نظریۀ فرگشت داروین چیست؟

بیگ بنگ: امروز سالروز تولد چارلز داروین میباشد، ضمن شادباش به دوستارانش این مقاله را برای درک بیشتر این نظریه تقدیم می کنیم. نظریۀ فرگشت توسط انتخاب طبیعی، که اولین بار در کتاب “منشأ انواع” چارلز داروین در سال ۱۸۵۹ سازمان یافت، فرایندی است که طی آن موجودات زنده به‌ سبب تغییری که در شکل فیزیکی وراثتی یا صفات رفتاری خود به وجود می‌آورند، در طی زمان تغییر می‌کنند. تغییراتی که منجر به انطباق و سازش بیشتر موجود زنده با محیط زندگی‌اش شود، عملاً به بقا و زاد و ولدش کمک خواهد کرد.

آخرین جد ساکن ساحل از نهنگ‌های مدرن، چینی‌پنجه(بالا چپ)، یک حیوان مشابه به کفتار بود. در مدت بیش از ۶۰ میلیون‌سال، چندین گونه توسط فرگشت متولد گردید: از بالا به پایین، رائویان، آمبولوستوس، رودونهنگ، باسیلوسور، دورودون و درنهایت نهنگ گوژپشت امروزی.

به گزارش بیگ بنگ، فرگشت توسط انتخاب طبیعی یکی از مستحکم‌ترین نظریه های تاریخ علم محسوب می‌شود که توسط شواهد زیادی از زمینه‌های علمی مختلف مثل دیرینه‌شناسی، زمین‌شناسی، ژنتیک و زیست‌شناسی رشد پشتیبانی شده‌ است. برایان ریچموند، موزه‌دار بخش خاستگاه بشری موزه تاریخ طبیعی آمریکا در نیویورک می‌گوید که این نظریه دو نقطه‌ی اصلی دارد. او می‌گوید: «تمام حیات روی زمین، به‌یکدیگر مرتبط و متصل است. تنوع حیات محصول تغییرات جمعیتی بدست انتخاب طبیعی می‌باشد، که در برخی مواقع صفات ترجیح داده‌ می‌شدند و در برخی موارد محیط بر صفات ارجح بود.»

بریانا پوبینر، انسان‌شناس و محقق انستیتو موزه‌ی ملی تاریخ طبیعی اسمیثونیان واقع در واشنگتن، که متخصص تحقیقات خاستگاه بشری نیز میباشد در این‌باره می‌گوید: «به زبان ساده میتوان این نظریه را در یک جمله بیان کرد: هبوط همراه با تغییر.» پوبینر می‌گوید که برخی مواقع از این نظریه تحت عنوان “بقای تندرستان” یاد می‌شود اما این تعریف گمراه کنندست. در اینجا، منظور از “تندرستی” به نیرومندی یا توانایی فیزیکی موجود اشاره ندارد، بلکه منظور بیشتر توانایی بقا و تکثیر است.

منشأ نهنگ‌ها

در ویرایش اول کتاب منشأ انواع در ۱۸۵۹، چارلز داروین در این مورد بحث کرده که انتخاب طبیعی چطور میتواند باعث شود یک پستاندار خشکی‌زی، به یک نهنگ تبدیل شود. داروین برای مثال از خرس سیاه شمالی آمریکایی استفاده می‌کند، که با شناکردن با دهان‌باز در آب‌ها، حشرات را شکار می‌کرد: او مینویسد: «من اصلاً این موضوع را ناممکن نمیدانم که انتخاب طبیعی روی گروهی از خرس‌ها تغییر ایجاد کند، آنها را تدریجاً صاحب ساختار‌ها و عادات آب‌زیانه کند، دها‌ن‌های بزرگ و بزرگتر به آن‌ها بدهد، تا اینکه موجودی ابرجثه مثل نهنگ ایجاد می شود.»

فرضیه‌ی مطرح شده خیلی باب میل افکار عمومی واقع نشد. داروین به قدری به‌خاطر این پاراگراف مورد تمسخر قرار گرفت که شدیداٌ خجالت‌زده شد و تصمیم به حذف پاراگراف خرس‌های شناگر از ویرایش‌های بعدی کتابش گرفت. امروزه‌ دانشمندان می‌دانند که داورین فرضیه‌ی درستی داشته اما برای حیوانی اشتباه. به جای در نظر گرفتن خرس، او باید گاو‌ و اسب آبی را در نظر میگرفت. داستان منشأ نهنگ‌ها، یکی از شگفت‌انگیزترین داستان‌های انتخاب طبیعی و در عین‌ حال یکی از بهترین مثال‌های در دست دانشمندان برای انتخاب طبیعی می‌باشد.

انتخاب طبیعی

برای پیدا کردن منشأ نهنگ‌ها، نیاز است که از طرز کار انتخاب طبیعی درکی پایه‌ای داشته باشیم. انتخاب طبیعی قادر است تا تغییراتی کوچک در گونه‌ها ایجاد کند، که به مرور زمان باعث تغییر رنگ یا اندازه‌ی تمام جمعیت آن گونه پس از گذشت چند نسل می‌شود. این امر را “فرگشت خُرد” مینامند. اما انتخاب طبیعی توانایی‌های بیشتری هم دارد. اگر به‌قدر کافی زمان و تغییرات انجام شده داشته باشد، انتخاب طبیعی حتی می‌تواند گونه‌ای کاملاٌ جدید ایجاد می کند، که آن‌ را “فرگشت کلان” مینامند. فرگشت کلان توانایی تبدیل دایناسور به پرنده، پستاندار آبی-خاکی به نهنگ و اجداد میمون‌ها به انسان را دارد.

روی مثال نهنگ‌ها تمرکز کنید- اگر مسیر فرگشت را دنبال کنیم و انتخاب طبیعی را در نظر بگیریم، زیست‌شناسان می‌دانند که گذار نهنگ‌ها از خشکی به آب‌ها طی مراحلی قابل پیش بینی صورت گرفته است. به عنوان مثال، فرگشت مجرای تنفسی ممکن است به صورت زیر شکل گرفته باشد: تغییرات تصادفی ژنتیکی منجر شد تا حداقل در یکی از نهنگ‌‌ها، مجرای تنفسی عقب‌تر، روی سر قرار بگیرد. حیواناتی که چنین انطباقی یافته بودند، برای سبک زندگی دریایی بسیار مناسب‌تر بودند چرا که برای تنفس نیاز نبود تا به‌طور کامل روی سطح آب بیایند. اینگونه حیوانات موفق‌تر بودند و فرزندهای بیشتر هم داشتند. در نسل‌های بعدی، تغییرات ژنتیکی بیشتری رخ داد و باعث شد مجرای تنفسی این موجودات عقب‌تر، کاملاً بالای سرشان قرار بگیرد.

اجزای دیگر بدن‌ نهنگ‌ها نیز تغییراتی داشته است. پاهای جلویی به باله تبدیل شد. پاهای عقبی ناپدید شد. بدن‌هایشان ساده‌تر شد و برای حرکت راحت‌تر داخل آب، زائده‌ی دم به بدنشان اضافه گردید. داروین همچنین نوعی از انتخاب طبیعی را شرح داد که به میزان موفقیت موجود در جذب جفت وابسته است، فرایندی که تحت عنوان انتخاب جنسی شناخته شده است. پرهای رنگارنگ طاووس و شاخ‌های گوزن نر هر دو نمونه‌هایی از صفاتی هستند که تحت این نوع از انتخاب تکامل یافته‌اند.

اما داروین اولین و تنها دانشمندی نبود که نظریه فرگشت را مطرح کرد. زیست‌شناس فرانسوی، ژان-باتیست لامارک این فرضیه را مطرح کرد که یک موجود قادر است صفات اکتسابی خود را به فرزندانش منتقل کند، اگرچه او در برخی از جزئیات در اشتباه بود. حدوداً در زمان‌ داروین، زیست‌شناس انگلیسی، آلفرد راسل والاس نیز مستقلاً نظریه‌ی فرگشت توسط انتخاب طبیعی را معرفی کرد.

درک امروزی

پوبینر می‌گوید که در زمان داروین کسی چیزی از ژنتیک نمیدانست. او میگوید: «داروین قادر به دیدن الگوها بود، اما از مکانیزم پشت پرده بی‌خبر بود.» پس از آشکار شدن طرز کار ژن‌ها و اینکه ژن‌ها چگونه خصوصیات رفتاری و زیستی را حمل می کنند، و آن ویژگی‌ها را از والد به فرزندان منتقل می‌کنند، الحاق نظریه‌ی داروین و ژنتیک تحت عنوان “سنتز فرگشتی مدرن” مطرح شد. تغییرات فیزیکی و رفتاری که وقوع انتخاب طبیعی را ممکن میسازد، در سطوح دی‌ان‌ای و ژن‌ها رخ میدهد. اینگونه تغییرات را “جهش” می نامند. پوبینر میگوید: «جهش‌ها ابزار در دست و لازمی هستند که فرگشت توسط ِ آنها دست به عمل میزند.»

جهش میتواند توسط خطاهای تصادفی در رونوشت یا بازسازی دی‌ان‌ای رخ دهد. ممکن است در صورت آسیب شیمیایی یا تابش ماده‌ی پرتوزا نیز جهش رخ دهد. در اکثر موارد، جهش‌ها یا مضرند یا طبیعی، اما در موارد نادر، جهش میتواند به سود موجود در بیاید. در اینصورت، پدیدار شدن این خصوصیات در نسل بعدی شایع‌تر است و میتواند در جمعیت پخش شود. بدین طریق، انتخاب طبیعی فرایند فرگشت را هدایت می‌کند، جهش‌های خوب و مفید را نگه‌ میدارد و جهش‌های بد و مضر را پس میزند. پوبینر میگوید: «جهش‌ها تصادفی‌اند، اما انتخاب آن‌ها تصادفی نیست.»

او میگوید که با‌ این‌ وجود، انتخاب طبیعی تنها مکانیزم برای تکامل موجودات نیست. به‌ عنوان مثال، ممکن است ژن‌ها با مهاجرت از جمعیتی به جمعیت دیگر منتقل گردد، پدیده‌ای که به “شارش ژن” معروف است. همچنین تعداد دفعاتی (بسامد دفعاتی) که یک ژن میتواند تغییرات تصادفی کند را تحت عنوان “رانش ژن” میشناسند.

جهالت بیش از دانایی احساس امنیت ایجاد می کند. چارلز داروین

شواهد غنی

اگرچه دانشمندان موفق به پیش بینی شکل ظاهری نهنگ‌های اولیه شدند، نتوانستند برای اثبات گفته‌های خود مدارک فسیلی بیابند. برخی نبود فسیل را گواهی بر عدم رخ دادن فرگشت دانستند. آنها دست به تمسخر فرضیاتی همچون وجود نهنگ‌ راه‌رو زدند. اما از اوایل دهه‌ی ۹۰ میلادی، دانشمندان دقیقاً شواهدی بر وجود چنین موجودی یافته‌اند.

این قطعه‌ی مهم و گواه این ادعاها، در سال ۱۹۹۴ کشف شد. وقتی که دیرینه‌شناسان توانستند فسیل قسمت‌های باقی‌مانده‌ی آمبولوستوس را کشف کنند، حیوانی که اسمش عیناً به معنی “نهنگ راه‌رو-شناگر” میباشد. دست‌های جلوی بدنش انگشت و سم‌های کوچک داشت اما پاهای عقبی‌اش از نظر جثه عظیم بودند. پاهایش به طرز آشکاری برای شناکردن مناسب بودند اما او همچنین قادر به راه‌رفتن ناشیانه، مثل خوک دریایی، روی خشکی‌ها بود.

این موجود باستانی در هنگام شنا مثل یک سمور دریایی حرکت میکرد، بدین صورت که پاهای عقبش را به سمت عقب پرتاب میکرد و دم و ستون فقراتش را موج‌دار حرکت می‌داد. نهنگ‌های امروزی خود را با ضربات محکم افقی دمشان از میان آب‌ها حرکت می‌دهند، اما آمبولوستوس دمی شلاق مانند داشت و برای تأمین بیشتر نیروی رانشی در آب، از پاهایش استفاده میکرد. ریچموند میگوید: «در سال‌های اخیر، گونه‌های انتقالی و یا “لینک‌های گمشده” بیشتر و بیشتر در حال کشف شدن هستند و از تئوری داروین بیش از پیش حمایت میکنند و بر آن صحه میگذارند.»

جنجال

با وجود تمام مدارک فسیلی، ژنتیکی و زمینه‌های دیگر علوم، برخی مردم هنوز اعتبار این نظریه را زیر سؤال میبرند. برخی افراد این نظریه را محکوم می کنند. اما دانشمندان درگیر با ماجرا، جنجالی در کار نمی بینند. پوبینر میگوید: «بسیاری از مردم عقاید عمیقی دارند و در عین حال فرگشت را هم می پذیرند. واقعاً میتوان مصالحه کرد.» فرگشت، توسط نمونه‌های بسیاری از تغییرات صورت‌ گرفته در موجودات که منجر به گوناگونی در حیات شده، پشتیبانی میشود. ریچموند میگوید: «اگر کسی واقعاً قادر باشد که توضیح بهتری از فرگشت و انتخاب طبیعی پیدا کند، آن شخص داروین جدیدی خواهد بود.»

ترجمه: بهروز شجاعیان/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: livescience.com

 

image_pdfimage_print
(27 نفر , میانگین : 4٫67 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=62625
بهروز شجاعیان

بهروز شجاعیان

دانشجوی کارشناسی برق - مخابرات، علاقه‌مند به موسیقی، نویسندگی و فیزیک مدرن میباشد. همچنین مترجم زبان‌های آلمانی و انگلیسی است که در زمینه انتشار مقاله با وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *