چرا گوزن یالدار چرخ ندارد؟
محدودیت‌های نظریه فرگشت
سازگاری‌هایی وجود دارد که به نظر می‌رسد فرگشت (تکامل) هرگز آنها را ایجاد نمی‌کند. مایکل مارشال می‌پرسد: «آیا به این دلیل است که محدودیتی در آفرینش آنها وجود دارد؟»
از یک شروع ساده‌ی بی‌پایان، زیباترین و شگفت انگیزترین آنها تکامل یافته و هم اکنون نیز در حال شکل‌گیری هستند.”
این چیزی بوده که چارلز داروین تنوع باورنکردنی اشکال حیات ناشی از تکامل را چنین توصیف کرده است. اما او هرگز به این سوال بزرگ اشاره نکرد که:
اگر تکامل به طور بی انتهایی خلاقانه است، چرا حیوانات را با چرخ تولید نکرده است؟ آیا محدودیت‌هایی در خلاقیت تکامل وجود دارد و این بدین معنی است که برخی چیزها هرگز نمی‌توانند تکامل یابند؟ و اگر نه، چرا چیزهایی مانند گیاهان پروازکننده یا هر چیزی شبیه تفنگ نیمه اتوماتیک بوجود نیامده است؟
تکامل به این دلیل وجود دارد که موجودات زنده متفاوت هستند: هر یک از اعضای یک گونه به طور زیرکانه‌ای با هر یک از دیگر گونه‌ها بسیار متفاوت است. آنهایی که با محیط خود سازگاری بیشتری دارند، بیشتر احتمال دارد که زاد و ولد کنند و ژن‌های خود را به نسل بعد منتقل کنند، بنابراین ویژگی‌های مطلوب آنها در جمعیت شایع‌تر می‌شود. با توجه به زمان کافی، این روندِ کند می‌تواند شگفتی‌هایی مانند نهنگ‌های غول پیکر آبی، زنبورهای عسل و سکویاهای بلند (از خانواده کاج‌ها) ایجاد کند.
تکامل حیواناتی را تولید کرده است که بیش از 10 کیلومتر زیر دریا زندگی می‌کنند و باکتری‌هایی که می‌توانند دوزهای بالایی از پرتوهای مرگبار را تحمل کنند که می‌تواند یک فرد را چندین بار بکشد. با این‌حال به نظر می‌رسد برخی چیزها رخ نمی‌دهند. حیوانات چرخ‌دار یک نمونه کلاسیک هستند که استفان جی گولد، زیست‌شناس تکاملی، آنها را در سال 1983 در کتاب دندان‌های مرغ و پنجه‌های اسب مورد بحث قرار داد، اما بسیاری دیگر از این قبیل نیز وجود دارد.
در مقاله‌ای در سال 2015، Geerat Vermeij از دانشگاه کلفرنیا، داویس ، 32 ترکیب از ویژگی‌هایی را که تکامل ظاهرا هرگز ایجاد نکرده است را شناسایی کرد. به عنوان مثال، هیچ ساختار سفت و سختی مانند صخره‌های مرجانی در آب شیرین وجود ندارد و نه مارهایی که گیاه بخورند یا گیاهانی که پرواز کنند.
ایجاد دلایلی که باعث می‌شود این‌ها وجود نداشته باشند وسوسه انگیز است، اما Vermeij تمایلی به ایجاد چنین محدودیت‌هایی در تکامل ندارد. او می‌گوید: “من فکر می‌کنم تعداد بسیار کمی از این‌ها هستند که من آنها را فنوتیپ‌های ممنوعه توصیف می‌کنم.” با دادن زمان بیشتر، تکامل ممکن است آنها را تولید کند. Vermeij می‌گوید ما باید خود را به عنوان زیست‌شناسان تکاملی در دوره اوردوویشین تصور کنیم که حدود 450 میلیون سال پیش زندگی می‌کردند. او می‌گوید: “ما نمی‌توانیم برخی از چیزهایی که از آن زمان به بعد تکامل یافته‌اند را تصور کنیم.” “چیزهایی مانند گل و حشرات پرنده. این به من نشان می‌دهد که تکامل بسیار فرایند تجمعی است و آنچه در حال حاضر ممکن است، در آن زمان انجام نمی‌شد.”
جنیفر هویال کاتیل از دانشگاه اسکس در انگلستان موافق این امر است. او می‌گوید: “تکامل بیولوژیکی نامحدودترین فرآیند در جهان شناخته شده است.” “ویژگی بارز اصلی آن تا آنجا که ما دیده‌ایم، توانایی آن در تولید تنوع بی‌نهایت است . و به وجود آمدن حیوانات جدید امری تمام نشدنی است. ما هیچ ایده‌ای نداریم که لبه‌های این وسعت ممکن است تا کجا باشد.”
هویال کاتیل می‌گوید بسیاری از حیوانات به ظاهر ممنوعه نمونه‌هایی از نوعی استدلال انتخابی هستند. نبود مارهای گیاه‌خوار را در نظر بگیرید.
گروه‌های زیادی از حیوانات بین خوردن گوشت و خوردن گیاهان رفت و برگشت کرده‌اند. پانداهای غول پیکر یکی از این نمونه‌ها است: اگرچه آنها به بامبو وابسته هستند، اما اجداد آنها گوشت‌خوار بوده‌اند و روده آنها هنوز به طور کامل با خوردن گیاهان سازگار نشده است. هیچ مار شناخته شده‌ای تا کنون گیاه خوار نبوده است که ممکن است به این معنا باشد که در داشتن این نوع از بدن چیزی وجود دارد که مناسب خوردن گوشت است یا ممکن است این عمل به طور تصادفی اتفاق افتاده باشد. هویال کاتیل اشاره می‌کند که نزدیکترین خویشاوندان مارها مارمولک هستند که بسیاری از آنها گیاهان را می‌خورند.
عنکبوت‌های گیاه خوار
همچنین ممکن است محدودیتی برای دانش ما وجود داشته باشد. برای دهه‌ها تصور می‌شد که همه عنکبوت‌ها در درجه اول گوشت‌خوار هستند. سپس، در سال 2009، کشف کردیم که گونه‌ای به نام Bagheera kiplingi غالبا گیاهان را می‌خورد. با این وجود، می‌توان فراتر رفت و سناریوهای بسیار وحشی‌تری را تصور کرد. در مقاله‌ای در سال 2007 ، تیموسی شاناهان در دانشگاه لویولا مری مونت در لس آنجلس سوال جالبی پرسید: “چرا گورخرها مسلسل ندارند؟” آنها می‌توانستند از این طریق از حملات متقابل با شیرها بهره ببرند، اما آنها نمی‌توانند از این وسیله استفاده کنند چرا که تکامل باید با گام‌های میانه‌ای به جلو حرکت کنند که تمام آنها باید مفید باشد یا حداقل مضر نباشند. یک مسلسل تنها زمانی مفید است که کامل شود. به عنوان یک اندام بدون عملکرد، فقط مواد مغذی حیاتی را درگیر می‌کند.
هویال کاتیل می‌گوید: اما ممکن است در اینجا محدودیتی قوی به اندازه محدویتی که در ابتدا بود، وجود نداشته باشد. او می‌گوید: “به نظر می‌رسد که سلاح‌های پرتابی غالبا تکامل یافته هستند. ماهی کماندار از آب به عنوان سلاح پرتابی استفاده می‌کند. Antlion ها از شن به عنوان سلاح پرتابی استفاده می‌کنند.
همه‌ی این حیوانات، شکارچیان در کمین نشسته هستند، این ممکن است بطور ساده به این دلیل باشد که تکامل به نفع سلاح‌های پرتابی برای گرفتن طعمه نبوده، زیرا فرار از یک شکارچی، استراتژی بهتری نسبت به جنگیدن با آن است.
ممکن است این حقیقت نداشته باشد که تکامل نمی‌تواند به سرعت سلاح پرتابی را برای گورخرها متدوال کند، اما وقتی که راه حلی وجود دارد که گورخرها می‌توانند به واسطه آن فرار کنند و وقتی این به اندازه کافی کارساز است، دیگر این کار را انجام نمی‌دهد.
این مسأله اشاره به این دارد که فرگشت حتی از راه‌های دور هم به مرزهای خود نرسیده است و طی چند صد میلیون سال آینده و با فرض اینکه انسان‌ها باعث ایجاد یک رویداد انقراض جهانی نشوند، تکامل ممکن است منجر به ایجاد حیوانات و گیاهانی شود که امروزه برای ما قابل تصور نیست. Vermeij معتقد است که تکامل در تولید چیزهای جدید در حال بهتر شدن است. او می‌گوید: “موجودات زنده به طور کلی در گذر زمان پرانرژی‌تر شده‌اند.” به عنوان مثال، یافت شده است که عروق جاری در برگ‌های گیاهان گل‌دار در طول میلیون‌ها سال متراکم‌تر شده‌اند، به این معنی است که گیاهان گل‌دار مدرن می‌توانند انرژی بیشتری از نور خورشید نسبت به نیاکان خود در 100 میلیون سال پیش دریافت کنند. به همین ترتیب، Vermeij می‌گوید، “میزان متابولیک متوسط چیزهایی مانند حلزون و صدف و بسیاری از موجودات دیگر در طول زمان افزایش یافته است”.
تکامل از شما هوشمندتر است
حیوانات زیادی وجود دارند که در نگاه اول به نظر می‌رسند که ناشی از اشتباهات تکاملی باشند که آشکارا با صفات نامطلوب تکامل یافته‌اند. با بررسی دقیق‌تر، همان‌طور که لسلی اورگل، زیست‌شیمی‌دان، به طور صحیحی گفته است، در اغلب موارد معلوم می‌شود که تکامل از شما هوشمندتر است.
طوطی شب استرالیایی (Pezoporus occidentalis) را در نظر بگیرید. همان‌طور که از نامش پیداست، پرنده‌ای است که در شب فعالیت دارد، ممکن است فکر کنید به این معنی است که می‌تواند در تاریکی به خوبی ببیند. با این حال، در ژوئن 2020، ورا وایزبکر در دانشگاه کوئینزلند استرالیا و همکارانش گزارش کردند که حفره چشم آن و اعصاب بینایی آن از سایر طوطی‌ها کوچکتر است. در بیانیه مطبوعاتی از این مطالعه آمده است که “عملکرد این پرنده در تاریکی بهتر از سایر طوطی‌هایی که در طول روز فعال هستند، نمی‌باشد”. این ممکن است در ابتدا به عنوان یک اشتباه بزرگ تکاملی به نظر برسد، اما تیم وایزبکر ادعای این چنینی ندارند. در این راستا محققان فقط به جمجمه دسترسی داشتند، بنابراین نمی‌توانستند چشمان واقعی پرنده که ممکن است با تاریکی سازگار باشد را بررسی کنند.
جنیفر هویال کاتیل از دانشگاه اسکس انگلستان می‌گوید: ” آنچه را که آنها پیشنهاد دادند بر اساس اطلاعاتی بوده که در اختیار داشتند و این است که سیستم بینایی آنها نوعی سازش بین حساسیت به نور کم و همچنین دقت دید برقرار کرده است.” این یک اشتباه نیست – این تکامل است که دو مشکل متضاد را متعادل می‌کند. به طور مشابه، یک ایده رایج وجود دارد که عنکبوت‌های بزرگ مانند عنکبوت پرنده‌خوار جالوت (Theraphosa blondi) که از نظر اندازه در جهان بزرگترین نوع است، در صورت سقوط حتی از ارتفاعی در حد چند قدم “خرد” یا “منفجر” می‌شوند. این نه تنها اغراق آمیز نیست، بلکه عدم درک نحوه زندگی عنکبوت‌ها نیز است.
گونه‌هایی مانند پرنده‌خوار جالوت در واقع در برابر سقوط آسیب پذیر هستند. پائولا کوشینگ در موزه طبیعت دنور می‌گوید: “اگر یک رتیل بزرگ از ارتفاع بیافتد، اگر آن‌قدر بدشانس نباشد که وارونه یا با ضربه زیاد فرود بیاید، اسکلت خارجی می‌تواند باز شود و عنکبوت می‌تواند به سرعت از بین برود.” اگرچه، او می‌گوید که انفجار و خرد شدن توصیفات گمراه کننده‌ای است. برنت هندریکسسون از کالج میلساپس در جکسون، می سی سی پی می‌گوید، در واقع، در عمل، این عنکبوت‌ها به ندرت در هر فاصله‌ای در معرض خطر سقوط هستند. “آنها شکارچیان در کمین نشسته و منتظر هستند و احتمالاً به ندرت به مکان‌هایی می‌روند که منجر به سقوط مرگبار شود.”
گسترش انرژی
او می‌گوید دلیل گسترش انرژی، رقابت است. “با افزایش انرژی موجودات، آنها انتخاب بیشتری و فرصت بیشتری برای اصلاح محیط خود دارند.” Vermeij می‌گوید یک اثر سلسله‌وار یا دنباله‌دار ممکن است منجر به تکامل هوش عمومی در گروه‌های مختلف جانوری شود: و این نه فقط در انسان‌ها و دیگر نخستی‌ها، بلکه در والسانهایی مانند دلفین‌ها، سرپایان مانند هشت پا و پرندگان خاصی از جمله کلاغ و زاغ کبود هم مشهود است. او نیزمی‌گوید: “نیروی بیشتر و هوش بیشتر خود محصولی از صرف انرژی بیشتر هستند و در بیشتر شرایط مورد توجه قرار می‌گیرد زیرا آنها انتخاب بیشتری به حامل می‌دهند.” باهوش‌ترین موجودات روی زمین ممکن است در طول عمر هوشمندتر شود این ما را به سوال اصلی باز می‌گرداند: اگر تکامل هوشمند است، چرا هنوز یک حیوان چرخ‌دار ایجاد نکرده است؟
هویال کاتیل پاسخ صریحی ارائه می‌دهد. او می‌گوید: “چرخ‌ها وحشتناک هستند.” “دلیل تلاش زیاد برای ایجاد تانک این است که چرخ‌ها بی‌رحم هستند.” مطمئناً آنها در جاده‌های هموار خوب هستند اما در جاده‌های بد خیلی خوب نیستند. و در طبیعت، سطوح صاف و مسطح نادر است، بنابراین هیچ دلیلی برای تکامل به نفع چرخ‌ها وجود ندارد. Vermeij می‌گوید که مسئله دیگر این است که آیا ایجاد چرخی که آزادانه حول یک محور بچرخد فراتر از تکامل است؟ به سختی می‌توان تصور کرد که چگونه چرخ می‌تواند مواد مغذی را از بقیه بدن دریافت کند، زیرا رگ‌های خونی در این بخش از بین می‌روند. همچنین او می‌گوید: “چرخ ممکن است یکی از معدود چیزهایی باشد که برای موجودات زنده غیرقابل دسترس است، به غیر از استفاده در ساختن ماشین‌هایی که ما انجام داده‌ایم.” با این‌حال، او اشاره می‌کند که حتی اگر چرخ‌ها و محورها ممکن نباشند، موجودات هنوز راه‌هایی برای سفر با استفاده از حرکت چرخشی یافته‌اند.
او می‌گوید: “عنکبوت‌هایی هستند که با استفاده از اندام‌های خود برای حرکت به سمت جلو به شکل توپ در می‌آیند و به طور فعال از تپه‌ای پایین می‌آیند.” هویال کاتیل آخرین پیشنهاد را دارد. او می‌گوید: “یک توپ می‌تواند به طور چرخشی با درجات آزادی بیشتر، در جهات بیشتر نسبت به یک چرخ در محور حرکت کند.” او می‌گوید: “چرخ‌ها مستعد گیر افتادن یا افتادن هستند.” در حالی که توپ‌ها چنین مشکلی ندارند، بنابراین دلیل اینکه تکامل موجودات چرخ دار تولید نکرده است بطور ساده این باشد که ممکن است راه حل‌های دیگر به همراه داشته باشد. انتخاب طبیعی بدین شکل است.
