معلومة

12.14: مقدمة إلى دليل التطور - علم الأحياء

12.14: مقدمة إلى دليل التطور - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ماذا ستتعلم أن تفعل: صف كيف تدعم الأدلة نظرية التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي

الدليل على التطور مقنع وواسع النطاق. كرس داروين جزءًا كبيرًا من كتابه ، على الأصل الأنواع، لتحديد الأنماط في الطبيعة التي كانت متوافقة مع التطور ، ومنذ داروين ، أصبح فهمنا أوضح وأوسع.

يلخص الفيديو أدناه الأنواع الرئيسية للأدلة الداعمة للتطور ؛ سوف تقرأ المزيد من التفاصيل في الصفحات التالية.

تم استبعاد عنصر YouTube من هذا الإصدار من النص. يمكنك مشاهدته عبر الإنترنت هنا: pb.libretexts.org/bionm1/؟p=458


ما هو الدليل على التطور؟

التطور نظرية علمية مدعومة بكمية هائلة من الأدلة. يخشى بعض المسيحيين من أن قبول النظرية يعني رفض الله كخالق. لكن هذا لا يتبع. يقبل المسيحيون النظريات العلمية حول الطقس ، وتكوين الجبال ، وحتى تصور وتطور البشر الفرديين بينما لا يزالون يعترفون بأن الله هو خالق هذه الأشياء وحافظ عليها. لذا فإن إعطاء وصف علمي لعملية ما لا يستبعد وصفًا لاهوتيًا شرعيًا للعملية أيضًا. تلخص هذه المقالة العديد من خطوط الأدلة المستقلة على أن التطور هو أفضل وصف علمي للعملية التي تنوع بها الحياة. فكر في كل من خطوط الأدلة هذه كدليل للماضي ، وكلها تشكل معًا صورة مقنعة للعلاقة بين جميع الأنواع.


قم بتنزيل ملاحظات المراجعة الثانية عشرة من CBSE للفصل السابع من التطور بصيغة PDF مجانًا. قم بتنزيل ملاحظات المراجعة لـ Evolution class 12 Notes واحصل على درجة عالية في الاختبارات. هذه هي فئة Evolution فئة 12 Notes Biology التي أعدها فريق من المعلمين الخبراء. تساعدك ملاحظات المراجعة على مراجعة الفصل السابع بأكمله في دقائق. تعد ملاحظات المراجعة في أيام الاختبار من أفضل النصائح التي يوصي بها المعلمون خلال أيام الامتحان.

علم الأحياء التطوري هو دراسة تاريخ أشكال الحياة على الأرض. إن تطور الحياة على الأرض ، والتغيرات المختلفة في النباتات والحيوانات حول الأرض التي تتعايش مع البشر تشكل أيضًا أجزاء من التطور.

أصل الحياة

يعتبر أصل الحياة أحداثًا فريدة في تاريخ الكون. يتكون الكون من مجموعة ضخمة من المجرات. تحتوي المجرات على نجوم وسحب من الغبار والدخان.

تحاول نظرية الانفجار العظيم شرح أصل الكون. وفقًا لهذه النظرية ، يحدث انفجار ضخم يشكل المجرات المختلفة.

في النظام الشمسي لمجرات مجرة ​​درب التبانة ، من المفترض أن تكون الأرض قبل حوالي 4.5 مليار سنة. لم يكن هناك جو في بدايات الأرض. غطى بخار الماء والميثان وثاني أكسيد الكربون والأمونيا المنبعثة من الكتلة المنصهرة سطح الأرض.

تقسم الأشعة فوق البنفسجية من الشمس الماء إلى هيدروجين وأكسجين. ظهرت الحياة بعد 500 مليون سنة من تكوين الأرض.

هناك نظريات مختلفة تتعلق بأصل الحياة على الأرض-

  • يعتقد بعض العلماء أن الحياة تأتي من كواكب أخرى. يعتقد المفكر اليوناني المبكر أن وحدة الحياة تسمى الأبواغ المنقولة من الكواكب الأخرى.
  • وفقًا لنظرية أخرى ، تخرج الحياة من الأمور الميتة والمتحللة مثل القش والوحل. هذه النظرية تسمى نظرية الأصل العفوي.
  • أثبت لويس باستور تجريبياً أن الحياة تنشأ فقط من الحياة الموجودة مسبقًا. تم رفض النظرية العفوية لأصل الحياة بعد ذلك.
  • اقترح Oparin و Haldane أن الشكل الأول للحياة يمكن أن يأتي من جزيئات عضوية غير حية موجودة مسبقًا مثل RNA والبروتين وما إلى ذلك. تكوين الحياة يسبقه التطور الكيميائي. في ذلك الوقت كانت الحالة على الأرض - درجة حرارة عالية ، ثوران بركاني ، تقليل الغلاف الجوي المحتوي على CH4 و NH3.

تجربة ميلر لأصل الحياة- S.L. أجرى ميلر في عام 1953 تجربة لإظهار أصل الحياة على الأرض في بيئة مادية شبيهة بالظروف السائدة في ذلك الوقت.

ابتكر ميلر حالة مماثلة لدرجة الحرارة والضغط في نطاق المختبر. قام بإنشاء تفريغ كهربائي في دورق يحتوي على CH4 و H2 و NH3 وبخار الماء عند 8000 درجة مئوية.

لاحظ تكوين الأحماض الأمينية في القارورة بعد 15 يومًا من التفريغ الكهربائي. وجدت تجربة مماثلة قام بها عالم آخر تكوين السكريات وقواعد النيتروجين والأصباغ والدهون.

يكشف تحليل محتوى النيزك أيضًا عن مركبات مماثلة تكشف أن عملية مماثلة تحدث في مكان آخر في الفضاء. هذا الدليل التجريبي حول أصل الحياة يسمى التطور الكيميائي للحياة.


مناقشات حول التطور

هناك القليل من الجدل في المجتمع العلمي حول هذا التوصيف الواسع للتطور (أي شخص يدعي خلاف ذلك إما أنه غير مطلع أو يحاول التضليل عمدًا). إن أدلة الملاحظة التي يفسرها الأصل المشترك ساحقة. بالطبع ، تؤدي البيانات الجديدة إلى قيام العلماء بتعديل بعض التفاصيل (مثل متى تباعدت الأنواع منذ زمن بعيد ، أو الأنواع الأكثر ارتباطًا) ، ولكن هذه النظرة الأساسية مدعومة بشكل كبير ومتفق عليها من قبل الغالبية العظمى من العلماء في هذا المجال.

لكن هذا لا يعني أنه لا توجد مناقشات وخلافات حول التطور بين أولئك الذين يقبلون هذه النظرة الأساسية للنظرية. يناقش علماء التطور مدى تفسير عنصر التباين من خلال الطفرات الجينية العشوائية ، ومدى أهمية آليات الاختيار الأخرى خارج اللياقة الإنجابية. العلماء لديهم وجهات نظر مختلفة حول مواضيع مثل كيفية التغيير التدريجي التطوري وتفاصيل كيفية عمل الانتقاء الطبيعي. وكما رأينا بالفعل ، هناك اختلافات كبيرة في الرأي حول كيفية تفسير الجوانب المختلفة للتطور فيما يتعلق بوجهات النظر العالمية ، مثل ما إذا كان هناك اتجاه عام للتطور ، وما هي أهمية التطور بالنسبة لعلم اللاهوت.

في BioLogos نعتقد أن أفضل العلوم المعاصرة تتفق مع اللاهوت المسيحي. اعثر على مزيد من المعلومات حول التطور ومنظور BioLogos حول الأصول في الموارد الأخرى في هذه الصفحة أو من خلال البحث عن مصطلحات معينة في مربع البحث الخاص بنا.

آخر تحديث في 18 فبراير 2019

كلمة الله. الله & # x27s العالم. سلمت إلى صندوق الوارد الخاص بك.

يُظهر BioLogos للكنيسة والعالم الانسجام بين العلم والإيمان الكتابي. احصل على الموارد والتحديثات والمزيد.


12.14: مقدمة إلى دليل التطور - علم الأحياء

القضية: ما هي القيود التي يضعها التعديل الأول على قدرة الولايات ومجالس المدارس على تقييد تدريس التطور أو تشجيع تدريس "علم الخلق" في فصول المدارس العامة؟

كانت ما يسمى بـ "Scopes Monkey Trial" لعام 1925 ، المتعلقة بإنفاذ قانون تينيسي الذي يحظر تدريس نظرية التطور في فصول المدارس العامة ، دراما رائعة في قاعة المحكمة ظهر فيها كلارنس دارو في مبارزة مع المرشح الرئاسي ثلاث مرات ويليام جينينغز براين. مهما كانت المحاكمة في دايتون بولاية تينيسي مسلية ، إلا أنها لم تحل مسألة ما إذا كان التعديل الأول يسمح للدول بحظر تدريس نظرية تتعارض مع المعتقدات الدينية.

لم تصدر المحكمة العليا حكمها حتى عام 1968 ابرسون مقابل اركنساس أن مثل هذا الحظر يتعارض مع بند التأسيس لأن الغرض الأساسي منه هو ديني. استخدمت المحكمة نفس الأساس المنطقي في عام 1987 في Edwards vs Aguillard لإلغاء قانون لويزيانا الذي يتطلب من معلمي الأحياء الذين قاموا بتدريس نظرية التطور أن يناقشوا أيضًا الأدلة التي تدعم النظرية المسماة "علم الخلق".

يستمر الجدل بأشكال جديدة اليوم. في عام 1999 ، على سبيل المثال ، صوت مجلس التعليم في كانساس لإزالة التطور من قائمة الموضوعات التي تم اختبارها في الاختبارات الموحدة للولاية ، مما شجع مجالس المدارس المحلية على التفكير في إسقاط التطور أو تقليل التركيز عليه. في عام 2000 ، استجاب ناخبو كنساس للتغيير المقترح من خلال استبعاد عدد كافٍ من أعضاء المجلس المناهضين للتطور لاستعادة معايير العلوم القديمة ، ولكن بحلول عام 2004 ، اقترحت أغلبية جديدة من مجلس إدارة المدرسة المحافظة مناقشة التصميم الذكي في فصول العلوم. (في عام 2006 ، استمرت لعبة شد الحبل في كانساس ، مع استعادة المعتدلين المؤيدين للتطور السيطرة مرة أخرى على مجلس الإدارة).

في عام 2005 ، تحول الاهتمام إلى دوفر ، بنسلفانيا ، حيث صوت مجلس المدرسة المحلي لمطالبة المعلمين بقراءة بيان حول التصميم الذكي قبل مناقشات التطور في فصول علم الأحياء بالمدرسة الثانوية. طعن 11 من أولياء أمور طلاب دوفر في قرار مجلس إدارة المدرسة ، بحجة أنه ينتهك شرط التأسيس. بعد محاكمة استمرت ستة أسابيع ، أصدر قاضي المحكمة الجزئية الأمريكية جون إي جونز تقريرًا من 139 صفحة للوقائع والقرار قرر فيه أن تفويض دوفر غير دستوري. كان قرار القاضي جونز واسعًا بشكل مدهش. وخلص إلى أن "الهوية ليست علماً" ، بل هي نظرية دينية ليس لها مكان في فصل العلوم. وجد جونز ثلاثة أسباب لاستنتاجه أن التصميم الذكي كان نظرية دينية وليست علمية. أولاً ، وجد أن الهوية تنتهك "العرف الذاتي" للمنهج العلمي من خلال الاعتماد على تفسير خارق لظاهرة طبيعية ، بدلاً من أن النهج المفضل في العلم: القابلية للاختبار. ثانيًا ، يعتمد التعريف على نفس "الثنائية المفتعلة" مثل علم الخلق ، أي اقتراحه بأن كل دليل يميل إلى تشويه سمعة التطور يؤكد التصميم الذكي. وجد جونز حجة "التعقيد غير القابل للاختزال" الخاصة بمعرف الهوية على أنها "حجة سلبية ضد التطور ، وليست دليلاً على التصميم". أخيرًا ، خلص جونز إلى أن شهادة الخبراء التي قدمها المدعى عليهم لدعم بطاقة الهوية (المتعلقة عمومًا بـ "التعقيد غير القابل للاختزال") قد تم دحضها في أوراق بحثية تمت مراجعتها من قبل الزملاء. قرار القاضي جونز في قضية كيتزميلر ضد دوفر (2005) متاح على الإنترنت:

لن تنتهي الصراعات بين العلم والدين في أي وقت قريب. في المستقبل ، يمكن توقع الصراعات القانونية بين العلم والدين حول نظريات مثل "الانفجار العظيم" ، والتي تقوض أيضًا المعتقدات الأصولية حول الخلق.

الحقائق شيء عنيد
بواسطة دوغلاس أو

ليس من المستغرب أن تواجه نظرية داروين في التطور مقاومة كبيرة. نواجه فكرة تريحنا ، حساب مثل سفر التكوين 1 الذي يثبت تخصصنا ، ونسأل: & # 8220 هل يمكنني تصديق ذلك؟ نحن من مكانتنا الخاصة في الكون ، ونسأل بدلاً من ذلك: & # 8220 هل يجب أن أصدق ذلك؟ & # 8221

يشير التطور إلى أن جنسنا البشري ، إن لم يكن حادثًا تمامًا ، فهو غير محتمل للغاية & # 8212 ، وعلى الأرجح ، شخص يكون وقته محدودًا & # 8212 على الحياة & # 8217s رحلة مستمرة وغير مباشرة إلى وجهة غير محددة. يجب نعتقد ذلك؟ عرف داروين أن الكثير من الناس ، الذين تربوا على الإيمان بالمعجزات أو السحر ، سيجدون نظريته صعبة البلع. في سيرته الذاتية ، أشار إلى أنه عندما كان شابًا في H. بيجل ، لقد كتب في مذكراته & # 8220 ، مشاعر الإعجاب والإعجاب والتفاني # 8221 التي من شأنها أن & # 8220 يملأ ويرفع & # 8221 عقله. وعبّر عن أسفه لأنه الآن ، أكبر سنًا وأكثر حكمة ، إيمانا بالتطور وكفر الله ، حتى & # 8220 أعظم المشاهد & # 8221 لم تثر مشاعر قوية: & # 8220 أنا مثل رجل فقد الألوان. & # 8221 نشر نظريته قال: شعرت & # 8220 مثل الاعتراف بجريمة قتل. & # 8221

عندما تولى William Jennings Bryan التطور في قاعة محكمة في ولاية تينيسي عام 1925 ، في محاكمة Scopes & # 8220Monkey & # 8221 الشهيرة ، أقر بأنه لم يفهم نظرية التطور تمامًا ، لكنه قال إنه يفهم تمامًا النظرية وأخطارها وسوء الاستخدام: كيف هددت بترك الطلاب يشعرون بالضياع في عالم غير مبال ، وكيف يمكن أن يؤدي إلى تعقيم القلق الشاذ والمتضائل بشأن بقاء & # 8220unfit. & # 8221 تجاهل برايان بمرح دليل التطور ، موضحًا ، & # 8220 أنا أفضل أن أبدأ بالله والعقل على أن أبدأ بقطعة من التراب والعقل. & # 8221

أنا أؤمن بنظرية التطور ليس لأنني أريد ذلك ، ولكن لأنني أشعر أنه يجب علي ذلك ، ولأنني ، على عكس برايان ، أجد صعوبة في التفكير في اتجاه أو آخر. لقد قدم الخلقيون اعتراضًا تلو الآخر & # 8212 & # 8220 ، نظام المناعة معقد جدًا بحيث لا يمكن أن يتطور ، & # 8221 & # 8220 لا يمكن للتطور أبدًا أن ينتج عينًا ، لأن ما فائدة نصف عين؟ & # 8221 & # 8212 وكل منهما تم الرد. مع تراكم الأدلة المؤكدة من الأحافير والحمض النووي ، حيث تكشف نظرية التطور عن نفسها كأداة قوية لشرح عيوب الأنواع وتفسير الأنواع الانتقالية ، يصبح من الصعب تصديق قصص الخلق المبهجة في سفر التكوين. وفي أماكن أخرى. الحقائق ، كما ذكّرنا جون آدامز ، أشياء مستعصية. سواء بعد 20 سنة أو 200 سنة من الآن ، ستصبح الأدلة المتراكمة ساحقة لدرجة أن التطور سيكون مقبولا مثل النظام الشمسي الذي يركز على الشمس اليوم. (لا يُسمح بالشماتة ، أيها العلماء).

التحدي الذي نواجهه هو قبول التطور مع الحفاظ على الشعور بالدهشة ، والاهتمام بأولئك الذين يتجاوز بقائهم على قيد الحياة إمكانياتهم الخاصة ، ورؤية لعالم مليء بالألوان ومليء بالمفاجآت.


يعلم علماء الأحياء أن جميع الكائنات الحية على الأرض مرتبطة ببعضها البعض. هل هناك أي دليل قوي يدعم هذا الادعاء؟ انضم إلينا ونحن نستكشف الحقائق! نبدأ بإلقاء نظرة فاحصة على أصل الحيتان من الثدييات البرية ، ثم نتطرق إلى أصول العديد من المخلوقات الأخرى ، بما في ذلك نوعنا.

اكتشف المزيد

شكر خاص للدكتور Hans Thewissen والدكتور Philip D.

للمعلمين

يفي محتوى هذا الفيديو بالمعايير الواردة في الأفكار الأساسية التأديبية التالية المحددة بواسطة معايير علوم الجيل التالي. استخدم مقاطع الفيديو الخاصة بنا لتكملة منهج الفصل الدراسي.

المدرسة الثانوية ، علوم الحياة 3

الوراثة: الوراثة وتنوع الصفات.

المدرسة الثانوية ، علوم الحياة 4

التطور البيولوجي: الوحدة والتنوع.

علم الأحياء في جورجيا 2

كيف يتم التعبير عن المعلومات الجينية في الخلايا.

علم الأحياء في جورجيا 3

كيف تنتقل الصفات البيولوجية إلى الأجيال المتعاقبة.

علم الأحياء في جورجيا 5

الترابط بين جميع الكائنات الحية على بعضها البعض وبيئتها.

علم الأحياء في جورجيا 6

المساهمون

تستفيد مقاطع الفيديو الخاصة بنا من الإرشادات والنصائح التي يقدمها خبراء في العلوم والتعليم. هذه الرسوم المتحركة هي نتيجة التعاون بين العلماء والمعلمين وفريق المبدعين لدينا.

  • جون بيري
  • ارميا ديسي
  • أنتوني دانزل
  • روزماري موسكو
  • جوردان كولفر
  • تايلر بروكتور
  • زيد غاصيب
  • كاتي هيك
المستشارون
  • إريك تي باركر ، دكتوراه
  • ج. هانز ثيويسن ، دكتوراه
  • جوي س. رايدنبرغ ، دكتوراه
  • فيليب دي جينجيرش ، دكتوراه
  • توم كوكران

تصحيحات

  • تأتي أجنة الدلافين الموضحة في هذه الرسوم المتحركة من الدلافين المرقطة (تم تصنيفها بشكل خاطئ على أنها دلافين شائعة).
  • البالغ الظاهر هو دلفين داكن.
  • مصدر صورة حوض الحوت مقوس الرأس موصوف بشكل خاطئ في الرسوم المتحركة. إنه يأتي في الواقع من قسم إدارة الحياة البرية ، بارو ، ألاسكا.

كشف الدرجات

ما هو الدليل على التطور؟

تقدم نظرية التطور البيولوجي ادعاءين جريئين للغاية حول الكائنات الحية:

أولاً: كل الكائنات الحية على الأرض مرتبطة ببعضها البعض. لقد تطورت من سلف مشترك.

ثانيًا: تطور الكائنات الحية مدفوع بالعمليات الطبيعية. الأشياء التي يمكن دراستها وفهمها.

لكن هل هناك حقًا أي دليل على صحة هذين الادعاءين؟

نعم فعلا. هناك الكثير من الحقائق التي يمكن ملاحظتها من العديد من مجالات الدراسة المختلفة لدرجة أن الطريقة الوحيدة التي يمكننا حتى البدء في الحديث عنها هي تجميعها في فئات أو خطوط من الأدلة.

لتبسيط الأمور ، سنركز هنا على ادعاء Evolution الأول بأن: جميع الكائنات الحية على الأرض مرتبطة ببعضها البعض.

لا يمكننا معالجة شجرة الحياة بأكملها في وقت واحد (بعد كل شيء ، هناك ما يقدر بنحو 8.7 مليون نوع على قيد الحياة اليوم) ، لذلك بدلاً من ذلك سنركز معظم انتباهنا على فرع واحد صغير إلى حد ما ولكنه رائع من الشجرة التطورية: الحيتانيات. يشمل هذا الفرع الحيتان والدلافين وخنازير البحر.

يدعي عالم الأحياء أن جميع هذه المخلوقات مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ، وأن المجموعة بأكملها تطورت من حيوان ثديي قديم ذو أربعة أرجل.

بدلاً من أخذ كلمتهم من أجلها ، دعونا نلقي نظرة على الحقائق. سنبدأ ببعض من مجال التشريح المقارن: دراسة الاختلافات والتشابهات بين الكائنات الحية.

تعيش الحيتان في الماء ومن بعيد تبدو وكأنها سمكة عملاقة. ومع ذلك ، فإن الفحص الدقيق لتشريحهم يخبرنا بقصة مختلفة تمامًا.

الحيتان مثل الثدييات البرية وعلى عكس الأسماك:

  • لديهم مشيمة وتلد
  • يرضعون الحليب لصغارهم
  • هم من ذوات الدم الحار (وهو أمر نادر للغاية بالنسبة للأسماك)
  • ولا تمتلك الحيتان خياشيم ، بدلاً من ذلك - مثلنا تمامًا - يتنفسون الهواء برئتين متطورتين تمامًا.

لا يبدو أن أنوف الحيتان مثل الثدييات. وبدلاً من ذلك ، فإنهم يتنفسون من خلال الثقوب التي تخرج من قمم رؤوسهم. تحتوي بعض الحيتان على فتحتين تشبهان الأنف تقريبًا ، لكن الدلافين وخنازير البحر بها فتحة واحدة فقط. والمثير للدهشة ، إذا نظرت إلى جماجمهم ، أن تجد أن فتحة النفخ تنقسم إلى ممرات أنفية داخل الرأس. هل يمكن أن يكون ثقب الأنف هو في الواقع أنف ثديي معدّل للغاية؟ يبدو بهذه الطريقة ولكننا سنحتاج إلى مزيد من الأدلة للتأكد.

تمتلك العديد من الحيتان شعرًا ، تمامًا مثل الثدييات البرية. في هذه الصورة ، يمكنك في الواقع رؤية شوارب هذا الحوت الرمادي الصغير وهو يضع ذقنه على ظهر الأم.

الغريب أن الحيتان لها عظام ذراع ومعصم ويد وأصابع داخل زعانفها الأمامية. إليكم صورة لهذه العظام ، نفس العظام التي تمتلكها الخفافيش وأفراس النهر والناس في الزوائد الأمامية: عظم واحد وعظمتان وعظام الرسغ وعظام الأصابع.

لا تمتلك الحيتان الحديثة أرجل خلفية ولكن لديها زوج من العظام الصغيرة والغريبة حيث يجب أن تكون الوركين والأرجل الخلفية. هذه صورة لهذه العظام من حوت مقوس الرأس. تبدو تقريبًا مثل عظام الورك والفخذ والقصبة المنكمشة. هذا واحد لديه ما يشبه كرة مشوهة ومفصل تجويف بين الورك وعظم الفخذ ، تمامًا مثل مفصل الكرة والمقبس في الورك. هل هذا التشابه مجرد مصادفة أم أن عظام الساق هذه حقيقية؟ ربما بقايا من التاريخ التطوري للحيتان؟

قبل أن نستخلص أي استنتاجات جريئة ، دعونا نرى ما إذا كان سطر منفصل تمامًا من الأدلة سيؤكد شكوكنا.

علم الأجنة هو دراسة كيفية تطور المخلوقات قبل الولادة أو الفقس من البويضة.

هنا نرى دلفين وجنين بشري ، جنبًا إلى جنب ، في مراحل متشابهة من التطور. لاحظ أن كلاهما لديه ما يشبه براعم الذراع وبراعم الساق. في البشر ، تنمو براعم الساق لتصبح أرجلًا. تنمو في الحيتان لبعض الوقت ، لكنها تتوقف بعد ذلك ، وتتلاشى بشكل فعال بينما يستمر باقي الحوت في النمو.

هذه كلها صور لدلفين عادي في مراحل مختلفة من التطور. لاحظ أنه في وقت مبكر ، نرى اثنين من أخدود الأنف على مقدمة الوجه ، تمامًا كما تتوقع في جرو أو إنسان.

مع استمرار نمو الدلفين ، تهاجر بساتين الأنف إلى أعلى الرأس وتندمج معًا لتصبح فتحة منفوخ الدلفين.

حتى الآن لدينا حقائق متعددة من سطرين مستقلين من الأدلة ، علم التشريح المقارن ، وعلم الأجنة ، وكلاهما يخبرنا بنفس القصة بالضبط: أسلاف الحيتان كانوا في يوم من الأيام كائنات أرضية ذات أربعة أرجل! هل سيكون سجل الحفريات بمثابة شاهد ثالث يؤكد هذه الفكرة؟

هذان نوعان من الحيتان الباسيلوصورية المنقرضة!

هذه المخلوقات معروفة من العديد من الهياكل العظمية المحفوظة جيدًا. يبدو أنهم عاشوا جنبًا إلى جنب منذ حوالي 34 إلى 40 مليون سنة.

في هذه الصورة ننظر إلى الجزء العلوي من جمجمة باسيلوصوريد. هذا ليس نموذجًا أو قالبًا ، هذه هي العظام الفعلية التي تم سحبها من الأرض. لاحظ أن فتحة الأنف ليست أعلى الرأس مثل تلك الموجودة في الحيتان الحديثة ، وليست في نهاية الخطم مثل تلك الموجودة في معظم الثدييات البرية. بدلاً من ذلك ، توجد أنفهم في المنتصف تمامًا ، وهذا نوع وسيط ، وهو بالضبط ما تخبرنا به نظرية التطور أنه يجب علينا العثور عليه!

في الجزء الخلفي من جسم باسيلوصوريد ، هناك فخذين وساقين وكاحلين وأقدام صغيرة ، لكنها مكتملة النمو ، ونعتقد أن لديهم 3 أصابع على الأقل على الرغم من أننا وجدنا عظام واحد فقط.

هذه الأرجل صغيرة جدًا بحيث لا يمكن المشي على الأرض ، ولكنها قد تكون مفيدة للتزاوج أو التخلص من الطفيليات وحكة الجلد.

تخبرنا النظرية التطورية أنه كلما عدنا بالزمن إلى الوراء ، كلما كان التمييز بين الحيتان والثدييات البرية أكثر صعوبة.

تعرف على Maiacetus. وجد العلماء العديد من الهياكل العظمية المحفوظة جيدًا لهذا النوع ، يبدو أن إحداها هي أم حامل.

تبدو عظام الورك في Maiacetus قوية بما يكفي للسير على الأرض ، لكن هذا الحيوان يعتبر حوتًا لعدة أسباب:
تم العثور على جميع الهياكل العظمية لهم بين حفريات الكائنات البحرية

تشير أرجلهم القصيرة جنبًا إلى جنب مع أصابع اليدين والقدمين المسطحة الطويلة ، إلى أنهم كانوا سباحين أقوياء بأيدٍ وأقدام مكشوفة.

هنا نرى الجانب السفلي من فك وجمجمة الماياسيتوس أثناء نظرهما إلى موقع الحفر. تطابق أسنانها أسنان الحيتان الباسيلوصورية التي رأيناها سابقًا.

وتتطابق الهياكل الفريدة لعظام أذنها الوسطى ، والمصابيح الموجودة خلف فكها ، مع تلك الموجودة في الحيتان الباسيلوصورية والحيتان الحديثة.

يبدو أن Maiacetus ، حوت يمشي!

تم العثور على حفريات للعديد من الثدييات القديمة الشبيهة بالحيتان ، ولا يزال الناس يكتشفون المزيد. تعمل هذه الحفريات معًا على طمس الخط الفاصل بين الثدييات البرية ذات الأرجل الأربعة والحيتان المائية تمامًا ، مما يعزز فكرة أن الحيتان تطورت بالفعل من كائنات برية.

الآن دعونا نلقي نظرة على السطر الرابع من الأدلة: الحمض النووي؟

تحتوي جزيئات الحمض النووي على أكواد كيميائية تعمل مثل وصفات الكائنات الحية.

بدون النظر إلى العظام أو الأجنة أو علم التشريح ، يمكن للباحثين مقارنة شفرة الحمض النووي للكائنات الحية المختلفة لمعرفة من هو الأكثر ارتباطًا بمن.

تمت مقارنة الحمض النووي للحوت بجميع أنواع الحيوانات الأخرى: الأسماك ، وأسود البحر ، سمها ما شئت ، وحتى الآن ، أقرب تطابق جيني ، هو فرس النهر البدين المحب للماء.

هذا لا يعني أن الحيتان تطورت من أفراس النهر ، ولكن إذا كانت هذه النتيجة الجينية صحيحة ، فإن الحيتان وأفراس النهر تطورت من سلف مشترك عاش منذ ما يقرب من 54 مليون سنة.

في البداية فاجأ الارتباط بين الحيتان وأفراس النهر الباحثين. الحيتان من الحيوانات آكلة اللحوم بشكل رئيسي & # 8211 يأكلون أشياء مثل الأسماك والقشريات الصغيرة ، في حين أن أفراس النهر نباتية في الغالب.

ومع ذلك ، فإن نظرة فاحصة تكشف أن أفراس النهر والحيتان تشتركان في الواقع في العديد من الميزات الغريبة ، والتي قد يكون بعضها قد أتى من سلفهم المشترك.

تمتلك الحيتان القديمة عظام الكاحل بشكل خاص ، ولا توجد إلا في أفراس النهر والأقارب المقربين من أفراس النهر ، وأفراس النهر ، تمامًا مثل الحيتان ، وغالبًا ما تلد وحتى ترضع صغارها تحت الماء ، ولكل منهما معدة متعددة الحجرات (وهو أمر شائع بالنسبة للحيوانات العاشبة ولكن لم يسمع به أحد. في الثدييات الآكلة للأسماك) ، فقد كلاهما معطفًا من الفراء ، وهنا حقيقة ممتعة & # 8211 الحيتان وأفراس النهر هي بعض الثدييات الوحيدة على الأرض التي لديها خصيتان داخليتان.

إذن ها هي ، عشرات الحقائق من 4 أسطر أدلة مستقلة ، تخبرنا جميعًا القصة نفسها بالضبط ، تطورت الحيتان من ثدييات برية رباعية الأرجل ، لكن تاريخ الحيتان ليس التاريخ التطوري الوحيد الذي تمكنا من ذلك للعمل بها.

نعلم من الحفريات والحمض النووي وعلم الأجنة والعديد من الأدلة الأخرى أن أجنحة الطيور هي في الواقع أذرع ومخالب معدلة! تطورت الطيور من أسلاف تشبه الديناصورات.

يمكننا أيضًا أن نرى بوضوح أن أجنحة الخفافيش تطورت من 5 أيدي أصابع ، على غرار تلك الموجودة في القرود والزبابة.

لقد وجدنا أن البشر يتشاركون سلفًا مشتركًا حديثًا إلى حد ما مع الشمبانزي ، وأن الثدييات تطورت من كائنات تشبه الزواحف ، وتلك المخلوقات الشبيهة بالزواحف تطورت من كائنات شبيهة بالبرمائيات ، وتلك المخلوقات الشبيهة بالبرمائيات تطورت من كائنات تشبه الأسماك ، وأسماك. إذا عدت بعيدًا بما فيه الكفاية ، شارك سلفًا مشتركًا مع الديدان المجزأة.

لتلخيص الأمور ، الآلاف من الحقائق التي يمكن ملاحظتها من مجالات دراسة مستقلة تمامًا ، تجتمع لتخبرنا بنفس القصة بالضبط.

كل الكائنات الحية على الأرض مرتبطة ببعضها البعض.

أنا جون بيري وهذه نظرة عامة أساسية على دليل التطور ، أعلن بوضوح.


خمسة براهين على التطور

1. الكود الجيني العالمي. جميع الخلايا على الأرض ، من خلايا الدم البيضاء ، إلى البكتيريا البسيطة ، إلى الخلايا الموجودة في أوراق الأشجار ، قادرة على قراءة أي جزء من الحمض النووي من أي شكل من أشكال الحياة على الأرض. وهذا دليل قوي جدًا على وجود سلف مشترك انحدرت منه الحياة كلها.

2. سجل الحفريات. يُظهر سجل الحفريات أن أبسط الحفريات سوف توجد في أقدم الصخور ، ويمكن أن تظهر أيضًا انتقالًا سلسًا وتدريجيًا من شكل من أشكال الحياة إلى شكل آخر.

يرجى مشاهدة هذا الفيديو للحصول على عرض توضيحي ممتاز للحفريات التي تنتقل من الحياة البسيطة إلى الفقاريات المعقدة.

3. القواسم المشتركة الجينية. لدى البشر ما يقرب من 96٪ من الجينات المشتركة مع الشمبانزي ، وحوالي 90٪ من الجينات المشتركة مع القطط (المصدر) ، و 80٪ مع الأبقار (المصدر) ، و 75٪ مع الفئران (المصدر) ، وهكذا. هذا لا يثبت أننا تطورنا من الشمبانزي أو القطط ، على الرغم من أننا نتشارك في سلف مشترك في الماضي. ويتوافق مقدار الاختلاف بين جينوماتنا مع الفترة التي انقضت منذ أن تباعدت خطوطنا الجينية.

4. السمات المشتركة في الأجنة. يتم اعتبار البشر والكلاب والثعابين والأسماك والقرود والأنقليس (والعديد من أشكال الحياة الأخرى) جميعًا & quot ؛ لأننا ننتمي إلى الشعبة الحبليات. تتمثل إحدى ميزات هذه الشعبة في أن كل أشكال الحياة هذه ، كأجنة ، لها شقوق خيشومية وذيول وهياكل تشريحية محددة تشمل العمود الفقري. بالنسبة للبشر (وغيرهم من غير الأسماك) ، يتم إصلاح الشقوق الخيشومية في عظام الأذن والفك في مرحلة لاحقة من التطور. ولكن ، في البداية ، كل أجنة الحبليات تشبه بعضها البعض بشدة.

في الواقع ، غالبًا ما يتم تشريح أجنة الخنازير في فصول علم الأحياء نظرًا لمدى تشابهها مع الأجنة البشرية. لا يمكن أن تكون هذه الخصائص المشتركة ممكنة إلا إذا كان جميع أعضاء الشعبة الحبليات ينحدر من سلف مشترك.

5. المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية. يمكن للمستعمرات البكتيرية بناء مقاومة للمضادات الحيوية من خلال التطور فقط. من المهم أن نلاحظ أنه في كل مستعمرة للبكتيريا ، يوجد عدد قليل جدًا من الأفراد الذين يتمتعون بمقاومة طبيعية لبعض المضادات الحيوية. هذا بسبب الطبيعة العشوائية للطفرات.

عندما يتم تطبيق مضاد حيوي ، فإن التطعيم الأولي سيقتل معظم البكتيريا ، تاركًا وراءه فقط تلك الخلايا القليلة التي تصادف أن لديها الطفرات اللازمة لمقاومة المضادات الحيوية. في الأجيال اللاحقة ، تتكاثر البكتيريا المقاومة ، وتشكل مستعمرة جديدة حيث يكون كل عضو مقاومًا للمضادات الحيوية. هذا هو الانتقاء الطبيعي في العمل. المضاد الحيوي هو & quot؛ منتقي & quot؛ للكائنات المقاومة ، ويقتل أي كائن غير مقاوم.


الانتقاء الطبيعي والتطور

بيان توضيح: ينصب التركيز على الفهم المفاهيمي للدور الذي يلعبه كل سطر من الأدلة فيما يتعلق بالأصل المشترك والتطور البيولوجي. يمكن أن تشمل أمثلة الأدلة أوجه التشابه في تسلسل الحمض النووي ، والتركيبات التشريحية ، وترتيب ظهور الهياكل في التطور الجنيني.

حدود التقييم: لا أحد

قم ببناء تفسير يستند إلى الدليل على أن عملية التطور تنتج بشكل أساسي من أربعة عوامل: (1) إمكانية زيادة عدد الأنواع ، (2) التباين الجيني الموروث للأفراد في النوع بسبب الطفرات والتكاثر الجنسي ، ( 3) التنافس على الموارد المحدودة ، و (4) تكاثر تلك الكائنات الحية الأكثر قدرة على البقاء والتكاثر في البيئة. HS-LS4-2

بيان توضيح: ينصب التركيز على استخدام الأدلة لشرح تأثير كل من العوامل الأربعة على عدد الكائنات الحية أو السلوكيات أو التشكل أو علم وظائف الأعضاء من حيث القدرة على التنافس على الموارد المحدودة والبقاء اللاحق للأفراد والتكيف مع الأنواع. يمكن أن تشمل أمثلة الأدلة نماذج رياضية مثل الرسوم البيانية للتوزيع البسيط والتفكير النسبي.

حدود التقييم: لا يشمل التقييم آليات التطور الأخرى ، مثل الانجراف الجيني ، وتدفق الجينات عبر الهجرة ، والتطور المشترك.

قم بتطبيق مفاهيم الإحصاء والاحتمال لدعم التفسيرات القائلة بأن الكائنات الحية ذات السمات الوراثية المفيدة تميل إلى الزيادة بما يتناسب مع الكائنات الحية التي تفتقر إلى هذه السمة. HS-LS4-3

بيان توضيح: ينصب التركيز على تحليل التحولات في التوزيع العددي للسمات واستخدام هذه التحولات كدليل لدعم التفسيرات.

حدود التقييم: يقتصر التقييم على التحليل الإحصائي والرسوم البيانية الأساسي. لا يشمل التقييم حسابات تردد الأليل.

قم ببناء تفسير يستند إلى أدلة حول كيف يؤدي الانتقاء الطبيعي إلى تكيف السكان. HS-LS4-4

بيان توضيح: ينصب التركيز على استخدام البيانات لتقديم دليل على كيفية مساهمة الاختلافات الحيوية وغير الحيوية في النظم البيئية (مثل نطاقات درجات الحرارة الموسمية أو تغير المناخ على المدى الطويل أو الحموضة أو الضوء أو الحواجز الجغرافية أو تطور الكائنات الحية الأخرى) في تغيير الجينات تواتر مع مرور الوقت ، مما يؤدي إلى تكيف السكان.

حدود التقييم: لا أحد

قم بتقييم الأدلة الداعمة للادعاءات بأن التغييرات في الظروف البيئية قد تؤدي إلى: (1) زيادة في عدد الأفراد من بعض الأنواع ، (2) ظهور أنواع جديدة بمرور الوقت ، و (3) انقراض الأنواع الأخرى. HS-LS4-5

بيان توضيح: يتم التركيز على تحديد علاقات السبب والنتيجة لكيفية تأثير التغييرات في البيئة مثل إزالة الغابات ، وصيد الأسماك ، واستخدام الأسمدة ، والجفاف ، والفيضانات ، ومعدل تغير البيئة على توزيع أو اختفاء السمات في الأنواع.

حدود التقييم: لا أحد

إن توقع الأداء (PE) هو ما يجب أن يكون الطالب قادرًا على القيام به لإظهار التمكن من المفهوم. تتضمن بعض PEs بيانًا توضيحيًا و / أو حدًا للتقييم. يمكن العثور عليها عن طريق النقر على PE للحصول على "مزيد من المعلومات". من خلال التمرير فوق PE ، سيتم إبراز الأجزاء المقابلة من ممارسات العلوم والهندسة ، والأفكار التأديبية الأساسية ، والمفاهيم الشاملة.

ممارسات العلوم والهندسة

تحليل وتفسير البيانات

يعتمد تحليل البيانات في 9-12 على تجارب K-8 والتقدم في تقديم تحليل إحصائي أكثر تفصيلاً ، ومقارنة مجموعات البيانات من أجل الاتساق ، واستخدام النماذج لتوليد البيانات وتحليلها.

بناء التفسيرات وتصميم الحلول

بناء التفسيرات وتصميم الحلول في 9-12 يبني على خبرات K-8 ويتقدم للتفسيرات والتصاميم التي تدعمها مصادر متعددة ومستقلة من إنشاء الطلاب للأدلة بما يتفق مع الأفكار والمبادئ والنظريات العلمية.

الانخراط في حجة من الدليل

Engaging in argument from evidence in 9–12 builds on K–8 experiences and progresses to using appropriate and sufficient evidence and scientific reasoning to defend and critique claims and explanations about the natural and designed world(s). Arguments may also come from current scientific or historical episodes in science.

Obtaining, Evaluating, and Communicating Information

Obtaining, evaluating, and communicating information in 9–12 builds on K–8 experiences and progresses to evaluating the validity and reliability of the claims, methods, and designs.


Introduction to Part II: The biology of language evolution: anatomy, genetics and neurology

This article focuses on the evolution of language along with its anatomy, genetics, and neurology. The concepts of instinct and innateness are actually quite useful for describing behaviors that routinely characterize all members of species or at least all species members of specific sex and age classes. Thus, they tend to be favored by scientists with a primary focus on the distinctive behaviors of individual species. To many developmental biologists and developmental psychologists, however, instinct and innateness are fallacious concepts because all behaviors develop through gene-environment interactions. The solution to this dilemma, in Fitch's view, is to abandon the terms “instinct” and “learning” in favor of other terms that more accurately describe the phenomena in question, such as “species-specific” or “species-typical” to describe behaviors routinely displayed by all members of a species, and “canalization” to explain the species-typical gene-environment interactions that produce behavioral regularities. From this perspective, language is a species-specific human behavior that is developmentally canalized via interactions of genes and predictable environmental impacts such as typical adult-infant interactions. In sum, evidence indicates that language evolution probably demanded changes in multiple interacting genes and involved expansions in multiple parts of the brain, as well as changes in the vocal tract and thoracic spinal cord.

Some of us have long assumed that instinct versus learning controversies met their demise back in the 1960s with publications such as ‘How an instinct is learned’ (Hailman 1969) and the insightful behavioural analyses of Robert Hinde (1966). Not so. In Fitch's view (Chapter 13), these controversies continue, both because they reflect interdisciplinary gaps and because of the tendency of scientists to black‐box issues not of their own immediate concern. Concepts of instinct and innateness are actually quite useful for describing behaviours that routinely characterize all members of species or at least all species members of specific sex and age classes. Thus, they tend to be favoured by scientists with a primary focus on the distinctive behaviours of individual species. To many developmental biologists and developmental psychologists, (p. 134) however, instinct and innateness are fallacious concepts because all behaviours develop through gene–environment interactions. The solution to this dilemma, in Fitch's view, is to abandon the terms ‘instinct’ and ‘learning’ in favour of other terms that more accurately describe the phenomena in question, such as ‘species‐specific’ or ‘species‐typical’ to describe behaviours routinely displayed by all members of a species, and ‘canalization’ (Waddington 1942) to explain the species‐typical gene–environment interactions that produce behavioural regularities. From this perspective, language is a species‐specific human behaviour that is developmentally canalized via interactions of genes and predictable environmental impacts such as typical adult–infant interactions.

Although all animals display species‐specific behaviours, most also exhibit behavioural plasticity in response to learning and/or in response to environmental conditions that may directly impact on brain development or physiological status (West‐Eberhard 2003). Some animals can even, if subject to unusual rearing conditions, develop behaviours not considered typical of their species. Great apes reared in human homes or subject to language‐training experiments, for example, develop a number of behaviours not found in wild apes. In other words, dissimilar phenotypes (i.e. observable behaviours and characteristics) can develop from similar genotypes (i.e. genetic endowment), a phenomenon termed phenotypic plasticity. As Számadó and Szathmáry (Chapter 14) note, phenotypic plasticity plays important evolutionary roles. Specifically, those phenotypes which prove adaptive and the genes that facilitate their development are subject to positive selection, hence, increase in the population (see also West‐Eberhard 2003). Ultimately, these phenotypes may become fixed in the population (Baldwin effect Baldwin 1902). If the genes producing them also become fixed, genetic assimilation will have occurred (Waddington 1953).

Each species occupies physical environments that can change in response to numerous external events such as climate change, earthquakes, or volcanic eruptions. Species, however, also modify and create their own environments, and hence the selective pressures that impinge upon them, a process termed niche construction (Odling‐Smee et al. 2003). Although external environmental events have undoubtedly influenced human evolution, niche construction has arguably played an even greater role in shaping the selective forces that help mould the modern human mind, and perhaps the human body as well, because our lineage has repeatedly created and adapted to new technological, cultural, and linguistic environments. It is sometimes thought that genetic change is too slow for our genes and brain to have adapted to selective pressures posed by ever‐changing languages and cultures. Számadó and Szathmáry counter this argument by presenting numerous examples of rapid genetic change in humans and other species. They also argue that the pace of language change, like technological change, was probably considerably slower during Pleistocene times than it is today. The result of the combined processes of potentially rapid genetic change and an earlier, (p. 135) somewhat slower, pace of language change is that genes, languages, and the brain have co‐evolved, and to some extent may be continuing to do so. On the one hand, genes and brains enable language on the other, language change selects for further, linguistically‐conducive, changes in genes and brains.

12.1 Developmental plasticity and genes

Számadó and Szathmáry (Chapter 14) also suggest that some biological systems, such as the immune system, are specifically adapted to enable rapid responses to environmental change. They suggest, for example, that the brain has been specifically shaped by selection to function as a rapid responder to linguistic change (and we would add cultural change as well). This postulate draws clear support, not only from our species' well‐recognized learning and problem‐solving capacities, but also from the plasticity that characterizes all developing and mature mammalian brains. First, during early developmental periods, all mammalian brains routinely overproduce neurons those neurons that fail to achieve full functionality are subsequently pruned (Edelman 1987). In humans, neuronal production primarily occurs prenatally, as does much neuronal pruning. Similarly, all mammalian brains overproduce synapses during certain periods of development. Again, those that fail to achieve full functionality are later pruned. Our species typically overproduces synapses in the first several postnatal years and again just prior to puberty. One unexpected result is that the typical human adolescent has more synapses than most adults, at least in the frontal lobes (Blakemore and Choudhury 2006). Although the production and pruning of neurons and synapses is primarily a maturational phenomenon, these processes never truly cease. New cortical synapses continue to be produced and pruned throughout life, and a region of the brain concerned with declarative and episodic memory (Zito and Svoboda 2002), the hippocampus, continues to produce new neurons throughout life (Eriksson et al. 1998).

These processes have demonstrable functional effects. For example, in rats, final adult brain size as well as performance on laboratory learning exercises varies depending on experience during the maturational process (Bennett et al. 1964). Similarly, humans who practise particular skills such as piano‐playing or taxi‐driving develop enlarged neural structures pertinent to those tasks (Amunts et al. 1997 Maguire et al. 2000). Language‐related functional reorganizations are also known to occur in humans in relationship to environmental inputs. For example, in congenitally deaf subjects who master sign language at a young age, regions of the temporal lobe that normally mediate auditory functions become more attuned (p. 136) to visual input, including visual gestures (Neville 1991). Similarly, the visual neocortex of congenitally blind subjects assumes tactile functions, if such individuals master Braille at a young age (Sadato et al. 1998). Even literacy changes brain functions, and may, in fact, sharpen the neural perception of phonemes (Dehaene et al. 2010). Recognition of the environmentally‐induced developmental plasticity of mammalian brains helps explain why chimpanzees, bonobos, and other apes, reared from infancy in human homes, can, within limits, develop protolanguage‐like behaviours, whereas wild apes and/or apes captured in adulthood usually cannot.

Brain plasticity, of course, has its limits. All brains of a given species strongly resemble each other in overall structure and function. This must reflect considerable genetic programming. As Számadó and Szathmáry note, numerous genes impact on brain development, and these genes appear to evolve at a rapid pace, thereby potentially impacting rapid evolutionary changes in behaviour. Diller and Cann (Chapter 15) focus on specific genes thought to influence the evolution of language and the brain. FOXP2, a regulatory gene, helps determine when and where other genes are expressed. In humans, certain FOXP2 mutations produce orofacial dyspraxia (possibly by disrupting motor sequencing behaviours), some language deficits, and mal‐development of several neural structures (Lai et al. 2003). In other animals, depending on the species, FOXP2 may exhibit increased or decreased activity during periods of vocal learning. Hence, although no evidence indicates that FOXP2 directly controls for vocal behaviour, the gene does, apparently, impact on the development and functions of neural structures that do. Specific human mutations in the FOXP2 gene were once thought to have occurred in the last 120,000 years. Re‐evaluations of the genetic data now suggest a much earlier date of about 1.8 to 1.9 million years ago (Diller and Cann, Chapter 15).

Diller and Cann also review variants of two additional genes that, when mutated in modern humans, result in microcephaly (microcephalin و ASPM). Dysfunctional mutations in these genes result in abnormally small brains. Hence, it has been suggested that both played key roles in the evolutionary enlargement of the brain. Brain development, however, is a complex process involving hundreds, possibly thousands, of genes. Functional disruptions in any of these can cause developmental neural pathologies. This does not mean that earlier, different mutations in the same genes caused increased brain size, only that normal, fully‐functional genes are needed for brain development. Other evidence cited by Diller and Cann, however, indicates that certain variants of ASPM و microcephalin have increased in frequency in the last 37,000 and 5800 years respectively. Some have interpreted this to mean that these genes are currently experiencing positive selection for their roles in brain function or development, but after reanalysing the data, Diller and Cann conclude that the increased gene frequencies could equally well represent genetic drift. In their view, in‐depth analysis also fails to support reports of correlations between the distribution of these genes and tonal (p. 137) languages. Ultimately, Diller and Cann conclude that language evolution is likely to have resulted from interactions of a multiplicity of genes, rather than from a single mutation in a ‘magic’ language gene. In sum, despite increasing research in this area, our understandings of the genetic basis of language and of human‐specific neural developmental pathways remain vague.

Even though human children speak in full sentences by the time they are about 2½ years old, most research on the neurological basis of language focuses on the anatomy of the adult brain and, then, mostly on brain size or on the anatomy of neocortical structures, some of which reach full functionality only in adolescence or later. Brain size, both absolute and relative to body size, did increase steadily from about 2,000,000 to 300,000 years ago (Mann, Chapter 26). It is likely that these size increases were functionally adaptive otherwise, they would have been selected against. Large brains, after all, are metabolically expensive (Aiello and Wheeler 1995). Specific language‐related neural structures have also increased in size in human evolution, as delineated in a number of the chapters in this section. Consequently, increased brain size almost certainly contributed to the evolution of language. However, no one‐to‐one correlation exists between language and overall brain size, and no specific brain size Rubicon separates the linguistically capable from the linguistically inept. Indeed, given that microcephalics do not entirely lack linguistic abilities (Diller and Cann, Chapter 15) it is clear that overall brain size is not the sole determinant of language capacity.

Most investigators have worked on the assumption that language evolution primarily involved the neocortex, either the differential expansion of neocortical areas and connections already present in non‐human primates and/or the addition of new neocortical structures. Gibson (Chapter 16) takes a somewhat different stance. Following on from Gibson and Jessee (1999) and P. Lieberman (1991, 2000, 2002), she reminds us that lesions in structures such as the cerebellum and basal ganglia often produce speech and language deficits. These areas have greatly expanded in human evolution and they mature earlier than many areas of the neocortex (Gibson 1991). In addition, a greater percentage of descending cortical fibres terminate directly on brainstem and spinal cord motor neurons in humans than in monkeys and apes, providing for finer control of lip, tongue, and finger movements (Kuypers 1958). Consequently, neural areas and connections other than those confined to the neocortex deserve far greater scrutiny from the language origins community.

(p. 138) Donald (Chapter 17) also emphasizes the role of neural circuitry involving the basal ganglia, cerebellum, and neocortical areas (especially the premotor and dorsolateral prefrontal cortex). These circuits enable procedural learning, that is, the acquisition of motor skills that require much practice, including those needed for mimesis and tool‐making, both of which, in his view, preceded language evolutionarily (see also Arbib, Chapter 20). Donald further notes that although mimesis is, in large part, a sensorimotor function, the social contexts in which it is used are amodal. Hence, once mimesis became an integral part of human behaviour, through, for example, mime, it would have selected for enhanced amodal cognitive capacities, such as those needed for language and mediated by the inferior parietal and frontal lobes (see also Wilkins, Chapter 19).

Most vertebrate brains exhibit functional lateralization (Rogers and Andrew 2002). In humans, the left hemisphere controls the right arm and hand and, as Hopkins and Vauclair (Chapter 18) note, it is also dominant for language and speech in 96% of right‐handed and 70% of left‐handed individuals. Although it has long been known that individual primates prefer specific hands, until recently it was assumed that population‐wide preferences for the right hand were a uniquely human trait. Indeed, the coincidence of two left hemisphere‐controlled, largely species‐specific human behaviours (right‐handedness and language) has led to hypotheses that cerebral lateralization, language, and right‐handedness evolved together in a causally interconnected manner (Corballis 1993 Crow 2004). Such views long received support from studies indicating that monkeys and apes fail to display population‐level handedness in simple manual reaching tasks. More recently, however, Hopkins' group has found population‐wide right‐handedness in captive chimpanzees, when they were tested on complex manipulative tasks requiring that an object be held in one hand and manipulated in the other (Hopkins 1995).

In Chapter 18, Hopkins and Vauclair also report that captive chimpanzees, bonobos, gorillas, and baboons all exhibit population‐wide biases for the use of the right hand for communicative gestures. In contrast, judging by asymmetrical facial expressions, the majority of vocalizations and facial expressions in non‐human primates are controlled by the right hemisphere. The few exceptions, controlled by the left hemisphere, include marmoset twitters and the novel raspberry sounds and extended food grunts made by some captive chimpanzees. Hence, lateralization in non‐human primates may be greater for communicative gestures than for manipulative behaviours, and for voluntary, as opposed to emotional, vocalizations. These findings suggest that left‐hemisphere dominance for speech and language may have been preceded evolutionarily by left‐hemisphere dominance for voluntary gestures and vocalizations in other primates.

In humans, language and handedness are usually thought to be accompanied by differential expansion of some left‐hemisphere areas, in comparison to similar areas on the right. A literature review by Hopkins and Vauclair finds that Broca's (p. 139) area is somewhat inconsistently expanded in the left hemisphere in both apes and humans. In contrast, the left temporal plane is usually expanded not only in humans, but in apes as well. The left Sylvian fissure is also somewhat longer than the right in both apes and humans. This fissure, which separates the temporal lobe from the parietal and frontal lobes, is surrounded by neocortical areas known to have language functions. In sum, anatomical and behavioural data indicate that neural asymmetry is neither unique to humans nor a specific language specialization. That great apes and monkeys exhibit greater lateralization with respect to gestural usage and voluntary vocalizations may, however, provide clues to possible behavioural precursors to speech and language.

Wilkins (Chapter 19) addresses the anatomy and functions of Broca's area, the POT (parieto‐occipito‐temporal junction), the inferior parietal lobe, and tracts that interconnect these areas. Since one of her aims is the delineation of ape/human neural differences potentially visible in the fossil record, her primary focus is on those species differences that can be seen on the external surface of the brain. This is a critical point, because historically three different parameters have been used to identify neural regions: external anatomy, internal cellular architecture (cytoarchitecture), and function. The three do not always provide identical results. For example, a Broca's area homologue was identified in monkey and ape brains via cytoarchitecture as early as the 1940s (von Bonin and Bailey 1947 Krieg 1954), but most investigators continued to insist, based on external morphology, that Broca's area was unique to humans until the discovery, in the 1990s, of mirror neurons, in what many now accept as the monkey homologue of Broca's area (see Arbib, Chapter 20). Similarly, rhesus monkey and chimpanzee brains contain cytoarchitectonic areas that these earlier neuroanatomists considered homologous to the human POT. Externally, however, the anatomy of the POT region is quite different in apes and humans. In apes, the lunate sulcus separates the occipital lobe from the parietal and temporal lobes, while all three lobes merge in the human brain. Wilkins accepts that much of the parietal cortex and Broca's area have homologues in monkey and ape brains, but she considers the POT to be uniquely human. Nonetheless, she concludes from fossil evidence that the POT evolved early in our lineage, prior to speech. These findings present an evolutionary quandary. The so‐called language areas of the human brain apparently evolved long prior to language. From this, she concludes that language evolution involved exaptation, that is, the re‐appropriation of pre‐existing functions to new uses.

For the most part, Wilkins focuses on the spatial functions of the parietal lobes and their interactions with Broca's and other motor areas in the frontal lobe. Specifically, she notes that that the human POT plays an active role in the formation of modality‐free conceptual structures (see also Coolidge and Wynn, Chapter 21 Donald, Chapter 17). In her view, these functions represent a natural expansion of primate posterior parietal lobe functions, which include the construction of modality‐neutral spatial concepts and the spatial orientation of arm and hand (p. 140) movements. In non‐human primates, these posterior parietal functions are coordinated with motor functions of the frontal lobes to produce object‐related actions. She hypothesizes that the expansion (or emergence) of the POT permitted the enhanced spatial analyses required for the coordination of arm, hand, and thumb movements with respect to tool use and throwing (see also Calvin 1985). Since many linguistic structures are spatially and thematically organized, POT expansion also provided the necessary conceptual structure for critical components of the language function hence, in her view, spatial skills that developed initially in tool‐using situations were later co‐opted for language.

Arbib (Chapter 20) also pursues issues of primate/human neural homologues and neural exaptations. He accepts that the human Broca's area is homologous with similar areas in monkeys and apes, but notes that it has no obvious vocal functions in other species. In contrast, neural areas that do mediate primate vocalizations have no known linguistic role in the human brain. Rather, he posits that mirror neurons found in Broca's area of non‐human primates served as the foundation stones upon which imitation, gesture, and language were built. These neurons fire when a monkey executes a particular manual action and when it observes another individual performing the same action. Mirror neurons thus provide an essential language function—parity that is, assuring that communicator and recipient have similar perceptions. In Arbib's view, mirror neurons serve as essential components of language and imitation, but are not, by themselves, sufficient to mediate behaviours which require the hierarchical integration of multiple actions and concepts. Since the earliest mirror neurons to be identified were related to manual actions, Arbib adopts a gestural model of language origins and delineates how such a system may have evolved. More recent research indicates that mirror neurons are also found in the inferior parietal lobe may represent oral movements as well as manual and may also be of an audiovisual nature. Hence, the mirror neuron story continues to unfold.

Coolidge and Wynn (Chapter 21) focus on the neurological and cognitive correlates of indirect speech, that is, intentionally ambiguous utterances that must be interpreted with regard to social context and that are used primarily in situations that require diplomacy. In their view, indirect speech requires working memory, executive control structures, and theory of mind. Working memory, in turn, is composed of phonological storage capacity, a visual spatial sketchpad and an episodic buffer which allows the contents of phonological storage and the visuospatial sketchpad to be simultaneously held in conscious thought, manipulated, and combined and recombined with respect to each other. Hence, it facilitates the construction of complex plans and mental models. Executive functions monitor these activities via selective inhibition and attention. Since indirect speech is a product of multiple interacting cognitive components, it must also be a product of multiple interacting regions of the brain. In particular, Coolidge and (p. 141) Wynn note the involvement of the inferior parietal and superior temporal lobes and the dorsolateral frontal cortex.

Taken as a whole, the chapters in this section indicate that nearly all higher neural processing centres play some role in the mediation of language or speech. The complexity of the neural interactions required for indirect speech, in particular, suggests that whatever neural changes may have been needed to initiate and sustain protolanguage and/or the language of human infants, fully developed ‘diplomatic’ language capacities reflect the interactions of much of the neocortex. In her paper on ape language (Chapter 3), Gibson notes that great apes fall short of humans in their ability to construct linguistic, technical, and other hierarchies, and it is widely accepted that many aspects of language, most strikingly syntax, are hierarchically structured. Consequently, it would seem of prime interest to determine which neural areas mediate hierarchical abilities. Greenfield (1991) assigned that role to Broca's area. Arbib (Chapter 20) follows her lead. Wilkins (Chapter 19) remarks that the POT is structured to automatically create mental hierarchies. Coolidge and Wynn (Chapter 21) do not use the term ‘hierarchical’, but they do suggest that the ability to hold multiple images in mind in order to combine and recombine them is mediated by the dorsolateral frontal lobe. That the various authors in this section assigned hierarchical processing or components thereof to different parts of the neocortex would appear to validate earlier suggestions by Gibson that the creation of linguistic and other hierarchies, like indirect speech, requires the interactions of multiple cortical processing areas (Gibson 1996a Gibson and Jessee 1999).

Although changes in brain function almost certainly played central roles in language evolution, as MacLarnon notes (Chapter 22), other critical anatomical changes occurred as well. For example, the larynx is lower in humans than in apes and the oral cavity is differently structured. Together, these changes allow humans to produce sounds not readily produced by apes. This vocal tract reorganization may have been facilitated by bipedalism, diet, or a combination of the two. In addition, humans have far greater neural control of their breathing than do apes, and, unlike apes, they have no laryngeal air sacs. MacLarnon suggests that increased control of the respiratory apparatus involved expansion of the numbers of neurons in the thoracic spinal cord. While it is impossible to determine laryngeal position from fossils, the very few hyoid bones that have been found suggest that modern human laryngeal structure, including absent air sacs, may have been (p. 142) present in the common ancestor of Neanderthals and anatomically modern humans, but not in australopithecines. Similarly, fossil vertebrae indicate that both Neanderthals and anatomically modern humans had achieved the modern size of the thoracic spinal cord, but الانسان المنتصب had not (see Wood and Bauernfeind, Chapter 25, for a contrary view on the thoracic cord).

In sum, evidence indicates that language evolution probably demanded changes in multiple interacting genes and involved expansions in multiple parts of the brain, as well as changes in the vocal tract and thoracic spinal cord. Given our current understandings of exaptation, niche construction, the Baldwin effect, and neural plasticity, neural changes probably built upon precursor neurobehavioural functions in non‐human primates and occurred over a lengthy period of time. In some cases both neural and vocal changes may have occurred in response to the selective pressures exerted by language and culture, as opposed to strictly external environmental circumstances see also Bickerton (2009a). Nothing that we know about genetic or neural functions would suggest that language arose in response to a sudden mutation or the sudden appearance of a new neural module.

Kathleen R. Gibson is Professor Emerita, Neurobiology and Anatomy, University of Texas Houston. Her co-edited books include, with Sue T. Parker, Language' and Intelligence in Monkeys and Apes (CUP 1990) with Tim Ingold, Tools, Language, and Cognition in Human Evolution (CUP 1993) with Paul Mellars, Modelling the Early Human Mind (McDonald Archaeological Institute 1996) and, with Dean Falk, Evolutionary Anatomy of the Human Neocortex (CUP 2001). She is the co-editor with James R. Hurford of the series, Oxford Studies in the Evolution of Language.

Maggie Tallerman has spent her professional life in northeast England, at Durham then Newcastle University, where she is currently Professor of Linguistics. Her edited and authored books include Language origins: Perspectives on evolution (OUP, 2005), Understanding syntax (Hodder/OUP, third edition 2001), and The syntax of Welsh (co-authored with Borsley and Willis CUP, 2007). She started working on evolutionary linguistics in case a guy on a train asked her where lanugage came from, though some think her real work is on Welsh.


مراجع

Darwin, C. (1872) أصل الأنواع. Sixth Edition. The Modern Library, New York.

Dawkins, R. (1996) The Blind Watchmaker. New York, Norton.

Feynman, R. P. (1985) QED: The Strange Theory of Light and Matter. Princeton, NJ: Princeton University Press.

Freeman, S. and Herron, J. C. (2004) Evolutionary analysis Third edition. Upper Saddle River, NJ: Pearson/Prentice Hall.

Futuyma, D. (1998) Evolutionary Biology. Third edition. Sunderland, MA: Sinauer Associates.

Gould, S. J. (2002) The Structure of Evolutionary Theory. Cambridge, MA: Belknap Press of Harvard University Press.

Mayr, E. (1991) One Long Argument. Cambridge, Harvard University Press.

National Center for Science Education. (2012) "Voices for Evolution: Statements from Scientific and Scholarly Organizations."
A compilation of statements from 109 of the world's largest and most prestigious societies of professional research scientists, on the importance of evolutionary theory.
http://ncse.com/media/voices/science

Rhodes, F. H. T. (1983) "Gradualism, punctuated equilibria, and the origin of species." Nature 305: 269-272.


شاهد الفيديو: نظرية التطور العلمية بعد 150 سنة من الانتخاب الطبيعي لتشارلز دارون بعيون متخصصين (أغسطس 2022).