Биологичната еволюция предполага естественото развитие на живите организми, което е придружено от промени в генетичния състав на популациите, както и увеличаване на адаптивните свойства, появата на нови видове и изчезването на старите. Всички тези фактори променят както екосистемата, така и биосферата като цяло с течение на времето.
Основна теория
Има няколко версии, обясняващи механизмите, върху които е изграден еволюционният процес. Повечето учени сега са отдадени на синтетичната теория на еволюцията (STE), базирана на сливането на популационната генетика и дарвинизма. Синтетичната теория обяснява връзката между генетичните мутации, тоест материала на еволюцията, и естествения подбор (механизма на еволюцията). Еволюционният процес в рамките на тази теория е процесът на промяна на честотите на алелите на различни гени в видовете популации в течение на няколко поколения.
Модели и правила на еволюция
Еволюцията е необратим процес. Всеки организъм, който чрез натрупване на положителни мутации е успял да се адаптира към нови условия, при връщане в предишната си среда, ще трябва отново да премине пътя на адаптацията. Освен това, нито един биологичен вид не може да бъде напълно установен,Чарлз Дарвин пише, че дори ако местообитанието стане същото като преди, еволюиралите видове няма да могат да се върнат в предишното си състояние. Тоест животните ще могат да се адаптират към връщането на старите условия, но не по „старите“начини.
Това може лесно да се види в случая с делфините. Вътрешната структура на техните перки (заедно с китоподобните) запазва чертите на крайниците на бозайниците. Мутациите актуализират генофонда на едно поколение, така че никога да не се повтарят. Въпреки факта, че делфините и китовете са променили местообитанието си, а крайниците с пет пръста са се променили в перки, те все още са бозайници. Точно както влечугите са еволюирали от земноводни на определен етап, но дори и да се върнат в предишната си среда, те няма да могат да дадат началото на земноводни.
Друг пример за това еволюционно правило: вечнозеленият храст Рускус. На стъблото му има лъскави, големи и дебели листа, които всъщност са видоизменени клони. Истинските листа са люспести и са разположени в центъра на тези "стъбла". В началото на пролетта от синуса на люспите се появява цвете, от което по-късно ще се развие плодът. Месарската игла се отърва от листата в процеса на еволюция, в резултат на което успя да се адаптира към сушата, но след това отново попадна във водната среда, но вместо истинска зеленина се появиха модифицирани стъбла.
Хетерогенност
Правилата на еволюцията гласи, че процесът е много хетерогенен и не се определя от астрономическото време. Например има животни, които са съществували внепроменени в продължение на стотици милиони години. Това са риби с перки, туатара и саблеопашка са живи вкаменелости. Но се случва, че видообразуването и модификацията се случват много бързо. През последните 800 хиляди години в Австралия и Филипините са се появили нови видове гризачи, а езерото Байкал през последните 20 милиона години се е обогатило с 240 вида раци, които са разделени на 34 нови рода. Появата или промяната на даден вид не зависи от времето като такова, а се определя от липсата на годност и броя на поколенията. Тоест, колкото по-бързо се възпроизвежда един вид, толкова по-висока е скоростта на еволюция.
Затворени системи
Процеси като еволюция, естествен подбор и мутация могат да вървят много по-бързо. Това се случва, когато условията на околната среда са нестабилни. Въпреки това, в дълбоките океани, пещерни води, острови и други изолирани райони, еволюцията, естественият подбор и видообразуването са много бавни. Това обяснява факта, че рибите с перки остават непроменени в продължение на толкова милиони години.
Проследяването на зависимостта на еволюцията от скоростта на естествения подбор е доста лесно при насекомите. През тридесетте години на миналия век започват да се използват отровни лекарства от вредители, но след няколко години се появяват видове, които се адаптират към действието на лекарството. Тези форми заеха доминираща позиция и бързо се разпространиха по цялата планета.
За лечение на много заболявания често се използват силни антибиотици - пеницилин, стрептомицин, грамицидин. Правилата на еволюцията влязоха в сила: още през четиридесеттеучени са отбелязали появата на микроорганизми, резистентни към тези лекарства.
Модели
Има три основни посоки на еволюция: конвергенция, дивергенция и паралелизъм. По време на дивергенцията се наблюдава постепенно разминаване на вътрешновидови признаци, което в крайна сметка води до нови групи от индивиди. Тъй като разликите в структурата и методите за получаване на храна стават все по-изразени, групировките започват да се разпръскват в други територии. Ако една зона е заета от животни със същите нужди от храна, то с течение на времето, когато запасът от храна стане по-малък, те ще трябва да напуснат района и да се адаптират към различни условия. Ако на една и съща територия има видове с различни нужди, конкуренцията между тях е много по-малка.
Ярък пример за това как протича еволюционният процес на дивергенция са 7 вида елени, свързани помежду си: това са северни елени, марали, лосове, елени, елен лопатар, мускусен елен и сърна.
Видове с висока степен на дивергенция имат способността да оставят голямо потомство и да се конкурират по-малко един с друг. Когато дивергенцията на чертите се засили, популацията се разделя на подвидове, които поради естествения подбор в крайна сметка могат да се превърнат в отделни видове.
Общност
Конвергенцията се нарича още еволюция на живите системи, в резултат на което несвързаните видове имат общи черти. Пример за конвергенция е сходството на формата на тялото вделфини (бозайници), акули (риби) и ихтиозаври (влечуги). Това е резултат от съществуването в едно и също местообитание и същите условия на живот. Катерещата агама и хамелеонът също не са свързани, но много приличат на външен вид. Крилата също са пример за конвергенция. При прилепите и птиците те са възникнали чрез смяна на предните крайници, но при пеперудата това са израстъци на тялото. Конвергенцията е много разпространена сред видовото разнообразие на планетата.
Паралелизъм
Този термин идва от гръцкото "parallelos", което означава "вървя до" и този превод върши добра работа за обяснение на значението му. Паралелизмът е процес на независимо придобиване на сходни структурни характеристики сред тясно свързани генетични групи, което възниква поради наличието на черти, наследени от общи предци. Този тип еволюция е широко разпространен в природата. Пример за това е появата на плавници като приспособления към водната среда, които при моржовете, ушатите тюлени и истинските тюлени се образуват паралелно. Също така сред много крилати насекоми имаше преход на предните крила към елитрата. Рибите с перки имат признаци на земноводни, а гущерите с животински зъби имат признаци на бозайници. Наличието на паралелизъм свидетелства не само за единството на произхода на видовете, но и за сходни условия на съществуване.
