خانه | دانش و فن‌آوری

فرگشت اساساً تصادفی‌ست؟

شنبه, 1389-12-14 17:09
نسخه قابل چاپنسخه قابل چاپ
پرسش‌هایی پیرامون فرگشت – بخش هفتم
Michael Le Page
برگردان: 
احسان سنایی

ترجمه‌ی احسان سنایی- هم آری و هم نه. انتخاب طبیعی را می‌توان فرآیند سخت‌گیرانه‌ی آزمون‌محوری دانست که طبیعت را از لوث وجود گزینه‌های ناکارآمدِ زیستی‌ زدوده و اینگونه، موجودات زنده را در جهات خاصی فرگشت می‌بخشد. با این حال اصل تصادف در این بین حائز اهمیتِ فراوانی‌ست.

 

 

«این‌که پیدایش حیات اساساً تصادفی بوده، مثل این می‌ماند که طوفانی از میان یک انبار قراضه رد بشود و یک بوئینگ ۷۴۷ از خود به جا گذارد». این را ستاره‌شناسی به‌نام «چاندرا ویکراماسینگ» (Chandra Wickramasinghe) در سال ۱۹۸۱ گفته. دانشجویش «فرد هویل» (Fred Hoyle)، نسخه‌‌ای مشابه از همین مدعا را بعدها معروف‌تر کرد و نشان داد که گاه حتی نوابغ ِ دنیای دانش نیز اصلاً از نظریه‌ی فرگشت اطلاع چندانی ندارند.

قیاس ِ مشابه اما معتبری از این گزاره را می‌توان با فرض وجود یک میلیون انبار قراضه آغاز کرد. بعد از وزش هر طوفان، بایستی دست به کاوشی فرضی در تمامی‌ انبارها زد تا نزدیک‌ترین سازه به یک موجود پرنده را یافت و سپس از همان انبار ِ به‌خصوص، مجدداً یک میلیون نسخه‌ی مشابه ایجاد کرد و باز یک میلیون طوفان به‌راه انداخت و کاوش گسترده‌ای را مجدداً از سر گرفت تا در نهایت بشود سازه‌ای را یافت که صرفنظر از شباهت سرتاسری‌اش با یک بوئینگ ۷۴۷؛ بتواند دست‌کم چندمتری را بپرد.

فرگشت از مسیر انتخاب طبیعی، فرآیندی دومرحله‌ای‌ست که نخستین مرحله‌اش را تصادف هدایت می‌کند؛ چراکه جهش‌های ژنتیکی، رخدادهایی تصادفی‌اند؛ حال‌آنکه بقای جهشی خاص، بسته به سازگاری با محیط است. انتخاب طبیعی، جهش‌های سودآور را ترویج می‌بخشد (رجوع کنید به ۳- آیا انتخاب طبیعی، موجب رشد پیچیدگی می‌شود؟) و جهان پیرامون، محدودیت‌های تعیین‌کننده‌ای را بر آنچه که سودمند است و آنچه نیست؛ اینچنین تعیین می‌کند. نتیجه‌ نیز این خواهد بود که موجودات، در جهات به‌خصوصی فرگشت می‌یابند.

مثلاً آبزیِ خاصی را در نظر بگیرید که به‌منظور تعذیه‌ی زومره مجبور به تعقیب شکارش است. جهش‌های تصادفی ِ ژنتیکی در فرآیند تولید مثل ِ این موجود، موجب پیدایش فرزندانی با گستره‌ای وسیع از اَشکال مشابهِ با والدین خود می‌شوند؛ حال‌آنکه فرزندانی با فیزیکِ بدنی ِ پویاتر، از شانس بیشتری برای بقا و تولید مثل، در قیاس با فرزندانی که شکل ناکارآمدِ بدنشان امکان تحرکِ بیشتر را از آنان گرفته، می‌یابند. لذا با گذشت زمان، تمامی ِ آبزیانِ پرسرعت اساساً شکل نیزه‌مانندی به خود می‌گیرند؛ آنگونه که نمونه‌های فراوانی را در میان سرپاوران، کوسه‌ها و دلفین‌ها هم می‌توان نام برد. چنین چیزی را شاید بتوان محصول یک طرح ویژه پنداشت؛ اما حقیقت این است که این نمونه‌ها قدرت پیش‌برندگی ِ آگاهانه‌ی انتخاب طبیعی را به ما گوشزد می‌کند؛ یعنی انتخاب سخت‌گیرانه‌‌ای که عملاً تأثیر جهش‌های گوناگونِ طبیعی را مورد ارزیابی ِ واقع‌بینانه قرار می‌دهد و از بین‌شان بهترین را برمی‌گزیند.

با این حال موجودات زنده هرگز انتظار وقوع یک جهش سودآور را هم نمی‌کشند. مثلاً انگلی که موجب بروز «بیماریِ خواب» (Sleeping Sickness) در پی گزش مگس «تسه‌تسه» در انسان می‌شود؛ حاوی هزاران ژنِ یدکی برای ابقای پروتئین‌های پوششی‌اش است. این ژن‌ها، با اختلاط و تطبیق با همدیگر، پوشش‌های جدیدتری را تولید می‌کنند که سامانه‌ی ایمنی ِ انگل را در وضعیت کنونی‌اش حفظ می‌کند. جالب‌تر اینکه شماری معدود از زیست‌شناسان معتقدند که برخی میکروب‌ها مجهز به مکانیسم پیچیده‌ای‌اند که به آن‌ها در مواجهه‌ی با تغییر اوضاع محیطی و تلاش برای انطباق با محیط جدید، اجازه‌ی افزایش دلخواهانه‌ی نرخ جهش‌ را در ژن‌های خاصی از ژنوم‌شان می‌دهد و یا قادرشان می‌سازد تا جهش‌ها را برای روز مبادا ذخیره کنند. اگر حتی چنین مکانیسم‌های پیچیده‌ای هم در طبیعت وجود داشته باشد؛ تمامی ِ اختیار میکروب محدود به تحمیل تغییرات تصادفی‌ست؛ حال‌آنکه این انتخاب طبیعی – یا همان فرآیند سخت‌گیرانه‌ی ارزیابی تصادف‌ها – ست که فرگشت را در مسیر خاصی به پیش می‌رانَد.

یکی از آثار این فرآیند دو مرحله‌ای (یکی تصادف و دیگری انتخاب) این است که فرگشت، در موجوداتِ گوناگون دست به تولید راه حل‌های مشابهی در مواجهه با مشکلات مشابه می‌زند که به این پدیده «هم‌گرایی» (Convergence) می‌گویند. نمونه‌های عملی ِ بیشماری از این پدیده را در پهنه‌ی طبیعت می‌توان یافت. «پتروسائور»ها (گونه‌ای دایناسور پرنده)، پرندگان و خفاش‌ها، تماماً روش‌های مشابهی را در پرواز اتخاذ کرده‌ یا می‌کرده‌اند. «ماهی تُن» و برخی کوسه‌ها نیز از سازوکارهای مشابهی برای گرم‌تر نگه داشتن ماهیچه‌هایشان در برابر آبِ پیرامون‌ خود استفاده می‌برند.

هم‌گرایی ِ فرگشتی را می‌توان در هر سطحی از اَشکال طبیعت مشاهده کرد؛ از پروتئین‌ها گرفته تا کلنی‌های زیستی. مثلاً نمونه‌ی مشابهی از پادتن نامتعارفی که روزگاری گمان می‌رفت تنها منحصر به بدن شتر است؛ بعدترها در بدن کوسه‌ هم یافته شد. نمونه‌های مشابهی در بین «موش‌های کور عریان» که حیاتی اجتماعی دارند؛ و حشراتی اجتماعی نظیر مورچه و زنبور هم مشاهده شده است.

تمام این‌ها بدین‌معناست که اگر می‌توانستیم زمان را به عقب برگردانیم و فرگشتِ موجودات را دیگرباره ببینیم؛ حیات از مسیرهای کاملاً متفاوتی رو به ترقی می‌نهاد اما باز همان نتایج موجود و فرآورده‌هایی مشابه با موجوداتِ زنده‌ی کنونی را پدید می‌آورد. باز همان آبزیانِ نیزه‌مانند و پرندگان تیزپرواز را در پهنه‌ی اقیانوس و گستره‌ی آسمان زمین می‌شد دید. در واقع عده‌ای معتقدند که فرگشتِ هوش نیز از این مسیر اجتناب‌ناپذیر می‌نمود؛ هرچند شاید آنگاه موجودات هوشمند، فیزیکِ بدنی متفاوتی نسبت به ما می‌داشتند.

هرچند که فرگشت با تفاسیری که در بالا رفت، اساساً فرآیندی تصادفی نیست؛ اما دیدیم که تصادف هم در پیش‌برد جریانش نقش عمده‌ای را ایفا می‌کند. دستورالعمل‌های بیشمار و محتملی که فرگشت در مواجهه‌ی با محدودیت‌های طبیعت قادر به اتخاذ آن‌هاست را در پهنه‌ی طبیعت می‌توان دید. مثلاً همان «سِهره‌»هایی را که داروین از جزایر گالاپاگوس جمع آورده بود، در نظر بگیرید. آن‌ها خود به 13 گونه‌ی متفاوت تقسیم شده بودند که شکل منقارشان با انواع متفاوتی از غذا سازگاری یافته بود. اینکه چرا گونه‌ای از یک پرنده راهی را برمی‌گزیند و دیگری چنین نمی‌کند؛ اساساً به جهش‌های تصادف‌محوری وابسته است که مثلاً بر شکل منقار یک پرنده اثر می‌گذارد.

نکته‌ی دیگر اینکه بقا یا نابودیِ آثار برخی جهش‌ها در جمعیتی از یک گونه‌ی زیستی، می‌تواند از مسیر «انحراف ژنتیکی»، به‌جای «انتخاب طبیعی» باشد (رجوع کنید به ۲- آیا انتخاب طبیعی، تنها مسیر پیش روی فرگشت است؟) و در این مورد، باز اصل تصادف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است: اگر شهابسنگ بزرگی در ۶۵میلیون سال پیش تصادفاً به زمین نخورده بود؛ شاید هنوز دایناسورها حکمرانان زمین می‌بودند.
از این‌رو مادامی‌که تصور ایجادِ تصادفی ِ اندام‌های پیچیده‌ای نظیر چشم و بال در موجودات زنده در نظریه‌ی فرگشت اشتباه است؛ اما باید دانست که همین تصادف در پیشرفت فرگشت، نقش عمده‌ای را عهده‌دار است.

 

منبع: NewScientist

 

در همین زمینه:
۶- فرگشت آیا تا ابد به پیش خواهد رفت؟
۵- فرگشت، خودکشی هم می‌کند
۴ – آیا فرگشت، صرفاً گونه‌هایی که بیشترین تطابق با محیط را دارند ایجاد می‌کند؟
۳- آیا انتخاب طبیعی، موجب رشد پیچیدگی می‌شود؟
۲- آیا انتخاب طبیعی، تنها مسیر پیش روی فرگشت است؟
۱- آیا همه‌چیز، همان سازگاری‌ست؟

 

توضیح تصویر:
طرح از Mathias Kulka

Share this
Share/Save/Bookmark

آقای سنایی لطفا انتخاب طبیعی را بزبان ساده تعریف کنید

نظریه‌ی Evolution، که در فارسی غالباً به «تکامل» ترجمه شده؛ دربردارنده‌ی زیرشاخه‌های مفاهیمی همچون «انتخاب طبیعی» (Natural Selection) و «انحراف ژنتیکی» (Genetic Draft) است که به‌واسطه‌ی ترجمه‌ی Evolution به «تکامل»، دچار کژفهمی‌های فراوانی شده‌اند. کلمه‌ی «تکامل»، لزوماً اشاره به پیشرفت و بهتر شدن یک گونه در طول زمان اشاره دارد، حال‌آنکه چنین چیزی عموماً صحت ندارد. به‌همین دلیل است که واژه‌ی «فرگشت» به‌معنای تغییر و تحول تدریجی، جایگزین بهتری برای ترجمه‌ی کلمه‌ی Evolution محسوب می‌شود.
حال، برای شرح مفهوم «انتخاب طبیعی» و «انحراف ژنتیکی» که هر دو به‌عنوان موتور محرکه‌ی ماشین «فرگشت» محسوب می‌شوند؛ همان مثال به‌کاررفته در همین مقاله را مجدداً تکرار می‌کنم:
یک جمعیت از ماهیانی را در نظر بگیرید که برای تغذیه مجبور به تعقیب شکارشان در آب هستند. این ماهی‌ها، پس از تولید مثل فرزندانی دارند که ژنوم‌شان بی‌تردید عیناً مشابه ژنوم والدین‌شان نیست؛ بلکه در حین فرآیند تولید مثل، ژن‌ها متحمل جهش‌هایی تصادفی شده است و از این‌رو تفاوت‌هایی با والدین خود دارند. البته این نکته را مدنظر داشته باشید که جهش، در سرتاسر قلمرو ژنوم اتفاق می‌افتد و این در حالی‌ست که جاندار، تنها از 10درصد ژنوم خود عملاً استفاده می‌کند و اگر این جهش‌ها در 90درصد مابقی رخ دهند؛ فرزندان ظاهراً تفاوتی با والدین خود نخواهند داشت. اما اگر این جهش‌ها بر حسب تصادف در همان 10درصد از بخش مفید ژنوم رخ دهد و فرزند از حیث فیزیک بدنی، تفاوت‌هایی با والدین خود بیابد، این‌جاست که ردپای فرگشت نمود می‌یابد. اگر این تغییرات باعث بهره‌ورتر شدن شکل بدن ماهی شوند؛ یعنی ماهی بتواند در عین مصرف انرژی کمتر، با سرعت بیشتری شنا کرده و طعمه‌ی بیشتری نصیب‌اش شود؛ آنگاه بقایش تضمین‌ترشده‌تر خواهد بود. در اینجا، تصادف موجب شد تا مثلاً از میان ده فرزند، یکی بدن ورزیده‌تر و بهره‌ورتری داشته باشد؛ اما سازگاریِ بهتر همین یک ماهی با محیط پیرامون‌اش، حضور او را در طول زمان نسبت به سایر فرزندانِ همان خانواده پررنگ‌تر خواهد نمود. به این گزینش که توسط محیط انجام می‌پذیرد، اصطلاحاً «انتخاب طبیعی» می‌گویند.
اما گاه اتفاق می‌افتد که جمعیتِ یک گونه‌ی جانوری، آن‌قدر کم است که جهش‌ها نقش‌شان پررنگ‌تر می‌شود (مثلاً به‌جای تولد یک فرزند استثنایی در میان ده فرزند و لذا تغییر و تحول کند یک گونه از مسیر انتخاب طبیعی؛ یک فرزند از بین دو فرزند استثنایی از آب در می‌آید). این پدیده در جوامع کم‌جمعیت اهمیت بارزی می‌یابد. مثلاً روزگاری دایناسورها حکمران زمین بودند؛ اما بنابه‌تصادف شهابسنگی به زمین برخورد و نسل‌شان را منقرض ساخت. با وقوع این رخداد و تغییر وضع اقلیمی ِ زمین، پستانداران (که وزن بزرگ‌ترین‌شان در آن زمان به 17کیلوگرم می‌رسید) از زیر زمین خارج شده و به‌واسطه‌ی جمیعت اندک‌شان (که مداوماً توسط دایناسورها شکار می‌شدند)، امکان بقا یافته و سریعاً متحول شدند؛ آنچنانکه در مدتی کوتاه وزن‌ بزرگ‌ترین‌شان از 17کیلوگرم به 17تن رسید. این پدیده اگر می‌خواست از مسیر انتخاب طبیعی رخ بدهد، شاید صدهامیلیون سال به‌طول می‌انجامید؛ اما بر اساس قوانین احتمالات، هنگامی‌که جمعیت یک گونه کم باشد، تغییرات سریع نمود می‌یابد.

از این‌رو فرگشت را می‌توان همانند اتومبیلی پنداشت که با دو موتور «انتخاب طبیعی» و «انحراف ژنتیکی» حرکت می‌کند؛ دو موتوری که قدرت و بهره‌وری‌شان بی‌تردید همانند هم نیست (سرعتِ «انتخاب طبیعی» کم اما تأثیرش پایدار است؛ اما «انحراف ژنتیکی»، بالعکس دارای سرعت بیشتر اما پایداری کمتری‌ می‌باشد).

ارسال کردن دیدگاه جدید

محتویات این فیلد به صورت شخصی نگهداری می شود و در محلی از سایت نمایش داده نمی شود.

نظر شما پس از تایید دبیر وب‌سایت منتشر می‌شود.

لطفا به زبان فارسی کامنت بگذارید.
برای نوشتن به زبان فارسی می توانید از ادیتور زمانه استفاده کنید.

کامنتهایی که حاوی اتهام، توهین و یا حمله شخصی باشد هرز محسوب می شود و
منتشر نخواهد شد.

 

لینک به ادیتور زمانه:         

برای عبور از سد فیلترینگ

پرونده ۱۳۹۱ / چشم‌انداز ۱۳۹۲

مشخصات تازه دریافت برنامه های رادیو زمانه  از ماهواره:

ماهواره  :Eutelsat

هفت درجه شرقی

پولاریزاسیون افقی 

سیمبول ریت ۲۲

فرکانس ۱۰۷۲۱مگاهرتز

همیاران ما