Skip to main content

A kép csak illusztráció (Forrás: Pixabay)

A páfrányok „visszafelé” fejlődési képessége bepillantást nyújt az evolúció kacskaringós útjába. Képzelj el egy fényképet, amelyen dédszüleid, nagyszüleid és szüleid egymás mellett láthatók. Látni fogod a hasonlóságot, de minden generáció különbözni fog az előzőtől. Ez az evolúció legegyszerűbb formája: leszármazás változásokkal.

Sok generáción keresztül elképesztő mértékű változás lehetséges. Ez vezetett a Föld életének sokféleségéhez, írja a THE CONVERSATION.

Ezt az elképzelést azonban régóta félreértik, és úgy gondolják, hogy az evolúció egy irányba halad, „magasabb” vagy „jobb” szervezetek felé. Például Rudolph Zallinger híres 1965-ös The Road to Homo Sapiens (Az emberré válás útja) című illusztrációja az embert lépésről lépésre fejlődőként ábrázolja majomszerű őseitől a modern emberig.

aevolution 297234 1280 

Kép forrása: Image by Clker-Free-Vector-Images from Pixabay

Túlmutatva az emberi fejlődésen, a korai paleontológiai elméletek is támogatták az ortogenezis, azaz a „progresszív evolúció” elképzelését, amely szerint egy vonal minden generációja egyre fejlettebb vagy optimalizáltabb formák felé halad.

De az evolúciónak nincs célvonala. Nincs végső cél, nincs végső állapot. Az élőlények természetes szelekció útján fejlődnek egy adott geológiai időszakban, vagy egyszerűen sodródással, erőteljes irányított szelekció nélkül.

Egy nemrégiben közzétett tanulmányban, amelyet Makaleh Smith-szel, a Harvard Egyetemen dolgozó, a Nemzeti Tudományos Alap által támogatott egyetemi kutatói gyakornokkal végeztünk, arra kerestük a választ, hogy vajon mindig igaz-e a növények szaporodási evolúciójának egyirányú modellje. Ezzel szemben azt találtuk, hogy számos páfrányfaj – amelyek a Föld legrégebbi növénycsoportjai közé tartoznak – esetében a szaporodási stratégiák evolúciója kétirányú volt, és a növények időnként „visszafelé” fejlődtek kevésbé specializált formák felé.

Az evolúció útja nem egyenes

A szelekciós nyomások egy pillanat alatt megváltozhatnak, és váratlan irányokba terelhetik az evolúciót.

Vegyük például a dinoszauruszokat és az emlősöket. Több mint 150 millió éven át a dinoszauruszok erős szelekciós nyomást gyakoroltak a jura kori emlősökre, amelyeknek kicsinek kellett maradniuk, és a föld alatt kellett élniük, hogy elkerüljék a kihalást.

Majd körülbelül 66 millió évvel ezelőtt a Chicxulub aszteroida eltörölte a legtöbb nem madár dinoszauruszt. Hirtelen a kis emlősök megszabadultak az erős ragadozói nyomástól, és a felszínen élhettek, végül nagyobb formákká, például emberekké fejlődve.

1893-ban Louis Dollo belga paleontológus bevezette azt az elképzelést, hogy ha egy élőlény eljut egy bizonyos pontra, nem térhet vissza pontosan ahhoz az állapothoz, ahogyan kifejlődött – még akkor sem, ha pontosan ugyanazokkal a körülményekkel találkozik, mint korábban. Dollo törvénye – ahogyan ez ismertté vált – azt sugallja, hogy a specializáció nagyrészt egyirányú folyamat, amelynek során az élőlények olyan összetettségi rétegeket halmoznak fel, amelyek lehetetlenné teszik a visszafejlődést.

A növények és a „haladás” mítosza

Az állatok evolúcióját gyakran egyenes vonalú előrehaladásként ábrázolják a magasabb szintek felé, de ez nemcsak a múzeumok narratívájában jelenik meg. A növények szaporodási evolúciójának tanításában is megfigyelhető.

A legkorábbi edénynyalábos növények – amelyek szövetei képesek a vizet és ásványi anyagokat mozgatni a növényben – levéltelen, szárszerű struktúrákkal rendelkeztek, amelyeket telómáknak neveztek. Ezek tetején sporangiumoknak nevezett kapszulák voltak, amelyek spórákat termeltek. A telómák látták el a növény két legfontosabb funkcióját: a fotoszintézist és a szaporodást.

A fosszilis feljegyzések szerint idővel a növények egyre specializáltabb struktúrákat fejlesztettek ki, amelyek elválasztották ezeket a funkciókat. A növényi leszármazási vonalakon végighaladva – a spórákat termelő likopodáktól a páfrányokig és a virágos növényekig – a szaporodás egyre specializáltabbá válik. A virágot gyakran a növényi evolúció végső céljaként ábrázolják.

A növényvilágban, ha egy faj egyszer már kifejlesztett olyan szaporodási struktúrákat, mint a magvak, tobozok vagy virágok, akkor nem tért vissza egyszerűbb, differenciálatlan formákhoz. Ez a minta a szaporodási komplexitás progresszív növekedését támogatja. De a páfrányok fontos kivételt képeznek.

Az evolúció, ami nem mindig előre halad

A páfrányok különféle szaporodási stratégiákat alkalmaznak. A legtöbb faj a spóratermelést és a fotoszintézist egyetlen levéltípuson kombinálja – ezt a stratégiát monomorfizmusnak nevezik. Mások elválasztják ezeket a funkciókat, és külön leveleket használnak a fotoszintézisre és a szaporodásra – ezt dimorfizmusnak nevezik.

Ha a specializáció általános mintái minden növényre igazak lennének, akkor azt várnánk, hogy ha egy páfrányfaj egyszer már kifejlesztette a dimorfizmust, akkor nem tud visszatérni a monomorfizmushoz. Azonban Smith-szel végzett kutatásaink során találtunk olyan eseteket, amelyek ellentmondanak ennek a mintának.

A Blechnaceae nevű páfránycsaládban több példát találtunk arra, hogy a növények erősen specializált dimorfizmust fejlesztettek ki, majd visszatértek az általánosabb monomorf formához.

A magok hiánya rugalmasságot ad

Miért lehetnek ilyen rugalmasak a páfrányok szaporodási stratégiái? A válasz abban rejlik, amit nélkülöznek: magokat, virágokat és gyümölcsöket. Ez megkülönbözteti őket a ma élő több mint 350 000 magvas növényfajtól.

Képzeld el, hogy egy termékeny páfránylevelet összezsugorítasz, és szorosan becsomagolsz egy kis golyóvá. Ez lényegében egy megtermékenyítetlen mag – egy erősen módosított dimorf páfránylevél egy kapszulában.

A magok csak egyet jelentenek a szaporodási tulajdonságok közül, amelyek mindegyike az előzőekre építve olyan specifikus formát hoz létre, hogy a visszafejlődés szinte lehetetlenné válik. De mivel az élő páfrányoknak nincsenek magjaik, képesek módosítani, hogy leveleik mely részén helyezkednek el a spóratermelő struktúrák.

Az evolúció nem „helyes” irányban halad

Tanulmányunk rávilágít az evolúciós biológia egyik alapvető tanulságára: az evolúcióban nincs „helyes” irány, nincs előre meghatározott cél. Az evolúciós utak inkább összegabalyodott hálózatokhoz hasonlítanak, amelyekben egyes ágak szétválnak, mások összeolvadnak, és némelyek visszakanyarodnak.

Kapcsolódó anyagok:

A Föld története során számos kihalási esemény alakította az élővilágot

Egyszer már kihalt az emberiség 98.7 százaléka

Egy szakértő szerint nőtt az esélye, hogy az AI 30 éven belül eltörli az emberiséget

Szuperszámítógépek jósolták meg, mikor következhet be a világvége

Egy zoológus szerint egy állat léphet az emberiség helyébe, ha az utóbbi kihalna

A nyitókép csak illusztráció, forrás: Annette Meyer képe a Pixabay -en.

TOP 5