Evoluționismul

Prezintă dovezile evoluției și teoriile care explică mecanismele schimbării speciilor în timp.

Dovezile evoluției

Evoluția este procesul de transformare treptată a speciilor de-a lungul generațiilor. Dovezile ei provin din mai multe domenii — la examen se cere să le recunoști tipul:

• Dovezi paleontologice – fosilele documentează organisme dispărute și serii evolutive complete (celebra serie a calului: de la Eohippus, mic și cu mai multe degete, la calul actual, monodactil). Formele de tranziție leagă grupe mari: Archaeopteryx combină caractere de reptilă (dinți, coadă lungă, gheare) cu caractere de pasăre (pene, aripi).
• Dovezi de anatomie comparată – distincția-cheie, întrebată constant: organele omoloage au aceeași origine și plan structural, dar funcții diferite (mâna omului, aripa liliacului, înotătoarea balenei) și dovedesc descendența comună (evoluție divergentă); organele analoage au funcție asemănătoare, dar origine diferită (aripa insectei vs. aripa păsării) și dovedesc evoluția convergentă — adaptarea la același mediu. Organele vestigiale (rudimentare) sunt resturi ale unor structuri funcționale la strămoși: apendicele, coccisul, măselele de minte, mușchii urechii la om.
• Dovezi embriologice – embrionii vertebratelor se aseamănă puternic în stadiile timpurii (fante branhiale, coadă), reflectând originea comună.
• Dovezi biochimice și genetice – cele mai precise azi: universalitatea codului genetic, asemănarea secvențelor de ADN și proteine (omul și cimpanzeul au ~98–99% din ADN comun); gradul de asemănare moleculară măsoară gradul de înrudire.
• Dovezi biogeografice – distribuția speciilor pe glob (faunele insulare, marsupialele Australiei) se explică prin evoluție în izolare.

Lamarckismul și darwinismul

Lamarck (1809) — prima teorie evoluționistă coerentă, construită pe două principii:

• utilizarea și neutilizarea organelor: organele folosite intens se dezvoltă, cele nefolosite se atrofiază („funcția creează organul”);
• ereditatea caracterelor dobândite: modificările câștigate în timpul vieții s-ar transmite descendenților.

Exemplul clasic lamarckist: gâtul girafei s-ar fi lungit prin întindere repetată după frunze, iar lungirea s-ar fi moștenit. Punctul slab, care trebuie formulat explicit: caracterele dobândite NU se transmit ereditar, pentru că nu modifică ADN-ul celulelor reproducătoare — mușchii unui halterofil nu se moștenesc.

Darwin (1859, „Originea speciilor”) explică evoluția prin selecția naturală, cu următorul raționament:

• indivizii unei populații prezintă variabilitate — nu sunt identici;
• organismele produc mai mulți descendenți decât pot supraviețui (suprapopulație → lupta pentru existență);
• indivizii cu variații avantajoase supraviețuiesc și se reproduc mai mult (supraviețuirea celui mai apt);
• variațiile avantajoase, fiind ereditare, se acumulează în generații → populația se transformă.

În varianta darwinistă, girafele cu gât mai lung existau DEJA în populație prin variabilitate; ele au supraviețuit și s-au reprodus preferențial — selecția a acționat asupra unor variații preexistente, nu le-a creat. Limita istorică a lui Darwin: nu cunoștea mecanismul eredității (legile lui Mendel), deci nu putea explica sursa variabilității.

Neodarwinismul – teoria sintetică a evoluției

Teoria sintetică a evoluției (neodarwinismul), elaborată în secolul XX, unește darwinismul cu genetica: evoluția este modificarea frecvenței genelor (alelelor) în populații, de-a lungul generațiilor. Unitatea evoluției nu este individul, ci populația — individul nu evoluează, el doar trăiește și se reproduce; frecvențele alelelor se schimbă la nivel de populație.

Factorii evoluției în viziunea sintetică:

• Mutațiile – sursa primară de variabilitate; apar întâmplător, NU ca răspuns dirijat la nevoile organismului; majoritatea sunt neutre sau dăunătoare, dar cele avantajoase oferă material selecției.
• Recombinarea genetică – prin meioză (crossing-over, asortarea independentă) și fecundare; nu creează gene noi, dar generează combinații noi — sursa principală de variabilitate în populațiile cu reproducere sexuată.
• Selecția naturală – singurul factor direcțional: favorizează sistematic anumite fenotipuri; acționează asupra FENOTIPULUI, dar consecințele sunt genotipice.
• Deriva genetică – modificarea ÎNTÂMPLĂTOARE a frecvențelor alelelor, puternică mai ales în populațiile mici (efectul de fondator, gâtuirea populației).
• Migrațiile (fluxul de gene) – schimbul de alele între populații prin indivizi migratori.
• Izolarea reproductivă – întrerupe fluxul de gene și permite divergența.

Capcană majoră de examen: mutațiile apar ALEATORIU, înaintea presiunii de mediu; mediul nu produce mutațiile utile, ci doar le selectează — cine scrie altfel alunecă înapoi în lamarckism.

Selecția naturală și formele ei

Selecția naturală este supraviețuirea și reproducerea diferențiată a indivizilor în funcție de zestrea lor genetică. După efectul asupra distribuției caracterelor într-o populație, are trei forme — clasificare cerută la grile:

• Selecția stabilizatoare – favorizează valorile medii ale caracterului și elimină extremele; acționează în medii stabile. Exemplu: greutatea nou-născuților — mortalitatea e mai mare la cei foarte mici și foarte mari.
• Selecția direcțională – favorizează o extremă a distribuției; media populației se deplasează într-o direcție; acționează în medii în schimbare. Exemplul canonic: melanismul industrial la fluturele mesteacănului (Biston betularia) — pe trunchiurile înnegrite de funingine, forma închisă la culoare a devenit dominantă numeric; alt exemplu actual: rezistența bacteriilor la antibiotice și a insectelor la insecticide.
• Selecția disruptivă – favorizează ambele extreme în defavoarea mediei; poate rupe populația în două subpopulații și poate iniția speciația.

De reținut despre rezistența la antibiotice, pentru că e întrebarea-capcană preferată: antibioticul NU induce mutația de rezistență; bacteriile rezistente existau deja (mutații spontane anterioare), iar antibioticul doar le selectează, eliminându-le pe cele sensibile. Tratamentele incomplete accelerează procesul.

Selecția artificială — omul alege reproducătorii după criterii proprii; a produs rasele de animale domestice și soiurile de plante; a fost pentru Darwin modelul după care a înțeles selecția naturală. Diferența: criteriul selecției naturale este adaptarea la mediu; al celei artificiale — interesul omului.

Speciația și adaptarea

Specia este unitatea de bază a clasificării: ansamblul populațiilor ai căror indivizi se pot încrucișa între ei producând descendenți fertili, fiind izolate reproductiv de alte specii. Testul fertilității descendenților e esențial: calul și măgarul produc catârul, dar catârul e steril — deci calul și măgarul rămân specii diferite.

Speciația — formarea de specii noi — cere întreruperea fluxului de gene:

• Speciația alopatrică (geografică) – cea mai frecventă: o barieră geografică (munte, apă, distanță) desparte populațiile; ele acumulează independent mutații și adaptări, iar când diferențele ating izolarea reproductivă, sunt specii separate. Exemplul clasic: cintezele lui Darwin din Galapagos, diversificate din câțiva strămoși continentali prin radiație adaptativă.
• Speciația simpatrică – fără barieră geografică, prin izolare ecologică, comportamentală sau prin poliploidie (frecventă la plante: hibridul poliploid e izolat reproductiv instantaneu de speciile parentale).

Mecanismele de izolare reproductivă: prezigotice (perioade de reproducere diferite, ritualuri de curtare diferite, incompatibilitatea gameților) și postzigotice (hibrid neviabil sau steril).

Adaptarea este corespondența dintre structurile și funcțiile organismului și condițiile mediului, rezultată din selecția naturală — nu din „strădania” individului. Coevoluția: două specii aflate în interacțiune strânsă evoluează una ca răspuns la cealaltă — florile cu nectar adânc și trompele lungi ale insectelor polenizatoare, prădătorii tot mai rapizi și prada tot mai vigilentă (cursa înarmării evolutive).

Antropogeneza – evoluția omului

Omul aparține ordinului Primate; rudele noastre actuale cele mai apropiate sunt cimpanzeii, cu care împărtășim ~98–99% din ADN. Formularea corectă, cerută explicit: omul NU se trage din maimuțele actuale — omul și maimuțele antropoide au un strămoș comun, din care liniile s-au despărțit acum aproximativ 6–7 milioane de ani, în Africa.

Transformările definitorii ale hominizării:

• bipedia (mersul biped) – prima achiziție majoră; a eliberat mâinile; se citește în schelet: coloană cu curburi, bazin lărgit, orificiul occipital deplasat spre baza craniului;
• eliberarea mâinii și opozabilitatea perfecționată a policelui → confecționarea de unelte;
• creșterea volumului cranian (encefalizarea): de la ~400–500 cm³ la australopiteci până la ~1350–1400 cm³ la omul actual;
• reducerea aparatului masticator, apariția bărbiei, retragerea arcadelor sprâncenoase;
• limbajul articulat și viața socială complexă, cultura.

Etapele principale ale evoluției omului, în ordine — ordinea însăși e grilă:

• Australopithecus (Africa, ~4–2 mil. ani) – biped, creier mic;
• Homo habilis (~2,4–1,6 mil. ani) – „omul îndemânatic”, primele unelte de piatră;
• Homo erectus (~1,9 mil.–100 000 ani) – stăpânește focul, iese primul din Africa;
• Homo neanderthalensis – contemporan o vreme cu specia noastră, în Europa; dispărut acum ~30 000–40 000 de ani;
• Homo sapiens (~300 000 ani – prezent) – omul actual, apărut în Africa.

Capcană: neandertalianul nu este strămoșul direct al omului modern, ci o linie „soră”, cu care Homo sapiens a coexistat (și s-a hibridizat marginal).

Test — 6 întrebări ca la examen

Grile de admitere UMF — 5