Shutterstock

Martha Jones: Ez olyan, mint azokban a filmekben: ha pillangóra lép, megváltoztatja az emberi faj jövőjét.

Az orvos: Akkor ne lépj semmilyen pillangóra. Mit tettek valaha a pillangók?

Úgy tűnik, hogy a tudományos-fantasztikus írók nem értenek egyet az időutazás szabályaiban. Néha, mint a fenti Doctor Who-ban, a szereplők időben haladhatnak és befolyásolhatják az apró eseményeket, anélkül, hogy megváltoznának a történelem nagy folyamata. Más történetekben, például a Vissza a jövőbe, az időutazók múltbeli legapróbb cselekedetei is jelentős hullámokat okoznak, amelyek kiszámíthatatlanul megváltoztatják a jövőt.

Az evolúciós biológusok évtizedek óta hasonló vitát folytatnak az evolúció működéséről. 1989-ben (a Vissza a jövőbe II. Év éve) az amerikai paleontológus, Stephen Jay Gould kiadta a Csodálatos élet című időtlen könyvét, a klasszikus film ez magában foglalja a fajta időutazást is. Ebben egy gondolatkísérletet javasolt: mi történne, ha visszajátszhatnád az élet szalagját, visszatekerve az evolúció történetét és újra futtatva? Látnád továbbra is ugyanazt a filmet az összes evolúciós esemény lejátszásával, mint korábban? Vagy inkább újraindítás lenne, a fajok különböző módon fejlődnének?

Gould válasza az utóbbi volt. Véleménye szerint a kiszámíthatatlan események nagy szerepet játszottak a természettudományban. Ha vissza kellene utaznod az időben, és rálépnél az első pillangóra (az 1952-es novellára emlékeztet) A Sound of Thunder Ray Bradbury), akkor a pillangók soha többé nem fejlődnek.

Ez állítólag azért van, mert a természetben látott variációt - az életformák sokféle fizikai jellemzőjét és viselkedési formáját - véletlenszerű genetikai események, például genetikai mutációk okozzák. és rekombináció. A természetes szelekció kiszűri ezt a variációt, megőrzi és elterjeszti azokat a tulajdonságokat, amelyek a szervezetek számára a legjobb reprodukciós előnyt biztosítják. Gould szerint mivel az első pillangóhoz vezető mutációk sorozata véletlenszerű volt, nem valószínű, hogy másodszor fordulnak elő.

Konvergens evolúció

De nem mindenki ért egyet ezzel a képpel. Néhány tudós megvédeni a „konvergens evolúció” gondolatát. Ekkor az egymással nem rokon organizmusok egymástól függetlenül hasonló tulajdonságokat fejlesztenek a környezetükre reagálva. Például a denevérek és a bálnák nagyon különböző állatok, de mindkettő fejlesztette a „látás” képességét azzal, hogy meghallgatta, hogyan visszhangzik körülöttük a hang (echolocation). A pandák és az emberek is fejlődtek ellentétes hüvelykujjak. Az erőteljes repülés fejlődött legalább négyszermadaraknál, denevéreknél, pterosauruszoknál és rovaroknál, például a pillangóknál. A szemek pedig önállóan fejlődtek legalább ötször az állattörténetben.

Még az intelligencia is többször fejlődött. Simon Conway-Morristól, a híres paleontológustól egyszer megkérdezték, hogy a dinoszauruszok intelligensek lettek volna, ha még mindig itt vannak. A válasza volt, hogy "a kísérletet elvégezték, és varjaknak hívjuk őket", utalva arra a tényre, hogy a madarak, beleértve a nagyon intelligens varjúfajok, fejlődött dinoszauruszok csoportjától.

A konvergens evolúció azt sugallja, hogy van néhány optimális módszer, amellyel a fajok alkalmazkodhatnak a környezetükhöz, ami azt jelenti, hogy (ha elegendő információval rendelkezik) megjósolhatja, hogy egy faj valószínűleg hosszú ideig fejlődik-e. Ha az első pillangóra lépne, akkor végül egy másik pillangószerű rovar fog kialakulni, mert más mutációk végül ugyanazokat a tulajdonságokat hozzák létre, amelyeket a természetes szelekció előnyben részesít.

A nemrégiben készült tanulmány a Current Biology folyóiratban úgy tűnik, hogy a konvergens evolúció javára dönt. Ez a tanulmány azt vizsgálja, hogyan fejlődtek a botpókok a Hawaii-szigeteken, és bizonyítékot szolgáltat arra, hogy különböző, elszigetelt állatcsoportok ugyanazon tulajdonságokat függetlenül alakítják ki.

A szigeteket gyakran nevezik természetes laboratóriumoknak, mivel ezek gyakorlatilag zárt környezetek. Valahányszor egy faj új szigetet telepít, új, független kísérletet végeznek az alkalmazkodásról. Ikonikus példa azok a pintyek, amelyek alkalmazkodtak a Galapagos-szigetek egyes szigeteinek különféle táplálékforrásaihoz, ami Charles Darwinnak segítette a természetes szelekció elméletének kidolgozását. Ezen populációk egy részét el is fogták az újdonsággá válás tettei pintyfaj.

A hawaii-szigeteki botpókok többségének arany, sötét vagy fehér testszíne van álcázásként, hogy elrejtse a ragadozók, például a madarak elől. A tudósok a különféle pókfajok DNS-ével rekonstruálták a fejlődésük történetét. Megmutatták, hogy a sötét pókok és a fehér pókok többször fejlődtek az ősi arany pókokból, a sötét pókoknál hatszor, a fehéreknél kétszer.

Esély vagy szükség?

Ez a tanulmány figyelemre méltó példa az azonos földrajzi területen zajló konvergens evolúcióra. A klasszikus tanulmányokra emlékeztet Anolis gyíkok Jonathan Losos evolúciós ökológus, aki különböző karibi szigeteken észlelte a gyíkokat, önállóan fejlesztette ki a többször ugyanazok az adaptációk. Mindez arra utal, hogy egy adott környezetben elég hosszú ideig élő életformák valószínűleg kifejlesztenek bizonyos jellemzőket.

De a konvergens evolúció bizonyítékai nem zárják ki a véletlen szerepét. Kétségtelen, hogy a mutációk és az általuk létrehozott biológiai variációk véletlenszerűek. A szervezetek többféle mozaikot alkotnak, mindegyiknek különböző evolúciós története van. És ez azt jelenti, hogy bármi is fejlődött a pillangó helyén, valószínűleg nem ugyanúgy néz ki.

A bizonyítékok egyik vagy másik szempontból sem meggyőzőek, de talán a véletlen és a szükségesség is szerepet játszik az evolúcióban. Ha újra az élet szalagját futtatnánk, akkor azt gondolom, hogy ugyanazokkal a fajta organizmusokkal végzünk, mint manapság. Valószínűleg léteznének olyan őstermelők, akik tápanyagokat nyernek ki a talajból és az energiát a napból, valamint más organizmusok, amelyek mozognak és megeszik az őstermelőket. Ezek közül soknak van szeme, van, aki repül, és van, aki intelligens. De meglehetősen eltérhetnek a ma ismert növényektől és állatoktól. Lehet, hogy nincsenek intelligens kétlábú emlősök sem.

Tehát arra az esetre, ha valaha is visszalátogatna az időben, ne lépjen pillangóra.

A szerzőről

Jordi Paps, a Biológiai Tudományok Iskola oktatója, Essexi Egyetem

Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon