מה קובע את האבולוציה של אורגניזמים מורכבים? ברמה המולקולרית, החיים מתפתחים באמצעות פגמים קלים בשכפול הדנ"א. שינוי ברצף הבסיסים של מולקולת דנ"א נקרא מוטציה, והיא יכולה להתרחש באמצעות שגיאת שעתוק או באמצעות השפעה חיצונית כגון: כימיקל, קרינה קוסמית או קרני גמא. חלק מהמוטציות הן נייטרליות ואינן משפיעות על תפקוד האורגניזם. אחרות עשויות להיות מועילות או מזיקות ליכולתו של אורגניזם לשרוד בסביבתו. צ'ארלס דארווין לא היה מודע למנגנון המולקולרי של האבולוציה, אבל הוא היה עד למגוון התאמות של מיני אורגניזמים בתגובה לתנאים השוררים בסביבת גידולם. מוטציות מייצרות מדי פעם צאצאים עם תכונות הישרדות משופרות. לכן, צאצאים אלה חיים יותר מאחרים, וגם צאצאיהם מקדמים את השימור של התכונה החדשה. מנגנון זה נקרא ברירה טבעית. "היכולת לטעות מעט היא הפלא האמיתי של הדנ"א", כתב הרופא לואיס תומאס, מחבר "חיי התא". "ללא תכונה מיוחדת זו, היינו עדיין חיידקים אנאירוביים ולא הייתה נוצרת מוסיקה."
באדיבות ויקיפדיה
הברירה הטבעית הובילה למגוון העשיר של החיים. הטבע מטיל את הקוביות פעמים רבות במהלך מיליארדי שנים, כאשר התוצאות נבחנות על פי יכולתו של כל מין לשרוד בסביבה משתנה. החיים על כדור הארץ מלאים במגוון רחב של גומחות אבולוציוניות. מיקרואורגניזמים יכולים לחיות בבריכות אנטארקטיות ב – 228 קלווין (45- מעלות צלזיוס) בגלל מלחי סידן המומסים בתאיהם, אחרים חיים במעיינות חמים בילוסטון פארק בטמפרטורות של 363 קלווין (90 מעלות צלזיוס). חיידקים קיימים בגבהים שבהם הלחץ האטמוספרי הוא רק 10% מהלחץ בגובה פני הים; אחרים נמצאים כמה קילומטרים מתחת לפני קרום כדור הארץ. ניתן למצוא חיידקים בתוך הסלעים שאור השמש אינו חודר אליהם. ב -1980 גילו אוקיאנוגרפים מושבות שלמות של חיות ים, מקובצות בחושך סביב פתחים וולקנים עמוקים בקרקעית הים. רשת מזון שלמה מבוססת על חיידקים המנצלים חום וולקני וגז מימן גופרתי (H2S). כל זה קורה בטמפרטורות של עד 523 קלווין (250 מעלות צלזיוס) ולחצים של 250 אטמוספרות, תנאים קשים הדומים לאלה השוררים על פני הנוגה. כיום אנו רואים בסביבה זו גומחה אבולוציונית מוזרה, אך תנאים אלה מזכירים את כדור הארץ כאשר החיים רק החלו להתפתח.
היבט חשוב של האבולוציה הוא הרעיון המקריות, שהוצג לראשונה על ידי אלפרד ראסל וולאס, שפיתח את תורת הברירה הטבעית במקביל לצ'ארלס דרווין. לפי רעיון המקריות, התפתחות האינטיליגנציה האנושית הייתה תוצאה של נקודות הסתעפות רבות, שבהן ההתקדמות הושפעה במידה רבה מאירועים חיצוניים כגון השפעות מטאורים ושינויי אקלים. מגוון צורות החיים השתנה מעת לעת בעקבות התרבות והכחדות המוניות.
תהליך האבולוציה אינו אקראי, אבל הדרך שבה נקבע אילו מבין הפרטים ישרדו, היא בעלת אופי של הגרלה. לכן אי אפשר לחזות את טבעם של אורגניזמים מפותחים, בהתחשב באבותיהם הפרימיטיביים. כפי שסטיבן ג'יי גולד ניסח זאת, אם תשמיעו את קלטת החיים שלכם ותבחנו את התפתחותם של אורגניזמים, לא יהיה זה סביר שאחרי 4 מיליארד שנה תוכלו לראות דווקא בני אדם, פרימטים, או אולי אפילו יונקים. גולד ממחיש את מורכבות המקריות בעזרת דוגמה נאה: בסרט של פרנק קפטרה – חיים נפלאים. בסרט, ג'ורג' – אדם טוב אבל עני מגיע לכדי ייאוש עמוק ושוקל התאבדות. המלאך השומר על ג'ורג' מושך אותו בחזרה מסף החידלון, ומראה לו איך היה העולם נראה אילו לא היה קיים. בהעדרו של ג'ורג', משתלט על העיר שלו שודד אכזר הגורם לעוני איום. הרצה אחרת של קלטת החיים הניבה תוצאות שונות אך הגיוניות, כאשר שינויים קטנים מובילים להבדלים קטנים בעלילה ומצטברים לשינויים משמעותיים.
באדיבות pixabay
ההיסטוריה של החיים על כדור הארץ עשירה בדוגמאות של התפתחויות מקריות. למרות התחלה מהירה, חלפו כ- 3 מיליארד שנים עד שצורות החיים הראשוניות התפתחו לאורגניזמים מרובי-תאים הפשוטים ביותר. לשמש נותרו רק 5 מיליארד שנים לחיות ככוכב בסדרה הראשית; בשלב שבו תהפוך לענק אדום היא עתידה לבלוע ולהרוס את החיים על פני כדור הארץ. אם האבולוציה הייתה איטית פי שלושה, פסגת ההתפתחות ונקודת הסיום של החיים כאן על פני האדמה היו אצות צנועות או פלנקטון. בהתחשב בכל השגיאות ואי-הוודאויות, הענפים והמסלולים, איננו יכולים להיות בטוחים כי אינטליגנציה תתפתח בהכרח במהלך השלב היציב של הכוכב שלנו – השמש. האוקיינוסים בתקופת הקמבריון היו עדים להתפוצצות מהירה של בעלי חיים. שני תריסרים של סוגי אורגניזמים שונים לחלוטין התפתחו, אך רק זוג אחד מבניהם שרד כדי להפיץ את צאצאיהם עד ימינו. המקריות מילאה תפקיד חשוב בהישרדותם של המינים המעטים הללו; אין פליאונטולוג שיכול להסתכל על מגוון האורגניזמים בעידן הקמבריון ולחזות בבטחה את אלה שיגיעו לקו הסיום. נתקדם לזמן שבו שלטו הדינוזאורים. בניגוד לתפיסה הרווחת, הדינוזאורים לא גברו על היונקים. יונקים התקיימו יחד עם דינוזאורים במשך 100 מיליון שנים ללא כל מגמת השתלטות או התפתחות של מוח גדול. במקום זאת הם הסתגלו לחיים לצד הדינוזאורים הגדולים. היונקים זכו להשתלט על העולם עקב אירוע בלתי צפוי לחלוטין: השפעתו של אסטרואיד שגרם למותם של בעלי חיים גדולים בארץ.
המקריות אבולוציונית הובילה להתפתחות ההומו סאפיינס. לא היה שום דבר בלתי נמנע או הכרחי בהתפתחותם של שבטים זקופים במישורים של מרכז אפריקה, שיצרו כלים ופיתחו מיומנויות תקשורת. בכל שלב בהתפתחות החיים היו עשרות או אפילו מאות נקודות הסתעפות. ההצלחה או הכישלון בכל שלב לא עלו בקנה אחד עם רעיון פשוט של "הישרדותם של המתאימים", אך הושפעו במידה רבה מאירועים פתאומיים ומקריים. בכדור הארץ חיו כמעט מיליארד מינים של בעלי חיים אך אינטליגנציה אמיתית התפתחה רק באחד מהם.
מצד שני – לא צריך להתפעל מיכולתו של המדע לפתח הסברים מתחרים לרוב התופעות – ויכוח יכול להתעורר גם בשל הדרך שבה הגיעה האבולוציה אלינו. הסיפור שסיפר סטיבן ג'יי גולד הוא מעודד, אבל פליאונטולוגים אחרים חוקרים את אותם מאובנים ומסיקים מסקנות שונות. הם רואים התכנסות במנגנונים הביוכימיים הבסיסיים של החיים. הם מציינים מבנים מורכבים המתפתחים ביצורים שונים בענפים שונים מאוד של עץ החיים, כגון עיני יונקים ועיניים של דיונונים. הם טוענים כי התפתחות של מערכת העצבים המרכזית והמוח מציעה יתרון בררני המועדף על ידי האבולוציה. המקריות אינה תומכת בראייה פסימית של הסיכויים להתפתחות חיים נבונים במקומות אחרים ביקום. למרות המכשולים לכאורה, בני האדם אכן התפתחו בכדור הארץ. חץ האבולוציה מוביל במקרים מסוימים גם למורכבות וגם לאינטליגנציה. על כוכבי לכת אחרים, התפשטותם של אורגניזמים רב-תאיים וחיים אינטליגנטיים עשויה להיות מהירה כאשר הביוכימיה הבסיסית של החיים תזכה לתנאים הולמים.
צורות חיים מתקדמות נוטות להיות שבריריות. בני האדם יכולים לשרוד רק שינויים של 3% בטמפרטורת הגוף, אבל היכולות האנושיות אפשרו לנו לחיות בג'ונגלים משווניים רטובים, במדבריות יבשים, לנע במישורים ארקטיים ולהגיע לפסגות הרים שבהם לחץ האוויר הוא בקושי מחצית מלחץ האוויר בגובה פני הים. לסיכום, הברירה הטבעית על כדור הארץ יצרה מינים המסוגלים לשרוד ברוב הסביבות. החיים אולי התפתחו על כוכבי לכת אחרים, אבל החיים האלה עשויים להיראות לנו מוזרים מאוד. אחרי הכל, אם פטריות ואלמוגים, ממותות וזבובים התפתחו על כוכב לכת אחד, עד כמה גדולים יכולים להיות ההבדלים בין צורות החיים על שני כוכבי לכת שונים? נוצות ופרווה, מין, זרעים וסימפוניות עשויים להיות תוצרים של כדור הארץ בלבד.
Author: Chris Impey