Η ρουλέτα της εξέλιξης
 |
| Στις Μεγάλες Αντίλλες της Καραϊβικής μπορεί να βρίσκουμε πολλές και διαφορετικές σαύρες Anolis, ωστόσο όλες φαίνεται να προέρχονται από έναν και μόνο πληθυσμό «ιδρυτή» |
Πάρτε 100 «νεοσύστατους» πλανήτες με τη μάζα μιας Γης. Τοποθετήστε τον καθένα στην κατοικήσιμη ζώνη ενός άστρου τύπου G στην κύρια ακολουθία. Βάλτε το ξυπνητήρι να χτυπήσει έπειτα από 4 δισ. έτη. Τι θα προκύψει; Μήπως εκατό πλανήτες που θα διαθέτουν μορφές ζωής παρόμοιες με εκείνες στη Γη και ίσως σε αυτούς θα κυριαρχούν γυμνοί πίθηκοι; Ή μήπως η εξέλιξη παράγει πολύ διαφορετικά «προϊόντα» κάθε φορά, αν η ζωή ξεκίνησε κάποτε ούτως ή άλλως;
Ορισμένοι βιολόγοι υποστηρίζουν ότι η εξέλιξη είναι μια αιτιοκρατική διαδικασία στο πλαίσιο της οποίας παρόμοια περιβάλλοντα τείνουν να παράγουν παρόμοια αποτελέσματα. Άλλοι πάλι, ο πιο διάσημος εκ των οποίων ήταν ο Στίβεν Τζέι Γκουλντ, πιστεύουν ότι η πορεία της εξέλιξης έχει απρόβλεπτες στροφές και ότι η ίδια αφετηρία μπορεί να οδηγήσει σε πολύ διαφορετικούς δρόμους.
Η απάντηση σε αυτή τη διαμάχη έχει πολύ μεγάλο νόημα. Διότι, αν το στρατόπεδο του Γκουλντ είναι σωστό, τότε η μελέτη της εξέλιξης μοιάζει με τη μελέτη της Ιστορίας: είναι κάτι που μπορούμε να κατανοήσουμε μόνο αναδρομικά. Αν όμως οι διαθέσεις του τυχαίου παίζουν μόνο έναν ήσσονος σημασίας ρόλο, τότε οι βιολόγοι μπορούν να προβλέψουν την πορεία της εξέλιξης σε μεγάλο βαθμό - και το να προβλέψει κάποιος την εξέλιξη είναι ζωτικής σημασίας ώστε να σταματήσουν οι όγκοι να εμφανίζουν ανθεκτικότητα στις θεραπείες, ώστε να μην καταφέρνουν τα βακτήρια να ξεφεύγουν από τα αντιβιοτικά, τα παράσιτα από τα παρασιτοκτόνα και να μην μπορούν πλέον οι ιοί να σκοτώνουν ανθρώπους που έχουν εμβολιαστεί εναντίον τους.
Αρα ποια είναι η απάντηση; Μπορεί να μη διαθέτουμε 100 Γαίες και μια μηχανή του χρόνου, όμως μπορούμε να κοιτάξουμε το τι συνέβη με την εξέλιξη σε, ας πούμε, γειτονικά νησιά ή ακόμη και να την «τρέξουμε» ξανά και ξανά στο εργαστήριο. Αυτού του είδους οι μελέτες μάς δίνουν μια καλύτερη ιδέα του ρόλου του τυχαίου.
Οι δύο συνέταιροι
Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Η εξέλιξη ξεκινά με τυχαία γεγονότα υπό τη μορφή μεταλλάξεων. Ωστόσο το ποιες μεταλλάξεις θα επιβιώσουν και θα εξαπλωθούν δεν είναι καθόλου τυχαίο αλλά εξαρτάται από τη φυσική επιλογή - την επικράτηση του πιο ισχυρού, με την έννοια του πιο προσαρμοστικού. Ας το θέσουμε διαφορετικά: η τύχη είναι ο δημιουργικός εκείνος συνεργάτης που έχει όλες τις ιδέες - ορισμένες εξαιρετικές, άλλες αδύνατες στο να εφαρμοστούν - ενώ η φυσική επιλογή είναι ο άσπλαχνος, πρακτικός συνέταιρος ο οποίος διαλέγει από τις ιδέες μόνο όσες μπορούν να εφαρμοστούν.
Πολλοί βιολόγοι, και κυρίως ο Ρίτσαρντ Ντόκινς, επιμένουν λοιπόν πως, παρότι οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι τυχαίες, η εξέλιξη δεν είναι. Αυτή η επιμονή μπορεί να έχει νόημα όταν εξηγεί κάποιος την εξέλιξη σε ανθρώπους που δεν έχουν συλλάβει το βασικό της νόημα. Ωστόσο υπάρχει ένα στοιχείο τυχαιότητας στην εξέλιξη, ακόμη και όταν η φυσική επιλογή έχει χωρίς αμφιβολία την κυρίαρχη θέση.
Ας πάρουμε για παράδειγμα την εξέλιξη του ιού της γρίπης. Μπορούμε να προβλέψουμε με σιγουριά ότι μέσα στα επόμενα λίγα χρόνια η δομή μιας πρωτεΐνης που βρίσκεται στην επιφάνεια του ιού και ονομάζεται αιμοσυγκολλητίνη θα εξελιχθεί έτσι ώστε το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα να μην μπορεί πλέον να την αναγνωρίζει και να της επιτίθεται. Επιπλέον, μπορούμε να είμαστε αρκετά σίγουροι ότι οι μεταλλάξεις που επιτρέπουν σε νέα στελέχη του ιού της γρίπης να ξεφεύγουν από το ανοσοποιητικό σύστημα θα συμβούν σε ένα από τα επτά «επίμαχα» σημεία του γονιδίου που κωδικοποιεί για την αιμοσυγκολλητίνη, λέει ο Τρέβορ Μπέντφορντ, εξελικτικός βιολόγος στο Ερευνητικό Κέντρο για τον Καρκίνο Fred Hutchinson στο Σιάτλ. Υπ' αυτή την έννοια, η εξέλιξη της γρίπης δεν είναι καθόλου τυχαία αλλά προβλέψιμη.
Ωστόσο, είναι θέμα τύχης ποια από εκείνες τις επτά περιοχές του γονιδίου της αιμοσυγκολλητίνης θα μεταλλαχθεί και πώς. Είναι σχεδόν αδύνατον να προβλέψουμε για διάστημα μεγαλύτερο των δύο ετών την πορεία εξέλιξης της γρίπης, σημειώνει ο Μπέντφορντ. Για αυτόν τον λόγο οι παρασκευαστές εμβολίων δεν τα καταφέρνουν πάντα καλά και για αυτόν τον λόγο το εφετινό αντιγριπικό εμβόλιο ήταν σε μεγάλο βαθμό αναποτελεσματικό.
Επιπροσθέτως, όσο σημαντική είναι η φυσική επιλογή τόσο περιορισμένες είναι οι δυνάμεις της. Ο πιο προσαρμοσμένος δεν επιβιώνει πάντα. Αντιθέτως, η πορεία της εξέλιξης συχνά διαμορφώνεται από τυχαία γεγονότα. Αν, π.χ., δεν είχε χτυπήσει τη Γη αστεροειδής κάποτε, εμείς τα θηλαστικά πιθανώς θα τρέχαμε ακόμη να ξεφύγουμε από τον θανάσιμο κίνδυνο των δεινοσαύρων. Και αν ένα διαφορετικό πτηνό είχε φθάσει στα νησιά Γκαλάπαγκος πριν από λίγα εκατομμύρια χρόνια, τώρα πιθανώς θα μιλούσαμε για τα κοράκια του Δαρβίνου αντί για τους σπίνους του Δαρβίνου.
Η «αρχή του ιδρυτή»
Γνωρίζουμε επί μακρόν την αποκαλούμενη «αρχή του ιδρυτή», ωστόσο πρόσφατες μελέτες μαρτυρούν ότι μπορεί να είναι πιο σημαντική από ό,τι νομίζαμε. Για παράδειγμα, μια χούφτα μικρά πτηνά ήταν οι πρόγονοι μερικών πληθυσμών ενός πτηνού του γένους Anthus (Berthelot's pipit, γαλούδι του Mπερτελό) στο νησιωτικό σύμπλεγμα της Μαδέρα στον Ατλαντικό Ωκεανό. Υπάρχουν μεγάλες διαφοροποιήσεις μεταξύ αυτών των πληθυσμών στο σχήμα και στο μέγεθος του ράμφους, των ποδιών και των φτερών. Οταν ο Λούις Σπέρτζιναπό το Πανεπιστήμιο της East Anglia στο Νόργουιτς της Βρετανίας μελέτησε αυτούς τους πληθυσμούς ανέμενε να ανακαλύψει περιβαλλοντικές διαφορές οι οποίες θα εξηγούσαν τις διαφοροποιήσεις, όμως δεν ανακάλυψε τίποτα τέτοιο. Τελικώς κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι ανατομικές αυτές διαφορές δεν πήγαζαν από τη φυσική επιλογή αλλά ήταν απλώς το αποτέλεσμα του μικρού αριθμού «ιδρυτών»: ατυχήματα της ιστορίας, με άλλα λόγια.
Η «αρχή του ιδρυτή» μπορεί ακόμη και να δημιουργήσει νέα είδη χωρίς την ανάγκη της φυσικής επιλογής. Οταν ο Ντάνιελ Μάτιουτ, ο οποίος τώρα εργάζεται στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Τσάπελ Χιλ, χρησιμοποίησε έναν μεγάλο πληθυσμό από δροσόφιλες (μύγες του ξιδιού) και δημιούργησε 1.000 πληθυσμούς ιδρυτών από ένα και μόνο αρσενικό και ένα θηλυκό στο εργαστήριό του, οι περισσότεροι πληθυσμοί απλώς εξαφανίστηκαν εξαιτίας ενδογαμίας. Ωστόσο σε τρεις από τους πληθυσμούς που επιβίωσαν οι ιδρυτές παρήγαγαν απογόνους αρκετά διαφορετικούς ώστε να μην μπορούν τόσο καλά να διασταυρωθούν με τον μεγαλύτερο γονεϊκό πληθυσμό - αυτό είναι το πρώτο βήμα στη δημιουργία ενός νέου είδους.
Επιδράσεις σαν και αυτές μπορούν να δώσουν μια εξήγηση στο γιατί νησιά όπως η Χαβάη διαθέτουν μια τόσο μεγάλη ποικιλία από δροσόφιλες. Στην πραγματικότητα, λίγοι βιολόγοι πιστεύουν ότι οι διαφοροποιήσεις νέων ειδών αποτελούν σχεδόν πάντα τυχαία διαδικασία παρά μια διαδικασία που ορίζεται από τη φυσική επιλογή.
Τα «σκουπίδια» του DNA μας
Μπορεί να νομίζουμε ότι οι μεταλλάξεις του ιού της γρίπης είναι άκρως προβλέψιμες, όμως τελικώς και το τυχαίο μπαίνει στην όλη διαδικασία: για αυτόν τον λόγο πολλές φορές, όπως εφέτος, τα αντιγριπικά εμβόλια παρουσιάζουν μειωμένη αποτελεσματικότητα
Παρ' όλα αυτά, ολοένα και περισσότερες ενδείξεις σχετικά με τα όρια της φυσικής επιλογής προέρχονται από γονιδιώματα τα οποία έχουν «μολυνθεί» με τα προϊόντα της τύχης. Π.χ., παρά τις αναφορές για το αντίθετο, το μεγαλύτερο μέρος του ανθρώπινου γονιδιώματος είναι απλά «σκουπίδι». Αυτά τα «σκουπίδια» έχουν συσσωρευθεί επειδή η φυσική επιλογή δεν ήταν αρκετά ισχυρή ώστε να τα απομακρύνει, αναφέρει ο Μάικλ Λιντς, εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα στο Μπλούμινγκτον. Σε μικρούς πληθυσμούς ακόμη και μεταλλάξεις που είναι ελαφρώς επιβλαβείς μπορεί να εξαπλωθούν σε ολόκληρο τον πληθυσμό απλώς εξαιτίας της τύχης.
Αυτού του είδους η γενετική παρέκκλιση τελικώς παίζει σημαντικό ρόλο; Τουλάχιστον κάποιες φορές ναι. Ο Τζο Θόρντον από το Πανεπιστήμιο του Σικάγου γυρίζει πίσω το ρολόι και «ξαναπαίζει» την εξέλιξη προκειμένου να ανακαλύψει αν τα πράγματα θα μπορούσαν να είχαν... εξελιχθεί διαφορετικά. Σκεφθείτε το σαν το Τζουράσικ Παρκ, μόνο που αντί να αναστήσει εξαφανισμένα ζώα ο δρ Θόρντον αναδημιουργεί αρχαίες πρωτεΐνες. Η ομάδα του ξεκίνησε με ζώντα σπονδυλωτά, εκ των οποίων το καθένα διαθέτει τη δική του εκδοχή του γονιδίου που κωδικοποιεί για την πρωτεΐνη η οποία ανιχνεύει την ορμόνη του στρες κορτιζόλη. Συγκρίνοντας τις διαφορετικές εκδοχές, ο δρ Θόρντον και οι συνεργάτες του κατάφεραν να δείξουν πώς σε διάστημα εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών η πρωτεΐνη εξελίχθηκε από μια άλλη μορφή της η οποία μπορούσε να ανιχνεύσει μια άλλη ορμόνη.
Στη συνέχεια η ερευνητική ομάδα πήγε πολύ πιο μακριά. Στην ουσία δημιούργησε ορισμένες από αυτές τις αρχαίες πρωτεΐνες και τις δοκίμασε ώστε να ανακαλύψει τι επίδραση είχε η κάθε μετάλλαξη. Η αλλαγή προς την ανίχνευση κορτιζόλης χρειάστηκε πέντε μεταλλάξεις: δύο για την αναγνώριση της κορτιζόλης και τρεις για να «ξεχαστεί» η προηγούμενη ορμόνη.
Οταν όμως οι ερευνητές προκάλεσαν στο εργαστήριο μόνο αυτές τις πέντε μεταλλάξεις, αποσταθεροποίησαν την πρωτεΐνη και την κατέστρεψαν. Αποδείχθηκε ότι η μετάβαση στην κορτιζόλη ήταν δυνατή μόνο επειδή δύο άλλες μεταλλάξεις οι οποίες σταθεροποιούν την πρωτεΐνη είχαν συμβεί πρωτύτερα. Ωστόσο αυτές οι «επιτρεπτικές» μεταλλάξεις δεν έχουν επίδραση από μόνες τους. Μάλλον γεννήθηκαν από τύχη και όχι από φυσική επιλογή.
«Θεωρούμε αυτές τις επιτρεπτικές μεταλλάξεις τις πόρτες από τις οποίες η εξέλιξη έχει την ευκαιρία να περάσει και να ακολουθήσει μονοπάτια που αλλιώς θα ήταν μη προσβάσιμα» λέει ο δρ Θόρντον. Και φαίνεται ότι υπάρχει μόνο ένας τρόπος με τον οποίο θα μπορούσε να είχε ανοίξει η πόρτα προς το μονοπάτι πρόσδεσης στην κορτιζόλη. Ο Θόρντον δοκίμασε χιλιάδες άλλες μεταλλάξεις, ωστόσο καμία δεν έκανε την κατάλληλη δουλειά. «Δεν υπάρχει τίποτα άλλο στη γειτονιά γύρω από την αρχέγονη πρωτεΐνη που θα μπορούσε να είχε ανοίξει εκείνη την πόρτα» αναφέρει ο ερευνητής.
Κατά την άποψή του, η πορεία της εξέλιξης συχνά - αν και όχι πάντα - καθορίζεται από τέτοια φαινομενικά ασήμαντα τυχαία γεγονότα. Υπ' αυτό το πρίσμα η εξέλιξη μοιάζει πολύ με τη ζωή, σημειώνει ο ειδικός: μια φαινομενικά ασήμαντη απόφαση ένα βράδυ να πάτε σε ένα πάρτι αντί για ένα άλλο μπορεί να σας οδηγήσει στο να γνωρίσετε τον μελλοντικό σύντροφό σας και έτσι να αλλάξει η πορεία της ζωής σας.
Πολλά μονοπάτια, ίδιοι δρόμοι
Από την άλλη πάλι, οι άνθρωποι με τους οποίους τελικώς συνδεόμαστε σπάνια αλλάζουν την πορεία της ιστορίας. Παρότι όλες αυτές οι μελέτες μαρτυρούν πως η τύχη παίζει μεγαλύτερο ρόλο στην εξέλιξη από τον γενικώς αναγνωρισμένο, το μεγάλο ερώτημα είναι πόση διαφορά κάνει μακροπρόθεσμα. Τα λεπτομερή μονοπάτια που πήραν οι εξελισσόμενοι πληθυσμοί μπορεί να εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την τύχη, και πάλι όμως να οδηγούν σε παρόμοια αποτελέσματα. Υπάρχουν τόσο πολλοί τρόποι πετάγματος και κολύμβησης, για παράδειγμα, και για αυτόν τον λόγο τα φτερά και τα πτερύγια έχουν εξελιχθεί ανεξάρτητα σε πολλές περιστάσεις. Αν η πρωτεΐνη του Θόρντον δεν είχε εξελίξει την ικανότητα να προσδένεται στην κορτιζόλη, ίσως μια άλλη πρωτεΐνη να το είχε κάνει.
Υπάρχουν πολλά παραδείγματα αυτής της συγκλίνουσας εξέλιξης. Τα ψάρια στις αρκτικές περιοχές και στην Ανταρκτική έχουν εξελίξει ανεξάρτητα αντιψυκτικές πρωτεΐνες οι οποίες λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο.
Την ίδια στιγμή στις Μεγάλες Αντίλλες της Καραϊβικής η εξέλιξη έχει «ξαναπαιχτεί» με επιτυχία σε τέσσερα νησιά - και σε όλες τις περιπτώσεις το αποτέλεσμα ήταν το ίδιο. Καθένα από τα νησιά έχει σαύρες Αnolis με μακριά πόδια που τρέχουν στο έδαφος, σαύρες με κοντά πόδια που αρπάζουν κλαδάκια αλλά και σαύρες με μεγάλα πέλματα που κολλούν στα φύλλα. Ωστόσο οι σαύρες κάθε νησιού φαίνεται να προέρχονται από έναν και μόνο πληθυσμό «ιδρυτή».
Μήπως αυτό σημαίνει ότι ο Γκουλντ έκανε τελικά λάθος και μακροπρόθεσμα η τύχη δεν παίζει και τόσο ρόλο; Ισως ό,τι πιο κοντινό έχουμε σε απάντηση μπορεί να το δώσει το πρόγραμμα Long-Term Experimental Evolution Project, επικεφαλής του οποίου είναι οΡίτσαρντ Λένσκι από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Στις 24 Φεβρουαρίου 1988 ο Λένσκι έλαβε δείγματα ενός είδους βακτηρίων E.coli και στα δείγματα αυτά ανακάλυψε 12 νέους πληθυσμούς. Κάθε ημέρα έκτοτε - συμπεριλαμβανομένων των Σαββατοκύριακων και των αργιών - κάποιος κρατούσε στη ζωή τα βακτήρια του εργαστηρίου μεταφέροντας τα δείγματα σε ένα νέο θρεπτικό μέσο.
«Ξαναπαίζοντας» την εξέλιξη
Στα 27 χρόνια που έχουν περάσει από τότε οι πληθυσμοί του Λένσκι έχουν δημιουργήσει περίπου 60.000 γενιές. Συγκριτικά στη Γη έχουν περάσει ως τώρα περί τις 20.000 γενιές του Homo sapiens. Και οι 12 αρχικοί πληθυσμοί άλλαξαν με παρόμοιο τρόπο αποκτώντας μεγαλύτερα κύτταρα και ταχύτερους ρυθμούς ανάπτυξης, γεγονός που μαρτυρεί ότι ορισμένες φορές η εξέλιξη πράγματι ξετυλίγεται με προβλέψιμους τρόπους.
Ωστόσο, ακόμη και αν δεν έκαναν την εμφάνισή τους εξωγενείς παράγοντες όπως οι πτώσεις αστεροειδών, η πορεία της εξέλιξης δεν είναι πάντα προβλέψιμη. Για παράδειγμα, ένας πληθυσμός ανέπτυξε ξαφνικά, περίπου στην 31.500ή γενιά, την ικανότητα να τρέφεται με κιτρικό άλας, ένα πρόσθετο που περιέχεται στο θρεπτικό μέσο - αυτή την ικανότητα δεν τη διαθέτει το «συμβατικό» E.coli. «Ολα αυτά τα βακτήρια ξεκίνησαν από την ίδια αφετηρία και βρέθηκαν κάτω από ακριβώς τις ίδιες συνθήκες. Και όμως εμφανίστηκαν διαφορές»αναφέρει ο Ζάκαρι Μπλάουντ, συνεργάτης του Λένσκι.
Μήπως η μετάλλαξη του κιτρικού άλατος ήταν τυχαία ή θα μπορούσε η εξέλιξη να την ξαναδημιουργήσει; Με δεδομένο ότι η ομάδα του Λένσκι καταψύχει ένα δείγμα καλλιέργειας κάθε 500 γενιές, ο Μπλάουντ ήταν σε θέση να πάει πίσω στο αρχείο του κάθε πληθυσμού και κυριολεκτικώς να «ξαναπαίξει» την εξέλιξη. Οταν το έπραξε αυτό, η μόνη στιγμή που παρουσιάστηκε η μετάλλαξη του κιτρικού άλατος ήταν όταν ξεκίνησε το «replay» της διαδικασίας με κύτταρα της 20.000ής γενιάς και μετά.
Προφανώς, κάποια μετάλλαξη ή μεταλλάξεις εμφανίστηκε/εμφανίστηκαν γύρω στην 20.000ή γενιά, γεγονός που δημιούργησε το έδαφος για την ανάπτυξη της ικανότητας χρήσης του κιτρικού άλατος πολύ αργότερα. Ακριβώς όπως ο ορμονικός υποδοχέας του Θόρντον είχε ανάγκη από «επιτρεπτικές» μεταλλάξεις προτού αλλάξει και είναι σε θέση να αναγνωρίζει έναν διαφορετικό στόχο. «Δεν έχουμε ακόμη καταφέρει να βρούμε ποια ήταν η μετάλλαξη, γεγονός που είναι άκρως απογοητευτικό» λέει ο Μπλάουντ. Ωσπου να τα καταφέρουν οι ερευνητές δεν θα γνωρίζουν αν η «επιτρεπτική» μετάλλαξη προσέφερε κάποιο άλλο πλεονέκτημα στα βακτήρια. Ακόμη και αν προσέφερε, ωστόσο, είναι φανερό ότι ο ρόλος της στο να επιτρέπει τη χρήση κιτρικού άλατος μάλλον ήταν ένα «τυχερό» υποπροϊόν.
Τι θα είχαμε λοιπόν αν μπορούσαμε να «ξαναπαίξουμε» την εξέλιξη ξανά και ξανά σε πλανητική κλίμακα; Μια πιθανότητα είναι έναν ατελείωτο βακτηριακό βούρκο. Ο Νικ Λέιντου University College του Λονδίνου πιστεύει ότι η εμφάνιση πολύπλοκων κυττάρων εξαρτήθηκε από μια απίθανη συγχώνευση δύο ειδών απλών κυττάρων. Αν έχει δίκιο, οι μορφές ζωής που προσομοιάζουν στα βακτήρια είναι κοινές σε άλλους κόσμους, ωστόσο σπανίως γεννούν πιο πολύπλοκους οργανισμούς.
Χωρίς γυμνούς πιθήκους
Αν υποθέσουμε ότι η ζωή πέρασε το απλουστευμένο στάδιο της... γλίτσας σε κόσμους εκτός του δικούς μας, πώς θα έμοιαζε; «Υπάρχουν πολλές πιθανότητες ότι αυτού του είδους το "ξαναπαίξιμο" της εξέλιξης θα γεννούσε κόσμους που θα έμοιαζαν σε γενικό πλαίσιο με τον δικό μας υπό την έννοια των βασικών χαρακτηριστικών που θα συναντούσαμε» υπογραμμίζει ο Μπλάουντ. Με άλλα λόγια, και πάλι θα βλέπαμε οργανισμούς που φωτοσυνθέτουν, καθώς και αρπακτικά, αλλά και παράσιτα και οργανισμούς που αποσυνθέτουν. Ωστόσο οι λεπτομέρειες πιθανότατα θα διέφεραν σημαντικά από το ένα «ξαναπαίξιμο» της εξέλιξης στο άλλο, τονίζει ο ειδικός. Ακόμη και αν ξαναπαίζαμε την «κασέτα» της εξέλιξης 100 φορές, είναι σχεδόν απίθανο ότι θα καταλήγαμε και πάλι με ένα πρωτεύον είδος με μεγάλο εγκέφαλο που θα κυβερνούσε τον πλανήτη.
Θα υπήρχε όμως κάποιο άλλο έξυπνο, κοινωνικό ζώο που θα κυριαρχούσε; Ισως. «Υπάρχει σαφώς μια ζώνη στα περισσότερα φυσικά περιβάλλοντα που περιλαμβάνει την ευφυΐα»αναφέρει ο Ντέιβιντ Τζαμπλόνσκι, παλαιοντολόγος του Πανεπιστημίου του Σικάγου. Και έχει γίνει σαφές ότι πολλά χαρακτηριστικά που κάποτε πιστεύαμε ότι είναι αποκλειστικώς ανθρώπινα, από τη γλώσσα ως την κατασκευή εργαλείων, εμφανίζονται, τουλάχιστον σε κάποιον βαθμό, και σε πολλά άλλα ζώα. Ετσι, παρότι γυμνοί πίθηκοι πιθανότατα δεν θα εμφανιστούν σε κανέναν από τους 100 πλανήτες, άλλοι έξυπνοι χειριστές εργαλείων μπορεί να εμφανιστούν.
Είναι ένα ερώτημα το οποίο ίσως κάποια ημέρα θα είμαστε σε θέση να απαντήσουμε. Εχουν ήδη πλέον ανακαλυφθεί χιλιάδες εξωπλανήτες και, παρότι δεν έχουμε βρει ακόμη κάποιον σαν τον δικό μας, όλα τα στοιχεία μαρτυρούν ότι υπάρχουν πολλοί πλανήτες σαν τη Γη αρκετά κοντά ώστε να μπορέσουμε κάποια ημέρα όχι απλώς να προσδιορίσουμε αν υποστηρίζουν τη ζωή αλλά να μάθουμε και κάποια πράγματα για αυτήν. Ισως η απάντηση να βρίσκεται στα αστέρια.
Ο μαθηματικός
Ντέιβιντ Χαντ, ομότιμος καθηγητής στο Imperial College του Λονδίνου
«Ας πάρουμε τον νόμο των πραγματικά μεγάλων αριθμών. Το πιο εμφανές παράδειγμα αυτού του νόμου είναι το λαχείο. Στη Βρετανία κάποιος έχει μία στις 14.000.000 πιθανότητες να κερδίσει αν αγοράσει μόνο ένα λαχείο. Ωστόσο, αν έχουμε αρκετά άτομα που αγοράζουν αρκετά λαχεία, είναι σχεδόν αναπόφευκτο ότι κάποιος κάπου θα κερδίσει. Ενα άλλο παράδειγμα είναι η πιθανότητα να χτυπηθεί κάποιος από κεραυνό. Παγκοσμίως υπάρχει μία στις 300.000 πιθανότητες να σκοτωθεί ένα άτομο από κεραυνό κάθε χρόνο. Το λογικό είναι να φέρεται κάποιος σαν να μην πρόκειται να συμβεί κάτι τέτοιο στον ίδιο. Ωστόσο υπάρχουν 7 δισ. άνθρωποι στον κόσμο, άρα υπάρχουν πολλές ευκαιρίες να συμβεί αυτό το απίθανο. Στην πραγματικότητα η πιθανότητα να μη σκοτωθεί ποτέ κανείς από κεραυνό είναι περίπου 10 -10.133. Ετσι πρέπει να περιμένουμε να δούμε κάποιον να... κεραυνοβολείται. Μάλιστα περίπου 24.000 άτομα πεθαίνουν ετησίως εξαιτίας κεραυνού και περίπου 10 φορές περισσότερα τραυματίζονται».
Οι άνθρωποι συχνά παρατηρούν συμπτώσεις και μοτίβα που δεν υπάρχουν. Γιατί;
«Οι πρόγονοί μας επιβίωσαν επειδή εντόπιζαν μοτίβα: αν αντιλαμβάνονταν κινήσεις στο χορτάρι θα μπορούσαν να αποφύγουν το να πέσουν στα δόντια μιας τίγρης που πλησίαζε. Οπότε υπάρχει εξελικτικός λόγος. Ωστόσο πολλά από αυτά που μοιάζουν με μοτίβα στα δεδομένα απλώς εμφανίζονται τυχαία».
Ορισμένοι βιολόγοι υποστηρίζουν ότι η εξέλιξη είναι μια αιτιοκρατική διαδικασία στο πλαίσιο της οποίας παρόμοια περιβάλλοντα τείνουν να παράγουν παρόμοια αποτελέσματα. Άλλοι πάλι, ο πιο διάσημος εκ των οποίων ήταν ο Στίβεν Τζέι Γκουλντ, πιστεύουν ότι η πορεία της εξέλιξης έχει απρόβλεπτες στροφές και ότι η ίδια αφετηρία μπορεί να οδηγήσει σε πολύ διαφορετικούς δρόμους.
Η απάντηση σε αυτή τη διαμάχη έχει πολύ μεγάλο νόημα. Διότι, αν το στρατόπεδο του Γκουλντ είναι σωστό, τότε η μελέτη της εξέλιξης μοιάζει με τη μελέτη της Ιστορίας: είναι κάτι που μπορούμε να κατανοήσουμε μόνο αναδρομικά. Αν όμως οι διαθέσεις του τυχαίου παίζουν μόνο έναν ήσσονος σημασίας ρόλο, τότε οι βιολόγοι μπορούν να προβλέψουν την πορεία της εξέλιξης σε μεγάλο βαθμό - και το να προβλέψει κάποιος την εξέλιξη είναι ζωτικής σημασίας ώστε να σταματήσουν οι όγκοι να εμφανίζουν ανθεκτικότητα στις θεραπείες, ώστε να μην καταφέρνουν τα βακτήρια να ξεφεύγουν από τα αντιβιοτικά, τα παράσιτα από τα παρασιτοκτόνα και να μην μπορούν πλέον οι ιοί να σκοτώνουν ανθρώπους που έχουν εμβολιαστεί εναντίον τους.
Αρα ποια είναι η απάντηση; Μπορεί να μη διαθέτουμε 100 Γαίες και μια μηχανή του χρόνου, όμως μπορούμε να κοιτάξουμε το τι συνέβη με την εξέλιξη σε, ας πούμε, γειτονικά νησιά ή ακόμη και να την «τρέξουμε» ξανά και ξανά στο εργαστήριο. Αυτού του είδους οι μελέτες μάς δίνουν μια καλύτερη ιδέα του ρόλου του τυχαίου.
Οι δύο συνέταιροι
Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Η εξέλιξη ξεκινά με τυχαία γεγονότα υπό τη μορφή μεταλλάξεων. Ωστόσο το ποιες μεταλλάξεις θα επιβιώσουν και θα εξαπλωθούν δεν είναι καθόλου τυχαίο αλλά εξαρτάται από τη φυσική επιλογή - την επικράτηση του πιο ισχυρού, με την έννοια του πιο προσαρμοστικού. Ας το θέσουμε διαφορετικά: η τύχη είναι ο δημιουργικός εκείνος συνεργάτης που έχει όλες τις ιδέες - ορισμένες εξαιρετικές, άλλες αδύνατες στο να εφαρμοστούν - ενώ η φυσική επιλογή είναι ο άσπλαχνος, πρακτικός συνέταιρος ο οποίος διαλέγει από τις ιδέες μόνο όσες μπορούν να εφαρμοστούν.
Πολλοί βιολόγοι, και κυρίως ο Ρίτσαρντ Ντόκινς, επιμένουν λοιπόν πως, παρότι οι μεταλλάξεις μπορεί να είναι τυχαίες, η εξέλιξη δεν είναι. Αυτή η επιμονή μπορεί να έχει νόημα όταν εξηγεί κάποιος την εξέλιξη σε ανθρώπους που δεν έχουν συλλάβει το βασικό της νόημα. Ωστόσο υπάρχει ένα στοιχείο τυχαιότητας στην εξέλιξη, ακόμη και όταν η φυσική επιλογή έχει χωρίς αμφιβολία την κυρίαρχη θέση.
Ας πάρουμε για παράδειγμα την εξέλιξη του ιού της γρίπης. Μπορούμε να προβλέψουμε με σιγουριά ότι μέσα στα επόμενα λίγα χρόνια η δομή μιας πρωτεΐνης που βρίσκεται στην επιφάνεια του ιού και ονομάζεται αιμοσυγκολλητίνη θα εξελιχθεί έτσι ώστε το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα να μην μπορεί πλέον να την αναγνωρίζει και να της επιτίθεται. Επιπλέον, μπορούμε να είμαστε αρκετά σίγουροι ότι οι μεταλλάξεις που επιτρέπουν σε νέα στελέχη του ιού της γρίπης να ξεφεύγουν από το ανοσοποιητικό σύστημα θα συμβούν σε ένα από τα επτά «επίμαχα» σημεία του γονιδίου που κωδικοποιεί για την αιμοσυγκολλητίνη, λέει ο Τρέβορ Μπέντφορντ, εξελικτικός βιολόγος στο Ερευνητικό Κέντρο για τον Καρκίνο Fred Hutchinson στο Σιάτλ. Υπ' αυτή την έννοια, η εξέλιξη της γρίπης δεν είναι καθόλου τυχαία αλλά προβλέψιμη.
Ωστόσο, είναι θέμα τύχης ποια από εκείνες τις επτά περιοχές του γονιδίου της αιμοσυγκολλητίνης θα μεταλλαχθεί και πώς. Είναι σχεδόν αδύνατον να προβλέψουμε για διάστημα μεγαλύτερο των δύο ετών την πορεία εξέλιξης της γρίπης, σημειώνει ο Μπέντφορντ. Για αυτόν τον λόγο οι παρασκευαστές εμβολίων δεν τα καταφέρνουν πάντα καλά και για αυτόν τον λόγο το εφετινό αντιγριπικό εμβόλιο ήταν σε μεγάλο βαθμό αναποτελεσματικό.
Επιπροσθέτως, όσο σημαντική είναι η φυσική επιλογή τόσο περιορισμένες είναι οι δυνάμεις της. Ο πιο προσαρμοσμένος δεν επιβιώνει πάντα. Αντιθέτως, η πορεία της εξέλιξης συχνά διαμορφώνεται από τυχαία γεγονότα. Αν, π.χ., δεν είχε χτυπήσει τη Γη αστεροειδής κάποτε, εμείς τα θηλαστικά πιθανώς θα τρέχαμε ακόμη να ξεφύγουμε από τον θανάσιμο κίνδυνο των δεινοσαύρων. Και αν ένα διαφορετικό πτηνό είχε φθάσει στα νησιά Γκαλάπαγκος πριν από λίγα εκατομμύρια χρόνια, τώρα πιθανώς θα μιλούσαμε για τα κοράκια του Δαρβίνου αντί για τους σπίνους του Δαρβίνου.
Η «αρχή του ιδρυτή»
Γνωρίζουμε επί μακρόν την αποκαλούμενη «αρχή του ιδρυτή», ωστόσο πρόσφατες μελέτες μαρτυρούν ότι μπορεί να είναι πιο σημαντική από ό,τι νομίζαμε. Για παράδειγμα, μια χούφτα μικρά πτηνά ήταν οι πρόγονοι μερικών πληθυσμών ενός πτηνού του γένους Anthus (Berthelot's pipit, γαλούδι του Mπερτελό) στο νησιωτικό σύμπλεγμα της Μαδέρα στον Ατλαντικό Ωκεανό. Υπάρχουν μεγάλες διαφοροποιήσεις μεταξύ αυτών των πληθυσμών στο σχήμα και στο μέγεθος του ράμφους, των ποδιών και των φτερών. Οταν ο Λούις Σπέρτζιναπό το Πανεπιστήμιο της East Anglia στο Νόργουιτς της Βρετανίας μελέτησε αυτούς τους πληθυσμούς ανέμενε να ανακαλύψει περιβαλλοντικές διαφορές οι οποίες θα εξηγούσαν τις διαφοροποιήσεις, όμως δεν ανακάλυψε τίποτα τέτοιο. Τελικώς κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι ανατομικές αυτές διαφορές δεν πήγαζαν από τη φυσική επιλογή αλλά ήταν απλώς το αποτέλεσμα του μικρού αριθμού «ιδρυτών»: ατυχήματα της ιστορίας, με άλλα λόγια.
Η «αρχή του ιδρυτή» μπορεί ακόμη και να δημιουργήσει νέα είδη χωρίς την ανάγκη της φυσικής επιλογής. Οταν ο Ντάνιελ Μάτιουτ, ο οποίος τώρα εργάζεται στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας στο Τσάπελ Χιλ, χρησιμοποίησε έναν μεγάλο πληθυσμό από δροσόφιλες (μύγες του ξιδιού) και δημιούργησε 1.000 πληθυσμούς ιδρυτών από ένα και μόνο αρσενικό και ένα θηλυκό στο εργαστήριό του, οι περισσότεροι πληθυσμοί απλώς εξαφανίστηκαν εξαιτίας ενδογαμίας. Ωστόσο σε τρεις από τους πληθυσμούς που επιβίωσαν οι ιδρυτές παρήγαγαν απογόνους αρκετά διαφορετικούς ώστε να μην μπορούν τόσο καλά να διασταυρωθούν με τον μεγαλύτερο γονεϊκό πληθυσμό - αυτό είναι το πρώτο βήμα στη δημιουργία ενός νέου είδους.
Επιδράσεις σαν και αυτές μπορούν να δώσουν μια εξήγηση στο γιατί νησιά όπως η Χαβάη διαθέτουν μια τόσο μεγάλη ποικιλία από δροσόφιλες. Στην πραγματικότητα, λίγοι βιολόγοι πιστεύουν ότι οι διαφοροποιήσεις νέων ειδών αποτελούν σχεδόν πάντα τυχαία διαδικασία παρά μια διαδικασία που ορίζεται από τη φυσική επιλογή.
Τα «σκουπίδια» του DNA μας
Μπορεί να νομίζουμε ότι οι μεταλλάξεις του ιού της γρίπης είναι άκρως προβλέψιμες, όμως τελικώς και το τυχαίο μπαίνει στην όλη διαδικασία: για αυτόν τον λόγο πολλές φορές, όπως εφέτος, τα αντιγριπικά εμβόλια παρουσιάζουν μειωμένη αποτελεσματικότητα
Παρ' όλα αυτά, ολοένα και περισσότερες ενδείξεις σχετικά με τα όρια της φυσικής επιλογής προέρχονται από γονιδιώματα τα οποία έχουν «μολυνθεί» με τα προϊόντα της τύχης. Π.χ., παρά τις αναφορές για το αντίθετο, το μεγαλύτερο μέρος του ανθρώπινου γονιδιώματος είναι απλά «σκουπίδι». Αυτά τα «σκουπίδια» έχουν συσσωρευθεί επειδή η φυσική επιλογή δεν ήταν αρκετά ισχυρή ώστε να τα απομακρύνει, αναφέρει ο Μάικλ Λιντς, εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα στο Μπλούμινγκτον. Σε μικρούς πληθυσμούς ακόμη και μεταλλάξεις που είναι ελαφρώς επιβλαβείς μπορεί να εξαπλωθούν σε ολόκληρο τον πληθυσμό απλώς εξαιτίας της τύχης.
Αυτού του είδους η γενετική παρέκκλιση τελικώς παίζει σημαντικό ρόλο; Τουλάχιστον κάποιες φορές ναι. Ο Τζο Θόρντον από το Πανεπιστήμιο του Σικάγου γυρίζει πίσω το ρολόι και «ξαναπαίζει» την εξέλιξη προκειμένου να ανακαλύψει αν τα πράγματα θα μπορούσαν να είχαν... εξελιχθεί διαφορετικά. Σκεφθείτε το σαν το Τζουράσικ Παρκ, μόνο που αντί να αναστήσει εξαφανισμένα ζώα ο δρ Θόρντον αναδημιουργεί αρχαίες πρωτεΐνες. Η ομάδα του ξεκίνησε με ζώντα σπονδυλωτά, εκ των οποίων το καθένα διαθέτει τη δική του εκδοχή του γονιδίου που κωδικοποιεί για την πρωτεΐνη η οποία ανιχνεύει την ορμόνη του στρες κορτιζόλη. Συγκρίνοντας τις διαφορετικές εκδοχές, ο δρ Θόρντον και οι συνεργάτες του κατάφεραν να δείξουν πώς σε διάστημα εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών η πρωτεΐνη εξελίχθηκε από μια άλλη μορφή της η οποία μπορούσε να ανιχνεύσει μια άλλη ορμόνη.
Στη συνέχεια η ερευνητική ομάδα πήγε πολύ πιο μακριά. Στην ουσία δημιούργησε ορισμένες από αυτές τις αρχαίες πρωτεΐνες και τις δοκίμασε ώστε να ανακαλύψει τι επίδραση είχε η κάθε μετάλλαξη. Η αλλαγή προς την ανίχνευση κορτιζόλης χρειάστηκε πέντε μεταλλάξεις: δύο για την αναγνώριση της κορτιζόλης και τρεις για να «ξεχαστεί» η προηγούμενη ορμόνη.
Οταν όμως οι ερευνητές προκάλεσαν στο εργαστήριο μόνο αυτές τις πέντε μεταλλάξεις, αποσταθεροποίησαν την πρωτεΐνη και την κατέστρεψαν. Αποδείχθηκε ότι η μετάβαση στην κορτιζόλη ήταν δυνατή μόνο επειδή δύο άλλες μεταλλάξεις οι οποίες σταθεροποιούν την πρωτεΐνη είχαν συμβεί πρωτύτερα. Ωστόσο αυτές οι «επιτρεπτικές» μεταλλάξεις δεν έχουν επίδραση από μόνες τους. Μάλλον γεννήθηκαν από τύχη και όχι από φυσική επιλογή.
«Θεωρούμε αυτές τις επιτρεπτικές μεταλλάξεις τις πόρτες από τις οποίες η εξέλιξη έχει την ευκαιρία να περάσει και να ακολουθήσει μονοπάτια που αλλιώς θα ήταν μη προσβάσιμα» λέει ο δρ Θόρντον. Και φαίνεται ότι υπάρχει μόνο ένας τρόπος με τον οποίο θα μπορούσε να είχε ανοίξει η πόρτα προς το μονοπάτι πρόσδεσης στην κορτιζόλη. Ο Θόρντον δοκίμασε χιλιάδες άλλες μεταλλάξεις, ωστόσο καμία δεν έκανε την κατάλληλη δουλειά. «Δεν υπάρχει τίποτα άλλο στη γειτονιά γύρω από την αρχέγονη πρωτεΐνη που θα μπορούσε να είχε ανοίξει εκείνη την πόρτα» αναφέρει ο ερευνητής.
Κατά την άποψή του, η πορεία της εξέλιξης συχνά - αν και όχι πάντα - καθορίζεται από τέτοια φαινομενικά ασήμαντα τυχαία γεγονότα. Υπ' αυτό το πρίσμα η εξέλιξη μοιάζει πολύ με τη ζωή, σημειώνει ο ειδικός: μια φαινομενικά ασήμαντη απόφαση ένα βράδυ να πάτε σε ένα πάρτι αντί για ένα άλλο μπορεί να σας οδηγήσει στο να γνωρίσετε τον μελλοντικό σύντροφό σας και έτσι να αλλάξει η πορεία της ζωής σας.
Πολλά μονοπάτια, ίδιοι δρόμοι
Από την άλλη πάλι, οι άνθρωποι με τους οποίους τελικώς συνδεόμαστε σπάνια αλλάζουν την πορεία της ιστορίας. Παρότι όλες αυτές οι μελέτες μαρτυρούν πως η τύχη παίζει μεγαλύτερο ρόλο στην εξέλιξη από τον γενικώς αναγνωρισμένο, το μεγάλο ερώτημα είναι πόση διαφορά κάνει μακροπρόθεσμα. Τα λεπτομερή μονοπάτια που πήραν οι εξελισσόμενοι πληθυσμοί μπορεί να εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την τύχη, και πάλι όμως να οδηγούν σε παρόμοια αποτελέσματα. Υπάρχουν τόσο πολλοί τρόποι πετάγματος και κολύμβησης, για παράδειγμα, και για αυτόν τον λόγο τα φτερά και τα πτερύγια έχουν εξελιχθεί ανεξάρτητα σε πολλές περιστάσεις. Αν η πρωτεΐνη του Θόρντον δεν είχε εξελίξει την ικανότητα να προσδένεται στην κορτιζόλη, ίσως μια άλλη πρωτεΐνη να το είχε κάνει.
Υπάρχουν πολλά παραδείγματα αυτής της συγκλίνουσας εξέλιξης. Τα ψάρια στις αρκτικές περιοχές και στην Ανταρκτική έχουν εξελίξει ανεξάρτητα αντιψυκτικές πρωτεΐνες οι οποίες λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο.
Την ίδια στιγμή στις Μεγάλες Αντίλλες της Καραϊβικής η εξέλιξη έχει «ξαναπαιχτεί» με επιτυχία σε τέσσερα νησιά - και σε όλες τις περιπτώσεις το αποτέλεσμα ήταν το ίδιο. Καθένα από τα νησιά έχει σαύρες Αnolis με μακριά πόδια που τρέχουν στο έδαφος, σαύρες με κοντά πόδια που αρπάζουν κλαδάκια αλλά και σαύρες με μεγάλα πέλματα που κολλούν στα φύλλα. Ωστόσο οι σαύρες κάθε νησιού φαίνεται να προέρχονται από έναν και μόνο πληθυσμό «ιδρυτή».
Μήπως αυτό σημαίνει ότι ο Γκουλντ έκανε τελικά λάθος και μακροπρόθεσμα η τύχη δεν παίζει και τόσο ρόλο; Ισως ό,τι πιο κοντινό έχουμε σε απάντηση μπορεί να το δώσει το πρόγραμμα Long-Term Experimental Evolution Project, επικεφαλής του οποίου είναι οΡίτσαρντ Λένσκι από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. Στις 24 Φεβρουαρίου 1988 ο Λένσκι έλαβε δείγματα ενός είδους βακτηρίων E.coli και στα δείγματα αυτά ανακάλυψε 12 νέους πληθυσμούς. Κάθε ημέρα έκτοτε - συμπεριλαμβανομένων των Σαββατοκύριακων και των αργιών - κάποιος κρατούσε στη ζωή τα βακτήρια του εργαστηρίου μεταφέροντας τα δείγματα σε ένα νέο θρεπτικό μέσο.
«Ξαναπαίζοντας» την εξέλιξη
Στα 27 χρόνια που έχουν περάσει από τότε οι πληθυσμοί του Λένσκι έχουν δημιουργήσει περίπου 60.000 γενιές. Συγκριτικά στη Γη έχουν περάσει ως τώρα περί τις 20.000 γενιές του Homo sapiens. Και οι 12 αρχικοί πληθυσμοί άλλαξαν με παρόμοιο τρόπο αποκτώντας μεγαλύτερα κύτταρα και ταχύτερους ρυθμούς ανάπτυξης, γεγονός που μαρτυρεί ότι ορισμένες φορές η εξέλιξη πράγματι ξετυλίγεται με προβλέψιμους τρόπους.
Ωστόσο, ακόμη και αν δεν έκαναν την εμφάνισή τους εξωγενείς παράγοντες όπως οι πτώσεις αστεροειδών, η πορεία της εξέλιξης δεν είναι πάντα προβλέψιμη. Για παράδειγμα, ένας πληθυσμός ανέπτυξε ξαφνικά, περίπου στην 31.500ή γενιά, την ικανότητα να τρέφεται με κιτρικό άλας, ένα πρόσθετο που περιέχεται στο θρεπτικό μέσο - αυτή την ικανότητα δεν τη διαθέτει το «συμβατικό» E.coli. «Ολα αυτά τα βακτήρια ξεκίνησαν από την ίδια αφετηρία και βρέθηκαν κάτω από ακριβώς τις ίδιες συνθήκες. Και όμως εμφανίστηκαν διαφορές»αναφέρει ο Ζάκαρι Μπλάουντ, συνεργάτης του Λένσκι.
Μήπως η μετάλλαξη του κιτρικού άλατος ήταν τυχαία ή θα μπορούσε η εξέλιξη να την ξαναδημιουργήσει; Με δεδομένο ότι η ομάδα του Λένσκι καταψύχει ένα δείγμα καλλιέργειας κάθε 500 γενιές, ο Μπλάουντ ήταν σε θέση να πάει πίσω στο αρχείο του κάθε πληθυσμού και κυριολεκτικώς να «ξαναπαίξει» την εξέλιξη. Οταν το έπραξε αυτό, η μόνη στιγμή που παρουσιάστηκε η μετάλλαξη του κιτρικού άλατος ήταν όταν ξεκίνησε το «replay» της διαδικασίας με κύτταρα της 20.000ής γενιάς και μετά.
Προφανώς, κάποια μετάλλαξη ή μεταλλάξεις εμφανίστηκε/εμφανίστηκαν γύρω στην 20.000ή γενιά, γεγονός που δημιούργησε το έδαφος για την ανάπτυξη της ικανότητας χρήσης του κιτρικού άλατος πολύ αργότερα. Ακριβώς όπως ο ορμονικός υποδοχέας του Θόρντον είχε ανάγκη από «επιτρεπτικές» μεταλλάξεις προτού αλλάξει και είναι σε θέση να αναγνωρίζει έναν διαφορετικό στόχο. «Δεν έχουμε ακόμη καταφέρει να βρούμε ποια ήταν η μετάλλαξη, γεγονός που είναι άκρως απογοητευτικό» λέει ο Μπλάουντ. Ωσπου να τα καταφέρουν οι ερευνητές δεν θα γνωρίζουν αν η «επιτρεπτική» μετάλλαξη προσέφερε κάποιο άλλο πλεονέκτημα στα βακτήρια. Ακόμη και αν προσέφερε, ωστόσο, είναι φανερό ότι ο ρόλος της στο να επιτρέπει τη χρήση κιτρικού άλατος μάλλον ήταν ένα «τυχερό» υποπροϊόν.
Τι θα είχαμε λοιπόν αν μπορούσαμε να «ξαναπαίξουμε» την εξέλιξη ξανά και ξανά σε πλανητική κλίμακα; Μια πιθανότητα είναι έναν ατελείωτο βακτηριακό βούρκο. Ο Νικ Λέιντου University College του Λονδίνου πιστεύει ότι η εμφάνιση πολύπλοκων κυττάρων εξαρτήθηκε από μια απίθανη συγχώνευση δύο ειδών απλών κυττάρων. Αν έχει δίκιο, οι μορφές ζωής που προσομοιάζουν στα βακτήρια είναι κοινές σε άλλους κόσμους, ωστόσο σπανίως γεννούν πιο πολύπλοκους οργανισμούς.
Χωρίς γυμνούς πιθήκους
Αν υποθέσουμε ότι η ζωή πέρασε το απλουστευμένο στάδιο της... γλίτσας σε κόσμους εκτός του δικούς μας, πώς θα έμοιαζε; «Υπάρχουν πολλές πιθανότητες ότι αυτού του είδους το "ξαναπαίξιμο" της εξέλιξης θα γεννούσε κόσμους που θα έμοιαζαν σε γενικό πλαίσιο με τον δικό μας υπό την έννοια των βασικών χαρακτηριστικών που θα συναντούσαμε» υπογραμμίζει ο Μπλάουντ. Με άλλα λόγια, και πάλι θα βλέπαμε οργανισμούς που φωτοσυνθέτουν, καθώς και αρπακτικά, αλλά και παράσιτα και οργανισμούς που αποσυνθέτουν. Ωστόσο οι λεπτομέρειες πιθανότατα θα διέφεραν σημαντικά από το ένα «ξαναπαίξιμο» της εξέλιξης στο άλλο, τονίζει ο ειδικός. Ακόμη και αν ξαναπαίζαμε την «κασέτα» της εξέλιξης 100 φορές, είναι σχεδόν απίθανο ότι θα καταλήγαμε και πάλι με ένα πρωτεύον είδος με μεγάλο εγκέφαλο που θα κυβερνούσε τον πλανήτη.
Θα υπήρχε όμως κάποιο άλλο έξυπνο, κοινωνικό ζώο που θα κυριαρχούσε; Ισως. «Υπάρχει σαφώς μια ζώνη στα περισσότερα φυσικά περιβάλλοντα που περιλαμβάνει την ευφυΐα»αναφέρει ο Ντέιβιντ Τζαμπλόνσκι, παλαιοντολόγος του Πανεπιστημίου του Σικάγου. Και έχει γίνει σαφές ότι πολλά χαρακτηριστικά που κάποτε πιστεύαμε ότι είναι αποκλειστικώς ανθρώπινα, από τη γλώσσα ως την κατασκευή εργαλείων, εμφανίζονται, τουλάχιστον σε κάποιον βαθμό, και σε πολλά άλλα ζώα. Ετσι, παρότι γυμνοί πίθηκοι πιθανότατα δεν θα εμφανιστούν σε κανέναν από τους 100 πλανήτες, άλλοι έξυπνοι χειριστές εργαλείων μπορεί να εμφανιστούν.
Είναι ένα ερώτημα το οποίο ίσως κάποια ημέρα θα είμαστε σε θέση να απαντήσουμε. Εχουν ήδη πλέον ανακαλυφθεί χιλιάδες εξωπλανήτες και, παρότι δεν έχουμε βρει ακόμη κάποιον σαν τον δικό μας, όλα τα στοιχεία μαρτυρούν ότι υπάρχουν πολλοί πλανήτες σαν τη Γη αρκετά κοντά ώστε να μπορέσουμε κάποια ημέρα όχι απλώς να προσδιορίσουμε αν υποστηρίζουν τη ζωή αλλά να μάθουμε και κάποια πράγματα για αυτήν. Ισως η απάντηση να βρίσκεται στα αστέρια.
Ο μαθηματικός
Ντέιβιντ Χαντ, ομότιμος καθηγητής στο Imperial College του Λονδίνου
Στο πρόσφατο βιβλίο σας «Τhe Improbability Principle» αναφέρετε ότι τα πολύ απίθανα γεγονότα είναι κοινός τόπος. Πώς και αυτό;
«Σε πρώτη ανάγνωση φαίνεται σαν αντίφαση. Αν κάτι είναι πολύ απίθανο πώς γίνεται να είναι κοινότοπο; Ωστόσο, καθώς σκάβετε πιο βαθιά βλέπετε ότι δεν πρόκειται για αντίφαση και ότι θα έπρεπε να περιμένετε τα υποτιθέμενα απίθανα γεγονότα να συμβαίνουν αρκετά συχνά. Η αρχή αυτή αποτελεί ένα σύμπλεγμα πέντε θεμελιωδών νόμων».
Μπορείτε να δώσετε ένα παράδειγμα ενός από αυτούς τους νόμους;
«Σε πρώτη ανάγνωση φαίνεται σαν αντίφαση. Αν κάτι είναι πολύ απίθανο πώς γίνεται να είναι κοινότοπο; Ωστόσο, καθώς σκάβετε πιο βαθιά βλέπετε ότι δεν πρόκειται για αντίφαση και ότι θα έπρεπε να περιμένετε τα υποτιθέμενα απίθανα γεγονότα να συμβαίνουν αρκετά συχνά. Η αρχή αυτή αποτελεί ένα σύμπλεγμα πέντε θεμελιωδών νόμων».
Μπορείτε να δώσετε ένα παράδειγμα ενός από αυτούς τους νόμους;
«Ας πάρουμε τον νόμο των πραγματικά μεγάλων αριθμών. Το πιο εμφανές παράδειγμα αυτού του νόμου είναι το λαχείο. Στη Βρετανία κάποιος έχει μία στις 14.000.000 πιθανότητες να κερδίσει αν αγοράσει μόνο ένα λαχείο. Ωστόσο, αν έχουμε αρκετά άτομα που αγοράζουν αρκετά λαχεία, είναι σχεδόν αναπόφευκτο ότι κάποιος κάπου θα κερδίσει. Ενα άλλο παράδειγμα είναι η πιθανότητα να χτυπηθεί κάποιος από κεραυνό. Παγκοσμίως υπάρχει μία στις 300.000 πιθανότητες να σκοτωθεί ένα άτομο από κεραυνό κάθε χρόνο. Το λογικό είναι να φέρεται κάποιος σαν να μην πρόκειται να συμβεί κάτι τέτοιο στον ίδιο. Ωστόσο υπάρχουν 7 δισ. άνθρωποι στον κόσμο, άρα υπάρχουν πολλές ευκαιρίες να συμβεί αυτό το απίθανο. Στην πραγματικότητα η πιθανότητα να μη σκοτωθεί ποτέ κανείς από κεραυνό είναι περίπου 10 -10.133. Ετσι πρέπει να περιμένουμε να δούμε κάποιον να... κεραυνοβολείται. Μάλιστα περίπου 24.000 άτομα πεθαίνουν ετησίως εξαιτίας κεραυνού και περίπου 10 φορές περισσότερα τραυματίζονται».
Οι άνθρωποι συχνά παρατηρούν συμπτώσεις και μοτίβα που δεν υπάρχουν. Γιατί;
«Οι πρόγονοί μας επιβίωσαν επειδή εντόπιζαν μοτίβα: αν αντιλαμβάνονταν κινήσεις στο χορτάρι θα μπορούσαν να αποφύγουν το να πέσουν στα δόντια μιας τίγρης που πλησίαζε. Οπότε υπάρχει εξελικτικός λόγος. Ωστόσο πολλά από αυτά που μοιάζουν με μοτίβα στα δεδομένα απλώς εμφανίζονται τυχαία».
Πηγή: Το Βήμα
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου