Største Mysterier: Hvad Driver Evolution?

{h1}

Biologer finder nye måder, som naturen danner et mangfoldigt liv på jorden.

Redaktørens note: Vi bad flere forskere fra forskellige felter, hvad de troede var de største mysterier i dag, og så tilføjede vi et par, der også var vores tanker. Denne artikel er en af ​​15 i WordsSideKick.com's "Greatest Mysteries" -serien, der kører hver hverdag.

Fra bizarre sommerfuglspots til regnbuefarvede firben til tilpasninger, der tillader egern og lige slanger at "flyve", kan fysiske nyskabelser i den naturlige verden være overvældende.

Naturlig udvælgelse accepteres af forskere som hovedmotoren kører en række organismer og deres komplekse egenskaber. Men er evolution via naturlig udvælgelse den eneste forklaring på komplekse organismer?

"Jeg synes, at en af ​​de største mysterier i biologi i øjeblikket er, om naturlig udvælgelse er den eneste proces, der kan generere organismerisk kompleksitet," sagde Massimo Pigliucci fra Institut for Økologi og Evolution ved Stony Brook University i New York "eller om der er andre egenskaber af materie, der også kommer i spil. Jeg formoder, at sidstnævnte vil vise sig at være sandt. "

Fleksible gener

Nogle forskere foreslår tilføjelser til listen over evolutionære kræfter.

"I løbet af det sidste årti eller to er forskere begyndt at mistanke om, at der findes andre egenskaber ved komplekse systemer (som levende organismer), der kan hjælpe sammen med naturligt udvalg at forklare, hvordan ting som øjne, bakterielle flagella, vinger og skildpadder skaller udvikle sig, "sagde pigliucci WordsSideKick.com.

En ide er, at organismer er udstyret med fleksibilitet til at ændre deres fysiske eller andre egenskaber under udvikling for at imødekomme miljøændringer, et fænomen kaldet fænotypisk plasticitet.

Ændringen opstår typisk ikke i generne. For eksempel i sociale bier har både arbejderne og vagterne de samme genomer, men forskellige gener bliver aktiveret for at give dem forskellige adfærd og udseende. Miljømæssige faktorer, såsom temperatur og embryonisk kost, hurtig genetisk aktivitet, der ender med at støde en bi en arbejdstager og den anden en vagt.

Hvis det er fordelagtigt, kan denne fleksibilitet overføres til afkom, og det kan således føre til udviklingen af ​​nye træk i en art. "Denne plasticitet er arvelig, og naturlig udvælgelse kan favorisere forskellige former for plasticitet, afhængigt af omfanget af miljømæssige forhold organismen støder på," sagde Pigliucci.

Lavet til bestilling

Selvorganisering er en anden evolutionær kraft, som nogle eksperter siger, pisker op komplekse træk eller adfærd spontant i levende og ikke-levende materie, og disse træk overføres til afkom gennem generationerne.

"Et klassisk eksempel udenfor biologi er orkaner: Det er ikke tilfældige luftbevægelser overhovedet, men højt organiserede atmosfæriske strukturer, der opstår spontant under de givne miljøforhold," sagde Pigliucci. "Der er stigende tegn på, at levende organismer frembringer nogle af deres kompleksitet under udvikling på en analog måde."

En biologisk illustration af selvorganisering er proteinfoldning. En lang halskæde af aminosyrer bøjer, vrider og folder i et tredimensionelt protein, hvis form bestemmer proteinets funktion. Et protein bestående af kun 100 aminosyrer kunne påtage sig et uendeligt tal (milliarder på milliarder) af former. Mens denne form-shifting tager rækkefølgen på sekunder til minutter i naturen, har de hurtigste computere endnu ikke muskelen til at trække af feat.

Mekanismen, der udløser den endelige form, kan f.eks. Være et kemisk signal.

Nyheder i naturen

Miljøet kunne også køre forandringer i et dyrs udseende eller fænotype, et fænomen, der intrigerer mange biologer.

For eksempel opdagede Sean Carroll, en molekylærbiolog ved University of Wisconsin-Madison, sommerfugle i Østafrika, forskellige farver, afhængigt af hvornår de lukkes. De udklækning i løbet af den våde sæson fremkommer med farvestrålende øjenvipper, mens deres tørsæsonrelaterede slanger bærer neutrale kryptiske frakker.

Biologi har en ret god forståelse for, hvordan dyr udvikler sig fra et befrugtet æg til en fuldt dannet organisme.

"Vi forstår bare ikke hvordan miljøet og [den] genetiske plan interagerer under udvikling", siger Theunis Piersma fra Center for Økologiske og Evolutionære Studier ved Groningen Groningen i Holland.

Piersmas forskning på shorebirds kaldet røde knuder har afsløret, at fuglene kan morph deres fænotyper afhængigt af deres migreringsruter.

Når de bringes i fangenskab og placeres i koldere temperaturmiljøer, krymper havfuglens flyve muskler og organer for at reducere varmetab. Fuglene videregiver til afkom evnen til at foretage disse ændringer.

Så mysteriet begynder at rydde rundt, hvordan forskellige arter med en række funktioner udvikler sig. Feltet, som tidligere havde påberåbt sig fossile arkiver, fik et løft med udviklingen af ​​genetiske teknikker og integrationen af ​​forskellige videnskabsområder, der forbinder genetik, biologi, økologi og datalogi.

Mens videnskabsfolk kaster lys på naturlige mekanismer, der arbejder for at forme arter, bryder mange spørgsmål på marken på laboratoriebænken. Og det oprindelige spørgsmål undersøgt af Charles Darwin-hvad er den mekanisme, der får nye arter til at udvikle sig - endnu ikke blevet forklaret fuldt ud.Og et andet beslægtet spørgsmål væv: Hvor vigtigt er chancehændelser, i modsætning til det naturlige udvalg, at forme organismer?

  • En anden stor mysterium: Hvorfor ønsker vi ting?
  • Billedgalleri: Darwin on Display
  • Livets små mysterier


Video Supplement: The Map of Mathematics.




Forskning


Hvordan Guardian Anti-Missile System Works
Hvordan Guardian Anti-Missile System Works

Fysikere Ser Frem Til Fremtiden Efter New Higgs Announcement
Fysikere Ser Frem Til Fremtiden Efter New Higgs Announcement

Videnskab Nyheder


Amerikanske Militære Indsatser På 'Big Data' For At Vinde Krige
Amerikanske Militære Indsatser På 'Big Data' For At Vinde Krige

Tropisk Storm Leslie Spied Over Bermuda
Tropisk Storm Leslie Spied Over Bermuda

Billeder: Amazing Shots Of Storms Light Up Vejret Foto Contest
Billeder: Amazing Shots Of Storms Light Up Vejret Foto Contest

Hellige Flygende Fisk! Hvorfor Springe Asiatiske Carp Bombard Rowers
Hellige Flygende Fisk! Hvorfor Springe Asiatiske Carp Bombard Rowers

Passagerer Del Tsa Horror Stories, Logklager Online
Passagerer Del Tsa Horror Stories, Logklager Online


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com