Evolúcia je proces postupnej zmeny organizmov na Zemi, v priestore a čase od spoločného predka až po ich súčasnú diverzitu. V širšom zmysle pojem evolúcia može zahrňovať chemickú evolúciu – proces vzniku makromolekúl a ich interakcií až po vznik života v podobe, ako ho poznáme; alebo môže znamenať biologickú evolúciu – proces zmeny organizmov v čase, ktorá prebiehala vďaka neustálemu striedaniu generácií v odbobí trvajúcom mnoho miliónov rokov. Vedný odbor, ktorý sa zaoberá evolúciou sa nazýva evolučná biológia alebo evolucionistika. Teoretické koncepty evolučnej biológie sa aplikovali aj na proces vzniku, vývoja a šírenia základných informačno-kultúrnych jednotiek, mémov. Touto problematikou sa zaoberá memetika. Vznik života-Planéta Zem bola od svojho vzniku až po obdobie pred približne 3,8 miliardami rokov prostredím nehostinným pre vznik života. Pravdepodobne práve v tomto čase vznikol prvý život, ktorého najstaršie známe skameneliny nachádzame vo vrstvách starých 3,5 miliardy rokov.Existuje viacero teórií o vzniku života. Najrozšírenejší názor v súčasnosti je, že prvé živé organizmy vznikli v oceáne v okolí tektonických komínov chŕliacich horúcu vodu bohatú na minerály. Vznik biologických membrán bol v podstate samovoľný, ako preukázal Alexander Ivanovič Oparin. Prvou molekulou tvoriacou vlastné kópie (replikácia) boli pravdepodobne krátke úseky RNA, ktoré sa dokážu množiť bez pomoci bielkovín. Najťažšou výzvou pre vedcov je vyriešiť otázku, ako došlo ku spojeniu RNA, DNA a bielkovín. Problémom je, že tento proces nevieme priamo pozorovať, chýbajú nám viaceré detaily o vtedajších podmienkach a zatiaľ nerozumieme úplne ani fungovaniu súčasných buniek.Existuje aj teória, že život priniesli na Zem z kozmu meteority. Táto teória však nerieši problematiku, ako život vznikol, len odsúva riešenie problému na inú planétu. Vznik a vývoj evolučnej teórie - Počiatky evolučného myslenia Myšlienka vzniku a postupnej zmeny živých foriem zamestnávala už filozofov v antickom Grécku (napr. Anaximandros, Empedokles, Epikuros a podobne), avšak Aristoteles a Platón, ktorí najviac ovplyvnili západnú civilizáciu, takúto myšlienku neuznávali.V 18. storočí Carl von Linné pripustil, že nové druhy by mohli vznikať krížením existujúcich druhov (čím čiastočne ustúpil zo svojho pôvodného stanoviska, že druhov musí byť toľko, koľko ich bolo stvorených). Georges Buffon predpokladal, že druhy by mohli "degenerovať", čím mohli napríklad vzniknúť ľudské rasy. Krátko sa o možnosti vývinu druhov zmieňuje aj Erasmus Darwin (starý otec Ch. Darwina) v diele Zoonómia (1794 a 1796).Na prelome 18. a 19. storočia si Georges Cuvier, zakladateľ paleontológie, všimol že jednolivé typy fosílií nachádzajúce sa v okolí Paríža sú vždy charakteristické pre tú-ktorú geologickú vrstvu. Vysvetlil si to tak, že v minulosti dochádzalo k opakovaným katastrofám, ktoré potom zmenili zastúpenie živočíšnych druhov. Táto teória sa nazývala katastrofizmus. Na druhej strane geológia ako James Hutton a Charles Lyell prišli s myšlienkou, že Zem nebola formovaná katastrofami, ale pomalými a postupnými procesmi, ktoré museli trvať dlhšie ako 6000 rokov, čo bol vek Zeme stanovený niektorými teológmi. Lamarckizmus - Jeden z najvýznamnejších ideových predchodcov modernej evolučnej teórie bol francúzsky prírodovedec Jean-Baptiste Lamarck. Lamarck bol zástancom myšlienky, že organizmy môžu počas svojho života získavať nové vlastnosti a charakteristiky, ktoré sa potom prenášajú dedením na ďalšie generácie. Pri zmene prostredia sa menia aj potreby (fr. besoin) živočíchov, takže sú nútené meniť, prispôsobovať svoje správanie. V priebehu sledu generácií tak dochádza k premene (transmutácii) organizmu na nový druh, lepšie prispôsobený zmenenému prostrediu. Svoje názory publikoval v roku 1809. Teória o dedičnosti získaných vlastností dostala po ňom názov lamarckizmus. Lamarck (a vôbec biologická veda v tom čase) nemal potrebné znalosti o mechanizmoch dedičnosti, ako ich máme dnes. Skutočne získané vlastnosti sa nededia biologickým spôsobom. Napriek tomu spočíva Lamarckov význam v tom, že formuloval princíp biologickej evolúcie ako takej. Organizmy nie sú statické entity prežívajúce v čase bez zmeny, ale menia sa v odpovedi na zmeny vonkajšieho prostredia. Darwinizmus - Pôvodnú teóriu fylogenetickej evolúcie sformuloval britský prírodovedec Charles Darwin. Podľa neho dostala aj názov darwinizmus. Darwinove pinky - Podnety pre svoju teóriu dostal ako prírodovedec vedeckej expedície okolo sveta na lodi Beagle. S úžasom zisťoval rozmanitosť živých organizmov ako aj to, že na rôznych miestach Zeme žijú rôzne organizmy, aj keď podmienky môžu byť podobné. V roku 1835 výprava dorazila na súostrovie Galapágy, kde Darwin zbieral vzorky rastlín a živočíchov. Po návrate do Londýna si pri spracovávaní materiálu všimol, že má pred sebou trinásť druhov veľmi podobných drobných vtákov, piniek podčeľade Geospizinae, ktoré sa líšili len vo veľkosti, stavbe a tvare zobáka. Vo svojich zápiskoch Denník výskumov (angl. Journal of Researches, populárne známy pod menom Cesta lode Beagle, angl. The Voyage of the Beagle) píše udivene: „Človeku sa naozaj zdá, že z pôvodne malého počtu vtákov na tomto súostroví niekto vybral jediný druh a prispôsobil ho na rôzne účely.“ Darwin tu skoro presne popisuje princíp evolučného procesu dnes zvaného adaptívna radiácia, ktorý sa považuje za predstupeň vzniku nových druhov. Príklad adaptívnej radiácie na Galapágoch sa dostal do povedomia pod názvom Darwinove pinky. Podobné závery vychádzali aj z pozorovania ostrovných druhov korytnačiek a iných plazov.Syntézu svojich teórii publikoval Darwin v roku 1859 vo svojej známej knihe O pôvode druhov (celým názvom O pôvode druhov prirodzeným výberom, alebo uchovávanie zvýhodnených rás v boji o život). Princípy Evolúcie - Princípy darwinizmu (Darwinova teória má tri hlavné princípy) Organizmy sa rozmnožujú geometrickým radom, ale len malé percento z nich prežije až do dospelosti. Jedince v populácii sú mierne odlišné (variabilné). Ich prežitie nie je náhodné, ale dochádza k neustálemu boju o život pričom prežijú len organizmy, ktoré sú lepšie prispôsobené prírodným podmienkam, ako ich konkurenti. Dochádza teda k prírodzenému výberu, vďaka ktorému sa prispôsobenosť organizmov postupne zvyšuje. Prirodzený výber - Prírodný výber je proces v ktorom jedince lepšie prispôsobené prostrediu prežívajú, prinášajú potomstvo a tak ovplyvňujú frekvenciu výskytu jednotlivých génov v populácii. Podľa svojho charakteru môže byť prírodný výber: stabilizačný, ak sú v ňom eliminované hlavne jedince s extrémnymi vlastnosťami a najlepšie prežívajú jedince s priemernými vlastnosťami, usmernený, ak prežívajú hlavne jedince s nejakou zriedkavou vlastnosťou, divergentný, ak najlepšie prežívajú jedince s extrémnymi vlastnosťami a najhoršie prežívajú priemerné jedince (napr. ak v prípade rastlín nejlepšie prežívajú jedince kvitnúce skoro na jar a neskoro na jar, kým jedince kvitnúce v strede jari prežívajú najhoršie - napr. vplyvom častej nepriazni počasia v strede jari). Pohlavný výber - Pohlavný výber je proces, v ktorom si jedince vyberajú pohlavného partnera. Výber prebieha na základe znakov, ktoré súvisia so zdravím a plodnosťou partnera. Často však vedie ku vzniku znakov, ktoré nemajú adaptívny význam pre svojho nositeľa, dokonca mu môžu byť čiastočne na obtiaž (napr. príliš dlhý farebný chvost), tieto obtiaže sú však kompenzované úspechom v párení (a tým aj plodení potomstva). Neodarwinizmus- V 30. a 40. rokoch 20. storočia došlo k veľkému zjednoteniu Darwinových teórií s novými poznatkami z genetiky a molekulárnej biológie. Zistilo sa, že zdrojom variability („rôznosti“), organizmov v populácii sú mutácie, ktoré sú náhodné. Môžu vznikať pod vplyvom chybného prepisu DNA, fyzikálnych podmienok (napr. žiarenie), alebo vplyvom iných organizmov (baktérií a vírusov). Takáto genotypická variabilita je potom základom variability fenotypickej, ktoré je podrobená prírodnému výberu. Proces neustáleho vzniku mutácií sa dnes pokladá za hlavnú hybnú silu evolúcie a dostal preto názov molekulárny motor (angl. molecular drive).Dôležité gény sú v organizmoch často vo viacerých kópiách, preto ak mutácia poškodí jednu kópiu, ale ostatné fungujú naďalej normálne, môže byť takáto mutácia pre evolúciu „neviditeľná“ (DNA väčšiny organizmov je plná takýchto zdanlivo nefunkčných génov). Môže sa však stať, že tá jediná mutácia vytvorí novú vlastnosť, alebo zmutuje ten istý gén ešte raz, prípadne viackrát až potom vytvorí novú vlastnosť (pri zmene funkcie enzýmov niekedy stačí málo mutácií a ich funkcia bude odlišná). V takom prípade má organizmus funkčný jak pôvodný gén, tak aj ten nový. Okrem takýchto mutácií môže dôjsť k rôznemu preskupovaniu génov v chromozóme (gény sa dostanú na iné miesto), a zmenám ich regulácie. Sila akou sa gén prejavuje, aj načasovanie kedy sa prejavuje je veľmi dôležitá. Najnázornejšie je to v počas embryonálneho vývinu, kde malá zmena načasovania (spôsobená mutáciou), môže spôsobiť, veľké zmeny v organizme.Zjednotená predstava o molekulárne hybnej sile evolúcie a o procesoch prirodzeného výberu takto vzniknutých variant sa nazáva tiež Neodarwinovská syntéza. Vznik nových druhov - Keďže prírodné podmienky sa menia (v čase aj v priestore), budú aj požiadavky na organizmy vždy odlišné a organizmy musia preto čeliť vždy novým výzvam. Nové druhy vznikajú, ak sú populácie od seba oddelené geografickou, alebo biologickou bariérou (napr. rôzne sexuálne správanie, rôzny čas kvitnutia a podobne) a preto sa dlhú dobu vyvíjajú odlišne, až kým sa kríženie medzi mini stane nemožným. V prírode sa dajú pozorovať rôzne štádiá tohto procesu. Niekedy aj dosť odlišné organizmy sú krížiteľné a majú plodné potomstvo, naopak inokedy podobné organizmy sú krížiteľné len s problémami (dávajú málo plodné, neplodné, alebo neživotaschopné potomstvo), alebo vôbec nekrížiteľné. Ak sú organizmy nekrížiteľné, ide o rôzne druhy, ale ak sú krížiteľné, môže ísť, ale nemusí o ten istý druh (napríklad pes a vlk).V rastlinnej ríši môžu vznikať nové druhy aj krížením dvoch rôznych druhov. Genetický materiál sa zdvojí a výsledný počet chromozómov nového druhu je potom súčtom chromozómov oboch rodičov (alopolyploidia). Pôvodných rodičov takýchto druhov je možné identifikovať metódami molekulárnej biológie. Mikroevolúcia a makroevolúcia - Vedci niekedy rozlišujú dve úrovne evolúcie - mikroevolúciu, ktorá prebieha v rámci druhu a makroevolúciu, predstavujúcu zmeny tvoriace nové druhy a evolúciu týchto druhov. Princípy mikroevolúcie a makroevolúcie sú rovnaké. Základný rozdiel medzi nimi je v tom, že jednotlivé gény (a ich mutácie) sa v rámci druhu môžu voľne šíriť, avšak k výmene génov pri vzniku nových druhov resp. medzi druhmi nedochádza, prípadne k tomu dochádza len veľmi vzácne. Preto je makroevolúcia vždy divergentná. To znamená že akonáhle sa populácia rozpadne na viacero druhov sú s pribúdajúcim časom tieto druhy geneticky čoraz odlišnejšie. Táto odlišnosť sa dá stanoviť porovnávaním rôznych úsekov DNA (prípadne RNA a bielkovín) a tým zistiť príbuznosť jednotlivých druhov. Vymieranie druhov - Neoddeliteľnou súčasťou evolúcie - vzniku nových druhov, je vymieranie druhov. Bez vymierania druhov by evolúcia prebiehala oveľa pomalšie. Podľa David M. Raup: O zániku druhů : Je darwinova teorie o přežívání nejkvalitejších druhů jediným vysvětlením vývoje života na Zemi?. - Nakladatelství Lidové noviny : Praha, 1995 existujú tri spôsoby vymierania: Pešiak v poli - náhodné vymieranie nezávislé na rozdielnych adaptáciách k prostrediu Poctivá hra - výberové vymieranie v darwinovskom zmysle, ktoré vedie k prežívaniu najodolnejších alebo najlepšie adaptovaných druhov. Zákerné vymieranie - výberové vymieranie, pri ktorom niektoré organizmy prežívajú, nie však preto, že by boli lepšie prispôsobené svojmu normálnemu prostrediu. (V súčasnosti najzákernejším faktorom je pôsobenie človeka) Pôvodná Darvinova teória počítala hlavne s druhým spôsobom. Dôkazy evolúcie - Najstaršími dôkazmi o evolúcii sú fosílne nálezy, ktoré študuje paleontológia a výsledky porovnávacej anatómie. Novšie dôkazy poskytuje hlavne molekulárna biológia (porovnávanie sekvencií DNA), ale aj biochémia, fyziológia, ekológia alebo etológia. Fyzika prispela k súčasným poznatkom o evolúcii hlavne metódami datovania fosílnych nálezov na základe rádioaktívneho rozpadu prvkov. Geológia zase poznatkami o ukladaní geologických vrsiev, pohybe kontinentov, zmenách klímy, zloženia atmosféry Zeme a podobne.