در پست آخر درباره‌ی داروین، تغییری که داروین رقم زد و زندگی او صحبت کردیم. این را هم فهمیدیم که مسیر استدلال‌‌های زیست‌شناسان وقت، بعد از انتشار کتاب منشا انواع او، تغییر جهتی اساسی پیدا کرد. در واقع موج نوی به راه افتاده، به کلی با گمانه‌زنی‌های پیش از ‌آن در مورد تکامل متفاوت شد. این موج نو، باید دارای شواهد و پشتوانه‌های محکمی بوده باشد، که پارادایم نو‌ظهور تکاملی را به این درجه از اعتبار رسانده که هم‌چنان و  تاکنون هم، مورد بحث زیست‌شناسی باشد. و هم‌چنین به منشایی برای زیرپارادایم‌های جدید تبیین مسائل امروزی در تمامی حوزه‌های علم کنونی تبدیل شود.

این پشتوانه‌ها، همان شواهد تکاملی بر روی زمین هستند که در این مطلب به آنها می‌پردازم. شواهدی که منجر به پذیرش «تکامل به مثابه‌ی یک واقعیت» و نه یک نظریه‌ی صرف شد. و همچنین نظرات کسانی که همچنان در وقوع آن تردید دارند را به چالش می‌کشد.

توجه: مطالب این پست و پست‌های بعدی با شیبی صعودی، علمی‌تر و تخصصی‌تر می‌شوند. سعی می‌کنم با لینک‌های پیوست به مطلب، به فهم راحت‌تر آنها کمک کنم.

مقدمه:

مخالفت با تبیین تکاملی داروین برای ۸۰ سال ادامه داشت. اما استنتاج او درباره‌ی تکامل جهان، چند سال بعد از انتشار منشا انواع‌ش  در ۱۸۵۹، مورد پذیرش و قبول عامه واقع شد.

از آن‌جایی که تکامل یک فرایند تاریخی است؛ نمی‌توان آن را با همان استدلال‌ها و روش‌هایی که پدیده‌های کارکردی یا فیزیکی را با ‌‌آن‌ها اثبات می‌کنیم؛ ثابت کنیم. کلیت تکامل و تبیین وقایع خاص تکاملی باید با مشاهده استنتاج شوند.

مبرهن است که چنین استنتاج‌هایی باید دوباره و دوباره با مشاهدات و شواهد جدید سنجیده شوند و به‌واسطه‌ی اثبات کذب استنتاج‌های اولیه، صحت‌ آن‌ها مشخص شود. حتی زمانی که این مشاهدات اثبات شوند، مشاهدات جدید منجر به تقویت اعتبار آن‌ها می‌شود.

مواردی که از این پس ذکر می‌شود، روش‌های مختلف مشاهداتی است که برای پذیرفتن استنتاج‌های تکامل‌گرایان به کار گرفته شده‌اند و برخی هم‌چنان کاربرد دارند.

تکامل‌گرایان چه شواهدی دارند؟

شواهدی بسیار[1]!‌ شواهد فوق، آن‌هایی هستند که هم‌چنان برای اثبات تکامل در دسترس هستند:

سوابق فسیلی[2]:

متقاعدکننده‌ترین شواهد وقوع تکامل، که همان کشف موجودات منقرض‌شده در لایه‌ها‌[3]ی قدیمی زمین‌شناسی است. در واقع بخشی از بقایای گیاهان و جانورانی که در یک دوره‌ی زمین‌شناسی معین در گذشته می‌زیستند، به صورت فسیل در لایه‌های آن دوران قرار می‌گیرد.

هر لایه[4]‌ی قدیمی، شامل نیاکان جانداران فسیل‌شده در لایه‌های بالاتر است. هر چه‌قدر لایه‌هایی که فسیل‌ها را در آن‌ها یافته‌ایم قدیمی‌تر باشند، تفاوت فسیل‌هایشان با موجودات امروزی بیش‌تر می‌شود و برعکس. بنا به استدلال داروین می‌توان گفت که پوشش جانوری و گیاهی لایه‌های قدیمی‌تر به تدریج به زادگان[5] آن‌ها در لایه‌های جدیدتر تغییر یافته‌اند.

اگر تکامل را بپذیریم،‌احتمالا انتظار داریم که فسیل‌ها، تغییرات تدریجی اشکال اجدادی به نوادگان‌شان را تایید کنند. اما دیرین‌شناسان[6]،‌چنین کشفی نداشته‌اند. بلکه پی برده‌اند که شکاف‌هایی در هر سری از این تبارها وجود دارد.

در واقع:‌ سنخ‌های جدید[7]، غالبا به صورت کاملا ناگهانی و دفعتی ظاهر می‌شوند؛ و اجداد حدفاصل لایه‌های زمین‌شناسی قدیمی‌تر غایب‌اند. کشف سری‌هایی از گونه‌های پیوسته که گونه‌های فرزندشان تغییر تدریجی داشته باشند، نادر است که این موضوع، پرش[8] از یک سنخ موجود زنده به سنخی متفاوت را نشان می‌دهد. این یعنی، سوابق فسیلی منقطع هستند.

چرا سوابق فسیلی، تغییرات تدریجی مورد انتظار در تکامل را نشان نمی‌دهد؟

داروین در تمام عمر، اصرار داشت که این امر صرفا به دلیل ناکافی بودن مشاهدات سوابق فسیلی است؛ فقط  فسیل بخش کوچکی از موجودات زنده‌ای که قبلا زندگی می‌کرده‌اند باقی مانده است و همچنین، لایه‌های محتوی فسیل در صفحاتی وجود داشته‌اند که بعدا در  جابه‌جایی حرکات تکتونیک صفحات، تخریب شده‌اند.

اما زیاد محتمل نیست که تمام موجودات زنده به فسیل تبدیل شوند. چرا که اکثر حیوانات و جانوران توسط لاشخورها خورده می‌شدند یا بقایای اجساد آن‌ها، فاسد و تخریب می‌شدند. درواقع آن ها تنها زمانی فسیل می‌شدند که بلافاصله بعد از مرگ‌شان، با رسوب یا خاکستر‌های آتشفشانی پوشیده شده و تحت شرایط مناسب (فشار و دمای لازم)، قرار می گرفتند.

خوشبختانه، بعضی وقت‌ها فسیلی نادر پیدا می‌شود که شکاف میان اجداد و زادگان امروزی را پر می‌کند. این‌ها همان حلقه‌های مفقوده[9] هستند. مثل: آرکئوپتریکس[10]‌، فسیل باقی‌مانده از دوران ژوراسیک[11] (۱۴۵ میلیون سال پیش)، که هنوز دندان‌ها، دم بلند و دیگر مشخصه‌های اجداد خزنده‌اش را داراست؛ در حالی که خصوصیات دیگرش همچون مغز، چشم‌های درشت، بال‌ها و پر‌های او، بیش‌تر شبیه به پرندگان است. کشف آرکئوپتریکس‌ها اثباتی بود بر این که پرندگان می‌بایست از نسل خزندگان باشند و مهر تاییدی بر پیش‌گویی آناتومیست‌ها بود.

اجداد استرالوپیتسین[12]‌ انسان هم،‌انتقال از مرحله‌ی انسان نماها[13]ی شامپانزه‌مانند به انسان امروزی را نشان می‌دهند.

کامل‌ترین انتقال از یک سنخ اولیه و زادگان امروزی توصیف شده تا به امروز، انتقال اوهیپوس[14] (اسب اجدادی) به اکوس[15] (اسب امروزی) است.

فیلوژنی[16]:

شاخه‌ای خاص از زیست‌شناسی است که با تاریخ و الگوی نسب موجودات زنده سر و کار دارد. الگوی نسب را غالبا به شکل یک درخت فیلوژنتیک (دندروگرام[17]) یا در مکتب خاصی از تاکسونومیست‌ها با یک کلادوگرام[18] نمایش می‌دهند.

مطالعه‌ی فیلوژنی درواقع مطالعه‌ی مشخصه‌های همولوگ[19] است. از آن‌جایی که همه‌ی اعضای یک تاکسون[20] باید شامل زادگان یک جد مشترک باشند،‌ این جد مشترک را تنها از راه مطالعه‌ی مشخصه‌های همولوگ می‌توان پیدا کرد.

اما اگر می‌پرسید که از کجا می‌توان فهمید که ویژگی‌های دوگونه یا تاکسون‌های عالی‌تر همولوگ‌ هستند یا در واقع ملاک ما چیست؟ باید بگویم که باید از تعریف همولوگ پیروی کنند! یعنی از این تعریف که:

یک ویژگی در دو یا چند تاکسون، همولوگ است اگر از یک ویژگی یکسان (یا متناظر) از نزدیک‌ترین جدشان مشتق شده باشد[21].

که درواقع این تعریف برای مشخصه‌های ساختاری، فیزیولوژیک، رفتاری و مولکولی به کار می‌رود.

چگونه می توانیم همولوژی را در یک مورد خاص ثابت کنیم؟

معیارهای زیادی برای این امر وجود دارد:

همولوژی ساختاری که درواقع، موقعیت یک ساختار در ارتباط با اندام‌ها مجاور است. اتصال دو ویژگی غیر مشابه توسط مراحل بینابینی اجداد. شباهت در فردزایی[22] و همچنین وجود و

فسیل‌های حد واسط از دیگر معیارهای ما هستند.

البته در سال‌های اخیر،‌زیست‌شناسی مولکولی،‌ بهترین شواهد همولوژی را به دست داده است.

همه‌ی این پیشرفت‌ها باعث شده شواهد قابل اعتمادی در مورد همه‌ی تاکسون‌های عالی‌تر جانوران فراهم شود و چنین پیشرفت‌هایی موجب شده بازسازی رابطه‌ی تاکسون‌های عالی‌تر گیاهان ممکن شود.

چگونه سن فسیل‌ها را تخمین بزنیم؟

در گذشته،‌ سن فسیل‌ها تنها با حدس و گمان به دست می‌آمد و تمام چیزی که می‌دانستیم این بود که لایه‌هایی پایین‌تر قدیمی‌تر و لایه‌های بالایی،‌جدیدتر‌اند.

هم‌اکنون مدت زمان یک‌نواخت واپاشی رادیواکتیو[23] به ما اجازه داده تا سن دقیق لایه‌های مشخص را ،(‌خصوصا گدازه‌ها و سایر رسوبات آتشفشانی قرار گرفته در میان فسیل‌ها)، تعیین کنیم.

برای گذشته‌ی نزدیک‌تر هم می‌توان از تاریخ گذاری کربنی استفاده کرد.

در حال حاضر اگر بدانیم که فسیل مربوط به کدام لایه‌ی زمین‌شناسی است،‌‌می‌توانیم سن آن را با دقت زیادی محاسبه کنیم. در شروع قرن ۲۱ام،‌ توالی فسیل‌ها با تاریخ دقیق،‌ تکامل را به شکلی کاملا قانع‌کننده،‌ مستند کرده است.

چیزی که در مورد سری‌ فسیل‌های جانوری بسیار متقاعدکننده است،‌ پیدا شدن هر سنخ فسیل در همان دوره‌ی زمانی‌ای است که انتظار می‌رفت.

مثل این که پستانداران امروزی بعد از واقعه‌ی انقراض آلوارز[24] در ابتدای دوره‌ی پالئوسین[25] (۶۰ میلیون سال پیش) کم‌کم ظاهر شده‌اند. بنابراین هیچ پستاندار امروزی‌یی نباید در لایه‌هایی با قدمت ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون سال پیدا شود. ( که درواقع هم چنین چیزی پیدا نشده است.)

یا مثلا زرافه‌ها در میانه‌ی دوره‌ی سوم زمین‌شناسی در حدود ۳۰ میلیون سال پیش ظهور یافتند.

تکامل انشعابی[26] و نسبت(نسب) مشترک[27]:

نردبان طبیعت یک توالی خطی از پَست به عالی است و در شرح لامارک از تکامل، هر دودمان آن با یک ریزموجود[28] (تک‌سلولی) شروع می‌شود که خود به خود تولید می‌شود و یا به عبارتی خلق‌الساعه است. در جریان تکامل،‌ تمام زادگان این سلول‌ها پیچیده‌تر و کامل‌تر شده‌اند.

درواقع در تمام طرح‌های تکاملی پیشاداروینی، فرض بر وجود دودمان تباری مستقیم بوده است. از کارهای مهم داروین که نشان‌دهنده‌ی نقش او در پیشرفت و نمو تکامل است؛ پیشنهاد اولین نظریه‌ی منسجم درباره‌ی تکامل انشعابی بود.

داروین بعد از مشاهده‌ی پرندگان جزایر گالاپاگوس[29]، به نظریه‌ی انشعاب دست یافت. این جزایر، قله‌های آتشفشانی‌ای زیرآبی‌ای هستند که هیچ‌گاه با آمریکای جنوبی یا هیچ قاره‌ی دیگری پیوند زمینی نداشته‌اند. به همین دلیل تمام پوشش گیاهی و جانوری آن‌ها، حاصل کلونی‌سازی[30] میان آب‌هاست.

داروین می‌دانست که تنها یک گونه از مرغ مقلد[31] در آمریکای جنوبی پیدا می‌شود. اما او در هر یک از سه جزیره‌ی گالاپاگوس، گونه‌ای از مرغ مقلد یافت که با سایر گونه‌ها متفاوت بود. پس به این نتیجه رسید که یک گونه‌ مرغ مقلد آمریکای جنوبی، با انشعاب  زادگان،‌به سه گونه‌ی متفاوت در سه جزیره‌ی مختلف گالاپاگوس، منجر شده است.

این سلسله استنتاجات، داروین را به این نتیجه رساند که همه‌ی موجودات زمین،‌جد مشترکی دارند  و احتمالا همه‌ی حیات بر روی زمین از یک منشا واحد سرچشمه گرفته است. داروین می‌نویسد:

در این نگاه به حیات عظمتی نهفته است،‌حیات با همه‌ی توانایی‌هایش در ابتدا از یک یا چند شکل آغاز گردیده و از این شکل ساده‌، زیباترین و اعجاب‌آورترین اشکال بی‌پایان ساخته شده و تکامل یافته‌اند[32].

این حدس،‌ امروزه نسب مشترک نامیده می‌شود.

انشعابی که منجر به پدیده‌ی نسب مشترک شده؛ کجا و چگونه رخ داده است؟

تاکسونومیست‌ها این مسئله را این‌طور حل کرده‌اند: با گونه‌زایی[33]. خصوصا با گونه‌زایی جغرافیایی که به انشعاب منجر می‌شود.

نظریه‌ی نسب مشترک،‌‌این معمای قدیمی را که: چرا موجودات معین، علارغم تفاوت‌هایشان، برخی خصیصه‌های مشترک دارند را حل کرد. این امر ناشی از این واقعیت است که آن‌ها از جد مشترکی نسب گرفته‌اند.

مثلا: انواع قورباغه‌ها، مارها، پرندگان و پستانداران وجود دارند، اما با این همه، آناتومی تمام این گروه‌های مختلف مهره‌داران شبیه به هم است. در حالی که آناتومی‌ آن‌ها با حشرات، کاملا متفاوت است.

دلیل شباهت‌ آن‌ها به هم، میراثی است که از جدشان برده‌اند و تفاوتشان به این دلیل است که از دودمان اجدادی‌شان منشعب شده‌اند.

نسب مشترک را تا چه حد می‌توان مستدل کرد؟

سوابق فسیلی، شواهد بی‌‌شماری برای نسبت مشترک به دست می‌دهد. مثلا می‌توانیم در لایه‌های اواسط دوره‌ی سوم زمین‌شناسی، فسیل‌هایی را پیدا کنیم که اجداد مشترک سگ‌ها و خرس‌ها هستند. و در لایه‌های اندک قدیمی‌تر زمین، اجداد مشترک سگ‌ها و گربه‌ها را جست و جو کنیم. دیرین‌شناسان موفق شده‌اند این امر را نشان دهند که تمام گوشت‌خواران از یک سنخ اجدادی نسب گرفته‌اند.

جانورشناسان حتی پیش از ۱۸۵۹ هم می‌توانستند که سلسله مراتب تاکسونومی جانوران را با جزئیات بسازند. مسئله اما،‌این بود که چرا چنین سلسله‌مراتبی وجود دارد.

این داروین بود که نشان داد می‌توان سلسله‌مراتب جانوران را با اصل نسب مشترک تبیین کرد.

همه‌ی گونه‌های یک جنس، نزدیک‌ترین جد مشترک را دارند،‌به علاوه؛‌ همه‌ی گونه‌های یک خانواده و رده‌های بالاتر‌ هم، در این سلسله‌مراتب، نیایی مشترک دارند.

این دودمان مشترک است که توجیه می‌کند چرا اعضای یک تاکسون این‌قدر به یک‌دیگر شباهت دارند.

تکمله‌ی این مطلب:

علاوه بر این موارد، ‌شواهد تکاملی دیگری هم بر روی زمین وجود دارد که تکامل و فرایند‌های تکاملی را تبیین و اثبات می‌کند. شواهدی مانند: شباهت‌های ریخت‌شناسی، تبیین سنخ‌های مورفولوژیک، جنین‌شناسی و تکرار مسیر تکامل.

تمام این موارد را در کنار توضیحی مفصل‌تر از همولوژی، در پست بعدی مطرح می‌کنم.

منبع:

مایر. ا. (۲۰۰۱). چیستی تکامل. تهران: نشر نی. ۱۳۹۶.

 

 

[1] برای بررسی جزئیات این شواهد مراجعه شود به:

Futuyama 1983 & 1998

Ridley 1996

Strickberger 1996

[2] The Fossil Record

[3] Strata

[4] Stratum

[5] Descendants

[6] Paleontologists

[7] New types

[8] Saltation

[9]Missing Link

[10] Archaeopteryx

[11] Jurassic

[12] Australopithecine

[13] Anthropoid

[14] Eohippus

[15] Equus

[16] Phylogeny(تبارزایی):تاریخچه‌ی یک جانور یا یک نوع گیاه

[17] Dendrogram

[18] Cladogram

[19] Homologous

[20] Taxon/ Taxa

[21] مایر، ص ۴۶

[22] Ontogeny

[23] ساعت رادیواکتیو: برخی صخره‌ها که اغلب با منشا مواد آتشفشانی ( مثل جریان گدازه‌ها) حاوی مواد رادیواکتیوی مانند پتاسیم، اورانیوم و توریوم هستند. هر یک از این مواد با سرعتی مشخص متلاشی می‌شوند و به این واسطه،‌فیزیک‌دانان،‌نیمه‌ی عمر آن‌ها را تعیین کرده‌اند. مثلا: اورانیوم ۲۳۸،‌نیمه‌ی عمری برابر با ۴.۵ میلیارد سال دارد. یعنی طی ۴.۵ میلیارد سال به نصف خودش (‌سرب) تبدیل می‌شود. پس عمر یک صخره‌ی مشخص را می‌توانیم از نسبت اورانیوم و سرب آن به دست آوریم.
تاریخ‌گذاری صخره‌های رسوبی فاقد مواد رادیواکتیو را بر اساس موقعیتشان نسبت به لایه‌های تاریخ‌گزاردنی انجام می‌دهند.

[24] Alvarez Extinction:لوییس آلوارز ( ۱۹۸۱-۱۹۱۱)، فیزیک‌دانی بود که همراه پسرش والتر آلوارز (زمین‌شناس)، این فرضیه را مطرح کرد: برخورد یک ستاره مانند به زمین در ۶۵ میلیون سال پیش،‌باعث انقراض دسته‌جمعی موجودات زنده شد.

[25] Paleocean

[26] Branching

[27]Common Descent

[28] Infusorian

[29] Galapagos Islands

[30] Colonization:تجمع  افراد یک گونه‌ی معین

[31] Mockingbird

[32] ۱۸۵۹:۴۹۰

[33] Speciation