Ville stå på den første sommerfuglen virkelig endre evolusjonens historie?

Ville stå på den første sommerfuglen virkelig endre evolusjonens historie?
Shutterstock

Martha Jones: Det er som i disse filmene: Hvis du går på en sommerfugl, endrer du fremtiden for menneskeheten.

Legen: Ikke trå på noen sommerfugler. Hva har sommerfugler noensinne gjort for deg?

Science fiction forfattere kan ikke synes å være enige om regler for tidsreiser. Noen ganger, som i Doctor Who (over), kan tegn reise i tide og påvirke små hendelser uten å vise seg å endre historiens store historie. I andre historier, som Back to the Future, produserer selv de minste av de tiders reisendes handlinger store krusninger som uforutsigbart forandrer fremtiden.

Evolusjonære biologer har hatt en lignende debatt om hvordan evolusjonen fungerer i flere tiår. I 1989 (året tilbake til fremtiden del II) publiserte den amerikanske paleontologen Stephen Jay Gould sin tidløse bok Wonderful Life, oppkalt etter den klassiske filmen Det innebærer også tidsreiser av forskjellige typer. I det foreslo han et tankeeksperiment: hva ville skje hvis du kunne spille livets tape igjen, spole evolusjonens historie og kjøre den igjen? Vil du fortsatt se den samme filmen med alle evolusjonære hendelsene som spiller ut som før? Eller vil det være mer som en omstart, med arter som utvikler seg på forskjellige måter?

Goulds svar var sistnevnte. Etter hans mening spilte uforutsigbare hendelser en viktig rolle i naturhistorien. Hvis du skulle reise tilbake i tid og gå på den første sommerfuglen (som minner om 1952-novellen A Sound of Thunder av Ray Bradbury), da ville ikke sommerfugler utvikle seg igjen.

Dette skyldes at variasjonen vi ser i naturen - de mange forskjellige fysiske egenskaper og former for atferd som livsformer kan ha - skyldes tilfeldige genetiske hendelser, som for eksempel genetiske mutasjoner og rekombinasjon. Naturlig utvalg filtrerer denne variasjonen, bevare og spre egenskapene som gir organismer den beste reproduktive fordelen. I Goulds synspunkt, fordi den rekke mutasjoner som førte til den første sommerfuglen var tilfeldig, ville de ikke trolig skje en gang til.

Konvergent evolusjon

Men ikke alle er enige med dette bildet. Noen forskere forsvare ideen om "konvergent evolusjon". Dette er når organismer som ikke er relatert til hverandre, selvstendig utvikler lignende egenskaper som svar på deres miljø. Bats og hvaler er for eksempel svært forskjellige dyr, men begge har utviklet evnen til å "se" ved å lytte til hvordan lyden ekkoer rundt dem (ekkolokalisering). Både pandas og mennesker har utviklet seg motstilte tomler. Drevet flyging har utviklet seg minst fire ganger, i fugler, flaggermus, pterosaurer og insekter som sommerfugler. Og øynene har utviklet seg selvstendig minst 50 ganger i dyrets historie.

Selv intelligens har utviklet seg flere ganger. Den berømte paleontologen Simon Conway-Morris ble en gang spurte om dinosaurene ville blitt intelligente hvis de fortsatt var her. Hans svar var at "eksperimentet er gjort og vi kaller dem krager", og henviser til det faktum at fugler, inkludert veldig intelligente kragearter, utviklet seg fra en gruppe av dinosaurer.

Konvergent evolusjon antyder at det finnes noen få optimale måter som arter kan tilpasse seg til sitt miljø, noe som betyr at (hvis du har nok informasjon) kan du forutsi hvordan en art sannsynligvis vil utvikle seg over lang tid. Hvis du skulle gå på den første sommerfuglen, vil et annet sommerfugllignende insekt etter hvert utvikle seg fordi andre mutasjoner til slutt vil produsere de samme egenskapene som vil bli favorisert av naturlig utvalg.

A fersk undersøkelse I journalen ser dagens biologi ut til skalaen til fordel for konvergent evolusjon. Denne studien undersøker hvordan pinne edderkopper har utviklet seg i Hawaii-øyene, og gir bevis for forskjellige, isolerte grupper av dyr som utvikler de samme funksjonene uavhengig.

Øyer er ofte referert til som naturlige laboratorier fordi de er effektivt lukkede miljøer. Hver gang en art koloniserer en ny øy, skjer et nytt uavhengig tilpasningsforsøk. Et ikonisk eksempel er finkene som har tilpasset seg ulike matkilder på hver øy av Galapagos, et faktum som hjalp Charles Darwin med å utvikle sin teori om naturlig utvalg. Noen av disse populasjonene har selv blitt fanget i handlingen om å bli ny arter av finch.

De fleste av pinne edderkoppene på Hawaii-øyene har gull, mørk eller hvit kroppsfarging som camouflage å skjule fra rovdyr, som fugler. Forskerne brukte DNA fra de forskjellige edderkopparter for å rekonstruere historien om hvordan de utviklet seg. De viste at de mørke edderkoppene og de hvite edderkoppene gjentatte ganger har utviklet seg fra forfedre gull edderkopper, seks ganger for de mørke edderkopper og to ganger for de hvite.

Sjanse eller nødvendighet?

Denne studien er et bemerkelsesverdig eksempel på konvergent utvikling som foregår i samme geografiske område. Det minner om de klassiske studiene på Anolis øgler av evolusjonær økolog Jonathan Losos, som la merke til øgler på forskjellige karibiske øyer, hadde uavhengig utviklet seg samme tilpasninger flere ganger. Alt dette tyder på at livsformer som lever i et bestemt miljø over en lang nok tidsperiode, sannsynligvis vil utvikle visse funksjoner.

Men bevisene for konvergent evolusjon utelukker ikke sjansenes rolle. Det er ingen tvil om at mutasjoner og de biologiske variasjonene de oppretter er tilfeldige. Organismer er en mosaikk av flere egenskaper, hver med forskjellige evolusjonære historier. Og det betyr at det som er utviklet på sommerfuglens sted, kanskje ikke ser akkurat det samme ut.

Bevisene er ikke avgjørende på noen måte, men kanskje både sjanse og nødvendighet spiller en rolle i evolusjonen. Hvis vi skulle kjøre livets tape igjen, tror jeg at vi ville ende opp med de samme typene organismer vi har i dag. Det vil trolig være primærprodusenter som utvinner næringsstoffer fra jorden og energi fra solen og andre organismer som beveger seg rundt og spiser de primære produsentene. Mange av disse ville ha øyne, noen ville fly, og noen ville være intelligente. Men de kan se ganske annerledes ut enn planter og dyr vi kjenner i dag. Det kan ikke engang være noen intelligente to-legged pattedyr.

Den ConversationSå bare hvis du noen gang finner deg selv på reise tilbake i tid, ikke gå på noen sommerfugler.

Om forfatteren

Jordi Paps, Foreleser, Skole for biologiske vitenskap, University of Essex

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = sommerfugl effekt; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}