Ewolucjoniści często wyzywają nas za odnoszenie się do ewolucji darwinowskiej jako „przypadkowej”. Wskazują oni na fakt, że dobór naturalny, siła, która rzekomo napędza pociąg, zawsze wybiera bardziej „dopasowane” organizmy, a więc nie jest przypadkowa. To jest jednak tylko część historii i aby zrozumieć, dlaczego ewolucja może być rzeczywiście nazywana przypadkową, reszta musi zostać opowiedziana.

Ewolucja może być uważana za składającą się z czterech części. Pierwsza część, ziarno na młyn, jest procesem, przez który mutacje są generowane. Generalnie uważa się, że jest to proces losowy, z pewnymi zastrzeżeniami. Pojedyncze zmiany zasad zachodzą mniej lub bardziej losowo, ale istnieje pewne odchylenie co do tego, które zasady są zastępowane przez które. Inne rodzaje mutacji, jak delecje lub rearanżacje lub rekombinacje (gdzie DNA jest wymieniane między chromosomami), często występują w punktach zapalnych, ale nie zawsze. Efektem netto jest to, że mutacje zachodzą bez względu na to, czego organizm potrzebuje, ale za to bardzo gęsto. W tym sensie mutacja jest losowa

Kolejna część, losowy dryf, jest jak rzut kostką, który decyduje, które zmiany są zachowane, a które utracone. Jak sama nazwa wskazuje, ten proces jest również przypadkowy, jest wynikiem przypadkowych zdarzeń i nie uwzględnia korzyści dla organizmu. Większość mutacji gubi się w mieszance, zwłaszcza gdy pojawiają się niedawno, tylko dlatego, że ich organizmy gospodarzy nie zdołają się rozmnożyć lub umierają z przyczyn niezwiązanych z genetyką. Może się również zdarzyć, że nowe mutacje są połączone z innymi mutacjami, które są szkodliwe, a więc zostają wyeliminowane.

Przypadkowe efekty dryfu są wystarczająco duże, aby przytłoczyć naturalną selekcję w organizmach z małymi populacjami rozmnażającymi się, mniej niż milion, powiedzmy. Nowe mutacje nie rodzą się wystarczająco szybko, aby uniknąć strat spowodowanych dryfem. Istnieje pewien ułamkowy próg w populacji, który musi zostać przekroczony zanim nowa mutacja stanie się „stała”, czyli powszechnie obecna w każdym osobniku. Nowa mutacja ogólnie jest tracona na dryfowanie zanim ten próg populacji zostanie przekroczony.

Trzecia część, dobór naturalny, nie jest przypadkowa. Działa ona w celu zachowania korzystnych zmian i wyeliminowania szkodliwych. Można powiedzieć, że jest kierunkowa. Ale jest kilka zastrzeżeń. Korzystne mutacje są rzadkie, i zazwyczaj tylko słabo korzystne, więc efekty doboru naturalnego nie są zazwyczaj aż tak silne. Większość zmian daje tylko niewielką przewagę.

W dodatku, może się zdarzyć, i często się zdarza, że „korzystna” mutacja pociąga za sobą złamanie czegoś, co oznacza utratę informacji i utratę potencjalnego ulepszenia. To złamanie może być nieodwracalne dla wszystkich zamiarów i celów. Premierowym przykładem w ewolucji człowieka jest choroba sierpowatokrwinkowa. Choroba sierpowatokrwinkowa jest spowodowana mutacją genu hemoglobiny, który czyni czerwone krwinki odpornymi na pasożyta malarycznego. W jednej kopii uszkodzony gen jest korzystny (zwiększa odporność na malarię), ale gdy obecne są dwie kopie (oba chromosomy niosą mutację), czerwone krwinki są zdeformowane i powodują bolesne osłabienie. Złamany gen jest faktycznie funkcjonalnie gorszy niż jego normalna wersja, z wyjątkiem sytuacji, w której malaria jest obecna.

Wywołuje to ważny punkt. Naturalna selekcja nie zawsze wybiera te same mutacje. Środowisko określa, które mutacje są faworyzowane. Na przykład, selekcja naturalna działa na korzyść osobników niosących jedną kopię cechy sierpowatości, gdzie malaria jest obecna, ale działa przeciwko genowi sierpowatości, gdzie malaria jest nieobecna. Tak więc w tym kontekście selekcja meandruje nad zmiennym krajobrazem różnych kryteriów tego, co jest korzystne, a co nie. Teraz korzystne jest posiadanie cechy sierpowatości, a teraz nie. Różne populacje są faworyzowane w różnym czasie. W tym sensie można powiedzieć, że selekcja ma również element losowy, ponieważ tylko rzadko kiedy selekcja jest silna i jednokierunkowa, zawsze faworyzująca tę samą mutację.

Widzimy tę zmienność w selekcji na innym przykładzie, ewolucji dziobów zięb na Wyspach Galapagos. W czasie suszy preferowane są duże dzioby, w latach wilgotnych – małe. Pogoda zmienia się, a więc i rozmiary dziobów.

Subpopulacje mogą nabyć cechy, ale z powodu zmienności środowiskowej cechy nie stają się uniwersalne. Na przykład nietolerancja laktozy – nie wszyscy nosimy wersję genu, który pozwala nam trawić laktozę jako dorośli. O ile nagle wszyscy na świecie nie będą musieli jeść sera jako głównej części swojej diety, nietolerancja laktozy nie zniknie z naszej populacji.

Jest szczególny sposób, w jaki może zachodzić ewolucja – nagłe wąskie gardło w populacji będzie miało tendencję do utrwalania cech, które dominują w tej populacji. Załóżmy, że nuklearny holokaust wymazał wszystkich oprócz Szwedów. Gen trawiący laktozę prawie na pewno utrwaliłby się, podobnie jak blond włosy, niebieskie oczy i inne cechy Skandynawów, pod warunkiem, że jedli ser i mieszkali na wysokich szerokościach geograficznych. Dopóki nie pojawią się nowe mutacje w nowych środowiskach, tak by pozostało.

Teraz wiesz więcej o genetyce populacyjnej ewolucji, niż sobie wyobrażałeś, że może być prawdą. Suma wszystkich tych czynników jest tym, co jest odpowiedzialne za ewolucję, czyli zmianę w czasie. Mutacja, dryf, selekcja i zmiany środowiskowe odgrywają pewną rolę. Trzy z tych czterech sił są przypadkowe, bez względu na potrzeby organizmu. Nawet selekcja może być przypadkowa w swoim kierunku, w zależności od środowiska.

Więc powiedz mi. Czy ewolucja jest przypadkowa? Większość procesów w pracy na pewno jest. Z pewnością ewolucja nie będzie czynić stałego postępu w jednym kierunku bez jakiegoś innego czynnika w pracy. Jaki może być ten czynnik, dopiero się okaże. Osobiście nie sądzę, aby znaleziono materialne wyjaśnienie, ponieważ jakikolwiek proces prowadzący ewolucję w sposób celowy będzie wymagał celowego projektanta, który go stworzy.

Image credit: David Adam Kess (Own work) , via Wikimedia Commons.