Η εξέλιξη εξηγεί πώς γεννήθηκαν όλα τα ζωντανά όντα, συμπεριλαμβανομένου και εμάς. Θα ήταν εύκολο να υποθέσουμε ότι η εξέλιξη λειτουργεί προσθέτοντας συνεχώς χαρακτηριστικά στους οργανισμούς, αυξάνοντας συνεχώς την πολυπλοκότητά τους. Μερικά ψάρια εξελίχθηκαν στα πόδια και περπατούσαν στη στεριά. Μερικοί δεινόσαυροι ανέπτυξαν φτερά και άρχισαν να πετούν. Άλλοι εξελίχθηκαν στη μήτρα και άρχισαν να γεννούν νέους.
Ωστόσο, αυτό είναι ένα από τα πιο κυρίαρχα και απογοητευτικά παρανοήσεις σχετικά με την εξέλιξη. Πολλοί επιτυχημένοι κλάδοι του δέντρου της ζωής έχουν μείνει απλοί, όπως βακτήρια, ή έχουν μειώσει την πολυπλοκότητά τους, όπως τα παράσιτα. Και τα πάνε πολύ καλά.
Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Ecology and Evolution, συγκρίναμε τα πλήρη γονιδιώματα περισσότερων από 100 οργανισμών (κυρίως ζώων), για να μελετήσουμε πώς εξελίχθηκε το ζωικό βασίλειο σε γενετικό επίπεδο. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η προέλευση μεγάλων ομάδων ζώων, όπως αυτή που περιλαμβάνει ανθρώπους, δεν συνδέεται με την προσθήκη νέων γονιδίων αλλά με μαζικές απώλειες γονιδίων.
Ο εξελικτικός βιολόγος Stephen Jay Gould ήταν ένας από τους ισχυρότερους αντιπάλους του «η πορεία της προόδου", Η ιδέα ότι η εξέλιξη οδηγεί πάντα σε αυξημένη πολυπλοκότητα. Στο βιβλίο του Φουλ (1996), ο Gould χρησιμοποιεί το μοντέλο του μεθυσμένου περπατήματος. Ένας μεθυσμένος αφήνει ένα μπαρ σε έναν σιδηροδρομικό σταθμό και αδέξια περπατά μπρος-πίσω πάνω στην πλατφόρμα, αιωρείται μεταξύ του μπαρ και των σιδηροδρομικών γραμμών. Δεδομένου αρκετού χρόνου, ο μεθυσμένος θα πέσει στα ίχνη και θα κολλήσει εκεί.
Η πλατφόρμα αντιπροσωπεύει μια κλίμακα πολυπλοκότητας, η παμπ είναι η χαμηλότερη πολυπλοκότητα και τα ίχνη είναι το μέγιστο. Η ζωή εμφανίστηκε βγαίνοντας από την παμπ, με την ελάχιστη δυνατή πολυπλοκότητα. Μερικές φορές σκοντάφτει τυχαία στα κομμάτια (εξελίσσεται με τρόπο που αυξάνει την πολυπλοκότητα) και άλλες φορές προς την παμπ (μείωση της πολυπλοκότητας).
Καμία επιλογή δεν είναι καλύτερη από την άλλη. Το να παραμείνεις απλός ή να μειώσεις την πολυπλοκότητα μπορεί να είναι καλύτερο για επιβίωση παρά να εξελίσσεσαι με αυξημένη πολυπλοκότητα, ανάλογα με το περιβάλλον.
Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, ομάδες ζώων εξελίσσονται πολύπλοκα χαρακτηριστικά που είναι εγγενή στον τρόπο λειτουργίας του σώματός τους και δεν μπορούν πλέον να χάσουν αυτά τα γονίδια για να γίνουν απλούστερα - κολλάνε στις σιδηροδρομικές γραμμές. (Δεν υπάρχουν τρένα για να ανησυχείτε σε αυτή τη μεταφορά.) Για παράδειγμα, οι πολυκύτταροι οργανισμοί σπάνια επιστρέφουν για να γίνουν μονοκύτταροι.
Εάν επικεντρωθούμε μόνο στους οργανισμούς που παγιδεύονται στις σιδηροδρομικές γραμμές, τότε έχουμε μια προκατειλημμένη αντίληψη για τη ζωή που εξελίσσεται σε ευθεία γραμμή από απλή σε περίπλοκη, πιστεύοντας λανθασμένα ότι οι παλαιότερες μορφές ζωής είναι πάντα απλές και οι νεότερες είναι περίπλοκες. Αλλά ο πραγματικός δρόμος προς την πολυπλοκότητα είναι πιο περίπλοκος.
Μαζί με τον Peter Holland από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, εξετάσαμε πώς έχει εξελιχθεί η γενετική πολυπλοκότητα στα ζώα. Προηγουμένως, έχουμε δείξει ότι η προσθήκη νέων γονιδίων ήταν το κλειδί για την πρώιμη εξέλιξη του ζωικού βασιλείου. Το ερώτημα στη συνέχεια έγινε εάν αυτό συνέβαινε κατά τη μετέπειτα εξέλιξη των ζώων.
Μελετώντας το δέντρο της ζωής
Τα περισσότερα ζώα μπορούν να ομαδοποιηθούν σε σημαντικές εξελικτικές γενεές, κλαδιά στο δέντρο της ζωής που δείχνουν πώς τα ζώα που ζουν σήμερα εξελίχθηκαν από μια σειρά κοινών προγόνων. Προκειμένου να απαντήσουμε στην ερώτησή μας, μελετήσαμε κάθε γενεαλογία των ζώων για την οποία υπήρχε δημόσια αλληλουχία γονιδιώματος και πολλές γενεαλογικές σειρές για να τις συγκρίνουμε.
Μια γενεαλογία των ζώων είναι αυτή των δευτεροστατών, η οποία περιλαμβάνει ανθρώπους και άλλα σπονδυλωτά, καθώς και αστέρια ή αχινούς. Ένα άλλο είναι τα εκδυσόζωα, που περιλαμβάνουν τα αρθρόποδα (έντομα, αστακούς, αράχνες, χιλιόποδες) και άλλα ζώα που πεθαίνουν, όπως τα σκουλήκια. Τα σπονδυλωτά και τα έντομα θεωρούνται μερικά από τα πιο πολύπλοκα ζώα. Τέλος, έχουμε μια γενεαλογία, τα lophotrochozoans, που περιλαμβάνουν ζώα όπως τα μαλάκια (για παράδειγμα τα σαλιγκάρια) ή τα annelids (γαιοσκώληκες), μεταξύ πολλών άλλων.
Πήραμε αυτή τη διαφορετική επιλογή οργανισμών και κοιτάξαμε να δούμε πώς σχετίζονται με το δέντρο της ζωής και ποια γονίδια μοιράστηκαν και δεν μοιράστηκαν. Εάν ένα γονίδιο υπήρχε σε ένα παλαιότερο κλαδί του δέντρου και όχι σε ένα νεότερο, συμπεραίνουμε ότι αυτό το γονίδιο είχε χαθεί. Εάν ένα γονίδιο δεν υπήρχε σε παλαιότερα κλαδιά αλλά εμφανιζόταν σε νεότερο κλαδί, τότε το θεωρούσαμε ένα νέο γονίδιο που είχε αποκτηθεί στον νεότερο κλάδο.
Ένα διάγραμμα δέντρου της ζωής που δείχνει τον μεταβαλλόμενο αριθμό γονιδίων διαφορετικών ζωικών ομάδων. Πορτοκαλί τρίγωνα προς τα κάτω δείχνουν απώλειες γονιδίων. Τα πράσινα τρίγωνα προς τα πάνω δείχνουν γονιδιακά κέρδη. Όσο μεγαλύτερο είναι το τρίγωνο, τόσο μεγαλύτερη είναι η αλλαγή. Τζόρντι Παπς, Συγγραφέας παρέχεται
Τα αποτελέσματα έδειξαν πρωτοφανή αριθμό γονιδίων που χάθηκαν και αποκτήθηκαν, κάτι που δεν είχαμε ξαναδεί σε προηγούμενες αναλύσεις. Δύο από τις κύριες γενεαλογίες, τα δευτερόστομα (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων) και τα εκζωοζωικά (συμπεριλαμβανομένων των εντόμων), έδειξαν τον μεγαλύτερο αριθμό απωλειών γονιδίων. Αντίθετα, τα λουφοτροχοζωικά δείχνουν μια ισορροπία μεταξύ νεωτερισμών γονιδίων και απωλειών.
Τα αποτελέσματά μας επιβεβαιώνουν την εικόνα που έδωσε ο Stephen Jay Gould δείχνοντας ότι, σε επίπεδο γονιδίων, η ζωή των ζώων προέκυψε φεύγοντας από την παμπ και κάνοντας ένα μεγάλο άλμα στην πολυπλοκότητα. Αλλά μετά τον αρχικό ενθουσιασμό, μερικές γενεές έπεσαν πιο κοντά στην παμπ χάνοντας γονίδια, ενώ άλλες γενεές έπεσαν προς την πίστα κερδίζοντας γονίδια. Θεωρούμε ότι είναι η τέλεια περίληψη της εξέλιξης, μια τυχαία επιλογή που προκαλείται από αλκοόλ μεταξύ της γραμμής και της γραμμής του τρένου. Ή, όπως λέει το meme στο Διαδίκτυο, «πήγαινε σπίτι εξέλιξη, είσαι μεθυσμένος".
Σχετικά με το Συγγραφέας
Jordi Paps, Λέκτορας, Σχολή Βιολογικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ, Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ και Cristina Guijarro-Clarke, υποψήφιος διδάκτορας στο Evolution, Πανεπιστήμιο του Essex
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
βιβλία_επιστήμη
