تکامل بیولوژیکی به معنای رشد طبیعی موجودات زنده است که با تغییر در ترکیب ژنتیکی جمعیت ها و همچنین افزایش ویژگی های سازگاری، ظهور گونه های جدید و انقراض گونه های قدیمی همراه است. همه این عوامل هم اکوسیستم و هم زیست کره را به عنوان یک کل در طول زمان تغییر می دهند.
نظریه پایه
نسخه های مختلفی وجود دارد که مکانیسم هایی را توضیح می دهد که فرآیند تکامل بر اساس آنها ساخته شده است. اکثر دانشمندان اکنون به نظریه ترکیبی تکامل (STE) متعهد هستند که بر اساس تلفیق ژنتیک جمعیت و داروینیسم است. نظریه سنتتیک رابطه بین جهش های ژنتیکی، یعنی ماده تکامل، و انتخاب طبیعی (مکانیسم تکامل) را توضیح می دهد. فرآیند تکاملی در چارچوب این نظریه، فرآیند تغییر فراوانی آلل‌های ژن‌های مختلف در جمعیت گونه‌ها در طول چندین نسل است.
الگوها و قوانین تکامل
تکامل یک فرآیند برگشت ناپذیر است. هر موجودی که با انباشت جهش های مثبت توانسته خود را با شرایط جدید وفق دهد، در بازگشت به محیط قبلی خود، باید دوباره مسیر سازگاری را طی کند. علاوه بر این، هیچ گونه بیولوژیکی نمی تواند به طور کامل ایجاد شود،چارلز داروین نوشت که حتی اگر زیستگاه مانند قبل شود، گونه تکامل یافته نمی تواند به حالت قبلی خود بازگردد. یعنی حیوانات قادر خواهند بود خود را با بازگشت به شرایط قدیمی وفق دهند، اما نه به روش های "قدیمی".
این را می توان به راحتی در مورد دلفین ها مشاهده کرد. ساختار داخلی باله های آنها (به همراه سیتاس ها) ویژگی های اندام پستانداران را حفظ می کند. جهش ها مخزن ژنی یک نسل را به روز می کنند، بنابراین هرگز تکرار نمی شوند. با وجود این واقعیت که دلفین ها و نهنگ ها زیستگاه خود را تغییر داده اند و اندام های پنج انگشتی به باله تبدیل شده اند، آنها همچنان پستانداران هستند. درست مانند خزندگان که از دوزیستان در یک مرحله خاص تکامل یافته اند، اما حتی با بازگشت به محیط قبلی خود، نمی توانند دوزیستان ایجاد کنند.
نمونه دیگری از این قانون تکاملی: درختچه همیشه سبز Ruscus. روی ساقه آن برگ های براق، بزرگ و ضخیم است که در واقع شاخه های اصلاح شده هستند. برگ های واقعی فلس دار هستند و در مرکز این "ساقه ها" قرار دارند. در اوایل بهار یک گل از سینوس فلس ظاهر می شود که بعداً میوه از آن رشد می کند. سوزن قصابی در روند تکامل از شر برگها خلاص شد و در نتیجه توانست خود را با خشکسالی وفق دهد اما دوباره به محیط آبی افتاد اما به جای شاخ و برگ واقعی ساقه های اصلاح شده ظاهر شد.
ناهمگونی
قوانین تکامل بیان می کند که این فرآیند بسیار ناهمگن است و با زمان نجومی تعیین نمی شود. به عنوان مثال، حیواناتی هستند که در آن وجود داشته اندبرای صدها میلیون سال بدون تغییر. این ماهی‌های باله‌دار، تواتارا و دم سابر فسیل‌های زنده هستند. اما این اتفاق می افتد که گونه زایی و اصلاح خیلی سریع اتفاق می افتد. در طول 800 هزار سال گذشته، گونه های جدیدی از جوندگان در استرالیا و فیلیپین به وجود آمده اند و دریاچه بایکال در 20 میلیون سال گذشته خود را با 240 گونه خرچنگ غنی کرده است که به 34 جنس جدید تقسیم می شوند. پیدایش یا تغییر یک گونه به زمان بستگی ندارد، بلکه با عدم تناسب اندام و تعداد نسل ها تعیین می شود. به این معنا که هرچه یک گونه سریعتر تولید مثل کند، سرعت تکامل بالاتر است.
سیستم های بسته
فرآیندهایی مانند تکامل، انتخاب طبیعی و جهش می توانند بسیار سریعتر پیش بروند. این زمانی اتفاق می افتد که شرایط محیطی ناپایدار باشد. با این حال، در اقیانوس‌های عمیق، آب‌های غار، جزایر و سایر مناطق جدا شده، تکامل، انتخاب طبیعی و گونه‌زایی بسیار کند است. این واقعیت را توضیح می دهد که ماهی های لوب باله برای میلیون ها سال بدون تغییر باقی می مانند.
ردیابی وابستگی تکامل به سرعت انتخاب طبیعی در مورد حشرات بسیار ساده است. در دهه سی قرن گذشته، استفاده از داروهای سمی از آفات شروع شد، اما پس از چند سال، گونه هایی ظاهر شدند که با عمل دارو سازگار شدند. این اشکال موقعیت غالبی را به خود اختصاص داده اند و به سرعت در سراسر سیاره پخش شده اند.
برای درمان بسیاری از بیماری ها، اغلب از آنتی بیوتیک های قوی استفاده می شد - پنی سیلین، استرپتومایسین، گرامیسیدین. قوانین تکامل به اجرا درآمد: در حال حاضر در دهه چهلدانشمندان به ظهور میکروارگانیسم های مقاوم به این داروها اشاره کرده اند.
الگوها
سه جهت اصلی تکامل وجود دارد: همگرایی، واگرایی و موازی. در حین واگرایی، واگرایی تدریجی شخصیت های درون گونه ای مشاهده می شود که در نهایت منجر به گروه بندی جدید افراد می شود. همانطور که تفاوت در ساختار و روش به دست آوردن غذا آشکارتر می شود، گروه بندی ها شروع به پراکندگی در مناطق دیگر می کنند. اگر یک منطقه توسط حیوانات با نیازهای غذایی یکسان اشغال شود، با گذشت زمان، زمانی که ذخایر غذا کوچکتر می شود، آنها باید منطقه را ترک کرده و با شرایط مختلف سازگار شوند. اگر در یک قلمرو گونه هایی با نیازهای متفاوت وجود داشته باشد، رقابت بین آنها بسیار کمتر است.
یک مثال واضح از چگونگی روند تکاملی واگرایی 7 گونه گوزن مرتبط با یکدیگر است: اینها گوزن شمالی، مارال، گوزن، آهو سیکا، آهوی آیش، آهوی مشک و گوزن می باشد..
گونه هایی با درجه واگرایی بالا این توانایی را دارند که فرزندان بزرگی به جا بگذارند و کمتر با یکدیگر رقابت کنند. هنگامی که واگرایی صفات تقویت شود، جمعیت به زیرگونه‌ها تقسیم می‌شود که به دلیل انتخاب طبیعی، ممکن است در نهایت به گونه‌های جداگانه تبدیل شوند.
Community
همگرایی را تکامل سیستم های زنده نیز می نامند که در نتیجه گونه های غیر مرتبط دارای ویژگی های مشترک هستند. نمونه ای از همگرایی شباهت شکل بدن در استدلفین ها (پستانداران)، کوسه ها (ماهی ها) و ایکتیوسورها (خزندگان). این نتیجه وجود در همان زیستگاه و همان شرایط زندگی است. آگامای کوهنوردی و آفتاب پرست نیز ربطی به هم ندارند، اما از نظر ظاهری بسیار شبیه به هم هستند. بال ها نیز نمونه ای از همگرایی هستند. در خفاش ها و پرندگان، آنها با تغییر اندام های جلویی به وجود می آیند، اما در پروانه، این ها رشد بدن هستند. همگرایی در میان تنوع گونه ای سیاره بسیار رایج است.
موازی
این اصطلاح از یونانی "parallelos" به معنای "راه رفتن در کنار" گرفته شده است و این ترجمه به خوبی معنای آن را توضیح می دهد. موازی سازی فرآیند کسب مستقل ویژگی های ساختاری مشابه در میان گروه های ژنتیکی نزدیک به هم است که به دلیل وجود ویژگی هایی است که از اجداد مشترک به ارث رسیده است. این نوع تکامل در طبیعت گسترده است. نمونه ای از این ظاهر باله ها به عنوان سازگاری با محیط آبی است که در ماهی های دریایی، فوک های گوش دار و فوک های واقعی به صورت موازی تشکیل می شوند. همچنین، در میان بسیاری از حشرات بالدار، انتقال بالهای جلو به الیترا وجود داشت. ماهی‌های باله‌دار نشانه‌هایی از دوزیستان و مارمولک‌های دندان‌دار حیوانات نشانه‌هایی از پستانداران دارند. حضور توازی نه تنها به وحدت منشأ گونه ها، بلکه بر شرایط مشابه وجود گواهی می دهد.
