Tema : EVOLUCIONILenda : BIOLOGJI 10

Punoi : KLEA SINANI Pranoi mesuesja : IRENA KONOMI

PROJEKT

Evolucioni• Evolucioni është çdo ndryshim te brezat pasardhës në karakteristikat e trashëgueshme te popullatave.

Proceset evolucionare i japin jetë diversitetit në çdo nivel të organizimit biologjik, si në specie, organizma individualë dhe në molekula si AND-ja dhe proteinat.

• Jeta në Tokë filloi dhe evoluoi nga një paraardhës universal i përbashkët rreth 3.7 miliard vjet më parë. Shfaqja e gjallesave të reja dhe divergjenca e jetës mund të dëshmohen nga një grup i përbashkët i tipareve biokimikë dhe morfologjikë, ose nga sekuenca të përbashkëta të AND-së. Këto tipare dhe sekuenca homologe janë më të ngjashme ndër speciet të cilat kanë një paraardhës më të ri dhe mund të përdoren për të rindërtuar historinë evolucionare duke u mbështetur në rekordet e fosileve dhe specieve të tanishme. Struktura e sotme e biodiversitetit është formuar si nga zhdukja, si nga shfaqja e specieve të reja.

• Carls Darvini qe i pari që formuloi një argument shkencor për teorinë e evolucionit me mekanizëm seleksionim natyror. Evolucioni me seleksion natyror është një proces që dëshmohet nga tre fakte për popullatat: 1) më shumë pasardhës prodhohen sesa mbijetojnë, 2) tiparet janë të ndryshme për çdo individ, duke çuar në raporte të ndryshme të mbijetesës dhe riprodhimit dhe 3) ndryshimet në tipare janë të trashëgueshme.Kështu që, kur anëtarët e një popullate vdesin, ata zëvendësohen nga pasardhësit e prindërve që përshtatën më mirë për të mbijetuar dhe riprodhuar në mjedisin në të cilin seleksioni natyror ndodhi. Ky proces krijon dhe ruan tiparet që janë më të përshtatshmet për të kryer funksionet biologjike. Seleksioni natyror është shkaku i vetëm i njohur i përshtatjes, por jo i vetmi shkak i evolucionit. Të tjerë, jo-përshtatës shkaqe të evolucionit janë mutacioni dhe shmangia gjenetike.

• Në fillim të shekullit të 20-të, gjenetika u integrua me teorinë darviniane të evolucionit me seleksion natyror përmes disiplinës së gjenetikës së popullatave. Rëndësia e seleksionit natyror si shkak i evolucionit u pranua edhe në degë të tjera të biologjisë. Përveç kësaj, nocione të vjetra të evolucionit, si ortogjeneza dhe "progresi" u bënë pa vlerë.Shkencëtarët vazhdojnë të studiojnë aspekte të ndryshme të evolucionit duke dhënë dhe testuar hipoteza, ndërtuar teori shkencore me anë të të dhënave vëhzguese dhe performuar eksperimente në fushë dhe në laborator. Biologët pranojnë se pasardhja me modifikim është një nga faktet më të besueshme në shkencë. Zbulimet në biologjinë evolucionare kanë kryer impakt jo vetëm në degët tradicionale të biologjisë, por edhe në disiplina të tjera akademike (p.sh, antropologjia dhe psikologjia) dhe në shoqëri.

Historia e Teorisë së Evolucionit• Propozimi se një lloj kafshe mund ta ketë prejardhjen nga një nga kafshë e një lloji tjetër shkon në

kohën filozofëve grekë para-Sokratikë, si Anaksimandri dhe Empedokli.[10][11] Në kundërshtim me këto pikëpamje materialiste, Aristoteli i përkufizon të gjitha gjërat natyrore, jo vetëm ato frymore, si forma të disa ideve të fiksuara natyrore.[12][13] Kjo ishte pjesë e kuptimit të tij teleologjik të natyrës në të cilën të gjitha gjërat kanë një rol të qëllimtë për të luajtur në rendin hyjnor kozmik. Variante të ksaj ideje u bënë standardi i kuptimit në Mesjetë dhe u integruan në mësimet e të krishterëve, por Aristoteli nuk kërkonte që kafshët reale të korrespondonin një për një me forma metafizike dhe dha hollësisht shembuj sesi lloje të reja të frymorëve vinin në jetë.[14]

• Në shekullin e 17-të metoda e re e shkencës moderne hodhi poshtë propozimet e Aristotelit dhe kërkoi shpjegimin e fenomeneve natyrore në lidhje me ligjet e natyrës të cilat ishin të njëjta për çdo gjë të dukshme dhe nuk kishin nevojë të viheshin në punë nga ndonjë rend hyjnor kozmik. Por ky lloj trajtimi qe i ngadaltë për të vendosur rrënjët në shkencat biologjike, të cilat ngelën bastionet e fundit të tipeve natyrore të fiksuara. John Ray përdori një nga termat e përgjithshme të tipeve natyrore të fiksuara, “speciet”, te kafshët dhe bimët, duke propozuar se çdo specie përkufizohet nga tiparet që i dallojnë nga të tjerët dhe që çojnë te pasardhësit.[15] Këto specie ishin formuar nga Zoti, por me ndryshime të shkaktuara nga kushtet lokale. Klasifikimi biologjik i prezantuar nga Karl Lineu në 1735 i shihte speciet si të fiksuara sipas një plani hyjnor.[16]

• Në 1842 Çarls Darvin shkruajti skicën e parë të asaj së cilës më vonë u quajt Prejardhja e llojeve.[17]

• Teoria e Evolucionit dhe Teza e Seleksionimit Natyror u trajtuan në mënyrë të detajuar nga Charles Darëin në librin e tij "Origjina e species" (The Origin of Species), botuar në vitin 1859. Në vitet rreth 1930s, seleksionimi natyror i Darëinit u pasurua me rregullat e trashëgimisë së Mendelit, duke çuar në lindjen e Teorisë Sintetike të Evolucionit. Është, pikërisht, kjo teori ajo që krijoi themelet e biologjisë moderne.

• Në vitin 1859, Charles Darëin dhe Alfred Russel ëallace, do të paraqisnin para shoqatës Linneus të Londrës, dy punime për Teorinë e Evolucionit dhe seleksionin natyror. Të dy punimet tërhoqën shumë pak vëmendje, në kontrast me vëmendjen që tërhoqi një vit më vonë botimi i "Origjinës së Species" së Darëinit. Gradualizmi dhe seleksioni natyror, dy nga tezat e Teorisë së Evolucionit, u pritën fillimisht me rezistencë të madhe. Përfaqësuesit e Lamarkizmit do të argumentonin se, psh, rosat e kishin fituar lëkurën notuese nëpërmjet përpjekjeve të tyre të vazhdueshme për të notuar dhe jo nëpërmjet seleksionimit natyror të rosave me lëkure midis gishtave. Duke qenë se eksperimentet nuk arritën kurrë të mbështesin teorinë lamarkiste, kjo, ju dorëzua Teorisë së Evolucionit. Darëini, nga ana e tij, nuk arriti të shpjegonte mekanizmin e trashëgimisë së tipareve nga brezi në brez, dhe përse variantet e ndryshme të këtyre tipareve nuk përziheshin gjatë procesit të trashëgimisë. Këtë mekanizëm do ta shpjegonte, në vitin 1865, Gregor Mendel, kërkimet e të cilit vërtetonin, se tiparet trashëgohen sipas një ligjësie të mirëpërcaktuar.Rizbulimi i veprës së Mendelit në 1900, do të çonte në ndarjen e gjenetistëve dhe biostaticienëve në dy grupe ; njëri mbështeste modelin darëinian të evolucionit, tjetri atë mendelian. Polemika do të mbyllej në vitet 1930, nga biologët rreth Ronald Fischer, të cilët, duke i kombinuar të dy modelet, seleksionin natyror darëinian me rregullat mendeliane të trashëgimisë, çuan në lindjen e Teorisë Sintetike të Evolucionit, të njohur ndryshe edhe si Neodarëinizëm. Teoria Sintetike e përkufizon evolucionin si ndryshueshmëria në kohë e shpeshtësisë/frekuencës relative të aleleve (frekuenca alelike) në një popullatë.Me zbulimin e materialit gjenetik, ADNsë, prej Osëald Avery në 1944 dhe, me deshifrimin e strukturës së ADNsë nga James ëatson dhe Francis Crick, në 1953, u arrit, përfundimisht, të identifikohej baza fizike e trashëgimisë. Që prej këtij momenti, Gjenetika dhe Biologjia Molekulare janë shndërruar në dy shtylla të rëndësishme të Biologjisë së Evolucionit.

Trashëgimia• Evolucioni në organizma të ndryshëm ndodh me ane të ndryshimeve të

veçanta që njihen si tipare, ose veçori - që janë karakteristike për një organizëm. Si shembuj mund të përmendim ngjyrën e syve, një tipar i trashëguar nga njeri prej prindërve të individit. Karakteristikat e trashëguara kontrollohen nga gjenet dhe tërësia e gjeneve në gjenomin e një organizmi quhet gjenotipi i organizmit.Ndërkohe, tërësia e tipareve të vezhgueshme në strukturën dhe sjelljen e organizmit, quhet fenotipi i organizmit dhe vjen si rezultat i marrëdhënies së gjenotipit me ambientin rrethues. Për këtë arsye jo të tera pjesët e fenotipit janë të trashëgueshme. Si shembull mund të përmendim nxirjen nga rrezet e diellit ; ajo është rrjedhoje e gjenotipit të organizmit në marrëdhënie me rrezet e diellit dhe lëkura e nxire nga dielli nuk është një karakteristike e cila trashëgohet tek pasardhësit. Por ama persona të ndryshëm kanë reagime të ndryshme ndaj rrezeve të diellit dhe kjo ndodh sepse ata kanë ndryshime në gjenotipet përkatëse. Këtu mund të përmendim albinizmin i cili është një karakteristike e trashëgueshme dhe si efekt i tij është pamundësia e lëkurës për t'u nxirre nga rrezet e diellit dhe djegia nga dielli.Karakteristikat e trashëgueshme kalohen nga një brez tek tjetri me anën e ADN, një molekule e afte të enkodojë informacion gjenetik. Në vetvete ADN është një polimer i përbëre nga katër nukleobaza. Sekuenca e këtyre nukleobazave, ose shkurt bazave, përcakton informacionin gjenetik, në analogji me shkronjat në tekstin e një libri apo bitëve në programin e një kompjuteri. Ato pjesë të ADN që përcaktojnë një njësi të vetme funksionimi, quhen gjene. Gjene të ndryshme kanë sekuenca të ndryshme bazash. Brenda qelizës këta zinxhirë bazash ADN-je ndërthuren me proteina dhe formojnë struktura të përqendruara që quhen kromozome dhe zona të veçanta të kromozomit quhen lokuse. Nëse sekuenca e ADN nëpër këto lokuse është e ndryshme nga një individ tek tjetri, këto variante të ndryshme te së njëjtës gjë quhen alele. Sekuencat e ADN mund të ndryshojnë nëpërmjet mutacioneve duke krijuar në këtë mënyre alele të reja. Në rast së mutacioni ndodh brenda një gjeni, aleli i ri që krijohet mund të ndikojë në karakteristiken e organizmit për të cilën është përgjegjës ky gjen, duke çuar më pas në ndryshim të fenotipit të organizmit. Por sidoqoftë, kjo gjë nuk është e vërtete për të gjitha rastet.

Ndryshueshmëria ose Variacioni

• Tek një organizëm, fenotipi i tij është rezultat i gjenotipit të tij dhe i ndikimit të ambientit ku jeton. Një pjesë e mirë e ndryshimeve në fenotipet e një popullatë vjen si rezultat ndryshimeve në gjenotipet e tyre. Evolucioni nuk është gjë tjetër veçse ndryshimet me kalimin e kohës në diapazonin gjenetik. Frekuenca e shfaqjes së një aleleje të caktuar do të luhatet duke u bere më e shpeshtë apo më e rrallë përkundrejt formave të tjera të po të njëjtit gjen. Forcat evolutive sjellin në këto ndryshime si në njërin drejtim ashtu edhe në tjetrin. Ndryshueshmëria zhduket kur një alele arrin piken e stabilitetit, apo të fiksimit - rasti kur ose zhduket fare nga popullata, ose zëvendëson komplet një alele të paraardhësve.

• Këto ndryshime, që njihen dhe me emrin variacione, janë rezultat i mutacioneve në materialin gjenetik, migrimet apo shtegtimet e popullatave (migrim gjenesh) si dhe shkartisjes (përzierjes) së gjeneve nëpërmjet riprodhimit seksual. Variacionet lindin dhe nga shkëmbimi i gjeneve midis specieve të ndryshme ; shembull mund të japim transferimin horizontal të gjeneve tek bakteriet apo hibridizimin tek bimët. Megjithëse variacionet e pareshtura të shfaqura në këto mënyra, pjesa më e madhe e gjenomit të një specie është identike në të tere individët e kësaj specie. Por sidoqoftë, edhe ndryshime të vogla të në gjenotip mund të çojnë në ndryshime të theksuara në fenotip : shimpanzetë dhe njerëzit ndryshojnë vetëm me rreth 5 % në gjenomet e njeri tjetrit.

• Mutaconet janë ndryshime te ADN-se,që sjellin ndryshimin e alelit recesiv në dominant ose anasjelltas. Mutacionet ndodhin 1/1000 raste ose 1/100 000 raste. Mutacioni është pak i ndjeshëm në popullatë, pra ne ate brez nuk kemi shume ndryshim në fillim. Por me kalimin e kohës, duke kaluar në disa brezni bëhet me i ndjeshëm dhe behet bazë per evolim.

• Mutacionet e rastësishme ndodhin papushim në gjenomet e organizmave të gjallë. Këto mutacione krijojnë variacione gjenetike. Mutacionet janë ndryshimet në sekuencat e ADN së gjenomit dhe shkaktohen nga rrezatimi, viruset, transpozonet dhe kimikatet mutagjene, si dhe nga gabimet gjatë meiozës dhe replikimit të ADN. Këto mutacione përfshijnë disa lloje të ndryshme ndryshimesh ne sekuncat e ADN dhe ose mund të jenë pa efekt, ose të prodhojnë një gjen, ose e ndalojnë gjenin të funksionojë. Studimet në nje lloj mize, Drosophila melanogaster, sugjerojnë se nëse një mutacion ndryshon nje proteinë që prodhohet nga ndonjë gjen, ky ndryshim ka shumë mundesi të jetë i dëmshëm. Rreth 70% e ketyre mutacioneve kanë efekt të dëmshëm, pjesa tjetër janë neutrale ose me dobi të ulta. Për shkak të ketyre efekteve dëmtues që mund të ndodhin në qelizë, organizmat kanë evoluar mekanizma per eliminimin e mutacioneve, ku permendet riparimi i ADN. Si rrjedhojë mund të themi se ekziston një raport optimal për sasinë e mutacioneve, midis kostove të një sasie të madhe mutacionesh (si psh mutacionet eliminuese), dhe kostove metabolike të sistemeve të vetë organizmit për të ulur sasinë e mutacioneve (si psh enzimatpër riparimin e ADN). Viruset që përdorin ARN si material gjenetik kanë ndryshim të lartë mutacionesh, gjë që mund të jete shumë e dobishme sepse keta virus do të evolojnë shpejt dhe në mënyrë konstante, duke iu shmangur kështu përgjigjeve mbrojtëse, sic është sistemi imunitar i njeriut.

• Mutacionet mund të përfshijnë duplikme të pjesëve të mëdha në një kromozom (zakonisht me anë të rikombinimit gjenetik), që sjell në këtë rast kopje shtesë të gjenit në gjenom. Kopjet shtëse të gjeneve janë një burim kryesor i materialit bazë për evolimin e gjeneve të reja. Kjo gjë është e rëndësishme sepse shumica e gjeneve të reja evolojnë brenda të njëjtës familje gjenetike nga gjene ekzistues, të cilët kanë paraardhës të përbashkët. Psh, syri i njeriut përdor katër gjene për ndërtimin e strukturave që ndjejnë dritën: tre për ngjyrat dhe një për shikimin natën; te katër këta gjne janë rrjedhojë e një gjeni të vetëm paraardhës. Gjene të reja mund të lindin nga gjene paraardhës kur kopjet shtesë të këtij të fundit ndryshojnë nga mutacionet dhe fitojnë funksione të reja. Ky proces është më i thjeshtë kur gjeni është i duplikuar sepse është rritur redundanca, apo besnikeria, e sistemit; një gjen nga duplikata fiton funksionin e ri ndërkohë që kopja tjetër vazhdon të kryejë funksionin fillestar. Disa lloje të tjera mutacionesh mund edhe të krijojnë gjene krejtësisht të reja nga pjesë ADN që më parë kanë qenë të pa-koduara. Krijimi i gjeneve të reja mund të perfshijë edhe pjesë të vogla të disa gjeneve njëherësh gjatë duplikimit, këto fragmente gjenesh rikombinohen për formimin e funksioneve të reja.

• Ndryshimet në numrin e kromozomeve mund të përfshijnë mutacione edhe më të medha, ku segmentet e ADN brenda kromozomit ndahen dhe më pas ri-rregullohen. Psh, dy kromozome në gjenusin Homo janë shkrirë, (procesi i fuzionit të gjeneve) në një dhe kanë prodhuar kromozomin njerëzor 2; ky fuzion nuk ka ndodhur në linjat gjenetike të majmunëve të tjerë, ata akoma i kanë keta kromozome të ndarë. Në evolucion, roli më i rëndësishëm i ketij riorganizimi të kromozomeve është që të rrisë divergjencën e një popullate drejt specieve të reja, duke ulur mundësinë e këtyre popullatave të ndryshme që të japin pasardhës me njëra tjetrën. Në ketë menyrë do të ruhen të paprekura ndryshimet gjenetike midis këtyre popullatave.

Ilustrim i duplikimit te gjeneve, nje nga llojet e mutacioneve gjenetike.

Mekanizmat e evolucionit

• Mekanizmat kryesore qe perbejne evolucuionin jane dy: seleksionimi natyror dhe shmangia gjenetike.

• Seleksionimi natyror është procesi gjate te cilit favorizohen gjenet qe ndihmojne me mire ne mbijetesen dhe riprodhimin e organizmit.

• Shmangia gjenetike është është ndryshimi i rastesishem ne frekuencen, apo shpështësine, e shfaqjes se aleleve. Kjo gje shkaktohet nga rikombinimet gjate riprodhimit te gjeneve ne nje gjenerate (brezni) te caktuar.

• Rendesia relative e seleksionimit natyror dhe shmangies gjenetike te nje popullate varet nga rigoroziteti i zgjedhjeve dhe madhesia e vete popullates, ose ndryshe numri i individeve qe jane ne gjendje te prodhojne pasardhes ne kete popullate. Seleksionimi natyor është kryesisht dominant ne popullata te medha, nderkohe qe ne popullata te vogla rol kryesor luan shmangia gjenetike. Dominanca e shmangies gjenetike ne popullata te vogla mund te coje madje dhe ne shfaqjen e mutacioneve te demshme. Kjo është arsyeja qe ndryshimet ne madhesine e popullates mund te influencojne mjaft ne rrugen e ndjekur nga evolucioni. Shtrengimet e popullates, gjate te cilave madhesia e popullates zvogelohet ne menyre te perkohshme duke humbur keshtu variacionin gjenetik, cojne drejt nje popullate me uniforme.

Evolucioni i jetes• Ndonese ende nuk ka nje siguri te plote lidhur me si filloi jeta, praktikisht është pranuar se organizmat e pare qe jane shfaqur ne Toke kane

qene prokariotet ne nje kohe prej afersisht 3-4 miliard vjet me pare. Gjate nje periudhe pasuese prej disa miliard vjetesh nuk ka patur ndryshime te dukshme ne keta organizma, morfologjike apo organizative ne qelize.

• Eukariotet sollen ndryshimin tjeter masiv ne strukturen e qelizes. Keto ndryshime erdhen si rezultat i rrethimit te bakterieve te lashta prej paraardhesve te qelizave eukariote, ne nje proces bashkepunues ne grup qe quhet endosimbioze. Bakteriet e rrethuara dhe qelizat primordiale eukariote iu nenshtruan me pas nje evolucioni te perbashket, nje ko-evolucioni, gjate te cilit bakteriet evoluan ose ne mitokondri, ose nehidrogjenozom, ende është e paqarte. Me nje rrethim te dyte te ngjashem por te pavarur prej te parit, ku moren pjese organizma me karakteristike cianobakteriale, u formuan kloroplastet e algave dhe bimeve. Eshte ende e panjohur se kur u shfaqen per here te pare qelizateukariote, sidoqofte jane shfaqur diku rreth periudhes 1.6 - 2.7 miliard vjet me pare.

• Historia e jetes me pas ishte nje perzierje e eukarioteve nje qelizore, prokarioteve dhe arkeave, deri perafersisht 610 milion vjet me pare kur filluan te shfaqen organizmat e pare shumeqelizore neper oqeanet e periudhes Ediakaran. Evolucioni i formave shumeqelizore ka ndodhur ne ngjarje te pavarura nga njera tjetra, ne organizma shume te ndryshem nga njera tjetra si psh sfungjeret, algat kafe, cianobakteret, myksobakteret.

• Menjehere pas shfaqjes se ketyre organizmave te pare shumeqelizore, linden nje sasi shume e madhe organizmash biologjike, brenda nje harku kohor prej 10 milion vjetesh, ne nje ngjarje qe është quajtur Shperthimi Kambrian. Ne kete periudhe jane shfaqur ne shtresat fosile shume lloje te kafsheve moderne, si dhe gjithashtu specie unike qe me vone u zhduken. Jane propozuar disa shpjegime lidhur me cfare solli ne Shperthimin e Kambrianit, njri prej tyre dhe varianti i grumbullimit te oksigjenit ne atmosfere prej fotosintezes. Diku rreth 500 milion vjet me pare, toka e thate u pushtua prej bimeve dhe kerpudhave te ndryshme, dhe shume shpejt u mbushen edhe me artropode dhe lloje te tjera kafshesh. Nder organizmat me te suksesshem ishin insektet dhe edhe sot perbejne grupin me te madh te specieve ne Toke. Amfibet u shfaqen per here te pare rreth 300 milion vjet me pare duke u pasuar menjehere nga amniotet e para. Gjitarët filluan ne shfaqen rreth 200 milion vjet me pare dhe zogjtë rreth 100 milion vjet me pare, te dy nga paraardhes te grupit tezvarranikëve. Sidoqofte, me gjithe kete evolucion te ketyre kafsheve te medha, vazhdojne te jene shume te suksesshem dhe dominojne Token organizma te vegjel shume te ngjashem me ata qe u shfaqen fillimisht ne stadet e para te ketij procesi. Pjesa me e madhe e biomases perkatese dhe sasise se specieve perbehet nga prokariotet.

FALEMINDERIT

PëR VëMENDJEN