3. Dovezi ştiinţifice

Dovezi ale anatomiei comparate

Comparându-se organizarea corpului la vieţuitoare, deosebite între ele, s-a observat existenţa unor asemănări evidente. Asemenea observaţii au fost generalizate într-o ştiinţă biologică aparte – anatomia comparată.

Referitor la animale, anatomia comparată arată că există organe ce îndeplinesc funcţii cu totul deosebite, dar care au o structură generală identică. Aşa, de exemplu, mâna omului serveşte la apucat diverse obiecte, dar şi la alte operaţii (mânuirea uneltelor, scrisul etc.); membrele calului sunt organe de alergat; membrele anterioare ale liliacului servesc la zbor; ale delfinului la înot etc.

Cu toate acestea, scheletul membrelor anterioare la aceste mamifere prezintă o structură generală identică. Oricât de modificate ar fi aceste oase, identitatea planului de organizare a scheletului membrelor anterioare este evidentă.

Fosilele

Datele furnizate de fosile sunt printre cele mai convingătoare dovezi în favoarea evoluţiei. În straturile geologice există nenumărate fosile, îngropate de-a lungul timpului. Fiecare strat mai vechi conţine strămoşii biotei fosilizate din stratul următor. Săpând, practic ne întoarcem în timp. Singura excepţie este atunci când straturile geologice au fost amestecate de evenimente geologice precum cutremurele, însă acestea nu pot fi luate în considerare. Din păcate, fosilele sunt destul de rare. Devin fosile numai atunci când, imediat după ce organismul moare, este îngropat în cenuşa sedimentară sau vulcanică.

S-a observat că straturile mai vechi nu conţin organisme mai complexe decât cele descoperite în straturile superioare, reprezentând încă o dovadă în plus în favoarea evoluţiei.

Organele vestigiale

Structurile vestigiale reprezintă o altă dovadă în favoarea evoluţiei. Multe organisme deţin structuri care nu sunt complet funcţionale sau care nu funcţionează deloc: rest de cecum la om,dinţii embrionilor balenelor şi ochii multor animale cavernicole. Probabil acestea au fost cândva funcţionale la strămoşii lor, însă au fost reduse datorită unei schimbări a utilizării nişei. Funcţiile se pot pierde datorită modificării modului de viaţă, a mediului, fiind în cele din urmă nefavorizate şi reducându-se treptat prin selecţie naturală.

În următoarea imagine,puteţi vedea un peşte descoperit în nişte ape adânci unde lumina nu pătrunde, având nişte ochi vestigiali (rudimentari) şi un peşte care trăieşte la adâncimi mici, unde lumina pătrunde, având ochi complet funcţionali.

Dovezi ale paleontologiei

Paleontologia se ocupă cu vieţuitoarele dispărute din trecutul geologic şi conexiunile lor cu vieţuitoarele actuale.

Paleontologia verifică concluzii evoluţioniste ale anatomiei comparate şi embriologiei. Formele de legătură constituite pe bază de deducţii, pot corespunde sau nu cu formele de legatură ce au existat în trecutul geologic. De exemplu, prototetreapodul imaginat de anatomia comparată a fost descoperit mai târziu în stare fosilă în zonele mlăştinoase din Groenlanda, datând din perioada devoniană, unde s-au găsit resturile unui animal cu caracter de peşte, dar şi de tetrapod, denumit Ichtyostega. Era o formă de tranziţie între crossopterigieni şi stegocefali, dar în niciun caz între crossopterigienii şi amfibienii actuali. Astfel, paleontologia a confirmat ipotezele anatomiei comparate privind originea tetrapodelor.

În natura actuală se cunoaşte un singur reprezentant al crossopterigienilor, numit Latimeria chalumnae, care trăieşte în Oceanul Indian, lângă insulele Comore (la nord-vest de insula Madagascar). Deoarece diferă pregnant de întreaga lume a peştilor marini de astăzi, Latimeria este considerată o fosilă vie. În niciun caz, Latimeria nu este o formă ancestrală a tetrapodelor, ci numai reprezentantul unui ordin aparte de crossopterigieni marini, strămoşii tetrapodelor fiind crossopterigienii dulcicoli. Fosilele vii, acolo unde s-au păstrat, ne dau o oarecare imagine despre momentele evoluţiei din istoria Terrei. Alte fosile vii cunoscute sunt hatteria (Sphenodon punctatus), un fel de şopârlă din Noua Zeelandă, reprezentant al unei spiţe din era mezozoică. La hatteria funcţionează ochiul pineal, cel de-al treilea ochi de pe creştetul capului, ochi ce s-au transformat ulterior în glanda pineală a păsărilor şi mamiferelor actuale. O fosilă vie este şi pasărea hoatzin din bazinul Amazonului al cărui pui poartă gheare pe aripi cum avea şi prima pasăre fosilă Archaeopteryx, cunoscută din perioadă jurasică.

            Dovezi ale biochimiei comparate

Biochimia, numită şi chimie biologică, este ştiinţa care aplică metodele chimice de investigaţie în studierea tuturor manifestărilor vieţii, cercetând compoziţia chimică a organismelor vii şi procesele chimice care au loc în cadrul acestora .

Este cunoscut faptul că biosinteza oricărui tip de moleculă proteică se efectuează sub controlul unei gene. Analizând duplicarea genelor care codificând proteinele de tip globinic ajungem la concluzia că proteinele din grupa globinelor (mioglobina, hemoglobina ) au structuri similare.

Mioglobina este constituită dintr-un lanţ peptidic de 153 aminoacizi. La om există mai multe tipuri de hemoglobină ; hemoglobina embrionară, cea fetală sau cea de la adult, primele cu două catene, iar ultima cu patru catene polipeptidice de tip globinic: două de tip α, fiecare catenă având 141 de aminoacizi, şi două de tip β , fiecare catenă având 146 de aminoacizi .

Pe baza acestor date generale s-a trasat un arbore grafic al similaritaţii între diferite tipuri de globine.

Diversitatea tipurilor de globine reprezintă un argument în favoarea evoluţiei, având in vedere că :

–          la majoritatea vertebratelor există doar catene de tip α şi β;

–          la vertebratele primitive ( ciclostomii ) există doar catene de tip α;

–          la om şi la unele mamifere sunt şi alte tipuri de catene.

Investigarea segvenţei de aminoacizi a catenelor α şi β ale hemglobinei diferitelor tipuri de vertebrate a relevat mari similitudini, dar şi diferenţe specifice, ale căror mode le demonstrează ordinea in care mutaţiile au stat la baza lor in timpul evoluţiei.

      O metodă moderna de cerceta a biochimiei comparate şi a biologiei moleculare este metoada hibridizării ADN-ului.

Metoda cuprinde o serie de etape: extragerea şi purificarea ADN-ului de la o specie luată în studiu  (cimpanzeul), apoi urmează o încălzire treptată a acestuia, încalzirea care determină desfacerea celor două catene care formează dubla elice a ADN-ului.

Operaţia se execută în agar-agar şi este urmată de o răcire rapidă, fapt ce determină izolarea celor două catene de nucleotide . Concomitent cu această operaţie se extrage ADN-ul de la o altă specie (om). Acestea sunt marcate cu un izotop radioactiv. Hibridizarea propriu-zisă constă în punerea în contact a catenelor izolate nemarcate, de la cimpanzeu, cu cele marcate, de la om. Prin incubare, fragmentele radioactive vor reface în anumite porţiuni dubla elice, în funcţie de unele efinităţi structurale existente. Astfel, la speciile foarte apropiate, molecula ADN se poate reconstitui aproape integral, pe când în cazul speciilor îndepărtate, gradul de refacere este din ce în ce mai scazut.  

 

Dovezi ale biogeografiei
Studiul diferitelor arii geografice sub toate aspectele a relevat un fapt interesant: suprafaţa planetei noastre s-a schimbat în timp iar continentele – cu toate florele şi faunele lor – au efectuat mişcări destul de complexe care le-au adus fie în situaţia de a se uni, fie de a se separa. Acelaşi lucru se poate spune şi despre bazinele oceanice sau marine. Dacă se compară diferitele tipuri de organisme de pe continentele actuale, apare extrem de clar faptul că tectonica plăcilor şi-a spus un cuvânt hotărâtor în evoluţie. Modificarea poziţiei geografice a continentelor s-a produs treptat şi astfel s-au creat toate premizele pentru ca speciile să se modifice, evoluând într-o direcţie sau alta. Cele 8 regiuni biogeografie – neozeelandeză, australiană, polineziană, neotropicală, etiopiană, indo-malaeziană, holarctică, oferă numeroase exemple de evoluţie fie în cadrul florei fie în cadrul faunei. Pentru a da doar câteva exemple, menţionăm că cele mai primitive tipuri de mamifere, păsări, insecte, plante se întâlnesc în regiunile neozeelandeză şi australiană, regiunile cele mai izolate din punct de vedere geografic; flora şi fauna din regiunile neotropicală şi etiopiană(peleotropicală) au o serie de legături care atestă o origine comună; etc. Pe insulele izolate, procesul evoluţiei se poate observa mult mai bine decât pe continente datorită numărului mai micde specii. In astfel de cazuri au fost observate unele din cele mai extraordinare procese de evoluţie prin radiaţie adaptativă – cazul modificărilor ciocurilor la speciile genului Geospiza din insulele Galapagos observate de către Darwin sau pierderea aripilor la păsări sau insecte sunt doar câteva din cele mai evidente.

Datarea fosilelor prin metoda radiocarbon

 

       Izotopul neradioactiv al carbonului este ¹²C.Izotopul radioactiv ¹⁴C este present în cantitặţi foarte mici în aer ,la suprafaţa apelor ,în organisme vii şi este produs constant sub acţiunea radiaţiilor cosmice.

              Organismele vii absorb ¹⁴C fie din CO₂,fie din moleculele organice conţinute în hranặ.La moarte,carbonul nu mai este introdus în corpul organismelor,iar izotopii ¹⁴C continuặ sặ se înjumatặţeascặ comform ratei de înjumặtặţire caracteristice.Determinarea nivelului de ¹⁴C în organismele moarte şi compararea acestuia cu cel din organismele moarte.De exemplu,dacặ nivelul ¹⁴C din oasele unei fosile de mamifer reprezintặ ¼ din nivelul ¹⁴C determinat în oasele unui mamifer mort recent, iar timpul de îmbunặtặţire al ¹⁴C este de 5,6 x 10³,vậrsta estimatặ a fosilei este de 11,2×10³ ani.

Dovezi directe ale evoluţiei.

Evoluţia la nivelul populaţiilor a fost urmărită la lepidopterul Biston betularia din Anglia. Colecţiile muzeale de la începutul secolului al XIX-lea arătau că populaţiile erau alcătuite din exemplare albe cu pete cenuşii, care se confundau cu scoarţa mestecenilor. Rareori se întâlneau şi exemplare negre. În cursul secolului al XIX-lea, numărul exemplarelor negre a crescut masiv. Fenomenul a avut loc tocmai în momentul în care peisajul evolua spre un cenuşiu tern, din cauza fumului intens de fabrică, a prafului de cărbune (epoca industrializării masive în Anglia). În condiţiile peisajului cu fond întunecat, exemplarele negre au devenit mai numeroase, fiind mai greu descoperite şi de aceea mai puţin nimicite de păsările insectivore pe fondul negru-cenuşiu cu care se confundau. Astfel, în mai puţin de 100 de ani s-a surprins la o specie, evoluţia prin schimbarea compoziţiei populaţiilor. În prezent, melanismul industrial a fost remarcat la peste 100 de specii de insecte.

Mimetismul

Mimetismul este o adaptare mai complexă prin care unele specii de animale mimează culorile şi chiar forma altor specii de animale.

De regulă, acesta este un avantaj în lupta pentru existenţă, deoarece specii inofensive, lipsite de apărare, iau înfăţişarea unor specii agresive, prevăzute cu mijloace de apărare puternice şi periculoase. De aceea, imitatorul este ocolit de duşmanii săi, care-l confundă cu o specie periculoasă, necomestibilă.

Mimetismul are rol de avertizare şi înfricoşare a adversarilor posibili. De exemplu, liniile galbene de pe fondul negru la salamandre şi unele broaşte generează impresia unui animal fioros, în realitate lipsit de apărare.

Un fluture, Trochilium apiforme, lipsit complet de apărare, are înfăţişarea unei viespi mari şi puternice: Vespa crabro. Avantajul este evident pentru fluture. Este ocolit de păsările insectivore care nu îndrăznesc să atace o insectă cu înfăţişare de viespie temută pentru veninul său.