ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΣΥΜΒΑΛΛΟΥΝ ΣΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ

¨  Η εξέλιξη αντικατοπτρίζει την ικανότητα της ζωής να προσαρμόζεται σε καινούργια περιβάλλοντα. Στο πολυπαραγοντικό σύστημα που κατευθύνει την εξέλιξη και την δημιουργία νέων ειδών (ειδογένεση) περιλαμβάνονται η μετάλλαξη, η μετανάστευση, ο ανασυνδυασμός, η τυχαία γενετική εκτροπή και η φυσική επιλογή. Η ειδογενετική πορεία περνάει μέσα από τις διαδικασίες της αναγένεσης (ή φυλετικής εξέλιξη) και της κλαδογένεσης (ή διχοτομικής ειδογένεσης). Η αναγένεση συνίσταται σε αλλαγές που γίνονται σε ένα είδος με το πέρασμα του χρόνου, όπως για παράδειγμα, η εμφάνιση νέων οργάνων και η ανάπτυξη νέων τρόπων προσαρμογής στο περιβάλλον. Η κλαδογένεση συμβαίνει όταν ένα είδος διασπάται σε δύο η περισσότερα είδη, που εξελίσσονται ανεξάρτητα.

¨  Τα διάφορα είδη των οργανισμών που ζουν σήμερα μάθαμε να τα ξεχωρίζουμε από την εμφάνισή τους (φαινότυπο), με τρόπο ώστε να μπορούμε να ομαδοποιήσουμε τους πληθυσμούς και να τους εντάξουμε στο ένα ή το άλλο είδος. Το είδος όμως δεν ορίζεται μόνο με το κριτήριο της μορφολογικής ομοιότητας, αλλά κυρίως με το μιξιολογικό κριτήριο, σύμφωνα με το οποίο στο ίδιο είδος ανήκουν ένα σύνολο από πληθυσμούς ή οργανισμούς που μπορούν να διασταυρωθούν μεταξύ τους (ανταλλάξουν γονίδια) και να δώσουν γόνιμους απογόνους. Το είδος είναι βιολογική μονάδα και γενετικά μονωμένο από άλλα είδη.

¨  Για παράδειγμα στο ίδιο είδος «σκύλος» ανήκουν το μικροσκοπικό τσιουάουα και το μεγαλόσωμο σκυλί της ράτσας του Αγίου Βερνάρδου, ενώ σε διαφορετικά είδη ανήκουν το κουνέλι και ο λαγός, που τόσο πολύ μοιάζουν μεταξύ τους. Η διαφορά είναι ότι οι ράτσες των σκύλων (ποικιλίες ή υποείδη) δεν είναι γενετικά απομονωμένες, μπορούν να διασταυρώνονται και να δίνουν γόνιμους απογόνους, αν και λόγω μεγέθους τα συγκεκριμένα υποείδη σκύλων είναι αδύνατο να γονιμοποιηθούν κάτω από φυσικές συνθήκες (μηχανική απομόνωση). Επιπλέον, δεν αρκεί η ικανότητα διασταύρωσης, αλλά πρέπει και οι απόγονοι να είναι γόνιμοι. Το άλογο και το γαϊδούρι για παράδειγμα διασταυρώνονται μεταξύ τους, αλλά δίνουν το μουλάρι, που είναι στείρο. Επομένως οι δύο οργανισμοί δεν μπορούν να καταταγούν στο ίδιο είδος.

¨  Όλα τα είδη που ζουν σήμερα προέρχονται από εξελικτική διαδικασία και είναι μεταξύ τους περισσότερο ή λιγότερο απομακρυσμένα ανάλογα με τον χρόνο που έχει περάσει από την στιγμή του διαχωρισμού τους, αλλά και με το χρόνο που χρειάστηκε για να ολοκληρωθεί η σημερινή τους μορφή. Επομένως, δύο είδη που ζουν σήμερα, όπως ο λύκος και ο σκύλος ή το τσακάλι και ο σκύλος, ενδεχομένως να έχουν ένα κοινό πρόγονο στο βάθος του χρόνου, αλλά είναι λάθος να λέμε ότι οι μορφές των κατοικίδιων σκύλων προέρχονται από το τσακάλι ή το λύκο. Όπως επίσης, δεν είναι σωστή η έκφραση ότι, «ο άνθρωπος προέρχεται από τον πίθηκο». Αυτό που πρέπει να γνωρίζουμε είναι ότι πριν 30 ή 40 εκατομμύρια χρόνια δεν υπήρχε ούτε ο άνθρωπος, ούτε ο πίθηκος και κανένα άλλο από τα σημερινά είδη.  

 

Η θεωρία του Δαρβίνου και του Ουάλας

Ο Κάρολος Δαρβίνος (C. Darwin) γεννήθηκε στο Shrewsdery στις 12 Φεβρουαρίου το 1809. Ο πατέρας του, Ροβέρτος Ουώριγκ Δαρβίνος, ήταν γιατρός και ο παππούς του, ο Έρασμος Δαρβίνος (1731-1802), μπορεί να θεωρηθεί ο πρώτος εξελικτικός. Ο Έρασμος Δαρβίνος έλεγε πως ο πρώτος νόμος της φύσεως ήταν «φάγε ή θα φαγωθείς». Στο βιβλίο του «Ο ναός της φύσεως» προσπάθησε να αποδείξει πως ο νόμος αυτός θα οδηγούσε σε μια «βελτιωμένη υπεροχή και λαμπρότητα». Στα χνάρια του παππού του ο Κάρολος Δαρβίνος, το 1826, αδυνατούσε να παρακολουθήσει τις σπουδές τους στην Ιατρική στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου και λίγο αργότερα στο Κολλέγιο του Χριστού στο Καίμπριτζ, αφού έδειχνε ιδιαίτερο ενδιαφέρον στη Γεωλογία, Βοτανική και Εντομολογία, ενώ ήταν και μανιώδης συλλέκτης εντόμων, λουλουδιών και πτηνών. Το 1831 τελείωσε τις σπουδές του στο πανεπιστήμιο του Καίμπριτζ. Τότε ήταν που συνδέθηκε με στενή φιλία με δύο επιστήμονες, τον Σετζγουΐκ και τον Χένσλοου. Το καλοκαίρι του 1831 ο βοτανολόγος φίλος του Χένσλοου γνωρίζοντας το χόμπι του Δαρβίνου για συλλογή εντόμων, κ.λ.π., τον κάλεσε να ακολουθήσει ως φυσιοδίφης την αποστολή του επιστημονικού πλοίου «ιχνηλάτης» (Beagle). Έτσι, ο Δαρβίνος σε ηλικία 23 ετών, επιβιβάστηκε  στο πλοίο την 27η Δεκεμβρίου του 1831, για ένα ταξίδι χαρτογράφησης της Ν. Αμερικής, που κράτησε πέντε χρόνια, έως τον Οκτώβριο του 1836. Ο Δαρβίνος έχοντας γνωρίσει τις ιδέες του παππού του, στο ταξίδι αυτό συνέλαβε την θεωρία της εξελίξεως των ειδών. Ο Δαρβίνος ήταν προσεκτικός παρατηρητής της φύσεως, είδε γεωλογικά στρώματα, πετρώματα, απολιθώματα γιγαντιαίων θηλαστικών, περίεργα ζώα, πτηνά και βλάστηση.

Κάτω από τις ισχυρές εντυπώσεις του πρωτόγνωρου εκείνου κόσμου, βαδίζοντας ανάμεσα στις πελώριες σαύρες ινγκουάνα και στις γιγαντιαίες χελώνες των ερήμων νησιών Γκαλαπάγκος και παρατηρώντας την μεγάλη ποικιλία των σπίνων και τις καταπληκτικές προσαρμογές τους, άρχισε να πείθεται σιγά-σιγά ότι η θεωρία της εξελίξεως ήταν σωστή. Επιπλέον, οι απόψεις του οικονομολόγου Μάλθους (Thomas Malthus), που διατυπώθηκαν το 1798 στο βιβλίο με τίτλο: «Μελέτη πάνω στην αρχή του πληθυσμού», αλλά και τα συγγράμματα του    γεωλόγου   Κ.  Λάϊελλ,   σχετικά   με   τις   γεωλογικές    αλλαγές, επηρέασαν τον Δαρβίνο στη τελική διαμόρφωση της θεωρίας της Εξελίξεως.

Ο Α. Ουάλας (A.Wallace) γεννήθηκε το 1823 στην Ουαλία. Οι γονείς του ήταν φτωχοί και γι’ αυτό σταμάτησε το σχολείο στα 14 χρόνια. Εργάστηκε στο σιδηροδρομικό δίκτυο της Αγγλίας. Στο διάστημα αυτό που  δούλευε  κοντά  στη  φύση  εκδηλώθηκε  το  ενδιαφέρον του  για  τη Φυσική Ιστορία. Με μεγάλη του έκπληξη ανακάλυψε ότι υπήρχαν εκατοντάδες ποικιλίες σκαθαριών. Έτσι, αποφάσισε να φύγει από τη Αγγλία και να περιηγηθεί τον Αμαζόνιο με σκοπό να δημιουργήσει μια συλλογή σκαθαριών, την οποία θα πουλούσε στα μουσεία της πατρίδας του. Τον Ιούνιο του 1858 ο Δαρβίνος πήρε ένα γράμμα από τον Ουάλας, που ταξίδευε στο Μαλαϊκό Αρχιπέλαγος, στις Α. Ινδίες. Ο θεμελιωτής της Ζωογεωγραφίας ζητούσε την γνώμη του Δαρβίνου για το κείμενο ενός άρθρου, που εσώκλειε και που ήθελε να δημοσιεύσει. Το άρθρο είχε τίτλο: «Τάση των ποικιλιών ν’ απομακρύνονται από τις αρχικές τους μορφές». Ο Δαρβίνος διαβάζοντας το άρθρο διαπίστωσε πως οι απόψεις του ταίριαζαν απόλυτα με τα όσα είχε διατυπώσει είκοσι χρόνια νωρίτερα, αλλά δεν είχε ποτέ δημοσιεύσει. Ο Α. Ουάλας έγραφε στην επιστολή: «Αναρωτήθηκα γιατί κάποιοι οργανισμοί ζουν, ενώ άλλοι πεθαίνουν. Η απάντησή μου ήταν ξεκάθαρη: ζουν η καλύτερα προσαρμοσμένοι». Τελικά ο Κ. Δαρβίνος και ο Α. Ουάλας συμφώνησαν να παρουσιάσουν τις εργασίες τους στο ίδιο επιστημονικό συνέδριο στο Λονδίνο.

Την επόμενη χρονιά, το 1859, ο Κ. Δαρβίνος δημοσίευσε το έργο του «Η Γέννηση των ειδών με τη Φυσική Επιλογή», ένα βιβλίο που άλλαξε την σκέψη του ανθρώπου για την Φυσική Ιστορία και που μπορεί να μην είχε εκδοθεί χωρίς την εμφάνιση του Α. Ουάλας. Ένα άλλο σημαντικό βιβλίου του Δαρβίνου, που δημοσιεύτηκε το 1871, ήταν: «Η καταγωγή του ανθρώπου και η γενετική επιλογή», όπου αναλύει τις σκέψεις του για την προέλευση του ανθρώπου. Ο Α. Ουάλας υποστήριξε τις θεωρίες του Δαρβίνου για την εξέλιξη των ειδών, στο έργο του «Δαρβινισμός», που δημοσιεύτηκε το 1899. Ο Δαρβίνος πέθανε το 1882 σε ηλικία 73 ετών και ο Ουάλας το 1913, σε ηλικία 90 ετών.

Η θεωρία του Δαρβίνου και Ουάλας βασίζεται στις εξής αρχές:

– Αν και οι οργανισμοί παράγουν μεγάλο αριθμό απογόνων, εντούτοις ο αριθμός των ατόμων κάθε είδους παραμένει σχεδόν σταθερός σε κάθε γενεά.

– Η διατήρηση του σταθερού αριθμού είναι αποτέλεσμα ενός διαρκούς αγώνα μεταξύ των οργανισμών για την επιβίωσή τους.

– Στα άτομα του ίδιου είδους υπάρχουν διαφορές όχι μόνο μορφολογικές αλλά και διαφορές δυνατοτήτων επιβίωσης.

– Τα πλέον προσαρμοσμένα στο περιβάλλον άτομα ευνοούνται περισσότερο στον αγώνα τους για επιβίωση και επικρατούν. Τα μη ευνοημένα άτομα λιγοστεύουν και μπορούν να εξαφανιστούν.

– Καθώς με το χρόνο, κάτω από τη δράση της φυσικής επιλογής, συσσωρεύονται ευνοϊκά γνωρίσματα σε μερικά άτομα, αυτά γίνονται τόσο διαφορετικά σε σχέση με τα άλλα άτομα  του αρχικού πληθυσμού, ώστε τελικά να αποτελούν ένα νέο είδος.

 

Τα νησιά Γκαλαπάγκος

Τα νησιά Γκαλαπάγκος βρίσκονται στο αρχιπέλαγος του Ειρηνικού και απέχουν 950 χλμ από τις ακτές του Ισημερινού. Είναι ένα σύμπλεγμα 60 νησιών, που έχουν έκταση 7.812 τετρ. χιλιόμ. Τα νησιά Γκαλαπάγκος έχουν ηφαιστειογενή προέλευση. Σήμερα υπάρχουν πολλοί κρατήρες ενεργών ηφαιστείων. Είναι παρά πολύ άγονα, γιατί πέφτουν σε αυτά ελάχιστες βροχές. Αν και βρίσκονται κοντά στον Ισημερινό δεν έχουν πολύ θερμό κλίμα, γιατί φτάνει ως εκεί το κρύο ρεύμα Χούμπολτ. Η πανίδα και η χλωρίδα τους είναι πραγματικά εντυπωσιακή και περιλαμβάνει πολλά σπάνια φυτά και ζώα απόλυτα γηγενή. Μερικά από αυτά είναι οι ποικιλίες των σαυροειδών ιγκουάνος, που παρουσιάζουν πολλά πρωτόγονα χαρακτηριστικά των ερπετών. Υπάρχουν ακόμα θαλάσσιες γιγάντιες χελώνες, γκρίζοι πιγκουΐνοι, μαύροι γλάροι, άλμπατρος, ιθαγενείς παπαγάλοι, κ.ά. Η χλωρίδα αποτελείται από πολλά σπάνια φυτά, κυρίως κακτώδη, ορχεοειδή και αναρριχητικά.

Τα νησιά αυτά προσφέρονται για την μελέτη των εξελικτικών μηχανισμών μέσω του μηχανισμού της γεωγραφικής απομόνωσης. Η ιδιαιτερότητα του κλίματος, η ηφαιστειογενή τους προέλευση, η γεωγραφική απομόνωσή τους αποτελούν τις προϋποθέσεις για την εμφάνιση  της  σπάνιας  χλωρίδας  και  πανίδας.  Ένα   άλλο   σημαντικό

χαρακτηριστικό είναι η μικρή έκταση των περισσοτέρων νησιών, όπου υπάρχει η δυνατότητα διαβίωσης μικρών σχετικά πληθυσμών. Σε ολιγάριθμους πληθυσμούς σε νησιωτικά κυρίως συγκροτήματα παρατηρείται ένα μοντέλο ειδογένεσης που αναφέρεται ως θεωρία της ιδρυτικής αρχής και της πληθυσμιακής έκρηξης. Η θεωρία αναφέρεται στη δυνατότητα ενός πληθυσμού που θα μεταναστεύσει ή θα απομονωθεί σε ένα νησί, να παρουσιάσει πληθυσμιακή έκρηξη, που θα έχει ως αποτέλεσμα την εξάντληση των οικολογικών δυνατοτήτων της νέας περιοχής, με συνέπεια την πληθυσμιακή καταστροφή. Με μερικούς τέτοιους κύκλους πληθυσμιακής έκρηξης και καταστροφής, είναι πιθανό να δημιουργηθεί ένας σπάνιος γονιδιακός συνδυασμός, ένα συμπροσαρμοσμένο γονιδίωμα, που θα δώσει ένα νέο είδος. Η διαδικασία αυτή γίνεται σχετικά γρήγορα. Τα νησιά Γκαλαμπάκος προσφέρονται για τέτοιου είδους εξελικτικούς μηχανισμούς που είχαν ως αποτέλεσμα την δημιουργία των μοναδικών φυτών και ζώων που ζουν σε αυτά.