پدیده انتخاب طبیعی (Natural Selection) چگونه تکامل حیات را توضیح می دهد؟

نظریه کامل

 

پدیده انتخاب طبیعی نظریه ای است که توسط دانشمند بزرگ انگلیسی چارلز داروین ارائه شده است. چارلز داروین که از او بعنوان بزرگترین دانشمند تمامی اعصار یاد می شود پدیده تکامل از طریق انتخاب طبیعی را عامل گوناگونی حیات و بقای آن دانسته است. تا کنون نقدهای زیادی بر نظریه تکامل نوشته شده است. متن حاضر خلاصه ای از مقاله ای تحلیلی و تخصصی ازالیور بورکمن است که در سال 2010 در مجله گاردین منتشر شده است.

انتخاب طبیعی چیست؟

انتخاب طبیعی باعث می شود تکامل یک گونه در جهت مشخصی هدایت شود: در جهت بقاء آن گونه. ژنها یی که درنهایت در آن گونه باقی می مانند ژنهایی هستند که دوام خوبی دارند. اما چه چیزی باعث می شود که یک ژن دوام خوبی داشته باشد؟ پاسخ این است: این ژنها به بقیه ژنهای آن موجود زنده کمک می کنند تا بدن هائی بسازند که آنقدر دوام بیاورند که بتوانند ژنهای خوبشان را به نسل های آینده انتقال بدهند.

قدرت نظریه انتخاب طبیعی – که به عنوان بهترین ایده در تاریخ علم شناخته شده است – در این است که چگونه اصولی به این سادگی می توانند پیچیدگی های باور نکردنی طبیعت را توضیح دهند.

سالیان سال است که نظریه انتخاب طبیعی تنها روش توضیح دادن تکامل گونه های مختلف موجودات زنده و گوناگونی آن بوده است. اما امروزه با مشاهداتی که انجام شده می توان نقد های زیادی را براین نظریه وارد کرد.

مثال های نقض نظریه تکامل بر اساس انتخاب طبیعی

مطالعه ای که سوئدی ها روی گروهی ازمرغ های یک مرغداری انجام داده اند ( که به آزمایش Swedish Chicken  معروف است)  یکی از مثال های نقض این نظریه است. چند سال پیش، گروهی از محققان به رهبری پروفسوری از دانشگاه Linköping سوئد، مرغ های یک مرغداری را تحت شرایط پراسترس قرار دادند. آنها نور مرغداری را دائم تغییرمی دادند، بطوری که مرغ ها نمی توانستند ریتم خواب و بیداری منظمی داشته باشند و در نتیجه نمی دانستند کی باید غذا بخورند و کی بخوابند. پس از این آزمایش مشاهده شد که توانائی مرغان در پیدا کردن غذایی که در یک مسیرتودرتو (maze) پنهان شده به طرز قابل ملاحظه ای کاهش یافته است.

بخش شگفت انگیز این آزمایش چیزی است که بعداً اتفاق افتاد: مرغها به یک محیط بدون استرس منتقل شدند و جوجه های آنها در شرایط بدون استرس رشد کردند ولی همچنان توانایی شان درپیدا کردن غذا در یک تودرتو بطور غیر منتظره ای پایین بود. بنظر می رسید که این جوجه ها تأثیرمحیط روی مادرانشان را به ارث برده اند! تحقيقات بيشتر نشان داد كه این تغييرات ارثی بيان ژن درجوجه ها را تحت تاثیر قرارداده است – بیان ژن نحوه فعال یا غیر فعال شدن ژنها است که در نهایت تعیین کننده این است که هر موجود زنده با چه ویژگی هاي اختصاصي به دنیا بیاید. این نشان می دهد استرس در سطح ژن روی مرغان تأثیرگذاشته است و آنها هم آن ژنها را به فرزندان خود منتقل کرده اند.

اپی ژنتیک

مطالعه مرغان سوئدی یکی از مصادیق علم “اپی ژنتیک” است که  “اپی ژنوم” را مورد بررسی قرار می دهد. اپی ژنوم حاوی سوابق تغییرات شیمیایی در DNA یک ارگانیسم است. تغییر در اپی ژنوم منجر به تغییردرعملکرد ژنوم می گردد.

اپی ژنوم نقش تعیین کننده ای در اینکه کدام ژن ها بیان شوند دارد: در واقع اپی ژنوم، ژن های خاصی را روشن یا خاموش می کند و یا شدت آنها را افزایش یا کاهش می دهد. اینکه محیط می تواند اپی ژنوم را تغییر دهد را قبلاً می دانستیم ولی این یافته که چنین تغییراتی دراپی ژنوم به نسل بعدی به ارث می رسد درآن زمان جدید بود. و البته، این فقط درمورد حیوانات صادق نیست. تحقیقات نشان داده که در مورد انسانها هم صادق است.

 اپی ژنتیک در انسانها

یک مطالعه که باز هم توسط سوئدی ها انجام شده ساکنین شمالی ترین استان سوئد به نام نوربوتن را تحت بررسی قرار داده است. کشاورزی در این منطقه در برخی سالها بسیار پر محصول و در بعضی سالهای دیگر بسیار کم رونق است. در نتیجه بچه های این روستاها در شرایطی بزرگ می شوند که گاهی وفور نعمت است و گاهی غذا به سختی پیدا می شود. مشاهدات پژوهشگران بر روی مردم این منطقه نشان داده است که کسانی که یک دوره پرخوری در میان دوره های طولانی کمبود غذا داشته اند نوه های آنها بطور متوسط 32 سال زودتر از کسانی که دارای زندگی نرمال تری بوده اند می مردند.

این بدان معنی است که نحوه غذا خوردن شما می تواند برروی طول عمر دو نسل بعد از شما تاثیر داشته باشد آنهم وقتی که هنوز نوه یا حتی بچه ای در کار نیست!

ممکن است ارتباط این مشاهدات با نظریه تکامل الان برای شما مشخص نباشد.

در هر نسلی، ژن ها تحت جهش های تصادفی قرارمی گیرند و فرزندان را از والدینشان متفاوت می سازند. آن جهش هایی که توانایی های موجود زنده را برای رشد و تکثیردرمحیط خاص خود بهبود می دهند، در میان آن جمعیت موجودات گسترش می یابند.

با این حال، اپی ژنتیک نشان می دهد که این تمام داستان نیست. اگر آنچه در طول زندگی شما اتفاق می افتد – مثلاً زندگی درمحیط استرس زایی شبیه آن مرغداری یا پرخوری کردن در شمال سوئد – می تواند روی میزان بیان ژن های شما در نسل های آینده تأثیر بگذارد، نظریه انتخاب طبیعی زیر سؤال می رود.

به جای آنکه ژن ها عامل ایجاد صفاتی در نسل های جدید باشند – صفاتی که ممکن است مناسب زندگی در آن محیط باشند یا نباشند –  بنظر می آید که محیط زیست هم در ایجاد یکسری صفات در نسل های آینده نقش دارد، حتی اگر موجود زنده فقط مدت کوتاهی در آن محیط زندگی کرده باشد.

اپی ژنتیک واضحترین دلیل است که نشان می دهد درک ما ازنظریه تکامل ممکن است نیاز به تجدید نظر داشته باشد.

انتقال افقی

ما آموخته ایم که بخش عظیمی از ژنوم انسان شامل ویروس ها و یا موادی شبیه ویروس است که ممکن است از طریق عفونت وارد بدن شده باشند. این بدان معنی است که انتخاب طبیعی فقط از طریق جهش های تصادفی عمل نمی کند بلکه از طرق دیگر نیز می تواند عمل کند.

شواهد زیادی وجود دارد که نشان می دهد که ژن ها نه تنها به صورت عمودی، از پدر و مادر به فرزندان، منتقل می شوند بلکه همچنین به صورت افقی بین ارگانیسم ها هم جابجا می گردند. محققان Carl Woese و Nigel Goldenfield می گویند که به طور متوسط ​​یک باکتری ممکن است 10٪ از ژن هایش را از سایر موجودات در محیط اطراف خود به دست آورد.

از آنجایی که بیشتر تاریخ حیات روی کره زمین، مربوط به دوره میکروارگانیسم ها بوده است، پدیده انتقال افقی ژن ها به ما می گوید که نظریه تکامل داروین در آن دوران صادق نبوده است و فقط توجیه کننده تغییرات در دوران اخیر است و برای اَشکال پیچیده حیات صادق است.

احتمالاٌ درابتدای تاریخ حیات، تکامل بر مبنای انتقال افقی ژنها بوده است که یک پازل فلسفی را مطرح می کند : اگر یک ژنوم چیزی است که یک ارگانیسم را تعریف می کند، و ارگانیسم ها می توانند ژن ها را آزادانه با هم مبادله کنند، چگونه می توان یک مرز روشن بین یک ارگانیسم و ارگانیسم دیگر قائل شد؟

همانطور که می دانید انتخاب طبیعی می گوید قویترین ها نسبت به رقبا بیشتر دوام می آورند، اما اگر شما نتوانید مرز روشنی بین رقبا بکشید چه؟

باورهای ما در مورد هوش و استعداد

اگر بدانیم که به عنوان مثال، عادات غذایی اجداد ما نقش مهمی بر هوش و استعداد فعلی ما داشته است، تمام باورهای ما درباره استعداد، هوش و توانائی های ویژه افراد دچار فروپاشی خواهد شد.

یکی دیگر از مطالعاتی که در این زمینه انجام شده مطالعه ای است که بر روی موش هایی  که مشکلات حافظه ای داشتند و آن را بطور ژنتیکی به ارث برده بودند انجام شد. این موشها در محیطی پر از سرگرمی های تحریک کننده حواس نگهداری می شدند. این محیط شامل مقدار زیادی اسباب بازی و فعالیت و سرگرمی بوده است. پس از مدتی مهارت های حافظه آنها بهبود پیدا کرد، حتی حافظه فرزندان آنها نیز بهتر شد. این در حالی بود که فرزندان آنها هرگزچنان محیط محرکی را تجربه نکرده بودند، حتی در زمان جنینی شان!

در همین رابطه  David Shenk  می گوید: “اگر یک متخصص ژنتیک در دهه 90 در سخنرانی اش ادعا می کرد که یک بچه 12 ساله می تواند توانایی ذهنی کودکان نسل های بعد از خود را با بهتر درس خواندن در زمان حال بهبود بخشد ، قطعاً حضار به او می خندیدند و او را از سالن بیرون می کردند.”

حلقه معیوب

آن کولتر آمریکایی نیز نقد خود را چنین مطرح می کند:” انتخاب طبیعی به ما می گوید، سازگارترین ها زنده می مانند. سؤال: چه کسانی سازگارترین اند؟ جواب: کسانی که زنده مانده اند!”

برای فرار از این حلقه معیوب باید بتوان روشهای دیگری برای اندازه گیری میزان سازگاری پیدا کرد.  این برای دانشمندان امکان پذیر است. به عنوان مثال، تصور کنید مهمترین صفت برای یک یوزپلنگ چیست؟ قطعاً توانایی سریع دویدن برای یوزپلنگ حیاتی است. حالا تصور کنید پای یوزپلنگ باید چه ساختاری داشته باشد تا بتواند سریعتر بدود. سپس به مشاهده یوزپلنگان بپردازید و ببینید آیا پایشان شبیه ساختار فرضی شما است؟ سپس فسیل های به جا مانده از گونه های منقرض شده یوزپلنگان را بررسی کنید و ببیند آیا پای آنها متفاوت بوده است یا خیر؟

جمع بندی

جالب است بدانید که داروین هم بر این موضوع اذعان داشته است که دلیلی ندارد فکر کنیم که انتخاب طبیعی تنها مکانیزم تکامل در موجودات زنده است.

داروین که نظریه اش را قبل از کشف DNA مطرح کرد بسیار خوب می دانست که کارش آغاز سفری است برای شناخت منشاء حیات و چگونگی شکل گیری آن و ما هنوز در ابتدای این سفر هستیم.

 

منبع:  Why everything you’ve been told about evolution is wrong”, 2010, Oliver Burkeman, Guardian

منابع بیشتر برای مطالعه:

 

 
مطالب دیگر:
 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.