L'evolució biològica implica el desenvolupament natural dels organismes vius, que va acompanyat de canvis en la composició genètica de les poblacions, així com un augment de les propietats adaptatives, l'aparició de noves espècies i l'extinció de les antigues. Tots aquests factors canvien tant l'ecosistema com la biosfera en conjunt amb el temps.
Teoria bàsica
Hi ha diverses versions que expliquen els mecanismes sobre els quals es construeix el procés evolutiu. La majoria dels científics estan ara compromesos amb la teoria sintètica de l'evolució (STE), basada en la fusió de la genètica de poblacions i el darwinisme. La teoria sintètica explica la relació entre les mutacions genètiques, és a dir, el material de l'evolució, i la selecció natural (el mecanisme de l'evolució). El procés evolutiu en el marc d'aquesta teoria és el procés de canvi de les freqüències dels al·lels de diversos gens en poblacions d'espècies al llarg de diverses generacions.
Patrons i regles d'evolució
L'evolució és un procés irreversible. Qualsevol organisme que, a través de l'acumulació de mutacions positives, va ser capaç d'adaptar-se a noves condicions, en tornar al seu entorn anterior, haurà de recórrer el camí de l'adaptació. A més, no es pot establir completament cap espècie biològica,Charles Darwin va escriure que encara que l'hàbitat esdevingués el mateix que abans, les espècies evolucionades no podran tornar al seu estat anterior. És a dir, els animals es podran adaptar al retorn de les antigues condicions, però no de les maneres "antigues".
Això es pot veure fàcilment en el cas dels dofins. L'estructura interna de les seves aletes (juntament amb els cetacis) conserva les característiques de les extremitats dels mamífers. Les mutacions actualitzen el conjunt de gens d'una generació, de manera que no es repeteixen mai. Malgrat que els dofins i les balenes han canviat el seu hàbitat i les extremitats de cinc dits s'han convertit en aletes, encara són mamífers. Igual que els rèptils van evolucionar a partir dels amfibis en una etapa determinada, però fins i tot tornant al seu entorn anterior, no podran donar lloc a amfibis.
Un altre exemple d'aquesta regla evolutiva: l'arbust perenne Ruscus. A la seva tija hi ha fulles brillants, grans i gruixudes, que en realitat són branques modificades. Les fulles veritables són escamoses i es troben al centre d'aquestes "tiges". A principis de primavera apareix una flor del sinus de l'escala, a partir de la qual es desenvoluparà el fruit més tard. L'agulla de carnisser es va desfer de les fulles en el procés d'evolució, com a resultat del qual va poder adaptar-se a la sequera, però després va tornar a caure al medi aquàtic, però en lloc de fullatge real, van aparèixer tiges modificades.
Heterogeneïtat
Les regles de l'evolució diuen que el procés és molt heterogeni i no està determinat pel temps astronòmic. Per exemple, hi ha animals que hi han existitsense canvis durant centenars de milions d'anys. Es tracta de peixos amb aletes lòbulos, la tuatara i la cua de sabre són fòssils vius. Però passa que l'especiació i la modificació es produeixen molt ràpidament. Durant els últims 800 mil anys, han sorgit noves espècies de rosegadors a Austràlia i les Filipines, i el llac Baikal durant els últims 20 milions d'anys s'ha enriquit amb 240 espècies de crancs de riu, que es divideixen en 34 nous gèneres. L'aparició o canvi d'una espècie no depèn del temps com a tal, sinó que està determinat per la manca d'aptitud i el nombre de generacions. És a dir, com més ràpid es reprodueix una espècie, més gran és la taxa d'evolució.
Sistemes tancats
Processos com l'evolució, la selecció natural i la mutació poden anar molt més ràpid. Això passa quan les condicions ambientals són inestables. Tanmateix, als oceans profunds, les aigües de les coves, les illes i altres zones aïllades, l'evolució, la selecció natural i l'especiació són molt lentes. Això explica el fet que els peixos amb aletes lòbules romanguin sense canvis durant tants milions d'anys.
Rastrejar la dependència de l'evolució de la taxa de selecció natural és bastant senzill amb els insectes. Als anys trenta del segle passat es van començar a utilitzar drogues tòxiques a partir de plagues, però al cap d'uns anys van aparèixer espècies que s'adaptaven a l'acció de la droga. Aquestes formes han pres una posició dominant i s'han estès ràpidament per tot el planeta.
Per al tractament de moltes mal alties, sovint s'utilitzaven antibiòtics forts: penicil·lina, estreptomicina, gramicidina. Les regles de l'evolució van entrar en vigor: ja als anys quarantaels científics han observat l'aparició de microorganismes resistents a aquests fàrmacs.
Patrons
Hi ha tres direccions principals d'evolució: convergència, divergència i paral·lelisme. Durant la divergència, s'observa una divergència gradual de caràcters intraespecífics, que finalment condueix a nous agrupaments d'individus. A mesura que les diferències d'estructura i de mètode d'obtenció dels aliments es fan més pronunciades, les agrupacions comencen a dispersar-se per altres territoris. Si una zona està ocupada per animals amb les mateixes necessitats alimentàries, amb el temps, quan el subministrament d'aliments es redueix, hauran d'abandonar la zona i adaptar-se a diferents condicions. Si en un mateix territori hi ha espècies amb necessitats diferents, la competència entre elles és molt menor.
Un exemple vívid de com es produeix el procés evolutiu de la divergència són 7 espècies de cérvols relacionades entre si: rens, marals, alces, cérvols sika, daines, cérvols almesquers i cabirols.
Les espècies amb un alt grau de divergència tenen la capacitat de deixar descendència gran i competir menys entre elles. Quan s'enforteix la divergència de trets, la població es divideix en subespècies, que, a causa de la selecció natural, poden acabar convertint-se en espècies separades.
Comunitat
La convergència també s'anomena evolució dels sistemes vius, com a resultat de la qual espècies no relacionades tenen característiques comunes. Un exemple de convergència és la similitud de la forma del cosdofins (mamífers), taurons (peixos) i ictiosaures (rèptils). Aquest és el resultat de l'existència en el mateix hàbitat i les mateixes condicions de vida. L'agama escalador i el camaleó tampoc no tenen relació, però d'aspecte molt semblant. Les ales també són un exemple de convergència. En els ratpenats i els ocells, van sorgir canviant les extremitats anteriors, però en una papallona, aquests són creixements del cos. La convergència és molt comú entre la diversitat d'espècies del planeta.
Paral·lelisme
Aquest terme prové del grec "parallelos" que significa "caminant al costat" i aquesta traducció explica molt bé el seu significat. El paral·lelisme és el procés d'adquisició independent de trets estructurals similars entre grups genètics estretament relacionats, que es produeix a causa de la presència de trets heretats dels avantpassats comuns. Aquest tipus d'evolució és molt estès a la natura. Un exemple d'això és l'aparició de les aletes com a adaptacions al medi aquàtic, que en les morses, les foques orelles i les autèntiques foques es van formar paral·lelament. A més, entre molts insectes alats, hi va haver una transició de les ales anteriors als èlits. Els peixos amb aletes lòbules tenen signes d'amfibis, i els llangardaixos amb dents d'animals tenen signes de mamífers. La presència del paral·lelisme testimonia no només la unitat de l'origen de les espècies, sinó també condicions similars d'existència.
