Evolutionistit haastavat meidät usein siitä, että viittaamme darwinistiseen evoluutioon ”satunnaisena”. He viittaavat siihen, että luonnonvalinta, voima, joka oletettavasti ajaa junaa, valitsee aina ”sopivampia” organismeja, joten se ei ole satunnaista. Tämä on kuitenkin vain osa tarinaa, ja jotta ymmärtäisimme, miksi evoluutiota voidaan todellakin kutsua satunnaiseksi, on kerrottava loputkin asiat.

Evoluution voidaan katsoa koostuvan neljästä osasta. Ensimmäinen osa, myllyn jauho, on prosessi, jossa mutaatiot syntyvät. Yleensä tämän ajatellaan olevan satunnainen prosessi, tietyin varauksin. Yksittäisten emästen muutokset tapahtuvat enemmän tai vähemmän sattumanvaraisesti, mutta siinä, mitkä emäkset korvautuvat millä, on jonkin verran vinoutumia. Muunlaiset mutaatiot, kuten deleetiot, uudelleenjärjestelyt tai rekombinaatiot (joissa DNA vaihtuu kromosomien välillä), tapahtuvat usein hotspoteissa, mutta eivät aina. Nettovaikutus on se, että mutaatioita tapahtuu ottamatta huomioon sitä, mitä organismi tarvitsee, vaan ne tapahtuvat rönsyilevästi. Tässä mielessä mutaatio on satunnaista

Seuraava osa, satunnainen ajelehtiminen, on kuin nopanheittoa, joka ratkaisee, mitkä muutokset säilyvät ja mitkä häviävät. Kuten nimestä käy ilmi, tämäkin prosessi on satunnainen, sattumanvaraisten tapahtumien tulos, eikä ota huomioon eliön hyötyä. Useimmat mutaatiot häviävät sekaan, varsinkin kun ne ovat vasta syntyneet, vain siksi, että niiden isäntäorganismit eivät pysty lisääntymään tai kuolevat syistä, jotka eivät liity genetiikkaan. Voi myös käydä niin, että uudet mutaatiot yhdistyvät muihin mutaatioihin, jotka ovat haitallisia, jolloin ne häviävät.

Driftin satunnaisvaikutukset ovat tarpeeksi suuria hukuttaakseen luonnonvalinnan organismeissa, joiden lisääntymispopulaatiot ovat pieniä, esimerkiksi alle miljoona. Uusia mutaatioita ei synny tarpeeksi nopeasti välttyäkseen ajelehtimisen aiheuttamalta häviämiseltä. Populaatiossa on murto-osa kynnysarvosta, joka on ylitettävä ennen kuin uudesta mutaatiosta voi tulla ”kiinteä”, eli se on yleisesti läsnä jokaisessa yksilössä. Uusi mutaatio häviää yleensä ajelehtimalla ennen kuin tämä populaatiokynnys ylittyy.

Kolmas osa, luonnonvalinta, ei ole satunnaista. Se toimii hyödyllisten muutosten säilyttämiseksi ja haitallisten poistamiseksi. Sen voidaan sanoa olevan suuntautunutta. Mutta siihen liittyy useita varoituksia. Hyödylliset mutaatiot ovat harvinaisia ja yleensä vain heikosti hyödyllisiä, joten luonnonvalinnan vaikutukset eivät yleensä ole kovin voimakkaita. Useimmat muutokset tuottavat vain pientä etua.

Lisäksi voi tapahtua, ja usein tapahtuukin, että ”hyödyllinen” mutaatio merkitsee jonkin asian rikkomista, mikä tarkoittaa informaation menetystä ja mahdollisen parannuksen menetystä. Tämä rikkoutuminen voi olla kaikin puolin peruuttamatonta. Ensimmäinen esimerkki ihmisen evoluutiossa on sirppisolusairaus. Sirppisoluanemia johtuu mutaatiosta hemoglobiinigeenissä, joka tekee punasoluista vastustuskykyisiä pahanlaatuista loista vastaan. Yhdessä kopiossa rikkinäinen geeni on hyödyllinen (se lisää vastustuskykyä malariaa vastaan), mutta kun sitä on kaksi kopiota (molemmat kromosomit kantavat mutaatiota), punasolut ovat epämuodostuneita ja aiheuttavat kivuliasta heikentymistä. Rikkinäinen geeni on itse asiassa toiminnallisesti huonompi kuin sen normaali versio, paitsi jos malariaa esiintyy.

Tämä tuo esiin tärkeän seikan. Luonnonvalinta ei valitse aina samoja mutaatioita. Ympäristö määrää, mitä mutaatioita suositaan. Luonnonvalinta esimerkiksi suosii yksilöitä, jotka kantavat yhtä kopiota sirppisolupiirteestä siellä, missä malariaa esiintyy, mutta toimii sirppisolugeeniä vastaan siellä, missä malariaa ei esiinny. Tässä yhteydessä valinta siis kiemurtelee vaihtelevassa maisemassa, jossa kriteerit vaihtelevat sen suhteen, mikä on hyödyllistä ja mikä ei. Toisinaan sirppisoluperimän kantamisesta on hyötyä, toisinaan taas ei. Eri populaatioita suositaan eri aikoina. Tässä mielessä voisi sanoa, että valinnassa on myös satunnaiskomponentti, koska vain harvoin valinta on voimakasta ja yksisuuntaista ja suosii aina samaa mutaatiota.

Näemme tämän valinnan vaihtelun toisen esimerkin, Gal�pagos-saarilla elävien suomujen nokkien evoluution, avulla. Kuivina vuosina suositaan suuria nokkia, kosteina vuosina pieniä nokkia. Sää vaihtelee, ja niin vaihtelevat myös nokkien koot.

Subpopulaatiot voivat hankkia ominaisuuksia, mutta ympäristön vaihtelun vuoksi ominaisuuksista ei tule yleisiä. Esimerkiksi laktoosi-intoleranssi – me kaikki emme kanna versiota geenistä, joka sallii meidän sulattaa laktoosia aikuisena. Ellei yhtäkkiä kaikkien maailman ihmisten yhtäkkiä tarvitse syödä juustoa suurena osana ruokavaliotaan, laktoosi-intoleranssi ei katoa väestöstämme.

Evoluutio voi tapahtua erityisellä tavalla – äkillinen pullonkaula populaatiossa pyrkii kiinnittämään piirteet, jotka ovat vallitsevia kyseisessä populaatiossa. Oletetaan, että ydinholokausti hävittää kaikki muut paitsi ruotsalaiset. Laktoosin sulatusgeeni kiinnittyisi lähes varmasti, samoin vaaleat hiukset, siniset silmät ja muut skandinaaviset ominaisuudet, jos he söisivät juustoa ja asuisivat korkeilla leveysasteilla. Niin kauan kuin uusia mutaatioita uusissa ympäristöissä ei tapahdu, näin pysyisi.

Nyt tiedät evoluution populaatiogenetiikasta enemmän kuin kuvittelitkaan voivasi pitää paikkansa. Kaikkien näiden tekijöiden summa on se, mikä on vastuussa evoluutiosta eli muutoksesta ajan kuluessa. Mutaatiolla, ajelehtimisella, valinnalla ja ympäristön muutoksilla on kaikilla osansa. Kolme näistä neljästä voimasta on satunnaisia, eliön tarpeista piittaamattomia. Jopa valinta voi olla suunnaltaan satunnaista, riippuen ympäristöstä.

Kertokaa siis. Onko evoluutio satunnaista? Suurin osa toiminnassa olevista prosesseista on varmasti. Varmasti evoluutio ei etene tasaisesti yhteen suuntaan ilman, että jokin muu tekijä vaikuttaa. Mikä tuo tekijä voisi olla, jää nähtäväksi. Itse en usko, että aineellista selitystä löydetään, koska mikä tahansa evoluutiota tarkoituksenmukaisesti ohjaava prosessi vaatii tarkoituksenmukaisen suunnittelijan luomaan sen.

Kuvan luotto: David Adam Kess (Oma työ) , Wikimedia Commonsin kautta.