Evolutsiooniidee areng

Sissejuhatus

Liikide muutumisvõimest räägiti juba antiikajal. Vana-Kreeka filosoof Aristoteles oli üks esimesi teadlasi, kes pani tähele, et organisme saab teatud sarnaste tunnuste alusel rühmitada. Keskajal sai valitsevaks kristlik maailmakäsitlus. Kuni 19. sajandi keskpaigani oli valitsevaks teooriaks kreatsionism, s.t. kõik Maal elavad liigid on Jumala poolt loodud. Loodusteaduste arengust tulenevalt on mitmed teadlased esitanud erinevaid evolutsioonikäsitlusi. Selles peatükis tutvud olulisemate hüpoteesidega.

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks:

teate,

• milliseid erinevaid evolutsioonikäsitlusi on avaldatud;
• milles seisneb Darwini ja Wallaci evolutsioonikäsitlus;
• evolutsiooniidee täiustumise seost loodusteaduste arenguga;

oskate

• selgitada Darwini ja Wallaci evolutsioonikäsitlust.

 

Evolutsioon

Evolutsioon on populatsioonisiseste päritavate tunnuste pöördumatu muutumine ajas. Lihtsamatest organismidest arenevad järkjärgult keerukamad organismid. Liikide ajaloolist arengut nimetataakse fülogeneesiks.

 

Paleontoloogia ja Georges Cuvier (1769 – 1832)

Georges Cuvier oli prantsuse loodusteadlane, keda peetakse paleontoloogia rajajaks (joonis 4.1.1.1.).

Joonis 4.1.1.1. Georges Cuvier

 

Cuvier avastas, et mida sügavamatest kivimikihtidest leiud tulevad, seda enam erinevad need tänapäeval elavatest organismidest. Cuvier tuvastas, et paljud fossiilid pärinevad väljasurnud liikidelt, seega oli ta esimene teadlane, kes väitis, et ürgsed organismid on välja surnud. Siiski jäi ta üldtuntud seisukohale, et liigid on algselt loodud ning muutumatud. Cuvieri arvates oli paljude liikide väljasuremine põhjustatud looduskatastroofidest. Cuvieri, kelle teose „Uurimus fossiilsetest luudest” ilmumisest on möödunud enam kui kakssada aastat, on nimetatud ka „väljasuremiste isaks” (joonis 4.1.1.2.).

Joonis 4.1.1.2. Pilt Georges Cuvieri raamatust: „Uurimus fossiilsetest luudest”

Cuvier oli esimene teadlane, kes kasutas selgroogsete võrdlevat anatoomiat, et neid klassifitseerida.

 

Jean-Baptiste Lamarck (1744 – 1829)

Jean-Baptiste Lamarck oli prantsuse loodusteadlane ja esimese tervikliku evolutsiooniteooria rajaja (joonis 4.1.1.3.). Lamarcki evolutsiooniteooria ilmus 1809. aastal pealkirjaga “Zooloogia filosoofia”.

Joonis 4.1.1.3. Jean-Baptiste de Monet Chevalier de Lamarck

Lamarcki teooria, lamarksismi (transformismi), kohaselt tekkis ja tekib elu isetärkamise teel spontaanselt ning algelistest organismidest arenevad järk-järgult täiuslikumad organismid. Kõige iseloomulikuma näitena võib välja tuua Lamarcki kaelkirjaku. Lamarck arvas, et kaelkirjaku pikk kael arenes välja, kuna igal järgneval põlvkonnal oli vaja kaela sirutada järjest kõrgemal olevate puulehtede poole. Lamarcki teoorias on rõhutatud väidet, et elu jooksul omandatud tunnused, mis esinevad mõlemal vanemal, päranduvad ka järglastele. Kuna Lamarck lükkas ümber piibelliku loomisteooria, oli tema evolutsiooniteoorial palju vastaseid, nende hulgas ka Cuvier.

 

Charles Darwin (1809 – 1882)

Charles Darwin oli inglise loodusteadlane, kes juba varakult tundis huvi looduse vastu, kuid õppis esialgu meditsiini ja teoloogiat (joonis 4.1.1.4.).

Joonis 4.1.1.4. Charles Darwin

1831. a. kutsuti Charles Darwin teaduslikule merereisile ümber maailma. Darwini merereis kestis väikesel sõjalaeval “Beagle” viis aastat. Darwin uuris Lõuna-Ameerika, Austraalia, Uus-Meremaa ja Vaikse ookeani saarte taimi, loomi ning geoloogiat. Erilist huvi pakkusid Darwinile Galapagose saared Vaikses ookeanis. Selle viie aastaga kogus ta endale piisavalt materjali evolutsiooniteooria loomiseks, kuid kulus üle kahekümne aasta, enne kui 1859. aastal ilmus raamat "Liikide tekkimine" (joonis 4.1.1.5.).

Joonis 4.1.1.5. Charles Darwin “The Origin of Species”

Darwin pakkus oma evolutsiooniteoorias, mida on nimetatud ka darvinismiks, välja kaks peamist seisukohta. Esmalt kirjeldas ta liikide muutumist ja uuteks liikideks jagunemist, millega kaasneb ka paljude liikide pidev väljasuremine. Selle ideeni oli ta jõudnud juba varem ja esimesed visandid algelisest evolutsioonipuust pärinevad juba aastast 1837 (joonis 4.1.1.6.). Teine oluline seisukoht oli loodusliku valiku ja olelusvõitluse idee, kui evolutsiooni mehhanism.

Joonis 4.1.1.6. Darwini evolutsioonipuu esimene visand aastast 1837

 

Alfred Russel Wallace (1823 – 1913)

Alfred Wallace oli briti loodusteadlane, kes osales mitmetel ekspeditsioonidel Amazonase piirkonnas ja hiljem Malai saarestikus (joonis 4.1.1.7.). Oma loodusvaatluste käigus jõudis Wallace Darwinist eraldiseisvalt sarnasele loodusliku valiku ja ühise esivanema ideele. 1858. aastal kirjutas Wallace oma loodusliku valiku ideedest Darwinile, mis sundis Darwinit oma idee avalikustamisega kiirustama.

Joonis 4.1.1.7. Alfred Russel Wallace

 

Kokkuvõte

Idee, et tunnused päranduvad vanematelt järglastele, pärineb juba Vana-Kreekast. Siiski on valdavalt usutud loomise teooriasse. Erinevad fossiilsed leiud on näidanud, et varasemad liigid on tänapäevastest liikidest oluliselt erinevad. Prantsuse paleontoloog Georges Cuvier esitas hüpoteesi, et varased liigid on katastroofide tagajärel hukkunud. Esimese tervikliku evolutsiooniteooria esitas prantsuse teadlane Jean-Baptiste Lamarck, väites, et elu tekib spontaanselt elutust ainest ning organismid arenevad järjest täiuslikumaks. Evolutsiooni hakati tunnistama kui üldist loodusseadust peale inglaste Charles Darwini ja Alfred Russel Wallaci loodusliku valiku teooria avalikustamist.

Eluslooduse organiseerituse tasemed

Sissejuhatus

Bioloogia ei suuda kõiki eluilminguid samaaegselt uurida ega kirjeldada. Seetõttu jaguneb bioloogia paljudeks haruteadusteks, mille uurimisobjektideks on elu organiseerituse erinevad tasemed. Vastavalt uurimisobjektile nimetatakse ka vastavaid bioloogia haruteadusi. Järgnevas peatükis tutvutegi elu organiseerituse tasemetega ja kuidas neid uuritakse.

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks: 

• teate elu organiseerituse tasemeid;
• oskate seostada bioloogia uurimisobjekte vastavate haruteadustega;
• mõistate elu kõrget organiseeritust.

 

Molekulaarne tase

Elusorganismides pole neile ainuomaseid aatomeid. Elusa ja eluta objektide eristamine algab biomolekulidest, sest need moodustuvad üksnes elusorganismides. Molekulaarne tase ongi elu organiseerituse esmane tase. Bioloogia haru, mis uurib elu molekulaarsel tasemel, nimetatakse molekulaarbioloogiaks. Selle teadusharu uurimisobjektideks on näiteks sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped ja teised biomolekulid. Molekulaarbioloogid uurivad biomolekulide ehitust ja nende organismisisest talitlust. Molekulaarse tasemega tegelevad ka biokeemikud, kelle huviorbiidis on biomolekulidega toimuvad reaktsioonid.

Raku ja koe tase

Elusorganismidele on iseloomulik rakuline ehitus. Rakk on väikseim üksus, millel on veel kõik elu omadused. Üks osa bioloogiateadustest ongi valinud raku uurimisobjektiks. Seda teadusharu nimetatakse tsütoloogiaks. Tsütolooge huvitavad raku organellide ehitus ja talitlus. Eri organismirühmadest pärit rakud on mõnevõrra erineva ehitusega. Nii uuritaksegi eraldi taime-, looma- ja seeneraku talitlust või siis valitakse uurimisobjektiks hoopis bakter.

Hulkraksetes organismides eristatakse ehituselt ja talitluselt erinevaid rakutüüpe. Ühesuguse ehituse ja talitlusega rakukogumikud moodustavad koe. Nii eristatakse hulkraksetel loomadel nelja põhilist koetüüpi: epiteel-, side-, lihas- ja närvikudet. Kude on raku tasemest järgmine elu organiseerituse tase. Kudede uurimisega tegelev bioloogiaharu on histoloogia ja sellega tegelevaid teadlasi nimetatakse histoloogideks.

Organi ja organsüsteemi tase

Ühesuguse talitlusliku eesmärgiga koed moodustavad organeid e. elundeid. Taimede organiteks on juur, vars, leht, õis ja vili. Inimese arvukatest organitest võib näideteks tuua aju, südame, neerud, kõhunäärme ja kopsud. Organ on elu järgmine organiseerituse tase. Selle tasemega teadlasi nimetatakse vastavalt sellele, millist organit nad uurivad. Nii näiteks uurib inimese kopse pulmonoloog, südant kardioloog ja neerusid nefroloog.

Ühesuguste talitlustega organid moodustavad organsüsteemi e. elundkonna. Taimedel organsüsteemid puuduvad. Imetajatel võime eristada näiteks tugi- ja liikumis-, hingamis-, eritus- ja suguelundkonda. Seega on organsüsteemi tase järgmine, eelmistest kõrgem organiseerituse tase.

Organismi ja populatsiooni tase

Kudedel, organitel ja organsüsteemidel väljaspool organismi kõiki elu tunnuseid ei ole. Seetõttu peetakse organismi taset rakulise taseme järel kõige olulisemaks. Organismil on kõik elu tunnused. Üherakulistel kattub rakuline tase organismi tasemega, kuna vahepealsed tasemed puuduvad. Organismi ehitust uurib anatoomia ja talitlust – füsioloogia. Seejuures võime täiendavalt eristada näiteks taimeanatoomiat ja taimefüsioloogiat või ka inimese anatoomiat ja inimese füsioloogia.

Samal asustusalal elavad sama liiki organismid moodustavad populatsiooni. Näiteks samas metsas elavad põdrad moodustavad ühe põdrapopulatsiooni. Populatsiooni puhul ilmnevad mõned uued tunnused ja eluavaldused, mida üksikorganismi tasemel ei saa uurida. Selliseks näiteks või tuua sugulise paljunemise, mille seaduspärasusi saab uurida alles populatsiooni tasemel. Seetõttu peetakse ka popilatsiooni oluliseks elu organiseerituse tasemeks.

Liigi ja ökosüsteemi tase

Liike ei saa üksteisest eristada mõne üksiku tunnuse alusel. Liikide määramine toimub mitmete tunnuste koosesinemisel. Ühte liiki organismidele on iseloomulik sarnane välis- ja siseehitus, talitluslik sarnasus, spetsiifiline geenide kogum ja sarnased nõuded elupaigale. Kõik need uurimisobjektid saavad võimalikuks alles liigi tasemel. Liik on üks põhilisi elu organiseerituse tasemeid. Enamasti on bioloogid keskendunud ühele uurimisobjektile ja vastavalt sellele võime eristada mitmeid haruteadusi: näiteks põdra geneetikat, lapsuliblika füsioloogiat ja toakärbse anatoomiat.

Samal asustusalal elavad ja omavahel toitumissuhetega seotud populatsioonid moodustavad koos ümbritseva eluta keskkonnaga ökosüsteemi. See ongi järgmine elu organiseerituse tase. Ökosüsteem on isereguleeriv süsteem, mis püsib pikema aja jooksul stabiilsena. Ökosüsteemis valitsevaid seaduspärasusi uurib ökoloogia. Lähtuvalt kitsamast uurimisobjektist saab ka siin eristada näiteks raba, okasmetsa ja niidu ökoloogiat. Kõige suurem ökosüsteem on biosfäär – see hõlmab Maad ümbritsevat kihti, milles paiknevad elusorganismid. Biosfäär on kõige kõrgem elu organiseerituse tase.

Elu organiseerituse peamistest tasemetest annab ülevaate joonis 1.1.2.1.

Joonis 1.1.2.1. Elu organiseerituse peamised tasemed

 

Kokkuvõte

Kuna elu kõiki ilminguid ja seaduspärasusi ei saa samaaegselt uurida, eristatakse uurimisobjekti alusel elu organiseerituse tasemeid. Põhilised elu organiseerituse tasemed on molekulaarne, rakuline, organismiline, liigiline, populatsiooniline ja ökosüsteeme. Kõiki neid uurivad bioloogia haruteadused. Igal tasemel on mõned ainuomase tunnused ja seaduspärasused. Seetõttu ei saa ühe taseme teadustulemusi üldistavalt üle kanda mõnele teisele tasemele.