Þróun lífsins

Sú hugmynda að dýr og plöntur hafi breyst í gegnum jarðsöguna er ekki nýtilkomin. Talið er að Anaximander (611-547 f.kr.) ◊ hafi fyrstur manna komið fram með þá hugmynd. Hann taldi að lífið hefði kviknað í eðju sem sólin hitaði og að plöntur kæmu fyrst , síðan dýr og að lokum manneskjur. Á miðöldum voru allar kenningar varðandi þróun kæfðar í fæðingu af kirkjunnar mönnum. Það var ekki fyrr en á átjándu öld að vísindamenn eins og Georges Buffon og Jean Lamrack fóru að skoða hugmyndir varðandi þróun.

Georges Buffon (Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon, 1707-1788) ◊. var franskur náttúru- og stærðfræðingur og höfundur 36 binda ríkulega myndskreytts uppsláttarrits um náttúrufræði l'Histoire Naturelle. ◊. Hann var viss um að þróun hefði átt sér stað og jafnframt trúði hann því að umhverfið hefði eitthvað með þróunarferlið að gera án þess þó að geta útskýrt þessa hugmynd sína nánar. Sú fullyrðing hans að margar gerðir/tegundir greinist frá einum stofni kemst nærri nútímahugmyndum um þróun lífsins. Buffon var forstjóri Náttúrugripasafnsins í París (Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN) (1739 – 1788). ◊ ◊.

Erasmus Darwin (1731-1802) gaf út tveggja binda verk árin 1794 og 1796 „Zoonomia of the Laws of Organic Life“ þar sem hann birti þróunarkenningu svipaðri þeirri sem Lamarck setti fram 1809. Darwin taldi að tegundirnar mótuðust með því að aðlagast umhverfinu. Kenningar hans vöktu litla athygli og hélt barnabarn hans, Charles Darwin, því fram að þær hefðu að engu leyti mótað hans eigin hugsanir varðandi uppruna tegundanna.

Jean-Baptiste de Monet de Lamarck (1744-1829) gat sér gott orð við flokkun hryggleysingja og setti upp flokkunarkerfi sem að mestu leyti stendur enn fyrir sínu. Árið 1809 birti hann þróunarkenningu sína í „Philosophie Zoologique“ þar sem hann gekk út frá því að líf kviknaði af sjálfu sér, en þó aðeins einföld lífsform. Ennfremur taldi hann að af hinum einföldu lífverum þróuðust smám saman flóknari lífsform sem yrðu því flóknari þeim mun lengri tími hefði liðið frá því þau þróuðust frá forfeðrum sínum. Lamarck gerði því ekki ráð fyrir sameiginlegum uppruna allra lífvera. Að auki kom hann fram með þá hugmynda að áunnir eiginleikar gengju að erfðum og að þannig breyttust lífverur smám saman uns nýjar tegundir yrðu til (líkamspartar stækkuðu og þroskuðust við notkun eða rýrnuðu og hurfu við notkunarleysi). Þróunarkenning Lamarcks hlaut litla athygli og mátti þar að miklu leyti um kenna keppinauti hans George Cuvier. Cuvier gat ekki fallist á að um væri að ræða þróun lífvera, samt sem áður gerði hann sér grein fyrir því að lífheimurinn hafði breyst talsvert upp í gegnum jarðsöguna. Þessar breytingar útskýrði hann með hamfarakenningunni: að náttúruhamfarir hefðu gengið yfir og eytt fjölda tegunda á einu bretti og síðan hefði líf kviknað á nýjan leik.

Árið 1831 bauðst Charles Darwin (1809-1882) tækifæri til að sigla með breska herskipinu, HMS Beagle, ◊ ◊ í rannsóknarleiðangur sem stóð yfir í 5 ár. Darwin stundaði rannsóknir um borð og safnaði gögnum og skráði athuganir sínar vandlega. Eftir heimkomuna vann Darwin úr öllum þeim gögnum sem hann hafði safnað og sá fljótlega að ýmis rök mátti færa fyrir því að tegundirnar væru ekki óbreytanlegar heldur hefðu breyst og þróast með tímanum. Sem rök fyrir þróun tegundanna benti Darwin á nokkur atriði. Ber þar fyrst að nefna útbreiðslu tegundanna og þar tók hann sem dæmi finkurnar á Galapagoseyjum sem höfðu þróast hver í sína átt vegna einangrunar hver á sinni eyju. ◊ Í Suður-Ameríku fann Darwin steingerðar leifar hryggdýra, sem líktust núlifandi letidýrum, en sem benti til samfelldrar breytingar. Darwin bar einnig saman líffæragerð tegunda og áleit að líkamsgerð lífvera væri mótuð af erfðum. Máli sínu til stuðnings benti hann á að sumar tegundir hafa líffæri sem gagnast þeim að engu leyti, en eru nauðsynleg náskyldum tegundum, t.d. hálendisgæsin sem hefur sundfit þó svo hún komi ekki nálægt vatni. Jafnframt bar Darwin saman fóstur og varð ljóst að mörg fullvaxta dýr, sem eru mjög ólík í útliti, líkjast talsvert á fósturstigi. Að lokum benti hann á að það væri mun auðveldara að skilja það flokkunarkerfi sem líffræðingar hefðu mótað ef gegnið væri út frá sameiginlegum uppruna tegundanna. Til nánari útskýringar á þróun lífveranna kom Darwin fram með kenninguna um úrval náttúrunnar eða náttúruval:

„Öllum tegundum er áskapaður breytileiki sem gengur að einhverju leyti að erfðum. Sífellt á sér stað lífsbarátta fyrir tilverunni og þeir einstaklingar sem best eru lagaðir að umhverfinu hafa best skilyrði til að lifa og koma upp afkvæmum (survival of the fittest)“

Kenningu sína um náttúruval aðlagaði Darwin raunar að kenningu Thomas Malthus (1766-1834), en Darwin hafði lesið ritgerð hans um fólksfjölda og fjölgun þar sem fram kom að fjölgunin væri svo ör að lítill hluti afkvæma kæmist á legg og náttúrulega valið sá um að hinir hæfustu lifðu og löguðu sig að breyttu umhverfi.

Árið 1842 skrásetti Darwin frumdrög þróunarkenningarinnar, en það var ekki fyrr en 24. nóvember 1859 sem „Uppruni tegundanna“ (On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life) kom út og vakti þá þegar mikla athygli og deilur. Það var hins vegar ekki fyrr en líða tók á nítjándu öldina sem kenningin hlaut almenna viðurkenningu.

Alfred Wallace (1823-1913) rannsakaði einnig þróun lífsins og komst að sömu niðurstöðum og Darwin. Þeir voru þó ekki að öllu leyti sammála um þróun mannsins, báðir töldu þeir að maðurinn hefði þróast við náttúrulegt val, en Wallace taldi að æðri öfl tækju þátt í mótun mannshugans.

Árið 1858 skrifaði Wallace Darwin bréf og lýsti þróunarkenningu sinni. Darwin var mjög brugðið er hann las sínar eigin hugsanir í bréfinu, en þó skrifaðar af öðrum manni. Hann íhugaði að afsala sér höfundarrétti að kenningunni, en féll frá því vegna þrýstings frá félögum sínum þeim Joseph Hooker og Charles Lyell sem sendu Vísindafélagi Linnés í London kenningar Wallace og Darwins. Kenningin var upphaflega kynnt í júlímánuði 1858 á fundi félagsins í nafni þeirra beggja, en vakti enga athygli fyrr en með birtingu „Uppruna tegundanna“ árið 1859.

Gregor Johann Mendel (1822-1884) leiddi rök að því að ýmis einkenni plantna, t.d. litur, réðust af erfðaþáttum (gen) sem berast óbreyttir í kynfrumum milli kynslóða. Erfðalögmál Mendels voru birt 1866, en vöktu í fyrstu enga athygli samtímamanna. Það var ekki fyrr en um aldamótin sem fleiri vísindamenn komust að sömu niðurstöðu og ljóst varð að erfðalögmálin átti jafnt við plöntur, dýr og örverur, en í dag byggist nútíma erfðafræði að verulegu leyti á lögmáli hans. Mendel áleit að erfðaþættirnir erfðust óbreyttir milli kynslóða svo rannsóknir hans voru ekki sérlega hliðhollar þróunarkenningunni. ◊

Grasafræðingurinn Hugo de Vries (1848-1935) var einn þeirra sem komst að sömu niðurstöðu og Mendel, en að auki varð hann var við að öðru hvoru komu fram breytingar í stofnum plantna sem hann ræktaði. Hann nefndi þessar breytingar — stökkbreytingar — og taldi þær upphaf að myndun nýrra tegunda.

Thomas Hunt Morgan (1866-1945) sameinaði þrjár kenningar og setti fram sem skýringu á þróun, sem enn eru við líði. Þessar kenningar eru:

1)	Samkvæmt Mendel blandast erfðaþættirnir ekki saman í afkomendum heldur haldast innan stofnsins þó svo að þeir geti legið niðri í nokkrar kynslóðir.
2)	Kenningin um stökkbreytingar þ.e. að arfgengar stökkbreytingar á genum stuðli að breytileika sem náttúran síðan velur úr eða hafnar.
3)	Náttúruvalskenning Darwins þ.e. afbrigði koma fram þegar stofnar einangrast og geta smám saman breyst í sjálfstæðar tegundir samkvæmt þróunarkenningunni.