Teorija evolucije je jedan od kamena temeljaca suvremene znanosti o biologiji, a zasniva se na opsežnim promatranjima, osobito iz područja paleontologije, embriologije, poredbene anatomije, poredbene fiziologije, genetike, molekularne biologije i behavioristike, znanstvene discipline koja proučava životinjsko ponašanje.

Živa bića evoluiraju kroz procese mutacije (slučajnih promjena na genima odnosno na DNK koja je nositelj nasljednih informacija), genetskog otklona (eng. Genetic drift) (slučajnih promjena u frekvenciji pojedinih genetskih varijacija unutar populacije tijekom vremena) i prirodne selekcije (ne-slučajnog i postepenog procesa kojim pojedine genetske varijacije i mutacije, a time i pripadajuće vidljive ili nevidljive osobine organizma, poput boje očiju, muskulature, gustoće krzna odnosno neke druge morfološke ili fiziološke osobine organizma, postaju manje ili više zastupljene u nekoj populaciji).

Većina genetskih mutacija niti pomažu niti odmažu individualnim pripadnicima neke populacije u borbi za preživljavanje. Kroz proces genskog otklona takvi mutirani geni se unutar populacije svrstavaju kao neutralni i mogu čistim slučajem opstati unutar populacije generacijama. Suprotno genetskom otklonu, prirodna selekcija nije slučajan process zato što djeluje na osobine organizma (genetske mutacije i varijacije) koje pozitivno ili negativno utječu na sposobnost preživljavanja i reprodukcije tog organizma u nekom okolišu. Mutacija, genetski otklon i prirodna selekcija su kontinuirani i dinamički sastavni dijelovi života kao pojave i tijekom vremena su oblikovali razgranatu strukturu stabla života odnosno svo mnoštvo raznolikosti u sveukupnosti živog svijeta.

 

Prema svim dosadašnjim znanstvenim opažanjima i spoznajama svi živi organizmi posjeduju nasljedni materijal u obliku gena, odnosno kodirajućih sekvenci DNK (u nekih virusa RNK), koje su naslijedili od svojih roditelja i koje prosljeđuju svojim potomcima. Među potomcima postoje genetičke varijacije koje nastaju uslijed slučajnih mutacija DNK ili zbog rekombinacije postojećih gena tijekom mejoze za vrijeme spolnog razmnožavanja^[3]. Takve male razlike između roditelja i potomaka koje uvijek postoje su posve slučajne prirode. Ako su te promjene u odnosu na roditelje korisne, potomci imaju veću šansu za preživljavanje, a time i reprodukciju. To znači da će veći broj potomaka u idućoj generaciji također posjedovati korisnu promjenu i time veću mogućnost preživljavanja i eventualnog razmnožavanja. Na ovaj način osobine koje doprinose tome da su organizmi bolje prilagođeni svojim životnim uvjetima postaju sve zastupljenije u populaciji kako se generacije izmjenjuju^[3]. Takve malene genetičke promjene s vremenom se mogu akumulirati i rezultirati značajnijim promjenama pojedinih osobina unutar populacije sve do trenutka kada populacija, koja se sastoji od direktnih potomaka izvornih predaka, u odnosu na te iste pretke, predstavlja jednu posve novu živu vrstu. Može se prema tome zaključiti da je proces evolucije direktno odgovoran za mnoštvo različitih živih vrsta i oblika života na Zemlji^[4][5].

 

Uloga evolucije u nastanku novih vrsta je najvidljivija u slučajevima kada pojedina populacija postane izolirana od ostatka vrste. Do izolacije može doći iz jednostavnih razloga kao što su prirodna migracija populacije uslijed traženja novog životnog prostora ili prisilna migracija uzrokovana naglim promjenama okoliša (vulkanska aktivnost, potresi, požari, poplave), što uzrokuje geografsku udaljenost od ostatka vrste. Do izolacije populacije dolazi i uslijed drugih, postepenih prirodnih pojava kao što su otapanje ledenjaka i promjena toka rijeka ili djelovanja još sporijih ali posve neumoljivih prirodnih sila kao što je pomicanje tektonskih ploča koje uzrokuju stvaranje novih kontinenata i oceana, odnosno klimatskih promjena (pojava ledenih doba, nastanak pustinja). Značaj izolacije je u tome što fizička odvojenost pojedine populacije sprječava razmjenu gena s ostatkom vrste pri čemu dolazi do posve odvojenog procesa evolucije. Ukoliko je izolacija trajna, nakon dovoljno vremena izolirana populacija može, djelovanjem evolucije, postati jedna sasvim nova vrsta^[4][5].

 

Iz temeljnih postavki teorije evolucije nužno proizlazi i teorija o univerzalnom zajedničkom porijeklu odnosno pretpostavlja postojanje prvobitnog životnog oblika koji je predak svim danas poznatim živim vrstama ^[6]. Naime, ako se krene u rekonstrukciju evolucijske povijesti, generaciju za generacijom unatrag, broj živih vrsta se postepeno smanjuje kako se pojedine vrste kroz zajedničke pretke objedinjavaju u vrste koje su im prethodile, te se na kraju dolazi do jednog jedinog živog organizma koji je predak svih oblika života na Zemlji koje danas poznajemo. Taj prvobitni živi organizam iz kojeg su evoluirale sve poznate žive i izumrle vrste nazivamo posljednji univerzalni predak i smatra se da je živio u jednom od oceana koji su postojali prije 3.8 milijardi godina^{[7][8][9][10][11]}.

Iako teorija evolucije ne objašnjava kako je život nastao, u potpunosti objašnjava svu raznolikost života koju danas susrećemo i smatra se najvažnijom teorijom iz područja znanosti o životu na kojoj se temelje sva suvremena istraživanja i znanstvene spoznaje u biologiji. Teoriju evolucije prirodnom selekcijom kao i teoriju o univerzalnom zajedničkom porijeklu je prvi formulirao Charles Darwin 1869. u svojoj knjizi Postanak vrsta^[12] te ga zbog toga danas smatramo ocem kako Teorije o evoluciji tako i moderne biologije.

 

 

Već su Darwin, ali i drugi biolozi 19. stoljeća pronašli uvjerljive dokaze o biološkoj evoluciji pomoću komparativnih studija živih organizama i njihove zemljopisne distribucije, ali i kroz proučavanje fosilnih ostataka izumrlih organizama. Od Darwinovog vremena dokazi iz tih izvora su postali još jači i sveobuhvatniji, a nove discipline koje su se relativno nedavno pojavile - genetika, biokemija, fiziologija, ekologija, znanost o proučavanju ponašanja životinja (etologija) i posebice molekularna biologija - su isporučile snažne dodatne dokaze i detaljnu potvrdu ove znanstvene teorije. Dok je prikupljanje i izlaganje dokaza u Darwinovo vrijeme bio dugotrajan i mukotrpan postupak, a i sami dokazi su bili rijetki i teško dostupni, danas, koristeći tehnička dostignuća molekularne biologije, možemo direktno proučavati DNK i proteine bilo kojeg organizma što nam omogućava rekonstrukciju najsitnijih detalja evolucijske povijesti života. U 21. stoljeću jedino ograničenje u prikupljanju dodatnih direktnih dokaza u korist Teorije evolucije predstavlja problematično financiranje takvih istraživanja zbog činjenice da je znanstvena zajednica odavno prihvatila Teoriju evolucije kao znanstvenu činjenicu i ne smatra potrebnim daljnje rasipanje resursa sa ciljem dodatnog dokazivanja. Naime, biolozi koji proučavaju evoluciju više se ne bave prikupljanjem dokaza nego pokušavaju iz već prikupljenih dokaza stvoriti nove znanstvene spoznaje.

Fosilni zapisi

 

Paleontolozi su pronašli i proučavali fosilne ostatke tisuća živih bića koja su u prošlosti naseljavala Zemlju. Fosilni zapisi zorno prikazuju da su mnoge vrste izumrlih organizama morfološki prilično različite od onih koje susrećemo danas. Fosilni zapisi također pokazuju postepeni razvoj organizama i prelazak iz jednog oblika u drugi tijekom vremena koje se može precizno utvrditi kronostratigrafskim metodama, koje geološke slojeve i fosile koji se u njima nalaze stavljaju u precizan kronološki kontekst.

 

Kada živo biće ugine, njegovi ostaci obično bivaju uništeni od strane drugih živih bića ili prirodnih procesa poput djelovanja vremena i erozije. U rijetkim slučajevima dijelovi tijela - pogotovo tvrdi i otporni poput oklopa i ljuski, zubi ili kostiju - se mogu očuvati tako što igrom slučaja ostanu zakopani u blato, mulj ili pijesak, odnosno na neki drugi način budu zaštićeni od utjecaja strvinara i prirodnih sila i vremena. Naposljetku, kroz procese petrifikacije i sedimentacije bivaju okamenjeni te postaju dijelom stijene koja je nastala naknadnim taloženjem slojeva tla. Metodama poput radiometrijskog određivanja starosti stijena - gdje mjerimo količinu prirodnih radioaktivnih izotopa koji su preostali u nekom mineralu da bi pomoću njih utvrdili vrijeme koje je prošlo od njihova formiranja - možemo procijeniti starost stijena, a time i fosila koji se u tim stijenama nalaze.

 

Radiometrijsko određivanje starosti stijena pokazuje da je Zemlja formirana prije otprilike 4.5 milijardi godina. Najraniji fosili su mikroorganizmi poput bakterija i cijanobakterija (modro-zelene alge). Najstariji od njih se pojavljuju u stijenama starim 3.5 milijardi godina iz doba Arhaika. Najstariji poznati životinjski fosili, stari oko 700 milijuna godina, iz geološkog razdoblja Ediakarija su fosili cjevastih i listolikih organizama mekih tijela. Brojni fosili koji pripadaju i danas živućim koljenima sa zamjetnim mineralnim skeletom pojavljuju se u stijenama starim 540 milijuna godina u doba Kambrija. Ti organizmi su drugačiji od onih koje nalazimo danas i od onih koji su živjeli u međuvremenu. Neki od njih su radikalno drugačiji tako da su znanstvenici morali stvoriti nova taksonomska koljena kako bi ih mogli klasificirati. Prvi kralježnjaci su se pojavili prije 400 milijuna godina, a fosile prvih sisavaca nalazimo prije manje od 200 milijuna godina. Povijest života zabilježena fosilima u slojevima stijena predstavlja uvjerljiv dokaz o istinitosti teorije evolucije.

 

Fosilni zapisi nisu potpuni. Od vrlo malog broja organizama koji su očuvani u obliku fosila, još manji broj je pronađen, iskopan i proučavan. Međutim, u nekim slučajevima postepeni razvoj oblika tijekom vremena je detaljno rekonstruiran. Takav je slučaj sa evolucijom konja. Konja evolucijski, kroz fosilne zapise, možemo direktno povezati s životinjom veličine psa koja je imala nekoliko prstiju na svakoj nozi i zube prilagođene brštenju. Ta životinja, koju danas nazivamo prakonj Hyracotherium, živjela je prije 50 milijuna godina. Suvremeni oblik, moderni konj roda Equus, je puno veći, ima jedan prst na nozi kojeg zovemo kopito, a zubi su mu prilagođeni napasanju trave. Prijelazni oblici su jako dobro očuvani u obliku fosila, kao i mnoge druge vrste izumrlih konja koji su se razvijali u drugim smjerovima, ali u konačnici nisu ostavili živo potomstvo.

 

Pomoću pronađenih fosila paleontolozi su rekonstruirali i radikalne slučajeve evolucijskih prijelaza u formi i funkciji. Primjerice, donja čeljust reptila odnosno gmazova sastoji se od nekoliko kostiju, a sisavci imaju samo jednu. Višak kostiju koje nalazimo u donjoj čeljusti reptila i dalje možemo naći u današnjih sisavaca, ali se ne nalaze više u čeljusti, već su to kosti srednjeg uha sisavaca i imaju funkciju u slušnom aparatu tih životinja. Isprva, takva promjena se čini nevjerojatnom - teško je zamisliti kakvu bi funkciju, pogotovo korisnu, takve kosti imale tijekom prijelaznih oblika života između reptila i sisavaca. Međutim, paleontolozi su otkrili fosile prijelaznih oblika gmazova koji nalikuju na sisavce, a koje zovemo terapsidi. Ključna razlika u izgledu lubanje između terapsida i dotadašnjih gmazova je u funkcionalnoj vezi sa intenzivnijom obradom hrane, što znači da terapsidi nisu samo gutali hranu, kako to rade gmazovi, već su je obrađivali čeljustima, što im je omogućavalo bolju i bržu probavu. Naime, terapsidi su imali čeljust sastavljenu iz dva dijela što im je omogućavalo bolju pokretljivost čeljusti - u jednom dijelu se nalaze kosti koje nalazimo i u čeljusti sisavca, a u drugom nalazimo kosti koje će naposljetku postati čekić i nakovanj koje nalazimo u srednjem uhu suvremenih sisavaca. To je bio vrlo bitan uvjet za razvijanje aktivnog načina života koji je karakteristika sisavaca koje danas slobodno možemo smatrati jedinim preživjelim terapsidima.

 

 

Za skeptične suvremenike Charlesa Darwina borbeni poklič je bila fraza "Karika koja nedostaje" koja označava tobože očigledan nedostatak fosilnih ostataka prijelaznih oblika između velikih čovjekolikih majmuna (Hominidi) i čovjeka (Homo) ili drugih kritičnih prijelaznih oblika, te je od tada u uporabi od strane neinformiranih i površnih osoba svih nacija i religija u smislu diskreditacije Teorije evolucije. Međutim, pronađen je ne jedan, nego mnogi fosili prijelaznih oblika između različitih oblika života pa tako i prijelazni oblici između velikih čovjekolikih majmuna i ljudi koji zorno dokumentiraju evoluciju čovjeka. Najstariji poznati fosili hominina, primata koji pripada ljudskoj lozi nakon što se odvojila od loze kojoj pripadaju veliki čovjekoliki majmuni, stari su 6-7 milijuna godina, dolaze iz Afrike i poznati su po imenima Sahelanthropus tchadensis i Orrorin tugenensis (pod zajedničkim imenom praeanthropus), a bili su predominantno bipedalni kad su se kretali po tlu i imali su vrlo mali mozak. Ardipithecus je živio prije 4.4. milijuna godina, također u Africi.

Brojni fosilni ostaci različitog afričkog porijekla poznati su pod zajedničkim imenom australopitek, koji je bio hominin koji se pojavio prije 3 do 4 milijuna godina. Australopiteci su bili uspravni, poput čovjeka, ali im je volumen lubanje bio mali - samo 500 cm³ (otprilike odgovara masi od 500g), što je usporedivo sa suvremenim gorilom ili čimpanzom, otprilike trećinom volumena mozga odraslog čovjeka. Australopitek je imao istovremeno karakteristike ljudi i majmuna - nisko čelo i izduženo majmunoliko lice, ali sa zubima u proporciji sličnoj onoj u ljudi. Drugi rani hominini, koji su dijelom kontemporalni sa australopitecima uključuju Kenyanthropusa i Paranthropusa, stvorenja također relativno malih mozgova, iako su neke vrste parantropa imali veće tijelo. Parantrop danas predstavlja još samo postraničnu izumrlu lozu hominina. Zajedno sa povećanjem volumena lubanje na više od 600cm³, u Homo habilisa, koji je živio prije 1,5 do 2 milijuna godina u Africi nalazimo sve više ljudskih karakteristika, kao i u Homo erectusa, koji je prije 0,5 do više od 1,5 milijuna godina tumarao područjima Afrike, Azije i Europe, a imao je volumen lubanje od 800 do 1000cm³ (težine mozga od 800 - 1100g). Volumen mozga H. ergastera, H. antecesora i H. heidelbergensisa su bile usporedive sa volumenom lubanje H. erectusa i bili su djelomično suvremenici, iako su živjeli na različitim krajevima istočne hemisfere.

Evolucija čovjeka u fosilnim zapisima

Na donjoj galeriji možemo vidjeti, kroz prijelazne oblike, čitavu povijest razvoja čovjekovih predaka od najranijeg Sahelanthropusa tchadensisa, kao prvog u nizu hominina koje više ne smatramo čovjekolikim majmunima do kromanjonaca, koje smatramo neposrednim predhodnicima ili čak podvrstom suvremene ljudske vrste Homo sapiens.

• 

  Fosilizirana lubanja Sahelanthropusa tchadensisa

• 

  Digitalna facijalna rekonstrukcija Sahelanthropusa tchadensisa

• 

  Fosilizirana lubanja australopiteka

• 

  Facijalna rekonstrukcija australopiteka

• 

  Fosilizirana lubanja Homo habilisa

• 

  Facijalna rekonstrukcija Homo habilisa

• 

  Fosilizirana lubanja Homo erectusa

• 

  Facijalna rekonstrukcija Homo erectusa

• 

  Fosilizirana lubanja Homo heidelbergensisa

• 

  Facijalna rekonstrukcija Homo heidelbergensisa

• 

  Fosilizirana lubanja Homo rhodesiensisa

• 

  Facijalna rekonstrukcija Homo rhodesiensisa

• 

  Lubanja kromanjonca

• 

  Digitalna facijalna rekonstrukcija kromanjonca

• 

  Lubanja modernog čovjeka

• 

  Portret žene masai ratnika