Evoluutio on tuottanut hämmästyttävän monimutkaisia piirteitä hermosolujen peittämistä mustekalan käsistä nisäkkäiden korviin. Voiko evoluutio kuitenkaan koskaan mennä "taaksepäin" ja palauttaa monimutkaisia olentoja aiempiin, yksinkertaisempiin muotoihin?
Niin sanotussa taantuvassa evoluutiossa eliöt voivat menettää monimutkaisia piirteitä ja näyttää siten kehittyneen "takaisin" yksinkertaisempiin muotoihin. Asiantuntijoiden mukaan evoluutio ei kuitenkaan oikeastaan etene taaksepäin siinä mielessä, että evoluution vaiheet jäljitettäisiin takaisin.
"On erittäin epätodennäköistä, että sama nauha [evoluutiomuutokset] kääntyisi samalla tavalla", Marylandin yliopiston biologi William R. Jeffery (avautuu uuteen välilehteen) sanoi Live Science -lehdelle.
Monimutkaisuuden menettäminen
Regressiiviseen evoluutioon kuuluu aiemmin kehittyneiden monimutkaisuuden muotojen häviäminen, kertoi Beth Okamura (avautuu uudessa välilehdessä) , luonnontieteiden tutkija Lontoon luonnonhistoriallisesta museosta, Live Science -lehdelle. Äärimmäinen esimerkki ovat myxozoanit, loiset, joilla on hyvin yksinkertainen anatomia — ei suuta, hermostoa tai suolistoa — ja hyvin pieni genomi. Yksinkertaisimmat lajit "ovat pohjimmiltaan yksittäisiä soluja", Okamura sanoi.
Pitkään yksisoluisiksi alkueläimiksi luokitellut myxozoanit paljastuivat lopulta erittäin taantuneiksi eläimiksi, Okamura sanoi. Ne ovat kehittyneet nilviäisistä, johon meduusat kuuluvat, ja ne ovat menettäneet monia ominaisuuksia, joita ei enää tarvittu loismaisessa elämäntavassa;
Näin ollen myxozoanit näyttävät ainakin morfologisesti palanneen aiempaan evoluutiovaiheeseen, Okamura sanoi. "Ne ovat tavallaan lähentymässä yksisoluisia organismeja", hän sanoi.
Evoluutioprosessi ei kuitenkaan palaa askeleitaan taaksepäin taantuvassa evoluutiossa, Jeffery sanoi. Myös luolassa elävät olennot käyvät usein läpi taantuvaa evoluutiota ja menettävät monimutkaisia ominaisuuksia, kuten silmät, joita ei tarvita pimeässä ympäristössä. Mutta esimerkiksi luolakalojen silmien menetys ei tarkoita tarkkaa paluuta alkukantaiseen esi-isään, jolla ei ollut näitä elimiä, Jeffery sanoi. Sen sijaan prosessit, jotka aiemmin tuottivat silmän, pysähtyvät osittain ja jättävät jäljelle ihon peittämän silmän."
"Asiat voivat näyttää siltä, että ne ovat menossa taaksepäin", Jeffery sanoi. "Mutta silmä ei mennyt taaksepäin. Se vain lakkasi menemästä eteenpäin."
Okamura sanoi, että monimutkaisuuden väheneminen voi lisäksi liittyä vähemmän ilmeiseen monimutkaisuuden lisääntymiseen, kuten biokemiaan, jota loiset käyttävät päästäkseen isäntien sisään. "Ihmisten on hyvin helppoa ajatella evoluutiota sen mukaan, mitä näet … mitä morfologiset piirteet ovat", hän sanoi. "Mutta on myös paljon muita piirteitä, joita emme näe fysiologisella ja biokemiallisella tasolla."
Luolakaloilla kadonneet silmät voivat samalla tavoin peittää vaihtoehtoisen monimutkaisuuden. Näissä kaloissa esiintyy runsaasti värähtelyihin reagoivia elimiä, jotka tarjoavat keinon aistia pimeässä ympäristössä. Jefferyn mukaan nämä elimet löysivät jo ennestään liian täyteen ahdetussa päässä vapaata tilaa kalan tyhjistä silmäkuopista.
Takapolku monimutkaisuuden läpi
Osasyy siihen, että evoluutio ei kulje askeleitaan taaksepäin, on se, että sopeutumiset johtavat muihin muutoksiin, totesi Brian Golding (avautuu uuteen välilehteen) , biologi McMasterin yliopistosta Ontariossa, Live Science -lehdelle. Tämä tekee tietyn muutoksen peruuttamisesta äärimmäisen monimutkaista;
"Jos olet tehnyt muutoksen … aiot hienosäätää tätä sopeutumista, ja tämä sopeutuminen on vuorovaikutuksessa muiden geenien kanssa", Golding sanoi. "Jos nyt peruutat tuon yhden muutoksen, kaikkia muita geenejä on edelleen muutettava", jotta evoluutio voidaan kääntää.
Esimerkiksi luolakaloilla silmän alkuperäinen kehitys on saattanut tuoda muutoksia paitsi silmien tarvitsemiin proteiineihin myös silmänpohjan kallon rakenteisiin. Silmäproteiiniin vaikuttava mutaatio ei aiheuttaisi sitä, että eliö palaisi takaisin organismiksi, jossa ei ole silmänpesää.
Asiantuntijat varoittivat lopuksi, että termi "taaksepäin tapahtuva evoluutio" voi harhaanjohtavasti antaa ymmärtää, että evoluution tavoitteena on luoda monimutkaisempia muotoja. Evoluutio kuitenkin vain suosii ominaisuuksia, jotka tekevät organismista sopivamman tiettyyn ympäristöön, Okamura sanoi.
Tällä tavoin regressiivinen evoluutio on vain tavanomaista evoluutiota. Monimutkaisuuden menettäminen voi tehdä loisesta tai luolan asukkaasta paremmin uuteen ympäristöönsä sopeutuneen — esimerkiksi poistamalla monimutkaisen elimen valmistamisesta aiheutuvat energiakustannukset, Jeffery sanoi.
"Evoluutio on aina progressiivista, sillä se valitsee ominaisuuksia, jotka parantavat niiden yksilöiden kuntoa, joissa kyseinen variaatio ilmenee", Okamura sanoi.
