Shutterstock

Μάρθα Τζόουνς: Είναι όπως σε αυτές τις ταινίες: αν πατήσεις μια πεταλούδα, αλλάζεις το μέλλον της ανθρώπινης φυλής.

Ο γιατρός: Τότε μην πατήσετε καμία πεταλούδα. Τι σου έχουν κάνει ποτέ οι πεταλούδες;

Οι συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας δεν φαίνεται να συμφωνούν στους κανόνες του ταξιδιού στο χρόνο. Μερικές φορές, όπως στο Doctor Who (παραπάνω), οι χαρακτήρες μπορούν να ταξιδέψουν στο χρόνο και να επηρεάσουν μικρά γεγονότα χωρίς να φαίνεται ότι αλλάζουν τη μεγάλη πορεία της ιστορίας. Σε άλλες ιστορίες, όπως το Back To The Future, ακόμη και οι πιο μικροσκοπικές ενέργειες των ταξιδιωτών του χρόνου στο παρελθόν παράγουν σημαντικούς κυματισμούς που αλλάζουν απρόβλεπτα το μέλλον.

Οι εξελικτικοί βιολόγοι διεξάγουν μια παρόμοια συζήτηση για το πώς λειτουργεί η εξέλιξη εδώ και δεκαετίες. Το 1989 (η χρονιά του Back To The Future Part II), ο Αμερικανός παλαιοντολόγος Stephen Jay Gould δημοσίευσε το διαχρονικό του βιβλίο Wonderful Life, με το όνομα του την κλασική ταινία που περιλαμβάνει επίσης ένα είδος ταξιδιού στο χρόνο. Σε αυτό, πρότεινε ένα πείραμα σκέψης: τι θα συνέβαινε αν μπορούσατε να αναπαράγετε ξανά την ταινία της ζωής, να τυλίξετε την ιστορία της εξέλιξης και να την ξανατρέξετε; Θα εξακολουθείτε να βλέπετε την ίδια ταινία με όλα τα εξελικτικά γεγονότα να παίζονται όπως πριν; Ή θα έμοιαζε περισσότερο με μια επανεκκίνηση, με τα είδη να εξελίσσονται με διαφορετικούς τρόπους;

Η απάντηση του Γκουλντ ήταν η τελευταία. Κατά την άποψή του, τα απρόβλεπτα γεγονότα έπαιξαν σημαντικό ρόλο στη φυσική ιστορία. Αν ταξιδεύατε πίσω στο χρόνο και πατούσατε την πρώτη πεταλούδα (θυμίζει το διήγημα του 1952 Μια Sound of Thunder από τον Ray Bradbury), τότε οι πεταλούδες δεν θα εξελίσσονταν ποτέ ξανά.

Αυτό υποτίθεται ότι συμβαίνει επειδή η παραλλαγή που βλέπουμε στη φύση - τα πολλά διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά και οι μορφές συμπεριφοράς που μπορεί να έχουν οι μορφές ζωής - προκαλείται από τυχαία γενετικά συμβάντα, όπως γενετικές μεταλλάξεις και ανασυνδυασμός. Η φυσική επιλογή φιλτράρει αυτήν την παραλλαγή, διατηρώντας και διαδίδοντας τα χαρακτηριστικά που δίνουν στους οργανισμούς το καλύτερο αναπαραγωγικό πλεονέκτημα. Κατά την άποψη του Gould, επειδή η σειρά των μεταλλάξεων που οδήγησαν στην πρώτη πεταλούδα ήταν τυχαίες, θα ήταν απίθανο να εμφανιστούν για δεύτερη φορά.

Συγκλίνουσα εξέλιξη

Αλλά δεν συμφωνούν όλοι με αυτή την εικόνα. Μερικοί επιστήμονες υπερασπιστεί την ιδέα της «συγκλίνουσας εξέλιξης». Αυτό συμβαίνει όταν οργανισμοί που δεν σχετίζονται μεταξύ τους αναπτύσσουν ανεξάρτητα παρόμοια χαρακτηριστικά ως απόκριση στο περιβάλλον τους. Για παράδειγμα, οι νυχτερίδες και οι φάλαινες είναι πολύ διαφορετικά ζώα, αλλά και τα δύο έχουν εξελίξει την ικανότητα να «βλέπουν» ακούγοντας πώς αντηχεί ο ήχος γύρω τους (ηχοεντοπισμό). Και τα πάντα και οι άνθρωποι έχουν εξελιχθεί αντικρουόμενοι αντίχειρες. Το powered flying έχει εξελιχθεί τουλάχιστον τέσσερις φορές, σε πουλιά, νυχτερίδες, πτερόσαυρους και έντομα όπως οι πεταλούδες. Και τα μάτια έχουν εξελιχθεί ανεξάρτητα τουλάχιστον 50 φορές στην ιστορία των ζώων.

Ακόμη και η νοημοσύνη έχει εξελιχθεί πολλές φορές. Ο διάσημος παλαιοντολόγος Σάιμον Κόνγουεϊ-Μόρις ρωτήθηκε κάποτε εάν οι δεινόσαυροι θα είχαν γίνει έξυπνοι αν ήταν ακόμα εδώ. Η απάντησή του ήταν ότι «το πείραμα έγινε και τα λέμε κοράκια», αναφερόμενος στο γεγονός ότι τα πουλιά, συμπεριλαμβανομένων των πολύ έξυπνο είδος κορακιού, εξελίχθηκε από μια ομάδα δεινοσαύρων.

Η συγκλίνουσα εξέλιξη υποδηλώνει ότι υπάρχουν μερικοί βέλτιστοι τρόποι με τους οποίους τα είδη μπορούν να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους, πράγμα που σημαίνει ότι (αν έχετε αρκετές πληροφορίες) θα μπορούσατε να προβλέψετε πώς ένα είδος είναι πιθανό να εξελιχθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Εάν επρόκειτο να πατήσετε την πρώτη πεταλούδα, ένα άλλο έντομο που μοιάζει με πεταλούδα θα εξελιχθεί τελικά επειδή άλλες μεταλλάξεις θα παράγουν τελικά τα ίδια χαρακτηριστικά που θα ευνοηθούν από τη φυσική επιλογή.

A πρόσφατη μελέτη στο περιοδικό Current Biology φαίνεται να γείρει την κλίμακα υπέρ της συγκλίνουσας εξέλιξης. Αυτή η μελέτη διερευνά πώς έχουν εξελιχθεί οι αράχνες ραβδί στα νησιά της Χαβάης και παρέχει στοιχεία για διαφορετικές, μεμονωμένες ομάδες ζώων που εξελίσσουν ανεξάρτητα τα ίδια χαρακτηριστικά.

Τα νησιά αναφέρονται συχνά ως φυσικά εργαστήρια επειδή είναι ουσιαστικά κλειστά περιβάλλοντα. Κάθε φορά που ένα είδος αποικίζει ένα νέο νησί, λαμβάνει χώρα ένα νέο ανεξάρτητο πείραμα προσαρμογής. Εμβληματικό παράδειγμα είναι οι σπίνοι που έχουν προσαρμοστεί στις διάφορες πηγές τροφής σε κάθε νησί των Γκαλαπάγκος, γεγονός που βοήθησε τον Κάρολο Δαρβίνο να αναπτύξει τη θεωρία του για τη φυσική επιλογή. Μερικοί από αυτούς τους πληθυσμούς έχουν πιαστεί ακόμη και στην πράξη να γίνονται νέοι είδος σπίνου.

Οι περισσότερες από τις αράχνες ραβδί στα νησιά της Χαβάης έχουν χρυσό, σκούρο ή λευκό χρώμα σώματος ως καμουφλάζ για να κρυφτούν από τα αρπακτικά, όπως τα πουλιά. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το DNA των διαφόρων ειδών αράχνης για να ανασυνθέσουν την ιστορία της εξέλιξής τους. Έδειξαν ότι οι σκοτεινές αράχνες και οι λευκές αράχνες έχουν επανειλημμένα εξελιχθεί από προγονικές χρυσές αράχνες, έξι φορές στην περίπτωση των σκοτεινών αράχνων και δύο φορές στην περίπτωση των λευκών.

Ευκαιρία ή ανάγκη;

Αυτή η μελέτη είναι ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα συγκλίνουσας εξέλιξης που λαμβάνει χώρα στην ίδια γεωγραφική περιοχή. Θυμίζει τις κλασικές μελέτες για Σαύρες Anolis από τον εξελικτικό οικολόγο Jonathan Losos, ο οποίος παρατήρησε ότι οι σαύρες σε διαφορετικά νησιά της Καραϊβικής είχαν εξελιχθεί ανεξάρτητα ίδιες προσαρμογές πολλές φορές. Όλα αυτά υποδηλώνουν ότι οι μορφές ζωής που ζουν σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα είναι πιθανό να εξελίξουν ορισμένα χαρακτηριστικά.

Αλλά τα στοιχεία για τη συγκλίνουσα εξέλιξη δεν αποκλείουν τον ρόλο της τύχης. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι μεταλλάξεις και οι βιολογικές παραλλαγές που δημιουργούν είναι τυχαίες. Οι οργανισμοί είναι ένα μωσαϊκό πολλαπλών χαρακτηριστικών, το καθένα με διαφορετική εξελικτική ιστορία. Και αυτό σημαίνει ότι οτιδήποτε εξελίχθηκε στη θέση της πεταλούδας μπορεί κάλλιστα να μην φαίνεται ακριβώς το ίδιο.

Τα αποδεικτικά στοιχεία δεν είναι πειστικά ούτε από τα δύο, αλλά ίσως και η τύχη και η αναγκαιότητα παίζουν ρόλο στην εξέλιξη. Αν κάναμε ξανά την ταινία της ζωής, νομίζω ότι θα καταλήξαμε στους ίδιους τύπους οργανισμών που έχουμε σήμερα. Πιθανότατα θα υπήρχαν πρωτογενείς παραγωγοί που θα εξάγουν θρεπτικά συστατικά από το έδαφος και ενέργεια από τον ήλιο, και άλλοι οργανισμοί που κυκλοφορούν και τρώνε τους πρωτογενείς παραγωγούς. Πολλά από αυτά θα είχαν μάτια, άλλα θα πετούσαν και άλλα θα ήταν έξυπνα. Αλλά μπορεί να φαίνονται αρκετά διαφορετικά από τα φυτά και τα ζώα που γνωρίζουμε σήμερα. Μπορεί να μην υπάρχουν καν έξυπνα θηλαστικά με δύο πόδια.

Σε περίπτωση λοιπόν που βρεθείτε να ταξιδεύετε πίσω στο χρόνο, μην πατήσετε καμία πεταλούδα.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Jordi Paps, Λέκτορας, Σχολή Βιολογικών Επιστημών, Πανεπιστήμιο του Essex

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon