Qué causa las tendencias evolutivas ما الذي يسبّب الاتجاهات التطوريّة؟ What causes evolutionary trends

La ciencia no sólo pregunta «¿qué es lo que ha pasado?» sino también «¿cuál es la causa de que "eso" haya pasado?». Cuando se observa una tendencia evolutiva, tal como el aumento de tamaño de un linaje concreto, un científico se preguntará naturalmente, «¿qué está sucediendo aquí?». Hay muchas explicaciones posibles:

Retrospección

Si mirásemos el registro fósil del linage que condujo a los caballos modernos, veríamos una tendencia al aumento de tamaño. De hecho, a menudo se representa la evolución de los caballos como una tendencia gradual, tal y como se muestra debajo.

Sin embargo, si nos fijamos en todos los linajes de caballos emparentados (incluidos los linajes extintos), esta «tendencia» comienza a desdibujarse: algunos linajes se hicieron más grandes, algunos más pequeños y otros fueron de un lado a otro. La tendencia hacia un aumento del tamaño corporal que se ha descrito a menudo no es una tendencia generalizada en absoluto, sino que es el resultado de que las personas limiten su retrospección al linaje de los caballos modernos.

Límites físicos y funcionales

Si la evolución de un linaje empieza cerca de un límite (por ejemplo, de tamaño o de complejidad), observaremos inevitablemente la tendencia de los linajes a apartarse de ese límite.

Por ejemplo, en varias ocasiones durante su historia evolutiva, los foraminíferos fueron diezmados por extinciones, y sobrevivieron tan solo unos pocos linajes de pequeño tamaño. Estos linajes se diversificaron en linajes descendientes, la mayoría de los cuales eran más grandes que su linaje parental. Ddefinitivamente habían experimentado una tendencia hacia un mayor tamaño corporal medio, pero la tendencia puede haberse basado en el hecho de que los foraminíferos no pueden hacerse más pequeños de lo que lo eran cuando empezaron. ¡Sólo podían hacerse más grandes!1

Irreversibilidad

Algunos cambios evolutivos sólo pueden de producirse en una dirección, funcionan como un trinquete. Por ejemplo, una vez que un linaje animal sale del agua y desarrolla la capacidad de respirar aire, parece que le es muy difícil revertir para volver a extraer oxígeno del agua. Hay varios linajes que han hecho el cambio a la respiración aérea, por ejemplo, los antepasados de los vertebrados terrestres, los de los insectos y los de las arañas. Sin embargo, ningún linaje de vertebrados, insectos o arañas ha recuperado la capacidad de extraer el oxígeno del agua, ni siquiera aunque varios de ellos han vuelto a formas de vida acuáticas; estos linajes aún extraen el oxígeno del aire. Este trinquete evolutivo impone una tendencia a que se den más cambios hacia la respiración aérea que apartándose de ella: una vez que se adquiere, ya no hay vuelta atrás.

Selección natural

La selección natural puede hacer que los cambios evolutivos en un linage estén sesgados en una dirección determinada. Piensa en los amonites, un clado de moluscos extintos que tenían unas conchas complejas y con muchas cámaras (muy parecidas a las de su pariente, el nautilus). A medida que se desarrollaban nuevos linajes de amonites, la forma en que estas cámaras encajan entre sí se fue haciendo cada vez más compleja; el cambio evolutivo en la dirección de un aumento de la complejidad fue consistente y puede que estuviera causado por la selección natural que favorecía una mayor fortaleza de la concha.

Selección de las especies

Si un carácter hace que se produzca la especiación de un linaje con más frecuencia, o que se extinga con menos frecuencia, habrá un sesgo hacia los linajes que tengan ese carácter. Por ejemplo, algunos linajes de caracoles marinos muestran una tendencia evolutiva: a medida que pasa el tiempo, se ven más y más linajes con un desarrollo directo (es decir, que no pasan por un estadio en el que sus larvas nadan por ahí libremente).¿A qué puede deberse esto? Si el desarrollo de un linaje es directo, sus larvas no se dispersan muy lejos, se quedan cerca de su origen y se aíslan de otras poblaciones. Eso significa que si algunos individuos con desarrollo directo terminan por algún motivo en un nuevo lugar, probablemente no llegarían a reproducirse con su población parental; en otras palabras, el desarrollo directo haría que el linaje se dividiera en subgrupos aislados que podrían llegar a estar aislados reproductivamente entre sí. Si el desarrollo directo está unido en realidad a unas tasas de especiación más elevadas, con el tiempo esperaríamos ver cada vez más linajes con un desarrollo directo: una tendencia.1

Los científicos han rechazado varias explicaciones para las tendencias, ya que no han encontrado ninguna prueba (o muy pocas) que indiquen que estos procesos suceden realmente: Impulso interno hacia la complejidad
Todas las pruebas que tenemos hasta el momento concuerdan en que la evolución resulta de la interacción no dirigida del organismo con el ambiente; sin embargo, no hay ninguna prueba que apoye la hipótesis de que algún tipo de «fuerza interior» que gobierne el cambio evolutivo.

Mutaciones dirigidas

Las mutaciones no suceden con un objetivo dirigido; dado que son aleatorias, las mutaciones no pueden explicar las tendencias.

http://www.sesbe.org/evosite/evo101/VIID1aWhatCausesTrends.shtml.html

http://www.sesbe.org/evosite/evo101/VIID1aWhatCausesTrends2.shtml.html

علمياً، لا يُسأل فقط، ما الذي حدث في الماضي؟ 

 

بل يُسأل أيضاً، ما هو السبب الذي جعل "ذاك" يحدث في الماضي؟

فعندما يُلاحَظُ إتجاه تطوريّ، كحالة إزدياد حجم سلالة محددة؛ سيتساءل العالِم بشكل طبيعي: 

 

"ما الذي يحدث هنا؟". 

 

توجد تفسيرات كثيرة ممكنة:

 

إستعادة الماضي

 

فيما لو نُمعن النظر في السجل الأحفوري في السلالة التي قادت لظهور الاحصنة الحديثة، سنرى اتجاه بازدياد الحجم. واقعياً، مثّل تطوُّر الخيول أو الأحصنة كاتجاه متدرّج في الغالب، وكما هو واضح في الرسم التالي (رسم على مزاج شخص لا علاقة له بتطور الخيول بالطبع! هو تطوُّر بصيغة تقدُّم رومنسي! فينيق ترجمة).

الصورة من الموضوع الأصلي

 

مع ذلك، لو نركّز في كل نوع من سلائل الأحصنة المرتبطة بالقرابة (بما فيها السلائل المُنقرضة)، يبدأ ذاك "الإتجاه" بالتلاشي، فصارت بعض السلائل أكبر، بعضها أصغر وبعضها الآخر بين بين. فالإتجاه نحو إزدياد الحجم الجسدي، الذي برز غالباً ليس اتجاه عام بالمُطلق، بل هو نتيجة تحديد الأشخاص لاستعادة ماضي سلالة الأحصنة الحديثة.

حدود مادية ووظيفية

فيما لو يبدأ تطور سلالة بالقرب من حدّ (كمثال، الحجم أو التعقيد)، سنلاحظ اتجاهاً بابتعاد السلائل عن ذاك الحدّ بشكل حتميّ.

على سبيل المثال، في مناسبات عديدة خلال تاريخها التطوري، عانت المنخريات من انقراضات شديدة، وبقي بعض سلائلها الصغيرة الحجم فقط على قيد الحياة. تفرّعت تلك السلائل وتنوعت إلى متحدرين، غالبيتهم أكبر حجماً من حجم السلالة الأم. بالتحديد، اختبرت اتجاهاً نحو حجم جسدي أكبر بالمتوسط، لكن، ربما تأسَّس وجود هذا الإتجاه على واقع عدم تمكّن المنخريات من الحفاظ على حجم أصغر مما تمتعت به عندما ظهرت. فلقد تمكّنت من التمتُّع بحجم أكبر فقط!!.

قابليّة عدم الإنعكاس
 

يمكن لبعض التغيرات التطورية أن تنتج فقط وفق إتجاه واحد وتعمل كالشراع. كمثال، متى يخرج نوع حيواني من المياه ويطور قدراته لتنفّس الهواء، يُظهر صعوبة كبرى في العودة إلى إستخلاص الأوكسجين من المياه. توجد سلائل عديدة قد حققت التغير نحو التنفّس الهوائيّ، مثل أسلاف الفقاريات الأرضية وأسلاف الحشرات والعناكب. مع هذا، ولا سلالة فقارية، حشرات أو عناكب، قد استعادت القدرة على استخلاص الأوكسجين من المياه، حتى لو عاد بعضها لصيغ حياة مائيّة فهي تستخلص أوكسجينها من الهواء. يفرض هذا الشراع التطوري إتجاهاً أحاديا نحو حدوث تغيرات موافقة للتنفس الهوائيّ، وبمجرد إكتساب هذا، فلن تحصل عودة للوراء او للسابق.

 

إنتقاء طبيعي

 

يمكن أن يعمل الإنتقاء الطبيعي على حرف التغيرات التطورية بإتجاه محدّد. لنفكّر بالأمونيتات (جمع أمونيت)، نوع من الرخويات المُنقرضة ولديها قواقع معقدة ذات غرف كثيرة (تُشبِهُ كثيراً النوتي أو البحار ναυτίλος). فلقد تطورت سلائل جديدة من الأمونيت، حيث تختلط تلك الغرف ببعضها لتشكل تعقيد متدرج متنامي، اتسم التغيّر التطوري باتجاه ازدياد التعقيد بالثبات، وربما سببه الإنتقاء الطبيعي، الذي فضّل القوة الأكبر للقوقعه.

إنتقاء الأنواع الحيّة

 

فيما لو يحدث نشوء أنواع لدى سلالة بتناوب أكبر، أو يحدث إنقراض بتناوب أقل، سيتوجب ظهور إنحياز نحو السلائل النشوئية لا الإنقراضية.

 

 كمثال، يظهر إتجاه تطوريّ لدى بعض سلائل القواقع البحرية، بحيث انه بمضي الزمن، تظهر سلائل أكثر مع نمو مباشر (بمعنى، لا تمرّ بوضع، تسبح يرقاتها بشكل حرّ خلاله).

 كيف حدث هذا؟ 

في حالة النمو المُباشر للسلالة، فلا تبتعد يرقاتها عنها، بل تبقى قريبة من أصلها وتنعزل عن باقي الجماعات. ثم تنفصل مجموعات من الأفراد لتُقيم في أماكن أخرى لسبب ما، وغالبا لن يتكاثروا مع جماعتهم الأبوية، بكلمات اخرى، يعمل النمو المباشر على تقسيم السلالة إلى أنواع فرعية منعزلة، وقد يصل الإنعزال ليصبح إنعزال جنسي فيما بينها حتى. فيما لو يرتبط النمو المباشر، في الواقع، ببعض نسب نشوء الأنواع الأكثر إرتفاعاً، فمع الزمن، سننتظر رؤية سلائل على نحو متزايد، عبر النمو المباشر بوصفه إتجاه تطوريّ.

 

 لقد رفض العلماء تفسيرات عديدة للإتجاهات، فلم يعثروا على أيّ دليل (أو عثروا على أدلة نادرة) يُشير لحدوث تلك العمليات في الواقع.

دفع داخلي نحو التعقيد
 
تتفق كل الأدلة، التي نمتلكها حتى الآن، على حدوث التطور من التفاعل غير الموجّه للكائن الحيّ مع البيئة المحيطة، مع ذلك، لا يوجد أدنى دليل يدعم فرضية "قوّة داخلية" تتحكّم بالتغيّر التطوري.
 
طفرات موجّهة
 
لا تحدث الطفرات بصيغة قصديّة موجّهة؛ فهي إحتماليّة، ولا تتمكن الطفرات من تفسير الإتجاهات التطورية. 

قد يهمكم الإطلاع على مواضيع ذات صلة

الاتجاهات التطوريّة