نظریه تعادل نقطه ای جی گولد

طی ترجمه زیرنویس بیگانگان باستانی به نظریه تعادل نقطه ای جی گولد رسیدیم. یکی از مصاحبه شونده ها کل نظریه را در دو خط خلاصه کرده بود و بدون پیش زمینه درک این قسمت دشوار و بلکه ناممکن بود. پس با دوستان صاحب نظر بحث در میان گذاشته شد. و دوست قدیمیم مایوسوته که اکنون در حال طی مدارج عالی زیست شناسی است مقاله ای برایم فرستاد و با زبانی ساده قضیه را تشریح کرد که گفتم بد نیست با شما درمیان بگذارم
استیون جِی گولد (به انگلیسی: Stephen Jay Gould) (زاده ۱۰سپتامبر ۱۹۴۱ -مرگ ۲۰ می۲۰۰۲) دیرین‌شناس، زیست‌شناس تکاملی و مورخ علم اهل آمریکا بود. او همچنین یکی از موثرترین و پرخواننده‌ترین نویسندگان نثر علمی خوش‌خوان و مردم‌پسند بود. گولد بیشتر عمر شغلی خود را صرف تدریس در دانشگاه هاروارد و کار در موزهٔ آمریکایی تاریخ طبیعی نیویورک نمود. در سال‌های آخر عمرش گولد همچنین بیولوژی و تکامل را در دانشگاه نیویورک تدریس کرد.
از بزرگترین دستاوردهای گولد در علم، ارائهٔ تئوری «تعادل نقطه‌ای» بود که به همراه نیلز الدرج به سال ۱۹۷۲ شرح و بسط داد نظریه تعادل نقطهای جی گولد ، ” در تقابل” یا “به جای” نظریهی چارلز داروین در مورد تنوع گونهها نیست. ماجرا این است که تا پیش از اواسط قرن نوزدهم تصور عمومی پیرامون دنیای طبیعت و جایگاه بشر در بین مردم عادی و قشر پژوهشگر بیشتر به متن کتاب مقدس شباهت داشت، زمینی جوان، و موجوداتی که از بالا در آن چپانده شدهاند و نه تغییر می کنند و نه منقرض میشوند. چارلز داروین ، پس از جمعآوری مدارک بسیار و بررسی شواهد زیادی در طول چندین سال مطالعه، خبر از وجود داستانی در طبیعت داد. درواقع او با نگاه کلنگر به طبیعت متوجه وجود یک جریان (البته بیجهت و هدف) در آن شد. داروین یک بستهی توضیحی ارائه کرد که خود شامل چندین زیرمجموعه بود و در آن تلاش میکرد تشریح کند که موجودات چطور به تنوعی که اکنون دارند رسیدهاند. داستان داروین میگوید که موجودات از شکلهای ساده و ابتدایی و تنوع حداقلی به اشکال و تنوع بالای کنونی رسیدهاند. مثلا اصل بقای اصلح و نبرد ماندگاری و انتخاب طبیعی هرکدام بخشها و زیرمجموعه-های تئوری تکامل تدریجی چارلز داروین هستند.
با این مقدمه و اینکه چارلز داروین مسیری را به ما نشان داد که کشف نشدههای بی-شماری در آن نهفته است به زمان اکنون میاییم، قضیه این است که ابزار و دانش-بشری در زمان چارلز داروین به قدری نبود که او به درستی بتواند علتها و چگونگی بروز تغییرات و شکلگیری گونههای مختلف زیستی را توضیح دهد. مثلا اطلاعات زمینشناختی بسیار بسیار مجهولتر از اکنون بود، و از آن بدتر، چیزی به اسم ژنتیک چه به عنوان دانش و چه به عنوان ابزار در دسترس داروین و هم عصران او نبود. ژنتیک علم مطالعه وراثت صفات در بین جانداران و به عبارتی علم مطالعه بنیان اطلاعاتی حیات است. برای نمونه، شما اگر ندانید که یک خانه از آجر و آهن و سیمان ساخته شده، احتمالا نمیتوانید توضیح دقیقی از نحوه شکلگیری خانه ارائه بدهید. چارلز داروین از این بنیانها بیاطلاع بود. چیزی نزدیک به یک قرن بعد از انتشار منشا انواع چارلز داروین بود که ما انسان از پدیدهای تحت عنوان DNA آگاه شدیم و به این ترتیب توضیح اینکه خانه حیات چطور شکل گرفته و چه گذشتهای داشته است سادهتر شد.
بنابرین نظریهی داروین در مورد چگونگی تطور حیات نادقیق و ناکامل بود و نمی-توانست تمام جنبههای آنچه مشاهده میشد را توضیح دهد. بنابراین در تمام این سالها و هنوز، مطالعات بسیاری انجام شده است و میشود تا مروارید تراش نخورده داروین را جلا دهد.
یک کلید واژه در علم تکامل موجودات وجود دارد و آن “گونه” است. مثلا، کلاغ ابلق یک گونه است، کلاغ سیاه یک گونه دیگر، قورباغه درختی یک گونه، انسان خردمند یک گونه است، انسان نئندرتال یک گونه دیگر، خرس و روباه و آمفیوکسوس و گل-محمدی و شمعدانی و باکتری ایکلای هم گونههای دیگر. گونه خودش یک موضوع داغ در بیوسیستماتیک است و گویی که هر روز تعاریف جدیدی برای آن منتشر میشود، اما یک تعریف فراگیر این است : گونه به یک جمعیت زیستی گفته میشود، مثلا جمعیت کلاغهای سیاه، بنابراین یک جمعیت از افراد (تک فردهای منفرد) تشکیل شده است. کلاغهای ابلق هم یک گونه دیگر، یعنی یک جمعیت زیستی جدا هستند.
جدا؟
چه چیز این دو را از هم جدا می کند؟
جمعیت کلاغهای سیاه، پرهای تماما سیاه دارند.
جمعیت کلاغهای ابلق ، پرهایی سیاه و خاکستری دارند.
افراد در جمعیت کلاغهای سیاه، با افراد در جمعیت کلاغهای ابلق جفتگیری نمی-کنند، و اگر بکنند هم فرزند آنها، یا زیستا نیست (یعنی به زودی می میرد) و یا زایا نیست ( توانایی تولید فرزند ندارد). لذا، گونهها جمعیتهای زیستی هستند که به علت تمایز ریختی و افتراق تولیدمثلی از هم جدا شده اند، یا به عبارت دیگر، گونه مجموعهای از افراد است که تشابه ریختی دارند و از تولید مثل آنها فرزندان زایا و زیستا به وجود میآید.
بنابراین مردمانی که در ایران زندگی میکنند، و مردمانی که در آمریکا یا آفریقا زندگی میکنند همگی از یک گونه اند، چرا؟ چون تفاوت ریختی ندارند ( رنگ پوست و جنس مو و فلان و بهمان از صفات بی ارزش تکاملی محسوب میشوند) و از جفت گیری آنها نیز فرزند زایا و زیستا به وجود میآید.
با علم به آنچه در سطور گذشته عنوان شد، پارادایم غالب در فرگشت حیات، « تکامل/فرگشت تدریجی» است (Gradualism). همانطور که از اسمش هم بر میآید تطور گونهها به خاطر انباشته شدن تغییرات بسیار بسیار کوچک ( در تمام سطوح از ملکولی تا آناتومیک) در بازههای زمانی بسیار بسیار طولانی و انباشته شدن این تغییرات کوچک است که ختم به بروز صفات متمایز میشود. طبقه نظریه انتخاب (که انتخاب طبیعی یکی از آنها است)، تغییرات کوچکی که نهایتا توان سازگاری بیشتر موجود با محیط را بدهد انتخاب خواهد شد. پس افرادی که درون این جمعیت زیستی، آن صفتهای خرد و کمک کننده را داشته باشند، تعدادشان درون این جمعیت افزایش خواهد یافت، لذا زادگان بیشتری از آنها (ژنوم آنها) به نسلهای بعدی منتقل میشود و نهایتا احتمالا تافته جدا بافتهای درون جمعیت خود خواهند شد. به طور کلی باید گفت در این دیدگاه ، تغییراتی که در طی بازههای زمانی بسیار طولانی رخ میدهند بسیار کند، مداوم و پایدار هستند.
در نقطه مقابل این دیدگاه، تئوری تعادل نقطهای که در موردش پرسیدید، بیان میکند که تغییرات نه به صورت تدریجی، بلکه به صورت انفجارهای ناگهانی رخ میدهند و برای بازههای زمانی طولانی مدت، این تغییرات پابرجا میمانند. تعادل نقطهای سعی میکند که با استفاده از الگوی ظهور اولیه و تاریخچه تعاقبی گونهها در یافتههای فسیلی، مکانیسم عملکرد فرگشت و شکلگیری گونهها را توضیح دهد. گونهها در این تئوری آنقدر سریع شکل میگیرند که نمیتوان خاستگاه آنها را در فسیلها یافت (خاصیت نقطهای) و بعد از اینکه گونهای شکل گرفت برای مدتهای بسیار زیادی پایدار میماند (خاصیت تعادلی). پس در این دیدمان، دورههایی هستند که تغییرات خیلی اندک و قابل چشمپوشی هستند، و به یکباره انفجاری از تغییر رخ میدهد که این تغییر به علت جهشهای ژنتکی است. جهش یعنی بروز تغییرات تصادفی در آرایش DNA که در نسل قبلی وجود نداشتند ولی حالا رخ دادهاند و لذا به نسل بعد منتقل خواهند شد. هرچند که جهشها در اغلب اوقات خطرناک هستند، اما در دیدگاه تعادل نقطهای، جهشهای رخ داده هر از گاهی ( در همان انفجار تغییرات) بسیار به سود صاحبشان در محیط هستند. نهایتا، مانند تکامل تدریجی، جمعیت افرادی که دچار جهشهای فوقالذکر شدهاند، غالب خواهد شد و کم کم افرادی که فاقد آن ژنوم جهش یافته هستند کم رنگ تر خواهند شد.
در اینترنت یک مثال پیدا کردم برای توضیح این دو؛
چطور ببرها بدن راهراه پیدا کردند؟
تکامل تدریجی میگوید که روزی روزگاری موجودات ببر مانندی زندگی میکرده اند که عمده آنها بدنی با الگوی یک دست و ساده داشته اند، اما افراد محدودی هم بودهاند که اندکی تفاوت رنگ یا الگوهای مبهمی روی پوست و موی خود داشتهاند. لذا این جمعیت اندک با الگوی اندکی متفاوتتر خود، بهتر از سایر همگروهان خود در لابهلای علفهای بلند مخفی میشدند. بهتر شکار میکردند، غذای بیشتری می-خوردند و بنابراین آرام آرام آنها بودند که بچههای بیشتری تولید میکردند که الگوی بدنشان راهراه داشت و آنهای دیگر کم فروغ میشدند. این صفت راه راه بودن بدن، ضمن افزایش در شماره، تحکیم و تشدید می شود.
اما در مکتب تعادل نقطهای، روزی روزگاری عدهای جانور ببر مانند بودند که همگی بدون الگوی خاصی روی بدن خود بودند، باری جهشی در تولههایی ایجاد میشود که باعث بروز الگوی راه راه در بدنشان میشود. این یک تغییر بزرگ است. حالا موجوداتی درون آن جمعیت هستند که راه راه اند. آنها خوردند و زندگی کردند و فرزندان راه راه به دنیا آوردند (چرا که دیگر دستور DNA آنها الگوی راه راه بیان میکند). و تنها در چند نسل بعد (بر خلاف تکامل تدریجی که نیاز به چندین و چندین و چندین نسل دارد) جمعیت ببرهای راه راه غالب میشود.
البته اگر از بنده بپرسید، به نظرم نمیآید که بتوان با یک تئوری واحد، یا به قولی با تئوری « همه چیز» شکلگیری گونههای مختلف را توضیح داد و زیر یک چتر آورد. گونهها در جای جای کره زمین و در طول تاریخ میلیارد ساله فرگشتی، تحت فشارهای تکاملی گوناگون قرار گرفتهاند و احتمالا روشهای مختلفی و توضیحهای متفاوتی باید برای آنها داد. برخی از شرایط را با تعادل نقطهای میتوان توضیح داد برخی یا شاید بیشترشان را با تکامل تدریجی و مدلهای دیگری که هست یا خواهد بود. اما نهایتا با اتکا به یافتههای علمی ،واضح است که حیات روزگاری نبوده است، روزگاری ساده بوده است و اکنون در این وضعیت به سر می برد که میبینیم و مدام در تکاپو و تغییر است.