Evoluția este fenomenul prin care o populație de organisme vii își transformă treptat caracterele fizice și comportamentul, pierzând anumite caractere sau obiceiuri sau căpătând caractere și obiceiuri noi, ceea ce modifică specia, și uneori creează, dintr-o populație unică, două populații diferite (noi varietăți sau specii: acest fenomen este denumit speciație, iar fenomenul invers, hibridarea naturală, contopește varietăți diferite într-o populație unică). Presupune schimbarea caracteristicilor ereditare ale populațiilor biologice de-a lungul generațiilor succesive. Aceste caracteristici sunt expresiile genelor care sunt transmise de la părinte la urmași în timpul reproducerii. Caracteristici diferite tind să existe în cadrul oricărei populații ca urmare a mutației, recombinării genetice și a altor surse de variație genetică. Evoluția are loc atunci când procesele evolutive, cum ar fi selecția naturală (inclusiv selecția sexuală) și deriva genetică acționează asupra acestei variații, ceea ce duce la anumite caracteristici mai comune sau mai rare în cadrul unei populații. Acest proces de evoluție a dat naștere biodiversității la toate nivelurile de organizare biologică, inclusiv la nivelurile speciilor, organismelor individuale și moleculelor.
Teoria științifică a evoluției prin selecție naturală a fost propusă de Charles Darwin și Alfred Russel Wallace la mijlocul secolului al XIX-lea și a fost expusă în detaliu în cartea lui Darwin despre originea speciilor (1859). Evoluția prin selecție naturală a fost demonstrată pentru prima dată prin observația că sunt deseori produși mai mulți urmași decât pot supraviețui. Aceasta este urmată de trei fapte observabile despre organismele vii:
trăsăturile variază între indivizi în ceea ce privește morfologia, fiziologia și comportamentul lor (variație fenotipică); trăsături diferite conferă rate diferite de supraviețuire și reproducere (capacitate diferențială); trăsăturile pot fi transmise din generație în generație (ereditatea aptitudinii).
Astfel, în generațiile succesive, membrii unei populații sunt mai susceptibili să fie înlocuiți de progenituri ale părinților cu caracteristici favorabile care le-au permis să supraviețuiască și să se reproducă în mediile respective. La începutul secolului XX, alte idei concurente de evoluție, cum ar fi mutaționismul și ortogeneza, au fost respinse, deoarece sinteza modernă a reconciliat evoluția darwinistă cu genetica clasică, care a stabilit0 evoluția adaptativă ca fiind cauzată de selecția naturală care acționează asupra variației genetice mendeliene.
Toată viața de pe Pământ are un ultim strămoș comun universal care a trăit în urmă cu aproximativ 3,5-3,8 miliarde de ani. Înregistrarea fosilelor include o evoluție de la grafitul biogenic timpuriu, la fosile cu mată microbiană, către organisme multicelulare fosilizate. Modelele existente de biodiversitate s-au conturat prin formațiuni repetate de specii noi (speciație), schimbări în cadrul speciilor (anageneză) și dispariția speciilor (extincția) de-a lungul istoriei evolutive a vieții pe Pământ. Trăsăturile morfologice și biochimice sunt mai asemănătoare printre speciile care au un strămoș comun mai recent și pot fi folosite pentru a reconstrui arborii filogenetici.
Biologii evolutionisti au continuat să studieze diverse aspecte ale evoluției, formând și testând ipoteze, construind teorii bazate pe dovezi din teren sau laborator și pe date generate de metodele biologiei matematice și teoretice. Descoperirile lor au influențat nu numai dezvoltarea biologiei, ci și numeroase alte domenii științifice și industriale, inclusiv agricultura, medicina și informatica.
Introducere În biologie, evoluția reprezintă modificarea caracterelor moștenite ale populațiilor de organisme de la o generație la alta. Aceste schimbări sunt determinate de combinarea a trei procese principale: variație, reproducere și selecție. Genele care trec de la un organism la urmașii acestuia produc trăsături ereditare, care constituie baza evoluției. Aceste trăsături variază în cadrul populațiilor, ale căror indivizi prezintă variații genetice. Urmașii pot avea trăsături noi sau modificate și aceasta fie datorită mutațiilor genetice sau prin transferul de gene între populații și între specii. Astfel, la speciile care se reproduc sexuat, prin recombinare genetică se produc noi combinații de gene. Evoluția se produce când aceste diferențe ereditare devin tot mai comune sau tot mai rare într-o populație.
Două mecanisme majore dirijează evoluția: Primul este selecția naturală, procesul care face ca acele caractere ereditare, care sunt mai eficace pentru supraviețuire și reproducere, să devină mai răspândite în cadrul unei populații. Aceasta se datorează faptului că indivizii cu caractere mai avantajoase se reproduc mai ușor, astfel că tot mai mulți indivizi din generațiile următoare vor moșteni aceste trăsături.Futuyma, Douglas J. (2005). Evolution. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, Inc. ISBN 0-87893-187-2.Lande R, Arnold SJ (1983). "The measurement of selection on correlated characters". Evolution 37: 1210–26}. doi:10.2307/2408842. După mai multe generații, în urma acestor schimbări succesive, mici și aparent întâmplătoare și o selecție naturală a variantelor care răspund cel mai bine solicitărilor mediului, se realizează adaptarea.Ayala FJ (2007). "Darwin's greatest discovery: design without designer" . Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 Suppl 1: 8567–73. doi:10.1073/pnas.0701072104. PMID 17494753. Al doilea mecanism major al evoluției îl constituie driftul genetic, un proces independent care produce schimbări aleatorii ale trăsăturilor la o populație mică. Pentru ca aceste trăsături să se transmită la urmași, care la rândul lor să se reproducă, probabilitatea joaca un rol important. Deși diferențele produse prin mutație genetică și selecție naturală sunt relativ mici de la o generație la alta, în timp acestea se pot acumula, producând adevărate schimbări la nivelul organismelor, astfel încât se poate ajunge la noi specii (speciație).(Gould 2002) Mai mult, similaritățile dintre organisme sugerează faptul că toate speciile cunoscute provin dintr-un strămoș comun printr-un proces de divergență graduală.
Biologia evoluționistă studiază domeniul legat de evoluția lumii vii, dezvoltă și testează teorii care să-i explice mecanismul. Studiind fosilele și biodiversitatea formelor de viață existente, oamenii de știință și-au dat seama, mai ales pe la jumătatea secolului al XIX-lea, că speciile se modifică în timp.Ian C. Johnston (1999), "History of Science: Early Modern Geology", Malaspina University-College. Accesat la 2008-01-15.Bowler, Peter J. (2003). Evolution:The History of an Idea, University of California Press. ISBN 0-520-23693-9. Totuși, mecanismul care dirijează aceste schimbări a rămas necunoscut până în 1859, când Charles Darwin publică Originea speciilor, explicând această teorie prin intermediul conceptului de selecție naturală.Darwin, Charles (1859). On the Origin of Species (1st ed.), Londra: John Murray. pp. 1. Existența anterioară a altor idei similare a fost recunoscută în: Darwin, Charles (1861), On the Origin of Species (3rd ed.), Londra: John Murray. xiii. Deși a provocat controverse aprinse, teoria lui Darwin a fost acceptată de majoritatea lumii științifice.AAAS Council (26 decembrie 1922), "AAAS Resolution: Present Scientific Status of the Theory of Evolution" , American Association for the Advancement of Science."IAP Statement on the Teaching of Evolution" (PDF), The Interacademy Panel on International Issues (2006). Accesat la 2007-04-25.Board of Directors, American Association for the Advancement of Science (2006-02-16)."Statement on the Teaching of Evolution" (PDF), American Association for the Advancement of Science."Statements from Scientific and Scholarly Organizations" , National Center for Science Education. Prin anii 1930' are loc combinarea dintre teoria selecției naturale a lui Darwin cu legile lui Mendel privind ereditatea și se obține teoria sintetică a evoluției,Kutschera U, Niklas K (2004). "The modern theory of biological evolution: an expanded synthesis". Naturwissenschaften 91 (6): 255–76. doi:10.1007/s00114-004-0515-y, PMID 15241603. în cadrul căreia se realizează legătura dintre unitățile evolutive (gene) și mecanismul evoluției (selecția naturală). Fiind mai vizionară și mai explicită, aceasta nouă teorie se confruntă cu succes cu noile probleme ridicate de biologia modernă, furnizând o explicație unificatoare a existenței diversității vieții pe Pământ."Special report on evolution", New Scientist (2008-01-19).
Istoricul teoriei evoluției
Antichitate Propunerea ca un tip de organism ar putea sa fie descendent dintr-un alt tip de organism a fost inițiată în filosofia greacă pre-socratică. Anaximander a facut referire la evoluționism în "Originea Umanitatii", iar Empedocles a scris "Cosmogonia". Poetul Lucretius a fost adept al lui Empedocles in lucrarea sa "De rerum natura" (Natura lucrurilor).
Evul Mediu În contrast cu viziunea materialistă, aristotelianismul a considerat ca toate lucrurile naturale ca actualizări ale posibilităților naturale fixe, cunoscute ca forme din cunoscuta Teorie a formelor. Aceasta era o parte a intelegerii teologice medievale ale naturii in care toate obiectele jucau un rol in ordinul cosmic divin. Ideea a devenit un standard al evului mediu si a fost integrata in educatia crestina.
Pre-darwinism În secolul al XVII-lea, noua metodă a științei moderne a respins demersul aristotelic. Acesta a căutat explicații ale fenomenelor naturale în termeni de legi fizice care erau aceleași pentru toate lucrurile vizibile și care nu necesitau existența unor categorii naturale fixe sau a unei ordine cosmice divine. Cu toate acestea, această nouă abordare a putut prinde rădăcini în științele biologice, ultimul bastion al conceptului de tipuri naturale fixe.*
John Ray a aplicat unul dintre termenii mai generali anterior pentru tipurile naturale fixe, „specie”, la tipurile de plante și animale, dar a identificat cu strictețe fiecare tip de viețuitoare ca specie și a propus ca fiecare specie să poată fi definită prin trăsăturile care s-au perpetuat. Clasificarea biologică introdusă de Carl Linnaeus în 1735 a recunoscut în mod explicit natura ierarhică a relațiilor dintre specii, dar încă privea speciile ca fiind fixate conform unui plan divin.