Mechanizm ewolucji

Mutacje

Skomplikowany proces powstawania i rozwoju organizmów żywych, który bardzo skrótowo właśnie przedstawiliśmy, podlega czasami nieprzewidzianym zmianom, wypadkom – przy łączeniu się gamet, przy podziale komórki, przy replikacji DNA czy też podczas procesu transkrypcji i translacji.

Tak zwane mutacje genomowe powodują wzrost albo zmniejszenie liczby chromosomów w komórce. Tak dzieje się w przypadku, gdy następuje utrata jednego z dwóch chromosomów danej pary. Mutacje chromosomowe nie powodują zmian w liczbie chromosomów, lecz w ich strukturze. A zatem może brakować odcinka chromosomu (delecja), który może być przeniesiony w inne miejsce lub do innego chromosomu (traslokacja); może też nastąpić jego odwrócenie o 180° w swym chromosomie (inwersja) itd. Na etapie transformacji komórki, gdy chromosomy podwajają się i łączą się w pary, może dojść do rozbicia nici w obrębie tych par i wymiany fragmentów (rekombinacja). Wreszcie pod nazwą mutacje genowe kryją się zmiany trzeciego typu, polegające na zamianie jakiegoś nukleotydu w inny, utracie lub wstawieniu jednego lub kilku nukleotydów, zmianie kolejności dwóch lub więcej z nich, co powodować może zmiany w informacji genetycznej lub błędy w odczytaniu kodu.

Warto mieć na uwadze konsekwencje, jakie dla organizmu może mieć jedna z tych mutacji. Wypadnięcie fragmentu chromosomu może oznaczać utratę części informacji dziedzicznej. Przestawienie fragmentów, z których każdy zawiera setki albo tysiące nukleotydów, może zakończyć się poważną dezorganizacją materiału genetycznego.

Jeśli mutacja pochodzi od komórki somatycznej, to znaczy komórki nie rozrodczej, wszystkie jej komórki potomne zostaną nią wprawdzie obciążone, ale wygaśnie ona wraz ze śmiercią osobnika. Jeśli jednak do mutacji dochodzi w jednej lub kilku komórkach rozrodczych, to jakiś osobnik potomny może otrzymać zmutowany gen i mutacja przetrwa.

Istnieją czynniki chemiczne i fizyczne zdolne do wywoływania mutacji. Do czynników fizycznych zalicza się promieniowanie rentgenowskie, ultrafioletowe, alfa, beta, gamma, protony i neutrony. Z chemicznych wymienić można formaldehyd, kofeinę, gaz musztardowy.

Teorie mechanizmu ewolucji

Obecnie mutacjom przypisuje się ważną rolę w mechanizmie ewolucji gatunków. Lamarck, u samych początków teorii ewolucji, zmiany gatunkowe wiązał z czynnikami środowiskowymi. Według niego istoty żywe, przystosowując się do zmian w otoczeniu, rozwijają określone narządy, by móc przeżyć albo poprawić warunki swego życia; z kolei narządy nie używane lub zbędne ulegają zanikowi. Zmiany osiągnięte przez jednostki w ciągu życia zachowują się i przekazane zostają dziedzicznie potomstwu.

Dla Darwina, podobnie jak dla Wallace’a, rola środowiska jest dla procesu ewolucyjnego znikoma. Zasadniczym czynnikiem determinującym ewolucję jest dla nich dobór naturalny. Większą szansę na przeżycie będą miały jednostki posiadające zespół cech najbardziej skuteczny w stawianiu czoła warunkom związanym ze środowiskiem: klimatowi, rywalom, naturalnym wrogom. Nie tylko prawdopodobieństwo przeżycia będzie większe, ale także zdolność do rozmnażania się, przekazania potomstwu swych cech.