شواهد تبار مشترک

شواهد تبار مشترک سازواره‌ها یا ارگانیسم‌های زنده، توسط دانشمندانی که در رشته‌های مختلفی تحقیق می‌کنند در طول دهه‌ها کشف شده‌اند، که نشان می‌دهند تبار مشترک تمامی حیات بر روی زمین از یک جهان‌نیای پایانی توسعه یافته‌است. این شواهد، چارچوبی نظری را بنا می‌گذارد که نظریه فرگشت بر آن قرار می‌گیرد، و نشان می‌دهد که فرگشت دارد اتفاق می‌افتد، و قادر است تا روال‌های طبیعی‌ای که منجر به تنوع زیستی زمین شده‌اند را نشان بدهد. به علاوه، این شواهد سنتز فرگشتی مدرن را پشتیبانی می‌کنند — نظریه علمی فعلی‌ای که چگونگی و چرایی دگرگونی حیات در طول زمان را توضیح می‌دهد. زیست‌شناسان تکاملی شواهد و مدارک تبار مشترک را، با ایجاد پیش بینی‌های قابل راستی آزمایی، راستی آزمایی فرضیه‌ها، و ساخت نظریه‌هایی که علت‌هایش را توضیح بدهند و روشن کنند، به اثبات می‌رسانند.
مقایسه توالی‌های ژنتیکی دی‌ان‌ای ارگانیسم‌ها آشکار کرده‌است که ارگانیسم‌هایی که از لحاظ تبارزایشی به هم نزدیکند، درجه بالایی از شباهت قطعات ژنتیکی مانند شبه‌ژن‌ها را نیز دارند، که شبه‌ژن‌ها بخش‌هایی از دی‌ان‌ای هستند که با ژنی در یک ارگانیسم مرتبط، ارتاساخت هستند، اما دیگر فعال نیستند و ظاهرا تحت روندی ثابت از زوال یا واگونگی از جهش‌های انباشتی قرار گرفته‌اند، که این تبار مشترک را، همراه با ساختار بیوشیمیایی همگانی، و الگوهای دگرگون‌پذیری مولکولی که در تمام ارگانیسم‌ها یافت می‌شود را اثبات و پشتیبانی می‌کند. اطلاعات ژنتیکی اضافه، به‌طور قاطعانه خویشاوندی حیات را اثبات می‌کنند و دانشمندان را قادر ساخته‌اند (از زمان کشف دی‌ان‌ای) که درخت‌های تبارزایشی را بسازند: ترسیمی از خویشاوندی فرگشتی ارگانیسم‌ها. این‌ها همچنین به ایجاد تکنیک‌های ساعت مولکولی برای تعیین تاریخ‌های انشعاب تاکسون‌ها و کالیبره کردنشان با سوابق فسیلی منجر شده‌است.
فسیل‌ها برای تخمین این که کی تبارهای مختلف در مقیاس‌های زمانی مختلف زمین‌شناختی توسعه یافتند و ایجاد شدند مهم هستند. از آن جا که فسیل‌شدن‌ها وقایعی نادر هستند، که معمولا نیاز به اجزاء بدنی سخت و همچنین مرگ نزدیک مکان‌هایی که رسوب‌ها دارند ته‌نشین می‌شوند دارند، سوابق فسیلی تنها اطلاعات پراکنده و تک و توک و گاه به گاهی را در مورد فرگشت حسات می‌دهند. مخصوصا شواهد ارگانیسم‌های پیش از توسعه اجزاء بدنی سخت مانند صدف‌ها، استخوان‌ها و دندان‌ها، کمیاب هستند، اما به شکل میکروفسیل‌های کلانسان، و همچنین نقش‌ها و نشان‌های ارگانیسم‌های نرم-تن مختلف وجود دارند. مطالعه تطبیقی کالبدشناسی گروه‌های مختلف حیوانات ویژگی‌هایی ساختاری را نشان می‌دهد که به‌طور بنیادین مشابه هستند یا اصطلاحا هم ساخت هستند، که نشان گر روابط تبارزایشی و دیرینه با دیگر ارگانیسم‌ها هستند، مخصوصا بیش از همه وقتی که با فسیل‌های ارگانیسم‌های منقضرش شده کهن مقایسه انجام می‌شود. ساختارهای بازمانده ژنتیکی یا اصطلاحا وستیجال و مقایسه‌ها و مشابهت‌ها در رشد جنینی، تا حد زیادی عوامل و معیارهایی موثر و دخیل در همسانی‌های کالبدشناختی در هماهنگی با نیای مشترک هستند. از آن جا که فرایندهای دگرگشتی (متابولیک) فسیل به جای نمی‌گذارند، تحقیقات در فرگشت فرآیندهای پایه سولی به‌طور زیادی توسط مقایسه فیزیولوژی و زیست‌شیمی ارگانیسم‌های موجود انجام می‌شوند. بسیاری از تبارها در مراحل مختفی از توسعه انشعاب یافتند، بنابراین با مقایسه خصیصه‌های نوادگان یک تبار مشترک امکان تعیین این که کی فرآیندهای دگرگشتی خاصی ظهور کردند وجود دارد.
شواهد بیشتری از رشته جغرافیای زیستی می‌آیند چرا که فرگشت با تبار مشترک بهترین، و کامل‌ترین و موشکافانه‌ترین تبیین برای داده‌های بسیار گوناگونی در مورد توزیع جغرافیایی گیاهان و حیوانات در سراسر دنیا می‌باشد. آنچه که ذکر شد مخصوصا در نظریه جغرافیای زیستی جزایر مشهود است. در ترکیب با نظریه جغرافیایی به خوبی پایه‌گذاری شده زمین‌ساخت صفحه‌ای، نیای مشترک راهی را برای ترکیب داده‌ها در مورد توزیع فعلی گونه‌ها، و شواهدی که از سابقه فسیلی به دست آمده‌اند، ارائه می‌دهد، تا تبیینی از لحاظ منطقی محکم و منسجم و بی‌تناقض را ارائه کند از این که چگونه توزیع ارگانیسم‌های زینده در طول زمان تغییر کرده‌اند.
توسعه و گسترش باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک مدرکی را مبنی بر این که فرگشت به دلیل انتخاب طبیعی یک فرایند در حال انجام در دنیای طبیعی است، ارائه می‌دهد. انتخاب طبیعی در تمام تحقیقات متعلق به فرگشت بسیار همه جا حاضر و فراگیر است، با توجه به این واقعیت که تمام مثال‌هایی که در ادامه در هر قسمت این مقاله می‌آیند این روال فراگیری را مستندساز می‌کنند. در کنار این، نمونه‌های مشاهده شده‌ای از جداشدن جمعیت گونه‌ها به مجموعه‌هایی از گونه‌های جدید وجود دارد (گونه‌زایی). گونه‌زایی به‌طور مستقیم و غیر مستقیم در آزمایشگاه‌ها و همچنین طبیعت مشاهده شده‌است. اشکال گوناگونی از آن به عنوان مثال‌هایی از روال‌های گونه‌زایی تک زیوی توصیف و مستند شده‌اند. به علاوه، شواهد تبار مشترک، از آزمایش‌های آزمایشگاهی با زادگیری گزینشی ارگانیسم ها—هم از لحاظ تاریخی و هم در حال حاضر—و دیگر آزمایش‌های کنترل شده در مورد بسیاری از موضوعات این مقاله به دست می‌آیند. این مقاله رشته‌ها و زمینه‌های مختلفی که شواهد فرگشت و نیای مشترک تمامی حیات بر روی زمین را ارائه می‌کنند را، همراه با مثال‌های متعدد و تخصصی، که حاکی از هماهنگی و توافق مدارک هستند، خلاصه می‌کند.
مدارکی از زیست‌شیمی و فیزیولوژی تطبیقی
جستارهای وابسته: نسب مشترک، جهان‌نیای پایانی، نزدیک‌ترین نیای مشترک، سیر زمانی فرگشت انسان، رمز ژنتیکی
ژنتیک
یکی از مکم‌ترین مدارک برای‌تبار مشترک از مطالعه رشته‌های ژنتیکی می‌آید. تحلیل تطبیقی توالی، رابطه بین توالی‌های دی‌ان‌ای گونه‌های متفاوت را بررسی می‌کند، که چندین ردیف مدرک در تایید فرضیه اصلی‌تبار مشترک داروین تولید می‌کند. اگر آن فرضیه داروین درست باشد، آن گاه گونه‌هایی که با هم نیای مشترکی دارند، توالی دی‌ان‌ای آن نیایشان را، و همچنین جهش‌های منحصر به فرد او را به ارث برده‌اند. گونه‌هایی که به هم بیشتر نزدیک‌تر و مرتبط ترند، بخش بزرگ‌تری از توالیشان و جایگزینی‌های مشترکشان عینا مثل هم است، در مقایسه با گونه‌های به نسبت دور‌تر.
شکل الف۱: چارلز داروین هنگامی که در کشتی اچ‌ام‌اس بیگل بود، نمونه‌های متعددی را جمع‌آوری کرد، که خیلی‌هایشان برای علم جدید بودند، که این نمونه‌ها تئوری فرگشت از طریق انتخاب طبیعی بعدهای او را پشتیبانی کرد.
ساده‌ترین و قدرت مندترین مدرک توسط بازساخت فیلوژنتیک ارائه شده‌است.
شواهدی از مدل‌سازی ریاضی
علوم رایانه، امکان مطالعه بازانجام در سامانه‌های پیچیده خودتغییردهنده را فراهم می‌کند، که این مطالعه امکان به دست آوردن فهمی ریاضیاتی از ذات روال‌های پشت فرگشت را فراهم می‌کند؛ که شواهدی را برای علت‌های نهان رویدادهای شناخته‌شده فرگشتی ارائه می‌کند. برای اولین بار فرگشت مکانیسم‌های سلولی به خصوصی می‌توانند به روشی دقیق و همسان مطالعه شوند، مانند مکانیسم پیرایشگر که می‌تواند ژنوم سلول را تبدیل به کارگاهی بزرگ و کلان از میلیاردها قطعه قابل معاوضه کند که می‌تواند ابزارهایی را بسازد که ابزارهایی را بسازد که ابزارهایی را بسازد که ما را بسازد.
«بیش از پنج دهه به طول انجامیده‌است، اما کامپیوترهای الکترونیکی حالا به اندازه کافی قدرتمند هستند تا فرگشت را شبیه‌سازی کنند»، بیوانفورماتیک را در تلاش آن برای حل مسائل بیولوژیکی یاری کنند.
نتیجه‌گیری پژوهشی
در این مورد شواهد تبار مشترک اشاره به یک نتیجه‌گیری پژوهشی در این مورد است. در سال ۲۰۰۵ بیش از صد نفر از دانشمندان در ده موسسه پژوهشی بزرگ (۹ آمریکایی یک آلمانی) مطالعه ۲۳۷ میلیون جفت از اجزای تشکیل‌دهنده کروموزوم شماره ۲ انسان، نشان می‌دهد که این کروموزوم می‌تواند از جوش خوردن دو کروموزوم شامپانزه ایجاد شده‌باشد. نتایج پژوهش‌های آنان در مقاله‌ای در شماره ۴۳۴ مجله معتبر علمی نیچر (Nature) چاپ شده‌است . نتایج این مقاله نشان می‌دهد انسان و شامپانزه نیاکان مشترک داشته‌اند.
پژوهش‌گران نیجه‌گیری می‌کنند: تجزیه‌وتحلیل‌های گسترده وجود ساختار زیر بنایی توالی را تایید می‌کند، و گسترش درک ما را از ساختار و تکامل کروموزوم‌های پستانداران، گسترش می‌دهد، این گسترش شامل ژن‌های بی‌رمز (gene deserts) (فاقد پروتئین)، سگمنتال‌های تکراری (segmental duplications) و قسمت‌های بسیار متنوع (highly variant regions) است.