پژوهشگران می‌گویند فرآیند تکامل خود نیز می‌تواند تکامل یابد

تکامل موجودات زنده در برابر تغییرات محیطی، موضوعی است که از دیرباز شناخته شده است، اما دانشمندان در مطالعه‌ای که به تازگی منتشر شده، نشان می‌دهند که خود فرآیند تکامل نیز می‌تواند تکامل یابد. فرضیه‌ی مطرح‌شده در مطالعه‌ی جدید با مفهوم «فرگشت‌پذیری» فرآیند تکامل، توضیح داده می‌شود.

فرگشت‌پذیری تکامل به این معناست که خود فرآیند تکامل نیز می‌تواند با گذشت زمان تغییر کند و بهبود یابد. یعنی موجودات نه‌تنها با محیط سازگار می‌شوند، بلکه توانایی آن‌ها برای سازگاری نیز می‌تواند تقویت شود. به بیان ساده، هرچه گونه‌ای در طول نسل‌هایش بیشتر در معرض تغییرات محیطی قرار گیرد، ممکن است سریع‌تر و بهتر خودش را با شرایط جدید وفق دهد. این ویژگی باعث می‌شود که برخی موجودات زنده در طول زمان، از توانایی بیشتری برای بقا و تکامل برخوردار شوند.

اما فرگشت‌پذیری تکامل، به دلیل پیچیدگی و دشواری در سنجش، امری بسیار بحث‌برانگیز است. موجودات زنده معمولاً خود را با شرایط محیطی وفق می‌دهند. برای مثال، برخی باکتری‌ها به سرعت در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم می‌شوند. اما پرسش همچنان باقی است، آیا فرآیند تکامل خود نیز می‌تواند با گذر زمان تغییر کند؟ اگر چنین است، چه عواملی باعث ایجاد چنین تغییری در فرآیند تکامل می‌شوند؟

اکنون، گروهی از زیست‌شناسان در مقاله‌ای جدید، بیان کرده‌اند که خود فرآیند تکامل نیز می‌تواند با گذشت زمان بهبود یابد. به عبارت دیگر، موجودات می‌توانند به طور تدریجی واکنش‌های خود را به تغییرات محیطی «تنظیم کنند»، به شرطی که این تغییرات با سرعت رخ ندهند.

برای آزمایش فرضیه، زمان و همکارانش از برنامه‌ی کامپیوتری جدیدی استفاده کردند که در آن، موجودات مجازی در محیطی خاص زندگی می‌کردند. این موجودات می‌توانستند از دو راهبرد متناقض برای بقا استفاده کنند. در یک محیط، فقط می‌توانستند با خوردن توت‌های آبی زنده بمانند، در حالی که خوردن توت‌های قرمز به مرگ آن‌ها منجر می‌شد. در محیط دیگر، توت‌های قرمز مغذی و توت‌های آبی سمی بودند. بنابراین، موجودات مجبور بودند یکی از دو نوع توت را انتخاب کنند.

پژوهشگران شرایط محیط‌ها را به طور مکرر تغییر دادند و گاهی نیز خوردنی‌بودن بین دو توت آبی و قرمز جابه‌جا می‌شد. نکته‌ی جالب این است که موجودات در طول زمان، به توانایی بیشتری برای تطبیق با شرایط جدید دست یافتند. اما وقتی که محیط خیلی سریع تغییر می‌کرد، توانایی تطبیق با شرایط جدید مشاهده نشد. در چنین شرایطی، جمعیت‌ها قادر به تکامل در یک نسل نبودند. اما در طول ده‌ها یا حتی صدها نسل، سرعت و توانایی تطبیق جمعیت‌ها به طور چشمگیری افزایش یافت.

زمان می‌گوید: «وقتی که یک جمعیت به توانایی تکامل دست می‌یابد، به نظر نمی‌رسد که این توانایی با تکامل در آینده محو شود.»

توانایی تکامل به دو عامل بستگی دارد: نرخ بالای جهش‌ها و افزایش تعداد جهش‌های مفید با گذر زمان. نویسندگان مطالعه توضیح می‌دهند که نرخ بالای جهش‌ها به موجودات فرصت می‌دهد که خود را با شرایط جدید وفق دهند. چرا که هرچه تنوع در جمعیت بیشتر باشد، شانس بقا نیز افزایش می‌یابد. از سوی دیگر، تعداد بیشتر جهش‌های مفید این امکان را به موجودات می‌دهد که با شرایطی که اجدادشان قبلاً با آن مواجه شده‌اند، تطبیق پیدا کنند.

پژوهشگران در آزمایش از موجودات مجازی ساده‌ای استفاده کردند که مشابه میکروب‌های با سرعت تکثیر بالا بودند. اما همانطور که زمان و همکارانش اشاره کرده‌اند، نتایج مطالعه احتمالاً برای موجودات پیچیده‌تر نیز صادق است. آن‌ها در پایان می‌گویند: «اگرچه از در مطالعه از سیستم غیرطبیعی استفاده کرده‌ایم، نتایج ما بینشی جدید در مورد چگونگی و چرایی تکامل مداوم جمعیت‌ها در طبیعت فراهم می‌کند.»

یافته‌های مطالعه در مجله PNAS منتشر شده است.