ევოლუცია: განსხვავება გადახედვებს შორის

არ არის რედაქტირების რეზიუმე
No edit summary
[[დედამიწა]]ზე არსებულ ყველა ცოცხალ ორგანიზმს ჰყავს საერთო წინაპარი, რომელსაც „[[უკანასკნელი უნივერსალური საერთო წინაპარი]]“ (Last Universal Common Ancestor - [[LUCA]]) ეწოდება.<ref name="Kampourakis2014">{{harvnb|Kampourakis|2014|pp=[https://books.google.com/books?id=RKroAgAAQBAJ&pg=PA127 127–129]}}</ref><ref name="Doolittle_2000">{{cite journal |last=Doolittle |first=W. Ford |authorlink=Ford Doolittle |date=February 2000 |title=Uprooting the Tree of Life |url=http://shiva.msu.montana.edu/courses/mb437_537_2004_fall/docs/uprooting.pdf |format=PDF |journal=[[Scientific American]] |location=Stuttgart |publisher=[[Georg von Holtzbrinck Publishing Group]] |volume=282 |issue=2 |pages=90–95 |doi=10.1038/scientificamerican0200-90 |issn=0036-8733 |pmid=10710791 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20060907081933/http://shiva.msu.montana.edu/courses/mb437_537_2004_fall/docs/uprooting.pdf |archivedate=2006-09-07 |accessdate=2015-04-05}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Glansdorff |first1=Nicolas |author2=Ying Xu |last3=Labedan |first3=Bernard |date=July 9, 2008 |title=The Last Universal Common Ancestor: emergence, constitution and genetic legacy of an elusive forerunner |journal=[[Biology Direct]] |location=London |publisher=[[BioMed Central]] |volume=3 |page=29 |doi=10.1186/1745-6150-3-29 |issn=1745-6150 |pmc=2478661 |pmid=18613974}}</ref> იგი 3,5-3,8 მილიარდი წლის წინ არსებობდა,<ref name="Origin1" /> თუმცა, [[2015]] წელს ჩატარებულმა კვლევამ 4,1 მილიარდი წლით დათარიღებული „[[ბიოტური მატერია|ბიოტური სიცოცხლის]] ნარჩენები“ იპოვა [[დასავლეთ ავსტრალია|დასავლეთ ავსტრალიის]] უძველეს გეოლოგიურ შრეებში.<ref name="AP-20151019">{{cite news |last=Borenstein |first=Seth |title=Hints of life on what was thought to be desolate early Earth |url=http://apnews.excite.com/article/20151019/us-sci--earliest_life-a400435d0d.html |date=October 19, 2015 |work=[[Excite]] |location=Yonkers, NY |publisher=[[Mindspark Interactive Network]] |agency=[[Associated Press]] |accessdate=2015-10-20}}</ref><ref name="PNAS-20151014-pdf">{{cite journal |last1=Bell |first1=Elizabeth A. |last2=Boehnike |first2=Patrick |last3=Harrison |first3=T. Mark |last4=Mao |first4=Wendy L. |display-authors=3 |date=November 24, 2015 |title=Potentially biogenic carbon preserved in a 4.1 billion-year-old zircon |url=http://www.pnas.org/content/early/2015/10/14/1517557112.full.pdf |format=PDF |journal=[[Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.]] |location=Washington, D.C. |publisher=[[National Academy of Sciences]] |volume=112 |issue=47 |pages=14518–14521 |doi=10.1073/pnas.1517557112 |issn=0027-8424 |accessdate=2015-12-30 |pmid=26483481 |pmc=4664351}}</ref> [[2016]] წლის ივლისში მეცნიერებმა მოახდინეს LUCA-ს 355 [[გენი]]ს იდენტიფიკაცია, რომლებსაც დედამიწაზე არსებული ყველა ცოცხალი [[ორგანიზმი]] იზიარებს.<ref name="NYT-20160725">{{cite news |last=Wade |first=Nicholas |authorlink=Nicholas Wade |title=Meet Luca, the Ancestor of All Living Things |url=http://www.nytimes.com/2016/07/26/science/last-universal-ancestor.html |date=July 25, 2016 |work=[[New York Times]] |accessdate=July 25, 2016 }}</ref>
 
[[სიცოცხლის ევოლუციური ისტორია|სიცოცხლის ევოლუციური ისტორიის]] მანძილზე ახალი [[სახეობა|სახეობების]] ჩამოყალიბება ([[სახეობათწარმოქმნა]]), ცვლილება ([[ანაგენეზი]]) და გაქრობა ([[გადაშენება]]) დემონსტრირებულია [[ჰომოლოგია (ბიოლოგია)|საერთო]] [[მორფოლოგია (ბიოლოგია)|მორფოლოგიური]] და [[ბიოქიმია|ბიოქიმიური]] თვისებებით, [[დნმ-ის მიმდევრობა|დნმ-ის მიმდევრობის]] ჩათვლით.<ref name="The Cell by Panno">{{harvnb|Panno|2005|pp=xv-16}}</ref> ეს საერთო თვისებები უფრო მეტად მსგავსია იმ სახეობებში, რომელთაც ჰყავთ უფრო თანამედროვე საერთო წინაპარი და შეიძლება გამოყენებული იქნას ბიოლოგიური „[[სიცოცხლის ხე|სიცოცხლის ხის]]“ ასაგებად, რომელიც ევოლუციურ ნათესაობას ([[ფილოგენეტიკა]]) ეყრდნობა, ამჟამინდელი სახეობებისა და [[ნამარხი|ნამარხების]] გამოყენებით. ნამარხები გულისხმობს ადრეულ [[ბიოგენური სუბსტანცია|ბიოგენურ]] [[გრაფიტი|გრაფიტს]],<ref name="NG-20131208">{{cite journal |last1=Ohtomo |first1=Yoko |last2=Kakegawa |first2=Takeshi |last3=Ishida |first3=Akizumi |last4=Nagase |first4=Toshiro |last5=Rosing |first5=Minik T. |display-authors=3 |date=January 2014 |title=Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks |journal=[[Nature Geoscience]] |location=London |publisher=Nature Publishing Group |volume=7 |issue=1 |pages=25–28 |bibcode=2014NatGe...7...25O |doi=10.1038/ngeo2025 |issn=1752-0894}}</ref> [[მიკრობული ფენა|მიკრობული ფენის]]<ref name="AP-20131113" /><ref name="TG-20131113-JP" /><ref name="AST-20131108" /> და [[მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმი|მრავალუჯრედიანმრავალუჯრედიანი ორგანიზმების]] განამარხებულ ნარჩენებს. არსებული ბიომრავალფეროვნება შექმნილია როგორც სახეობების წარმოქმნით, ასევეისე გადაშენებით.<ref name="Futuyma04">{{harvnb|Futuyma|2004|p=33}}</ref> ყველაიმ სახეობისსახეობათა 99%-ზე მეტი, რასაც კი ოდესმე დედამიწაზე უცხოვრია, გადაშენებულად ითვლება.<ref name="StearnsStearns1999" /><ref name="NYT-20141108-MJN" /> დედამიწაზე ამჟამად არსებული სახეობების რიცხვი 10-დან 14 მილიონამდე აღწევს, რომელთაგანაც უმეტესობა დოკუმენტირებული და აღწერილი არაა.<ref name="NSF-2016002">{{cite news |author=Staff |title=Researchers find that Earth may be home to 1 trillion species |url=http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=138446 |date=2 May 2016 |work=[[National Science Foundation]] |accessdate=6 May 2016 }}</ref>
 
მეცნიერული თეორია ევოლუციის შესახებ ბუნებრივი გადარჩევის გზით დამოუკიდებლად შეიმუშავეს [[ჩარლზ დარვინი|ჩარლზ დარვინმა]] და [[ალფრედ რასელ უოლესი|ალფრედ რასელ უოლესმა]] XIX საუკუნის შუა წლებში. იგი დეტალურად პირველად იქნა გადმოცემული დარვინის წიგნში „სახეობათა წარმოშობის შესახებ“ (''On the Origin of Species'').<ref>{{harvnb|Darwin|1859}}</ref> ბუნებრივი გადარჩევის გზით ევოლუციის პირველ დემონსტრირებას წარმოადგენდა დაკვირვება, რომ წარმოიქმნება შთამომავლობის იმაზე მეტი რაოდენობა, ვიდრე მათი გადარჩენაა შესაძლებელი. იგი ასევე მოიცავს სამ დაკვირვებად ფაქტს ცოცხალი ორგანიზმების შესახებ: 1) ინდივიდები განსხვავდებიან მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური და ქცევითი თვისებებით (ფენოტიპური ვარიაციები); 2) განსხვავებული თვისებები ინდივიდის გადარჩენის და [[რეპროდუქცია|რეპროდუქციის]] განსხვავებულ შანსებს უზრუნველყოფს (დიფერენციალური შემგუებლობა) და 3) თვისებები შეიძლება თაობიდან თაობას გადაეცეს ([[შემგუებლობის მემკვიდრეობითობა|შემგუებლობის მემკვიდრეობითობა]]).<ref name="Lewontin70">{{cite journal |last=Lewontin |first=R. C. |authorlink=Richard Lewontin |date=November 1970 |title=The Units of Selection|url=http://joelvelasco.net/teaching/167/lewontin%2070%20-%20the%20units%20of%20selection.pdf |journal=[[Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics|Annual Review of Ecology and Systematics]] |location=Palo Alto, CA |publisher=[[Annual Reviews (publisher)|Annual Reviews]] |volume=1 |pages=1–18 |doi=10.1146/annurev.es.01.110170.000245 |jstor=2096764 |issn=1545-2069}}</ref> აქედან გამომდინარე, შემდგომ თაობებში პოპულაციის წევრები ჩანაცვლებულნი იქნებიან იმ მშობლების [[შთამომავალი|შთამომავლებით]], რომელთაც გააჩნიათ უფრო ხელსაყრელი თვისებები, რათა გადარჩნენ და გამრავლდნენ იმ [[ბიოფიზიკური გარემო|ბიოფიზიკურ გარემოში]], სადაც ბუნებრივი გადარჩევა მიმდინარეობს. ეს არის გზა, რომლის საშუალებითაც ბუნებრივი გადარჩევის პროცესი ქმნის და ინარჩუნებს იმ თვისებებს, რომლებიც მორგებულია მათ მიერ შესასრულებელ ფუნქციებს.<ref>{{harvnb|Darwin|1859|loc=[http://darwin-online.org.uk/content/frameset?itemID=F373&viewtype=text&pageseq=477 Chapter XIV]}}</ref> ბუნებრივი გადარჩევა, [[სქესობრივი გადარჩევა|სქესობრივ გადარჩევასთან]] ერთად, არის ადაპტაციის ერთ-ერთი გამომწვევი მიზეზი, თუმცა არა ერთადერთი მიზეზი ევოლუციისა. არაადაპტაციური ევოლუციური პროცესები გულისხმობს [[მუტაცია]]ს, გენების დრეიფს და [[გენების დინება]]ს.<ref name="Scott-Phillips">Scott-Phillips, T. C., Laland, K. N., Shuker, D. M., Dickins, T. E. and West, S. A. (2014). [http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/evo.12332/full "The Niche Construction Perspective: A Critical Appraisal"]. Evolution 68: 1231-1243.</ref>
 
მენდელის გენეტიკის აღმოჩენამდე არსებობდა ერთი საერთო ჰიპოთეზა ― „შერწყმული მემკვიდრეობითობა“, მაგრამ მემკვიდრეობითობის შერევით გენეტიკური მრავალფეროვნება სწრაფად დაიკარგებოდა, რაც ბუნებრივ გადარჩევას არადამაჯერებელს ხდიდა. [[ჰარდი-ვაინბერგის პრინციპი]] გვაძლევს პასუხს იმაზე, თუ როგორ ნარჩუნდება მრავალფეროვნება პოპულაციაში მენდელისეული მემკვიდრეობითობის პირობებში. ალელების სიხშირე (გენების ვარიანტები) გადარჩევის, მუტაციის, მიგრაციისა და გენთა დრეიფის გარეშე მუდმივი იქნებოდა.<ref name="Ewens W.J. 2004">{{harvnb|Ewens|2004}}{{page needed|date=December 2014}}</ref>
 
 
===მუტაცია===
 
მუტაციებს შეუძლია მოიცვას [[ქრომოსომა]]თა დიდი ნაწილი გაორმაგების გზით (ჩვეულებრივ, [[გენეტიკური რეკომბინაცია|გენეტიკური რეკომბინაციით]]), რასაც შეუძლია გენომში წარმოქმნას გენების დამატებითი ასლები.<ref>{{cite journal |last1=Hastings |first1=P. J. |last2=Lupski |first2=James R. |authorlink2=James R. Lupski |last3=Rosenberg |first3=Susan M. |last4=Ira |first4=Grzegorz |date=August 2009 |title=Mechanisms of change in gene copy number |journal=Nature Reviews Genetics |location=London |publisher=Nature Publishing Group |volume=10 |issue=8 |pages=551–564 |doi=10.1038/nrg2593 |issn=1471-0056 |pmc=2864001 |pmid=19597530}}</ref> გენების დამატებითი ასლები ახალი გენების ჩამოყალიბებისათვის საჭირო ნედლი მასალის ძირითადი წყაროა.<ref>{{harvnb|Carroll|Grenier|Weatherbee|2005}}{{page needed|date=December 2014}}</ref> ეს იმ მხრივაა მნიშვნელოვანი, რომ ახალ გენთა უმეტესი ნაწილი ყალიბდება გენთა ოჯახებში უკვე არსებული გენებისგან, რომელთაც საერთო წინაპარი ჰყავთ.<ref>{{cite journal |last1=Harrison |first1=Paul M. |last2=Gerstein |first2=Mark |authorlink2=Mark Bender Gerstein |date=May 17, 2002 |title=Studying Genomes Through the Aeons: Protein Families, Pseudogenes and Proteome Evolution |journal=[[Journal of Molecular Biology]] |location=Amsterdam, the Netherlands |publisher=[[Elsevier]] |volume=318 |issue=5 |pages=1155–1174 |doi=10.1016/S0022-2836(02)00109-2 |issn=0022-2836 |pmid=12083509}}</ref> მაგალითად, სინათლის შემგრძნობი სტრუქტურის ჩამოსაყალიბებლად, ადამიანის [[თვალი]] ოთხ გენს იყენებს: სამს ფერადი ხედვისთვის და ერთს ღამის ხედვისთვის; ოთხივე მათგანი ერთი წინაპარი გენისგანაა წარმოშობილი.<ref>{{cite journal |last=Bowmaker |first=James K. |title=Evolution of colour vision in vertebrates |date=May 1998 |journal=Eye |location=London |publisher=Nature Publishing Group on behalf of the [[Royal College of Ophthalmologists]] |volume=12 |issue=3b |pages=541–547 |doi=10.1038/eye.1998.143 |issn=0950-222X |pmid=9775215}}</ref>
 
წინაპრისწინაპარი გენისგან ახალი გენი წარმოიშობა, როცა გაორმაგების შედეგად წარმოქმნილი ასლი მუტაციას განიცდის და ახალ ფუნქციებს იძენს. ეს პროცესი მარტივად მიმდინარეობს გენის გაორმაგების შემთხვევაში, რადგან ის სისტემაში გენთა სიჭარბეს წარმოშობს. წყვილში ერთმა გენმა შეიძლება შეიძინოს ახალი ფუნქციები, მაშინ როცა სხვა ასლები თავიანთი თავდაპირველი ფუნქციების შესრულებას განაგრძობენ.<ref>{{cite journal |last1=Gregory |first1=T. Ryan |authorlink1=T. Ryan Gregory |last2=Hebert |first2=Paul D. N. |authorlink2=Paul D. N. Hebert |date=April 1999 |title=The Modulation of DNA Content: Proximate Causes and Ultimate Consequences |url=http://genome.cshlp.org/content/9/4/317.full |journal=[[Genome Research]] |location=Cold Spring Harbor, NY |publisher=[[Cold Spring Harbor Laboratory Press]] |volume=9 |issue=4 |pages=317–324 |doi=10.1101/gr.9.4.317 |issn=1088-9051 |pmid=10207154 |accessdate=2014-12-11}}</ref><ref>{{cite journal |last=Hurles |first=Matthew |title=Gene Duplication: The Genomic Trade in Spare Parts |date=July 13, 2004 |journal=PLOS Biology |location=San Francisco, CA |publisher=Public Library of Science |volume=2 |issue=7 |page=e206 |doi=10.1371/journal.pbio.0020206 |issn=1545-7885 |pmc=449868 |pmid=15252449}}</ref> მუტაციათა სხვა ტიპებს არსებული არამაკოდირებული დნმ-ისგან მთლიანად ახალი გენების წარმოქმნაც კი შეუძლიათ.<ref>{{cite journal |last1=Liu |first1=Na |last2=Okamura |first2=Katsutomo |last3=Tyler |first3=David M. |last4=Phillips |first4=Michael D. |last5=Chung |first5=Wei-Jen |last6=Lai |first6=Eric C |date=October 2008 |url=http://www.nature.com/cr/journal/v18/n10/full/cr2008278a.html |title=The evolution and functional diversification of animal microRNA genes |journal=Cell Research |location=London |publisher=Nature Publishing Group on behalf of the Shanghai Institutes for Biological Sciences |volume=18 |issue=10 |pages=985–996 |doi=10.1038/cr.2008.278 |issn=1001-0602 |pmc=2712117 |pmid=18711447 |display-authors=3 |accessdate=2014-12-11}}</ref><ref>{{cite journal |last=Siepel |first=Adam |authorlink=Adam C. Siepel |date=October 2009 |title=Darwinian alchemy: Human genes from noncoding DNA |url=http://genome.cshlp.org/content/19/10/1693.full |journal=Genome Research |location=Cold Spring Harbor, NY |publisher=Cold Spring Harbor Laboratory Press |volume=19 |issue=10 |pages=1693–1695 |doi=10.1101/gr.098376.109 |issn=1088-9051 |pmc=2765273 |pmid=19797681 |accessdate=2014-12-11}}</ref>
 
ახალი გენების წარმოქმნა რამდენიმე გენის მცირე ნაწილების გაორმაგებითაც კი შეიძლება მოხდეს; ეს ფრაგმენტები შემდეგ ახალ კომბინაციებად ჯგუფდებიან და ახალ ფუნქციებს იძენენ.<ref>{{cite journal |last1=Orengo |first1=Christine A. |last2=Thornton |first2=Janet M. |authorlink2=Janet Thornton |date=July 2005 |title=Protein families and their evolution—a structural perspective |journal=Annual Review of Biochemistry |location=Palo Alto, CA |publisher=Annual Reviews |volume=74 |pages=867–900 |doi=10.1146/annurev.biochem.74.082803.133029 |issn=0066-4154 |pmid=15954844}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Long |first1=Manyuan |last2=Betrán |first2=Esther |last3=Thornton |first3=Kevin |last4=Wang |first4=Wen |date=November 2003 |title=The origin of new genes: glimpses from the young and old |journal=Nature Reviews Genetics |location=London |publisher=Nature Publishing Group |volume=4 |issue=11 |pages=865–875 |doi=10.1038/nrg1204 |issn=1471-0056 |pmid=14634634}}</ref> როდესაც უკვე არსებული ნაწილებისგან ახალი გენები იკვრება, [[ცილის დომენი|ცილის დომენები]] მარტივი დამოუკიდებელი ფუნქციების მქონე მოდულების სახით მოქმედებს, რომლებსაც შეუძლიათ ერთმანეთს შეერიონ და წარმოქმნან ახალი კომბინაცია სრულიად ახალი და კომპლექსური ფუნქციებით.<ref>{{cite journal |last1=Wang |first1=Minglei |last2=Caetano-Anollés |first2=Gustavo |authorlink2=Gustavo Caetano-Anolles |date=January 14, 2009 |title=The Evolutionary Mechanics of Domain Organization in Proteomes and the Rise of Modularity in the Protein World |journal=[[Structure (journal)|Structure]] |location=Cambridge, MA |publisher=Cell Press |volume=17 |issue=1 |pages=66–78 |doi=10.1016/j.str.2008.11.008 |issn=1357-4310 |pmid=19141283}}</ref> მაგალითად, [[პოლიკეტიდსინთეტაზა|პოლიკეტიდ სინთეტაზები]] მსხვილი [[ფერმენტები]]ა, რომლებიც [[ანტიბიოტიკები|ანტიბიოტიკებს]] წარმოქმნიან. ისინი შედგებიან ასი დამოუკიდებელი დომენისგან, რომელთაგან თითოეული აკატალიზებს თითო საფეხურს მთლიან პროცესში, კონვეიერული სისტემის მსგავსად.<ref>{{cite journal |last1=Weissman |first1=Kira J. |last2=Müller |first2=Rolf |date=April 14, 2008 |title=Protein–Protein Interactions in Multienzyme Megasynthetases |journal=[[ChemBioChem]] |location=Weinheim, Germany |publisher=[[Wiley-VCH]] |volume=9 |issue=6 |pages=826–848 |doi=10.1002/cbic.200700751 |issn=1439-4227 |pmid=18357594}}</ref>