حدود القدرة على التطور – راى بوهلين

حدود القدرة على التطور – راى بوهلين

إساءة إستخدام الإنتقاء والإختيار الصناعي

يَفْتَرِض معظم الناس أن التطور يسمح بتغيير بيولوجيى غير محدود تقريباً. وبالرغم من هذا , فإن هناك ملاحظات قليلة بسيطة توضح أن هناك حدود بالفعل للتغيير البيولوجى. بالتأكيد فأن الوجود الدائم للتلاقى يقترح أن التَغَيُّر البيولوجي محدود وليس غير محدود. حيت أن التطور يبدو انه يصل الى ذات الحلول مرة بعد الأخرى. و يبدو انه يوجد هناك عدد ما فقط من الطرق التى تستطيع بها الكائنات العضوية من دفع ذواتها خلال الماء وفوق الأرض أو خلال الهواء. فإن أجنحة الحشرات والطيور والخفافيش علي الرغم من انهم غير متقاربين من ناحية السلالة جميعها تُظْهِر تشابهاً مُعَيَّناً من حيث التصميم. علي الأقل فأن هناك العديد من البارامِترات الفيزيقية المختلفة التى تحد من التغيير البيولوجي والتكيف. بالتأكيد هناك قيود مادية ولكن ماذا عن القيود البيولوجية؟

في الحُجَّة لتأييد التغيير التطورى الشامل إعتمد داروين بصورة مكثفة علي المُضَاهَاة بين الإنتقاء الصناعي والإنتقاء الطبيعى. داروين، مُرَبِّى ومُوَلِّد الحَمَام الماهر، أدرك أن اي خاصية وصِفَة يمكن التعرف عليها فإنه يمكن تقويتها أو تقليلها عن طريق التوالد بِحِرْصٍ وعِنَايَة. وعندها إستنتج داروين أن هناك صورة مشابهة من الإنتقاء حدثت في الطبيعة ( الإنتقاء الطبيعى) وقد يُحَقِّق نفس الشىء ولكنه فقط يحتاج إلي وقت أطول.

ولكن الإنتقاء الصناعي قد أثبت عكس ذلك. لأنه على الرغم من أن كل صِفِةٍ، وبصورة أساسية، عادةً ما يكون بها بعض المتغيرات إلا أنها كانت دائما محدودة. من المؤكد أن الإنتقاء له تأثير على الكائنات العضوية أو على  الصفات المختارة سواء كانت زهور أو كلاب أو حمام أو جياد أو ماشية أو البروتين الموجود في نبات الذرة أو السكر الموجود في القصب . ولكن كل الصفات المختارة حَتْمَاً في النهاية تضعف إلي التلاشى. فالدجاج لا ينتج بيضاً أسطواني الشكل. ولا يمكننا أن ننتج حبة برقوق في حجم حبة البازلاء أو حجم حبة الجريب فروت هناك حدود للمدى الذى يمكننا أن نصل إليه. بعض الناس ينمو إلي ٧ اقدام طولاً والبعض الأخر لايزيد نموه عن ثلاثة أقدام ولكن لا يوجد أحد أطول من إثنتي عشر قدماً أو أقل من قدمين. هناك حدود للتغيير.

ولكن رُبَّمَا أكثر الدلائل إفصاحاً ضد فائدة الإنتقاء الصناعي كنموذج للإنتقاء الطبيعي هو عملية الإنتقاء في حد ذاتها. وقد أسماها داروين الإنتقاء الصناعي فى حين أنه كان من الأفضل أن يكون المصطلح الإنتقاء المُتَعَمَّد. فإن عبارة الإنتقاء الصناعي تجعل الأمر يبدو بسيطاً وغير مُوَجَّهَاً. إلا أن كل مُرَبِّى سواء للنباتات أو الحيوانات دائما ما يبحث عن شىء ما على وجه الخصوص. وعملية الإنتقاء دائما ما تكون مُصَمَّمَة لغاية مُحَدَّدة.

فإذا أردت كلباً يقوم بالصيد بطريقة أفضل فإنك تقوم بعملية تناسل لأفضل صَيَّادوك آمِلاً فى أن تُقَوِّي تلك الخاصية. وإذا ما رغبت في زهور ذات لون معين فإنَّك تختار زهور ذات لون مُشابِه آمِلاً في أن تصل إلي الظِل اللونى المرغوب به. بعبارة أخرى فإنك تُخَطِّط وتتحكم بالعملية. بينما الإنتقاء الطبيعي لا يستطيع القيام بمثل هذا. فالإنتقاء الطبيعى على العكس من هذا يعمل بدون خطة ويخضع لرحمة أى مُتَغَيِّر قد يطرأ. ومحاولة المقارنة ما بين عملية مُوَجَّهَة وعملية غير مُوَجَّهَة لاتُقَدِّم أي إستبصار في التطور علي الأطلاق.

القوة الحقيقة في الإنتقاء الطبيعي.

ومن المعروف أننا قد إضْطَرَرْنَا أن ننتظر حتى الخمسينات من القرن العشرين حوالى مائة عام بعد نشر داروين لكتاب أصل الأنواع حتى نحصل علي حالة موثقة من الإنتقاء الطبيعي وهي الفراشة المُنَقَّطة الشهيرة بستون بيتولاريا. وتبدأ القصة بالملاحظة الآتية أنه قبل الثورة الصناعية كانت مجموعات الفراشات في بريطانيا العظمي تحتوي على النوع المُنَقَّط وهي ذات ألوان خفيفة ولكنها مُبَرقشة. ومع إرتفاع التلوث الصناعي بدأت تسود نوعية من الفراشات السوداء. وبعد تشريع القوانين البيئية بدأت مستويات التلوث تقل وعادت الفراشة المُنَقَّطة بقوة.

ويبدو أنه مع إرتفاع التلوث ماتت الأشنه علي الأشجار وأصبح ْلِحَاء الأشجار أسوداً. والفراشة المُنَقَّطة التى كانت خَفِيَّة سابقاً أصبحت الآن ظاهرة والنوعية السوداء التى كانت سابقا ظاهرة أصبحت خَفِيَّة. وأصبحت الطيور تستطيع بسهوله أن ترى النوعية الظاهرة وبدأت تَغَيُّرَات الكثافة العددية للنموذجين تناسباً مع العوامل المحيطة. وكان هذا هو الإنتقاء الطبيعي أثناء عمله.

وطالما كانت هناك مشكلات بتلك القصة القياسية فبماذا توضح لنا حقيقة تلك القصة. أولا , فإن النموذج الأسود كان دائماً ضمن المُجْتَمَع الإحصائى ولكن بكثافات عددية قليلة جداً. إذاً فقد بدأنا بنوعيتين من الفراشة المُنَقَّطة ومازال لدينا شكلين منها . تَغَيُّرت الكثافات العددية لكن لم يتم إضافة شيئاً جديداً إلي التعداد. وثانياً أننا حقيقة لانعرف التركيبة الجينية للسواد الصناعي في تلك الفراشات. ليس لدينا شرح مفصل عن كيفية تَوَلُّد الشكلين. وثالثاً في بعض المُجْتَمَعات الإحصائية فأن الكثافة العددية لِنَوْعَى الفراشات قد تغيرت سواء كان هناك تَغَيُّر مماثل في لِحَاء أشجار الحديقة أو لم يكن هناك تَغَيُّر. العامل الوحيد الثابت كان هو التلوث (راجع جوناثان ويلز أيقونات التطورالجزء ١٣٧–١٥۷). وبهذا يَتَقَلَّص أفضل مثال معروف عن التطور أثناء عمله إلي مجرد ملحوظة صغيرة.

وحتي طيور الفينشز لداروين من جزر جالاباجوس علي سواحل الأكوادور تعطينا القليل عن التطور على مستوى واسع.  الثلاثة عشر فصيلة من طيور فينشز علي جزر جالاباجوس تُظهر إختلافات طفيفة في حجم وشكل مناقيرها إعتماداً علي مصدر الغذاء الأساسى للفصيلة المحددة من طيور الفينشز تلك. بينما تُظهر طيور الفينشز تغيراً عبر الوقت إستجابة لعوامل البيئة – ومن ثم الإنتقاء الطبيعي – فالتَغَيُّر يمكن أن يرتد في الإتجاه المعاكس! فإن حجم وشكل مناقيرها سيختلف بدرجة طفيفة إعتماداً علي ما إذا ما كان العام مطيراً او جافاً (الذى يخلق اختلافاً في حجم البذور المُنْتَجَة) ويرجع الوضع الى ما كان عليه حينما تنعكس الظروف. لايوجد تَغَيُّر اتجاهي. ومن الممكن حتي أن الثلاثة عشر فصيلة هي عبارة عن سته أو سبعة فصائل حيث ان التهجين يحدث بسهولة وخصوصا بين طيور الفينشز الأرضية وتلك الهُجُن لديها إمكانيات جيدة للبقاء. ومرة ثانية أين التطور الحقيقي.

هناك العديد من الأمثلة الأخرى الموثقة عن الإنتقاء الطبيعي وعمله في البرية. ولكن كل تلك الأمثلة توضح انه حيثما توجد إمكانية التَغَيُّر المحدود فهناك أيضا حدود لهذا التَغَيُّر. ولا يوجد أحد علي حد يَشُك فى حقيقة الإنتقاء الطبيعي. المُشكلة الأساسية هى أن الأمثلة مثل الفراشة المُنَقَّطة وطيور الفينشز لداروين لا تفيدنا بشىء عن التطور.

الطفرات لا تنتج تغيير حقيقى

وبينما سيقر معظم علماء التطور أن هناك حدود للتَغَيُّر إلا أنهم يصرون أن الإنتقاء الطبيعي غير كافي بدون مصدر دائم للتنوع. وفي نظريات الداروينية المحدثة فأن التَطَفُّرْ بجميع أشكاله يملأ هذا الدور. وتقع تلك التحولات في فِئَتَيْنِ رئيسيتينِ طَفْرَات فى الجينات الهيكلية وطَفْرَات فى الجينات التطورية. وسأقوم بتحديد الجينات الهيكلية مثل تلك التى تحدد كود بروتين للقيام بوظائف الصيانة أو الأيض أو الدعم أو أى وظيفة تخصصية في الخلية. بينما الجينات التطورية تسيطر علي وظائف محددة في التطور الجنينى ولذا يمكنها ان تَغَيُّر التَحَوُّرْ أو المظهر الفعلي لكائن عضوى.

ومعظم الدراسات في التطور قد ركزت علي تحولات الجينات الهيكلية. ولكن من أجل الحصول على تَغَيُّر علي نطاق واسع يجب إستكشاف الطفرات في جينات التطور.   وسنعود ثانية إلي التحولات التطورية بعد قليل.

معظم الأمثلة لدينا عن طفرات تُوَلِّد تَغَيُّر تطورى مُفْتَرَض تتضمن جينات تركيبية. وأكثر الأمثلة شيوعاً عن تلك الأنواع من الطفرات التى تُنْتِج تَغَيُّرا تطوريا ملحوظاً يتضمن مقاومة ميكروبية للمضادات الحيوية. ومنذ إكتشاف البنسلين أثناء الحرب العالمية الثانية فقد إنتشر إستخدام المضادات الحيوية. ولدهشة الجميع فأن البكتريا لديها القدرة الكامنة أن تصبح مقاومة لتلك المضادات الحيوية. وقد تم إذاعة هذا بصورة واسعة علي انه دليل حقيقى علي أن صِراع الطبيعة للبقاء يتسبب في التغييرات الجينية والتطور.

ولكن المقاومة الميكروبية للمضادات الحيوية تأتي في أشكال عديدة وليست كلها درامية. فأحيانا تسمح الطفرة الجينية ببساطة للمضاد الحيوى أن يخرج من الخلية أسرع مما يكون أو أن تمتصه الخلية بصورة أبطأ. وفي مرات أخرى غالبا ما يُثْبَط المضاد الحيوى داخل الخلية عن طريق إنزيم متقارب موجود بالفعل. وفي حالات أخري فأن الجُزَيْئات داخل الخلية التى هى هدف المضاد الحيوى يتم تعديلها أبداً وبصورة طفيفة وبحيث ايصبح المضاد الحيوى غير فعال فى التأثير عليها بعد ذلك. كل تلك الآليات تحدث بطريقة طبيعية وتُعَظِّم الطَفْرَات  ببساطة مقدرة تمتلكها الخلية بالفعل. ولم تتم إضافة معلومات جينية جديدة (راجع ليستر و بوهلين القيود الطبيعية علي التغيير البيولوجي ص. ١٠٣، ١٧٠).

وعالم التطور العظيم الفرنسي بيير بول جارسيه حينما عالج موضوع الطَفْرَات في البكتريا قد عَلَّق ” ما فائدة طَفْرَاتِها التى لا تنتهي ان كانت لا تتغير؟ والخلاصة على ان الطَفْرَات في البكتريا والفيروسات هي عبارة عن خاصية وراثية تدور حول موضع أوسط . تأرجحاً إلي اليسار أو تأرجحاً إلي اليمين ولكن لا يوجد أثر تطوري نهائي” (تطور الكائنات الحية صفحة ٨۷).

وإلي الأن فأنني كنت أصف ما يسمى بالتطورالجزيئي. وقد أفترض علماء التطور اساسا أن عمليات التطور الدقيق التى تم توثيقها جيداً حتماً ستنتج تَغَيُّرَات تطورات كبيرة إذا ما مُنِحَتْ الوقت الكافي لهذا. ولكن هذا الإفتراض في حد ذاته ملىء بالمشاكل.

الإنتقاء الطبيعي لا ينتج خطط جسمية جديدة؟

سؤال أصولي يجب علينا الآن معالجته هو كيف أن الأسفنج ونجوم البحر والصراصير والفراشات والخنافس والضفادع ونقار الخشب والبشر كلها نشأت من بدايات خلية واحدة بدون تصميم أوهدف أو خطة. كل تلك الكائنات العضوية لها تصميمات جِسْمِية مختلفة. كيف يمكن ان تنشأ كل تلك التصميمات الجسمية المختلفة من الطفرات والإنتقاء الطبيعي؟  هذه مشكلة أكبر و أصعب بكثير عن المقاومة للمضادات الحيوية والتي تتطلب مجرد تغييرات كيميائية حيوية صغيرة. السؤال إذن كيف يمكن أن يحدث التَغَيُّر التَحَوُّرى.

لهذا فمشكلة التطور الكبير تتطلب طفرات تطويرية. فنحن بطريقة ما يجب أن نغير كيفية بناء الكائن العضوي. والجينات الهيكلية تنحي إلي أن يكون لها أثر صغير علي تطوير التصميم الجسمى. ولكن الجينات التى تتحكم بالتطور وبالتالى تؤثر في التصميم الجسمى تنحي إلي ان منافذ للتعبير عن نفسها فى مرحلة مُبَكِّرَة من التطور. ولكن هذا يثير مشاكله الخاصة به حيث أن الجنين النامي حساس جدا للطفرات التَطَوُّرِيَّة المبكرة. وكما لاحظ أرثر والاس (اصل التصميمات الجسمية للحيوانات صفحة ١٤) ” تلك الجينات التى تتحكم بعمليات التطور الرئيسية المبكرة تنخرط في تأسيس التصميم الجسمى الرئيسى. إن الطَفْرَات فى تلك الجينات غالباً ما تكون غير مواتية وغير موائمة بدرجة كبيرة ويمكن التصور أنها غالباً ما تكون هكذا”

واذا كانت الطفرات التطويرية التي يمكن أن تقدم مزايا حقيقة نادرة هكذا ، إذن فمن المتوقع أن يكون التطور الكبير بطيئاً وصعباً وأن تكون العملية محفوفة بالمطبات. وقد أوضح داروين بالتفصيل في الفصل التلخيصي في كتابه أصل الأنواع وبما أن الإنتقاء الطبيعى يعمل فقط من خلال تجميع تَغَيُّرات خفيفة ، متعاقبة ومواتية، فلا يمكنه ان يحدث تعديلات كبيرة أو مفاجأة ولكنه يعمل فقط من خلال خطوات قصيرة وبطيئة.

وبالمثل فليس فقط نوعية الطفرة هي المشكلة بل ايضا معدل التَطَفُّر. ويوضح سوسومو أوهونو أن “لحدوت تَغَيُّر في قاعد التسلسل للحمض النووى دى إن إيه ا بنسبة ١% قد يستغرق ١٠ مليون سنة” وظهور كل الشعب الموجودة من المملكة الحيوانية في خلال الدورة الزمنية من ٦-١٠ ملايين سنة لايمكن تفسيرها عن طريق التحول الأنحرافي لوظائف جينية منفردة” ( مفهوم الجين التحولي الحيوانى الشاملPNAS ٩۳(١٩٩٦):٨٤۷٥–٧٨).

وطوال الطريق فإن الكائنات العضوية الوظيفية يحب أن تحوذ على أشكال متوسطة. ولكن حتى وظيفية تلك الكائنات العضوية المتوسطة في تحولها من تصميم جسمى إلي آخر قد حيرت لفترة كبيرة معظم علماء التطور تخصصاً. ويتساءل ستيفن جاى جولد عالم الأصول بجامعة هارفارد “كيف يمكن بناء سلسة من الأشكال المتوسطة المعقولة ؟) . . . وحشرة المدرع رغم أنها محمية جيداً لكن هل يوجد أى سبق في انها تشبه وبدرجة 5% السلحفاة؟” (منذ داروين صفحة ١٠٤)

وبميوله ونزعته المعهودة يسأل جولد سؤالاًً خارقاً. يبدو حقاً انه يوجد حدود ضِمْنِية للتغيير التطورى.

بيوسكتش: رايموند .ج.بوهلين رئيس إرساليات المحققين www.probe.org وهو خريج جامعة ألينوى (بكالوريس علوم حيوان) وجامعة شمال تكساس (دبلوم في الجينات السكانية) وجامعة تكساس بمدينة دالاس (ماجستير ودكتوراة البيولوجيا الجزيئية) وشارك في تاليف كتاب ” القيود الطبيعية علي التغيير البيولوجي : وقد عمل كمحرر عام للخلق والتطور والعلوم الحديثة وشارك في تأليف الأسئلة الأساسية عن الجينات أبحاثالخَلِيَّةُ الجَذْعُوالإستنساخ ( من مركز أبحاث الأخلاقيات البيولوجية والكرامة الأنسانية) وقد قام بنشر العديد من المقالات الصحفية والمقالات بالمجلات والدكتور بوهلين زميل في معهد الإستكشاف مركز الثقافة والعلوم.