Evolutsioon (0)

EVOLUTSIOON
Evolutsioon on mingi süsteemi järkjärguline pöördumatu ajalooline areng. Eluslooduse evolutsioneerumise puhul saame rääkida põlvnemisest – uute, keerukamate ja mitmekesisemate eluvormide tekkest varasema baasil. Seega vastandub evolutsioon mingi seisundi äkilisele ja murrangulisele muutusele, ühiskonnas näiteks revolutsioonile. Evolutsioneeruvad aga ka eluta süsteemid. Teadusliku maailmavaate kohaselt jõuab oma arengu lõpuni kunagi ka päikesesüsteem ning inimene kui bioloogiline liik. See ei pruugi ilmtingimata tähendada millegi/kellegi lõppu, vaid asendumist uute süsteemide/liikidega.
Eristatakse järgmisi evolutsiooni vorme:

• Füüsikaline (kosmiline) evolutsioon: ebapüsivatest elementaarosakestest aatomite ja molekulide teke, Universumi (tähede ja galaktikate) ja planeetide (Maa) teke. Belgia astronoomi G. Lemaitre´i „suure paugu” hüpoteesi kohaselt sai Universum alguse üliväikese ja –tiheda mateeriakogumi plahvatuslikust laialipaiskumisest ca 15 miljardit aastat tagasi. Algne hajusaine hakkas teatud piirkondades tihenema, moodustades tähesüsteeme. Päikesesüsteem tekkis arvatavalt ca 5 miljardit aastat tagasi. Universum ehk kosmos (maailmakõiksus) paisub tänapäevani.
  
• Keemiline evolutsioon: aatomite koondumine molekulideks, molekulide keerukamaks muutumine , ainete teke ja nende keerukamaks muutumine (orgaanilised polümeerid). Maa algne atmosfäär koosnes lihtsatest gaasidest : näiteks CO, CO₂, NH₃, H₂S, HCN, CH₄ , NO, NO₂, H₂ jm, maakoores leidus kindlasti ka fosfaate jm. Neist näiteks amoniohapete (sisaldavad nukleotiidide teket on juba üsna lihtne ette kujutada. Naljatamisi võib öelda, et Maa algne atmosfäär „haises” – sisaldas mitmeid praegu inimsele ebameeldiva lõhnaga gaase. Tollal intensiivsemat energiat reaktsioonideks andsid: päike, vulkaanid , radioaktiivne ja UV-kiirgus, keemilised reaktsioonid, atmosfäärinähtused (äike) jms.
  
• Bioloogiline evolutsioon on elu areng Maal liikide üksteisest põlvnemise kaudu.
  
• Sotsiaalne evolutsioon: inimühiskonna areng, kultuuride ja tsivilisatsioonide teke ja muutumine.
  

ELU PÄRITOLU
Elu päritolule ja tekkele on olnud mitmeid vaateid. Neist eristuvad tänapäevalgi kaks põhisuunda. Religioosne maailmavaade tunnistab kõrgema jõu(jumala) olemasolu, elu loomist. Mitmeid variatsioonid sellest käsitlevad loomisprotsessi veidi erinevalt: jumal võis maailma luua kohe sellisena, nagu ta on: ta võis luua vaid esialgseid elusorganismid, kes edasi evolutsioneerusid; ta võis n-ö ette anda vaid üldised printsiibid ja tingimused arenguks (aeg, ruum, seosed). Üldistades ja ateistlikust ilmavaates lähtuvalt võiks öelda, et religioon annab lihtsaid tõestamata vastuseid. Teaduslik maailmavaade tugineb teaduslikule
Uurmismeetodile (probleem, hüpotees, vaatlus, eksperiment , järeldused), pidevale tõestamisele ja uute andmete lisandumisel ümbertõstmisele. Seega kahtlustele ja küsimustele. Näiteks tõestati alles 19. sajandil, et elu isetärkamine elutust materjalist on praegustes tingimustes võimatu. Teaduslik maailmavaade rõhutab praeguste keskkonnatingimuste suurt erinevust võrrelduna elu tekke aegadega. Tänapäeva Eesti peamiselt ateistlikus ühiskonnas oleme teadusliku lähenemise ja ilmavaatega harjunud . Ent väärib rõhutamist, et tänapäevalgi on suurem osa inimkonnast religioosne, rääkimata näiteks keskaja inimestest. Seda tasub reisides silmas pidada. Vahel on religioosne ja teaduslik maailmavaade põimunud – mitmeid usulahud kasutavad oma selgitustöös teaduse saavutusi, et nende abil jõuda jumala olemasolu nn tõestuseni. Teisalt, paljude teaduslike probleemide lahenduste puudumisel jõuavad mitmed teadlased kõrgema jõu tunnistamiseni: paljude küsimuste korral võib see nende arvates olla ainus seletus. Probleemide teaduslike vastuste otsimine aga jätkub.
Kolmandaks hüpoteesiks elu päritolu selgitamisel Maal on pakutud selle teket mujal taevakehadel ning elusorganismide ümberpaiknemist Maale. Niisugusel lähenemisel jääb elutekke protsess ise aga selgusetuks. Siiski seletatakse sel viisil mitmete Maal puuduvate, kuid elu tekkeks vajalike monomeeride meteoriididega sattumist siinsesse nn ürgpuljongisse.
Bioevolutsioonile eelnes keemiline evolutsioon. Selle katseliste tõestustena on tuntumad järgmised:

• Stanley Miller, kes sai reagtsioonitingimusi varieerides anorgaanilistest ainetest aminohappeid .
  
• Sidney Fox, kes oma katsetes sai amonihapete segust polüaminohappeid, mida võiks pidada algelisteks valkudeks, mis vees moodustasid nn mikrokerasid.
  

Tänapäeval peetakse keemilises evolutsioonis lisaks atmosfäärigaasidele oluliseks ka maakoore mineraale, mis on võimelised orgaanilisi komponente siduma, kontsentreerima ja reaktsioone katalüüsima. Orgaanilistest polümeeridest pidi siis soodsatest tingimutes arenema algne rakk. Esimesel rakul, elusorganismil pidi olema kolm peamist nn süsteemi:

• Ümbris (membraan, kest vms), eraldatus väliskeskkonnast.
  
• Ainevahetuslik süsteem vajalike reaktsioonide toimumiseks, energia omastamiseks.
  
• Reproduktiivne ehk paljunemissüsteem endasarnaste taastootmiseks.
  

Elu tekke seletamiseks tuuakse tänapäeval kolm hüpoteesi:

• ”Soe lamp” –elusorganismi, näiteks termofiilse bakterilaadse organismi tekkeks vajalikud molekulid võisid tekkida mere kuumas rannavööndis, kus leidsid aset molekulidevahelised reaktsioonid ning nende kontsentreerumine mineraalid.
  
• ”kuum katlake” –vees lahustunud CO₂ sidumine orgaanilisteks polümeerideks püriidi pinnal võis toimuda ookeanipõhja kuumaveeallikates.
  
• ”jääkamber” – elu võis tekkida 0° temperatuuril, kuna mitmed RNA- ja DNA- nukleotiidid pole kõrgemal temperatuuril pikemat aega püsivad.
  

BIOEVOLUTSIOONI TÕENDID

• Paleontoloogia on teadus kunagi Maal elanud organismidest.
  
• Võrdlev anatoomia tegeleb nii praeguste kui ka kunagiste organismiliikide sise-ja välisehituse võrdlemisega (homoloogilised elundid , analoogilised elundid ja mandunud elundid ehk vesitiigiumid (rudimendid)).
  
• Arengubioloogia toob tõendeid evolutsiooni toimumisele liikide lootelise arengu võrdlemisest.
  
• Molekulaarbioloogia, geneetilised võrdlused on näidanud, et geneetiline kood ning molekulaargeneetika põhiprotsessid on kogu eluslooduses samad.
  
• Kunstliku valiku ehk selektsiooni puhul lähtutakse järelduste tegemisel sarnasusest loodusliku valikuga, muutumiste analoogiast looduslike protsessidega.
  
• Biogeograafia tegeleb liikide levikuandmetega Maal ning toob evolutsiooni toimumisele kaudseid tõendeid.
  

LOODUSLIK VALIK
Looduslik valik on populatsiooni isendite valikuline ellujäämine ja paljunemisedukus, lühidalt: edukamate püsimajäämine. See sõltub isendite geneetlistest erinevustest ja keskkonnateguritest.
Looduslik valik muudab järglaspopulatsioonide genetilist struktuuri soodsas suunas, liik kohastub keskkonnas. Valik toimub isendite avaldunud tunnuste vahendusel: kui need on ellujäämiseks ja sigimiseks soodsad, kantakse tunnuseid määravad geenid paljunemisel järgmisesse põlvkonda. Looduslik valik võib avalduda neljal viisil:

• Stabiliseeriv loodulik valik toimib vähemuutuvas keskkonnas, eelistatakse tavapäraste, aga kõrvaldatakse äärmuslike tunnustega isendeid.
  
• Suunav looduslik valik toimib kindlasuunaliselt muutuvas või uues keskkonnas, eelise saavad tavapärasest erinevate tunnuste kandjad .
  
• Lõhestav ehk diferentseeriv loodulik valik toimib liigi leviala eri osades, kus valiku suund on erinev.
  
• Suguline valik esineb lahksugulistel loomadel ja kujundab sugupoolte erinevusi.
  

Kokkuvõtvalt:
Valiku vorm
Kus toimub?
Keda eelistab?
Stabiliseeriv
püsivas keskkonnas
nn keskmist, väljakujunenud kohastumuste kandjaid
Suunav
muutuvas või uues keskkonnas
tavapäraste erinevate tunnuste kandjad
Lõhestav
leviala eris osades
tavapärasest erinevate tunnuste kandjaid populatsiooniosades-
KOHASTUMINE
Liigi kooskõlas ümbritsevate keskkonnaga väljendub kohastumustes ehk adaptatsioonides- oagnismirühma kasulikes tunnustes, mis soodustavad keskonnas toimetulekut. Kohatsumine on kohastumuste kujunemine.
Erilised kohastumused on varjevärvus ja –kuju, hoiatusvärvus ja mimikri ehk sarnasusteise liigiga.
Kohastumus on geneetiliselt kinnistunud tunnus ja pärandub seega järglastele, kohanemisel saavutatud tunnus aga mitte. Kohastumused tagavad organismirühma püsimise evolutsioonis ning uute elupaikade asustamise.
Kohastumused:

• On organimisrühma kõigile isenditele omased ja geneetiliselt kinnistunud tunnused;
  
• Avalduvad fenotüübis, s.t mingi tunnusena
  
• On suhtelised ajas ja ruumis (tunnused on kasulikud vaid teatud keskkonnas ja teatud ajaperioodil).
  

LIIGITEKE
Liik on sarnaste organismide kogum, kelle on teistest liikidest erinev geenifond ja kindel leviala.
Liik koosneb vähemalt ühest populatsioonist, liikidevaheline ristumine on takistatud. Liigid on ajas muutuvad (evolutsioneeruvad) ning nende määratlemine on süstemaatika üks põhiküsimusi. Populatsiooni –ja liigisiseseid evolutsioonilisi muutusi nimetatakse mikroevolutsiooniks. Selle käigus muutub populatsiooni geneetiline struktuur ning kujunevad kohastumused. Liigiteke on vaadeldav üleminekuna mikroevolutsiionilt makroevolutsioonile –liigist kõrgemate taksonite (nn sugukonnad, seltsid, klassid ) teke, areng, väljasuremine.
MAKROEVOLUTSIOON
Makroevolutsioon tähendab evolutsioonist liigist kõrgemal tasemel. Makroevolutsioon saab alguse isendite geneetilisest muutumisest: uute geenide tekkest, kromosoom - ja genoommutatsioonidest, olemasolevate geenide regulatsiooni muutustest.
Makroevolutsiooni vormid on:

• Evolutsiooniline täiustumine ehk progress (ehk vertikaalne evolutsioon) viib keskkonna senisest märksa täiuslikuma kasutamiseni, organismirühmade keerukama ehituse ja talituseni.
  
• Evolutsiooniline mitmekesistumine ehk divergents (ehk horisontaalne evolutsioon) toimub progressis omandatud tunnuste baasil. Divergentsi aluseks on kohastumine erinevate elutingimustega, toimub lihtsalt vanemrühmade lahknemine tütarrühmadeks, s.t süstemaatilise rühma mitmekesistumine. Divergentsi ulatus sõltub orgnismirühma genofondi plastilisusest ning ehituslikest ja talituslikest muutumisvõimalustest.
  
• Väljasuremine on organismirühma kadumine Maalt. Tuleb vältda selle mõiste kasutamist seoses organismi või popultasioonide hukuga, sest teised organismid ja/või populatsioonid jäävad ju maakerale alles. Eristatakse foonilist väljasuremist (liigid hääbuvad nt konkurentsi või elutingimuste muutumiste tõttu) ja massilist väljasuremist (paljude organismirühmade suhteliselt kiire kadumine Maalt).
  

SÜSTEMAATIKA
Süstemaatika on teadusharu, mis tegeleb elusolendite rühmitamise ja rühmitamisaluste väljatöötamisega. Tänapäeva süstemaatika põhikategooriliad ehk taksonid on: riik, hõimkond, klass, selts, sugukond, perekond, liik. Evolutsiooniteooria seisukohalt on süstemaatika oluliseks üledandeks luua nn loomulik süsteem, s.t klasifikatsioon, mis kajastaks liikide jt organimisrühmade tegelikku põlvnemist ja sugulust.
Hierarhiline süsteem saadakse liikide paigutamisel taksonitesse nii, et iga takson kuulub vaid ühte temast vahetult kõrgemal asetsevasse taksonisse.
INIMESE EVOLUTSIOON
Inimene põlvneb inimahvidega ühisest eellasest. Meie veidi kaugemal nn sugulased on orangutan ja gibon, on huvitav märkida, et šimpans ja gorilla on geneetiliselt inimesele palju lähemal kui orangutanile.
Lühiülevaade inimeste eellastest:

• Pueiahvid (puuahvid, Dryopythecus), 14 – 7 miljonit aastat tagasi. Osa neist kohastus avamaastikega, arenedes nt esijäsemete käimisest vabanemise suunas.
  
• Inimlaste ja inimahvlaste lahknemine: 7-5 miljonit aastat tagasi
  
• Lõunaahvid ( Australopithecus ): ca 4 miljonit aastat tagasi.
  
• Osav inimene (Homo habilis) : 2,1 - 1,6 miljonit aastat tagasi.
  
• Püstine inimene (Homo erectus ): 1,9 miljonit -250 000 aastat tagasi.
  
• Neandertallased (Homo neanderthalensis ) : väljasurnud kõrvalharu inimese evolutsioonis – elasid 200 -30 tuhat aastat tagasi.
  
• Arukas (tark) inimene ehk nüüdisinimene (Homo sapiens ): ca 0,2 miljonit aastat tagasi.