Дилемма Дарвина - это вопрос, который этот невероятный мыслитель унес в могилу: как теория естественного отбора могла объяснить радиацию жизни в кембрии?
Дилемма Дарвина - одно из главных возражений, которые знаменитый английский естествоиспытатель выдвигал против собственной теории эволюции. Взрыв жизни в кембрии был настоящей загадкой для этого мыслителя и, более того, неопровержимого ответа нет и по сей день.
Знаешь, из чего состоит эта дилемма? Какое значение это имеет для прошлой и современной эволюционной биологии? Здесь мы даем вам ответы на эти и многие другие вопросы.
Проверка теории эволюции
В 1859 году британский натуралист Чарльз Дарвин опубликовал книгу «Происхождение видов», в которой подробно изложил свою теорию эволюции. В этой теории Дарвин постулировал, что происхождение с модификацией особей было основой эволюции и, следовательно, происхождения и распространения видов, населяющих планету.
Виды произошли от предыдущих путем наследования модификаций, которые, поколение за поколением, привели к рождению новой эволюционной линии. Открытия Дарвина лежат в основе современной теории эволюции.
Однако на момент его открытияпроисходил ряд явлений, которые английский естествоиспытатель не смог объяснить. Одно из них лежало в основе механизмов наследственности, что можно было бы объяснить появлением современной генетики в 20 веке.
Другие проблемы, поставленные Дарвином, остались невыясненными и остаются нерешенными даже в самое последнее время: речь идет о так называемой дилемме Дарвина или кембрийском взрыве.
Происхождение жизни
Как мы знаем сегодня,жизнь возникла на Земле около 3,6 миллиарда лет назад в виде очень простых одноклеточных организмов. Все живые существа являются потомками одного и того же исходного организма, называемого LUCA - от английского Last Universal Common Ancestor, последний универсальный общий предок-.
Известно, что все мы произошли от этого существа, потому что у нас есть ряд биохимических и генетических характеристик во всех ветвях жизни. От этого исходного организма на потомство начал действовать естественный отбор, отдавая предпочтение тем организмам, которые наиболее приспособлены к окружающей среде.
С того далекого начала зари жизни и до сегодняшнего дня возникли и вымерли миллионы видов с невероятным физиологическим разнообразием. Однакоэта эволюция не всегда была такой быстрой. Подавляющее большинство живых таксонов, известных нам сегодня, возникли в очень специфический период истории.
Кембрийский взрыв жизни
В «Происхождении видов»Дарвин постулировал, что эволюционные изменения были медленными и происходили в течение очень длительного периода времени Таким образом, когда палеонтологические находки 19-го века предположили быстрый взрыв жизни за очень короткое время, Дарвин начал сомневаться в своих утверждениях.
Кембрийский взрыв - этовнезапное появление и диверсификация множества таксонов за короткий промежуток времени, около 530 миллионов лет назад. Это быстрое появление эволюционных ветвей озадачивало биологов со времен Дарвина:
«Если бы теория эволюции была верна, то докембрийский мир был бы населен множеством существ. Однако у меня нет адекватного ответа на вопрос, почему не обнаружены отложения ископаемых, относящиеся к этим периодам. На данный момент этот вопрос необъясним».
Чарльз Дарвин
Английский ученый признал в своих публикациях, что он совершенно не способен связать свою теорию эволюции с этим эволюционным событием. В течение нескольких миллионов лет на Земле господствовало множество видов и сложных родословных, в том числе первые подвижные и многоклеточные организмы.
В кембрии из 20 нынешних типов многоклеточных животных появилось как минимум 11Как возможен такой внезапный «взрыв жизни» за такое короткое время? Мы объясним это в ближайшее время.
Объяснения дилеммы Дарвина
Первоначально проблема объяснения кембрийского взрыва была связана с фактическим отсутствием окаменелостей до этого периода. Сегодня мы знаем, что это потому, что эти докембрийские животныеедва ли имели какие-либо структуры, которые могли бы сохраниться в окаменелостях. Они существовали, но почти не оставили следов.
Согласно последним исследованиям, существует ряд факторов, способствовавших быстрой диверсификации в кембрийскую эпоху. Авторы приходят к выводу, что единого объяснения нет, а скорее сочетание генетических, экологических и даже тектонических факторов.
В этот период возникли гены HOX, которые являются генами, определяющими тип тела животного. Это привело к огромному разнообразию планов кузова. К сожалению, этот факт не объясняет кембрийский взрыв: это потому, чтогены HOX диверсифицировались до кембрийских видов.
Появление через несколько миллионов лет большего количества телесных характеристик, среди которых зрение, способствовало бывзрыву адаптации к очень специфическим экологическим нишам.
Таким образом, этот великий взрыв, безусловно, имел эффект обратной связи, поскольку из-за экологической конкуренции между собой животные должны были бы диверсифицировать свои характеристики, чтобы выжить, что позволило бы появиться еще большему количеству таксонов.
Согласно исследованию, физические изменения, происходившие в кембрии, происходили примерно в четыре раза быстрее, чем сегодня. Кроме того, они сопровождались генетическими изменениями порядка в пять раз выше. Авторы считают, что в силу особенностей времени это событие можно совместить с дарвиновской эволюцией.
Ближе к ответу
В заключение, и как мы смогли прочитать в этих строках, есть несколько возможных объяснений, оправдывающих кембрийский взрыв, но важно то, что все они правдоподобны, если мы начнем с общей теории эволюция. Предстоит еще много работы, но с каждым днем мы все ближе к получению ответа на дилемму Дарвина.