ما هي نظرية التطور لداروين؟

بالعربي/ نظرية التطور لتشارلز داروين هي واحدة من أكثر النظريات صلابة في العلم. ولكن ما هو بالضبط؟

تمت صياغة نظرية التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي لأول مرة في كتاب تشارلز داروين ” حول أصل الأنواع ” الذي نُشر عام 1859. في كتابه ، يصف داروين كيف تتطور الكائنات الحية عبر الأجيال من خلال وراثة السمات الجسدية أو السلوكية ، كما توضح ناشيونال جيوغرافيك . تبدأ النظرية بفرضية أن هناك تباينًا في السمات داخل المجتمع ، مثل شكل المنقار في إحدى عصافير غالاباغوس التي درسها داروين. 

وفقًا للنظرية ، فإن الأفراد الذين يتمتعون بسمات تمكنهم من التكيف مع بيئاتهم سيساعدونهم على البقاء وإنجاب المزيد من الأبناء ، الذين سيرثون تلك السمات. الأفراد ذوو الصفات الأقل تكيفًا سوف ينجون بشكل أقل تكرارًا لتمريرها. بمرور الوقت ، ستصبح السمات التي تمكّن الأنواع من البقاء والتكاثر أكثر تواترًا في السكان وسوف يتغير السكان أو يتطورون ، وفقًا لـ BioMed Central . اقترح داروين أنه من خلال الانتقاء الطبيعي ، يمكن أن تنشأ أنواع متنوعة وراثيًا من سلف مشترك . 

لم يعرف داروين الآلية التي تم من خلالها نقل السمات ، وفقًا لناشيونال جيوغرافيك. لم يكن يعرف شيئًا عن علم الوراثة ، وهي الآلية التي تُشفِّر بها الجينات صفات معينة وتنتقل تلك السمات من جيل إلى جيل. كما أنه لم يكن على علم بالطفرة الجينية التي هي مصدر الاختلاف الطبيعي. لكن الأبحاث المستقبلية التي أجراها علماء الوراثة قدمت الآلية والأدلة الإضافية للتطور عن طريق الانتقاء الطبيعي

ما هو الانتقاء الطبيعي؟

اختار داروين مصطلح “الانتقاء الطبيعي” ليكون على النقيض من “الانتقاء الاصطناعي” ، حيث يختار مربو الحيوانات صفات معينة يرون أنها مرغوبة. في الانتقاء الطبيعي ، البيئة الطبيعية هي التي تقوم بالاختيار وليس الإنسان.

قالت بريانا بوبينر ، عالمة الأنثروبولوجيا والمعلمة في متحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي في واشنطن العاصمة ، والمتخصصة في دراسة الإنسان أصول. قال بوبينر إن النظرية توصف أحيانًا بأنها “البقاء للأصلح” ، لكن هذا التوصيف قد يكون مضللًا. هنا ، لا تشير “اللياقة” إلى قوة الكائن الحي أو نشاطه الرياضي ، بل إلى قدرته على البقاء والتكاثر.

يمكن أن يغير الانتقاء الطبيعي نوعًا ما بطرق صغيرة ، مما يتسبب في تغيير لون أو حجم السكان على مدار عدة أجيال ، وفقًا لمتحف التاريخ الطبيعي . عندما تحدث هذه العملية خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا وفي نوع أو مجموعة صغيرة من الكائنات الحية ، يسميها العلماء ” التطور الجزئي “.

ولكن عندما يُمنح الانتقاء الطبيعي الوقت الكافي والتغيرات المتراكمة ، يمكن أن يخلق أنواعًا جديدة تمامًا ، وهي عملية تُعرف باسم “التطور الكبير” ، وفقًا لديريك تيرنر وجويس سي . هذه العملية طويلة المدى هي التي حولت الديناصورات إلى طيور ، وثدييات برمائية (مثل حيوان يسمى Indohyus ) إلى حيتان ، وسلف مشترك من القردة والبشر إلى البشر والشمبانزي والغوريلا التي نعرفها اليوم. 

وصف داروين أيضًا شكلاً من أشكال الانتقاء الطبيعي الذي يعتمد على نجاح الكائن الحي في جذب رفيقة – وهي عملية تُعرف باسم الانتقاء الجنسي ، وفقًا لتعليم الطبيعة . الريش الملون من الطاووس وقرون الغزلان كلاهما أمثلة على السمات التي تطورت في ظل هذا النوع من الانتقاء. 

كيف تطورت الحيتان؟

تطور الحيتان من أفضل الأمثلة التي يمتلكها العلماء على الانتقاء الطبيعي . باستخدام نظرية داروين كدليل ، وفهم كيفية عمل الانتقاء الطبيعي ، قرر علماء الأحياء أن انتقال الحيتان المبكرة من الأرض إلى الماء حدث في سلسلة من الخطوات التي يمكن التنبؤ بها.

على سبيل المثال ، ربما بدأ تطور ثقب النفخ بتغييرات وراثية عشوائية أدت إلى ظهور حوت واحد على الأقل بفتحتي أنفه بعيدًا عن رأسه ، وفقًا لموقع Phys.org .

كان من الممكن أن تكون الحيتان مع هذا التكيف أكثر ملاءمة لنمط الحياة البحرية ، لأنها لم تكن لتضطر إلى السطح بالكامل للتنفس. كان هؤلاء الأفراد أكثر نجاحًا ولديهم ذرية أكثر. في الأجيال اللاحقة ، حدثت المزيد من التغييرات الجينية ، مما أدى إلى تحريك الأنف بعيدًا عن الرأس.

كما تغيرت أجزاء أخرى من أجسام الحيتان المبكرة. أصبحت الأرجل الأمامية زعانف. اختفت الأرجل الخلفية. أصبحت أجسادهم أكثر انسيابية ، وطوروا ذيل المثقوبة لدفع أنفسهم بشكل أفضل عبر الماء ، وفقًا لمتحف التاريخ الطبيعي .

على الرغم من أن العلماء يمكن أن يتنبأوا بالشكل الذي يجب أن تبدو عليه الحيتان المبكرة ، إلا أنهم افتقروا لفترة طويلة إلى الأدلة الأحفورية لدعم ادعائهم. رأى الخلقيون هذا الغياب ، ليس فقط فيما يتعلق بتطور الحيتان ولكن بشكل عام ، كدليل على أن التطور لم يحدث ، كما هو موضح في مقال في Scientific American .Advertisement

ومع ذلك ، منذ أوائل التسعينيات ، وجد العلماء أدلة من علم الحفريات وعلم الأحياء التطوري وعلم الوراثة لدعم فكرة أن الحيتان تطورت من الثدييات البرية. هذه الأدلة نفسها تدعم نظرية التطور ككل.

في الطبعة الأولى من كتاب “حول أصل الأنواع” ، تكهن داروين حول كيف يمكن أن يتسبب الانتقاء الطبيعي في تحول حيوان ثديي بري إلى حوت. كمثال افتراضي ، استخدم داروين الدببة السوداء في أمريكا الشمالية ( Ursus americanus ) ، والتي كان من المعروف أنها تصطاد الحشرات عن طريق السباحة في الماء وأفواهها مفتوحة ، وفقًا لمشروع مراسلات داروين .

“لا أستطيع أن أرى صعوبة في جعل سلالة الدببة ، عن طريق الانتقاء الطبيعي ، أكثر مائيًا في بنيتها وعاداتها ، مع أفواه أكبر وأكبر ، حتى يتم إنتاج مخلوق وحشي مثل الحوت” ، كما تكهن.

لم تتفق الفكرة جيدًا مع الجمهور أو مع العلماء الآخرين. كان داروين محرجًا جدًا من السخرية التي تلقاها حتى أن مقطع الدب السباح أزيل من الطبعات اللاحقة من الكتاب. يعرف العلماء الآن أن داروين كانت لديه الفكرة الصحيحة ولكن الحيوان الخطأ. بدلاً من النظر إلى الدببة ، كان يجب أن ينظر إلى الأبقار وأفراس النهر .

نظريات التطور الأخرى

لم يكن داروين هو العالم الأول أو الوحيد الذي طور نظرية التطور. في نفس الوقت تقريبًا مع داروين ، توصل عالم الأحياء البريطاني ألفريد راسل والاس بشكل مستقل إلى نظرية التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي ، وفقًا لمتحف التاريخ الطبيعي . لكن هذا كان له تأثير ضئيل.

“كان مفهوم التطور كحدث تاريخي موضوعًا ساخنًا بين علماء الأحياء والجيولوجيين قبل كتاب داروين لأنه كان هناك الكثير من الأدلة المتراكمة ، لكنني أشك في أن التطور البيولوجي لم يؤثر حقًا على الأشخاص خارج المخبأ الأكاديمي”. قال P John D. Lambshead ، وهو رائد أبحاث علمي متقاعد في التنوع البيولوجي البحري ، والبيئة ، والتطور في متحف التاريخ الطبيعي ، لندن ، لمجلة All About History . “طالما أن العلم لا يعرف أي آلية لشرح كيفية حدوث التطور ، يمكن رفضه بأمان باعتباره فكرة غير تقليدية.”

في غضون ذلك ، اقترح عالم الأحياء الفرنسي جان بابتيست لامارك أن كائنًا ما يمكن أن ينقل سمات إلى نسله ، على الرغم من أنه كان مخطئًا بشأن بعض التفاصيل ، وفقًا لمتحف علم الأحافير بجامعة كاليفورنيا .

مثل داروين ، اعتقد لامارك أن الكائنات الحية تكيفت مع بيئاتها ونقلت تلك التكيفات. كان يعتقد أن الكائنات الحية تفعل ذلك من خلال تغيير سلوكها ، وبالتالي أجسامها – مثل رياضي يمارس الرياضة ويتعافى – وأن هذه التغييرات تم نقلها إلى الأبناء. 

على سبيل المثال ، اعتقد لامارك أن الزرافات لها أعناق أقصر في الأصل ، ولكن مع نمو الأشجار من حولها ، فإنها تمد أعناقها لتصل إلى الأوراق اللذيذة وتطور نسلها تدريجيًا أعناق أطول وأطول. يعتقد لامارك أيضًا أن الحياة كانت مدفوعة بطريقة ما للتطور عبر الأجيال من الأشكال البسيطة إلى الأشكال الأكثر تعقيدًا ، وفقًا لفهم التطور ، وهو مورد تعليمي من متحف علم الحفريات بجامعة كاليفورنيا .

على الرغم من أن داروين لم يكن متأكدًا من الآلية التي يتم من خلالها نقل السمات ، إلا أنه لم يعتقد أن التطور قد تحرك بالضرورة نحو تعقيد أكبر ، وفقًا لفهم التطور – بل كان يعتقد أن التعقيد نشأ من خلال الانتقاء الطبيعي. 

إن النظرة الداروينية لتطور الزرافة ، وفقًا لمجلة كوانتا ، هي أن الزرافات لديها تباين طبيعي في أطوال عنقها ، وأن أولئك الذين لديهم أعناق أطول كانوا أكثر قدرة على البقاء والتكاثر في بيئات مليئة بالأشجار الطويلة ، بحيث يكون لدى الأجيال اللاحقة المزيد والمزيد من الزرافات طويلة العنق. 

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين أفكار لاماركيان ودارويني عن تطور الزرافة في أنه لا يوجد شيء في التفسير الدارويني عن الزرافات التي تمد أعناقها وتمرر صفة مكتسبة.

ما هو التوليف التطوري الحديث؟

وفقًا لبوبينر ، لم يكن داروين يعرف شيئًا عن علم الوراثة. وقالت: “لقد لاحظ نمط التطور ، لكنه لم يكن يعرف حقيقة الآلية”. جاء ذلك لاحقًا ، مع اكتشاف كيفية ترميز الجينات لصفات بيولوجية أو سلوكية مختلفة ، وكيفية انتقال الجينات من الآباء إلى الأبناء. يُعرف دمج علم الوراثة في نظرية داروين باسم “التركيب التطوري الحديث”.

تحدث التغييرات الجسدية والسلوكية التي تجعل الانتقاء الطبيعي ممكنًا على مستوى الحمض النووي والجينات داخل الأمشاج ، أو الحيوانات المنوية أو خلايا البويضة التي ينقل الآباء من خلالها المواد الجينية إلى نسلهم. تسمى هذه التغييرات الطفرات . قال بوبينر: “الطفرات هي في الأساس المادة الخام التي يعمل عليها التطور”. 

يمكن أن تحدث الطفرات بسبب أخطاء عشوائية في تكرار الحمض النووي أو إصلاحه ، أو بسبب التلف الكيميائي أو الإشعاعي ، وفقًا لتعليم الطبيعة . عادةً ما تكون الطفرات إما ضارة أو محايدة ، ولكن في حالات نادرة ، قد تكون الطفرة مفيدة للكائن الحي. إذا كان الأمر كذلك ، فسيصبح أكثر انتشارًا في الجيل القادم وينتشر بين السكان. 

بهذه الطريقة ، يوجه الانتقاء الطبيعي العملية التطورية ، ويحافظ على الطفرات المفيدة ويضيفها ويرفض الطفرات السيئة. قال بوبينر: “الطفرات عشوائية ، لكن الاختيار لها ليس عشوائياً”.

لكن الانتقاء الطبيعي ليس الآلية الوحيدة التي تتطور بها الكائنات الحية ، على حد قولها. على سبيل المثال ، يمكن نقل الجينات من مجموعة إلى أخرى عندما تهاجر الكائنات الحية أو تهاجر – وهي عملية تُعرف باسم تدفق الجينات. ويمكن أيضًا أن يتغير تواتر جينات معينة بشكل عشوائي ، وهو ما يسمى بالانحراف الجيني. 

السبب في أن نظرية التطور لامارك خاطئة بشكل عام هو أن الخصائص المكتسبة لا تؤثر على الحمض النووي للحيوانات المنوية والبويضات. على سبيل المثال ، لا تتأثر أعراس الزرافة بما إذا كانت تمد رقبتها أم لا. إنها ببساطة تعكس الجينات التي ورثتها الزرافة عن والديها. ولكن كما أفاد كوانتا ، فإن بعض جوانب التطور لاماركية.

على سبيل المثال ، وجدت دراسة سويدية نُشرت في عام 2002 في المجلة الأوروبية للوراثة البشرية أن أحفاد الرجال الذين جوعوا وهم أطفال أثناء المجاعة نقلوا صحة القلب والأوعية الدموية إلى أحفادهم. يفترض الباحثون أنه على الرغم من أن التجارب مثل الحرمان من الطعام لا تغير تسلسل الحمض النووي في الأمشاج ، إلا أنها قد تؤدي إلى تعديلات خارجية على الحمض النووي تعمل على “تشغيل” أو “إيقاف” الجينات.

هذه التغييرات ، التي تسمى التغييرات اللاجينية ، لا تعدل تسلسل الحمض النووي الفعلي نفسه. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤثر تعديل كيميائي يسمى المثيلة على الجينات التي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها. يمكن أن تنتقل هذه التغييرات اللاجينية إلى النسل. وبهذه الطريقة ، يمكن أن تؤثر تجارب الشخص على الحمض النووي الذي ينقله إلى أسفل ، على غرار الطريقة التي اعتقد لامارك أن الزرافة التي ترفع رقبتها ستؤثر على طول عنق نسلها.

ما هو الدليل على التطور؟

تعتبر نظرية التطور واحدة من أفضل النظريات التي تم إثباتها في تاريخ العلم. وهو مدعوم بأدلة من مجموعة متنوعة من التخصصات العلمية ، بما في ذلك علم الوراثة ، مما يدل على أن الأنواع المختلفة لها أوجه تشابه في الحمض النووي الخاص بها . 

هناك أيضًا أدلة تدعم نظرية التطور في علم الحفريات والجيولوجيا. هذا من خلال سجل الحفريات ، الذي يوضح كيف تختلف تلك الأنواع التي كانت موجودة في الماضي عن تلك الموجودة اليوم ، وفقًا لبروس إس ليبرمان وروجر إل كايسلر في ” حياة ما قبل التاريخ: التطور وسجل الحفريات ” (وايلي ، 2010 ).

توجد أيضًا أدلة على نظرية داروين في علم الأحياء التطوري . لقد تم اكتشاف أن الأنواع التي تبدو مختلفة تمامًا مع البالغين تمر بمراحل مماثلة من التطور الجنيني ، مما يشير إلى ماض تطوري مشترك ، وفقًا لكتاب الوصول المفتوح ” مفاهيم علم الأحياء “. 

دليل على تطور الحيتان من علم الحفريات

تم اكتشاف الجزء الحاسم من الأدلة في عام 1994 ، عندما وجد علماء الأحافير البقايا المتحجرة لـ Ambulocetus natans ، والتي تعني “الحوت السائح” ، وفقًا لمراجعة عام 2009 نُشرت في مجلة Evolution: Education and Outreach . كانت أطرافه الأمامية تحتوي على أصابع وحوافر صغيرة ، لكن قدميه الخلفيتين كانتا هائلتين بالنسبة إلى حجمه. كان من الواضح أن الحيوان مهيأ للسباحة ، لكنه كان أيضًا قادرًا على التحرك بشكل غير لائق على الأرض ، مثل الفقمة.

عندما سبح ، كان المخلوق القديم يتحرك مثل ثعالب الماء ، يدفع للخلف بقدميه الخلفيتين ويموج عموده الفقري وذيله.

تدفع الحيتان الحديثة نفسها عبر الماء بضربات قوية من ذيلها الأفقي المثقوب ، لكن لا يزال لدى A. natans ذيل يشبه السوط وكان عليها استخدام أرجلها لتوفير معظم القوة الدافعة اللازمة للتنقل عبر الماء.

في السنوات الأخيرة ، تم اكتشاف المزيد والمزيد من هذه الأنواع الانتقالية ، أو ” الحلقات المفقودة ” ، مما قدم مزيدًا من الدعم لنظرية داروين. على سبيل المثال ، في عام 2007 ، اكتشف عالم جيولوجي أحفورة لحيوان ثديي مائي منقرض ، يُدعى Indohyus ، كان حجمه يقارب حجم قطة وله حوافر وذيل طويل. 

يعتقد العلماء أن الحيوان ينتمي إلى مجموعة مرتبطة بالحيتانيات مثل Ambulocetus natans . يعتبر هذا المخلوق “الحلقة المفقودة” بين أرتوداكتيل – مجموعة من الثدييات ذات الحوافر (ذوات الحوافر حتى الأصابع) التي تشمل أفراس النهر والخنازير والأبقار – والحيتان ، وفقًا لمؤسسة العلوم الوطنية .

عرف الباحثون أن الحيتان كانت مرتبطة بأرتوداكتيل ، ولكن حتى اكتشاف هذه الحفرية ، لم تكن هناك أرتوداكتيل معروفة تشترك في الخصائص الفيزيائية مع الحيتان. بعد كل شيء ، فرس النهر ، الذي يُعتقد أنه أقرب الأقارب الأحياء للحوتيات ، يختلف تمامًا عن الحيتان. من ناحية أخرى ، كان Indohyus أرتوداكتيل ، يُشار إليه من خلال بنية حوافره وكاحليه ، وكان له أيضًا بعض أوجه التشابه مع الحيتان ، في بنية أذنيه ، على سبيل المثال   .

أدلة على تطور الحيتان من علم الوراثة وعلم الأحياء التطوري

تدعم الأدلة الجينية أيضًا فكرة أن الحيتان تطورت من ثدييات برية وتوفر معلومات حول التفرع الدقيق للشجرة التطورية. على سبيل المثال ، في عام 1999 ، أفاد الباحثون في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences أنه وفقًا للتحليل الجيني لتسلسلات ” الجينات القافزة ” ، التي تنسخ وتلصق نفسها في الجينوم ، كانت أفراس النهر أقرب الأقارب الأحياء للحيتان. قبل عام 1985 ، اعتقد الباحثون أن الخنازير كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالحيتان ، لكن دراسة 1999 هذه قلبت هذه الفكرة ، كما ذكرت وكالة أسوشيتيد برس . 

في عام 2019 ، أفاد باحثون في مجلة Science Advances عن الجينات الموجودة في جينوم الحوت التي تم تعطيلها أثناء عملية تطور المخلوق من الثدييات البرية ، كما ذكرت Science Friday . يمكن للباحثين أن يخبروا أن بعض الجينات ، بما في ذلك الجينات المشاركة في صنع اللعاب ، قد تم تعطيلها بسبب وجود بقايا منها ، والتي يسميها الباحثون الحفريات الجينية ، في جينومات الحيتان. هذا يدل على أن الحيتان تطورت من مخلوق لعاب.  

هناك أيضًا دليل على تطور الحوتيات من علم الأحياء التطوري. يوضح علم الأحياء التطوري حقيقة أن الحيوانات التي تختلف كثيرًا عن البالغين تشترك في أوجه تشابه مع الأجنة لأنها مرتبطة تطوريًا. على سبيل المثال ، عندما كانت الأجنة ، بدأت الحوتيات في تطوير أطرافها الخلفية ، والتي تختفي لاحقًا في التطور ، بينما تبقى الأطراف الأمامية وتتطور إلى زعانف ، وفقًا لمجلة Evolution: Education and Outreach . هذا يشير إلى أن الحوتيات تطورت من سلف رباعي الأرجل.

هل نظرية التطور مثيرة للجدل؟

على الرغم من ثروة الأدلة من السجل الأحفوري وعلم الوراثة ومجالات العلوم الأخرى ، لا يزال بعض الناس يشككون في صحة نظرية التطور . يستنكر بعض السياسيين والقادة الدينيين هذه النظرية ، مستعينين بكائن أعلى كمصمم لشرح العالم المعقد للكائنات الحية ، وخاصة البشر.

تناقش مجالس المدارس ما إذا كان ينبغي تدريس نظرية التطور جنبًا إلى جنب مع أفكار أخرى ، مثل التصميم الذكي أو نظرية الخلق. 

لا يرى علماء التيار الرئيسي أي جدل. وقال بوبينر: “لدى الكثير من الناس معتقدات دينية عميقة ويقبلون أيضًا التطور” ، مضيفة أنه “يمكن أن تكون هناك مصالحة حقيقية”.

التطور مدعوم جيدًا بالعديد من الأمثلة على التغييرات في الأنواع المختلفة التي تؤدي إلى تنوع الحياة الذي نراه اليوم. يشرح جون لامبشيد: “الانتقاء الطبيعي ، أو بعبارة أخرى – التباين والوراثة واللياقة التفاضلية – هو جوهر النظرية في علم الأحياء الحديث”. “بالنسبة إلى علم الأحياء ، ما يقوله ميكانيكا الكم والنسبية الخاصة للفيزياء أو النموذج الذري للكيمياء.”

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com