Biološka evolucija pomeni naravni razvoj živih organizmov, ki ga spremljajo spremembe v genetski sestavi populacij, pa tudi povečanje prilagodljivih lastnosti, nastanek novih vrst in izumrtje starih. Vsi ti dejavniki sčasoma spremenijo tako ekosistem kot biosfero kot celoto.
Osnovna teorija
Obstaja več različic, ki pojasnjujejo mehanizme, na katerih je zgrajen evolucijski proces. Večina znanstvenikov je zdaj zavezana sintetični teoriji evolucije (STE), ki temelji na fuziji populacijske genetike in darvinizma. Sintetična teorija pojasnjuje razmerje med genetskimi mutacijami, torej materialom evolucije, in naravno selekcijo (mehanizem evolucije). Evolucijski proces v okviru te teorije je proces spreminjanja frekvenc alelov različnih genov v populacijah vrst v teku več generacij.
Vzorci in pravila evolucije
Evolucija je nepovraten proces. Vsak organizem, ki se je z nabiranjem pozitivnih mutacij uspel prilagoditi novim razmeram, bo moral ob vrnitvi v prejšnje okolje znova prehoditi pot prilagajanja. Poleg tega nobene biološke vrste ni mogoče popolnoma ugotoviti,Charles Darwin je zapisal, da tudi če habitat postane enak kot prej, se razvita vrsta ne bo mogla vrniti v prejšnje stanje. To pomeni, da se bodo živali lahko prilagodile vračanju starih razmer, vendar ne na "stare" načine.
To je mogoče zlahka videti na primeru delfinov. Notranja struktura njihovih plavuti (skupaj s kiti) ohranja značilnosti okončin sesalcev. Mutacije posodabljajo genski sklad generacije, tako da se nikoli ne ponovijo. Kljub temu, da so delfini in kiti spremenili svoj življenjski prostor, petprsti udi pa so se spremenili v plavuti, so še vedno sesalci. Tako kot so se plazilci na določeni stopnji razvili iz dvoživk, a tudi če se vrnejo v prejšnje okolje, ne bodo mogli roditi dvoživk.
Še en primer tega evolucijskega pravila: zimzeleni grm Ruscus. Na njegovem steblu so sijoči, veliki in debeli listi, ki so pravzaprav spremenjene veje. Pravi listi so luskasti in se nahajajo v središču teh "stebel". Iz sinusa luske se zgodaj spomladi pojavi cvet, iz katerega se bo kasneje razvil plod. Mesarska igla se je v procesu evolucije znebila listov, zaradi česar se je lahko prilagodila suši, nato pa je spet padla v vodno okolje, vendar so se namesto pravega listja pojavila spremenjena stebla.
Heterogenost
Pravila evolucije pravijo, da je proces zelo heterogen in ni določen z astronomskim časom. Na primer, obstajajo živali, ki so obstajale vnespremenjen na stotine milijonov let. To so ribe z režnjami, tuatara in sabljasti rep sta živi fosili. Vendar se zgodi, da se speciacija in modifikacija zgodi zelo hitro. V zadnjih 800 tisoč letih so se v Avstraliji in na Filipinih pojavile nove vrste glodalcev, Bajkalsko jezero pa se je v zadnjih 20 milijonih let obogatilo z 240 vrstami rakov, ki so razdeljeni v 34 novih rodov. Pojav ali sprememba vrste ni odvisna od časa kot takega, temveč je odvisna od pomanjkanja kondicije in števila generacij. To pomeni, da hitreje se vrsta razmnožuje, višja je stopnja evolucije.
Zaprti sistemi
Procesi, kot so evolucija, naravna selekcija in mutacije, lahko potekajo veliko hitreje. To se zgodi, ko so okoljske razmere nestabilne. Vendar pa so v globokih oceanih, jamskih vodah, otokih in drugih izoliranih območjih evolucija, naravna selekcija in speciacija zelo počasni. To pojasnjuje dejstvo, da ribe z režnjami plavuti ostanejo nespremenjene toliko milijonov let.
Sledenje odvisnosti evolucije od stopnje naravne selekcije je pri žuželkah precej preprosto. V tridesetih letih prejšnjega stoletja so se začela uporabljati strupena zdravila proti škodljivcem, po nekaj letih pa so se pojavile vrste, ki so se prilagodile delovanju zdravila. Te oblike so zavzele prevladujoč položaj in se hitro razširile po planetu.
Za zdravljenje številnih bolezni so pogosto uporabljali močne antibiotike - penicilin, streptomicin, gramicidin. Pravila evolucije so začela veljati: že v štiridesetih letihznanstveniki so opazili pojav mikroorganizmov, odpornih na ta zdravila.
vzorci
Obstajajo tri glavne smeri evolucije: konvergenca, divergenca in paralelizem. Med razhajanjem opazimo postopno razhajanje intraspecifičnih znakov, kar sčasoma vodi do novih skupin posameznikov. Ko so razlike v strukturi in načinu pridobivanja hrane vse bolj izrazite, se skupine začnejo razpršiti na druga ozemlja. Če eno območje zasedajo živali z enakimi potrebami po hrani, potem bodo sčasoma, ko bo zaloga hrane manjša, morale zapustiti območje in se prilagoditi različnim razmeram. Če na istem ozemlju obstajajo vrste z različnimi potrebami, je konkurenca med njimi veliko manjša.
Nazoren primer, kako poteka evolucijski proces razhajanja, je 7 vrst jelenov, ki so si med seboj sorodni: to so severni jeleni, marali, losi, jelenjadi, damjaki, mošusni jeleni in srnjaki..
Vrste z visoko stopnjo razhajanja imajo sposobnost, da pustijo velike potomce in manj tekmujejo med seboj. Ko se razhajanje lastnosti okrepi, se populacija razdeli na podvrste, ki se lahko zaradi naravne selekcije sčasoma spremenijo v ločene vrste.
Skupnost
Konvergenca se imenuje tudi evolucija živih sistemov, zaradi česar imajo nepovezane vrste skupne značilnosti. Primer konvergence je podobnost oblike telesa vdelfini (sesalci), morski psi (ribe) in ihtiozavri (plazilci). To je posledica obstoja v istem habitatu in enakih življenjskih pogojih. Plezalna agama in kameleon prav tako nista v sorodu, a po videzu zelo podobna. Krila so tudi primer konvergence. Pri netopirjih in pticah so nastali s spremembo prednjih okončin, pri metulju pa so to izrastki telesa. Konvergenca je zelo pogosta med raznolikostjo vrst na planetu.
Paralelizem
Ta izraz izvira iz grškega "parallelos", kar pomeni "hoditi zraven" in ta prevod dobro razloži njegov pomen. Vzporednost je proces neodvisnega pridobivanja podobnih strukturnih značilnosti med tesno sorodnimi genetskimi skupinami, ki se pojavi zaradi prisotnosti značilnosti, podedovanih od skupnih prednikov. Ta vrsta evolucije je v naravi zelo razširjena. Primer tega je pojav plavut kot prilagoditev na vodno okolje, ki so pri mrožeh, ušestih tjulnjih in pravih tjulnjih nastajali vzporedno. Tudi med številnimi krilatimi žuželkami je prišlo do prehoda prednjih kril v elitro. Ribe z režnjami plavuti imajo znake dvoživk, živalskozobe kuščarje pa znake sesalcev. Prisotnost vzporednosti ne priča le o enotnosti izvora vrst, ampak tudi o podobnih pogojih obstoja.
