Biologische evolutie impliceert de natuurlijke ontwikkeling van levende organismen, die gepaard gaat met veranderingen in de genetische samenstelling van populaties, evenals een toename van adaptieve eigenschappen, de opkomst van nieuwe soorten en het uitsterven van oude. Al deze factoren veranderen in de loop van de tijd zowel het ecosysteem als de biosfeer als geheel.
Basistheorie
Er zijn verschillende versies die de mechanismen uitleggen waarop het evolutionaire proces is gebouwd. De meeste wetenschappers zijn nu toegewijd aan de synthetische evolutietheorie (STE), gebaseerd op de versmelting van populatiegenetica en het darwinisme. De synthetische theorie verklaart de relatie tussen genetische mutaties, dat wil zeggen het materiaal van evolutie, en natuurlijke selectie (het mechanisme van evolutie). Het evolutionaire proces in het kader van deze theorie is het proces van het veranderen van de frequenties van allelen van verschillende genen in soortenpopulaties in de loop van meerdere generaties.
Patronen en regels van evolutie
Evolutie is een onomkeerbaar proces. Elk organisme dat zich door de opeenhoping van positieve mutaties heeft kunnen aanpassen aan nieuwe omstandigheden, wanneer het terugkeert naar zijn vorige omgeving, zal het pad van aanpassing opnieuw moeten doorlopen. Bovendien kan geen enkele biologische soort volledig worden vastgesteld,Charles Darwin schreef dat zelfs als het leefgebied hetzelfde wordt als voorheen, de geëvolueerde soort niet in staat zal zijn om terug te keren naar zijn vroegere staat. Dat wil zeggen, dieren zullen zich kunnen aanpassen aan de terugkeer van de oude omstandigheden, maar niet op de "oude" manieren.
Dit is gemakkelijk te zien in het geval van dolfijnen. De interne structuur van hun vinnen (samen met walvisachtigen) behoudt de kenmerken van de ledematen van zoogdieren. Mutaties updaten de genenpool van een generatie, zodat ze zich nooit herhalen. Ondanks het feit dat dolfijnen en walvissen hun leefgebied hebben veranderd en vijfvingerige ledematen zijn veranderd in vinnen, zijn het nog steeds zoogdieren. Net zoals reptielen in een bepaald stadium uit amfibieën zijn geëvolueerd, maar zelfs als ze terugkeren naar hun vorige omgeving, zullen ze geen amfibieën kunnen voortbrengen.
Nog een voorbeeld van deze evolutionaire regel: de groenblijvende struik Ruscus. Op de stengel zitten glanzende, grote en dikke bladeren, die eigenlijk gemodificeerde takken zijn. Echte bladeren zijn schilferig en bevinden zich in het midden van deze "stengels". In het vroege voorjaar verschijnt een bloem uit de sinus van de schaal, waaruit later de vrucht zal ontstaan. De slagersnaald heeft bladeren verwijderd tijdens het evolutieproces, waardoor het zich kon aanpassen aan droogte, maar toen viel het opnieuw in het watermilieu, maar in plaats van echt gebladerte verschenen er gemodificeerde stengels.
Heterogeniteit
De evolutieregels stellen dat het proces zeer heterogeen is en niet wordt bepaald door astronomische tijd. Er zijn bijvoorbeeld dieren die hebben bestaan inhonderden miljoenen jaren onveranderd. Dit zijn lobvinvissen, tuatara en sabelstaart zijn levende fossielen. Maar het komt voor dat soortvorming en modificatie heel snel plaatsvinden. In de afgelopen 800 duizend jaar zijn er nieuwe soorten knaagdieren ontstaan in Australië en de Filippijnen, en het Baikalmeer heeft zich de afgelopen 20 miljoen jaar verrijkt met 240 soorten rivierkreeften, die zijn onderverdeeld in 34 nieuwe geslachten. Het ontstaan of veranderen van een soort is niet afhankelijk van de tijd als zodanig, maar wordt bepaald door het gebrek aan fitheid en het aantal generaties. Dat wil zeggen, hoe sneller een soort zich voortplant, hoe hoger de evolutiesnelheid.
Gesloten systemen
Processen als evolutie, natuurlijke selectie en mutatie kunnen veel sneller gaan. Dit gebeurt wanneer de omgevingsomstandigheden onstabiel zijn. In diepe oceanen, grotwateren, eilanden en andere geïsoleerde gebieden verlopen evolutie, natuurlijke selectie en soortvorming echter erg traag. Dit verklaart het feit dat vissen met lobvin zo vele miljoenen jaren onveranderd blijven.
De afhankelijkheid van evolutie van de snelheid van natuurlijke selectie traceren is vrij eenvoudig voor insecten. In de jaren dertig van de vorige eeuw begonnen giftige medicijnen te worden gebruikt tegen ongedierte, maar na een paar jaar verschenen er soorten die zich aanpasten aan de werking van het medicijn. Deze vormen hebben een dominante positie ingenomen en hebben zich snel over de planeet verspreid.
Voor de behandeling van veel ziekten werden vaak sterke antibiotica gebruikt - penicilline, streptomycine, gramicidine. De regels van de evolutie werden van kracht: al in de jaren veertigwetenschappers hebben de opkomst opgemerkt van micro-organismen die resistent zijn tegen deze medicijnen.
Patronen
Er zijn drie hoofdrichtingen van evolutie: convergentie, divergentie en parallellisme. Tijdens divergentie wordt een geleidelijke divergentie van intraspecifieke karakters waargenomen, wat uiteindelijk leidt tot nieuwe groeperingen van individuen. Naarmate de verschillen in structuur en methode voor het verkrijgen van voedsel meer uitgesproken worden, beginnen de groepen zich naar andere gebieden te verspreiden. Als een gebied wordt bezet door dieren met dezelfde voedselbehoeften, zullen ze na verloop van tijd, wanneer de voedselvoorraad kleiner wordt, het gebied moeten verlaten en zich moeten aanpassen aan verschillende omstandigheden. Als er in hetzelfde gebied soorten zijn met verschillende behoeften, is de onderlinge concurrentie veel minder.
Een levendig voorbeeld van hoe het evolutionaire proces van divergentie plaatsvindt, zijn 7 soorten herten die aan elkaar verwant zijn: dit zijn rendieren, maral, elanden, sika-herten, damherten, muskusherten en reeën.
Soorten met een hoge mate van divergentie hebben het vermogen om grote nakomelingen achter te laten en minder met elkaar te concurreren. Wanneer de divergentie van eigenschappen wordt versterkt, wordt de populatie verdeeld in ondersoorten, die door natuurlijke selectie uiteindelijk kunnen veranderen in afzonderlijke soorten.
Community
Convergentie wordt ook wel de evolutie van levende systemen genoemd, waardoor niet-verwante soorten gemeenschappelijke kenmerken hebben. Een voorbeeld van convergentie is de gelijkenis van lichaamsvorm indolfijnen (zoogdieren), haaien (vissen) en ichthyosauriërs (reptielen). Dit is het gevolg van het bestaan in dezelfde habitat en dezelfde leefomstandigheden. De klimmende agama en de kameleon zijn ook niet verwant, maar lijken qua uiterlijk erg op elkaar. Wings zijn ook een voorbeeld van convergentie. Bij vleermuizen en vogels ontstonden ze door de voorpoten te veranderen, maar bij een vlinder zijn dit gezwellen van het lichaam. Convergentie is heel gebruikelijk bij de soortendiversiteit van de planeet.
Parallelisme
Deze term komt van het Griekse "parallelos" wat "lopen naast" betekent en deze vertaling legt de betekenis goed uit. Parallellisme is het proces van onafhankelijke verwerving van vergelijkbare structurele kenmerken tussen nauw verwante genetische groepen, dat optreedt als gevolg van de aanwezigheid van kenmerken die zijn geërfd van gemeenschappelijke voorouders. Dit type evolutie is wijdverbreid in de natuur. Een voorbeeld hiervan is het verschijnen van vinnen als aanpassingen aan het aquatisch milieu, die zich bij walrussen, oorrobben en echte zeehonden parallel vormden. Ook was er bij veel gevleugelde insecten een overgang van de voorvleugels naar de dekschilden. De vissen met lobvin hebben tekenen van amfibieën en de hagedissen met dierentanden hebben tekenen van zoogdieren. De aanwezigheid van parallellisme getuigt niet alleen van de eenheid van de oorsprong van soorten, maar ook van vergelijkbare bestaansvoorwaarden.
