Էվոլյուցիա
From Wikipedia, the free encyclopedia
Էվոլյուցիա, կենսաբանական պոպուլյացիաների հաջորդական սերունդներում ժառանգական հատկանիշների փոփոխությունը[1][2]։ Էվոլյուցիոն գործընթացի արդյունքում կյանքի կազմավորման բոլոր մակարդակներում՝ տեսակներից, անհատական օրգանիզմներից մինչև մոլեկուլներ առաջանում է կենսաբազմազանություն[3]։
Կյանքի էվոլյուցիոն պատմության ընթացքում նոր տեսակների առաջացման շարունակական գործընթացը՝ տեսակառաջացումը, տեսակների ներսում ընթացող փոփոխությունները՝ անագենեզը և տեսակների ոչնչացումը նկարագրվել են ձևաբանական և կենսաքիմիական հատկանիշների ընդհանուր գծերի, այդ թվում՝ ԴՆԹ֊ի հաջորդականությունների միջոցով[4]։ Այս ընդհանուր հատկանիշները ավելի շատ են և նման՝ ավելի մոտիկ ընդհանուր նախնի ունեցող օրգանիզմների մոտ, որը թույլ է տալիս կենդանի և ոչնչացած օրգանիզմների՝ էվլոյուցիոն փոխհարաբերությունների՝ ֆիլոգենետիկայի ուսումնասիրությամբ կառուցել «կյանքի ծառը»։ Բրածո մնացորդները ներառում են վաղ կենսածին գրաֆիտից[5], միկրոբային խսիրի մնացորդներից[6][7][8] մինչև բրածոյացված բազմաբջիջ օրգանիզմները։ Կենսաբազմազանությունը ձևավորվել է տեսակառաջացման և ոչնչացման արդյունքում[9]։
19-րդ դարի կեսին Չարլզ Դարվինը սահմանեց բնական ընտրության միջոցով տեղի ունեցող էվոլյուցիոն տեսությունը, որը տպագրեց «Տեսակների ծագումը» (1859) գրքում։ Բնական ընտրության միջոցով տեղի ունեցող էվոլյուցիան ապացուցվում է նրանով, որ ստեղծվում են ավելի շատ սերունդներ, քան կարող են գոյատևել ինչպես նաև՝ 1) տեսակները միմյանցից տարբերվում են ձևաբանական, ֆիզիոլոգիական և վարքային հատկանիշներով (ֆենոտիպային փոփոխականություն), 2) տարբեր հատկանիշներ ապահովում են գոյատևման և վերարտադրման տարբեր հաճախականություն (տարբերակող հարմարողականություն), 3) հատկանիշները կարող են ժառանգվել մի սերնդից մյուսը (հարմարողականության ժառանգում)[10]։ Այսպիսով, պոպուլյացիայի հաջորդող սերունդները, որոնք փոխարինում են ծնողական ձևերին այն կենսաֆիզիկական միջավայրում, որտեղ տեղի է ունենում բնական ընտրությունը, ավելի հարմարված են լինում և ավելի լավ են գոյատևում և բազմանում։
Տելենոմիան նկարագրում է, թե բնական ընտրությունը որակապես ինչպես է ստեղծում և պահպանում առանձնյակի ֆունկցիոնալ որոշակի դերն ապահովող հարմարողական որևէ հատկանիշը[11]։ Սերնդեսերունդ տեղի ունեցող փոփոխությունների իրականացման գործընթացները կոչվում են էվոլյուցիոն գործընթացներ կամ մեխանիզմներ[12]։ Ընդհանուր ճանաչում են գտել էվոլյուցիոն չորս գործընթացներ՝ բնական ընտրությունը (այդ թվում՝ սեռական ընտրությունը), գեների դրեյֆը, մուտացիաները և գեների խառնուրդի հետևանքով առաջացող գեների գաղթը[12]։ Բնական ընտրությունը և գեների դրեյֆը դասավորում են տարբերակումը, իսկ մուտացիաները և գեների գաղթը՝ ստեղծում այն[12]։
Ընտրության արդյունքում կարող է առաջանալ մեյոտիկ դրայվ[13] (որոշակի ալելների անհավասար բաշխումը), ոչ պատահական խաչասերումը[14] և գենետիկական հիչհայքինգը։ 20-րդ դարի սկզբում ծագած ժամանակակից սինթետիկ էվոլյուցիոն տեսությունը դասական գենետիկան և դարվինյան էվոլյուցիոն տեսությունը միավորեց պոպուլյացիոն գենետիկայի սկզբունքների հետ։ Կենսաբանական բոլոր գիտությունները ընդունում են բնական ընտրությունը որպես էվոլյուցիայի գլխավոր շարժիչ ուժ։ Էվոլյուցիային վերաբերող մյուս տեսությունները՝ օրթոգենեզը, էվոլյուցիոնիզմը և ներքին մղմամբ պայմանավորված էվոլյուցիային վերաբերող մյուս ուղղությունները, այժմ համարվում են հնացած և ոչ գիտական[15]։ Գիտնականները շարունակում են հետազոտել էվոլյուցիոն կենսաբանության և կենսաբանական տեսությունների տարբեր ոլորտները՝ օգտագործելով հետազոտական տվյալները և փորձեր իրականացնելով դաշտում և լաբորատորիայում։
Կյանքի բոլոր ձևերն ունեն նույն ընդհանուր նախնին, որը հայտնի է վերջին համընդհանուր նախնի անվամբ (LUCA)[16][17][18]։ Մոտավոր հաշվարկներով այն ապրել է 3,5-3,8 միլիարդ տարի առաջ[19]։ Այն չի համարվում Երկրի վրա գոյություն ունեցած առաջին կենդանի օրգանիզմը։ 2015 թվականին իրականացված հետազոտության արդյունքում Արևմտյան Ավտրալիայի հինավուրց ժայռերում հայտնաբերվել են բիոտիկ կյանքի մնացորդներ[20][21]։ 2016-ի հուլիսին գիտնականները նույնականացրել են 355 գեներ, որոնք կիսում են LUCA-ից առաջացած բոլոր օրգանիզմները[22]։ Կյանքի վրա երբևէ գոյություն ունեցած բոլոր կենդանի օրգանիզմների շուրջ 99%-ը այժմ ոչնչացած է։ Մոտավոր հաշվարկներով այժմ Երկրի վրա ապրում է 10-14 միլիոն տեսակ[23][24], որոնցից միայն 1,9-ն են անվանվել և 1,6-ն են ընդգրկվել տեսակների կենտրոնական շտեմարանում[25]։ 2016-ի մայիսին կատարված հետազոտությունների համաձայն՝ Երկրի վրա գոյություն ունի շուրջ 1 տրիլիոն տեսակ, որոնցից միայն մեկ տոկոսի մեկ հազարերորդն է նկարագրված[26]։
Կիրառական տեսանկյունից էվոլյուցիայի ուսումնասիրությունը օգտագործվում է տարբեր գիտական և արդյունաբերական բնագավառներում՝ գյուղատնտեսություն, մարդու բժշկություն և անասնաբուժություն և կյանքը հետազոտող բոլոր գիտություններում[27][28][29]։ Էվոլյուցիոն կենսաբանության առաջընթացը հսկայական ազդեցություն է թողել կենսաբանության ավանդական բնագավառների, ինչպես նաև այլ ակադեմիական գիտությունների, օրինակ՝ կենսաբանական մարդաբանության և էվոլյուցիոն ֆիզիոլոգիայի վրա[30][31]։ Էվոլյուցիոն հաշվարկումը արհեստական բանականությունն ուսումնասիրող գիտության ենթաբաժին է, որը դարվինյան սկզբունքները կիրառում է համակարգչային գիտության խնդիրների լուծման համար։