Gondold újra!

Nincs ismétlés az élet színpadán - az evolúcióelmélet őslénytani bizonyítékai

Darwin A fajok eredete című művének megjelenésekor, 1859-ben még viszonylag kevés olyan kézzelfogható bizonyítékkal rendelkezett, amelyek alátámasztották az élőlények evolúciójáról alkotott elképzeléseit. Az azóta eltelt idő alatt azonban az egyre gyarapodó paleontológiai fölfedezések, valamint a genetika és a molekuláris biológia tudományának létrejötte és eredményei mind az evolúcióelmélet alapvető helyességét igazolták.

A kőzetek kora

Darwin korában még csak nagyvonalú becslések léteztek a Föld korával kapcsolatban. Azt már a 19. században is tudták, hogy a Föld belseje több ezer Celsius-fok hőmérsékletű, és a hővezetés törvényének segítségével Darwin kortársa, Lord Kelvin kiszámította, hogy a Föld nem lehet idősebb 40 millió évesnél, különben régen kihűlt volna a belseje. Ez az idő azonban túl rövid volt Darwin számára. Az élőlények tulajdonságainak kis változások igen hosszú sorozatán alapuló evolúciós elmélete több időt követelt a földi élet fejlődéséhez.

A radioaktivitás 1896-os fölfedezését - amely több milliárd évre kitolta a Föld korát - Darwin már nem élhette meg. Ezután világossá vált, hogy az urán, a tórium és a kálium radioaktív bomlásainak hatalmas energiája évmilliárdokig biztosíthatta a Föld belsejének melegét. A radioaktivitás szolgáltatja az energiát a földrengésekhez, a vulkánkitörésekhez, és a kontinensek vándorlásához. Nem utolsó sorban az úgynevezett radioaktív óra (lásd a keretes írást) segítségével meg lehet határozni a Föld és a földi kőzetek egy részének a korát is. A Föld korát a jelenlegi számítások kis híján 4,6 milliárd évre teszik. A legősibb egysejtű élőlények (archaeák) ősmaradványai 3,5-3,8 milliárd évesek. Ez a hatalmas időintervallum már elegendő az evolúciós folyamatok lejátszódásához.

Az evolúció a rétegsorokban is látható

Ha a fosszilizálódásnak kedvező (rendszerint üledékes) kőzetrétegekben kutatunk, akkor - szerencsés esetben - számos olyan ősmaradványra bukkanhatunk, amely jellemző arra a földtörténeti korszakra, amikor az adott réteg lerakódott.. Az azonos korú és azonos környezetben lerakódott rétegekben mindig nagyon hasonló ősmaradványokat találunk, legyenek azok bárhol a világon. Dollo törvénye kimondja, hogy "Egy szervezet nem képes - még részben sem - visszatérni az ősei által képviselt formákhoz (tulajdonságokhoz)". Ma ezt leginkább úgy emlegetik, hogy az evolúció nem ismétli meg önmagát. Ha mégis azonos vagy hasonló funkciójú szerv alakul ki egy régebben eltűnt helyett, az sosem "visszafejlődéssel" jön létre, hanem új evolúciós fejleményként. Napjainkban a tétel általános igazsága megingani látszik (muslicáknál laboratóriumi körülmények között megfigyeltek például bizonyos reverz evolúciós folyamatokat), de az élővilág nagy többségét tekintve és a természetes szelekciót véve alapul érvényesnek tekinthető.

A fenti állítás annyira igaz, hogy nemcsak a földtani rétegek kora alapján lehet meghatározni az ősmaradványok korát, hanem fordítva is: a rétegekben talált ősmaradványok alapján nagy biztonsággal megmondható egy adott földtani réteg kora (ún. relatív kormeghatározás). Itt azonban nem évmilliókban tudjuk megadni a kőzet korát, hanem csak az egymáshoz viszonyított helyzetüket: egy adott réteg idősebb, fiatalabb, vagy éppen egykorú egy másik réteghez viszonyítva. Az üledékes kőzetek ősmaradványtartalma, illetve a relatív koruk meghatározása segíti elő az egymástól távol lévő rétegsorok összehasonlítását, azonosságuk és egykorúságuk megállapítását (ún. rétegtani korreláció). Természetesen minél távolabb van egymástól a két rétegsor, annál nehezebb és bizonytalanabb a korreláció elvégzése.

Ha képzeletben lentről felfelé (azaz az idősebbtől a fiatalabb felé) haladunk a rétegekben, akkor egyre összetettebb élőlények ősmaradványaira bukkanunk. Minél régebbi egy kövületet tartalmazó réteg, annál nagyobb a különbség a fosszília és a ma élő fajok között. Darwin szerint ennek az lehet a magyarázata, hogy a későbbi rétegek flórája és faunája fokozatos fejlődéssel alakult ki a korábbi rétegekben előforduló élőlényekből. Ugyanakkor találkozhatunk olyan fajokkal is, amelyek szinte semmit nem változnak akár több száz millió éven keresztül (ún. élő kövületek, pl. bojtosúszós hal vagy Gingko biloba).

 A kőzetek és ősmaradványok segítségével állt össze a földtörténeti kortáblázat, amelynek az abszolút értékeit is ismerjük. Az ősidőről és az előidőről nem sokat tudunk, mert nincs vagy viszonylag kevés innen az ősmaradvány, és azóta a kőzetek nagy része is átalakul

Nem egyenletes az evolúció sebessége

Az élővilág fejlődése azonban nem egyenletesen zajlik, mivel a külső környezeti tényezők időnként drasztikusan beleavatkoznak az események menetébe. Egy aszteroida-becsapódás, egy jégkorszak vagy egy nagyon aktív vulkáni működéssel jellemezhető időszak (vagy különösen ezeknek az együttes előfordulása) gyakran tömeges kihalásokat okozott a Földön. Öt nagy kihalási esemény mellett számos kisebb epizód színesítette a bolygónk történetét, amikor globális vagy regionális méretekben az éppen aktuális élővilág fajainak jelentős része viszonylag rövid idő alatt eltűnt.    

A krétavégi nagy fajkihalást egy néhány kilométer átmérőjű test becsapódása okozta

Egyes környezeti fülkék ilyenkor szinte teljesen kiürültek, ami viszont később arra teremtett lehetőséget, hogy a túlélő fajok ide bevándoroljanak, és az adott környezethez alkalmazkodva számos új faj alakuljon ki. Az evolúció tehát nem állandó sebességgel zajlik, hanem hosszabb-rövidebb nyugodt periódusokat követve időnként ugrásszerűen megnövekedhet a megjelenő új fajok száma.

Hiányos sorozatok

Ha elfogadjuk, hogy az evolúció objektív tény, akkor azt gondolhatnánk, hogy az ősmaradványok mindig jól dokumentálják az ősöktől az utódokig vezető fokozatos és töretlen fejlődést. A paleontológusok azonban azt tapasztalják, hogy nagy hiányok vannak szinte minden törzsfejlődési sorozatban. Vajon mi lehet ennek az oka?

Darwin is egész életében azt hangoztatta, hogy ennek magyarázata a fosszilis leletanyag hiányos voltában rejlik. A valamikor élt lények végtelenül csekély hányada őrződött meg kövületként. A fosszíliákat tartalmazó geológiai rétegek gyakran olyan kőzetlemezekhez tartoztak, amelyeket a lemeztektonikai folyamatok később megsemmisítettek. Más rétegek erősen meggyűrődtek, összenyomódtak és átalakulásuk (metamorfózisuk) közben a fosszíliák megsemmisültek. A fosszíliákat rejtő rétegeknek csak kicsiny töredéke van a Föld felszínén. Az is elképzelhetetlen, hogy minden elpusztult egyed fosszilizálódjon, hiszen e folyamat lejátszódásához a körülmények rendkívül szerencsés egybeesése kell. A tetemek zöme elrothad vagy ragadozók, illetve dögevők gyomrában köt ki. Csak akkor lesz belőlük kövület, ha rögtön pusztulásuk után betemeti őket valamilyen üledék vagy vulkáni hamu.

Ritka és értékes átmeneti alakok

A szerencsés véletleneknek (no meg a kutatók áldozatos munkájának) köszönhetően azonban néha előkerül olyan ritka fosszília is, amely összeköttetést teremt az ősök és leszármazottaik között. Az első ilyen hiányzó láncszem, az 1861-ben fölfedezett, felső jurából származó (145 millió éves), a hüllők és a madarak közötti átmenetet mutató Archaeopteryx volt.                                                                                A legutóbbi ilyen szenzációs lelet pedig a halak és a szárazföldi állatok közötti átmenetet képviselő Tiktaalik roseae. Mint a fenti grafikán látható, ennél az állatnál már megjelentek a szárazföldi állatokra jellemző végtagok, valamint kialakult a fej elfordításához nélkülözhetetlen nyak. Néhány további érdekes átmeneti fosszíliát a keretes részben mutatunk be.Az ősmaradványok tehát, bár néha szórványosan fordulnak elő, megkerülhetetlen bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy az élet legalább 3,5 milliárd éve elindult azon az úton, mely során az egyszerű mikrobáktól eljutott mai állapotáig.

Forrás:

[origo]