ما مدى سرعة حدوث التطور؟

سرعة حدوث التطور

لقد اقترحت نظرية التطور لتشارلز داروين، التي تم تطويرها في منتصف القرن التاسع عشر، أن التطور يحدث تدريجيًا على فترات زمنية جيولوجية، ويستغرق ملايين السنين. ومع ذلك، وجدت دراسة جديدة أن معدل التطور التكيفي (adaptive evolution) يمكن أن يكون أسرع مرتين إلى أربع مرات من التقديرات السابقة. وهذا يثير أسئلة مهمة حول وتيرة التطور وقدرته على مواكبة التغيرات البيئية السريعة. لفهم هذه الظاهرة، علينا أن نتعمق في علم التطور وتاريخه والعوامل التي تحرك سرعة حدوث التطور.

محتويات المقال :

هل التطور عملية تدريجية؟

غالبًا ما يُساء فهم التطور على أنه عملية بطيئة وتدريجية تستغرق ملايين السنين. وفي حين أن هذا صحيح في كثير من الحالات، إلا أنه لا يعبر عن القصة بأكملها. التطور هو عملية معقدة وديناميكية تشكل تنوع الحياة على الأرض منذ مليارات السنين. إنه في جوهره مدفوع بالصراع من أجل البقاء والتكاثر، حيث يكون الأفراد الذين يتمتعون بالصفات المفيدة أكثر عرضة لنقلها إلى ذريتهم.

ولكن كيف تعمل هذه العملية؟ لنقل أن هناك مجموعة من الطيور تعيش على جزيرة صغيرة. ومع مرور الوقت، يتغير مناخ الجزيرة، وتحتاج الطيور إلى التكيف من أجل البقاء. تمتلك بعض الطيور مناقير أطول قليلاً، مما يسمح لها بالوصول إلى الرحيق في الزهور الذي لا يستطيع الآخرون الوصول إليه. من المرجح أن تبقى هذه الطيور على قيد الحياة وتتكاثر، وتنقل سمة منقارها الأطول إلى ذريتها. ومع مرور الأجيال، أصبحت الطيور ذات المناقير الطويلة تهيمن على الجزيرة.

هذه العملية، المعروفة باسم الانتقاء الطبيعي (natural selection)، هي القوة الدافعة وراء التطور. إنها عملية تدريجية، ولكنها يمكن أن تؤدي إلى تغييرات كبيرة بمرور الوقت. ومع ذلك، كما سنرى لاحقًا، يمكن أن يحدث التطور أيضًا بشكل أسرع بكثير مما كنا نعتقد سابقًا.

كشف تاريخ النظرية التطورية

لقد مر مفهوم التطور بتحول كبير منذ أن قدمه تشارلز داروين لأول مرة في منتصف القرن التاسع عشر. في البداية، اعتقد داروين أن التطور يحدث بوتيرة بطيئة، ويستغرق ملايين السنين لتشكيل العالم الطبيعي. ومع ذلك، عندما تعمق العلماء في ألغاز الانتقاء الطبيعي والتكيف، اكتشفوا أن التطور يمكن أن يحدث بشكل أسرع بكثير مما كان يعتقد سابقًا.

في أوائل القرن العشرين، بدأ العلماء في تسخير قوة الانتقاء الاصطناعي (artificial selection)، عملية اختيار البشر للأفراد ذوي الصفات المرغوبة للتكاثر بهدف تعزيز هذه الصفات في الأجيال القادمة، لتسريع التطور. ومن خلال تطبيق الانتقاء الاصطناعي على المحاصيل والماشية، تمكنوا من إنتاج الصفات المرغوبة في غضون أجيال قليلة فقط. وقد أدى هذا الإنجاز إلى إعادة تقييم العملية التطورية، وبدأ العلماء يتساءلون: ما مدى سرعة التطور بشكل طبيعي؟

الأمثلة الواقعية للتطور السريع

دعونا نتعمق أكثر في الأمثلة الواقعية للتطور السريع. يعد المثال الشهير لطيور الشرشوريات (finches) في جزر غالاباغوس نقطة انطلاق رائعة. حيث طورت هذه الطيور أشكالًا وأحجامًا مختلفة لمنقارها خلال بضعة عقود لتتخصص في التغذية على أنواع مختلفة من المكسرات والحشرات. أحدث هذا الاكتشاف ثورة في فهمنا للتطور، حيث أظهر أن الأنواع يمكنها التكيف بسرعة مع بيئاتها.

وقد وجد الباحثون تطورًا سريعًا في العديد من الأنواع الأخرى، بما في ذلك الإجوانا الخضراء غير المحلية (nonnative green iguanas). حيث كان علماء مثل جيمس ستراود يدرسونها في ميامي، ومن المعروف أن هذه الإجوانا تتجمد وتسقط من الأشجار خلال فترات البرد النادرة في المدينة. وما وجدوه كان مذهلاً، فبعض الإجوانا نجت من درجات الحرارة الباردة، وكان بإمكان هؤلاء الناجين في الواقع تحمل درجات حرارة أكثر برودة من ذي قبل. وهذا يشير إلى أن التطور قد يحدث أمام أعيننا مباشرة!

وتشمل الأمثلة الأخرى كباش الجبال الصخرية (Bighorn sheep)، التي طورت قرونًا أقصر بمقدار 2 سم من ذي قبل على مدار 20 عامًا فقط، أو ثلاثة أجيال، لأن الصيادين استهدفوا تلك ذات القرون الأكبر. كما تقلصت فئران الثلج الأوروبية بمقدار يصل إلى 3 جرامات على مدى 10 سنوات، أو ثمانية أجيال، ربما بسبب التغيرات في تساقط الثلوج.
توضح هذه الأمثلة الواقعية أن التطور السريع ليس مجرد نظرية، بل هو عملية طبيعية تحدث استجابة للضغوط البيئية.

قياس معدلات التطور

ولتحديد رقم لسرعة حدوث التطور، يستخدم العلماء وحدة قياس تسمى داروين. إنها وسيلة لقياس معدلات التطور من خلال تتبع التغيرات في السمات مع مرور الوقت. لكن كيف يحسب العلماء هذا المعدل؟

إحدى الطرق هي مقارنة الحفريات من فترات زمنية مختلفة لمعرفة مدى تغير الأنواع. على سبيل المثال، إذا تمت مقارنة حفرية تعود إلى مليون سنة مضت بأنواع حديثة، فيمكن حساب معدل التطور على أساس الاختلافات بين الاثنين.

هناك طريقة أخرى وهي تحليل البيانات الوراثية من الكائنات الحية. ومن خلال دراسة الاختلافات الجينية بين الأفراد ضمن مجتمع ما، يمكن للعلماء استنتاج مدى سرعة تطور السكان.

إن وحدة داروين هي مجرد واحدة من الطرق العديدة لقياس معدلات التطور. وتشمل الطرق الأخرى استخدام الساعة الجزيئية (Molecular clock)، تقنية تحليل وراثية تعتمد على فرضية أن الطفرات في جينوم الكائنات الحية تحدث في تتابع وبنمط منتظم على الفترات الطويلة من الزمن، أو تحليل معدل التكيف استجابة للضغوط البيئية.

الضغوط البيئية والتكيف

كما رأينا، فإن سرعة حدوث التطور أكبر مما كنا نعتقد سابقًا. ولكن ما الذي يدفع هذا التكيف السريع؟ الجواب يكمن في الضغوط البيئية. ومن الممكن أن يؤدي تغير المناخ والأنشطة البشرية والكوارث الطبيعية إلى حدوث تطور سريع. فعندما يواجه السكان بيئة متغيرة، يبدأ الانتقاء الطبيعي، ويبقى الأفراد ذوي السمات التي تساعدهم على البقاء والتكاثر. وينطبق هذا بشكل خاص على الأنواع المعرضة للخطر بالفعل أو ذات نطاقات جغرافية محدودة.

على سبيل المثال، أدى ارتفاع درجة حرارة المناخ إلى تطور مواسم تكاثر مبكرة في بعض أنواع الطيور. يتيح لهم هذا التكيف الاستفادة من تغير توافر الغذاء وتجنب فصول الشتاء القاسية. وعلى نحو مماثل، فإن الانتشار السريع للبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية يأتي نتيجة للضغوط التطورية الناجمة عن الأنشطة البشرية.

ولكن كيف تستطيع الأنواع مواكبة هذه التغيرات البيئية السريعة؟ المفتاح يكمن في قدرتهم على التكيف بسرعة. الأنواع التي يمكنها تعديل سماتها أو سلوكياتها أو وظائفها الفسيولوجية لتناسب البيئة الجديدة هي أكثر عرضة للبقاء والازدهار. ولهذا السبب تكون بعض الأنواع قادرة على الهجرة إلى مواطن بيئية جديدة، أو تغيير نظامها الغذائي، أو تطوير آليات دفاعية جديدة للتعامل مع الظروف المتغيرة.