История эволюции и научные открытия
История эволюции
Эволюция — это теория, которая определяет, как происходят изменения среди живых организмов, с помощью метода, доказывающего, что вся жизнь взаимосвязана. С того момента, как была предложена эволюция, она с тех пор была принята не как теория, а как факт. Однако для доказательства этого факта используются различные теории, и все они возникли в разное время в истории. Стало также ясно, что все еще существует вероятность того, что будущие научные открытия внесут изменения в теорию эволюции Чарльза Дарвина (Дарвин, 1859). Саму эволюцию можно проследить на протяжении нескольких миллиардов лет биологического разнообразия. Тем не менее, «детали эволюционных изменений, такие как мутации и естественный отбор, все еще изучаются и объясняются» (Олендзенски и Гогартен, 2009). Важно отметить, что большая часть путаницы и скептицизма, возникших в прошлом в связи с теорией эволюции, происходит из-за непонимания того, что эта концепция постоянно меняется. Поэтому академическому сообществу необходимо признать, что теория эволюции развивалась с годами. В этом эссе прослеживается история эволюции, фокусируясь на концепции некоторых открытий, сделанных в области генетики.
Последовательные открытия в области генетики являются хорошим примером того, как «эволюционировала» эволюция. Благодаря генетике очевидны различные аспекты эволюции. Например, открытия в генетике позволили доказать ряд фактов, содержащихся в теории эволюции. Например, концепция потомства основана на фактах эволюции. Концепция потомков была дополнительно подтверждена последовательной концепцией генетического снятия отпечатков пальцев. Дополняя концепцию происхождения, можно использовать генетический отпечаток пальца, чтобы указать, связаны ли два случайных человека и степень их генетической связи. Эти два открытия были сделаны через несколько десятилетий после того, как Дарвин сделал новаторское заявление о том, что вся жизнь на Земле взаимосвязана. Например, с помощью генетического снятия отпечатков пальцев «можно определить родство всех земных видов, определить, насколько тесно они связаны, и даже приблизительно определить, когда два вида расходятся друг от друга» (Doudna & Charpentier, 2014, стр. 128). Еще совсем недавно было бы нелепо утверждать, что люди и мыши связаны между собой, но недавние научные открытия показали, что эти два организма произошли от общего предка примерно тридцать миллионов лет назад.
Научные открытия, связанные с эволюцией, обусловили расширение научных исследований в этой области. Традиционные исследования эволюции были немедленно разделены на новые области исследований, такие как теории родственного отбора, геноцентрированные теории и теории эволюционности. Сейчас учёные согласны с тем, что «процесс эволюции полностью управляется различиями в выраженном фенотипическом дизайне между организмами, которые затем отбираются или отвергаются естественным отбором» (Carroll, Grenier & Weatherbee, 2013). Тем не менее, исследования в этой области не исчерпаны, и ученые продолжают исследовать, как наследственное поведение организма соотносится с традиционной концепцией эволюции.
Научные открытия
С тех пор, как эволюция породила концепцию современного синтеза, последовали различные открытия. Некоторые из этих продолжающихся научных открытий включают, среди прочего, структуру двойной спирали ДНК, мобильную ДНК, симбиоз, горизонтальный перенос генов, транспозоны, перестройки хромосом и дупликацию генов. Также важно отметить, что эволюция как отрасль науки ответственна за секвенирование человеческого генома. Следовательно, большинство этих открытий оказали длительное влияние на эволюцию и порой меняли ход естествознания. Примером исторического события, которое изменило научное понимание мира природы, является открытие генетики, в частности, структуры двойной спирали ДНК. В статье, опубликованной в 1953 году, двое учёных стремились признать преимущества эволюционной концепции, но в итоге сделали великое открытие. Наблюдатели считают открытие ДНК «поворотным моментом: наше понимание жизни изменилось навсегда и началась современная эра биологии» (Doolittle, 2010).
Открытию структуры двойной спирали ДНК предшествовало отсутствие адекватных научных знаний о таких концепциях, как наследование признаков и генов. Двумя биологами, ответственными за открытие современной концепции ДНК, являются Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон. Они написали о своей гипотезе в журнале Nature, отметив, что двойная спираль является своего рода механизмом преодоления генов и других генетических особенностей. Шестьдесят лет спустя концепция ДНК оказалась в центре различных биологических процессов, связанных с генетикой. Благодаря ДНК ученые теперь могут понять, как можно дублировать молекулы. Следовательно, открытие ДНК находится в центре теории эволюции, поскольку оно указывает на то, как зародилась жизнь и как она продолжает развиваться из своей первоначальной формы.
Влияние открытия природы ДНК на научное понимание мира огромно. Во-первых, теперь мы можем полагаться на открытие ДНК для хранения и извлечения биологических данных. Код ДНК дает возможность ученым понять, насколько консервативна природа мира природы. Например, код ДНК может раскрыть данные, которые впервые были сохранены в живых организмах миллиарды лет назад. После открытия ДНК мы также можем понять, что строительных блоков жизни немного, но они повторяются несколько раз. Однородность строительных блоков ДНК была в центре биотехнологической революции, которая происходит сейчас. Например, в 1970 и 1980-х годах ученые нашли способы манипулирования ДНК между видами. Таким образом, люди понимают, что процессом эволюции теперь можно манипулировать, хотя его нельзя изменить. ДНК в настоящее время используется в качестве инструмента редактирования природы, особенно там, где невозможно определить пол организмов естественными способами. Более того, генетическая модификация, которая используется как в селекции, так и в сельском хозяйстве, возможна только посредством применения ДНК (Carroll, Grenier & Weatherbee, 2013). Эти концепции ДНК также используются при исследовании некоторых генетических заболеваний.
Одним из примеров использования ДНК является проект «Геном человека», завершение которого принесет огромный прогресс в области здоровья человека. Проект «Геном человека» имеет глобальные масштабы, благодаря чему ученые со всего мира работают над достижением общей цели. Когда проект «Геном» будет завершен, он позволит лучше понять, как передаются и передаются наследственные заболевания. Еще один способ, которым открытие ДНК изменило мировое понимание науки, — это появление генетически модифицированных (ГМО) семян. Хотя ГМО вызывают большие споры, они позволили людям манипулировать структурой организмов, чтобы они могли приспосабливаться и выживать в «неестественной среде» (Дарвин, 1859).
Рекомендации
Кэрролл, С.Б., Гренье, Дж.К., и Уэзерби, С.Д. (2013). От ДНК к разнообразию: молекулярная генетика и эволюция дизайна животных. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.
Дарвин, К. (1859). Происхождение видов. Нью-Йорк: Современная библиотека.
Дулитл, WF (2010). Искоренение дерева жизни. «Сайентифик Американ», 282(2), 90–92.
Дудна, Дж. А., и Шарпантье, Э. (2014). Новый рубеж геномной инженерии с CRISPR-Cas9. Наука, 346(6213), 125-196.
Олендзенски Л. и Гогартен Дж. П. (2009). Эволюция генов и организмов. Анналы Нью-Йоркской академии наук, 1178 (1), 137–145.