CALM/arwiki huggingface dataset:
يبلغ عمر كوكب الأرض حوالي 4.54 مليار سنة، بينما يعود أول دليل قاطع على نشأة الحياة على كوكب الأرض إلى 3.5 مليار سنة على الأقل أثناء الحقبة السحيقة الأولى بعدما بدأت القشرة الجيولوجية بالتصلب بعد أول فترة دهر جهنمي. وُجدت مستحاثات الحصيرة الميكروبية في حجر رملي يرجع إلى 3.48 مليار سنة في غرب غرينلاند، بالإضافة إلى بقايا حياة حيوية وُجدت في صخور ترجع إلى حوالي 4.1 مليار سنة في غرب أستراليا. تعليقا على الاكتشافات الأسترالية، كتب ستيفن بلير هيدجز: »إذا نشأت الحياة سريعا على كوكب الأرض، فإنها قد تكون شائعة في الكون». في يوليو 2016، أعلن العلماء عن تحديدهم لتركيبة من 355 جين من السلف الشامل الأخير لكل الكائنات الحية على سطح الأرض.
يُقدر أن أكثر من 99 في المائة من كل الأنواع (والتي تبلغ أكثر من خمسة مليارات نوع) التي عاشت على سطح الأرض قد انقرضت. تتراوح التقديرات لأعداد الأنواع الحالية على سطح الأرض بين 10 ملايين إلى 14 مليون، منهم حوالي 1.9 مليار تم تسميتها وحوالي 1.6 مليار موثقين في قاعدة بيانات، مما يترك على الأقل 80 في المائة من الكائنات غير موصوفة حتى الآن.
يُعتقد أن الكيمياء عالية الطاقة قد أنتجت جزيئات ذاتية المضاعفة منذ حوالي 4 مليارات سنة، وبعدها بنصف مليار سنة وُجد السلف الشامل الأخير. ينص الإجماع العلمي الحالي على أن الكيمياء الحيوية المعقدة التي كونت الحياة قد أتت من تفاعلات كيميائية بسيطة. قد تكون بداية الحياة قد اشتملت على جزيئات ذاتية المضاعفة مثل الحمض النووي الريبوزي وتجمعات من الخلايا البسيطة.
السلف المشترك.
الكائنات الحية على الأرض كلها متحدرة من سلف مشترك أو تجميعة جينات سلفية. الأنواع الموجودة حالياً هي من مراحل عملية التطور، وتنوعها هو نتيجة لسلسلة طويلة من الانتواعات والانقراضات. تم الاستدلال على السلف المشترك من أربع حقائق بسيطة تخص الكائنات الحية: أولاً، للكائنات الحية توزيعات جغرافية لا يمكن عزوها للتكيف المحلي. ثانياً، تنوع الحياة ليس بتشكيلة من الكائنات الفريدة كلياً، وإنما من كائنات بينها تنادد. ثالثاً، السمات الأثارية التي تفتقد لوظائف واضحة تشابه سمات سلفية وظيفية. وأخيراً، يمكن تصنيف الكائنات الحية في تراتب من المجموعات المتداخلة بالاستناد إلى هذه التشابهات - على غرار شجرة العائلة. ولكن اقترح بحث حديث أنَّه بسبب نقل الجينات الأفقي، قد تكون "شجرة الحياة" هذه أكثر تعقيداً من مجرد شجرة متفرعة بسيطة بما أنَّ هناك جينات تنتقل بمعزل عن التوريث بين أنواع بعيدة القرابة.
أيضاً الأنواع السالفة تركت سجلات لتاريخها التطوري. فالأحافير تشكل مع التشريح المُقارَن للكائنات الحالية السجل المورفولوجي أو التشريحي. وعن طريق مقارنة البنى التشريحية للأنواع الحديثة والمنقرضة، يستطيع البليونتولوجيين الاستدلال على أصول هذه الأنواع. إلا أنَّ هذه الطريقة تكون أكثر نجاحاً عند التعامل مع كائنات حية ذات أعضاء جسدية صلبة مثل الصدف، العظام والأسنان. فضلاً عن أنَّ بدائيات النواة مثل البكتيريا والعتائق لديها قدر محدود من المورفولوجيات المشتركة، ولذلك أحافيرها لا تزود معلومات عن أصلها.
وفي الآونة الأخيرة أتت أدلة على السلف المشترك من دراسة التشابهات الكيميائية الحيوية بين الكائنات الحية. فمثلاً كل الخلايا الحية تستعمل نفس المجموعة الأساسية من النوكليوتيدات والأحماض الأمينية. وكشف علم الوراثة الجزيئي مع تقدمه وجود سجل للتطور باقٍ في الجينوم الخاص بالكائن الحي: قياس التاريخ الذي تفرعت به الأنواع بواسطة تقنية الساعات الجزيئية التي تنتجها الطفرات. على سبيل المثال، أسفرت هذه المقارنات بين تسلسلات الدنا عن أنَّ الإنسان والشمبانزي يتطابقان في 96% من الجينوم، وتحليل مناطق الاختلاف يساعد على تبيان التاريخ الذي عاش به السلف المشترك الذي انشق عنه هذان النوعان.
تطور الحياة.
عاشت بدائيات النوى على الأرض منذ نحو 3 إلى 4 بليون سنة. ولم يحدث أي تغير واضح في مورفولوجيتها أو تنظيمها الخلوي لبضعة بلايين من السنين. نشأت الخلايا حقيقية النواة قبل 1.6 إلى 2.7 بليون سنة. والتغير الكبير التالي في البنى الخلوية حدث حين قامت الخلايا حقيقية النواة بابتلاع البكتيريا في ترابط تعاوني يطلق عليه التعايش الداخلي. وقد مرت البكتيريا المبتلَعة بتطور مشترك مع الخلايا المضيفة، بحيث تطورت البكتيريا إما إلى متقدرات أو هيدروجينوسومات. وأدى ابتلاع آخر لكائنات حية شبيهة بالزراقم إلى تشكل الصانعات اليخضورية في الطحالب والنبات.
كان تاريخ الحياة يدور حول حقيقيات النواة أحادية الخلايا وبدائيات النواة والعتائق، إلى أن بدأت الكائنات الحية متعددة الخلايا بالظهور قبل 610 مليون سنة في المحيطات خلال الحقبة الإدياكارية. لقد حدث تطور تعدد الخلايا في عدة أحداث منفردة في كائنات حية مثل الاسفنجيات، الطحالب البنية، الزراقم، العفن الغروي، والجراثيم المخاطية.
بعد وقت قصير من ظهور الكائنات متعددة الخلايا، ظهر تنوع حيوي بارز عبر 10 ملايين سنة تقريباً في حدث يعرف بانفجار كامبري. وهنا ظهرت في السجل الأحفوري غالبية شعب الحيوانات الحالية بالإضافة إلى بعض السلالات الفريدة التي انقرضت فيما بعد. تم اقتراح مسببات عديدة للانفجار الكامبري، بما فيها تراكم الأكسجين الناتج عن التمثيل الضوئي في الغلاف الجوي.
قبل نحو 500 مليون سنة، استعمرت النباتات والفطريات الأرض، وتبعتها بعد قليل المفصليات وحيوانات أخرى. كانت الحشرات ناجحة على وجه الخصوص، وحتى أنها تشكل اليوم الغالبية من أنواع الحيوانات. ظهرت البرمائيات أول مرة قبل حوالي 364 مليون سنة، وتبعتها الحيوانات السلوية البدائية والطيور قبل نحو 155 مليون سنة (وكلاهما من السلالات الشبيهة بالزواحف)، وتلتها الثدييات قبل نحو 129 مليون سنة، وأسرة الإنسانيات قبل نحو 10 ملايين سنة، ومن ثم الإنسان الحديث قبل نحو 250000 سنة. ولكن رغم تطور هذه الحيوانات الكبيرة، إلا أنَّ الكائنات الحية الأصغر الشبيهة بالتي تطورت في أول هذه السيرورة تبقى ناجحة جداً وهي السائدة على الأرض، إذ أن بدائيات النوى تشكل الغالبية من الأنواع وكذلك الكتلة البيولوجية.
المفاهيم والنماذج المستعملة في علم الأحياء التطوري، كالاصطفاء الطبيعي، لديها تطبيقات كثيرة.
الاصطفاء الاصطناعي هو الانتقاء المتعمد للسمات في التجمعات الأحيائية. وقد استخدم لآلاف من السنين في تدجين النباتات والحيوانات. ومؤخراً، أصبح هذا النوع من الانتقاء جزءاً أساسياً في الهندسة الجينية، حيث تستعمل الواسمات المختارة، مثل مقاومة المضاد الحيوي، للتلاعب بالدنا. وبعد دورات متكررة من التطفر والانتقاء، تطورت البروتينات ذات الخواص القيمة، مثل الإنزيمات المعدلة والأجسام المضادة الجديدة، في سيرورة تسمى التطور الموجه.
إنَّ فهم التغيرات التي حدثت خلال تطور يمكن أن يكشف عن الجينات اللازمة من أجل بناء أعضاء من الجسد، والجينات التي قد تكون متعلقة بالأمراض الوراثية. على سبيل المثال، سمكة الكهف العمياء هي سمكة مهقاء فقدت بصرها خلال التطور. وإنَّ جعل تجمعات مختلفة من هذه الأسماك العمياء تتوالد مع بعضها أنتج نسلاً ذو أعين وظيفية بما أنَّ الطفرات المختلفة حدثت في تجمعات منعزلة تطورت بكهوف مختلفة. وهذا ساعد على تمييز الجينات اللازمة للرؤية والتصبغ.
في مجال علم الحاسوب، بدأت عمليات محاكاة التطور باستعمال خوارزميات تطورية وحياة اصطناعية في الستينات، وامتدت فيما بعد لتشمل محاكاة الانتخاب الصناعي. أصبح التطور الاصطناعي طريقة استمثال معترف بها على نطاق واسع بفضل أعمال إنجو ريكينبيرج في الستينات، حيث استخدم استراتيجيات تطورية لحل مسائل هندسية معقدة. الخوارزميات الوراثية بالتحديد أصبحت مشهورة من خلال كتابات جون هولاند. تضمن التطبيقات العملية أيضاً التطور التلقائي لبرامج الحاسوب. تُستعمل الخوارزميات التطورية الآن لحل مسائل متعددة الأبعاد بشكل أفضل من البرامج التي يبتكرها المصممون البشر، وكذلك تستعمل لتحسين تصاميم الأنظمة.
الاستجابات الثقافية والاجتماعية.
في القرن التاسع عشر، وبالتحديد بعد نشر كتاب أصل الأنواع عام 1859، مثلت فكرة تطور الحياة مصدراً ناشطاً للنقاشات العلمية التي تتمحور حول تأثيرات نظرية التطور الفلسفية والاجتماعية والدينية. واليوم أصبح الاصطناع التطوري الحديث مقبولاً لدى الغالبية العظمى من العلماء. ولكن ما زال التطور مفهوماً جدلياً ومحل نزاع لدى بعض المؤمنين بوجود إله.
قامت العديد من الديانات والطوائف بالتوفيق بين معتقداتها والتطور بواسطة مفاهيم مثل التطور الربوبي، فيما هناك خلقيون يؤمنون أن التطور تعارضه عقيدة الخلق الموجودة في دياناتهم التي تثير العديد من الاعتراضات على التطور. وكما أظهرت الاستجابات لنشر كتاب "أثارات التاريخ الطبيعي للخلق" عام 1844، كان أكثر جانب جدلي لعلم الأحياء التطوري هو أنَّ مفهوم تطور الإنسان يقترح أنَّ الإنسان لديه أسلاف مشتركة مع القردة العليا، وأن القوى العقلية والأخلاقية للإنسانية تعود لنفس النوع من المسببات الطبيعية التي شكلت السمات الوراثية عند الحيوانات. وفي بعض الدول، لا سيما الولايات المتحدة، أشعلت التوترات بين العلم والدين الجدل الدائر حول التطور والخلق، وهو صراع ديني يركز على السياسات والتعليم الحكومي. رغم أن مجالات علمية أخرى تتعارض مع التفسيرات الحرفية للكثير من النصوص الدينية، مثل علم الكون وعلوم الأرض، إلا أن علم الأحياء التطوري يواجه اعتراضات أكثر بكثير من قبل المفسرين الدينيين.
في بعض الدول، يمنع القانون المعلمين من مناقشة الأدلة على التطور أو الاصطناع التطوري الحديث. قوانين بعض الدول الأخرى تنص على أن يعلم فقط علم الأحياء التطوري في المناهج العلمية الملائمة. وعالمياً يعلم التطور في المواضيع العلمية وبقليل من الخلاف، باستثناء بعض المناطق في الولايات المتحدة وعدة دول إسلامية أصولية.
في الولايات المتحدة، تسبب قرار محاكمة القرد عام 1925 في جعل موضوع التطور نادر الظهور بكتب المدرسة الثانوية، ولكن تدريجياً قُدِّم من جديد ليعلم في المدارس بعد نحو جيل، وتمت حمايته قانونياً عام 1968. ومنذ ذلك الحين، تم منع تعليم الخلقية -الاعتقاد الديني المنافس- قانونياً، ولكنه عاد بصورة علم كاذب تحت اسم التصميم الذكي، الذي تم منع تعليمه ثانيةً عام 2005.
في الآونة الأخيرة، أصبح الجدل بارزاً أكثر في الدول الإسلامية. علم الأحياء التطوري مدرج في مناهج المدارس الثانوية في معظم هذه الدول. قامت مؤسسات العلوم في أربع عشرة دولة إسلامية (بما فيها باكستان، إيران، تركيا، إندونيسيا، ومصر) بالتوقيع على بيان صادر عن هيئة الإنترأكاديمي (شبكة عالمية لأكاديميات العلوم)، دعماً لتعليم التطور. أما السعودية والسودان فقد حظرتا تعليم التطور بالمدارس. وقد رُوج للخلقية بشدة في تركيا وبعض المجتمعات المهاجرة في أوروبا الغربية، وبالمقام الأول من قبل هارون يحيى.
اعتبر الأوروبيون جدل التطور والخلقية قضية أمريكية. ولكن في السنوات الأخيرة أصبح النزاع قضية في عدة دول ومنها ألمانيا، المملكة المتحدة، إيطاليا، هولندا، بولندا، وصربيا.
التطور في علم الأحياء هو عملية التغير على مر الزمان في خلة موروثة أو أكثر في تجمعات الأفراد. يمكن أن يؤدي التطور في النهاية إلى تغيير كافة مواصفات النوع قيد التطور مما يؤدي إلى نشوء نوع جديد من الكائنات الحية. مصطلح التطور العضوي organic evolution أو التطور البيولوجي يستخدم غالبا لتفريق هذا المصطلح عن استعمالات أخرى.
بدأ تطور نظرية التطور الحديثة بإدخال مصطلح الاصطفاء الطبيعي في مقالة مشتركة لتشارلز داروين وألفرد راسل والاس. من ثم حققت النظرية شعبية واسعة بعد الإقبال على قراءة كتاب داروين "أصل الأنواع". كانت نظرية داروين ووالاس الأساسية أن التطور يحدث وفق خلة قابلة للتوريث تؤدي إلى زيادة فرصة بعض الأفراد الحاملين لهذه الخلة trait بالتكاثر أكثر من الأفراد الذين لا يحملونها. هذه النظرية كانت جديدة تماما ومخالفة لمعظم أسس النظريات التطورية القديمة، خصوصاً النظرية المطورة من قبل جان باتيست لامارك.
حسب نظرية داروين ووالاس: يحدث التطور نتيجة تغير أو طفرة في خلات قابلة للتوريث ضمن مجموعة حيوية على امتداد أجيال متعاقبة، كما يحدده التغيرات في التواترات الأليلية للجينات. ومع الوقت، يمكن أن تنتج هذه العملية ما نسميه انتواعاً، أي تطور نوع جديد من الأحياء بدءاً من نوع موجود أساسا. بالنسبة لهذه النظرية فإن جميع المتعضيات الموجودة ترتبط ببعضها البعض من خلال سلف مشترك، كنتيجة لتراكمات التغيرات التطورية عبر ملايين السنين.
التطور هو أيضاً مصدر للتنوع الحيوي على كوكب الأرض، بما فيها الأنواع المنقرضة المسجلة ضمن السجل الأحفوري أو المستحاثي.
الآلية الأساسية التي ينتج بها التغير التطوري هي ما تدعوه النظرية: الاصطفاء الطبيعي (الذي يتضمن البيئي والجنسي والقرابة مع الانحراف الوراثي). تقوم هاتان العمليتان أو الآليتان بالتأثير على التنوع الجيني المتشكل عن طريق الطفرات، والتأشيب الجيني وانسياب المورثات. لذا يعتبر الاصطفاء الطبيعي عملية يتم بها بقاء ونجاة الأفراد ذوي الخلات الأفضل (للحياة) وبالتالي التكاثر. بعبارة أخرى: الاصطفاء يحابي أصحاب الصلاحية الأكبر. إذا كانت هذه الخلات قابلة للتوريث فإنها ستنتقل إلى الأجيال اللاحقة، مما يجعل الخلات الأكثر نفعاً وصلاحية للبقاء أكثر شيوعاً في الأجيال اللاحقة.
فبإعطاء وقت كاف، يمكن أن تنتج هذه العملية العفوية تلاؤمات متنوعة نحو تغيرات الشروط البيئية
الفهم الحديث للتطور يعتمد على نظرية الاصطفاء الطبيعي، التي وضعت أسسها أساساً في ورقة مفصلية عام 1858 من قبل تشارلز داروين وألفرد راسل والاس ونشرت ضمن كتاب داروين الشهير "أصل الأنواع". في الثلاثينات من القرن العشرين، ترافق الاصطفاء الطبيعي الدارويني مع نظرية الوراثة المندلية لتشكل ما يدعى الاصطناع التطوري الحديث، وعرفت أيضاً بالداروينية-الجديدة. الاصطناع الحديث يصف التطور كتغير في تواتر الأليلات ضمن مجموعة حيوية من جيل إلى الجيل الذي يليه.
هذه النظرية سرعان ما أصبحت المبدأ المركزي المنظم للحياوة الحديثة، نسبة لقدرتها التفسيرية والتنبؤية العالية، تربط حالياً بشكل مباشر مع دراسة أصل مقاومة المضادات الحيوية في الجراثيم، الاجتماعية العليا في الحشرات، والتنوع في النظام البيئي للأرض.
مع أن هناك إجماع علمي لدعم صلاحية وصحة نظرية التطور ، لتطبيقاتها وقدرتها التفسيرية والتنبؤية لأصول الأجناس والأنواع الحية، فإن هذه النظرية تبقى في قلب جدالات دينية واجتماعية حول مفاهيمها ومدى صحتها بسبب صدامها مع بعض الرؤى حول نظرية الخلق في بعض الديانات.
دراسة التطور.
تعود فكرة التطور البيولوجي إلى عهود قديمة فبعض الفلاسفة الإغريق كانوا يؤمنون بهذه الفكرة مثل أناكسيماندر وأبيقور إضافة لبعض فلاسفة الهند مثل باتانجالي.
كما أن بعض من عاشوا في العالم الإسلامي في القرن الثالث والرابع مثل الجاحظ والمسعودي كانوا يعتقدون بهذه النظرية.
ولكن في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر أعاد جان-بابيست لامارك وتشارلز داروين إحياء هذه النظرية القديمة مع بعض التعديلات.
الآلية التي يحدث بها التغير التطوري من نوع لآخر: ألا وهي الاصطفاء الطبيعي. بعد الكثير من العمل على نظريته قام داروين بنشر عمله عن التطور بعد تسلمه رسالة من ألفرد راسل والاس يكشف له والاس فيها عن اكتشافه الشخصي حول موضوع الاصطفاء الطبيعي. لهذا ينسب لوالاس دور مشارك في التأسيس لهذه النظرية.
أثار نشر كتاب داروين قدراً كبيراً من الجدل العلمي والاجتماعي. فبالرغم من أن حدوث تطور بيولوجي من نوع ما أصبح مقبولاً من قبل عدد كبير من العلماء، فإن أفكار داروين خاصة حول حدوث تطور تدريجي من خلال الاصطفاء الطبيعي تمت مهاجمتها ونقدها بقوة. إضافة لذلك كان داروين قادراً على تبيان الاختلاف بين النواع مفسراً إياه بالاصطفاء الطبيعي ثم التلاؤم، إلا انه كان عاجزاً عن تفسير كيفية نشوء الاختلاف أو كيف يتم تعديل النواع عبر الأجيال، كان لا بد من انتظار نشوء علم الوراثة على يد ماندل.
استطاع غريغور مندل بالعمل على وراثة النبات من كشف حقيقة انتقال ميزات معينة في حبات البازلاء، هذا الانتقال يحدث بأشكال متنوعة وكانت قابلة للتوريث بنسب واضحة قابلة للتنبؤ.
أعيد إحياء عمل ماتدل في عام 1901، وفسر بداية على أنه دعم "للقفزة" المعاكسة للداروينية، أو ما يدعى بمدرسة القفز التطوري saltationist ومعاكسة لفكرة التدرجية.
كانت المتاحف ومقتنيات التاريخ الطبيعي من التسليات الشائعة في القرن التاسع عشر. في التوسع الأوروبي والبعثات البحرية وُظف خبراء تاريخ طبيعي وأمناء متاحف ضخمة تعرض عينات محفوظة وأخرى حية من التنوعات الحيوية. تشارلز داروين كان خريج إنجليزي تعلم وتدرب في مجالات علم التاريخ الطبيعي. والمؤرخون الطبيعيون كانوا يجمعون مقتنيات العينات هذه ويفهرسونها ويصفونها ويدرسونها. وقد وُظف تشارلز داروين خبير تاريخ طبيعي على متن سفينة بيغل، التي عينت للقيام ببعثة حول العالم لمدة خمس سنوات. وقد قام داروين خلال رحلته بمراقبة الكثير من الكائنات الحية وتجميعها لكونه مهتماً جداً بالأشكال المتنوعة للحياة على طول سواحل أمريكا الجنوبية وجزر غالاباغوس المجاورة.
لقد حصَّل داروين خبرة واسعة مع تجميعه ودراسته للتاريخ الطبيعي للكائنات الحية من الأماكن البعيدة. ومن خلال دراسته، صاغ فكرة أنَّ كل نوع كان قد تطور من أسلاف ذوي ميزات مشابهة. وفي عام 1838، شرح كيف تؤدي إلى ذلك عملية سماها الاصطفاء الطبيعي.
حجم أي تجمع يتعلق بعدد ومدى توفر الموارد التي بإمكانها دعمه. من الضروري توفر تكافؤ أو توازن بين حجم التجمع والموارد المتاحة كي يتبت التجمع على نفس الحجم على مر السنوات. وبما أنَّ الكائنات الحية تنتج عدداً من النسل أكبر من أن تقدر البيئة على إعالته، فلن يستطيع كل الأفراد من كل جيل النجاة. لا بد من أن يكون هناك صراع تنافسي من أجل الموارد التي تساعد على البقاء. كنتيجة لذلك، استنتج داروين أنَّه لم تكن الصدفة وحدها التي تحدد فرص البقاء. بل إنَّ بقاء الكائن الحي يتعلق بالاختلافات (أي الخلات) التي توجد في كل كائن حي، والتي تعزز أو تضعضع من بقائه وتكاثره. يكون من المرجح أكثر أن ينتج الأفراد المتكيفين جيداً نسلاً أكبر عدداً من منافسيهم الأقل تكيفاً. وهكذا تختفي الخلات التي تعيق البقاء والتكاثر مع مرور الأجيال. الخلات التي تساعد الكائن الحي على البقاء والتكاثر تتراكم عبر الأجيال. أدرك داروين أنَّ هذا التفاوت بالقدرات بين الأفراد قد يسبب تغيرات تدريجية في التجمع، واستعان بمصطلح الاصطفاء الطبيعي لوصف هذه السيرورة.
شكلت مراقبات التنوعات في الحيوانات والنبانات الأساس الذي تقوم عليه نظرية الاصطفاء الطبيعي. على سبيل المثال، لاحظ داروين أنه توجد بين السحالب (الأوركيد) والحشرات علاقة وثيقة تتيح تلقيح النبات. وقد لاحظ أنَّ السحالب لديها تشكيلة من البنيات التي تجذب الحشرات، بحيث تلتصق حبوب اللقاح من الزهور بأجساد الحشرات. وبهذه الطريقة، تنقل الحشرات حبوب اللقاح من السحلب الذكر إلى الأنثى. مع أنَّ مظاهر السحالب مفصلة ودقيقة، إلا أنَّ هذه الأجزاء المتخصصة فيها تصنع من نفس البنيات الأساسية التي تشكل الزهور الأخرى. وضع داروين في كتابه "تلقيح السحالب" الافتراض بأنَّه تم تكييف زهور السحالب من أجزاء موجودة سابقاً بواسطة الاصطفاء الطبيعي.
كان داروين ما زال يدرس أفكاره ويختبرها حين تلقى رسالة من ألفرد والاس يشرح فيها نظرية تشبه كثيراً النظرية الخاصة بداروين. هذا أدى لنشر مشترك فوري لكلتا النظريتين. رأى كلاهما تاريخ الحياة كأنه شجرة عائلة، بحيث كل تفرع من أغصان الشجرة يمثل سلفاً مشتركاً. أطراف الأغصان مثلت الأنواع الحديثة، والتفرعات مثلت الأسلاف المشتركة التي تتحدر منها أنواع مختلفة. لتفسير هذه العلاقات، قال داروين أنَّ كل الكائنات الحية كانوا أقرباء، وهذا يعني أن الحياة لا بد من أنها تحدرت من بضعة أشكال، أو حتى من سلف مشترك واحد. وقد سمى هذه السيرورة "التحدر مع تعديلات".
نشر داروين نظريته للتطور بواسطة الاصطفاء الطبيعي في "أصل الأنواع" عام 1859. نظريته تعني أنَّ كل أشكال الحياة، بما فيها البشرية، هي نتيجة السيرورات الطبيعية المستمرة. وهذا التضمين بأن كل الحياة على الأرض تعود لسلف مشترك لقي معارضة من قبل بعض الجماعات الدينية. واعتراضاتهم هي على النقيض من نسبة الدعم العلمي للنظرية الذي يصل إلى أكثر من 99 بالمئة.
كثيراً ما يُستعمل مصطلح البقاء للأصلح كمرادف للاصطفاء الطبيعي ويُساوى معه. ولكن المصطلح البقاء للأصلح نشأ في كتاب هربرت سبنسر "مباديء علم الأحياء" عام 1864، أي بعد خمس سنوات من نشر داروين لأعماله الأصلية. بقاء الأصلح يشير يصف عملية الاصطفاء الطبيعي بصورة خاطئة. وذلك لأن الاصطفاء الطبيعي لا يتعلق بالبقاء فقط، وليس من الضروري أنَّ الأصلح هو من يبقى دائماً.
مصدر التنوع.
نظرية الاصطفاء الطبيعي لداروين وضعت الأساس للنظرية التطورية الحديثة، وتجاربه وملاحظاته أظهرت أنَّ الكائنات الحية في التجمعات تباينوا فيما بينهم، وأنَّ بعض هذه الاختلافات كانت تُوَرَّث، وأنَّ هذه الاختلافات يمكن أن تخضع للاصطفاء الطبيعي. ولكنه لم يقدر على تفسير مصدر هذه الاختلافات. ومثل الكثير ممن سبقوه، أخطأ داروين بالاعتقاد أنَّ الخلات القابلة للتوريث هي ناتجة عن الاستخدام والإهمال، وأنَّ الميزات التي يكتسبها الكائن الحي في حياته يمكن أن تُوَرث إلى نسله. وفد بحث عن أمثلة، مثل أنَّ الطيور الكبيرة التي تتغذى على الأرض تصبح أرجلها أقوى من خلال التمرين وتصبح أجنحتها أضعف كنتيجة لعدم الطيران، إلى أن أصبحت غير قادرة على الطيران على الإطلاق، مثل النعامة. سُمي الفهم الخاطئ هذا بوراثة الخواص المكتسبة، وكان جزءاً من نظرية تطافر الأنواع transmutation of species التي عرضها جان باتيست لامارك عام 1809. وفي أواخر القرن التاسع عشر أصبحت تُعرف هذه النظرية بال لاماركية. قام داروين بوضع نظرية غير ناجحة سماها شمولية التخلق pangenesis في سبيل محاولة تفسير كيف يمكن أن تورث الخواص المكتسبة. في آخر سنوات الثمانين من القرن الثامن عشر، أشارت تجارب أوغست وايزمن إلى أن التغيرات الناجمة عن الاستخدام وعدمه لا يمكن توريثها، وفقدت اللاماركية التأييد تدريجياً.
قامت أعمال غريغور مندل الرائدة في علم الوراثة بتزويد المعلومات الناقصة الضرورية لتفسير كيف يتم توريث الميزات الجديدة من جيل الآباء إلى جيل الأبناء. أظهرت تجارب مندل على عدة أجيال من البازلاء أنَّ الوراثة تعمل عن طريق تفرقة المعلومات الوراثية وإعادة خلطها خلال تكوين الخلايا الجنسية، ومن ثم تأشيب تلك المعلومات خلال التلقيح. هذا الأمر يشابه خلط مجموعة من أوراق اللعب المختلفة، بحيث يحصل الكائن الحي على نصف الأوراق المخلوطة عشوائياً من كل من الأبوين. قام مندل بتسمية المعلومات الوراثية "بالعوامل" factors، ولكنها أصبحت تُعرف بالجينات فيما بعد. الجينات هي وحدات الوراثة الأساسية في الكائنات الحية. وهي تحتوي على المعلومات التي توجه نمو الكائنات الحية وسلوكياتها.
الجينات هي مصنوعة من الدنا. الدنا هو جزيء طويل يتكون من جزيئات تسمى نوكليوتيدات. المعلومات الوراثية هي مشفرة في تسلسل النوكليوتيدات الذي يشكل الدنا، مثلما يحمل تسلسل أحرف الكلمات معنى الجملة. الجينات هي بمثابة تعليمات قصيرة تتكون من "أحرف" أبجدية الدنا. المجموعة الكاملة للجينات مُجتمعة تحمل تعليمات كافية لتكون بمثابة "كتيب تعليمات" لبناء الكائن الحي وتشغيله. ولكن من الممكن أن تتغير هذه التعليمات التي تحددها الأبجدية الدناوية من خلال الطفرات، وهي تغيرات تطرأ على التعليمات الوراثية. الجينات في الخلية تنتظم في كروموسومات، وهي رزم تحمل الدنا. إنَّ ما يسبب تكوين توليفات جديدة من الجينات في النسل هو إعادة خلط الكروموسومات. بما أنَّ الجينات تتفاعل مع بعضها البعض خلال نمو الكائن الحي، فإن التوليفات الجديدة للجينات الناتجة عن التكاثر الجنسي قد تزيد من التنوع الجيني في التجمع حتى بدون حدوث طفرات. يمكن أن يزداد التنوع الجيني في التجمع أيضاً عندما يتزاوج أفراد هذا التجمع مع أفراد من تجمعات أخرى، مما يؤدي لانسياب الجينات فيما بين التجمعات. وهذا قد يدخل إلى التجمع جينات لم تكن موجودة به سابقاً.
التطور ليس عملية عشوائية. مع أنَّ الطفرات التي تحدث في الدنا هي عشوائية، إلا أنَّ الاصطفاء الطبيعي ليس بعملية تقوم على الصدفة: البيئة تحدد احتمال النجاح التناسلي. التطور هو نتيجة محتومة لعملية النسخ التي تحدث بها أخطاء، ولتكاثر الكائنات الحية ذاتية التناسخ عبر بلايين السنين في ظل ضغوط البيئة الاصطفائية. نتيجة التطور ليست كائناً حياً كامل التصميم. نتائج الاصطفاء الطبيعي النهائية هي كائنات حية متكيفة على بيئتها الحالية. الاصطفاء الطبيعي ليس بتقدم نحو هدف أو غرض نهائي. التطور لا يسعى لإنتاج أشكال حياة متقدمة أو عاقلة أو معقدة أكثر. على سبيل المثال، البراغيث (طفيليات لا أجنحة لها) تحدرت من طويلات الأجنحة السلفية. والأفاعي هي سحالي لم تعد بحاجة إلى أطراف - مع أنَّ الأصلات (جنس من الثعابين) ما زالت تنمو لديها بنيات صغيرة جداً من بقايا سيقان سلفها الخلفية. الكائنات الحية هي ليست إلا نتيجة للاختلافات التي تنجح أو تفشل، والأمر يعتمد على الظروف البيئية في حينها.
التغيرات البيئية السريعة عادة تسبب الانقراضات. ونسبة الأنواع المنقرضة من كل الأنواع التي عاشت على الأرض هي 99.9 بالمئة. منذ بدء الحياة على الأرض، أدت خمسة انقراضات جماعية رئيسية لانخفاض فجائي في التنوع النوعي. وأحدثها كان انقراض العصر الطباشيري-الثلاثي الذي حدث قبل 65 مليون سنة.
إثباتات التطور.
تسلسل من التكيفات:
شمل الأحفاد أيضا لحميات زعانف مثل سيلاكانث]]
خلف التطور وراءه العديد من السجلات التي تروي تاريخ الأنواع المختلفة وزمن نشوئها. الأحافير بمجموعها مع التشريح المقارن للنباتات والحيوانات الموجودة حاليا، تشكل سجلا تشريحيا ومورفولوجيا. وبالمقارنة التشريحية والشكلية بين الأنواع الحالية والأنواع المنقرضة يمكن لعلماء المستحاثات ان يقوموا بمعرفة الارتباطات والأصول المشتركة بين هذه الأنواع. تقوم بعض المستحاثات المهمة بإثبات الصلة بين أنواع منقرضة وأنواع موجودة حاليا عن طريق ما يدعى أنواع "انتقالية"، مثال هذه الأنواع الانتقالية "أرخأيوبتركس" الذي أثبت العلاقة بين الديناصورات والطيور.
لاحقاً سمح تطور علم الوراثة الجزيئي وخصوصاً إمكانية سلسلة الدنا DNA، للبيولوجيين بدراسة سجل التطور عن طريق البنى الوراثية للمتعضيات الحالية والمنقرضة، مما وسع بشكل كبير وعدل من إمكانية إيجاد الصلات والقرابات بين الأنواع وأحيانا كان يؤدي لتعديلات جذرية في التصنيف الحيوي للأحياء. عن طريق التشابه والاختلاف بين تسلسلات الدنا DNA للمتعضيات الحية يقوم علماء الحياوة حاليا بإيجاد وتعديل العلاقات وصلات القرابة بين الأنواع الحية قديمها وجديدها. فعن طريق الدراسات الوراثية تبين أن 95% من الصيغة الوراثية (الجينية) متشابهة بين الإنسان والبعام.
تم جمع إثباتات أخرى من بعض البنى التشريحية الموجودة في بعض الكائنات الحية كما عند الباندا أو شكل الأقدام عند السحالي أو انعدام العيون عند الأسماك الكهفية، مما قدم إثباتات لإمكانية التنامي التطوري.
تقدم دراسات أخرى إثباتات عن طريق تمثيل صلات تطورية تتضمن التوزع الجغرافي للأنواع. مثلا: أحاديات الفتحة Monotreme، مثل platypus ومعظم الجرابيات marsupials مثل الكنغر والكوالا وجدوا فقط في أستراليا وضحوا أن سلفهم المشترك مع الثدييات المشيمية placental mammals عاش قبل غمر الجسر الأرضي القديم بين أستراليا وآسيا.
جميع هذه الإثباتات من علم الإحاثة، التشريح، علم الوراثة، والجغرافيا، إضافة لمعلومات أخرى حول تاريخ الأرض قام العلماء بربطها سوية ضمن إطار تقدم نظرية التطور من خلاله وتجعلها نظرية علمية متماسكة. فمثلا علم المناخ الإحاثي paleoclimatology يشير إلى العصر الجليدي الدوري الذي كان فيه مناخ الأرض أكثر برودة، مما أدى لنشوء وانتشار أنواع حية قادرة على تحمل البرد القارس ومن أهم هذه الأنواع الماموث ماموث صوفي.
الإثباتات المورفولوجية.
غالبا ما تعتبر المستحاثات إثباتات حرجة لتقييم عمق الصلات بين الأنواع. بما أن استحاثة متعضية يعتبر أمرا نادر الحدوث، يحدث غالبا بوجود أجزاء صلبة مثل الأسنان والعظام، لذلك فإن المستحاثات غالبا ما تعتبر بأنها تقدم معلومات ضئيلة أو متوسطة الأهمية حول علاقات القرابة بين الأنواع.
مع هذا فيمكن حدوث استحاثة لبعض النواع بدون أجزاء صلبة (أسنان، عظام) في بعض الظروف: rapid burial، بيئات منخفضة الأكسجين، أو تأثير ميكروبيولوجي.