چرا از انديشه متخصصينات فرگشت، وجود انسان امروزي اجتناب‌‌ناپذير است؟

تاكنون با خود فكر كرده‌‌ايد كه چه اتفاقي رخ مي‌‌داد اگر زمان دوباره به همان نقطه‌‌اي بازمي‌‌گشت كه فرگشت گونه‌‌ي ما آغاز شد؟ چه مي‌‌شد اگر روند شكل‌‌گيري حيات روي زمين از سر گرفته و تاريخ فرگشت دوباره از نو نگاشته مي‌‌شد؟ ديرينه‌‌شناسي آمريكايي به‌نام استفان جي‌‌گولد در اواخر دهه‌‌ي ۸۰ ميلادي، پاسخي براي اين پرسش ارائه كرد كه تا همين امروز نيز ذهن جستجوگر متخصصان زيست‌‌شناسي تكاملي را به خود مشغول داشته است.

گولد عقيده داشت كه اگر زمان به عقب بازمي‌‌گشت، فرگشت مسير كاملا متفاوتي را در پيش مي‌‌گرفت و گونه‌‌ي بشر هرگز به مسير حيات راه پيدا نمي‌‌كرد. درحقيقت، او احساس مي‌‌كرد كه فرگشت گونه‌‌ي بشر به‌‌حدي مورد نادري بوده است كه حتي اگر فيلم داستان حيات را براي ميليون‌‌ها بار ديگر از ابتدا پخش مي‌‌كرديم، امكان نداشت گونه‌‌اي مشابه با انسان خردمند (Homo sapiens) را روي زمين ببينيم.

استدلال او اين‌‌گونه بود كه عامل «شانس» نقش بسيار مهمي در جريان فرگشت ايفا كرده است. از انديشه متخصصينات او، شكل‌‌گيري اين روند مرهون وقوع چند انقراض دسته‌‌جمعي عظيم (درنتيجه‌ي برخورد شهاب‌‌سنگي بزرگ يا فعاليت‌‌هاي آتشفشاني بي‌‌سابقه) بوده است. اين رويدادهاي تصادفي تنها محدود به اين ابعاد بزرگ نبوده و حتي در مقياس مولكولي نيز جريان داشته است. حتي جهش‌‌هاي ژنتيكي كه پايه و اساس سازگاري‌‌پذيري‌‌هاي مبتني‌‌بر فرگشت محسوب مي‌‌شوند نيز مرهون رويدادهايي تصادفي بوده است.

البته از آنجاكه عملا غيرممكن است بتوانيم در زمان به عقب بازگرديم، نمي‌‌توان باقاطعيت درمورد مسير واقعي فرگشت گونه‌‌ي خود اظهارانديشه متخصصين كنيم. با اين همه، خوشبختانه زيست‌‌شناسان حوزه‌‌ي علم فرگشت هنوز راهكار‌‌هايي را براي آزمودن انديشه متخصصينيه‌‌هاي گولد درمقياس ميكروسكوپي در اختيار دارند.

فرگشت انسان امروزي مرهون ميليون‌ها جهش تصادفي است؛ ولي انتخاب طبيعي نقش يك عامل هدايت‌كننده را در اين جريان ايفا كرده است.

ميكروارگانيسم‌‌ها با سرعت بسيار بالايي تقسيم مي‌‌شوند و تكامل پيدا مي‌‌كنند. ما مي‌‌توانيم ميلياردها عدد از سلول‌‌هايي خاص را در مكاني ذخيره و زمان را براي آن‌‌ها متوقف كنيم. اين قابليت به ما اجازه مي‌‌دهد زيرمجموعه‌‌اي از ميكروارگانيسم‌‌ها را انتخاب كنيم و آن‌‌ها را در شرايط محيطي جديدي پرورش دهيم و تغييرات سازگاري‌‌پذيري آن‌‌ها را به‌‌صورت لحظه‌‌اي رصد كنيم. ما مي‌‌توانيم در هر لحظه از حال به آينده برويم و بالعكس؛ اين به‌‌معناي توانايي بازپخش فيلم حيات از درون يك لوله‌‌ي آزمايشگاهي است.  

نكته‌‌ي شگفت‌‌انگيز اينكه بسياري از مطالعات فرگشت باكتريايي نشان مي‌‌دهند كه اغلب، از انديشه متخصصينات كوتاه‌‌مدت، فرگشت مسيري پيش‌بيني‌پذير را طي مي‌‌كند. اين يعني در بيشتر موارد، صفات و ويژگي‌‌هاي ژنتيكي يكساني در روند فرگشت اين موجودات ظهور پيدا مي‌‌كنند. به‌‌عنوان نمونه، يك آزمايش بلندمدت در سال ۱۹۸۸ را درانديشه متخصصين بگيريد كه طي آن، ۱۲ نمونه‌‌ي مستقل از باكتري «اشريشيا كلي» از يك كلوني واحد استخراج شدند و از آن زمان تاكنون پيوسته تكامل يافتند. طي اين مدت زمان، بيش از ۶۵ هزار نسل از اين موجودات توليد شده‌‌اند (براي مقايسه، بد نيست بدانيد بشر از زمان پيدايش گونه‌‌ي انسان خردمند تاكنون تنها ۷۵۰۰ الي ۱۰ هزار نسل پشت سر گذاشته است). نتايج مي‌گويند تمامي گونه‌‌هاي تكامل‌‌يافته از اين باكتري‌‌ها نسبت‌‌به اجداد خود سالم‌‌تر، بزرگتر هستند و با سرعت بيشتري رشدونمو مي‌‌كنند. اين بدين معنا است كه گويا ارگانيسم‌‌ها در طي مسير فرگشت خود با حدومرزهايي مواجه هستند.

ما اكنون مداركي در تاريخ فرگشت در اختيار داريم كه نشان مي‌‌دهد گونه‌‌هايي متمايز ولي ساكن در يك محيط زندگي مشابه، به‌‌مرور ويژگي‌‌هاي  يكساني را از خود بروز داده‌‌اند. براي مثال، گونه‌‌هاي منقرض‌‌شده از خزندگان پرنده و پرندگان امروزي هر دو حين فرگشت داراي منقار و بال شده‌‌اند؛ درحالي كه اين دو گونه هرگز داراي اجداد يكساني نبوده‌‌اند. بنابراين مي‌‌توان نتيجه‌‌گيري كرد كه بال و منقار ازجمله ويژگي‌‌هايي بوده‌‌اند كه درنتيجه‌‌ي فشار شرايط محيطي، در دو مرحله‌‌ي متفاوت از تاريخ فرگشت ظاهر شده‌‌اند.

پيدايش منقار و نوك در خزندگان پرنده روندي متفاوت نسبت به پرندگان امروزي طي كرده است.

اما معماري ژنتيكي نيز عامل مهمي محسوب مي‌‌شود. تمامي ژن‌‌هاي به‌‌صورت يكساني توليد نمي‌‌شوند: برخي از ژن‌‌ها وظايف مهم‌‌تري را نسبت‌‌به سايرين به‌‌عهده دارند. ژن‌‌ها نيز در شبكه‌‌هايي سازمان‌‌دهي مي‌‌شوند كه به مدارهاي الكتريكي شباهت‌‌هايي دارند. اين شبكه‌‌هاي ژنومي همانند مدارها داراي تعدادي سوئيچ‌‌هايي كمكي و نيز سوئيچ‌‌هايي اصلي هستند. «جهش‌‌ها» درواقع سوئيچ‌‌هاي اصلي اين شبكه هستند كه مسئول ايجاد تغييرات بزرگ هستند. به‌‌عبارت ديگر، فرگشت در بخش‌‌هاي خاصي از ژنوم ما به تعداد دفعات بيشتري رخ مي‌‌دهد يا آثار قوي‌‌تري از خود در آنجا به‌‌جاي مي‌‌گذارد. همين امر باعث جهت‌‌دهي بيشتر روند فرگشت در مسيري خاص مي‌‌شود.

اين قضيه از انديشه متخصصينات قوانين فيزيك چگونه توجيه‌پذير است؟ آيا اين قوانين نيز با مفهوم فرگشت پيش‌بيني‌پذير سازگاري دارند؟

درمقياس بسيار بزرگ، پاسخ مثبت است. ما قوانين بسياري را در دنياي فيزيك سراغ داريم كه كاملا قطعي هستند. براي مثال، گرانش را درانديشه متخصصين بگيريد كه مسئول اصلي تشكيل اقيانوس‌‌ها، اتمسفر زمين و حتي گداخت هسته‌‌اي درون خورشيد است. اين نيرو در جهان كاملا پيش‌بيني‌پذير است. انديشه متخصصينيه‌‌هاي آيزاك نيوتن كه براساس قوانين قطعي حاكم بر جهان ارائه شده‌‌اند، مي‌‌توانند رفتار بسياري از سيستم‌‌ها را در مقياس بزرگ توجيه كند. اين قوانين مي‌‌گويند كه جهان ما به‌‌شكلي ترجيحي، پيش‌بيني‌پذير به‌‌انديشه متخصصين مي‌‌رسد.

اگر انديشه متخصصينات نيوتني را كاملا درست فرض كنيم، آن‌‌گاه فرگشت گونه‌‌ي بشر نيز امري غيرقابل‌‌اجتناب خواهد بود. هرچند اين احساس خوشايند از پيش‌‌بيني‌‌پذيري جهان چندان ديري نپاييد و با كشف دنياي خارق‌‌العاده‌‌ي فيزيك كوانتوم در قرن بيستم، اعتبار قوانين فيزيك كلاسيك در مقياس كوانتومي به چالش كشيده شد. در كوچك‌ترين مقياس‌‌ها از دنياي اتم‌‌ها و ذرات زيراتمي، تنها عدم قطعيت حكمفرما است. اين بدان معنا است كه جهان ما در زيربنايي‌‌ترين سطوح خود كاملا پيش‌بيني‌ناپذير است.

درصورت بازگشت در زمان، بعيد است دوباره گونه‌ي انسان خردمند پديد آيد؛ ولي احتمال پيدايش گونه‌اي مشابه زياد است

يك مورد مشابه در دنياي نجوم به‌‌چشم مي‌‌خورد كه شباهت درخوري با موضوع موردمباحثه ما دارد. در دهه‌‌ي ۱۷ ميلادي، يك بنياد رياضي جايزه‌‌اي براي حل «مسئله‌‌ي سه جرم» تعيين كرد. اين مسئله به توصيف ارتباط گرانشي و تعيين موقعيت مداري خورشيد، زمين و ماه اختصاص داشت.

برنده‌‌ي اين جايزه درواقع ثابت كرد كه مسئله‌‌ي يادشده‌‌ي را نمي‌‌توان به‌‌شكل دقيقي حل كرد. در اينجا هم درست مانند بي‌‌نظمي ناشي از جهش‌‌هاي تصادفي، يك مقدار اوليه از خطا به‌‌شكل اجتناب‌‌ناپذيري رشد مي‌‌يابد و درنتيجه شما هرگز نمي‌‌توانيد مكان نهايي اين سه جرم را در آينده پيش‌‌بيني كنيد. اما از آنجا كه خورشيد يك جرم غالب در اين مجموعه به‌‌شمار مي‌‌آيد، مي‌‌تواند تاحدودي مدار حركت هر سه جرم را ديكته كند و بدين‌‌ترتيب، ما خواهيم توانست احتمالات ممكن از مكان اين اجرام را در بازه‌‌ي معيني محدود كنيم.

اين مثال يادآور همان نقش عامل هدايتگري است كه موجب محدودشدن فرگشت موجودات زنده در مسيرهاي مشخصي مي‌‌شود. ممكن است ما واقعا ندانيم كه درصورت تكرار داستان حيات، چه سرنوشتي در انتظار گونه‌‌ي ما مي‌‌بود؛ اما مي‌‌دانيم كه تعداد مسيرهاي پيش‌بيني‌پذير براي فرگشت موجودات زنده آن‌‌چنان هم زياد نيست. گرچه امكان داشت در سناريوهاي جديد، بشر هرگز مجالي براي تكامل نيابد، ولي تقريبا اطمينان داريم كه اكوسيستم اين سياره‌‌هاي بيگانه هنوز هم اشتراكات بسياري با سياره‌‌ي كنوني ما مي‌داشت.