Człowiek od zawsze interesował się tym, jak powstało życie na Ziemi. Jest to problem., który pasjonuje także ludzi współczesnych. Dziś także poszukujemy jakichkolwiek śladów i dowodów, które pozwolą nam zbliżyć się do pełnego poznania i wyjaśnienia trapiących nas wątpliwości.

Filozoficzne podstawy teorii powstania życia na Ziemi powstały już w starożytności. Syntezy wielu teorii dokonał zaś Arystoteles ze Stagiry. Nie ograniczał się tylko do teoretycznych rozważań, ale prowadził także praktyczne badania. Jego zasługą jest między innymi wprowadzenie wielu pojęć, które do dziś funkcjonują w języku nauki (np. gatunek, osobnik, rodzaj). Stworzył też hierarchiczny system klasyfikacji oparty na dwóch kategoriach : zwierzęta krwiste i bezkrwiste.

Warto także wspomnieć o Linneusza, który uważany jest za twórcę systematyki. Podstawowe założenia systemu klasyfikacyjnego to:

  1. Przyroda składa się z niezmiennych gatunków, które różnią się cechami morfologicznymi;
  2. System ma budowę planową i hierarchiczną;

Na przestrzeni minionych wieków powstało wiele tez i hipotez dotyczących ewolucjonizmu. Jedną z nich jest przekonanie o tym, że życie jest procesem ciągłym, powstającym z martwej materii (SAMORÓDZTWO). Inna zakłada, że świat to wynik jednorazowego aktu twórczego dokonanego przez Boga. Zwolennicy takiego poglądu- a wśród nich K. Linneusza-, G. Cukier- stali na stanowisku, że było to działanie celowe i w pełni świadome. Świat postrzegany jest przy tym jako dzieło doskonałe i ukończone (KREACJONIZM). Funkcjonowała także teza o tym, jakoby życie zostało przeniesione na Ziemię z Kosmosu. Miałyby to być uśpione formy, które pod wpływem działania określonych czynników byłyby zdolne powrócić do życia. Zwolennikiem tej panspermicznej hipotezy był między innymi S. Arrhenius.

Najpowszechniej funkcjonującą tezą, która podparta jest przy tym licznymi badaniami i empirycznymi dowodami, jest TEORIA EWOLUCJI. Głosi ona, że życie powstało jako efekt długich, powolnych i ewolucyjnych zmian. Takie stanowisko reprezentowali na przykład Karol Darwin i Jędrzej Śniadecki.

Dziś naukowcy szacują, że kula ziemska powstała około 4,5 do 5,0 mld lat temu. Życie było jednak możliwe po upływie co najmniej 1,5 mld lat. Wynikało to z faktu, że skład ziemskiej atmosfery był niekorzystny dla żywych organizmów. Składała się ona głównie z wodoru, węgla i pary wodnej. Później pojawił się w niej azot. Między tymi pierwiastkami dochodziło do szeregu reakcji chemicznych. W rezultacie powstały także węglowodory, związki cyjanu, amoniak. Stopniowo w atmosferze zaczął występować dwutlenek i tlenek węgla. Brak występowania tlenu czynił Ziemię niedostępną dla nawet najprostszych form życia.

Dzisiaj uczeni zakładają, że przebieg procesu ewolucji można podzielić na trzy podstawowe etapy:

  1. etap chemicznych zmian- kiedy z materii nieorganicznej wytworzyła się materia organiczna;
  2. etap molekularny- powstały wówczas pierwsze mechanizmy o charakterze molekularnym, były to między innymi podstawowe szlaki metaboliczne;
  3. oraz etap zmian biologicznych, trwający z resztą do dnia dzisiejszego; właśnie wtedy powstała pierwsza forma życia (czyli prakomórka).

Ewolucjonizm stoi na stanowisku, że pierwszy organizm zbudowany był właśnie z jednej komórki.

Spór między J. B. Lamarck'iem a K. Darwinem

J. B. Lamarck jest autorem teorii, która dziś nazywamy od jego nazwiska- lamarkizmem. Lamarck opisywał ewolucję jako jednostopniowy proces. Uważał, że każdy osobnik samodzielnie wywołuje zmianę. Jest to konsekwencja reagowania na określoną potrzebę. (SAMODZIELNA ADAPTACJA). Nabyta cecha czy umiejętność jest następnie przekazywana- w drodze dziedziczenia- potomstwu.

Dla zilustrowania swojego stanowiska Lamarck podawał kilka przykładów. W tej pracy zostanie przedstawiony jeden. Uczony ten twierdził, że przodkami węży były czworonożne gady. Ukształtowanie powierzchni ziemi w miejscach, w których żyły opisywane gady, wymuszało na nich konieczność przedostawania się przez wąskie szczeliny. To spowodowało, że ciało tych gadów stopniowo zaczęło się wydłużać. Do poruszania się po ziemi nie potrzebne były już nogi- wystarczało samo ciało. Coraz rzadziej wykorzystywane kończyny zmniejszały się, aż w końcu zupełnie zanikły. Cecha ta przekazywana była potomstwu. W taki właśnie sposób doszło do ukształtowania ciała węży.

Lamarck uważał także, że przyczyny ogólnych prawidłowości ewolucyjnych tkwią wewnątrz organizmów. Pogląd tego uczonego nie wytrzymał jednak próby czasu i został obalony doświadczalnie.

Karol Darwin- wybitny uczony. Uważał, że proces adaptacyjny zachodzi w konsekwencji ewolucyjnych zmian. Jest to przy tym bardziej powolne zjawisko niż w teorii Lamarck'a.

Ewolucja według Darwina to proces na który składają się dwa etapy. W pierwszym etapie powstaje przypadkowa i nie mająca kierunku zmienność. Podlega ona przy tym procesowi dziedziczenia. Po drugie- dzięki doborowi naturalnemu przypadkowość ta zostaje usystematyzowana. Organizmy, które w danym czasie wyposażone są w korzystniejsze cechy- mają większą szansę na przeżycie. Pozostawią zarazem większą ilość potomstwa, które będzie dominować.

Teoria doboru naturalnego sformułowana przez Darwina może być ujęta w kilku punktach:

  1. Organizmy należące do danego gatunku mimo wszystko różnią się.
  2. Zmienność w pewnym stopniu podlega dziedziczeniu.
  3. Organizmy wydają większą ilość potomstwa, ale tylko część z nich może przeżyć.
  4. O przeżycie trzeba walczyć (PRAWO WALKI O BYT). Zwyciężają najlepiej przystosowane organizmy.

Logiczność wywodu Darwina przyczyniła się do tego, że teoria ta zyskała szybko uznanie. Wywarła przy tym ogromny wpływ na inne dziedziny wiedzy. Nie należy też zapominać, że miała wielu zagorzałych przeciwników.

Obie teorie- lamarkizm i darwinizm- łączy jedna podstawowa cecha. Są one teoriami o charakterze ewolucyjnym. Inaczej jednak tłumaczą mechanizm przystosowania.

Ewolucja

Pojęcie ewolucji może być zdefiniowane jako ciągły, powolny i ukierunkowany proces rozwojowy organizmów. W jego następstwie powstaje ogromna różnorodność świata. Dotyczy to całych gatunków i populacji, a nie poszczególnych osobników.

Obecnie naukowcy wskazują na cztery podstawowe czynniki wpływające na ewolucję. Są to : zmienność (której podstawą jest wymiana i mieszanie genów), izolacja, selekcjonowanie, genetyczne dryfowanie. Badacze stoją na stanowisku, że podstawą powstawania zupełnie nowych gatunków jest gwałtowna zmiana w podstawowych komórkach dziedziczenia. Zachodzące mutacje podlegają dziedziczeniu. Na ogół są jednak recesywne. Wystąpienie zmian w pojedynczych genach jest mało prawdopodobne, mutacje mają głównie charakter przypadkowy. Korzystne mutacje powodują lepsze przystosowanie do warunków środowiskowych. Utrwalenie nowo nabytej cechy regulowane jest przez dobór naturalny. Dziś mówimy o selekcji stabilizującej (czyli takiej, która eliminuje osobniki cechach przejaskrawionych) oraz różnicującej (tu ważniejsze są cechy skrajne, wyklucza się osobniki cechach pośrednich). Walka o byt może mieć charakter:

  1. pośredni- konkurencja w ramach danego gatunku;
  2. bezpośredni- pomiędzy różnymi gatunkami;

Dowody ewolucji

Wiele lat badań dostarczyło ogromnej ilości dowodów, które można podzielić na bezpośrednie i pośrednie.

Dowody bezpośrednie- najcenniejszymi dowodami bezpośrednimi są dane paleontologiczne. Zalicza się do nich szczątki organizmów, które stanowią ogniwa łączące poszczególne gromady. Takie dane nie są jednak pełne, ponieważ szczątki organizmów zachowały się w formie skamieniałości. kolejnym ograniczeniem jest to, że do dziś przetrwały szczątki organizmów, które miały twarde szkielety. Dlatego częściej odnajdujemy pozostałości organizmów morskich niż lądowych.

Kopalniane szczątki roślin- głównie odcisków- odnajdywane są jeszcze rzadziej od zwierzęcych skamieniałości.

Paleontolog najczęściej ma do dyspozycji fragmenty szkieletu, części kości, pojedyncze zęby, muszle, odciski roślin. Jeśli chce odtworzyć przybliżony wygląd całego organizmu musi nie tylko połączyć zachowane części. Konieczne jest także wypełnienie częściami miękkimi.

Dzięki skamieniałościom przewodnim , tzn. .gatunkom zwierząt i roślin kopalnych odnajdywanych tylko w pewnych warstwach geologicznych, naukowcy mogą określić przybliżony wiek znaleziska. Dzięki zebranym materiałom możliwe jest prześledzenie ewolucji słoniowatych, koniowatych czy wreszcie człowiekowatych.

Ważną grupą bezpośrednich dowodów ewolucji są zjawiska, które zachodzą w skutek działalności człowieka. Świat roślin i zwierząt musi bowiem dostosowywać się do zmian, których źródłem jest człowiek. Wiele gatunków nie jest w stanie podołać takiemu wyzwaniu i ginie- jak tury.

Dowody pośrednie- są to wszelkie dane z różnych dziedzin biologii (np. biochemii, embriologii), które dowodzą pokrewieństwa określonych grup organizmów, bądź ich odrębności.

Związki organiczne, które budują protoplazmę- są związkami węgla. Dowodzi to tego, że już w początkowych etapach tworzenia się życia na Ziemi najważniejszą rolę odgrywały związki węgla. Dowodem wspólnego pochodzenia organizmów żywych jest budowa i funkcje porfiryn. Są one podstawowym składnikiem koenzymów wielu białek. Wszystkie porfiryny, które zostały wykryte w organizmach żywych cechują się podobieństwem zasadniczej struktury.

Istotnych potwierdzeń ewolucji dostarczają badania anatomiczne i embriologiczne. Głównym argumentem przy ustalaniu pokrewieństwa między różnymi grupami jest jedność ich planu budowy. Tu warto wskazać na formy pośrednie, czyli takie organizmy, które wykazują cechy wspólne dla dwóch pokrewnych grup. Przykładem może być pratchawiec- łączący cechy pierścienic i stawonogów. Ustalenie jedności planu budowy, które pełnią często zupełnie inną funkcję, pozwala także na ustalenie pokrewieństwa. Mowa tu o narządach homologicznych- czyli narządach o jednakowym planie budowy, ale innym wyglądzie. Wynika to z pełnienia zupełnie innych funkcji. Przykładem takich narządów mogą być kończyny kręgowców lądowych (skrzydło ptaka, skrzydło nietoperza, kończyna konia, ludzka ręka).

Śladem ewolucyjnego rozwoju są także narządy szczątkowe- czyli takie, które u przodków danej grupy były dobrze rozwinięte, a u obecnych form zatraciły swą pierwotną funkcję. Przykładem takich narządów u człowieka jest kość ogonowa i wyrostek robaczkowy.

Warto jeszcze wspomnieć o tzw. "żyjących skamieniałościach". Są to przedstawiciele grup o niskim tempie przemian ewolucyjnych. Dzięki temu przetrwały w prawie nie zmienionej postaci od czasu odległych epok geologicznych do dziś. Jako przykład można wskazać takich przedstawicieli jak: skrzypłocz, łodzik czy ryby dwudyszne.