Evolutie: Feiten over de processen die de diversiteit van het leven op aarde vormgeven

Evolutie is de manier waarop groepen levensvormen in de loop van de tijd veranderen om beter te passen bij de plek waar ze leven.

Daarom neemt het leven “zulke eindeloze, prachtige en wonderbaarlijke vormen aan”, zoals de Britse bioloog Charles Darwin schreef in zijn beroemde boek uit 1859: “Over de oorsprong van soorten.”

Snelle feiten

Oudste voorouder van alle leven: Ongeveer 4,2 miljard jaar

Eerste menselijke soort: Homo habilis, welke leefde van ongeveer 2,0 tot 1,6 miljoen jaar geleden

Aantal soorten op aarde: Ongeveer 9 miljoen

Dankzij de evolutie is er zoveel diversiteit aan leven, van microscopisch kleine bacteriën tot de blauwe vinvis, het grootste dier dat ooit heeft geleefd.

Darwin en collega-natuuronderzoeker Alfred Russel Wallace ontwikkelde halverwege de 19e eeuw de evolutietheorie.

Evolutie werkt dankzij een proces dat natuurlijke selectie heet. Levensvormen die eigenschappen hebben die hen beter geschikt maken voor een bepaalde omgeving — of het nu een ijzige toendra of een diepzeevulkaan is — hebben een grotere kans om te overleven en die eigenschap door te geven aan hun nakomelingen.

Leden van de groep die die eigenschap niet hebben, zullen ondertussen sterven of minder nakomelingen krijgen. Na verloop van tijd zullen meer leden van de populatie die gunstige eigenschap erven.

Evolutie helpt verklaren hoe de mens is ontstaan, waarom bacteriën resistent zijn tegen antibiotica en waarom er steeds nieuwe ziektes, zoals COVID-19, opduiken.

5 leuke weetjes over evolutie

De laatste gemeenschappelijke voorouder Geschat wordt dat ongeveer 4,2 miljard jaar geleden al het leven op aarde bestond.
Er zijn drie ingrediënten die nodig zijn voor natuurlijke selectie optreden: variatie, overerving en concurrentie.
De eerste complexe leven (dieren, planten en schimmels) verschenen ongeveer 540 miljoen jaar geleden tijdens de Cambrische explosie.
Er zijn drie hoofdtakken van het leven: Eukaryota, bacteriën en archaea (microben die op bacteriën lijken en vaak in extreme omgevingen leven).
Homo sapiens (wij) leefden al vroeg in onze geschiedenis samen met andere soorten mensen.

Alles wat je moet weten over evolutie

Hoe werkt evolutie?

Evolutie door natuurlijke selectie is waar een eigenschap wordt uitgeroeid of algemener wordt in een populatie, afhankelijk van hoe goed de eigenschap organismen (levende wezens) helpt te overleven en zich voort te planten. Drie belangrijke ingrediënten in natuurlijke selectie zijn variatie, overerving en competitie.

Ten eerste is er variatie. Bijvoorbeeld, sommige leeuwen zijn groter of kleiner, hebben langere of kortere manen, zijn agressiever of voorzichtiger, enzovoort. Elke populatie van organismen heeft variatie in bijna elke eigenschap die je maar kunt bedenken. Eigenschappen worden gecodeerd door genen in DNAeen molecuul dat in elke levende cel voorkomt en instructies geeft over hoe te ontwikkelen, leven en reproduceren. Eigenschappen variëren binnen een populatie, deels omdat wanneer DNA wordt gekopieerd, soms enkele letters in de code worden gewijzigd — een proces dat mutatie wordt genoemd.

Dan is er nog erfenis. Veel van deze variabelen eigenschappen worden geërfd. Genen worden van generatie op generatie doorgegeven via voortplanting.

Ten slotte is er concurrentie. Elk wezen in een populatie concurreert met andere wezens in hun groep om voedsel, onderdak, hulpbronnen en partners.

Dit is hoe al die ingrediënten samenwerken.

Om te overleven moet een organisme goed aangepast zijn aan zijn omgeving. Een plant in de Mojavewoestijn moet het bijvoorbeeld doen met heel weinig water, terwijl een boom in het Amazonewoud moet voorkomen dat zijn bladeren te nat worden.

Degenen met een eigenschap die beter past bij hun omgeving (bijvoorbeeld een cactus die minder water nodig heeft in de woestijn) zijn succesvoller in de strijd om hulpbronnen, onderdak, voedsel en partners.

Ze hebben meer kans om te overleven en zich voort te planten dan hun soortgenoten zonder de eigenschap. Hun nakomelingen erven deze eigenschappen die hen een voordeel geven ten opzichte van hun rivalen, waarmee de cyclus van evolutie wordt voortgezet.

Uiteindelijk dragen meer leden van de populatie de eigenschap die hen een voorsprong geeft in overleving en voortplanting. Dat is evolutie in een notendop.

Evolutie legt uit hoe soort ontstaan en veranderen in de loop van de tijd. Hoewel wetenschappers hebben beschreven tussen 1 miljoen en 2 miljoen soortenze weten dat ze veel missen. Er zouden er 9 miljoen kunnen zijn — of zelfs tot een biljoen — soorten op aarde.

Is evolutie volledig willekeurig?

Natuurlijke selectie vereist variatie, en variatie binnen een populatie wordt grotendeels veroorzaakt door DNA-mutaties.

De meeste mutaties zijn willekeurig, maar sommige delen van het DNA kunnen muteren gemakkelijker dan anderen.

Bij mensen worden kinderen meestal geboren met ongeveer 60 nieuwe mutatiesof DNA-veranderingen die hun ouders niet hadden.

Verschillende levensvormen hebben verschillende mutatiesnelheden en er zijn altijd fouten. De meeste van deze mutaties hebben geen merkbare invloed op het organisme. (Dit worden neutrale mutaties genoemd.) Maar soms kunnen mutaties het voor een organisme makkelijker of moeilijker maken om te overleven of zich voort te planten. Dit is waar natuurlijke selectie om de hoek komt kijken.

Als een mutatie een organisme helpt om beter te concurreren, is de kans groter dat het overleeft en de gunstige mutatie doorgeeft aan zijn nakomelingen. Aan de andere kant, als een mutatie het overleven of de voortplanting moeilijker maakt, is de kans kleiner dat de mutatie wordt doorgegeven.

Mutaties vinden dus meestal willekeurig plaats, maar evolutie is niet willekeurig.

Natuurlijke selectie is echter niet perfect en mutaties die geen of slechts zeer kleine negatieve effecten hebben, kunnen in een populatie blijven bestaan.

Bijvoorbeeld, veel mensen hebben verstandskiezen die ons ooit hielpen om planten in ons dieet te vermalen, maar nu vooral andere tanden verdringen en meestal getrokken moeten worden. Maar omdat verstandskiezen het niet moeilijk maken om te overleven of zich voort te planten, is het nog niet uitgeroeid.

Hoe lang duurt evolutie?

Meestal wordt evolutie gezien als een proces dat zich over duizenden of miljoenen jaren voltrekt, maar sommige organismen kunnen zich ontwikkelen binnen enkele dagen. De snelheid van evolutie hangt van meerdere factoren af.

Ten eerste evolueren organismen die zich snel voortplanten sneller omdat evolutie plaatsvindt via erfelijke veranderingen, waarbij elke generatie iets verschilt van de vorige. Na verloop van tijd tellen deze kleine veranderingen op tot grote verschillen.

Ten tweede is de populatiegrootte van belang. Grotere populaties hebben waarschijnlijker minstens één individu met mutaties die de overleving of voortplanting beïnvloeden. Natuurlijke selectie verwijdert deze vervolgens of maakt de genen algemener, afhankelijk van of ze goed of slecht zijn voor een soort.

De mutatiesnelheid beïnvloedt ook de snelheid van evolutie. Meer mutaties betekenen meer kansen om te evolueren, maar omdat de meeste mutaties zijn neutraal of schadelijk, Organismen ontwikkelen vaak eiwitten om DNA-kopieerfouten te herstellenwat de mutatiesnelheid laag houdt. Zonlicht, chemicaliën en factoren die verband houden met de foutcorrectietrucs van verschillende soorten kunnen allemaal van invloed zijn op hoe snel genen muteren.

Ten slotte speelt de omgeving een cruciale rol in de snelheid van evolutie. In barre omstandigheden verwijdert natuurlijke selectie snel individuen die niet goed passen bij hun omgeving, wat leidt tot snellere evolutionaire veranderingen.

Deze factoren betekenen dat kleine organismen die snel kopieën van zichzelf maken — zoals bacteriën — veel sneller evolueren dan grote organismen die er lang over doen om zich voort te planten, zoals olifanten. Deze snelle evolutie in microscopische organismen kan wetenschappers helpen om adaptatie te bestuderen via laboratoriumexperimenten.

Wat is Lamarcks evolutietheorie?

Charles Darwin komt in gedachten als we denken aan de evolutietheorie.

Maar voordat Darwin in 1859 zijn baanbrekende werk publiceerde, probeerden andere wetenschappers al de diversiteit van het leven op aarde te verklaren. Een van die wetenschappers was Jean Baptiste Lamarckeen Franse onderzoeker die 50 jaar voordat Darwin zijn werk publiceerde, een andere evolutietheorie voorstelde.

Lamarck geloofde dat eigenschappen of karakteristieken die vaker werden gebruikt, sterker en groter zouden worden, terwijl die welke niet werden gebruikt, geleidelijk zouden verdwijnen. Hij dacht ook dat alle eigenschappen die door gebruik werden verbeterd, konden worden doorgegeven aan nakomelingen.

Een veelgebruikt voorbeeld is de giraffe. Volgens Lamarcks evolutietheorie hebben giraffen lange nekken omdat hun voorouders zich voortdurend uitstrekten om bladeren hoog in de bomen te bereiken, waardoor hun nekken langer werden. Hij geloofde dat dit uitrekken leidde tot langere nekken, die werden doorgegeven aan de volgende generatie.

We weten nu dat dit is niet correcten het is door genetische mutaties dat de natuur de meest succesvolle neklengtes in de populatie selecteert.

Maar de ideeën van Lamarck vormden nog steeds een essentiële stap in de richting van Darwins ideeën over natuurlijke selectie.

Wat zijn de verschillende soorten evolutie?

Evolutie kan in de loop van de tijd verschillende patronen produceren. We kunnen de drie hoofdpatronen labelen als divergente, convergente en parallelle evolutie.

Divergente evolutie vindt plaats wanneer verwante populaties steeds meer van elkaar gaan verschillen naarmate ze zich aanpassen aan verschillende omgevingen. Dit kan soms leiden tot de vorming van nieuwe soorten. Galápagos vinken die Darwin hielpen zijn theorieën over evolutie te vormen, zijn een klassiek voorbeeld: in het begin waren deze zangvogels slechts één soort. Maar na verloop van tijd ontwikkelden vogels van verschillende eilanden verschillende snavelvormen — van lang naar kort, en van gebogen naar recht — om het voedsel op die eilanden beter te kunnen eten. Biologen kunnen deze transformatie zelfs zien gebeuren in realtime wanneer de regenvalpatronen op het eiland veranderen.

Convergente evolutie treedt op wanneer niet-verwante organismen meer op elkaar gaan lijken of zich meer op elkaar gaan gedragen omdat ze in vergelijkbare omgevingen leven of dezelfde uitdagingen moeten trotseren om te overleven en zich voort te planten. Dolfijnen en haaien hebben bijvoorbeeld allebei een gestroomlijnd lichaam dat hen helpt om goed in het water te zwemmen. Dolfijnen zijn echter geëvolueerd van een wolfachtig zoogdier genaamd Pakistaanse ongeveer 50 miljoen jaar geleden, terwijl haaien zich ongeveer 50 miljoen jaar geleden ontwikkelden uit hun voorouders, de vissen. 450 miljoen jaar geledenDit patroon kan de illusie creëren dat dieren een recentere gemeenschappelijke voorouder delen dan in werkelijkheid het geval is.

Parallelle evolutie is vergelijkbaar met convergente evolutie, maar het betreft verwante soorten met een recente gemeenschappelijke voorouder. Bij parallelle evolutie ontwikkelen nauw verwante soorten die onafhankelijk van elkaar leven, vergelijkbare eigenschappen wanneer ze worden geconfronteerd met vergelijkbare uitdagingen in het milieu. Bijvoorbeeld, de voorouders van levende wezens duizendpoten maakten geen gifMaar veel soorten duizendpoten ontwikkelden afzonderlijk gif, wat erop wijst dat het voor hen nuttig was.