Teoria sintetică a evoluției

Th. Dobzhansky (1937), prin lucrarea Genetica și originea speciilor, Julian Huxley (1942), în Evoluția - Sinteză modernă, G.G. Simpson (1944), în Ritmul și modul evoluției etc., pun bazele teoriei sintetice prin unificarea principiilor darwiniste cu acumulările noi din genetică, paleontologie, ecologie etc.

Dezvoltarea teoriei sintetice s-a realizat în timp. A fost necesar să fie sortat și analizat un volum mare de date acumulate care trebuiau să fie verificate și interpretate.

Astfel, rolul condițiilor de mediu în evoluție n-a putut fi înțeles înainte de a cunoaște natura, cauzalitatea și rolul mutațiilor în evoluție, precum și aspectele genetice ale selecției naturale.

Rolul populațiilor în evoluție n-a putut fi stabilit fără o imagine clară a geneticii populațiilor și a factorilor care modifică frecvența genelor în cadrul populațiilor.

Cercetările privind cauzele variațiilor ereditare și mijloacele de conservare a acestora, precum și ale mecanismelor de izolare au facilitat descifrarea procesului de evoluție în interiorul populațiilor și de transformare a acestora în rase și specii. (Mustață, 2001).

Deoarece majoritatea factorilor procesului evolutiv modifică structura genetică populațională în mod întâmplător în raport cu cerințele mediului, selecția naturală are rolul de a optimiza adaptativ aceste modificări. Trebuie avut deci în vedere faptul că nu orice caracter depistabil la un individ reprezintă o adaptare. Dacă el este neutru, neafectând existența individului, selecția nu îl elimină. În același timp se pot selecționa și caractere relativ negative, dar care sunt legate genetic prin fenomenul de linkage de caractere care conferă individului purtător avantaje nete. În aceasta constă imperfecțiunea adaptărilor: selecția ca mecanism de feed-back triază caracterele cele mai bune existente dintre cele oferite de variabilitate și nu cele mai bune posibile dacă s-ar manifesta toată gama potențială de caractere (Șerban, 2020).

Factorii evoluției

Darwin consideră că factorii evoluției sunt ereditatea, variabilitatea, suprapopulația, lupta pentru existență și selecția naturală.

Față de teoria clasică a lui Darwin asupra evoluției, TSE reține două categorii principale de factori ai evoluției: variabilitatea individuală și selecția naturală. Factorul darwinist „lupta pentru existență” se poate exprima prin „relațiile organismului cu mediu” și se poate regăsi, prin efecte, în selecția naturală. În continuare, din motive didactice și logice, vom considera trei mari categorii de factori ai evoluției: variabilitatea individuală, relațiile organismului cu mediul și selecția naturală (Șerban, 2020).

Variabilitatea individuală

Variabilitatea este o caracteristică universală a lumii vii. Sunt supuse variabilității toate proprietățile speciilor. Natura produce în mod spontan și normal indivizi cu caracteristici deosebite, adică variații individuale. Darwin a început studiul variabilității pe plantele cultivate și animalele domestice, la care variabilitatea este mai accentuată și distinge două tipuri principale de variații: definite și nedefinite.

Variațiile definite constau în reacția uniformă a indivizilor dintr-o generație la condițiile de mediu. De exemplu, la munte, în etajele subalpin și alpin, toate plantele lemnoase sunt de talie mică pentru a rezista la vânturile puternice. Mamifere mari pătrunse în insule dau, în timp, descendenți de talie mai mică etc.

Darwin considera că variațiile definite nu au o importanță deosebită în evoluție pentru că sunt mult mai puțin frecvente decât variațiile nedefinite și, fiind toate de același sens, nu oferă material suficient pentru acțiunea selecției naturale.

Variațiile nedefinite constau în reacția neuniformă a indivizilor din aceeași descendență față de condițiile de mediu și depind de natura organismului, sunt întâmplătoare față de mediu, putând fi utile, indiferente sau chiar dăunătoare organismelor respective în condițiile date. Darwin acordă cea mai mare importanță acestor variații în procesul evoluției, considerând că sunt cele mai frecvente și oferă selecției naturale materialul cel mai bogat (Cojocaru, 2017).

Variațiile ereditare și neereditare

Din punctul de vedere al transmiterii lor la descendenți, toate variațiile ce se manifestă într-o populație se împart în: ereditare (genetice, care se moștenesc) și neereditare (negenetice, modificații). În primul caz, deosebirile dintre indivizii unei populații sunt determinate genetic (variații genotipice) și au semnificație directă pentru evoluție.

Variațiile neereditare (modificații sau variații somatice) se referă la deosebiri fenotipice între indivizii unei populații; aceste modificații nu sunt efectul unor deosebiri genetice dintre indivizi. Majoritatea modificațiilor sunt produse de variația condițiilor de habitat: natura solului, natura hranei, cantitatea hranei, temperatura și umiditatea, pH-ul solului etc. Aceste modificări fenotipice reversibile nu se transmit la descendenți (ereditară este doar capacitatea de a produce modificații). De exemplu, la planta acvatică Sagittaria sagittifolia, același genotip prezintă fenotipuri diferite (forma frunzelor), în funcție de adâncimea apei: frunzele submerse sunt filiforme, cele aeriene - triunghiulare, în formă de săgeată. Culoarea penajului la unele păsări și a blănii la unele mamifere variază sezonier ((Șerban, 2020).

La baza procesului evoluției stau numai variațiile ereditare, cele neereditare nu prezintă importanță pentru evoluție, rolul eredității fiind acela de a fixa anumite variații și a le acumula de la o generație la alta (Ariniș și al., 2003).

Mutațiile prezintă importanță în procesul de evoluție prin aceea că oferă materialul asupra căruia acționează selecția naturală, asigurând perfectabilitatea adaptării și speciația (Muștață, 2001).

Mutațiile reprezintă modificări ce se produc la nivelul materialului genetic nuclear (gene, cromozomi) sau extranuclear (gene), care se pot transmite ereditar.

Mutațiile, mai ales cele genice, reprezintă sursa principală a materialului evolutiv asupra căruia acționează selecția. Caracterul mutației de util, dăunător sau neutru este pur întâmplător (majoritatea sunt neutre).

Frecvența mutațiilor a fost studiată la diverse organisme vegetale și animale. Ea se exprimă prin numărul gameților (sau indivizilor) unei generații purtători ai mutației date, față de numărul total de gameți (sau indivizi). De exemplu, se acceptă că la bacterii rata medie a mutațiilor spontane este de aproximativ 3x10-6. Aportul de mutații noi față de cele vechi, existente în populație, a fost numit presiune mutațională.

Din datele existente în prezent rezultă că între frecvența procesului mutagen și ritmul evoluției nu există un raport direct. De exemplu, drosofilele au o frecvență a mutațiilor ridicată, o durată scurtă a generației, și totuși speciile actuale ale acestor diptere nu se deosebesc mult de cele din Eocen. În schimb, unele grupe de copitate actuale (cai, rinoceri, proboscidieni), care au o rată mutagenă mult mai scăzută, se deosebesc mult de formele vechi, din Eocen.

O mutație dăunătoare în anumite condiții, poate deveni utilă în altele. De exemplu, mutațiile care determină reducerea aripilor la unele insecte sunt dăunătoare în condiții obișnuite pentru că reduc mobilitatea animalelor și sunt eliminate de selecția naturală. Dar, dacă se produc la insecte ce populează micile insule oceanice, vârfurile de munți (locuri expuse la acțiunea puternică și prelungită a vântului), aceste mutații se pot dovedi utile (zborul poate fi periculos, viața la sol mai sigură).

Deși rolul mutațiilor este foarte mare în geneza variabilității se consideră totuși că cea mai mare parte a variației fenotipice dintr-o populație naturală este rezultatul recombinării genelor (Cojocaru, 2017).