موضوع مقاله: مقدمه‌ای بر فرگشت | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # مقدمه‌ای بر فرگشت | مقدمه: تاریخچهٔ فرگشتی گونه‌ها توسط یک درخت توصیف شده که همهٔ شاخه‌های آن از یک تنهٔ واحد می‌رویند. | ## بخش 1: مقدمه‌ای بر فرگشت | اگر چه درخت ارنست هکل قدیمی شده، ولی اصول اصلی بازسازی‌های پیچیده‌تر مدرن را نشان می‌دهد. (درخت زیست) به فرایند تغییر گونه‌های حیات طی زمان و در طول نسل‌ها، فرگشت گفته می‌شود. رشتهٔ زیست‌شناسی فرگشتی به بررسی اینکه چگونه و چرا این فرگشت اتفاق می‌افتد می‌پردازد. تغییرات در این ژن‌ها (که جهش خوانده می‌شود) می‌تواند ویژگی‌های نو در فرزندهای نظام زیستی تولید کند. اگر این ویژگی‌های نو باعث بشود که فرزندها بهتر بتوانند با محیط خارجی وفق پیدا کنند، در زنده ماندن و تولیدمثل موفق‌تر خواهند بود. به این فرایند انتخاب طبیعی گفته شده، و باعث می‌شود که ویژگی‌هایی که مفید هستند، عمومی‌تر شوند. نظریهٔ فرگشت در سال ۱۲۳۸ هجری خورشیدی (۱۸۵۹ میلادی) و با انتشار کتاب «دربارهٔ مبدأ گونه‌ها» توسط چارلز داروین به وجود آمد. افزون‌بر این، کار گرگور یوهان مندل با گیاهان به توضیح الگوهای وراثتی ژن‌ها کمک کرده و منجر به فهمی از نحوهٔ عملکرد سیستم وراثتی شد. اکتشافات بعدی در زمینهٔ نحوهٔ جهش ژن‌ها به همراه پیشرفت‌ها در رشتهٔ «ژنتیک جمعیت»، توضیحات بیشتری در زمینهٔ نحوهٔ عملکرد فرگشت فراهم آورد. آن‌ها فرایند به وجود آمدن گونهٔ نو را هم در آزمایشگاه و هم در طبیعت مشاهده کرده‌اند. این دیدگاه مدرن از فرگشت، مهم‌ترین نظریهٔ علمی موجود برای کمک به فهم حیات می‌باشد. تعریف واژهٔ فرگشت ترکیبی است از پیشوند فر به معنای «افزایش» و بن ماضی گشت از مصدر گشتن به معنای «تغییر کردن»، «تبدیل شدن». (البته پیشوند فر در اینجا به عنوان یک ترکیب از فرا و فرو است؛ بدین معنی که در فرگشت ما شاهد دو تغییر افزایشی «فراگشت» و کاهشی «فروگشت» هستیم و برای بیان هر دو حالت، واژه فرگشت انتخاب شده است.) نمای کلی ساده ایده‌های اصلی تکامل را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد: اشکال مختلف زندگی تولید مثل می‌کنند و بنابراین تمایل به افزایش تعداد دارند. این باعث می‌شود که فرزندان بیشتری در نسل بعدی تفاوت‌های مفید و کمتری تفاوت‌های مضر داشته باشند. این تفاوت‌ها در طول نسل‌ها انباشته می‌شوند و در نتیجه تغییراتی در جمعیت ایجاد می‌شود. این فرایندها، که در مجموع به عنوان تکامل شناخته می‌شوند، مسئول بسیاری از اشکال مختلف زندگی هستند که در جهان مشاهده می‌شود. ایده داروین: فرگشت توسط انتخاب طبیعی چارلز داروین این ایده را داشت که نحوه کلی پرورش جانداران از اجدادشان، به گونه یکسانی و مستقل از نوع گونه می‌باشد. در سال ۱۲۱۷ هجری شمسی (۱۸۳۸ میلادی)، او فرایندی که اسمش را «انتخاب طبیعی» گذاشت را پیشنهاد کرد و توضیحاتی دربارهٔ عملکرد فرایند داد. اگر تمامی افراد در یک گونه از جانداران به صورت موفقیت‌آمیزی تولیدمثل کنند، جمعیت آن گونه به صورت غیرقابل کنترلی افزایش می‌یابد. داروین از اینکه نظام‌های زیستی بیش از آنچه که امکان حمایت و نگاهداری از آن را داشته باشند، فرزند تولید می‌کنند این نتیجه را گرفت که حتماً باید رقابت برای زنده ماندن وجود داشته باشد - فقط تعداد کمی از هر نسل زنده خواهند ماند. در واقع، زنده ماندن بستگی به ویژگی‌های هر شخص دارد و این ویژگی‌ها یا به زنده ماندن و تولیدمثل کمک کرده، یا دست و پاگیر می‌شوند. | ## بخش 2: مقدمه‌ای بر فرگشت | محتمل‌تر است که آن جاندارانی که بهتر خود را وفق می‌دهند فرزندهای بیشتری نسبت به رقبایشان باقی بگذارند. داروین این نکته را متوجه شد که عدم برابری توانایی جانداران در زنده ماندن، باعث تغییرات تدریجی در جمعیت می‌شود. آن ویژگی‌هایی که به نظام زیستی کمک می‌کنند که زنده مانده و تولیدمثل کند، طی قرن‌ها به روی هم انباشته می‌شود. مشاهده گونه‌های مختلف جانوران و گیاهان، پایه اصلی نظریه انتخاب طبیعی را تشکیل می‌داد. به عنوان مثال، داروین مشاهده کرد که گل‌های ارکیده و حشرات رابطه نزدیکی با هم داشته، که امکان پخش گردهای گیاهان را فراهم می‌آورد. گل‌های ارکیده شامل بخش‌های مختلفی هستند که حشرات را جذب می‌کند تا اینکه گرد گیاه به بدن حشرات بچسبد. علی‌رغم ظاهر پیچیده ارکیده‌ها، این بخش‌های تخصص‌یافته از همان ساختارهایی کلی درست شده‌اند که در گیاهان دیگر نیز دیده می‌شود. داروین پیشنهاد کرد که گل‌های ارکیده کار یک مهندس ایدئال نبوده، بلکه حاصل وفق‌پذیری اجزاء گل به شرایط محیط در طول فرایند انتخاب طبیعی می‌باشد. داروین هنوز در حال تحقیق و آزمایش با ایده‌هایش در زمینه انتخاب طبیعی بود که نامه‌ای از آلفرد والاس دریافت کرد که نظریه‌اش را تقریباً مشابه مال خودش می‌دانست. والاس و داروین هر دو تاریخ را مانند یک درخت خانواده می‌دیدند، که سرها دوشاخه درخت یک جد مشترک قرار دارد. نوک شاخه‌ها گونه‌های مدرن، و شاخه‌ها اجداد مشترکی که بین گونه‌های مختلف مشترک است را نشان می‌دهد. جهت توضیح این روابط، داروین بیان کرد که تمام جانداران به هم مرتبطند، و این به معنای این است که کل حیات می‌بایست ناشی از فرگشت شکل‌های اولیه محدودی از حیات (و شاید تنها یک شکل اولیه از حیات) باشد. داروین نظریه‌اش را در سال ۱۲۳۸ هجری شمسی (۱۸۵۹ میلادی) و با انتشار کتاب «دربارهٔ خاستگاه گونه‌ها» به ثبت رسانید. با اساس این نظریه، تمامی حیات روی کره زمین حاصل یک فرایند ادامه‌دار طبیعی می‌باشد. اعتراض‌هایی با این نظریه از طرف گروه‌های مذهبی مطرح شد که معتقدند انواع مختلف حیات روی زمین منجر از خلق خاص آن‌ها می‌باشد. درون جامعه علمی امروز بیش از ۹۹ درصد دانشمندان، از نظریه فرگشت به عنوان توضیحی برای پدیده حیات حمایت می‌کنند. علی‌رغم این تطبیق‌های ظاهراً پیچیده، بخش‌های اصلی گل ارکیده همان بخش‌هایی هستند که گل‌های دیگر را تشکیل می‌دهند، ولی در گل ارکید تخصصی‌تر شده‌اند. آزمایش‌ها و مشاهدات او نشان داد که گونه‌های مختلف با هم تفاوت‌هایی داشته، بعضی از این اختلافات به ارث رسیده‌اند، و انتخاب طبیعی می‌تواند توضیحی برای این اختلافات باشد. مانند خیلی از پیشینیانش، داروین به اشتباه فکر می‌کرد که ویژگی‌های به ارث رسیدنی محصولی از استفاده یا عدم استفاده بوده، و اینکه ویژگی‌هایی که توسط یک نظام زیستی در طول حیاتش کسب می‌شود به فرزندانش منتقل می‌شود. داروین به دنبال مثال‌هایی مانند پرندگانی که از روی زمین تغذیه می‌کنند، پاهای قوی تری به خاطر تمرین بدست می‌آورند، و بال‌های ضعیف تری به دلیل پرواز نکردن بدست می‌آورند تا آنجا که به‌طور مثال شترمرغ اصلاً پرواز نمی‌توانست بکند، بود. در اواخر قرن۱۹ میلادی این نظریه که به لامارکیسم شهرت یافته بود، بیان می‌کرد که ویژگی‌های کسب شده توسط یک نظام زیستی در طول حیاتش، قابل به ارث رسیدن هستند. | ## بخش 3: مقدمه‌ای بر فرگشت | داروین پیشنهادهایی غیر موفق ارائه داد که سعی در توضیح نحوه عملکرد نظریه لامارکیسم داشت. در سال ۱۲۵۹ هجری شمسی، آزمایش‌های اوت ویسمن نشان داد که تغییراتی که در یک شخص به دلیل استفاده یا عدم استفاده به وجود می‌آیند، نمی‌توانند به ارث برسند. اطلاعاتی که احساس فقدانشان وجود داشت، و می‌توانست به توضیح این بپردازد که چگونه خصوصیات از والدین به فرزندان منتقل می‌شوند را، گرگور مندل فراهم آورد؛ تحقیقاتی که بنیان علم ژنتیک را بنا نهاد. آزمایش‌های مندل بر روی چندین نسل از گیاه نخود فرنگی نشان داد که نحوه عملکرد وراثت به این طریق است که در هنگام تشکیل سلول‌های جنسی در زمان لقاح، اطلاعات وراثتی جدا شده و مجدداً با هم آمیخته می‌شوند. این مانند آمیختن دو دسته کارت است، که سلول فرزند نیمی از کارت‌های والد اول و نیمی از کارت‌های والد دوم را، به نحوه تصادفی می‌گیرد. مجموعه ژن‌ها وقتی در کنار هم قرار می‌گیرد، اطلاعات کافی را جهت ساختن و اداره یک اندامگان فراهم می‌آورد، همانند یک کتابچه راهنما که اطلاعات کافی را جهت ساخت و اداره یک وسیله فراهم می‌آورد. این دستورالعمل‌هایی که توسط این حروف DNA نوشته شده‌اند می‌تواند تغییر کنند: زمانی که جهشی اتفاق می‌افتد، دستورالعمل‌های درون یک ژن ممکن است عوض شوند. درون یک سلول، ژن‌ها در کرموزوم‌ها که بسته‌هایی جهت حمل DNA می‌باشند، حمل می‌شوند. پیدایش پروکاریوت‌ها در حدود ۴/۵ میلیارد سال پیش، کره زمین به وجود آمد و تا حدود ۴ میلیارد سال پیش، سطح آن پوشیده از مواد مذاب بود. جو زمین در آن زمان غنی از گازهای نیتروژن و بخار آب بوده‌است؛ اما فاقد گاز اکسیژن بوده. به دلیل عدم وجود گاز اکسیژن در جو، لایه محافظتی اوزون هم وجود نداشته و گازهایی نظیر آمونیاک و متان که از دهانه آتشفشان‌ها خارج می‌شده و برای تشکیل مولکول‌های آلی مورد نیاز بوده‌اند، توسط اشعه ماورای بنفش از بین می‌رفته‌اند. بنابر نظریه حباب گازهای آمونیاک و متان که از دهانه آتشفشان‌های زیر دریایی خارج می‌شده‌اند، قبل از اینکه به سطح آب برسند و نابود شوند، در داخل حباب واکنش داده و مولکول‌های آلی را تشکیل می‌داده‌اند. سپس به سطح آب می‌رسیده و با استفاده از انرژی الکتریکی رعدوبرق و خورشید، انرژی لازم برای شرکت در واکنش‌های بعدی را کسب می‌کرده‌اند.بنابر آنچه که گفته شده حیات در دریاها ایجاد شده‌است. پس از مدتی مواد آلی در اقیانوس‌ها کم شد، و باکتری‌هایی ایجاد شدند که می‌توانستند مولکول‌های آلی را از مواد غیر آلی بسازند. با پیدایش سیانوباکترها کم‌کم اکسیژن وارد جو زمین شد، لایه اوزون شکل گرفت و امکان حیات در خشکی هم پدید آمد. همزیستی یوکاریوت‌ها با پروکاریوت‌ها ابتدا نوعی از پروکاریوت‌ها وارد سلول‌های پیش‌یوکاریوتی شدند، که هوازی و هتروتروف بودند و بعد از ورود به درون سلول‌های پیش یوکاریوتی، عضوی از آن‌ها شدند و میتوکندری خوانده شدند. سپس برخی دیگر از سلول‌ها که میتوکندری را قبلاً دریافت کرده بودند، نوع دیگری از پروکاریوت‌ها را که احتمالاً از خویشاوندان سیانوباکترها بودند را دریافت کردند، و سلول‌های گیاهی را به وجود آوردند. پیدایش جانداران پُرسلولی نخستین جانداران پرسلولی که به خشکی آمدند، جلبک‌ها و قارچ‌ها بودند. این دو نوع جاندار در روی سطح زمین، نوعی مشارکت زیستی دوطرفه به نام همیاری ایجاد کردند و گلسنگ‌ها را ایجاد نمودند. اولین مهره داران ساکن دریا نوعی از ماهی‌ها، که کوچک و بدون آرواره بودند (مانند دهان‌گردماهی) بودند. | ## جمع‌بندی | پس از دوزیستان نوعی دیگر از جانداران پدید آمدند، که سازگاری بیشتری با محیط داشتند که خزندگان هستند.