موج جدیدی از دانشمندان استدلال می کنند که نظریه تکاملی جریان اصلی نیاز به بازنگری فوری دارد. مخالفان آنها آنها را به عنوان حرفه ای های گمراه رد کرده اند – و این درگیری ممکن است آینده زیست شناسی را تعیین کند
اگرچه عجیب به نظر می رسد، اما دانشمندان هنوز پاسخ برخی از اساسی ترین سؤالات در مورد چگونگی تکامل حیات روی زمین را نمی دانند. به عنوان مثال چشم را در نظر بگیرید. دقیقاً از کجا می آیند؟ توضیح معمول در مورد چگونگی به دست آوردن این اندام های پیچیده شگفت انگیز بر اساس نظریه انتخاب طبیعی است.
ممکن است اصل موضوع را از درس زیست شناسی مدرسه به یاد بیاورید. اگر به لطف جهش‌های تصادفی، موجودی با بینایی ضعیف، فرزندانی با بینایی کمی بهتر تولید کند، آنگاه این دید کوچک‌تر به آنها شانس بیشتری برای بقا می‌دهد. هرچه بیشتر زنده بمانند، شانس بیشتری برای تولید مثل و انتقال ژن هایی دارند که به آنها بینایی کمی بهتر می دهد. برخی از فرزندان آنها نیز به نوبه خود ممکن است بینایی بهتری نسبت به والدین خود داشته باشند و این احتمال را افزایش می دهد که آنها نیز تولید مثل کنند. و غیره. نسل به نسل، در بازه های زمانی غیرقابل درک، مزایای کوچکی به وجود می آید. در نهایت، پس از چند صد میلیون سال، شما موجوداتی دارید که می توانند به خوبی انسان، گربه یا جغد ببینند.
این داستان اساسی تکامل است، همانطور که در کتاب‌های درسی بی‌شماری و پرفروش‌ترین کتاب‌های علوم پاپ ذکر شده است. به گفته تعداد فزاینده‌ای از دانشمندان، مشکل این است که به‌طور بی‌معنی خام و گمراه‌کننده است.
برای یک چیز، در اواسط داستان شروع می‌شود و وجود سلول‌های حساس به نور، لنزها و عنبیه‌ها را بدیهی می‌داند، بدون اینکه توضیحی در وهله اول از کجا آمده است. همچنین به اندازه کافی توضیح نمی دهد که چگونه چنین اجزای ظریف و به راحتی از هم گسیخته می شوند تا یک اندام واحد را تشکیل دهند. و این فقط چشم ها نیست که نظریه سنتی با آنها دست و پنجه نرم می کند. "چشم اول، اولین بال، اولین جفت. چگونه ظهور می کنند. آرمین موچک، زیست‌شناس دانشگاه ایندیانا می‌گوید توضیح این‌ها انگیزه‌های بنیادی زیست‌شناسی تکاملی است. با این حال، ما هنوز پاسخ خوبی نداریم. این ایده کلاسیک تغییر تدریجی، یک تصادف خوشحال کننده در هر زمان، تا به حال به هم ریخته است.
اصول اساسی تکاملی خاصی وجود دارد که هیچ دانشمندی به طور جدی آنها را زیر سوال نمی برد. همه موافقند که انتخاب طبیعی نقش مهمی را ایفا می کند، همانطور که جهش و شانس تصادفی نقش دارند. اما اینکه این فرآیندها دقیقاً چگونه با هم تعامل دارند – و اینکه آیا نیروهای دیگر نیز ممکن است در کار باشند یا خیر – به موضوع بحث های تلخ تبدیل شده است. گونتر واگنر، زیست‌شناس دانشگاه ییل، به من گفت: «اگر نمی‌توانیم چیزها را با ابزارهایی که در حال حاضر داریم توضیح دهیم، باید راه‌های جدیدی برای توضیح پیدا کنیم.»
در سال 2014، هشت دانشمند این چالش را انجام دادند و مقاله ای را در ژورنال برجسته Nature منتشر کردند که در آن پرسیده شد "آیا نظریه تکاملی نیاز به بازنگری دارد؟" پاسخ آنها این بود: "بله، فوری." هر یک از نویسندگان از زیرشاخه‌های علمی پیشرفته، از مطالعه روشی که موجودات زنده محیط خود را به منظور کاهش فشار طبیعی انتخاب طبیعی تغییر می‌دهند – به فکر بیاوران سدسازی در نظر بگیرید – تا تحقیقات جدیدی که نشان می‌دهد تغییرات شیمیایی به DNA اضافه شده است، آمده است. طول عمر ما می تواند به فرزندانمان منتقل شود. نویسندگان خواستار درک جدیدی از تکامل شدند که بتواند فضا را برای چنین اکتشافاتی باز کند. نامی که آنها برای این چارچوب جدید گذاشتند، نسبتاً ملایم بود – سنتز تکاملی توسعه یافته (EES) – اما پیشنهادات آنها برای بسیاری از دانشمندان همکار، آتش زا بود.
در سال 2015، انجمن سلطنتی در لندن موافقت کرد که میزبان روندهای جدید در تکامل باشد، کنفرانسی که در آن برخی از نویسندگان مقاله در کنار گروه برجسته ای از دانشمندان سخنرانی خواهند کرد. یکی از سازمان دهندگان به من گفت که هدف بحث درباره «تفسیرهای جدید، سؤالات جدید، ساختار علی جدید برای زیست شناسی» بود. اما زمانی که کنفرانس اعلام شد، 23 نفر از اعضای انجمن سلطنتی، قدیمی ترین و معتبرترین سازمان علمی بریتانیا، نامه ای اعتراضی به رئیس وقت آن، برنده جایزه نوبل، سر پل نرس، نوشتند. یکی از امضاکنندگان به من گفت: «این واقعیت که جامعه جلسه‌ای برگزار می‌کند که به مردم این ایده را می‌دهد که این چیزها جریان اصلی است، شرم‌آور است. پرستار از واکنش متعجب شد. او به من گفت: «آنها فکر می کردند که من به آن اعتبار زیادی می دهم. اما، او گفت: "بحث در مورد چیزها ضرری ندارد."
نظریه پردازان سنتی تکامل دعوت شدند، اما تعداد کمی از آنها حاضر شدند. نیک بارتون، دریافت کننده مدال داروین والاس در سال 2008، بالاترین افتخار زیست شناسی تکاملی، به من گفت که "تصمیم گرفت که نرود زیرا سوخت بیشتری به این کار عجیب می افزاید". زیست شناسان بانفوذ برایان و دبورا چارلزورث از دانشگاه ادینبورگ به من گفتند که در آن شرکت نکردند زیرا به نظر آنها این فرض "آزاردهنده" بود. جری کوین، نظریه‌پرداز تکاملی، بعداً نوشت که دانشمندان پشت سر EES برای پیشرفت شغلی خود، نقش «انقلابیون» را بازی می‌کردند. یک مقاله در سال 2017 حتی پیشنهاد کرد که برخی از نظریه پردازان پشت EES بخشی از "گرایش فزاینده پسا حقیقت" در علم هستند. یکی از دانشمندان، که با این وجود نسبت به EES بدبین است، گفت: حملات و تلقین های شخصی علیه دانشمندان درگیر "تکان دهنده" و "زشت" بود.
علت وحشیانه این واکنش شدید چیست؟ برای یک چیز، این نبرد ایده ها بر سر سرنوشت یکی از نظریه های بزرگ است که عصر مدرن را شکل داده است. اما همچنین مبارزه ای برای به رسمیت شناختن و موقعیت حرفه ای است، در مورد اینکه چه کسی می تواند تصمیم بگیرد که چه چیزی اصلی و چه چیزی برای رشته جانبی است. آرلین استولتزفوس، نظریه‌پرداز تکاملی در مؤسسه تحقیقاتی IBBR در مریلند، می‌گوید: «موضوع در خطر این است که چه کسی قرار است روایت بزرگ زیست‌شناسی را بنویسد». و در زیر همه این‌ها سؤال عمیق‌تر دیگری نهفته است: اینکه آیا ایده یک داستان بزرگ زیست‌شناسی یک افسانه است یا خیر که باید در نهایت از آن دست بکشیم.
پشت نبرد کنونی بر سر تکامل، رویایی شکسته نهفته است. در اوایل قرن بیستم، بسیاری از زیست‌شناسان در آرزوی نظریه‌ای وحدت‌بخش بودند که رشته‌شان را قادر می‌سازد تا به فیزیک و شیمی در کلوپ علوم سخت‌گیرانه و مکانیکی بپیوندد که جهان را به مجموعه‌ای از قوانین عنصری تبدیل کرد. بدون چنین نظریه‌ای، آنها می‌ترسیدند که زیست‌شناسی مجموعه‌ای از رشته‌های فرعی از جانورشناسی گرفته تا بیوشیمی باقی بماند، که در آن پاسخ به هر سؤالی ممکن است به ورودی و استدلال تعداد زیادی متخصص متخاصم نیاز داشته باشد.
از نقطه نظر امروزی، بدیهی به نظر می‌رسد که نظریه تکامل داروین – یک نظریه ساده و ظریف که توضیح می‌دهد چگونه یک نیرو، یعنی انتخاب طبیعی، به شکل‌گیری کل حیات روی زمین شکل گرفت – نقش وحدت‌دهنده بزرگ را بازی خواهد کرد. اما در آغاز قرن بیستم، چهار دهه پس از انتشار کتاب «درباره منشأ گونه‌ها» و دو دهه پس از مرگ او، ایده‌های داروین رو به افول بود. مجموعه های علمی در آن زمان عناوینی مانند بستر مرگ داروینیسم را به خود اختصاص دادند. دانشمندان علاقه خود را به تکامل از دست نداده بودند، اما بسیاری گزارش داروین از آن را رضایت بخش نمی دانستند. یک مشکل عمده این بود که توضیحی در مورد وراثت نداشت. داروین مشاهده کرده بود که با گذشت زمان، به نظر می رسید موجودات زنده برای تناسب بهتر با محیط خود تغییر می کنند. اما او نفهمید که چگونه این تغییرات لحظه ای از نسلی به نسل دیگر منتقل شد.
در آغاز قرن بیستم، کشف مجدد کار راهب قرن نوزدهم و پدر علم ژنتیک، گرگور مندل، شروع به ارائه پاسخ کرد. دانشمندانی که در زمینه جدید ژنتیک کار می کنند قوانینی را کشف کردند که بر ویژگی های وراثت حاکم است. اما به جای تایید نظریه داروین، آن را پیچیده کردند. به نظر می‌رسد که تولید مثل ژن‌ها – واحدهای اسرارآمیزی که ویژگی‌های فیزیکی را که در نهایت می‌بینیم برنامه‌ریزی می‌کنند – به روش‌های شگفت‌آوری با هم ترکیب می‌کند. به روشی فکر کنید که موهای قرمز پدربزرگ که در پسرش وجود ندارد، ممکن است دوباره در نوه او ظاهر شود. انتخاب طبیعی چگونه عمل می کرد در حالی که تغییرات کوچک آن حتی ممکن است هر بار به طور قابل اعتمادی از والدین به فرزندان منتقل نشود؟
حتی بدتر از آن برای داروینیست‌ها ظهور «جهش‌گرایان» در دهه 1910 بود، مدرسه‌ای از ژنتیک‌دانان که ستاره‌شان، توماس هانت مورگان، نشان داد که با پرورش میلیون‌ها مگس میوه – و گاهی اوقات با مواد رادیو اکتیو مواد غذایی آن‌ها را می‌چسباند. می تواند صفات جهش یافته مانند رنگ چشم جدید یا اندام های اضافی را ایجاد کند. اینها تغییرات تصادفی کوچکی نبودند که نظریه داروین بر اساس آنها ساخته شد، بلکه تغییرات ناگهانی و چشمگیر بود. و معلوم شد که این جهش‌ها قابل وراثت هستند. جهش گرایان معتقد بودند که نیروی خلاق واقعی زندگی را شناسایی کرده اند. مطمئناً، انتخاب طبیعی به حذف تغییرات نامناسب کمک کرد، اما صرفاً یک ویرایشگر هولناک برای شعر پر زرق و برق جهش بود. داروین زمانی نوشته بود: «طبیعت پرش نمی‌کند». جهش گرایان التماس می کردند که متفاوت باشند.
این اختلافات بر سر تکامل وزن یک انشقاق الهیاتی را داشت. نیروهای حاکم بر تمام خلقت در خطر بودند. مخصوصاً برای داروینیست ها، نظریه آنها همه یا هیچ بود. داروین در کتاب منشأ گونه‌ها می‌نویسد، اگر نیروی دیگری، جدای از انتخاب طبیعی، بتواند تفاوت‌هایی را که ما بین موجودات زنده می‌بینیم را توضیح دهد، کل نظریه‌ی حیات او «کاملاً از بین می‌رود». اگر جهش‌گرایان درست می‌گفتند، به‌جای اینکه یک نیروی واحد بر تمام تغییرات بیولوژیکی حاکم باشد، دانشمندان باید منطق جهش را عمیقاً بررسی می‌کردند. آیا روی پاها و ریه ها متفاوت عمل کرد؟ آیا جهش در قورباغه ها با جهش در جغدها یا فیل ها متفاوت است؟
در سال 1920، جوزف هنری وودگر، فیلسوف، نوشت که زیست‌شناسی از «تجزیه» و «شکاف» رنج می‌برد که «در علم یکپارچه‌ای مانند شیمی ناشناخته است». او خاطرنشان کرد که گروه‌های واگرا اغلب با هم دشمنی می‌کردند و به نظر می‌رسید که بدتر می‌شد. ناگزیر به نظر می رسید که علوم زیستی هر چه بیشتر از هم بپاشد و امکان زبان مشترک از بین برود.
همانطور که به نظر می رسید داروینیسم ممکن است دفن شود، مجموعه ای کنجکاو از آماردانان و پرورش دهندگان حیوانات آمدند تا آن را احیا کنند. در دهه‌های 1920 و 30، متفکرانی مانند پدر بریتانیایی آمار علمی، رونالد فیشر، و دام‌پرور آمریکایی سوال رایت، با کار جداگانه اما در مکاتبات آزاد، تئوری اصلاح‌شده‌ای از تکامل را ارائه کردند که از زمان مرگ داروین به بعد پیشرفت‌های علمی را به همراه داشت اما هنوز قول داد که تمام اسرار زندگی را با چند قانون ساده توضیح دهد. در سال 1942، جولیان هاکسلی زیست شناس انگلیسی نام این نظریه را ابداع کرد: سنتز مدرن. با گذشت هشتاد سال، هنوز هم چارچوب اولیه زیست شناسی تکاملی را فراهم می کند، زیرا هر ساله به میلیون ها دانش آموز و دانش آموز در مقطع کارشناسی آموزش داده می شود. تا آنجا که یک زیست شناس بر اساس سنت سنتز مدرن کار می کند، آنها «جریان اصلی» در نظر گرفته می شوند. تا جایی که آن را رد کنند، حاشیه ای محسوب می شوند.
علیرغم نام، در واقع ترکیبی از دو میدان نبود، بلکه اثبات یکی در پرتو دیگری بود. سنتزگران مدرن با ساختن مدل‌های آماری از جمعیت‌های جانوری که قوانین ژنتیک و جهش را در نظر می‌گرفتند نشان دادند که در طی دوره‌های زمانی طولانی، انتخاب طبیعی همچنان همان‌طور که داروین پیش‌بینی کرده بود عمل می‌کرد. هنوز رئیس بود. در زمان کامل، جهش‌ها بسیار نادر بودند و قواعد وراثت بر قدرت کلی انتخاب طبیعی تأثیری نداشت. طی یک فرآیند تدریجی، ژن‌های دارای مزیت در طول زمان حفظ شدند، در حالی که سایر ژن‌هایی که مزیتی نداشتند ناپدید شدند.
طرفداران سنتز مدرن به جای گیر افتادن در دنیای آشفته ارگانیسم های منفرد و محیط های خاص آنها، از دیدگاه والای ژنتیک جمعیت مشاهده کردند. از نظر آنها، داستان زندگی در نهایت فقط داستان خوشه‌هایی از ژن‌هایی بود که در طول زمان تکاملی زنده می‌مانند یا از بین می‌روند.
سنتز مدرن درست در زمان مناسب رسید. فراتر از قدرت توضیحی آن، دو دلیل دیگر – بیشتر تاریخی یا حتی جامعه‌شناختی تا علمی – وجود داشت که چرا اوج گرفت. اول، دقت ریاضی سنتز چشمگیر بود و قبلاً در زیست شناسی دیده نشده بود. همانطور که مورخ Betty Smocovitis اشاره می کند، این رشته را به "علوم نمونه" مانند فیزیک نزدیکتر کرد. در همان زمان، اسموکوویتیس می‌نویسد، در لحظه‌ای که «پروژه روشنگری» اتحاد علمی همه‌گیر شده بود، وعده داد که علوم زیستی را متحد کند. در سال 1946، زیست شناسان ارنست مایر و جورج گیلورد سیمپسون، انجمنی برای مطالعه تکامل را راه اندازی کردند ، یک سازمان حرفه ای با مجله مخصوص به خود، که به گفته سیمپسون، زیرشاخه های زیست شناسی را در "زمینه مشترک مطالعات تکاملی" گرد هم می آورد. او بعداً تأمل کرد که همه اینها ممکن بود، زیرا «به نظر می‌رسد ما بالاخره یک نظریه واحد داریم که می‌تواند با تمام مشکلات کلاسیک تاریخ زندگی روبه‌رو شود و برای هر یک راه‌حل علّی ارائه کند».
این زمانی بود که زیست شناسی به جایگاه خود به عنوان یک علم بزرگ صعود می کرد. دپارتمان‌های دانشگاه در حال شکل‌گیری بودند، بودجه در حال سرازیر شدن بود و هزاران دانشمند تازه تأیید شده در حال انجام اکتشافات هیجان‌انگیز بودند. در سال 1944، زیست شناس کانادایی-آمریکایی اسوالد اوری و همکارانش ثابت کردند که DNA ماده فیزیکی ژن ها و وراثت است، و در سال 1953 جیمز واتسون و فرانسیس کریک – با تکیه شدید بر کار روزالیند فرانکلین و شیمیدان آمریکایی لینوس پاولینگ – نقشه برداری کردند. ساختار دو مارپیچ آن
در حالی که اطلاعات با سرعتی انباشته می‌شد که هیچ دانشمندی نمی‌توانست به طور کامل هضم کند، صدای ثابت سنتز مدرن همه آن‌ها را فراگرفت. این تئوری حکم می‌کرد که در نهایت، ژن‌ها همه چیز را می‌سازند، و انتخاب طبیعی تک تک تکه‌های زندگی را برای مزیت بررسی می‌کند. چه به شکوفایی جلبک‌ها در حوضچه نگاه کنید یا به مراسم جفت‌گیری طاووس، همه اینها را می‌توان به‌عنوان انتخاب طبیعی در نظر گرفت که کار خود را روی ژن‌ها انجام می‌دهد. دنیای زندگی می تواند ناگهان دوباره ساده به نظر برسد.
در سال 1959، زمانی که دانشگاه شیکاگو کنفرانسی را برای جشن صدمین سالگرد انتشار کتاب "درباره منشاء گونه ها" برگزار کرد، سنتزهای مدرن پیروز شدند. مکان ها مملو از جمعیت بود و خبرنگاران روزنامه های سراسری جریان را دنبال می کردند. (ملکه الیزابت دعوت شد، اما عذرخواهی خود را فرستاد.) هاکسلی گفت: "این یکی از اولین مناسبت های عمومی است که در آن صراحتاً مواجه شده است که همه جنبه های واقعیت در معرض تکامل هستند".
با این حال، به زودی، سنتز مدرن مورد حمله دانشمندان در همان بخش‌هایی قرار می‌گیرد که این نظریه به ایجاد آن کمک کرده است.
از ابتدا همیشه مخالفانی وجود داشته اند . در سال 1959، سی‌چ وادینگتون، زیست‌شناس رشد، ابراز تاسف کرد که سنتز مدرن نظریه‌های ارزشمند را به نفع «ساده‌سازی‌های شدیدی که می‌توانند ما را به تصویری نادرست از نحوه عملکرد فرآیند تکاملی هدایت کنند» کنار گذاشته است. به طور خصوصی، او شکایت کرد که هرکسی که خارج از «خط حزب» تکاملی جدید کار می‌کند – یعنی هرکسی که سنتز مدرن را نمی‌پذیرد – طرد شده است.
سپس مجموعه ای ویرانگر از یافته های جدید آمد که پایه های این نظریه را زیر سوال برد. این اکتشافات، که در اواخر دهه 60 آغاز شد، توسط زیست شناسان مولکولی انجام شد. در حالی که سنتزیست‌های مدرن به زندگی مانند یک تلسکوپ نگاه می‌کردند و رشد جمعیت‌های عظیم را در بخش‌های عظیم زمان مطالعه می‌کردند، زیست‌شناسان مولکولی از طریق یک میکروسکوپ با تمرکز بر مولکول‌های منفرد نگاه کردند. و هنگامی که آنها نگاه کردند، دریافتند که انتخاب طبیعی آن نیروی قدرتمندی نیست که بسیاری آن را تصور می کردند.
آنها دریافتند که مولکول های سلول های ما – و در نتیجه توالی ژن های پشت سر آنها – با سرعت بسیار بالایی در حال جهش هستند. این غیرمنتظره بود، اما لزوماً تهدیدی برای نظریه تکاملی جریان اصلی نبود. بر اساس سنتز مدرن، حتی اگر جهش‌ها رایج باشند، انتخاب طبیعی با گذشت زمان، همچنان علت اصلی تغییر است و جهش‌های مفید را حفظ می‌کند و جهش‌های بی‌فایده را از بین می‌برد. اما این چیزی نیست که اتفاق می افتد. ژن ها در حال تغییر بودند – یعنی در حال تکامل – اما انتخاب طبیعی نقشی نداشت. برخی تغییرات ژنتیکی بدون هیچ دلیلی جدا از شانس محض حفظ می شدند. به نظر می رسید انتخاب طبیعی پشت فرمان خوابیده است.
زیست شناسان تکاملی حیرت زده شدند. در سال 1973، دیوید آتنبرو مستندی از بی بی سی ارائه کرد که شامل مصاحبه ای با یکی از تئودوسیوس دوبژانسکی یکی از سنتزیست های برجسته مدرن بود. او به وضوح از «تکامل غیرداروینی» که اکنون برخی از دانشمندان پیشنهاد می‌کردند، مضطرب بود. او گفت: «اگر اینطور بود، تکامل به سختی معنایی داشت و به جایی خاص نمی‌رفت.» «این صرفاً یک بحث در میان متخصصان نیست. برای انسانی که به دنبال معنای وجود خود است، تکامل با انتخاب طبیعی منطقی است. زمانی که مسیحیان شکایت داشتند که نظریه داروین زندگی را بی‌معنا می‌سازد، اکنون داروینیست‌ها همان شکایت را از دانشمندانی که داروین را در تضاد داشتند، مطرح کردند.
در پی آن حملات دیگری به ارتدوکس تکاملی صورت گرفت. دیرینه شناسان با نفوذ، استیون جی گولد و نیلز الدرج، استدلال کردند که پیشینه فسیلی نشان می دهد که تکامل اغلب در فوران های کوتاه و متمرکز اتفاق افتاده است. لازم نیست آهسته و تدریجی باشد. سایر زیست شناسان به سادگی دریافتند که سنتز مدرن ارتباط کمی با کار آنها دارد. با افزایش پیچیدگی مطالعه زندگی، نظریه‌ای که بر اساس آن ژن‌ها در محیط‌های مختلف انتخاب می‌شوند، دور از ذهن به نظر می‌رسد. این به پاسخگویی به سوالاتی مانند چگونگی ظهور حیات از دریاها یا چگونگی رشد اندام های پیچیده مانند جفت کمکی نکرد. گونتر واگنر، زیست‌شناس رشدی دانشگاه ییل، می‌گوید استفاده از لنز سنتز مدرن برای توضیح دومی، «مثل استفاده از ترمودینامیک برای توضیح نحوه عملکرد مغز است». (قوانین ترمودینامیک، که نحوه انتقال انرژی را توضیح می دهد، در مورد مغز صدق می کند، اما اگر بخواهید بدانید که چگونه خاطرات شکل می گیرند یا چرا احساسات را تجربه می کنیم، کمک چندانی نمی کنند.)
همانطور که می‌ترسید، میدان شکافته شد. در دهه 70، زیست شناسان مولکولی در بسیاری از دانشگاه ها از بخش های زیست شناسی جدا شدند تا دپارتمان ها و مجلات جداگانه خود را تشکیل دهند. برخی از رشته‌های فرعی دیگر، مانند دیرینه‌شناسی و زیست‌شناسی تکوینی نیز دور شدند. با این حال، بزرگترین رشته از همه، زیست شناسی تکاملی جریان اصلی، مانند قبل ادامه یافت. روشی که قهرمانان سنتز مدرن – که در این مرحله بر دپارتمان‌های زیست‌شناسی دانشگاه تسلط داشتند – با یافته‌های جدید بی‌ثبات‌کننده بالقوه برخورد می‌کردند با اذعان به این که چنین فرآیندهایی گاهی اتفاق می‌افتند (زیر متن: به ندرت)، برای برخی از متخصصان مفید است (زیر متن: موارد مبهم). اما اساساً درک اساسی از زیست شناسی را که از سنتز مدرن نشات می گیرد، تغییر ندهید (متن فرعی: نگران نباشید، می توانیم مانند قبل ادامه دهیم). به‌طور خلاصه، اکتشافات جدید اغلب به عنوان کنجکاوی‌های خفیف منحرف کننده نادیده گرفته می‌شوند.
امروز، سنتز مدرن "باقی می ماند، mutatis mutandis ، هسته زیست شناسی تکاملی مدرن"، نظریه پرداز تکاملی داگلاس فوتویما در مقاله ای در سال 2017 در دفاع از دیدگاه جریان اصلی نوشت. نسخه فعلی این تئوری فضایی را برای جهش و شانس تصادفی فراهم می‌کند، اما همچنان تکامل را داستان ژن‌هایی می‌داند که در جمعیت‌های وسیعی زنده مانده‌اند. شاید بزرگ‌ترین تغییر نسبت به دوران شکوه این نظریه در اواسط قرن این باشد که بلندپروازانه‌ترین ادعاهای آن – که صرفاً با درک ژن‌ها و انتخاب طبیعی، می‌توانیم تمام حیات روی زمین را درک کنیم – کنار گذاشته شده‌اند، یا اکنون با اخطارها و استثنائات سنگین شده‌اند. این تغییر با هیاهوی کمی رخ داده است. ایده‌های این نظریه هنوز عمیقاً در این زمینه جا افتاده است، اما هیچ حساب رسمی برای شکست‌ها یا شکاف‌های آن رخ نداده است. از نظر منتقدان، سنتز مدرن موقعیتی شبیه به رئیس‌جمهوری دارد که وعده‌های انتخاباتی خود را نادیده می‌گیرد – نتوانست کل ائتلاف خود را راضی کند، اما علیرغم کاهش پیشنهادش، همچنان بر سر کار است و اهرم‌های قدرت را در دست دارد.
برایان و دبورا چارلزورث از نظر بسیاری کاهنان اعظم سنت‌هایی هستند که از سنتز مدرن سرچشمه می‌گیرد. آن‌ها متفکران برجسته‌ای هستند که درباره جایگاه نظریه‌های جدید در زیست‌شناسی تکاملی مطالب زیادی نوشته‌اند، و معتقد نیستند که نیازی به بازنگری ریشه‌ای است. برخی استدلال می کنند که آنها بیش از حد محافظه کار هستند، اما آنها اصرار دارند که صرفاً محتاط هستند – در مورد از بین بردن یک چارچوب آزمایش شده و آزمایش شده به نفع نظریه هایی که فاقد شواهد هستند محتاط هستند. آنها به حقایق اساسی در مورد تکامل علاقه مند هستند، نه توضیح هر نتیجه متنوع این فرآیند.
ما اینجا نیستیم که خرطوم فیل یا کوهان شتر را توضیح دهیم. برایان چارلزورث به من گفت که اگر چنین توضیحاتی ممکن بود. در عوض، او گفت، نظریه تکامل باید جهانی باشد و بر تعداد کمی از عواملی که برای چگونگی رشد هر موجود زنده اعمال می شود، تمرکز کند. به راحتی می توان از این موضوع که "توضیح نداده ای که چرا یک سیستم خاص به این شکل عمل می کند" قطع شود. اما ما نیازی به دانستن آن نداریم.» دبورا به من گفت. اینطور نیست که استثناها جالب نباشند. فقط آنقدرها مهم نیستند.
کی اوین لالاند، دانشمندی که کنفرانس جنجالی انجمن سلطنتی را سازماندهی کرد، معتقد است که زمان آن رسیده است که طرفداران حوزه های فرعی تکاملی نادیده گرفته شده با هم متحد شوند. لالاند و حامیان دیگر سنتز تکاملی توسعه یافته، EES، خواستار روش جدیدی برای تفکر در مورد تکامل هستند – روشی که نه با جستجوی ساده ترین توضیح یا توضیح جهانی، بلکه با ترکیبی از رویکردها بهترین توضیح را برای زیست شناسی آغاز می کند. سوالات اصلی در نهایت، آن‌ها می‌خواهند زیرشاخه‌هایشان – شکل‌پذیری، توسعه تکاملی، اپی ژنتیک، تکامل فرهنگی – نه تنها به رسمیت شناخته شوند، بلکه در قانون زیست‌شناسی رسمیت پیدا کنند.
در میان این گروه چند آتش نشان وجود دارد. اوا جابلونکا، متخصص ژنتیک، پس از ژان باپتیست لامارک، محبوب‌کننده ایده‌های وراثت پیش از داروین در قرن نوزدهم، که اغلب به عنوان نقطه‌ای در تاریخ علم دیده می‌شود، خود را یک نئولامارکیست معرفی کرده است. در همین حال، فیزیولوژیست دنیس نوبل خواستار "انقلاب" علیه نظریه تکاملی سنتی شده است. اما لالاند، نویسنده اصلی بسیاری از مقالات جنبش، اصرار دارد که آنها صرفاً می خواهند تعریف فعلی تکامل را گسترش دهند. آنها اصلاح طلب هستند نه انقلابی.
مورد EES بر یک ادعای ساده استوار است: در چند دهه گذشته، ما چیزهای قابل توجه زیادی در مورد جهان طبیعی آموخته‌ایم – و به این چیزها باید در نظریه اصلی زیست‌شناسی فضایی داده شود. یکی از جذاب‌ترین حوزه‌های تحقیقاتی اخیر به نام پلاستیسیته شناخته می‌شود، که نشان می‌دهد برخی از موجودات پتانسیل تطبیق سریع‌تر و ریشه‌ای‌تر از آنچه قبلا تصور می‌شد را دارند. توصیف‌های شکل‌پذیری شگفت‌انگیز هستند و انواع دگرگونی‌های وحشی را که ممکن است انتظار داشته باشید در کتاب‌های کمیک و فیلم‌های علمی تخیلی پیدا کنید، به ذهن می‌آورد.
امیلی استاندن دانشمندی در دانشگاه اتاوا است که به مطالعه Polypterus senegalus ، AKA the Senegal bichir می پردازد، ماهی که نه تنها دارای آبشش، بلکه ریه های بدوی نیز می باشد. او می‌گوید که پولیپتروس‌های معمولی می‌توانند هوا را در سطح تنفس کنند، اما آنها در زیر آب زندگی می‌کنند. اما وقتی استندن پولیپتروس را که چند هفته اول زندگی خود را در آب گذرانده بود، گرفت و متعاقباً آنها را در خشکی بزرگ کرد، بدن آنها بلافاصله شروع به تغییر کرد. استخوان‌های باله‌های آن‌ها کشیده‌تر و تیزتر می‌شوند و می‌توانند با کمک حفره‌های مفصلی گسترده‌تر و عضلات بزرگ‌تر، آنها را در امتداد خشکی بکشند. گردنشان نرم شد. ریه های اولیه آنها منبسط شد و سایر اندام های آنها برای جابجایی آنها جابجا شد. تمام ظاهر آنها دگرگون شد. استندن به من گفت: "آنها شبیه گونه های انتقالی بودند که در فسیل ها مشاهده می کنید، در قسمتی بین دریا و خشکی." طبق نظریه سنتی تکامل، این نوع تغییر میلیون ها سال طول می کشد. اما، آرمین موچک، یکی از طرفداران سنتز توسعه یافته، می گوید، bichir سنگال "در حال سازگاری با زمین در یک نسل است". او تقریباً به ماهی افتخار می کرد.
حوزه تخصصی خود موچک، سوسک های سرگین، یکی دیگر از گونه های پلاستیکی قابل توجه است. در یک محیط سرد، سوسک‌های سرگین بال‌های بزرگ‌تری رشد می‌کنند تا برای غذا فاصله بیشتری داشته باشند. در یک گرم، بدن گردتر و معده به تنگه محلی. نکته مهم در مورد این مشاهدات، که درک سنتی از تکامل را به چالش می کشد، این است که این تحولات ناگهانی همه از ژن های زیرین یکسانی می آیند. ژن‌های این گونه به آرامی، نسل به نسل، اصلاح نمی‌شوند. در عوض، در طول توسعه اولیه خود، پتانسیل رشد به طرق مختلف را دارد که به آن اجازه می دهد در موقعیت های مختلف زنده بماند.
دیوید پفنیگ از دانشگاه کارولینای شمالی در چاپل هیل می گوید: «ما معتقدیم که این در همه گونه ها وجود دارد. او روی وزغ‌های بیل‌پا کار می‌کند، دوزیستانی به اندازه یک ماشین کبریت. پاهای بیلک معمولاً همه چیزخوار هستند، اما بچه قورباغه‌های بیل‌دار که فقط روی گوشت رشد می‌کنند، دندان‌های بزرگ‌تر، آرواره‌های قوی‌تر و روده‌های سخت‌تر و پیچیده‌تر رشد می‌کنند. ناگهان آنها شبیه یک گوشتخوار قدرتمند می شوند که از سخت پوستان مقاوم و حتی سایر قورباغه ها تغذیه می کند.
انعطاف پذیری ایده تغییر تدریجی را از طریق انتخاب تغییرات کوچک باطل نمی کند، اما سیستم تکاملی دیگری را با منطق خاص خود ارائه می دهد که هماهنگ است. برای برخی از محققین، حتی ممکن است پاسخی برای سوال آزاردهنده نوآوری های بیولوژیکی داشته باشد: چشم اول، بال اول. Pfennig می‌گوید: «شاید انعطاف‌پذیری همان چیزی است که شکل ابتدایی یک ویژگی بدیع را جرقه می‌زند.
انعطاف پذیری در زیست شناسی رشد به خوبی پذیرفته شده است، و نظریه پرداز پیشگام مری جین وست ابرهارد در اوایل دهه 00 شروع به این ادعا کرد که این یک نیروی تکاملی اصلی است. و با این حال، برای زیست شناسان در بسیاری از زمینه های دیگر، تقریبا ناشناخته است. بعید است که دانشجویانی که در مقطع کارشناسی شروع به تحصیل می کنند چیزی در مورد آن بشنوند، و هنوز هم باید در نویسندگی علوم عمومی تأثیر زیادی بگذارد.
زیست شناسی پر از نظریه هایی از این دست است. سایر علایق EES شامل وراثت فرا ژنتیکی است که به عنوان اپی ژنتیک شناخته می شود. این ایده این است که چیزی – مثلا یک آسیب روانی یا یک بیماری – که توسط والدین تجربه می شود، مولکول های شیمیایی کوچکی را به DNA آنها متصل می کند که در فرزندانشان تکرار می شود. نشان داده شده است که این اتفاق در برخی از حیوانات در چندین نسل رخ می دهد و هنگامی که به عنوان توضیحی برای ترومای بین نسلی در انسان پیشنهاد شد، بحث و جدل ایجاد کرد. سایر طرفداران EES میراث چیزهایی مانند فرهنگ را دنبال می کنند – مانند زمانی که گروه هایی از دلفین ها توسعه می یابند و سپس به یکدیگر تکنیک های جدید شکار را آموزش می دهند – یا جوامع میکروب های مفید در روده حیوانات یا ریشه های گیاهان، که به نسل ها تمایل دارند و از طریق نسل ها منتقل می شوند. ابزار در هر دو مورد، محققان ادعا می کنند که این عوامل ممکن است به اندازه ای بر تکامل تأثیر بگذارند که نقش محوری تری را تضمین کند. برخی از این ایده ها برای مدت کوتاهی مد شده اند، اما همچنان مورد مناقشه هستند. دیگران ده‌ها سال دور هم نشسته‌اند و بینش‌های خود را به تعداد کمی از متخصصان و نه هیچ‌کس دیگری ارائه کرده‌اند. درست مانند آغاز قرن بیستم، این حوزه به صدها زیر شاخه تقسیم شده است که هر کدام به سختی از بقیه آگاه هستند.
برای گروه EES، این مشکلی است که فوراً باید حل شود – و تنها راه حل، یک نظریه وحدت‌بخش‌تر است. این دانشمندان مشتاق هستند که تحقیقات خود را گسترش دهند و داده ها را برای رد شک خود جمع آوری کنند. اما آنها همچنین می دانند که ثبت نتایج در ادبیات ممکن است کافی نباشد. گرد بی مولر، رئیس دپارتمان زیست شناسی نظری در دانشگاه وین و یکی از حامیان اصلی EES می گوید: «بخش هایی از سنتز مدرن عمیقاً در کل جامعه علمی، در تأمین مالی شبکه ها، سمت ها، کرسی های استادی ریشه دوانده است. "این یک صنعت کامل است."
سنتز مدرن چنان رویداد لرزه‌ای بود که اصلاح ایده‌های کاملاً اشتباه آن نیز نیم قرن طول کشید. جهش گرایان چنان کاملاً دفن شدند که حتی پس از چندین دهه اثبات مبنی بر اینکه جهش در واقع بخش کلیدی تکامل است، ایده های آنها همچنان با شک و تردید تلقی می شد. اخیراً در سال 1990، یکی از تأثیرگذارترین کتاب‌های درسی تکامل دانشگاهی می‌تواند ادعا کند که «نقش جهش‌های جدید اهمیت فوری ندارد» – چیزی که تعداد کمی از دانشمندان آن زمان، یا اکنون، واقعاً به آن باور دارند. جنگ ایده ها تنها با ایده ها به دست نمی آید.
ماسیمو پیگلیوچی، استاد سابق تکامل در دانشگاه استونی بروک در نیویورک، توضیح می‌دهد که برای رهایی زیست‌شناسی از میراث سنتز مدرن، به طیف وسیعی از تاکتیک‌ها نیاز دارید: «متقاعد کردن، دانشجویان این ایده‌ها، کمک مالی، سمت های استادی.” شما به قلب ها و همچنین ذهن ها نیاز دارید. در خلال پرسش و پاسخ با پیگلیوچی در کنفرانسی در سال 2017، یکی از حضار اظهار داشت که اختلاف نظر بین حامیان EES و زیست شناسان محافظه کارتر گاهی بیشتر شبیه یک جنگ فرهنگی است تا یک اختلاف علمی. به گفته یکی از حاضران، "پیگلیوچی اساساً گفت: "مطمئناً، این یک جنگ فرهنگی است و ما در آن پیروز خواهیم شد" و نیمی از اتاق با تشویق منفجر شد.
با این حال، برای برخی از دانشمندان، نبرد بین سنت گرایان و سنتزگرایان گسترده بیهوده است . آنها می گویند نه تنها درک زیست شناسی مدرن غیرممکن است، بلکه غیر ضروری است. طی دهه گذشته، فورد دولیتل، بیوشیمی‌دان بانفوذ، مقالاتی را منتشر کرده است که در آن این ایده که علوم زیستی نیاز به تدوین دارند، بی‌معنی می‌سازد. ما نیازی به سنتز جدید نداریم. ما حتی واقعاً به سنتز قدیمی نیاز نداشتیم.» او به من گفت.
چیزی که دولیتل و دانشمندان همفکر می خواهند، رادیکال تر است: مرگ کامل نظریه های بزرگ . آن‌ها چنین پروژه‌های وحدت‌بخشی را یک غرور میانه قرن – حتی مدرنیستی – می‌دانند که جایی در دوران پست مدرن علم ندارند. دولیتل می‌گوید این ایده که می‌تواند یک نظریه منسجم از تکامل وجود داشته باشد، «مصنوعی از چگونگی توسعه زیست‌شناسی در قرن بیستم است که احتمالاً در آن زمان مفید بود». "اما الان نه." او می‌گوید که انجام درست توسط داروین به معنای احترام گذاشتن به همه ایده‌های او نیست، بلکه بر اساس بینش او است که می‌توانیم توضیح دهیم که چگونه شکل‌های زندگی کنونی از اشکال گذشته به روش‌های جدید رادیکال آمده‌اند.
دولیتل و متحدانش، مانند زیست‌شناس محاسباتی آرلین استولتزفوس، از نوادگان دانشمندانی هستند که سنتز مدرن را از اواخر دهه 60 به بعد با تأکید بر اهمیت تصادفی و جهش به چالش کشیدند. فوق ستاره فعلی این دیدگاه که به عنوان تکامل خنثی شناخته می شود، مایکل لینچ، متخصص ژنتیک در دانشگاه آریزونا است. لینچ در مکالمه نرم صحبت می کند، اما در آن چیزی که دانشمندان آن را «ادبیات» می نامند، به طور غیرمعمولی خصمانه است. کتاب‌های او علیه دانشمندانی که وضعیت موجود را می‌پذیرند و از ریاضیات دقیقی که زیربنای کار او است، قدردانی نمی‌کنند، انتقاد می‌کنند. او در سال 2007 نوشت: "برای اکثریت قریب به اتفاق زیست شناسان، تکامل چیزی بیش از انتخاب طبیعی نیست." علم نرم توسط بسیاری از جامعه.” (لینچ همچنین از طرفداران EES نیست. اگر به او بستگی داشت، زیست شناسی حتی بیشتر از آنچه سنتزگران مدرن تصور می کردند تقلیل دهنده بود.)
آنچه لینچ در دو دهه گذشته نشان داده است این است که بسیاری از روش های پیچیده ای که DNA در سلول های ما سازماندهی می شود احتمالاً به صورت تصادفی اتفاق افتاده است. او استدلال می کند که انتخاب طبیعی جهان زنده را شکل داده است، اما همچنین نوعی جابجایی کیهانی بی شکل است که می تواند هر از گاهی نظم را از هرج و مرج ایجاد کند. وقتی با لینچ صحبت کردم، او گفت که کار خود را تا حد امکان به بسیاری از زمینه‌های زیست‌شناسی – نگاهی به سلول‌ها، اندام‌ها، حتی موجودات کامل – ادامه خواهد داد تا ثابت کند که این فرآیندهای تصادفی جهانی هستند.
مانند بسیاری از بحث‌هایی که امروزه زیست‌شناسان تکاملی را از هم جدا می‌کنند، این موضوع به موضوعی مورد تاکید ختم می‌شود. زیست شناسان محافظه کارتر وقوع فرآیندهای تصادفی را انکار نمی کنند، اما معتقدند که اهمیت آنها بسیار کمتر از آن چیزی است که دولیتل یا لینچ فکر می کنند.
یوجین کونین، زیست‌شناس محاسباتی، فکر می‌کند که مردم باید به تئوری‌ها عادت کنند که با هم تطبیق ندارند. اتحاد یک سراب است. او به من گفت: «از نظر من، هیچ نظریه واحدی در مورد تکامل وجود ندارد. نمی توان یک نظریه واحد در مورد همه چیز وجود داشت. حتی فیزیکدانان هم نظریه ای درباره همه چیز ندارند.»
درست است. فیزیکدانان موافقند که نظریه مکانیک کوانتومی برای ذرات بسیار ریز و نظریه نسبیت عام اینشتین در مورد ذرات بزرگتر کاربرد دارد. با این حال، این دو نظریه ناسازگار به نظر می رسند. انیشتین در اواخر عمر امیدوار بود راهی برای متحد کردن آنها بیابد. او ناموفق درگذشت. در چند دهه بعد، سایر فیزیکدانان همین کار را انجام دادند، اما پیشرفت متوقف شد و بسیاری معتقد بودند که ممکن است غیرممکن باشد. اگر امروز از یک فیزیکدان بپرسید که آیا ما به یک نظریه وحدت‌بخش نیاز داریم یا خیر، احتمالاً با تعجب به شما نگاه می‌کنند. شاید بپرسند چه فایده ای دارد. میدان کار می کند، کار ادامه دارد.
خواندن طولانی را در توییتر در @gdnlongread دنبال کنید، به پادکست های مادر اینجا گوش دهید و در ایمیل هفتگی طولانی خوانده شده در اینجا ثبت نام کنید.

source

توسط artmisblog