ΕΞΕΛΙΞΗ “nothing in biology makes sense except in the light of evolution” Dobzhansky.

Παρουσίαση με θέμα: "ΕΞΕΛΙΞΗ “nothing in biology makes sense except in the light of evolution” Dobzhansky."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΕΞΕΛΙΞΗ “nothing in biology makes sense except in the light of evolution” Dobzhansky

2 Τι σημαίνει «Εξελιγμένος» οργανισμός;

3 Τι εξελίσεται στον βιολογικό κόσμο;

4 Πόσο γρήγορα εξελίσεται ένας οργανισμός;
Organism % Genome repetitive DNA Reproduction rate Caenorhabditis briggsae 22% approx times per year Drosophila (fuit fly) 34-57%* 6-12 times per year Clionia(tunicate) 35% several times to once per year Mouse 40% 3-4 times a year Fugu 15% Once per year Dog 31% Once per year+

5 Γιατί χρειάζομαι την «Εξέλιξη»;
Neanderthals’ Genetic Legacy Ancient DNA in the genomes of modern humans influences a range of physiological traits. By Ruth Williams | Science February 11, 2016 Οι άνθρωποι Ευρασιατικής προέλευσης , γενετικά μιλώντας , είναι μεταξύ 1 τοις εκατό και 4 τοις εκατό Νεάντερταλ , και η νέα έρευνα δείχνει πώς αυτό το αρχαϊκό DNA στα γονιδιώματα τους μπορεί να επηρεάζει την υγεία τους . Η μελέτη , που δημοσιεύθηκε σήμερα ( 11 Φεβρουαρίου ) στο περιοδικό Science, χρησιμοποιεί τα ηλεκτρονικά ιατρικά αρχεία και τα συναφή δεδομένα DNA από περισσότερα από άτομα για να δείξει ότι το DNA των Νεάντερταλ είχε μικρές αλλά σημαντικές επιπτώσεις όσον αφορά τους κινδύνους για την ανάπτυξη – και μεταξύ άλλων – την κατάθλιψη, δερματικές βλάβες , και την υπερβολική πήξη του αίματος.

6 Τί είναι η εξέλιξη; Σε τι είδους κόσμο ζούμε;
Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή; Η απαρχή του έμβιου κόσμου. Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα θα πρέπει να εξετάσουμε και να καταλάβουμε - Σε τίείδους κόσμο ζούμε Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή Την απαρχή του έμβιου κόσμου.

7 Σε τι είδους κόσμο ζούμε;
Ένας κόσμος άπειρης διάρκειας Ένας σταθερός κόσμος βραχείας διάρκειας Ένας εξελισσόμενος κόσμος Πάντοτε η ανθρωπότητα ήθελε να κατανοεί και να ερμηνεύει οτιδήποτε άγνωστο και αινιγματικό. Από αρχαιοτάτων χρόνων το ερώτημα ποιός και τί έπλασε τον κόσμο, τι επιφυλλάσσει το μέλλον, Πως δημιουργήθηκαν οι άνθρωποι? Μέσα από τους μύθους των φυλών δόθηκαν πολυάριθμες απαντήσεις στα ερωτήματα αυτά. Επίσης αργότερα οι ιδρυτές των θρησκειών αλλά και οι φιλόσοφοι προσπάθησαν και αυτοί να βρούν απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήμτα. Μελετώντας τις απαντήσεις τους μπορούμε να τις ταξινομήσουμε σε τρείς κατηγορίες. Ένας κόσμος άπειρης διάρκεια. Ένας σταθερός κόσμος βραχείας διάρκειας Ένας εξελισσόμενος κόσμος

8 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας κόσμος άπειρης διάρκειας
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας κόσμος άπειρης διάρκειας Κάποιοι φιλόσοφοι: πίστευαν ότι ο κόσμος περνούσε από διαφορετικά στάδια (ανακύκληση) αλλά πάντοτε θα επέστρεφε σε ένα προγενέστερο στάδιο Αριστοτέλης: πίστευε ότι ο κόσμος υπήρχε ανέκαθεν. Για να εξηγήσει την εξέλιξη των ζώντων οργανισμών εφηύρε τη Scala Naturae και ταξινόμησε τους οργανισμούς ανάλογα με την πολυπλοκότητα της δομής και τη λειτουργία τους. Οι ανώτεροι οργανισμοί έδειχναν μεγαλύτερη ζωντάνια και ικανότητα να κινηθούν Ο Αριστοτέλης πίστευε ότι ο κόσμος υπήρχε ανέκαθεν. Κάποιοι άλλοι φιλόσοφοι πίστευαν ότι ο κόσμος περνούσε από διαφορετικά στάδια (ανακύκληση) αλλά πάντοτε θα επέστρεφε σε ένα προγενέστερο στάδιο

9 Classification centrale de la
scala naturæ Dieu Le Sacré (les anges) L'Humanité Ξεκινώντας με την Επιστημονική Επανάσταση τον 17ο αιώνα, όλο και περισσότερες επιστημονικές παρατηρήσεις έρχονταν σε αντίθεση με την βιβλική θεώρηση της σταθερότητας του κόσμου και της μικρής διάρκειάς του. Αρχικά στην αστρονομία δηλαδή στον Ήλιο, στα άστρα, τους πλανήτες και άλλα φυσικά φαινόμενα, Έπειτα Στην γεωλογία που η έρευνα των γεωλόγων του 17ου και 18ου αιώνα αποκάλυψε την τεράστια ηλικία της γής. Ανακάλυψη απολιθωμένων πανίδων που είχαν εξαφανιστεί. Όμως, παρόλο που όλο και περισσότερα αποδεικτικά στοιχεία αντέκρουν την βιβλική θεώρηση μέχρι το 1859 τόσο στον κόσμο των απλών ανθρώπων όσο καιστον κόσμο των επιστημόνων και των φιλοσόφων επικρατούσε κάποια λίγο-πολύ βιβλική κοσμοαντίληψη. Δηλαδή ότι ο Θεός είχε δημιουργήσει τον κόσμο και μάλιστα τον είχε σχεεδιάσει τόσο σοφά ώστε κάθε οργανισμός ήταν τέλεια προσαρμοσμένος στην θέση του μέσα στη φύση. Κατά την διάρκεια αυτής της μεταβατικής περιόδου επιχειρήθηκαν όλων των ειδών οι συμβιβασμοί για να αντιμετωπισθούν οι αντιφάσεις. Μια τέτοια προσπάθεια υπήρξε η scala naturae η Μεγάλη Αλυσσίδα της ύπαρξης στην οποία όλες οι οντότητες του κόσμου ήταν διατεταγμένες σε μια ανερχόμενη κλίματα. Ξεκινούσε από τα ΄΄αψυχα αντικείμενα όπως οι πέτρες και τα ορυκτά και συνέχιζε στα βρυόφυτα τις λειχήνες κ.λ.π. Η scala naturae θεωρουνταν ότι δεν μεταβάλλεται ποτέ Le monde animal Le monde végétal Le monde minéral

10 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας σταθερός κόσμος βραχείας διάρκειας
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας σταθερός κόσμος βραχείας διάρκειας Χριστιανική άποψη όπως παρουσιάστηκε στη Βίβλο. Επικρατούσε στον Δυτικό κόσμο: τον Μεσαίωνα μέχρι τα μέσα του 19ου αιώνα. Βασιζόταν: πίστη σε ένα υπέρτατο όν, σε έναν παντοδύναμο Θεό, ο οποίος είχε δημιουργήσει ολόκληρο τον κόσμο και το ανθρώπινο είδος. Η πίστη ότι ο κόσμος έχει δημιουργηθεί από έναν παντοδύναμο Θεό, καλείται δημιουργισμός. Αυτή ήταν η Χριστιανική άποψη όπως παρουσιάστηκε στη Βίβλο. Υπήρξε η κρατούσα άποψη στον δυτικό κόσμο κατά τον Μεσαίωνα και μέχρι τα μ έσα του 19ου αιώνα. Βασιζόταν στην πίστη σε ένα υπέρτατο όν, σε έναν παντοδύναμο Θεό, ο οποίος είχε δημιουργήσει ολόκληρο τον κόσμο καθώς και το ανθρώπινο είδος όπως περιγράφουν οι δύο ιστορίες περί δημιουργίας στη Βίβλο (Γένεση). Η πίστη ότι ο κόσμος έχει δημιουργηθεί από έναν παντοδύναμο Θεό καλείται δημιουργισμός

11 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος Ο κόσμος έχει διάρκεια και συνεχώς εξελίσσεται. Όμως τί είδους αλλαγές γίνονται; Εκείνο που βλέπουμε σήμερα είναι διαφορετικό από εκείνο που υπήρχε στο παρελθόν. Π.χ., οι γαλαξίες, τα αστέρια, το ηλιακό σύστημα και η γή έχουν αλλάξει κατά την διάρκεια του χρόνου . Εμείς θα ασχοληθούμε με τη Βιολογική εξέλιξη η οποία ασχολείται με τις αλλαγές που εμφάνισαν οι ζώντες οργανισμοί καθόλη τη διάρκεια της ζωής στη Γή. Σύμφωνα με αυτή την τρίτη άποψη, ο κόσμος έχει μεγάλη διάρκεια και συνεχώς μεταβάλλεται, εξελίσσεται. Παρότι μπορεί να μας φαίνεται παράξενο σήμερα, η έννοια της εξέλιξης ήταν αρχικά ξένη προς τη δυτική σκέψη. Η ισχύς του χριστιανικού φονταμενταλιστικού δόγματος ήταν τόσο δυνατή ώστε απαιτήθηκε μια μακρά σειρά από διαδικασίες αλλαγής και ανάπτυξης στον 17ο και 18ο αιώνα προτού γίνει πλήρως αποδεκτή η ιδέα της εξέλιξης. Όσον αφορά την επιστήμη, η αποδοχή της εξέλιξης σήμαινε ότι ο κόσμος δεν μπορούσε πλέον να θεωρείται απλώς το κέντρο δράσης των φυσικών νόμων, αλλά έπρεπε να ενσωματώσει την ιστορία και, το πιο σημαντικό, τις παρατηρούμενες αλλαγές στον έμβιο κόσμο προϊόντος του χρόνου. Σταδιακά, ο όρος «εξέλιξη» κατέληξε να σημαίνει αυτές τις αλλαγές Τα πάντα σε αυτή τη Γη φαίνεται να βρίσκονται σε συνεχή ροή. Συμβαίνουν άκρως τακτικές μεταβολές. Η αλλαγή από τη μέρα στη νύχτα και πάλι στη μέρα, η οποία οφείλεται στην περιστροφή της Γης, αποτελεί μια τέτοια τακτική κυκλική μεταβολή. Το ίδιο και οι μεταβολές στη στάθμη της θάλασσας κατά τις παλίρροιες που προκαλούνται από τον σεληνιακό κύκλο. Ακόμα πιο εκτεταμένες είναι οι εποχικές αλλαγές λόγω της ετήσιας περιστροφής της Γης γύρω από τον Ήλιο. Άλλες μεταβολές είναι έκτακτες και ακαθόριστες, όπως οι κινήσεις των τεκτονικών πλακών, η δριμύτητα του χειμώνα από χρονιά σε χρονιά, ή οι μη περιοδικές κλιματικές αλλαγές (το φαινόμενο ΕΙ Nino, οι περίοδοι των παγετώνων), όπως και οι περίοδοι ευημερίας στην οικονομία ενός συγκεκριμένου έθνους. Οι μη τακτικές μεταβολές είναι κατά μεγάλο μέρος απρόβλεπτες, καθώς υπόκεινται σε διάφορες στοχαστικές διαδικασίες.

12 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος (Pre-Darwinian) Jean-Baptiste Lamarck Γάλλος φυσιοδίφης, πρότεινε την θεωρία ότι οι οργανισμοί οδηγούνται από κάποια εσωτερική δύναμη προς μεγαλύτερη πολυπλοκότητα. Αλλά σκέφτηκε ότι οι οργανισμοί μπορούν να περάσουν στους απογόνους τους επίκτητα χαρακτηριστικά (“Lamarckism”, προτάθηκε το 1809) Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, chevalier de Lamarck (1er août 1744, Bazentin, Somme – 18 décembre 1829, Paris) “I have called this principle, by which each slight variation, if useful, is preserved, by the term Natural Selection. “ From the origin of species.

13 Μήπως είχε δίκιο εν μέρει ο Lamarck;
Ο όρος επιγενετική αναφέρεται σε κληρονομικές αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση ( ενεργό έναντι ανενεργό γονίδιο ) που δεν περιλαμβάνει αλλαγές στην υποκείμενη ακολουθία DNA δηλ. μια αλλαγή στον φαινότυπο χωρίς αλλαγή σε γονότυπο . Αυτό με τη σειρά του επηρεάζει το πώς το κύτταρο διαβάζει τα γονίδια .

14 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος Charles Darwin ( ) Γεννήθηκε στην Αγγλία, σπούδασε Ιατρική, Θεολογία … Πήγε για 5 χρόνια ταξίδι το γύρο του κόσμου ως φυσιοδίφης με το πλοίο HMS Beagle. Παρατηρεί τα είδη των φυτών και των ζώων στα νησιά Galapagos, στην Αυστραλία, την NZ, κλπ. Παρατήρησε: Τα ζώα των νησιών είναι μεν παρόμοια με εκείνα της ηπειρωτικής χώρας αλλά έχουν διαφορές που οφείλονται στις συνθήκες. “I have called this principle, by which each slight variation, if useful, is preserved, by the term Natural Selection. “ From the origin of species.

15 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος On the Origin of Species… Επέστρεψε σπίτι του, εργάστηκε για 16 χρόνια αναλύοντας τα δεδομένα του Ο Δαρβίνος δημοσίευσε το Νοέμβριο του 1859 το σημαντικότερο κείμενο όλων των εποχών:On the Origin of Species by Means of Natural Selection. “I have called this principle, by which each slight variation, if useful, is preserved, by the term Natural Selection. “ From the origin of species.

16 Πολλά πράγματα αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου:
Η βιολογική εξέλιξη δεν είναι απλά ζήτημα μιας αλλαγής με την πάροδο του χρόνου. Πολλά πράγματα αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου: τα δέντρα χάνουν τα φύλλα τους, οι οροσειρές ανέρχονται και διαβρώνονται, όμως δεν είναι παραδείγματα βιολογικής εξέλιξης διότι δεν συνδέουν την καταγωγή μέσω της γενετικής κληρονομικότητας. Τα φύλλα των δέντρων αλλάζουν χρώμα και πέφτουν κάτω μετά από αρκετές εβδομάδες. Οι οροσειρές διαβρώνονται σε διάρκεια εκατομμυρίων ετών. Πάνω από ένα μεγάλο αριθμό ετών, η εξέλιξη παράγει τεράστια ποικιλότητα μορφών ζωής. Μια γενεαλογία δείχνει εμφανώς αλλαγή με κληρονομικότητα σε μικρό αριθμό ετών .

17 Η εξήγηση Η κεντρική ιδέα της βιολογικής εξέλιξης είναι ότι όλη η ζωή στη γη μοιράζεται έναν κοινό πρόγονο, ακριβώς όπως εσείς και τα ξαδέλφια σας μοιράζεστε μια κοινή γιαγιά. Μέσω της διαδικασίας της καθόδου με τροποποίηση, ο κοινός πρόγονος της ζωής στη γη είναι η αφορμή για τη φανταστική ποικιλομορφία που βλέπουμε γύρω μας σήμερα και τεκμηριώνεται με το αρχείο των απολιθωμάτων. Εξέλιξη σημαίνει ότι είμαστε όλοι μακρινά ξαδέλφια: οι άνθρωποι και τα δρύινα δέντρα, τα κολίβρια και οι φάλαινες.

18 Η ιστορία της ζωής: εξετάζοντας τα πρότυπα.
Η κεντρική ιδέα της εξέλιξης είναι ότι η ζωή έχει μια ιστορία - έχει αλλάξει με την πάροδο του χρόνου - και ότι τα διαφορετικά είδη μοιράζονται κοινούς προγόνους. Εδώ, μπορείτε να εξερευνήσετε πώς η εξελικτική αλλαγή και οι εξελικτικές σχέσεις αντιπροσωπεύονται στα «οικογενειακά δέντρα», πώς αυτά τα δέντρα κατασκευάζονται, και πώς αυτή η γνώση έχει επιπτώσεις στη βιολογική ταξινόμηση. Θα βρείτε επίσης ένα χρονικό όριο της εξελικτικής ιστορίας και της πληροφορίας για μερικά συγκεκριμένα γεγονότα στην ιστορία της ζωής: την ανθρώπινη εξέλιξη και τη προέλευση της ζωής.

19 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος «Εξέλιξη, είναι η αλλαγή στις ιδιότητες των πληθυσμών των οργανισμών μέσα στο χρόνο.» Πληθυσμός: μονάδα της εξέλιξης. Γονίδια, άτομα και είδη: παίζουν επίσης ρόλο.

20 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος Η εξέλιξη ασχολείται με τους φαινοτύπους των ατόμων, με τους πληθυσμούς, με τα είδη. Οι δύο σημαντικότερες μονάδες εξέλιξης: - Το άτομο, ο πρωταρχικός στόχος, - Ο πληθυσμός, η σκηνή όπου διαφοροποιείται η εξέλιξη.

21 Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος
Σε τι είδους κόσμο ζούμε; Ένας εξελισσόμενος κόσμος Ο Δαρβίνος διαπίστωσε ότι στην Εξέλιξη υφίστανται δύο πλευρές-προσανατολισμοί: ΑΝΑΓΕΝΕΣΗ: ευθύγραμμη αλλαγή μέσα σε μία συγκεκριμένη γενεαλογική σειρά, και ΚΛΑΔΟΓΕΝΕΣΗ: δημιουργία νέας γενεαλογικής σειράς μέσω ειδογένεσης.

22 Τί είναι η εξέλιξη; Σε τι είδους κόσμο ζούμε;
Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή; Η απαρχή του έμβιου κόσμου.

23 Πώς ξέρουμε τι συνέβη πότε;
Μορφή ζωής Εκατ. Έτη από εμφάνιση Microbial (procaryotic cells) 3.500 Complex (eucaryotic cells) 2.000 First multicellular animals 670 Shell-bearing animals 540 Vertebrates (simple fishes) 490 Amphibians 350 Reptiles 310 Mammals 200 Nonhuman primates 60 Earliest apes 25 Australopithecine ancestors of humans 4 Modern humans 0.15 Η ζωή άρχισε 3.8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, και τα έντομα διαφοροποιήθηκαν 290 εκατομμύρια χρόνια πριν, αλλά οι γενεαλογικές σειρές των ανθρώπων και των χιμπατζήδων απέκλιναν μόνο πέντε εκατομμύρια έτη πριν. Πώς οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει τις ημερομηνίες των εξελικτικών γεγονότων του παρελθόντος; Εδώ παρουσιάζονται μερικές από τις μεθόδους και τα γεγονότα που οι επιστήμονες χρησιμοποιούν για να βάλουν ημερομηνίες στα γεγονότα:

24 1. Η ραδιομετρική χρονολόγηση στηρίζεται στην διάρκεια ημιζωής των ραδιενεργών στοιχείων και επιτρέπει στους επιστήμονες να χρονολογούν άμεσα τους βράχους και τα υλικά. 2. Η στρωματογραφία παρέχει μια ακολουθία γεγονότων από την οποία οι σχετικές ημερομηνίες μπορούν να εξαχθούν συμπερασματικά. 3. Τα μοριακά ρολόγια επιτρέπουν στους επιστήμονες να χρησιμοποιήσουν το ποσό της γενετικής απόκλισης μεταξύ των οργανισμών και να υπολογίζουν κατά προσέγγιση τις ημερομηνίες.

25 Απολιθώματα: Στοιχεία μιας Προηγούμενης Ζωής
Η εξέλιξη, που ξεκίνησε ως υπόθεση, τώρα υποστηρίζεται με αποδεικτικά στοιχεία από πολλούς τομείς της επιστήμης. Το αρχείο των απολιθωμάτων είναι η ιστορία της ζωής που καταγράφεται με τα απομεινάρια του παρελθόντος. Τα απολιθώματα περιλαμβάνουν σκελετούς, κελύφη, σπόρους, έντομα παγιδευμένα σε ήλεκτρο, περιττώματα ζώων, DNA και άλλες χημικές ουσίες, αποτυπώματα φύλλων, και ίχνη οργανισμών που έζησαν στο μακρινό παρελθόν. Τα περισσότερα απολιθώματα είναι τουλάχιστον ετών.

26 Οι μεταβατικές μορφές αποκαλύπτουν συνδέσεις μεταξύ των ομάδων:
Το αρχείο των απολιθωμάτων ιχνηλατεί την ιστορία της ζωής και μας επιτρέπει να μελετήσουμε την ιστορία συγκεκριμένων οργανισμών. Τα αποδεικτικά στοιχεία των απολιθωμάτων υποστηρίζουν την υπόθεση της κοινής προέλευσης. Τα απολιθώματα μπορούν να συνδεθούν με την πάροδο του χρόνου επειδή αποκαλύπτουν μια ομοιότητα στη μορφή, παρ΄ όλες τις παρατηρούμενες αλλαγές. Οι μεταβατικές μορφές αποκαλύπτουν συνδέσεις μεταξύ των ομάδων: Ο αρχαιοπτέρυξ είναι μεταξύ των ερπετών και των πουλιών Το Eustheopteron είναι ένα αμφίβιο ψάρι Το Seymouria είναι ένα ερπετό-πουμοιάζει με αμφίβιο. Τα therapsids ήταν θηλαστικά-που έμοιαζαν με ερπετά. Ο Archaeopteryx, άλλοτε θεωρείτο το πρώτο πτηνό.

27 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Το αρχείο των απολιθωμάτων Πιο πειστικό στοιχείο για την ύπαρξη της εξέλιξης: ανακάλυψη εξαφανισθέντων οργανισμών σε παλαιότερα γεωλογικά στρώματα. Όμως πώς γίνεται η χρονολόγηση των γεωλογικών στρωμάτων; Το πιό πειστικό στοιχείο για την ύπαρξη της εξέλιξης είναι η ανακάλυψη σε παλαιότερα γεωλογικά στρώματα εξαφανισθέντων οργανισμών. Μερικά από τα υπολλείματα του βιόκοσμου που έζησε σε μια συγκεκριμένη γεωλογική περίοδο στο παρελθόν βρίσκονται ενσωματωμένα ως απολιθώματα στα στρώματα τα οποία αποτέθηκαν εκείνη την περίοδο Κάθε προγενέστερο γεωλογικό στρώμα περιέχει τους προγόνους του βιόκοσμου που απολιθώθηκε στο επόμενο στρώμα. Τα απολιθώματα στα πιο πρόσφατα στρώματα είναι συχνά πολύ όμοια με τα σημερινά είδη, ή, σε μερικές περιπτώσεις και απαράλλακτα. Όσο παλαιότερα είναι τα στρώματα στα οποία βρίσκεται ένα απολίθωμα-δηλαδή όσο πιό πίσω ανάγονται στο χρόνο- τόσο πιό πολύ διαφέρει το απολίθωμα από τους ζωντανούς αντιπροσώπους του.

28 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Ραδιενεργό ρολόι Πετρώματα ηφαιστειακής προέλευσης περιέχουν: Κάλιο, Ουράνιο και θόριο (ραδιενεργά στοιχεία). Π.χ. Ουράνιο 238: χρόνο ημιζωής 4,5 δισεκ. χρόνια, από τη διαδικασία διάσπασής του παράγεται Pb 206. Ηλικία πετρώματος: αναλογία 238U / Pb206. Ιζηματογενή πετρώματα: δεν περιέχουν ραδιενεργά στοιχεία. Χρονολογούνται από την θέση τους σε σχέση με τα στρώματα που μπορούν να χρονολογηθούν. Βέβαια πώς μπορεί να γίνει αντιληπτό πιά είναι τα παλαιότερα γεωλογικά στώματα?? Παλαιότερα οι ηλικίες των απολιθωμάτων βασίζονταν σε πρόχειρες εικασίαες. Όμως σήμερα η σταθερότητα της ραδιενεργούς διάσπασης μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε με εξαιρετική ακρίβεια την ηλικία ορισμένων πετρωμάτων. Ορισμένα πετρώματα ηφαιστειακής κυρίως προέλευσης περιέχουν ραδιενεργά στοιχεία , π.χ. Κάλιο, ουράνιο και θόριο. Καθένα από τα στοιχεία αυτά διασπάται με συγκεκριμένο ρυθμό και έχει προσδιοριστεί ο χρόνος ημιζωής τους. Π.χ. Το ουράνιο 238 έχει χρόνο ημιζωής 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, και από τη διαδικασία διάσπασής του παράγεται μόλυβδος 206. Η ηλικία ενός συγκεκριμένου πετρώματος υπολογίζεται από την αναλογία ουρανίου προς μόλυβδο. Τα ιζηματογενή πετρώματα που δεν περιέχουν ραδιενεργά στοιχεία χρονολογούνται από την θέση τους σε σχέση με τα στρώματα που μπορούν να χρονολογηθούν. Η ηλικία οποιουδήποτε απολιθώματος μπορεί να προσδιορίζεται με εντυπωσιακή ακρίβεια εάν γνωρίζουμε επίσης το γεωλογικό στρώμα στο οποίο έχει βρεθεί.

29 Γεωχρονολογική κλίμακα
Έτσι δημιουργήθηκε η γεωχρονολογική κλίμακα που φαίνεται σε αυτή τη διαφάνεια. Το απολίθωμα του αρχαίου τριλοβίτη τοποθετείται χρονολογικά περίπου στο τέλος της Δεβονίου περιόδου (πριν από εκατομμύρια χρόνια) όπου τα φυτά δεν είχαν μεγαλύτερο ύψος του ενός μέτρου, ενώ προς τα τέλη της εμφανίζονται οι φτέρες, τα πρώτα δέντρα και τα πρώτα δάση. Επίσης άρχισαν να εμφανίζονται και τα πρώτα αρθρόποδα,

30 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Σε αυτή τη διαφάνεια μπορούμε να παρατηρήσουμε το απολίθωμα ενός εξεφανισθέντος αρθρόποδου του Τριλοβίτη. Trilobite (αρθρόποδο) mya

31 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Και εδώ ένα απολίθωμα κεφαλόποδου Pleuroceras spinatum with Brachiopoda Nautilus (κεφαλόποδο) ( mya)

32 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Compsognathus longipes (~150 εκατ. Χρόνια) Μήκος: μέχρι 0.65 m Ένα άλλο απολίθωμα πιό παλιό περίπου 240 εκατομμύρια έτη πιστεύεται ότι ανήκει στους πρώτους δεινοσαύρους.

33 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Albertosaurus Dinosaur Family Tyrannosauridae (146~65 mya) ζούσε στο δυτικότερο τμήμα τηε Βόρειας Αμερικής Μέγεθος: μήκος μέχρι 9 μέτρα και βάρος 1 1/2 τόννοι

34 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Μερικά επί πλέον απολιθώματα. Εδώ είναι το απολίθωμα του archaeopteryx το οποίο τοποθετείται περίπου ότι έζησε 145 εκ. Έτη πρίν. Πιστεύεται ότι είναι πρόδρομος των πτηνών. Μπορούμε να παρατηρήσουμε την μεγάλη ουρά, το μεγάλο κεφάλι κ.α. Archaeopteryx (~145 εκατ. Χρόνια) ζούσε στη νότια Γερμανία και είχε μήκος περίπου 0.5 μέτρα (1.6 ft)

35 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
. Απολίθωμα Κατσαρίδας ( mya)

36 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Εδώ έχουμε απολίθωμα ψαριού Priscacara liops (40-50 mya)

37 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Φυτό σε ήλεκτρον Lygodium kaulfussi ( mya ) Fossil Amber Plantae (38-20 mya)

38 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
14 mm flying ant Order Hymenoptera Family Formicidae mya Andean Uplift Region, Colombia

39 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Τα απολιθώματα τεκμηριώνουν μία βαθμιαία σταθερή αλλαγή από τις προγονικές μορφές στους απογόνους; Ο παλαιοντολόγος βρίσκει κενά σε κάθε φυλετική σειρά και ασυνέχειες. Ο Δαρβίνος όμως επέμεινε ότι αυτό οφείλεται στην έλλειψη πληρότητας του αρχείου των απολιθωμάτων διότι μόνο ένα μικρό κλάσμα οργανισμών που έζησαν κάποτε διατηρούνται ως απολιθώματα. Θεωρώντας δεδομένη την εξέλιξη θα περίμενε κανένας τα απολιθώματα να τεκμηριώνουν μία βαθμιαία σταθερή αλλαγή από τις προγονικές μορφές στους απογόνους. Ο παλαιοντολόγος δεν βρίσκει κάτι τέτοιο. Βρίσκει κενά σε κάθε φυλετική σειρά και ασυνέχειες. Ο Δαρβίνος επέμεινε ότι αυτό οφείλεται στην έλλειψη πληρότητας του αρχείου των απολιθωμάτων διότι μόνο ένα μικρό κλάσμα οργανισμών που έζησαν κάποτε διατηρούνται ως απολιθώματα.

40 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Φυλετικές γενεαλογικές σειρές που είναι εντυπωσιακά πλήρης, είναι εκείνες: Από την τάξη των Θηραψιδωτών (Therapsida) των ερπετών, στα Θηλαστικά. Από το προγονικό άλογο (Eohippus), στο σύγχρονο άλογο (Equus)

41 Το αρχείο των απολιθωμάτων μας επιτρέπει να ιχνηλατήσουμε την ιστορία του σύγχρονου αλόγου Equus.
Τα πιό παλιά απολιθώματα σε αυτήν την γενεαλογική σειρά είναι του Hyracotherium, που είχε το μέγεθος ενός σκύλου, με χαμηλούς λοβοειδείς τραπεζίτες με στεφάνη, τέσσερα ακροδάκτυλα σε κάθε μπροστινό πόδι, τρία σε κάθε πίσω πόδι--όλα προσαρμογές από τη διαβίωση του στο δάσος. Όταν τα δάση αντικαταστάθηκαν από τα λιβάδια, οι ενδιάμεσες μορφές επιλέχτηκαν για τα ανθεκτικά δόντια που άλεθαν, την ταχύτητα, κ.λπ. με αύξηση στο μέγεθος και μείωση στα ακροδάκτυλα. Οι ζώντες οργανισμοί μοιάζουν περισσότερο με τα πρόσφατα απολιθώματα στη γραμμή προέλευσης. Οι υποκείμενες ομοιότητες επιτρέπουν σε μας να ιχνηλατήσουμε την γραμμή προέλευσης με την πάροδο του χρόνου.

42 Από το προγονικό άλογο (Eohippus), στο σύγχρονο άλογο (Equus)
Μείωση των ακροδάκτυλων των μποστινών και πίσων ποδιών του αλόγου από τέσσερα σε ένα.

43 Από το προγονικό άλογο (Eohippus), στο σύγχρονο άλογο (Equus)
Τα πρώτα άλογα ~55mya Εξέλιξη του κρανίου του Eohippus μέχρι Equus σε συνάρτηση με την εξέλιξη των μπροστινών και πίσω ποδιών καθώς επίσης και με την εξέλιξη των δοντιών τους τα οποία σχετίζονται με τον τρόπο θρέψης τους τις διάφορες χρονικές περιόδους

44 Από το προγονικό άλογο (Eohippus), στο σύγχρονο άλογο (Equus)
Πλήρης γενεαλογική σειρά του αλόγου Mostly grasers:Κυρίως χόρτα βοσκής (ακουμπώ και ξύνω) Mixed feeder : Μικτής διατροφής Mostly browsers: Κυρίως φύλλα και βλαστοί βοσκής

45 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Πώς γίνεται η μελέτη της φυλογένεσης; Από την μελέτη των ομόλογων γνωρισμάτων των διαφόρων ταξινομικών μονάδων. Ένα γνώρισμα σε δύο ή περισσότερες ταξινομικές μονάδες είναι ομόλογο όταν είναι παράγωγο του ίδιου γνωρίσματος του πλησιέστερου κοινού προγόνου τους.

46 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Carolus Linnaeus Σουηδός επιστήμονας – Carl von Linne (γιατρός και βοτανολόγος) γεννημένος το 1707. Αποκαλείται ο “Πατέρας της Συστηματικής Βοτανικής” Ίδρυσε ένα σύγχρονο σύστημα ονοματολογίας Μέχρι την εποχή του Δαρβίνου ο Λινναίος προσπάθησε να ταξινομήσει τα γνωστά τότε φυτά και ζώα σύμφωνα με τις ομοιότητες που είχαν

47 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Κατά Λινναίο Ιεραρχία: Ταξινόμηση των οργανισμών σύμφωνα με τον βαθμό ομοιότητας και συγγένειας τους

48 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Ο Δαρβίνος πρότεινε τις θεωρίες: της διακλαδιζόμενης εξέλιξης και της κοινής καταγωγής.

49 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Η Κοινή καταγωγή αποδεικνύεται από: Απολιθώματα κοινών προγόνων που έχουν βρεθεί σε σκύλους και αρκούδες, σε όλα τα τρωκτικά, σε όλα τα οπληφόρα κ.λ.π. Τη μελέτη της συγκριτικής ανατομίας. Η Μορφολογική και Εμβρυϊκή ομοιότητα οργανισμών αποτελούν ενδείξεις κοινής καταγωγής.

50 Βιογεωγραφία: Διαχωρισμός και Απόκλιση
Βιογεωγραφία είναι η μελέτη της κατανομής των φυτών και των ζώων σε όλο τον κόσμο. Η κατανομή των οργανισμών εξηγείται από τις σχετικές μορφές που εξελίσσονται σε ένα σύνολο τοπικής προσαρμογής και που εξαπλώνονται σε άλλες προσιτές περιοχές. Ο Δαρβίνος παρατήρησε ότι η Νότια Αμερική δεν είχε καθόλου κουνέλια. Συμπέρανε ότι τα κουνέλια δημιουργήθηκαν αλλού. Η Βιογεωγραφία εξηγεί γιατί πολλά είδη σπίνων είναι στα νησιά Galapagos αλλά όχι στην ηπειρωτική χώρα. Οι φυσικοί παράγοντες, όπως η θέση των ηπείρων, καθορίζουν που ένας πληθυσμός μπορεί να εξαπλωθεί. Οι κάκτοι είναι περιορισμένοι στις ερήμους της Βόρειας Αμερικής και η ευφορβία αναπτύσσεται στις ερήμους της Αφρικής. Τα Μαρσιποφόρα εμφανίστηκαν τότε που η Νότια Αμερική, η Ανταρκτική, και η Αυστραλία ήταν όλες συνδεδεμένες. Η Αυστραλία διαχωρίστηκε πριν εμφανισθούν τα πλακουντοφόρα θηλαστικά, έτσι μόνο τα μαρσιποφόρα διαφοροποιήθηκαν στην Αυστραλία.

51 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Θεωρία της Διακλαδιζόμενης εξέλιξης Ο Δαρβίνος ισχυρίστηκε ότι όλη η χλωρίδα και η πανίδα των Νησιών Galapagos πήγε εκεί με αποικισμό. Παρατήρησε τρία είδη πουλιών μίμων που προσομοίαζαν με ένα είδος που ήξερε ότι υπήρχε μόνο στη Νότια Αμερική. Σπίνοι από τα Νησιά Galapagos. Ομοιότητα στο ράμφος (Sato et al, 1999)

52 Συγκριτική Ανατομία: Ομοιότητες λόγω της Κοινής Καταγωγής
Οι οργανισμοί, όταν είναι σχετικά κοντά, έχουν ανατομικές ομοιότητες λόγω της κοινής καταγωγής, όπως τεκμηριώνεται από τη Συγκριτική Ανατομία. Ομόλογες δομές διαφορετικών οργανισμών κληρονομούνται από έναν κοινό πρόγονο. Τα μπροστινά πόδια των σπονδυλωτών περιέχουν τα ίδια σύνολα οστών οργανωμένα με παρόμοιους τρόπους, παρά τις ανόμοιες λειτουργίες τους. Υπολειμματικές δομές είναι τα κατάλοιπα μιας δομής που ήταν λειτουργική σε κάποιο πρόγονο αλλά δεν είναι πλέον στον εν λόγω οργανισμό. Τα περισσότερα πουλιά έχουν καλά ανεπτυγμένα φτερά, αν και μερικά έχουν συρρικνωμένα και δεν πετούν. Οι άνθρωποι έχουν ένα ουραίο οστό (το κόκκυγα) αλλά όχι ουρά. Η παρουσία υπολειμματικών δομών εξηγείται από την υπόθεση του κοινού προγόνου.

53 Στα ψάρια και τις προνύμφες αμφιβίων, οι σάκοι γίνονται βράγχια.
Η Εμβρυολογική ανάπτυξη αποκαλύπτει ένα ενοποιημένο σχέδιο. Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, όλα τα σπονδυλωτά έχουν νωτιαίες χορδές και ταξινομημένες κατά ζεύγη φαρυγγικούς σάκους. Στα ψάρια και τις προνύμφες αμφιβίων, οι σάκοι γίνονται βράγχια. Στους ανθρώπους, το πρώτο ζευγάρι σάκων γίνεται μια κοιλότητα του μέσου αυτιού και του ακουστικού σωλήνα, το δεύτερο ζευγάρι γίνεται αμυγδαλές, ενώ το τρίτο και τέταρτο ζευγάρι γίνονται οι θύμος αδένας και παραθυρεοειδείς αδένες. Αυτό έχει νόημα μόνο εάν τα ψάρια είναι πρόγονοι άλλων σπονδυλωτών ομάδων. Βήματα εξέλιξης της γνάθου με τροποποίηση των τόξων των βραγχίων.

54 Βιοχημεία: Διαφορές και Ομοιότητες
Σχεδόν όλοι οι ζώντες οργανισμοί χρησιμοποιούν τα ίδια βασικά βιοχημικά μόρια, συμπεριλαμβανομένου του DNA, του ATP, και πολλών ίδιων ή σχεδόν ίδιων ενζύμων. Οι οργανισμοί χρησιμοποιούν τον ίδιο κώδικα τριπλετών βάσεων DNA και τα ίδια 20 αμινοξέα στις πρωτεΐνες τους. Πολλοί οργανισμοί μοιράζονται ίδια ιντρόνια και τύπους επαναλήψεων, τα οποία είναι αξιοπρόσεκτα δεδομένου ότι δεν ξέρουμε κανέναν προφανή λειτουργικό λόγο για τον οποίο αυτά τα συστατικά πρέπει να είναι τόσο όμοια. Αυτές οι ομοιότητες μπορούν να εξηγηθούν από την προέλευση τους από έναν κοινό πρόγονο. Αυτό τεκμηριώνεται με την ανάλυση του βαθμού ομοιότητας των αμινοξέων του κυτοχρώματος c μεταξύ των οργανισμών. Ερμηνεία των αποτελεσμάτων βιοχημικής μελέτης του κυτοχρώματος c μεταξύ των ευκαρυωτικών.

55 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Μορφολογική ομοιότητα

56 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Σχέδιο του Haeckel (1870) Εμβρυϊκή ομοιότητα

57 Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή;
Φυλογένεση: Κλάδος της Βιολογίας που ασχολείται με την αναπαράσταση της εξελικτικής ιστορίας των οργανισμών. Παρουσιάζεται συχνά σαν ένα φυλογενετικό δέντρο. Φυλογένεση που βασίζεται σε μορφολογικά ή χαρακτηριστικά συμπεριφοράς συνήθως αποδεικνύεται ουσιαστικά ίδια με εκείνη που βασίζεται σε μοριακά χαρακτηριστικά.

58 Τί είναι η εξέλιξη; Σε τι είδους κόσμο ζούμε;
Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή; Η απαρχή του έμβιου κόσμου. Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα θα πρέπει να εξετάσουμε και να καταλάβουμε - Σε τίείδους κόσμο ζούμε Ποιά είναι τα αποδεικτικά στοιχεία για την εξέλιξη στη Γή Την απαρχή του έμβιου κόσμου.

59 Η απαρχή του έμβιου κόσμου
Η Γη δημιουργήθηκε 4,6 δισ. χρόνια πριν και δεν ήταν κατάλληλη για ζωή (λόγω της θερμότητας και της έκθεσης στις ακτινοβολίες). έγινε ανεκτά βιοκατοικήσιμη 3,8 δισ. χρόνια πριν και εμφανίστηκε η πρώτη ζωή (συσσωματώματα μακρομορίων ικανά να αντλούν ύλη και ενέργεια από το περιβάλλον και τον Ήλιο). Οι ζώντες οργανισμοί εχουν αλλαξει ωκεανους της γης, επιφάνειες της γης , και την ατμόσφαιρα. Για παραδειγμα, φωτοσυνθετικοί οργανισμοί ειναι υπευθυνοι για το οξυγονο που κανει περιπου το ενα πεμπτο της γηινης ατμοσφαιρας. Η ταχεια συσσωρευση στην ατμόσφαιρα οξυγόνου περιπου 2 δισεκατομμυρια χρονια πριν, οδηγησε στην εξελιξη των πιο δομημένων ευκαρυωτικών κυττάρων, τα οποια με τη σειρα τους προκάλεσανε πολυκύτταρα φυτά και ζώα.

60 Η απαρχή του έμβιου κόσμου
Η ζωή με την μορφή που υπάρχει σήμερα στη Γη έχει μια και μοναδική προέλευση (Το υποδηλώνει ο γενετικός κώδικας ο οποίος είναι όμοιος σε όλους τους οργανισμούς). Η αρχαιότερη απολιθωμένη μορφή ζωής βρέθηκε σε γεωλογικά στρώματα ηλικίας 3,5 δισ. Ετών. Οι ζώντες οργανισμοί εχουν αλλαξει ωκεανους της γης, επιφάνειες της γης , και την ατμόσφαιρα. Για παραδειγμα, φωτοσυνθετικοί οργανισμοί ειναι υπευθυνοι για το οξυγονο που κανει περιπου το ενα πεμπτο της γηινης ατμοσφαιρας. Η ταχεια συσσωρευση στην ατμόσφαιρα οξυγόνου περιπου 2 δισεκατομμυρια χρονια πριν, οδηγησε στην εξελιξη των πιο δομημένων ευκαρυωτικών κυττάρων, τα οποια με τη σειρα τους προκάλεσανε πολυκύτταρα φυτά και ζώα.

61 Η απαρχή του έμβιου κόσμου
Απολιθώματα Ηλικίας ~3.500 εκατομμυρίων ετών. Μοιάζουν με βακτήρια και μάλιστα είναι εντυπωσιακά όμοια με κάποια κυανοβακτήρια που υπάρχουν έως σήμερα. (W. Schopf, 1993)

62 Η απαρχή του έμβιου κόσμου
Από την εμφάνιση της ζωής και μετά υπάρχει δυναμική αλληλεπίδραση μεταξύ οργανισμών και αβιοτικού περιβάλλοντος, (ιδιαίτερα της ατμόσφαιρας). Ατμόσφαιρα: Αρχικά, ήταν αναγωγική (χωρίς Ο2, με CH4, H2, NH3, υδρατμούς). Κατόπιν, μετατρέπεται σε οξυγονούχα (μέσω δραστηριότητας κυανοβακτηρίων). Οι ζώντες οργανισμοί εχουν αλλαξει ωκεανους της γης, επιφάνειες της γης , και την ατμόσφαιρα. Για παραδειγμα, φωτοσυνθετικοί οργανισμοί ειναι υπευθυνοι για το οξυγονο που κανει περιπου το ενα πεμπτο της γηινης ατμοσφαιρας. Η ταχεια συσσωρευση στην ατμόσφαιρα οξυγόνου περιπου 2 δισεκατομμυρια χρονια πριν, οδηγησε στην εξελιξη των πιο δομημένων ευκαρυωτικών κυττάρων, τα οποια με τη σειρα τους προκάλεσανε πολυκύτταρα φυτά και ζώα.

63 Η απαρχή του έμβιου κόσμου
Υπάρχει μια κατάσταση δυναμικής ισορροπίας στην αλληλεπίδραση μεταξύ δραστηριότητας οργανισμών και απόκρισης αβιοτικού περιβάλλοντος. Η αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών ειδών οργανισμών έχει βαθιά επίδραση στη βιόσφαιρα. Οι ζώντες οργανισμοί εχουν αλλαξει ωκεανους της γης, επιφάνειες της γης , και την ατμόσφαιρα. Για παραδειγμα, φωτοσυνθετικοί οργανισμοί ειναι υπευθυνοι για το οξυγονο που κανει περιπου το ενα πεμπτο της γηινης ατμοσφαιρας. Η ταχεια συσσωρευση στην ατμόσφαιρα οξυγόνου περιπου 2 δισεκατομμυρια χρονια πριν, οδηγησε στην εξελιξη των πιο δομημένων ευκαρυωτικών κυττάρων, τα οποια με τη σειρα τους προκάλεσανε πολυκύτταρα φυτά και ζώα.

64 Η απαρχή του έμβιου κόσμου
Αυξημένη παραγωγή CO2 από έναν ακμαίο ζωικό πληθυσμό επιτρέπει αυξημένη πρόσληψη CO2 από τον φυτικό κόσμο. Η πλούσια σε O2 ατμόσφαιρα έπαιξε αποφασιστικό ρόλο στην εμφάνιση και την επιτυχία των πολυσύνθετων απογόνων των προκαρυωτών, των ευκαρυωτών. Οι ζώντες οργανισμοί εχουν αλλαξει ωκεανους της γης, επιφάνειες της γης , και την ατμόσφαιρα. Για παραδειγμα, φωτοσυνθετικοί οργανισμοί ειναι υπευθυνοι για το οξυγονο που κανει περιπου το ενα πεμπτο της γηινης ατμοσφαιρας. Η ταχεια συσσωρευση στην ατμόσφαιρα οξυγόνου περιπου 2 δισεκατομμυρια χρονια πριν, οδηγησε στην εξελιξη των πιο δομημένων ευκαρυωτικών κυττάρων, τα οποια με τη σειρα τους προκάλεσανε πολυκύτταρα φυτά και ζώα.

65 Η απαρχή του έμβιου κόσμου
Οι ζώντες οργανισμοί εχουν αλλαξει ωκεανους της γης, επιφάνειες της γης , και την ατμόσφαιρα. Για παραδειγμα, φωτοσυνθετικοί οργανισμοί ειναι υπευθυνοι για το οξυγονο που κανει περιπου το ενα πεμπτο της γηινης ατμοσφαιρας. Η ταχεια συσσωρευση στην ατμόσφαιρα οξυγόνου περιπου 2 δισεκατομμυρια χρονια πριν, οδηγησε στην εξελιξη των πιο δομημένων ευκαρυωτικών κυττάρων, τα οποια με τη σειρα τους προκάλεσανε πολυκύτταρα φυτά και ζώα.

66 Το οικογενειακό δέντρο
Η διαδικασία της εξέλιξης παράγει ένα σχέδιο των σχέσεων μεταξύ των ειδών. Δεδομένου ότι οι γενεαλογικές σειρές εξελίσσονται και χωρίζουν και οι τροποποιήσεις κληρονομούνται, οι εξελικτικές πορείες τους αποκλίνουν. Αυτό παράγει ένα διακλαδισμένο μοτίβο εξελικτικών σχέσεων. Μελετώντας τα κληρονομούμενα χαρακτηριστικά των ειδών και άλλα ιστορικά στοιχεία, μπορούμε να αναδημιουργήσουμε τις εξελικτικές σχέσεις και να τις αναπαραστήσουμε σε ένα «οικογενειακό δέντρο», αποκαλούμενο φυλογενετικό. Η φυλογένεια που βλέπετε αντιπροσωπεύει τις βασικές σχέσεις που δένουν όλη τη ζωή στη γη.

67 Οι τρεις περιοχές του δέντρου
Αυτό το δέντρο, όπως και όλα τα φυλογενετικά δέντρα, είναι μια υπόθεση για τις σχέσεις μεταξύ των οργανισμών. Επεξηγεί την ιδέα ότι όλη η ζωή συσχετίζεται και μπορεί να διαιρεθεί σε τρείς σημαντικούς κλάδους, τα: Αρχαιοβακτήρια, Βακτήρια, και Ευκαρυωτικά. Μπορούμε να εστιάσουμε στους ιδιαίτερους κλάδους του δέντρου για να ερευνήσουμε τη φυλογένεση των ιδιαίτερων γενεαλογιών, όπως π.χ. τα Animalia (που περιγράφονται με κόκκινο). Και έπειτα μπορούμε να εστιάσουμε ακόμα περαιτέρω για να εξετάσουμε μερικές από τις σημαντικότερες γενεαλογικές σειρές στα σπονδυλωτά. Το δέντρο υποστηρίζεται από πολλές γραμμές αποδείξεων, αλλά πιθανώς δεν είναι άψεγάδιαστο. Οι επιστήμονες επαναξιολογούν συνεχώς τις υποθέσεις και τις συγκρίνουν με νέα στοιχεία. Δεδομένου ότι οι επιστήμονες συγκεντρώνουν ακόμα περισσότερα στοιχεία, μπορούν να αναθεωρήσουν αυτές τις ιδιαίτερες υποθέσεις, ρυθμίζοντας εκ νέου μερικούς από τους κλάδους του δέντρου. Παραδείγματος χάριν, στοιχεία που ανακαλύφθηκαν τα τελευταία 50 χρόνια προτείνουν ότι τα πουλιά είναι δεινόσαυροι, οι οποίοι αναγκάστηκαν σε ρύθμιση διαφόρων «σπονδυλωτών κλαδίσκων».

68 Τα μεγάλα ζητήματα στην Εξέλιξη
Όλα τα διαθέσιμα στοιχεία υποστηρίζουν τα κεντρικά συμπεράσματα της εξελικτικής θεωρίας, δηλ. ότι η ζωή στη γη έχει εξελιχθεί και ότι τα είδη μοιράζονται κοινούς προγόνους. Οι βιολόγοι δεν αμφισβητούν αυτά τα συμπεράσματα. Αλλά προσπαθούν να καθορίσουν πώς η εξέλιξη συμβαίνει, και αυτό δεν είναι μια εύκολη δουλειά. Περιλαμβάνει τη συλλογή στοιχείων, την πρόταση υποθέσεων, τη δημιουργία μοντέλων, και την αξιολόγηση εργασιών άλλων επιστημόνων. Αυτές είναι όλες δραστηριότητες που μπορούμε, και πρέπει, να προβάλουμε στην λίστα ελέγχου μας και να υποβάλουμε την ερώτηση: Αυτοί κάνουν επιστήμη; Όλες οι επιστήμες υποβάλλουν ερωτήσεις για το φυσικό κόσμο, προτείνουν εξηγήσεις όσον αφορά τις φυσικές διαδικασίες, και αξιολογούν αυτές τις εξηγήσεις χρησιμοποιώντας στοιχεία από το φυσικό κόσμο. Η εξελικτική βιολογία δεν αποτελεί εξαίρεση. Η βασική σύλληψη του Δαρβίνου της εξελικτικής αλλαγής και της διαφοροποίησης (που διευκρινίζονται με μια σελίδα από το σημειωματάριό του, αριστερά) εξηγεί πολλές παρατηρήσεις σε σχέση με τις φυσικές διαδικασίες και υποστηρίζεται από στοιχεία του φυσικού κόσμου.

69 Μερικές από τις ερωτήσεις που οι εξελικτικοί βιολόγοι προσπαθούν να απαντήσουν περιλαμβάνουν:
Η εξέλιξη τείνει να προχωρήσει αργά και σταθερά ή με γρήγορα άλματα; Γιατί μερικοί κλάδοι είναι πολύ ποικίλοι και μερικοί ασυνήθιστα αραιοί; Πώς η εξέλιξη παράγει τα νέα και σύνθετα χαρακτηριστικά γνωρίσματα; Υπάρχουν τάσεις στην εξέλιξη, και εάν είναι έτσι, ποιες διαδικασίες τις παράγουν;

70 Το Βήμα της Εξέλιξης Ο βηματισμός της εξέλιξης είναι συχνά αργός, τόσο αργός που όλα τα στάδια κατά τον σχηματισμό των ειδών δεν μπορούν να παρατηρηθούν. Η παραδοσιακή, ή Δαρβινική άποψη της εξέλιξης είναι ότι πρόκειται για μια πολύ αργή διαδικασία, που προκύπτει από τη βαθμιαία συσσώρευση μικρών διαφορών. Πρόσφατα, έχουν προταθεί διάφορες εναλλακτικές απόψεις σχετικά με τον βηματισμό και τα γεγονότα στο σχηματισμό των ειδών. Αυτό καλείται κβαντική ειδογένεση.

71 Punctuated Equilibrium Παρεμβαλλόμενη (Διακοπτόμενη) Ισορροπία
Σύμφωνα με ένα άλλο μοντέλο που βασίζεται στο αρχείο των απολιθωμάτων, η ειδογένεση συντελείται γρήγορα κατά τη διάρκεια ενός σύντομου χρονικού διαστήματος, ακολουθούμενη από μια μεγάλη περίοδο ελαχίστων ή καθόλου αλλαγών. «Σύντομο» σημαίνει χιλιάδες ή εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Αυτό διαφέρει πολύ από την αρχική άποψη του Δαρβίνου της αργής και βαθμιαίας αλλαγής που συνεχίζεται κατά τη διάρκεια πολύ μακριών χρονικών περιόδων.

72 Ο ρυθμός της εξέλιξης Η εξέλιξη εμφανίζεται σε γρήγορες εκρήξεις ή βαθμιαία; Αυτή η ερώτηση είναι δύσκολο να απαντηθεί επειδή δεν μπορούμε να επαναλάβουμε το παρελθόν με ένα χρονόμετρο με διαθέσιμο διακόπτη. Εντούτοις, μπορούμε να προσπαθήσουμε να υπολογίσουμε ποια σχέδια θα αναμέναμε να παρατηρήσουμε στο αρχείο απολιθωμάτων, εάν η εξέλιξη συνέβη στις εκρήξεις, ή εάν η εξέλιξη συνέβη βαθμιαία. Κατόπιν μπορούμε να ελέγξουμε αυτές τις προβλέψεις σε σχέση με αυτό που παρατηρούμε. Τι θα έπρεπε να παρατηρήσουμε στο αρχείο απολιθωμάτων εάν η εξέλιξη είναι αργή και σταθερή; Εάν η εξέλιξη είναι αργή και σταθερή, θα αναμέναμε να δούμε την ολόκληρη μετάβαση, από τον πρόγονο στον απόγονο, που επιδεικνύεται ως μεταβατικές μορφές κατά τη διάρκεια μιας μακριάς χρονικής περιόδου στο απολιθωμένο αρχείο. Στο ανωτέρω παράδειγμα, η συντήρηση πολλών μεταβατικών μορφών, μέσω των στρωμάτων που αντιπροσωπεύουν ένα χρονικό διάστημα, δίνει πλήρη πρακτικά της αργής και σταθερής εξέλιξης. Στην πραγματικότητα, βλέπουμε πολλά παραδείγματα των μεταβατικών μορφών στο απολιθωμένο αρχείο.

73 Παραδείγματος χάριν, στο διάγραμμα παρουσιάζονται ακριβώς μερικά βήματα στην εξέλιξη των φαλαινών από τα θηλαστικά της ξηράς, που δίνουν έμφαση στη μετάβαση του περπατήματος (από το κάτω άκρο) στο κολύμπι (βατραχοπέδιλο).

74 Τι θα παρατηρούσαμε στο αρχείο απολιθωμάτων εάν η εξέλιξη συμβαίνει με «γρήγορα» άλματα (ίσως λιγότερο από έτη για μία σημαντική αλλαγή); Θα αναμέναμε να δούμε τις μεγάλες αλλαγές να συμβαίνουν γρήγορα στο αρχείο απολιθωμάτων, με μικρή διαφοροποίηση μεταξύ του προγόνου και του απογόνου. Στο ανωτέρω παράδειγμα, βλέπουμε τον απόγονο που συντηρείται σε ένα στρώμα άμεσα μετά από τον πρόγονο, που παρουσιάζει μεγάλη αλλαγή σε σύντομο χρονικό διάστημα, χωρίς τις μεταβατικές μορφές. Όταν η εξέλιξη είναι γρήγορη, οι μεταβατικές μορφές δεν μπορούν να συντηρηθούν, ακόμα κι αν τα απολιθώματα καθορίζονται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Βλέπουμε πολλά παραδείγματα αυτού του «γρήγορου» σχεδίου αλμάτων στο απολιθωμένο αρχείο. Ένα άλμα στο αρχείο απολιθωμάτων απαραιτήτως σημαίνει ότι η εξέλιξη έχει συμβεί με ένα «γρήγορο» άλμα; Αναμένουμε να δούμε ένα άλμα στο απολιθωμένο αρχείο εάν η εξέλιξη έχει εμφανιστεί ως «γρήγορο» άλμα, αλλά ένα άλμα στο απολιθωμένο αρχείο μπορεί επίσης να εξηγηθεί από την ανώμαλη απολιθωμένη συντήρηση. Αυτή η δυνατότητα μπορεί να το καταστήσει δύσκολο να συναγάγει το συμπέρασμα ότι η εξέλιξη έχει συμβεί γρήγορα. Παρατηρούμε τα παραδείγματα και της αργής, σταθερής αλλαγής και της γρήγορης, περιοδικής αλλαγής στο απολιθωμένο αρχείο. Και οι δύο συμβαίνουν. Αλλά οι επιστήμονες προσπαθούν να καθορίσουν ποιος ρυθμός είναι πιο χαρακτηριστικός της εξέλιξης και πώς κάθε μορφή εξελικτικής αλλαγής συμβαίνει.

75 Εξετάζοντας την πολυπλοκότητα
Φανταστείτε ότι έχετε ταξιδέψει πίσω στο χρόνο περίπου 350 εκατομμύριο έτη. Ο στόχος σας είναι να ελέγξετε τα έντομα σε ένα σημείο του πλανήτη. Βλέπετε πολλά μικρά έντομα που μοιάζουν με το σύγχρονο silverfish – τίποτα το ιδιαίτερο. Αλλά κάτι ενδιαφέρον και σημαντικό συμβαίνει που ίσως να μην μπορείτε να δείτε - μια καταγωγή έχει χωρίσει σε δύο. Μια από αυτές τις πρόσφατα απομονωμένες καταγωγές θα δώσει αφορμή για τελικά περίπου 400 υπάρχοντα είδη που μοιάζουν με τα αρχαία έντομα που βλέπετε. Αλλά η άλλη καταγωγή θα δώσει αφορμή για τα εκατομμύρια των υπαρχόντων ειδών εντόμων, τον κυρίαρχο όγκο της ζωικής ζωής στη γη σήμερα. Γιατί υπάρχει μια τέτοια μεγάλη διαφορά στην ποικιλομορφία μεταξύ αυτών των δύο καταγωγών; Σε τελευταία ανάλυση, ήταν όμοια 350 εκατομμύρια έτη πριν. Γιατί μια καταγωγή θα οδηγούσε στα εκατομμύρια των ειδών και μια άλλη σε μόνο 400; 1. Τυχαία επιλογή: Μια πιθανότητα είναι ότι η τώρα-διαφορετική καταγωγή συνέβη να είναι στη σωστή θέση στο σωστό χρόνο. Το περιβάλλον παρουσίασε τις ευκαιρίες, και η καταγωγή ήταν σε θέση να τις εκμεταλλευτεί. Ποια είδη παραγόντων στη δυναμική του περιβάλλοντος ενθαρρύνουν τη διαφοροποίηση; • Το περιβάλλον μπορεί να είχε προσφέρει τις ευκαιρίες για την ειδίκευση. • Ένας τεμαχισμός της δύναμης του περιβάλλοντος καθιστά την αναπαραγωγική απομόνωση πιθανή. • Το περιβάλλον μπορεί να συμμετέχει σε μια απελευθέρωση από τον ανταγωνισμό άλλων εντόμων.

76 Όλη δύναμη αυτών των παραγόντων είναι στην εργασία σε μερικές καταστάσεις. Εξετάστε ένα εγκατάσταση-τρώγοντας έντομο που αποικίζει ένα τροπικό νησί. Στο σπίτι ηπειρωτικών χωρών του, το μέγεθος πληθυσμών του εντόμου και η σειρά των πόρων περιορίζονται από άλλα είδη που ανταγωνίζονται για τους ίδιους πόρους. Αλλά η έλλειψη παρόμοιων ειδών στο νησί σημαίνει τις ανοικτές θέσεις και το μειωμένο ανταγωνισμό από άλλα είδη. Περαιτέρω, το νησί προσφέρει τα νέα είδη τροφίμων υπό μορφή εγκαταστάσεων που το έντομο δεν έχει δει ποτέ πριν. Η δύναμη επιλογής επιτρέπει σε μερικά έντομα για να ειδικευτεί σε αυτές τις νέες εγκαταστάσεις. Η ένωση γύρω από κάθε είδος δύναμης εγκαταστάσεων σημαίνει ότι τα έντομα παίρνουν να ζευγαρώσουν με τα έντομα σε διαφορετικές εγκαταστάσεις λιγότερο συχνά, ενθαρρυντικός την αναπαραγωγική απομόνωση. Όλοι αυτοί οι παράγοντες μπορούν να οδηγήσουν τη διαφοροποίηση - αλλά μόνο εάν ο πληθυσμός έχει τη γενετική παραλλαγή για να εκμεταλλευτεί τις ευκαιρίες που παρουσιάζονται από το περιβάλλον.

77 Ιστορικές αλλαγές στην ποικιλομορφία:
Πολλά γεγονότα έχουν αφήσει τα σημάδια τους στην ποικιλομορφία της ζωής στη γη, την περικοπή ή την ανάπτυξη του δέντρου της ζωής αλλά μερικά ξεχωρίζουν σημαντικά κατά ένα ασυνήθιστο τρόπο : Έκρηξη: Περίπου 530 εκατομμύριο έτη πριν, μια τεράστια ποικιλία θαλασσίων ζώων που εκρήγνυνται ξαφνικά επάνω στην εξελικτική σκηνή. (Φυσικά, «ξαφνικά,» στους γεωλογικούς όρους, τα μέσα ίσως σε 10 εκατομμύριο έτη). Αυτά τα ζώα είχαν ποικίλες νέες μορφές σωμάτων από τις οποίες η εξέλιξη έχει χρησιμοποιήσει για να παραγάγει «τα υποπροϊόντα», όπως αυτοί οι αντιπρόσωποι.

78 Εξάλειψη: Περίπου 225 εκατομμύρια έτη πριν, πάνω από 90% των ειδών ζωντανών τότε πήγε να εκλείψει σε λιγότερο από 10 εκατομμύρια έτη. Μερικές ομάδες που ήταν κυρίαρχες πριν από την εξάλειψη δεν ανάκτησαν ποτέ. Η αιτία αυτής της εξάλειψης αποτελεί το αντικείμενο μεγάλης συζήτησης, αλλά ίσης σημασίας είναι ότι έθεσε το στάδιο για μια ογκώδη διαφοροποίηση ειδών που γέμισε τις κενές θέσεις.

79 Εξετάζοντας την πολυπλοκότητα
Η ζωή είναι πλήρης μεγάλων περιπλοκών, όπως τα αεροδυναμικά φτερά, τα πολυτμηματικά όργανα όπως τα μάτια, και οι περίπλοκες χημικές διαβιβάσεις. Όταν βρίσκονται αντιμέτωποι με τέτοια πολυπλοκότητα, και οι αντίπαλοι και οι υπερασπιστές της εξέλιξης, συμπεριλαμβανομένου του Δαρβίνου, υποβάλλουν την ερώτηση: πώς θα μπορούσε να εξελιχθεί; Σύνθετες προσαρμογές: φτερά πουλιών, φτερά εντόμων, σπονδυλωτά μάτια, και μάτια εντόμων. Η επιστήμη δεν σκουπίζει τέτοιες δύσκολες ερωτήσεις κάτω από το χαλί, αλλά τις θεωρεί ως ενδιαφέροντες τομείς για την έρευνα. Η δυσκολία είναι η ακόλουθη. Δεδομένου ότι πολλά από αυτά τα σύνθετα γνωρίσματα φαίνονται να είναι προσαρμοστικά, είναι πιθανό να έχουν εξελιχθεί στα μικρά βήματα μέσω της φυσικής επιλογής. Δηλαδή οι ενδιάμεσες μορφές της προσαρμογής πρέπει να έχουν εξελιχθεί προτού να φθάσει η εξέλιξη σε ένα πλήρως αναπτυγμένο φτερό, μια χημική διάβαση, ή ένα μάτι. Αλλά ποιο αγαθό είναι το μισό ένα φτερό ή μόνο μερικά από τα στοιχεία ενός βολβού του ματιού;

80 Οι ενδιάμεσες μορφές αυτών των προσαρμογών μπορούν να μην φανούν προσαρμοστικές - τόσο πώς θα μπορούσαν να παραχθούν από τη φυσική επιλογή; Υπάρχουν διάφοροι τρόποι που τέτοιες σύνθετες καινοτομίες μπορούν να εξελιχθούν: Συμφέροντες μεσάζοντες: Είναι δυνατό ότι εκείνα τα ενδιάμεσα στάδια ήταν πραγματικά συμφέροντα, ακόμα κι αν όχι με έναν προφανή τρόπο. Ποιο αγαθό είναι «μισό μάτι;» Ένα απλό μάτι με ακριβώς μερικά από τα συστατικά ενός σύνθετου ματιού θα μπορούσε ακόμα να αισθανθεί το φως και το σκοτάδι, όπως τα eyespots στα απλά flatworms. Αυτή η δύναμη δυνατότητας είναι συμφέρουσα για έναν οργανισμό που χωρίς καθόλου όραση και θα μπορούσε να έχει εξελιχθεί μέσω της φυσικής επιλογής. Ποιο αγαθό είναι «μισό φτερό;» Ακόμα κι αν δεν είναι καλό για το πέταγμα, η δυνατότητα είναι καλή για κάτι άλλο. Η εξέλιξη της πρώτης δυνατότητας φτερών δεν έχει καμία σχέση με την πτήση αλλά με τη θερμική μόνωση ή την επίδειξη. Η φυσική επιλογή είναι ένας άριστος κλέφτης, που παίρνει τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που εξελίχθηκαν σε ένα πλαίσιο και τα χρησιμοποιεί για τις νέες λειτουργίες. Ένα Planaria flatworm με τα φωτοευαίσθητα eyespots του. • Τα ενδιάμεσα στάδια μιας σύνθετης δύναμης χαρακτηριστικών γνωρισμάτων έχουν εξυπηρετήσει έναν διαφορετικό σκοπό από ότι η πλήρως αναπτυγμένη προσαρμογή εξυπηρετεί.

81 Τάσεις στην εξέλιξη Μια εξελικτική τάση μπορεί να είναι είτε μία κατευθυντική αλλαγή μέσα σε μια ενιαία καταγωγή είτε μία παράλληλη αλλαγή στις καταγωγές, με άλλα λόγια, διάφορες καταγωγές που υποβάλλονται στο ίδιο είδος της αλλαγής. Εντούτοις, οποιαδήποτε αλλαγή δεν μετρά ως τάση. Σε τελευταία ανάλυση, εάν ο καιρός κάνει μια ημέρα θερμότερη, δεν θα το καλούσατε τάση θέρμανσης. Η θέρμανση θα έπρεπε να συνεχιστεί για κάποιο χρονικό διάστημα προτού να το καλέσετε τάση. Οι βιολόγοι σκέφτονται για τις εξελικτικές τάσεις με τον ίδιο τρόπο - πρέπει να υπάρξει κάτι στην αλλαγή που προτείνεται που δεν είναι μόνο μια τυχαία διακύμανση προτού να μετρήσει ως «τάση.»

82 Παραδείγματος χάριν, τα τιτανοθήρια (ένας εκλείψας κλάδος σχετικός με τα σύγχρονα άλογα και τους ρινοκέρους) παρουσίαζε μια εξελικτική τάση. Το τιτανοθήριο είχε τις οστεώδεις προεξοχές εκτεινόμενες από τις μύτες τους. Η ακολουθία απολιθωμένων κρανίων από αυτά τα ζώα δείχνει ότι οι εξελικτικές αλλαγές στο μέγεθος αυτών των «κέρατων» δεν ήταν τυχαίες. Αντ' αυτού, οι αλλαγές προκαταλήφθηκαν στην κατεύθυνση του αυξανόμενου μεγέθους κέρατων. Και στην πραγματικότητα, διάφορες διαφορετικές καταγωγές τιτανοθηρίων δοκίμασαν το ίδιο είδος της αλλαγής στο μέγεθος κέρατων. Οι αναπαραστάσεις τιτανοθηρίων που παρουσιάζονται εδώ κυμαίνονται από περίπου 55 εκατ. έτη (Α) ως 35 εκατ. έτη (D). Οι λόγοι αυτής της τάσης δεν είναι προφανείς. Μπορεί να είναι ένα υποπροϊόν της επιλογής για την αύξηση του μεγέθους σωμάτων, ή/και μπορεί να είναι ένα αποτέλεσμα της επιλογής στο μέγεθος κέρατων άμεσα: τα μεγάλος-κερασφόρα άτομα μπορεί να είχαν ένα πλεονέκτημα «να κερδίσουν» στους ανταγωνισμούς για τα θηλυκά, όπως στα πρόβατα και τις κατσίκες.

83 Άλλες εξελικτικές τάσεις δεν είναι τόσο συνεπείς στις καταγωγές.
Παραδείγματος χάριν, πολλές διαφορετικές ζωικές καταγωγές έχουν υποβληθεί στο cephalization, βασικά «η εξέλιξη ενός κεφαλιού.» Η κεφαλοποίηση περιγράφει την συγκέντρωση νευρώνων από τα ζωικά εξελισσόμενα αισθητήρια οργάνα σε έναν εγκέφαλο που τοποθετείται από τη μία πλευρά ή στο ίδιο άκρο. Τα αρθρόποδα (καρκινοειδή, έντομα, και οικογένεια), annelids (τετμημένα σκουλήκια), και chordates έχουν όλα την αυξανόμενη κεφαλοποίηση. Εντούτοις, πολλές ζωικές καταγωγές δεν έχουν υποβληθεί σε κεφαλοποίηση (πού είναι το κεφάλι σε έναν αστερία;), και άλλες καταγωγές, όπως πολλά εσωτερικά παράσιτα, έχουν ακολουθήσει την αντίστροφη κατεύθυνση, που χάνει τα «κεφάλια» που αρχικά είχαν.

84 Είναι η εξέλιξη προοδευτική;
Αυτό δεν είναι μια εύκολη ερώτηση να απαντηθεί. Από την προοπτική των διεργασιών, ποια είναι περισσότερο σημαντική στην εξελικτική πρόοδο η φωτοσυνθετική δυνατότητα ή η αποδοτικότητα ενός συστήματος παράδοσης δηλητηρίου από μια αράχνη; Το πρόβλημα είναι ότι άνθρωποι κλεινόμαστε στο δικό μας κουτί προόδου. Καθορίζουμε συχνά την πρόοδο με τέτοιο τρόπο ώστε να εκφράζει την άποψη μας, ένα τρόπος που στηρίζεται στη διάνοια, τον πολιτισμό, ή το συναίσθημα. Αλλά αυτός ο καθορισμός είναι ανθρωποκεντρικός. Μπαίνουμε στον πειρασμό να δούμε την εξέλιξη ως μία μεγάλη προοδευτική σκάλα με τον Homo sapiens να αναδύεται στην κορυφή. Αλλά η εξέλιξη παράγει ένα δέντρο, όχι μια σκάλα - και είμαστε ακριβώς ένα από πολλά φύλλα στο δέντρο.