėlaivis „Rosetta“ su visa įranga buvo pagaliau paleistas į kosmosą. Jo taikinys - kelių kilometrų skersmens Čuriumovo-Gerasimenko kometa, skriejanti Saulės sistemoje. Erdvėlaivio kelionė iki šio dangaus kūno užtruko dar beveik dešimt metų. Priartėjusi prie kometos „Rosetta“ paleido robotinį zondą „Philae“. Nepaisant nesklandumų, jis sugebėjo pasiekti kometos paviršių ir taip kometa tapo jau septintuoju dangaus kūnu, kuriame pabuvojo žmonių sukurti objektai.
Zondas „Philae“ nesuveikė taip, kaip buvo planuota. Nepaisant to, misijos metu duomenų buvo surinkta tiek daug, kad mokslininkai dar daug metų turės, ką analizuoti. Štai „Rosetta“ padarytos itin aukštos raiškos nuotraukos leido mums pirmą kartą pamatyti kometą iš taip arti. Be to, kometoje esančio ledo tyrimai parodė, kad vanduo Žemėje visgi atsirado ne kometų dėka - priešingai nei buvo iki tol manyta. Tikimąsi, kad tolimesni tyrimai padės dar geriau suprasti, kas yra kometos, iš kur jos atsirado ir kaip vyko Saulės sistemos evoliucija.
tags: #zmogaus #evoliucija #mokslo #sriuba