Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) является основой всех наследственных характеристик живых существ. Это очень длинная последовательность, записанная в виде кода, которую необходимо расшифровать и перевести, прежде чем клетка сможет производить белки, необходимые для жизни.
Любые изменения в последовательности ДНК могут привести к изменениям в этих белках, а они, в свою очередь, могут привести к изменениям в свойствах, которые эти белки контролируют. Изменения на молекулярном уровне приводят к микроэволюции видов.
Универсальный генетический код
ДНК живых существ очень консервативна. В ДНК всего четыре азотистых основания, которые кодируют все различия живых существ на Земле.
Аденин, цитозин, гуанин и тимин выстраиваются в определенном порядке, а группа из трех или кодон (триплет) кодирует одну из 20 аминокислот, встречающихся на Земле. Порядок этих аминокислот определяет, какой белок производится.
Примечательно, что всего четыре азотистых основания, составляющих всего 20 аминокислот, составляют все разнообразие жизни на Земле.
Никакого другого кода или системы не было найдено ни в одном живом (или когда-то жившем) организме на Земле. Все организмы, от бактерий до людей и динозавров, имеют одну и ту же систему ДНК в качестве генетического кода. Это может свидетельствовать о том, что вся жизнь произошла от одного общего предка.
Изменения в ДНК
Все клетки довольно хорошо оснащены способом проверки последовательности ДНК на наличие ошибок до и после клеточного деления или митоза.
Большинство мутаций или изменений в ДНК обнаруживаются до того, как будут сделаны копии, и эти клетки будут уничтожены.
Однако бывают случаи, когда небольшие изменения не имеют большого значения и проходят через контрольные точки. Эти мутации могут накапливаться со временем и изменять некоторые функции организма.
Если эти мутации происходят в соматических клетках, другими словами, в нормальных клетках взрослого организма, то эти изменения не влияют на будущее потомство.
Если мутации происходят в гаметах или половых клетках, эти мутации передаются следующему поколению и могут повлиять на функцию потомства. Эти мутации гамет приводят к микроэволюции.
Доказательства эволюции
ДНК стали понимать только в прошлом столетии. Технология совершенствуется и позволяет ученым не только составлять карты целых геномов многих видов, но и использовать компьютеры для сравнения этих карт. Вводя генетическую информацию о разных видах, легко увидеть, где они пересекаются, а где есть различия.
Чем теснее виды связаны между собой на филогенетическом древе жизни, тем теснее будут перекрываться последовательности их ДНК.
Даже очень отдаленно родственные виды будут иметь некоторую степень перекрытия последовательностей ДНК.
Определенные белки необходимы даже для самых основных жизненных процессов, поэтому те избранные части последовательности, которые кодируют эти белки, сохранятся у всех видов на Земле.
Секвенирование ДНК
Теперь, когда секвенирование (определения нуклеотидной последовательности) ДНК стало проще, экономичнее и эффективнее, можно сравнивать последовательности ДНК самых разных видов.
Фактически, можно оценить, когда два вида разошлись или разветвились в результате видообразования. Чем больше процент различий в ДНК между двумя видами, тем больше времени эти два вида были отдельными.
Такие «молекулярные часы» могут помочь заполнить пробелы в летописи окаменелостей.
Даже если на временной шкале истории Земли есть недостающие звенья, данные ДНК могут дать ключ к пониманию того, что происходило в те периоды времени.
Хотя случайные мутации могут в некоторых моментах отклоняться от данных молекулярных часов, они по-прежнему являются довольно точным показателем того, когда виды дивергировались и стали новыми видами.