Asa cum spuneam deci, tu de fapt nu stii ce inseama teoria evolutiei. Ea in nici un caz nu se ocupa cu aparitia primului organism viu din materie "moarta", aia e abiogeneza.
Uite aici ce inseamna teoria evolutiei:
Teoria modernă a evoluției poate fi sumarizată astfel:
Viata a evoluat pe pamant in mod gradual incepand cu o specie primitiva – poate cu o molecula auto-reproducatoare – care a trait cu mai mult de 3.500.000.000 ani in urma; aceasta s-a ramificat cu timpul, rezultand multe specii noi si diverse; mecanismul pentru majoritatea (desi nu toate) schimbarilor evolutionare este selectia naturală.
Aceasta descriere releva șase componente: evoluție, gradualism, speciație, descendență comună, selecție naturală, si mecanisme neselective de schimbare evolutionara.
Evoluție
Prin evoluție intelegem fenomenul prin care o specie suferă modificări genetice de-a lungul timpului. Adică, după multe generații, o specie poate evolua in ceva chiar diferit, iar acele diferente sunt cauzate de modificari ale ADN-ului, produse de mutații. Speciile de animale si plante de azi nu existau in trecut, dar descind din cele care au trait in trecut. Oamenii de exemplu, au evoluat din creaturi asemanatoare maimutelor antropoide, dar neidentice cu maimutele moderne.
Deși toate speciile evolueaza, nu toate o fac in acelasi ritm. Unele specii precum crabii potcoavă sau arborii gingko, de-abia s-au schimbat pe parcursul a milioane de ani.
Teoria evoluției nu prezice că speciile vor evolua incontinuu, sau cât de rapid se vor modifica. Aceste lucruri depind de presiunile evolutionare la care sunt supuse. Unele grupuri precum balenele si oamenii au evoluat rapid, in timp ce altele, precum Celacantul – “fosila vie” – arată aproape identic cu strămoșii lui care au trăit cu sute de milioane de ani in urma.
Gradualism
Pentru a produce modificari evolutionare substantiale (cum ar fi evolutia pasarilor din reptile) este nevoie de multe generatii. Evolutia unor noi trasaturi, cum ar fi dinții si fălcile care diferentiaza mamiferele de reptile, nu se produc intr-una sau doua generatii, ci de obicei pe parcursul a sute sau mii – chiar milioane – de generatii.
Unele schimbari insa se produc rapid. Populatiile de microbi au generatii foarte scurte, unele chiar de ordinul a 20 de minute. Aceasta inseamna ca aceste specii pot evolua intr-un timp scurt, explicand cresterea rapida a rezistentei la medicamente a bacteriilor patogene si a virusilor. Exista multe exemple de evolutie de care stim ca ia loc pe parcursul unei vieti umane. Dar cand e vorba de modificari cu adevarat mari, ne referim de obicei la schimbari care necesita multe mii de ani.
Gradualismul nu inseamna insa ca fiecare specie evolueaza in acelasi ritm. Intocmai precum specii diferite variaza vizavi de cat de repede evolueaza, la fel o singura specie evolueaza mai rapid sau mai incet odata cu intensificarea sau slabirea presiunilor evolutionare. Cand selectia naturala actioneaza puternic, ca atunci cand un animal sau o planta colonizeaza un nou mediu, schimbarea evolutionara va fi rapida. Odata ce specia devine bine adaptata unui habitat stabil, evolutia va incetini de obicei.
Speciație
Multe specii – oamenii, elefantii, cactușii din ghiveci – au in comun unele trasaturi fundamentale. Printre acestea se numara căile biochimice folosite la producerea energiei, codul ADN si modul in care acest cod este citit si translatat in proteine. Acest lucru ne spune ca fiecare specie are un singur stramos comun, un stramos care avea aceste trasaturi si pe care le-a transmis mai departe urmasilor lui.
Dar daca evolutia ar insemna doar modificari genetice graduale in cadrul unei specii, astazi am avea o singura specie – un descendent evoluat din prima specie. Insa exista mai multe specii pe pamant, mai mult de 10 milioane. Aceasta diversitate a rezultat dintr-o forma ancestrala prin speciație.
Imaginea de mai sus prezintă o parte din arborele evoluționar care ilustrează relația dintre păsări si reptile. Ce anume s-a intamplat cand nodul X s-a ramificat rezultand linia care duce la reptilele moderne cum ar fi șopârlele și șerpii pe de-o parte, și la pasarile moderne si rudele lor dinozaurii? Nodul X reprezinta o singură specie ancentrală, o reptilă preistorică, care s-a împărțit in doua specii descendente. Unul din descendenti s-a dus pe drumul lui, impartindu-se mai tarziu de mai multe ori dand nastere dinozaurilor si pasarilor moderne. Celalalt descendent a facut la fel, dar a produs majoritatea reptilelor moderne.
Stramosul comun X este conexiunea genealogica dintre pasari si reptilele moderne – intersectia in care am ajunge daca am merge inapoi pe caile tuturor liniilor genealogice. Ce s-a intamplat cand stramosul X s-a impartit in doua specii separate? Nu prea multe. Dupa cum vom vedea in alte articole, speciația pur si simplu inseamna evolutia unor grupuri distincte care nu se mai pot imperechea – adica, nu mai pot face schimb de gene. Daca am fi fost acolo cand stramosul ar fi inceput sa se ramifice, am fi vazut probabil doua populatii ale aceleiasi specii reptiliene, care traiau probabil in locuri diferite, incepand sa dezvolte mici diferente una față de alta. Dupa un timp indelungat, aceste diferente ar fi crescut. Pana la urma, cele doua populatii ar fi dezvoltat destule diferente genetice astfel incat membri unui grup nu se mai puteau imperechea cu cei din celalalt grup (exista multe moduri prin care acest lucru poate avea loc: membri celor doua grupuri ar putea sa nu mai fie atrasi unul de altul, sau daca se imperecheaza unii cu altii atunci odrasla se naste sterila. Unele specii de plante pot folosi polinatori diferiti sau infloresc la timpuri diferite, impiedicand inter-fertilizarea).
Milioane de ani mai tarziu, si dupa mai multe asemenea evenimente de ramificare, una din speciile descendente de dinozaur, nodul Y, se ramifica la randul lui in doua specii, una dintre ele producand pana la urma toti dinozaurii bipezi carnivori, iar cealalta producand toate pasarile moderne. Acest moment critic in istoria evolutionara – nasterea stramosului tuturor pasarilor – nu ar fi parut prea dramatica in acel timp. Nu am fi observat aparitia brusca a unei fiinte zburatoare din reptile, ci doar doua populatii usor diferite ale aceluiasi dinozaur, probabil nu mai mult diferite decat membri diverselor populatii umane de astazi. Toate schimbarile importante au avut loc cu mii de generatii mai tarziu dupa ramificare, atunci cand selectia a actionat asupra unei linii genealogice promovand zborul, si asupra celeilalte promovand transaturile dinozaurilor bipezi. Doar acum in retrospectiva putem identifica specia Y ca fiind stramosul comun al lui T. rex si al pasarilor. Aceste evenimente evolutionare au fost lente, si par semnificative doar cand aranjam secvential toti descendentii acelor izvoare evolutionare divergente.
Dar speciile nu trebuie să se ramifice. Acest fenomen se va produce doar dacă circumstantele permit populatiilor sa dezvolte destule diferențe astfel încât să nu se mai poată împerechea. Mare majoritate a speciilor – mai mult de 99% – dispar fără să lase descendenti. Altele, cum ar fi arborii gingko, traiesc milioane de ani fără să producă multe specii. Speciația nu se produce foarte frecvent. Dar ori de câte ori o specie se împarte in două, iși dublează numărul oportunitatilor pentru o speciație viitoare, deci numarul speciilor poate creste exponential. Deși speciația este lentă, ea se produce suficient de frecvent pe parcursul unor asemenea perioade lungi de timp, putând astfel să explice diversitatea extraordinară a plantelor si a animalelor de pe pamânt.
Descendență comună
Vizavi de speciație, descendența comună este reversul medaliei. Această idee inseamnă pur si simplu că putem privi in trecut, cu ajutorul ADN-ului sau a fosilelor, și vom observa cum descendenții sunt legați unul de altul prin strămoșii lor.
Să examinam un arbore evolutionar, cel al vertebratelor (imaginea de mai sus). Biologii se folosesc de trăsături pentru a deduce relații evolutionare. In primul rand, peștii, amfibienii, mamiferele si reptilele au toate o coloană vertebrală – ele sunt “vertebrate” – deci trebuie sa fi descins dintr-un strămoș comun care avea de asemenea vertebre. Dar in cadrul vertebratelor, reptilele si mamiferele sunt grupate impreună (si diferentiate de pești si amfibieni) având un ou amniotic – embrionul este inconjurat de membrană umplută cu lichid numită amnion. Deci reptilele si mamiferele trebuie sa fi avut inca un stramos comun mai recent care poseda de asemenea un astfel de ou. Dar acest grup contine de asemenea două subgrupuri, unul cu specii care toate au păr, au sânge cald, și produc lapte (adică, mamifere), iar celălalt cu specii care au sânge rece, solzi, si produc ouă impermeabile (adică reptile).
Ca și toate celelalte specii, acestea formează o ierarhie imbricată: o ierarhie in care grupurile mari de specii a căror membri au in comun cateva trăsături, sunt împărțite in grupuri mai mici de specii care au in comun mai multe trăsături, și așa mai departe până la specii, cum ar fi urșii negri si urși grizly, care au in comun aproape toate trăsăturile.
Până nu de mult, în urmă cu aproximativ treizeci de ani, biologii se foloseau de trăsături vizibile cum ar fi anatomia și modul de reproducere pentru a construi ascendența speciilor existente. Acest lucru se baza pe presupunerea rezonabilă că organismele cu trăsături similare au gene similare, si de aceea sunt mai strâns înrudite. Dar acum avem la dispoziție un nou mod, mai puternic si independent, de a stabili ascendenta: putem analiza genele însele. Secventionând ADN-ul mai multor specii și măsurând gradul de similaritate al secvențelor lor, putem reconstrui relatiile lor evolutionare. Acest lucru este realizat presupunând in mod rezonabil că speciile care au ADN mai similar sunt mai strâns înrudite – adică, strămoșii lor comuni au trăit mai recent. Aceste metode moleculare nu au produs modificări prea mari în arborii evolutionari construiti inaintea erei ADN: trăsăturile vizibile ale organismelor si secvențele lor ADN produc de obicei aceeași informatie despre relatiile evolutionare.
Ideea descendenței comune conduce in mod natural la predicții majore si testabile despre evolutie. Dacă vedem păsările si reptilele grupate impreună pe baza trăsăturilor lor si a secventelor ADN, putem prezice că ar trebui să găsim strămoși comuni ai păsărilor și ai reptilelor in repertoriul fosilifer. Asemenea predicții au fost implinite, furnizând cele mai puternice dovezi in favoare evolutiei. Vom prezenta unele dintre ele in articole viitoare.
Selecția naturală
Selecția naturală explică designul aparent din natură prin procese pur materialiste care nu necesită creație sau dirijare din partea unor forțe supranaturale. Este o idee ușor de înțeles. Dacă indivizii unei specii diferă la nivel genetic unul față de altul, si unele dintre aceste diferente afectează abilitatea unui individ de a supraviețui și a se reproduce in mediul lui, atunci in generatia urmatoare genele “bune” care duc la o rată de supraviețuire si reproducere superioară vor avea mai multe copii decât genele “nu chiar atât de bune”. Cu timpul, datorită mutațiilor favorabile care apar și se răspândesc în populație, și datorită mutațiilor vătămătoare care sunt îndepărtate din populație, ea va deveni gradual din ce in ce mai adaptată la mediu. În cele din urmă, acest proces produce organisme care sunt bine adaptate la habitatele și la modul lor de viață.
Iată un exemplu simplu. Mamutul lânos sălășluia in părțile nordice ale Eurasiei si Americii de Nord, si era adaptat la frig având o haină groasă de păr (specimene întregi au fost găsite îngropate in tundră). Acesta descinde probabil din strămoși mamuți care au avut păr puțin – ca elefanții moderni. Mutațiile care au apărut in specia ancestrală au cauzat câțiva mamuți – ca în cazul unor oameni de azi – să fie mai păroși ca alții. Când clima s-a răcit, sau când specia s-a răspândit în zone mai nordice, indivizii păroși puteau să tolereze mai bine mediul rece, si au lăsat mai mulți urmași decât tovarășii lor mai lipsiți de păr. Acest lucru a îmbogățit numărul genelor de pilozitate a populației. În urmatoarea generatie, mamuții au fost mai păroși ca inainte. Dacă lăsam acest proces să continue pe parcursul a mai multe mii de generații, mamuții chei vor fi inlocuiti de mamuți lățoși. Și dacă alte trăsături vor afecta de asemenea rezistența la frig (de exemplu mărimea corpului, cantitatea de grăsime, etc), atunci ele se vor schimba și ele concurent.
Procesul este remarcabil de simplu. El necesită doar ca indivizii unei specii sa varieze din punct de vedere genetic vizavi de abilitatea de a supravietui si a se reproduce in mediul lor. Această conditie fiind indeplinită, selecția naturală – si evoluția – devin inevitabile. După cum vom vedea in articolele următoare, această conditie este satisfăcută de fiecare specie care a fost examinată vreodată. Și de vreme ce multe trasaturi pot afecta adaptarea unui individ la mediul lui, selecția naturală poate, pe parcursul erelor geologice, sculpta un animal sau o plantă în așa fel incat aceștia vor părea a fi proiectați.
Este important să realizăm insă, ca există o diferență reală intre ceea ce ne-am astepta să vedem daca organismele ar fi in mod constient proiectate, in loc să fi evoluat prin selecția naturală. Selecția naturală nu este un inginer șef, ci un cârpaci. Nu produce perfectiune absolută – care poate fi obtinută de un proiectant incepand de la zero – ci produce ce-i mai bun cu materialele pe care le are la dispozitie. Mutațiile pentru un design perfect pot să nu apară pentru simplul motiv că sunt prea rare. Rinocerul african, cu cele două coarne plasate in tandem, este mai bine adaptat cand trebuie sa se apere si sa se lupte cu confratii lui, decat este rinocerul indian care are un singur horn (de fapt acestea nu sunt hornuri adevărate, ci peri compactați). Dar o mutație care produce două hornuri ar fi putut pur si simplu să nu apară la rinocerii indieni. Totusi, un horn este mai de folos decat nici unul. Rinocerul indian stă mai bine ca strămosul lui fără horn, dar evenimente intamplatoare din istoria lui genetica au putut duce la un design mai putin decat perfect. Si desigur, fiecare plantă/animal care este parazitat sau bolnav reprezintă un eșec de adaptare. La fel pentru toate cazurile de disparitie, care reprezinta mai mult de 99% din speciile care au trait vreodată (un fapt care ridică probleme majore pentru miscarea creaționista a “designului inteligent”. A proiecta milioane de specii care sunt destinate disparitiei, ca apoi sa fie inlocuite cu alte specii similare, majoritatea cărora vor dispărea si ele, nu pare a fi un lucru prea inteligent. Susținătorii “designului inteligent” nu au adresat niciodată aceasta dificultate).
Selecția naturală trebuie de asemenea să lucreze cu designul integral al unui organism, ceea ce reprezintă un compromis intre mai multe adaptări. Femelele țestoase marine își sapă cuibul pe plajă cu înotătoarele lor – un proces dureros, lent și stângaci care expune ouăle prădătorilor. Niște înotătoare in formă de lopată le-ar fi ajutat să sape mai bine si mai repede, dar atunci nu ar fi putut să innoate la fel de bine. Un proiectant inteligent le-ar fi putut furniza niște perechi de înotătoare suplimentare, cu apendice retractabile in formă de lopată, dar țestoasele, ca toate reptilele, sunt constrânse de o anatomie care limitează numărul membrelor la patru.
Organismele nu sunt doar la mila loteriei mutaționale, ci sunt de asemenea constrânse de istoricul dezvoltării lor si al evoluției lor. Mutațiile sunt modificări ale însușirilor care există deja; ele nu crează trăsături nou-nouțe aproape niciodată. Acest lucru inseamnă că evolutia trebuie sa construiască o nouă specie începând cu designul strămoșilor ei. Evolutia este ca un arhitect care nu poate proiecta o clădire de la zero, ci trebuie sa construiască fiecare trăsătură adaptând o clădire existentă, menținând o structură locuibilă în tot acest timp. Acest lucru va necesita compromisuri. La bărbații de exemplu, ar fi mai bine dacă testiculele s-ar forma în afara corpului, unde temperatura mai joasă este benefică pentru spermă1. Testiculele însă, iși incep dezvoltarea in abdomen. Când fetusul are 6-7 săptămâni, ele migrează în jos in scrot prin două canale numite canalele inghinale, indepartându-se din căldura vătămătare a restului corpului. Acele canale devin puncte slabe în peretele corpului, care îi fac pe bărbați să devină predispuși la hernie inghinală. Aceste hernii sunt de nedorit: ele pot obstructiona intestinele, si uneori inainte de inventarea chirurgiei, cauzau moartea.
Un designer inteligent nu ne-ar fi inzestrat cu această călătorie testiculară sinuoasă. Am fost constrânși să rămânem cu ea pentru că am moștenit planul de dezvoltare al testiculelor de la strămoșii nostri pești, a căror gonade se dezvoltă si rămân complet in interiorul abdomenului. Am inceput sa ne dezvoltam cu testicule interne asemenea peștilor, iar apoi descinderea testiculelor a evoluat mai tarziu, ca un adaos stângaci.
Deci selecția naturală nu naște perfecțiune, ci doar imbunătățiri ale unor elemente care au apărut inainte. Ea produce un organism mai bine adaptat, nu cel mai adaptat organism. Și deși selecția face impresia unui design, acel design poate fi adesea imperfect. Este ironic că așa cum vom vedea in articole viitoare, găsim dovezi importante ale evolutiei in chiar aceste imperfectiuni.
Alte procese în afara selecției naturale care cauzează modificări evoluționare
Dintre acestea, cel mai important este acela al simplelor modificări aleatorii în proportia genelor, cauzate de faptul că diverse familii au un număr diferit de odrasle. Acest lucru duce la schimbari evolutionare care fiind aleatorii, nu au nimic de a face cu adaptarea. Influenta acestui proces asupra modificărilor evolutionare importante este insă minoră, pentru că nu are puterea modelatoare a selecției naturale. Totusi insa, vom vedea intr-un articol viitor că deriva genetică ar putea juca un anumit rol evolutionar in populatii restrânse, si probabil explică unele trăsături neadaptive ale ADN-ului.
Uite aici ce inseamna teoria evolutiei:
Teoria modernă a evoluției poate fi sumarizată astfel:
Viata a evoluat pe pamant in mod gradual incepand cu o specie primitiva – poate cu o molecula auto-reproducatoare – care a trait cu mai mult de 3.500.000.000 ani in urma; aceasta s-a ramificat cu timpul, rezultand multe specii noi si diverse; mecanismul pentru majoritatea (desi nu toate) schimbarilor evolutionare este selectia naturală.
Aceasta descriere releva șase componente: evoluție, gradualism, speciație, descendență comună, selecție naturală, si mecanisme neselective de schimbare evolutionara.
Evoluție
Prin evoluție intelegem fenomenul prin care o specie suferă modificări genetice de-a lungul timpului. Adică, după multe generații, o specie poate evolua in ceva chiar diferit, iar acele diferente sunt cauzate de modificari ale ADN-ului, produse de mutații. Speciile de animale si plante de azi nu existau in trecut, dar descind din cele care au trait in trecut. Oamenii de exemplu, au evoluat din creaturi asemanatoare maimutelor antropoide, dar neidentice cu maimutele moderne.
Deși toate speciile evolueaza, nu toate o fac in acelasi ritm. Unele specii precum crabii potcoavă sau arborii gingko, de-abia s-au schimbat pe parcursul a milioane de ani.
Teoria evoluției nu prezice că speciile vor evolua incontinuu, sau cât de rapid se vor modifica. Aceste lucruri depind de presiunile evolutionare la care sunt supuse. Unele grupuri precum balenele si oamenii au evoluat rapid, in timp ce altele, precum Celacantul – “fosila vie” – arată aproape identic cu strămoșii lui care au trăit cu sute de milioane de ani in urma.
Gradualism
Pentru a produce modificari evolutionare substantiale (cum ar fi evolutia pasarilor din reptile) este nevoie de multe generatii. Evolutia unor noi trasaturi, cum ar fi dinții si fălcile care diferentiaza mamiferele de reptile, nu se produc intr-una sau doua generatii, ci de obicei pe parcursul a sute sau mii – chiar milioane – de generatii.
Unele schimbari insa se produc rapid. Populatiile de microbi au generatii foarte scurte, unele chiar de ordinul a 20 de minute. Aceasta inseamna ca aceste specii pot evolua intr-un timp scurt, explicand cresterea rapida a rezistentei la medicamente a bacteriilor patogene si a virusilor. Exista multe exemple de evolutie de care stim ca ia loc pe parcursul unei vieti umane. Dar cand e vorba de modificari cu adevarat mari, ne referim de obicei la schimbari care necesita multe mii de ani.
Gradualismul nu inseamna insa ca fiecare specie evolueaza in acelasi ritm. Intocmai precum specii diferite variaza vizavi de cat de repede evolueaza, la fel o singura specie evolueaza mai rapid sau mai incet odata cu intensificarea sau slabirea presiunilor evolutionare. Cand selectia naturala actioneaza puternic, ca atunci cand un animal sau o planta colonizeaza un nou mediu, schimbarea evolutionara va fi rapida. Odata ce specia devine bine adaptata unui habitat stabil, evolutia va incetini de obicei.
Speciație
Multe specii – oamenii, elefantii, cactușii din ghiveci – au in comun unele trasaturi fundamentale. Printre acestea se numara căile biochimice folosite la producerea energiei, codul ADN si modul in care acest cod este citit si translatat in proteine. Acest lucru ne spune ca fiecare specie are un singur stramos comun, un stramos care avea aceste trasaturi si pe care le-a transmis mai departe urmasilor lui.
Dar daca evolutia ar insemna doar modificari genetice graduale in cadrul unei specii, astazi am avea o singura specie – un descendent evoluat din prima specie. Insa exista mai multe specii pe pamant, mai mult de 10 milioane. Aceasta diversitate a rezultat dintr-o forma ancestrala prin speciație.
Imaginea de mai sus prezintă o parte din arborele evoluționar care ilustrează relația dintre păsări si reptile. Ce anume s-a intamplat cand nodul X s-a ramificat rezultand linia care duce la reptilele moderne cum ar fi șopârlele și șerpii pe de-o parte, și la pasarile moderne si rudele lor dinozaurii? Nodul X reprezinta o singură specie ancentrală, o reptilă preistorică, care s-a împărțit in doua specii descendente. Unul din descendenti s-a dus pe drumul lui, impartindu-se mai tarziu de mai multe ori dand nastere dinozaurilor si pasarilor moderne. Celalalt descendent a facut la fel, dar a produs majoritatea reptilelor moderne.
Stramosul comun X este conexiunea genealogica dintre pasari si reptilele moderne – intersectia in care am ajunge daca am merge inapoi pe caile tuturor liniilor genealogice. Ce s-a intamplat cand stramosul X s-a impartit in doua specii separate? Nu prea multe. Dupa cum vom vedea in alte articole, speciația pur si simplu inseamna evolutia unor grupuri distincte care nu se mai pot imperechea – adica, nu mai pot face schimb de gene. Daca am fi fost acolo cand stramosul ar fi inceput sa se ramifice, am fi vazut probabil doua populatii ale aceleiasi specii reptiliene, care traiau probabil in locuri diferite, incepand sa dezvolte mici diferente una față de alta. Dupa un timp indelungat, aceste diferente ar fi crescut. Pana la urma, cele doua populatii ar fi dezvoltat destule diferente genetice astfel incat membri unui grup nu se mai puteau imperechea cu cei din celalalt grup (exista multe moduri prin care acest lucru poate avea loc: membri celor doua grupuri ar putea sa nu mai fie atrasi unul de altul, sau daca se imperecheaza unii cu altii atunci odrasla se naste sterila. Unele specii de plante pot folosi polinatori diferiti sau infloresc la timpuri diferite, impiedicand inter-fertilizarea).
Milioane de ani mai tarziu, si dupa mai multe asemenea evenimente de ramificare, una din speciile descendente de dinozaur, nodul Y, se ramifica la randul lui in doua specii, una dintre ele producand pana la urma toti dinozaurii bipezi carnivori, iar cealalta producand toate pasarile moderne. Acest moment critic in istoria evolutionara – nasterea stramosului tuturor pasarilor – nu ar fi parut prea dramatica in acel timp. Nu am fi observat aparitia brusca a unei fiinte zburatoare din reptile, ci doar doua populatii usor diferite ale aceluiasi dinozaur, probabil nu mai mult diferite decat membri diverselor populatii umane de astazi. Toate schimbarile importante au avut loc cu mii de generatii mai tarziu dupa ramificare, atunci cand selectia a actionat asupra unei linii genealogice promovand zborul, si asupra celeilalte promovand transaturile dinozaurilor bipezi. Doar acum in retrospectiva putem identifica specia Y ca fiind stramosul comun al lui T. rex si al pasarilor. Aceste evenimente evolutionare au fost lente, si par semnificative doar cand aranjam secvential toti descendentii acelor izvoare evolutionare divergente.
Dar speciile nu trebuie să se ramifice. Acest fenomen se va produce doar dacă circumstantele permit populatiilor sa dezvolte destule diferențe astfel încât să nu se mai poată împerechea. Mare majoritate a speciilor – mai mult de 99% – dispar fără să lase descendenti. Altele, cum ar fi arborii gingko, traiesc milioane de ani fără să producă multe specii. Speciația nu se produce foarte frecvent. Dar ori de câte ori o specie se împarte in două, iși dublează numărul oportunitatilor pentru o speciație viitoare, deci numarul speciilor poate creste exponential. Deși speciația este lentă, ea se produce suficient de frecvent pe parcursul unor asemenea perioade lungi de timp, putând astfel să explice diversitatea extraordinară a plantelor si a animalelor de pe pamânt.
Descendență comună
Vizavi de speciație, descendența comună este reversul medaliei. Această idee inseamnă pur si simplu că putem privi in trecut, cu ajutorul ADN-ului sau a fosilelor, și vom observa cum descendenții sunt legați unul de altul prin strămoșii lor.
Să examinam un arbore evolutionar, cel al vertebratelor (imaginea de mai sus). Biologii se folosesc de trăsături pentru a deduce relații evolutionare. In primul rand, peștii, amfibienii, mamiferele si reptilele au toate o coloană vertebrală – ele sunt “vertebrate” – deci trebuie sa fi descins dintr-un strămoș comun care avea de asemenea vertebre. Dar in cadrul vertebratelor, reptilele si mamiferele sunt grupate impreună (si diferentiate de pești si amfibieni) având un ou amniotic – embrionul este inconjurat de membrană umplută cu lichid numită amnion. Deci reptilele si mamiferele trebuie sa fi avut inca un stramos comun mai recent care poseda de asemenea un astfel de ou. Dar acest grup contine de asemenea două subgrupuri, unul cu specii care toate au păr, au sânge cald, și produc lapte (adică, mamifere), iar celălalt cu specii care au sânge rece, solzi, si produc ouă impermeabile (adică reptile).
Ca și toate celelalte specii, acestea formează o ierarhie imbricată: o ierarhie in care grupurile mari de specii a căror membri au in comun cateva trăsături, sunt împărțite in grupuri mai mici de specii care au in comun mai multe trăsături, și așa mai departe până la specii, cum ar fi urșii negri si urși grizly, care au in comun aproape toate trăsăturile.
Până nu de mult, în urmă cu aproximativ treizeci de ani, biologii se foloseau de trăsături vizibile cum ar fi anatomia și modul de reproducere pentru a construi ascendența speciilor existente. Acest lucru se baza pe presupunerea rezonabilă că organismele cu trăsături similare au gene similare, si de aceea sunt mai strâns înrudite. Dar acum avem la dispoziție un nou mod, mai puternic si independent, de a stabili ascendenta: putem analiza genele însele. Secventionând ADN-ul mai multor specii și măsurând gradul de similaritate al secvențelor lor, putem reconstrui relatiile lor evolutionare. Acest lucru este realizat presupunând in mod rezonabil că speciile care au ADN mai similar sunt mai strâns înrudite – adică, strămoșii lor comuni au trăit mai recent. Aceste metode moleculare nu au produs modificări prea mari în arborii evolutionari construiti inaintea erei ADN: trăsăturile vizibile ale organismelor si secvențele lor ADN produc de obicei aceeași informatie despre relatiile evolutionare.
Ideea descendenței comune conduce in mod natural la predicții majore si testabile despre evolutie. Dacă vedem păsările si reptilele grupate impreună pe baza trăsăturilor lor si a secventelor ADN, putem prezice că ar trebui să găsim strămoși comuni ai păsărilor și ai reptilelor in repertoriul fosilifer. Asemenea predicții au fost implinite, furnizând cele mai puternice dovezi in favoare evolutiei. Vom prezenta unele dintre ele in articole viitoare.
Selecția naturală
Selecția naturală explică designul aparent din natură prin procese pur materialiste care nu necesită creație sau dirijare din partea unor forțe supranaturale. Este o idee ușor de înțeles. Dacă indivizii unei specii diferă la nivel genetic unul față de altul, si unele dintre aceste diferente afectează abilitatea unui individ de a supraviețui și a se reproduce in mediul lui, atunci in generatia urmatoare genele “bune” care duc la o rată de supraviețuire si reproducere superioară vor avea mai multe copii decât genele “nu chiar atât de bune”. Cu timpul, datorită mutațiilor favorabile care apar și se răspândesc în populație, și datorită mutațiilor vătămătoare care sunt îndepărtate din populație, ea va deveni gradual din ce in ce mai adaptată la mediu. În cele din urmă, acest proces produce organisme care sunt bine adaptate la habitatele și la modul lor de viață.
Iată un exemplu simplu. Mamutul lânos sălășluia in părțile nordice ale Eurasiei si Americii de Nord, si era adaptat la frig având o haină groasă de păr (specimene întregi au fost găsite îngropate in tundră). Acesta descinde probabil din strămoși mamuți care au avut păr puțin – ca elefanții moderni. Mutațiile care au apărut in specia ancestrală au cauzat câțiva mamuți – ca în cazul unor oameni de azi – să fie mai păroși ca alții. Când clima s-a răcit, sau când specia s-a răspândit în zone mai nordice, indivizii păroși puteau să tolereze mai bine mediul rece, si au lăsat mai mulți urmași decât tovarășii lor mai lipsiți de păr. Acest lucru a îmbogățit numărul genelor de pilozitate a populației. În urmatoarea generatie, mamuții au fost mai păroși ca inainte. Dacă lăsam acest proces să continue pe parcursul a mai multe mii de generații, mamuții chei vor fi inlocuiti de mamuți lățoși. Și dacă alte trăsături vor afecta de asemenea rezistența la frig (de exemplu mărimea corpului, cantitatea de grăsime, etc), atunci ele se vor schimba și ele concurent.
Procesul este remarcabil de simplu. El necesită doar ca indivizii unei specii sa varieze din punct de vedere genetic vizavi de abilitatea de a supravietui si a se reproduce in mediul lor. Această conditie fiind indeplinită, selecția naturală – si evoluția – devin inevitabile. După cum vom vedea in articolele următoare, această conditie este satisfăcută de fiecare specie care a fost examinată vreodată. Și de vreme ce multe trasaturi pot afecta adaptarea unui individ la mediul lui, selecția naturală poate, pe parcursul erelor geologice, sculpta un animal sau o plantă în așa fel incat aceștia vor părea a fi proiectați.
Este important să realizăm insă, ca există o diferență reală intre ceea ce ne-am astepta să vedem daca organismele ar fi in mod constient proiectate, in loc să fi evoluat prin selecția naturală. Selecția naturală nu este un inginer șef, ci un cârpaci. Nu produce perfectiune absolută – care poate fi obtinută de un proiectant incepand de la zero – ci produce ce-i mai bun cu materialele pe care le are la dispozitie. Mutațiile pentru un design perfect pot să nu apară pentru simplul motiv că sunt prea rare. Rinocerul african, cu cele două coarne plasate in tandem, este mai bine adaptat cand trebuie sa se apere si sa se lupte cu confratii lui, decat este rinocerul indian care are un singur horn (de fapt acestea nu sunt hornuri adevărate, ci peri compactați). Dar o mutație care produce două hornuri ar fi putut pur si simplu să nu apară la rinocerii indieni. Totusi, un horn este mai de folos decat nici unul. Rinocerul indian stă mai bine ca strămosul lui fără horn, dar evenimente intamplatoare din istoria lui genetica au putut duce la un design mai putin decat perfect. Si desigur, fiecare plantă/animal care este parazitat sau bolnav reprezintă un eșec de adaptare. La fel pentru toate cazurile de disparitie, care reprezinta mai mult de 99% din speciile care au trait vreodată (un fapt care ridică probleme majore pentru miscarea creaționista a “designului inteligent”. A proiecta milioane de specii care sunt destinate disparitiei, ca apoi sa fie inlocuite cu alte specii similare, majoritatea cărora vor dispărea si ele, nu pare a fi un lucru prea inteligent. Susținătorii “designului inteligent” nu au adresat niciodată aceasta dificultate).
Selecția naturală trebuie de asemenea să lucreze cu designul integral al unui organism, ceea ce reprezintă un compromis intre mai multe adaptări. Femelele țestoase marine își sapă cuibul pe plajă cu înotătoarele lor – un proces dureros, lent și stângaci care expune ouăle prădătorilor. Niște înotătoare in formă de lopată le-ar fi ajutat să sape mai bine si mai repede, dar atunci nu ar fi putut să innoate la fel de bine. Un proiectant inteligent le-ar fi putut furniza niște perechi de înotătoare suplimentare, cu apendice retractabile in formă de lopată, dar țestoasele, ca toate reptilele, sunt constrânse de o anatomie care limitează numărul membrelor la patru.
Organismele nu sunt doar la mila loteriei mutaționale, ci sunt de asemenea constrânse de istoricul dezvoltării lor si al evoluției lor. Mutațiile sunt modificări ale însușirilor care există deja; ele nu crează trăsături nou-nouțe aproape niciodată. Acest lucru inseamnă că evolutia trebuie sa construiască o nouă specie începând cu designul strămoșilor ei. Evolutia este ca un arhitect care nu poate proiecta o clădire de la zero, ci trebuie sa construiască fiecare trăsătură adaptând o clădire existentă, menținând o structură locuibilă în tot acest timp. Acest lucru va necesita compromisuri. La bărbații de exemplu, ar fi mai bine dacă testiculele s-ar forma în afara corpului, unde temperatura mai joasă este benefică pentru spermă1. Testiculele însă, iși incep dezvoltarea in abdomen. Când fetusul are 6-7 săptămâni, ele migrează în jos in scrot prin două canale numite canalele inghinale, indepartându-se din căldura vătămătare a restului corpului. Acele canale devin puncte slabe în peretele corpului, care îi fac pe bărbați să devină predispuși la hernie inghinală. Aceste hernii sunt de nedorit: ele pot obstructiona intestinele, si uneori inainte de inventarea chirurgiei, cauzau moartea.
Un designer inteligent nu ne-ar fi inzestrat cu această călătorie testiculară sinuoasă. Am fost constrânși să rămânem cu ea pentru că am moștenit planul de dezvoltare al testiculelor de la strămoșii nostri pești, a căror gonade se dezvoltă si rămân complet in interiorul abdomenului. Am inceput sa ne dezvoltam cu testicule interne asemenea peștilor, iar apoi descinderea testiculelor a evoluat mai tarziu, ca un adaos stângaci.
Deci selecția naturală nu naște perfecțiune, ci doar imbunătățiri ale unor elemente care au apărut inainte. Ea produce un organism mai bine adaptat, nu cel mai adaptat organism. Și deși selecția face impresia unui design, acel design poate fi adesea imperfect. Este ironic că așa cum vom vedea in articole viitoare, găsim dovezi importante ale evolutiei in chiar aceste imperfectiuni.
Alte procese în afara selecției naturale care cauzează modificări evoluționare
Dintre acestea, cel mai important este acela al simplelor modificări aleatorii în proportia genelor, cauzate de faptul că diverse familii au un număr diferit de odrasle. Acest lucru duce la schimbari evolutionare care fiind aleatorii, nu au nimic de a face cu adaptarea. Influenta acestui proces asupra modificărilor evolutionare importante este insă minoră, pentru că nu are puterea modelatoare a selecției naturale. Totusi insa, vom vedea intr-un articol viitor că deriva genetică ar putea juca un anumit rol evolutionar in populatii restrânse, si probabil explică unele trăsături neadaptive ale ADN-ului.
memorat
