لحظه‌ای در همهمه اقتصادی دنیا به تکامل بی‌اندیشید

به گزارش ایران اکونومیست؛ تکامل کاملاً تصادفی نیست؛ حتی میان مسیرهای یکسان هم سوگیری وجود دارد.

وقتی چند مسیر تکاملی شانس بقای یکسانی ایجاد کنند، شاید تصور کنیم انتخاب کاملا تصادفی است؛ اما پژوهشی جدید از وجود سوگیری مشخص در تکامل خبر می‌دهد.

مبانی تکامل ساده به‌نظر می‌رسد؛ جاندارانی که برای بقا و تولیدمثل سازگاری بیشتری دارند، معمولاً نسبت به دیگران برتری پیدا می‌کنند. این جانداران به زندگی و تولیدمثل ادامه می‌دهند، درحالی‌که دیگران چنین فرصتی پیدا نمی‌کنند. زیست‌شناسان گاهی این مفهوم را با استفاده از «چشم‌انداز سه‌بعدی بقا و تولیدمثل» توضیح می‌دهند. قله‌ها در این چشم‌انداز، نشان‌دهنده گونه‌هایی هستند که از نظر بقا در بهترین وضعیت قرار دارند.

بااین‌حال، مسیرهای متعددی می‌توانند به قله‌ها منتهی شوند و همین مسئله، پرسش‌هایی درباره وضعیتی ایجاد می‌کند که چند فنوتیپ، یعنی صفات زیستی مختلف، هم‌زمان در یک سطح قرار می‌گیرند. دیدگاه پذیرفته‌شده این است که در چنین شرایطی، تکامل به‌صورت تصادفی یا خنثی پیش می‌رود؛ اما پژوهشی جدید این دیدگاه را به چالش می‌کشد.

به‌گزارش ساینس‌آلرت، نعما برنر، زیست‌شناس، می‌گوید: «تکامل معمولاً به‌عنوان فرایند بالا رفتن از قله‌های توانایی برای بقا و تولید مثل توصیف می‌شود. جانداران با محیط خود سازگارتر می‌شوند و در نتیجه، شانس بقای خود را افزایش می‌دهند. بااین‌حال، جانداران گاهی با چند مسیر تکاملی مواجه می‌شوند که همگی به نقطه‌ی یکسانی از بقا می‌رسند. این مسئله پرسشی را مطرح می‌کند: تکامل چگونه از میان مسیرهایی با نتیجه‌ی یکسان، یکی را انتخاب می‌کند؟»

در زیست‌شناسی، رسیدن چند جاندار به یک سطح یکسان از نظر توانایی بقا را «دژنراسی» می‌نامند. چشم‌اندازهای زیستی اغلب تا حد زیادی چنین حالتی دارند؛ یعنی گونه‌های مختلف ممکن است از نظر توانایی بقا تقریباً در یک سطح قرار داشته باشند، حتی اگر هرکدام از مسیر متفاوتی به آن سطح رسیده باشند.

پژوهشگران برای بررسی نحوه بقای جمعیت‌ها یک مدل ریاضی ساده طراحی کردند

پژوهشگران در مطالعه نوشته‌اند: «به‌طور شهودی می‌توان تصور کرد که تکامل در چنین حالت‌هایی به‌صورت تصادفی پیش رود؛ اما پژوهش نشان می‌دهد معمولاً چنین نیست.»

پژوهشگران برای بررسی نحوه‌ی بقای جمعیت‌ها در چشم‌اندازهایی که بخش‌های هم‌سطح و گسترده‌ای دارند، یک مدل ریاضی ساده طراحی کردند. این مدل، انتخاب طبیعی و جهش‌هایی را نیز که در دنیای واقعی رخ می‌دهند، در نظر گرفت. پژوهشگران سپس با استفاده از پیش‌بینی‌ها و شبیه‌سازی‌های بیشتر، تأثیر صدها نسل از تکامل و نحوه‌ی پیشرفت را بررسی کردند.

یافته‌ها با فرضیه‌ی تصادفی‌بودن هم‌خوانی نداشت. براساس مدل، جانداران پس از دستیابی به بالاترین حد از توان بقا، همچنان به حرکت در همان سطح ادامه می‌دادند و به سمت هموارترین بخش پیش می‌رفتند؛ حتی در شرایطی که این جابه‌جایی هیچ مزیت مستقیمی برای بقای آن‌ها به همراه نداشت.

فرایند «رانش جهت‌دار»، جمعیت را به‌سوی مناطقی سوق می‌دهد که ویژگی‌های آن پایداری بیشتری در برابر جهش‌ها و دیگر اختلالات دارند. مزیت بقا نیز دقیقاً در همین بخش‌ها از چشم‌انداز پدیدار می‌شود؛ جایی که تغییرات، پیامدهای کمتری برای جمعیت به همراه دارد.

نمودار سطح برازش (Fitness) که دو حالت تکامل خنثی و رانش ناشی از انحنا را نشان می‌دهد

تصویرسازی مدل ریاضی تکامل در حالت‌های خنثی و رانش جهت‌دار ناشی از شکل چشم‌انداز توانایی بقا

PNAS

پژوهشگران می‌گویند: «در سطوح هموار با توانایی بقای یکسان، نوعی سوگیری پنهان شکل می‌گیرد که جمعیت‌های در حال تکامل را به‌طور مشخص به‌سمت نواحی مسطح‌تر هدایت می‌کند. این سوگیری از تعامل میان تغییرپذیری جمعیت و شکل چشم‌انداز ناشی می‌شود.»

به‌گفته‌ی پژوهشگران، یافته‌ها پیامدهای مهمی برای نظریه‌ی تکامل دارد. جمعیت‌های در حال تکامل می‌توانند در نتیجه این رانش جهت‌دار، به‌طور طبیعی ویژگی‌هایی مانند استحکام و توانایی مقابله با تغییرات را به‌دست آورند؛ حتی بدون آنکه فشار تکاملی مشخصی مستقیماً چنین ویژگی‌هایی را انتخاب کرده باشد.