داروین

دارویـن – Darwin

به قلم کامران کشیری

 

امروزه نام داروین با نظریه تحول (یا آنطور که در ایران رایج است تکامل) گره خورده است. بسیاری از افراد با نام تکامل، انتخاب طبیعی و داروینیسم آشنا هستند.

اما چه چیز باعث شد تا داروین و نظریه او این چنین ماندگار باشد؟ تفاوت داروین با دانشمندان پیش از خودش چه بود؟

«چارلز روبرت داروین» Charles Robert Darwin در 12 فوریه 1809 در انگلستان به دنیا آمد. خانواده داروین از فرهیختگان بودند و پدربزرگ او «اراسموس داروین» Erasmus Darwin ( 1731-1802 ) هم درباره نحوه پدید آمدن موجودات زنده دیدگاه­‌هایی مطرح کرده بود.

 

 

داروین جوان ابتدا به تحصیل پزشکی پرداخت، اما علاقه همیشگی او به طبیعت و جانداران باعث شد پزشکی را رها کرده و به مطالعه علوم طبیعی بپردازد. ابتدا سرگرم بررسی جانداران بی­‌‌مهره دریایی شد و سپس به حشره‌شناسی میل وافر پیدا کرد. مطالعه گسترده او درباره موجودات زنده باعث شد با نظریات پیشینیان درباره تغییر و تحول موجودات زنده (از جمله دست نوشته‌های پدربزرگ خودش) آشنا بشود. اما این، مسافرت با کشتی بیگل H. M. S. Beagle در مقام یک طبیعی­دان بود که مسیر زندگی و عقاید داروین را برای همیشه تغییر داد.

 

 

پیش از داروین، عقیده رایج درباره موجودات زنده عمدتا این بود که آنها همگی مجزا از یکدیگر و به صورت مستقل در آغاز آفرینش خلق شده­‌اند و از آن زمان تاکنون بدون هیچ تغییری باقی مانده­‌اند.

مطابق این باور، موجودات زنده، انواعی پست و ابتدایی همچون تک سلولی‌ها و گیاهان و حشرات دارند و دیگر انواع یعنی جانوران، پیشرفته­‌تر و کامل­‌ترند. با این حساب یک پلنگ، بسیار پیشرفته‌تر و کامل تر از یک حلزون است و یک حلزون بسیار کامل‌تر از یک گیاه.

با افزایش سرعت اکتشافات علمی، در میان پیشگامان علم زیست‌شناسی نیز، نظریات جدیدی مطرح شدند که با رد کردن ثبات گونه­‌ها، بر تغییر کردن تدریجی آنها تاکید داشت.

یکی از مهم‌ترین این دانشمندان «ژان باتیست لامارک» ( 1744-1829 ) Jean-Baptiste Lamarck بر این باور بود که موجودات زنده به تدریج بر اثر نیازهای محیطی تغییر می­‌کنند، به عبارت دیگر تغییرات محیط باعث می­شود موجودات زنده هم، خود را بسته به آن نیاز محیطی تغییر بدهند و ویژگی­‌های جدید پیدا کنند. این ویژگی‌های جدید که «اکتسابی» هستند و نه ذاتی، به این ترتیب «به ارث می‌رسند». این باور یعنی وراثت صفات اکتسابی «لامارکیسم» خوانده می‌شود.

 

 

مثلا مطابق با لامارکیسم، نیاکان زرافه‌ها گردن کوتاهی داشتند. آنها برای رسیدن به شاخه‌های بالاتر و خوردن برگهای آنها به اصطلاح «گردن می­‌کشیدند». نسل پس از نسل گردن­‌کِشی باعث شد تا کم‌کم طول گردن زرافه‌ها بیشتر بشود. به این ترتیب یک نیاز محیطی (رسیدن به شاخه‌های بالاتر) باعث ایجاد گردن بلندتر شد (صفتی اکتسابی ناشی از گردن­‌کشی) و این صفت در هر نسل به ارث رسید. با این وجود لامارک هم به جدا بودن منشا گونه‌ها اعتقاد داشت و تصور می‌کرد گونه‌های کنونی از گونه‌هایی «ابتدایی تر» در گذر زمان به وجود آمده و به تدریج «کامل‌تر و پیشرفته تر» شده­‌اند.

 

 

سفر با کشتی بیگل در 27 دسامبر 1831 آغاز شد و هدف عمده آن حرکت در امتداد سواحل آمریکای جنوبی و نقشه برداری از آنها بود. داروین جوان به عنوان طبیعی­دان در این سفر به بررسی­‌های زمین‌شناسی و جمع‌آوری نمونه‌های گیاهان و جانوران (علی الخصوص بی­ مهرگان) می­‌پرداخت. او در پاتاگونیا موفق به جمع‌آوری و توصیف فسیل­ های پستانداران غول­‌پیکرِ منقرض شده گردید و با مطالعه لایه­‌های زمین­‌شناختی، تحت تاثیر نوشته‌های چارلز لایل Charles Lyell ( 1797-1875 ) و مشاهده لایه‌های فسیل‌دار در ارتفاعات، به مساله تغییر و تحول سطح دریا در گذر زمان و انقراض گونه­‌ها هرچه بیشتر علاقمند شد.

 

 

کشتی بیگل در مسیر سفر خود به مجمع الجزایر گالاپاگوس رسید. داروین در این جزایر بود که بیش از پیش، شیفته تنوع حیات شد. جزایر متعدد گالاپاگوس فاصله زیادی از یکدیگر نداشتند، اما در هر جزیره موجودات خاص خود زندگی می­‌کردند. داروین بیش از همه، تحت تاثیر تنوع لاک پشتهای غول پیکر خشکی­‌زی و سهره‌های گالاپاگوس قرار گرفت. عملا در هر جزیره، گونه‌ای خاص از لاک‌پشت و سهره زندگی می‌کردند. مسافرت با کشتی بیگل در 2 اکتبر 1836 به پایان رسید. داروین به دیدار چارلز لایل رفت و از طریق او با سِر ریچارد اون Sir Richard Owen (1804-1892)، طبیعی‌دانی که نـام «داینــاسـور» را ایجاد کرد، آشنا شد.

 

 

داروین پس از بازگشت به انگلستان مشغول تنظیم و انتشار یادداشت‌هایش شد که در نهایت در پنج بخش با عنوان:

«مشاهدات جانور شناسی سفر اچ. ام. اس. بیگل» Zoology of the voyage of H. M. S. Beagle در فاصله 1838 تا 1843 به چاپ رسیدند. داروین در این فاصله تحقیقات مفصلی در زمینه اصلاح نژاد گونه‌های اهلی در مزارع و نژادهای مختلف کبوتر انجام داد. دیگر برای داروین مسلم شده بود که باور به ثبات گونه­‌ها بی­‌معنی است.

 

 

مرحله نخست تحول فکری داروین نتیجه داده بود. او هم‌اکنون می­‌دانست که:

«گونه‌ها در گذر زمان ثابت نیستند و تغییر می­‌کنند».

نادیده نگیریم که فشار کاری، حجم بالای مطالعه و پژوهش و سختی‌های زندگی، سبب بروز بیماری‌های متعدد در داروین از جمله مشکلات گوارشی و سردرد شد که تا آخر عمر رهایش نکردند. مرحله مهم دیگر در تحول فکری داروین مطالعه اثر مهم تامس مالتوس Thomas Malthus (1766-1834) یعنی:

«رساله ه­ای درباره مفهوم جمعیت» an Essay on the Principle of Population بود. به گفته مالتوس، اگر برای جمعیت بشر کنترلـی نباشد، هر 25 سال این جمعیت دوبرابر خواهد شد و به سرعت، منابع را مصرف و تمام خواهد کرد. نتیجه این رویداد، جنگ و درگیری بر سر تصاحب اندک منابع باقیمانده خواهد بود.

 

 

مرحله دوم تحول اندیشه داروین به این ترتیب به وقوع پیوست:

رقابت بین گونه ها برای استفاده از منابع و محیط، یعنی همان «تنازع بقا».

در 24 ژانویه 1839، چارلز داروین به عضویت «انجمن سلطنتی» بریتانیا Royal Society برگزیده شد. تا زمان انتشار کتاب معروف «خاستگاه گونه­‌ها»، داروین به پژوهش بیشـتر درباره اصـلاح نژاد گیاهـان و جانوران، مطالعه موجودات زنده به خصوص بارناکل ها و مطـالعات زمین شناسـی پرداخت و مقدمـات نوشتن کتاب تاریخ ­‌سازش را فراهم کرد.

 

 

جدا از داروین، طبیعی­دان انگلیسی دیگری به نام آلفرد راسل والاس Alfred Russel Wallace (1823-1913) پس از سالها پژوهش در آمازون و آسیای جنوب شرقی، به نتایجی مشابه با داروین درباره تغییر و تحول موجودات زنده رسیده بود.

والاس در 1858 نتیجه پژوهشهای خود را در قالب مقاله­‌ای برای داروین فرستاد و او را حیرت‌زده کرد. داروین و والاس نتیجه پژوهشهای خود را به صورت مشترک در قالب دو مقاله در «انجمن لینه ای لندن» Linnean Society در یکم جولای 1858 ارائه کردند. برای نخستین بار، نظریه تحول با مکانیزمی دقیق و چهارچوبی تئوریک در قالب مفهومی نوین به نام:

«انتخاب طبیعی» natural selection ارائه شد.

 

 

خلاصه نظریه تحول بر اساس انتخاب طبیعی چنین است: در جمعیت‌های موجودات زنده، تنوع صفات وجود دارند. شرایط محیطی و منابع در دسترس این موجودات نیز در گذر زمان تغییر میکنند. بنابراین بر سر تصاحب این منابع، بین موجودات زنده درگیری و رقابت وجود دارد. این درگیری و رقابت در کنار تغییر شرایط محیطی باعث میشود تنها آن دسته از موجودات زنده بمانند که بتوانند خودشان را با این تغییرات سازگار کرده و در جریان رقابت از همنوعان دیگر خود پیشی بگیرند. پس اگر تغییراتی در محیط را شاهد باشیم، در یک جمعیت از یک موجود زنده آنهایی که می‌توانند خودشان را با این تغییرات سازگار کنند (و این ناشی از تفاوت صفات در یک جمعیت است) شانس زنده ماندشان بیشتر است و نسل بعدی از آنها خواهد بود. در گذر زمان، نتیجه این تغییراتِ پی در پی، تغییر کردن خود موجودات است. داروین و والاس این مکانیزم تغییر را «انتخاب طبیعی» نامیدند.

 

اگر به همان مثال گردن زرافه برگردیم، نیاکان زرافه‌ها گردن کوتاه‌تری داشتند. اما در جمعیت آنها گردن همه یک اندازه نبود. برخی اندکی بلندتر و برخی اندکی کوتاهتر. بر سر استفاده از منابع غذایی (در اینجا گیاهان) بین خود زرافه‌ها و نیز بین زرافه‌ها و گونه‌های دیگر رقابت است. حال در چنین شرایطی، آن تعداد از زرافه‌ها که گردن به نسبت بلندتری دارند می‌توانند به برگ هایی دسترسی پیدا کنند که همنوعان آنها با گردن کوتاه‌تر نمیتوانند. این گروه از زرافه ها در این رقابت بر سر منابع امتیاز ویژه ای دارند و می‌توانند نسل بیشتری از خود به جا بگذارند. در گذر زمان، این صفت بلندتر بودن گردن تقویت شده و باعث می‌شود زرافه‌های کنونی نسبت به نیاکان خود گردنی بسیار بلندتر داشته باشند. درازتر شدن تدریجی گردن زرافه نه به دلیل تاثیر آگاهانه محیط (آنطور که لامارک می‌پنداشت) بلکه به دلیل تنوع صفات در جمعیت اولیه و تاثیر انتخاب طبیعی بر آن است.

 

داروین نتیجه سالها پژوهش و تفکر خود را سرانجام در 24 نوامبر 1859 با عنوان:

«خاستگاه گونه­‌ها» On The Origin of Species منتشر کرد که در ایران بیشتر با عنوان “اصل انواع” شناخته می­شود. علاوه بر این، داروین تاکید داشت که: – همه موجودات زنده با یکدیگر خویشاوند هستند – به صورت مجزا خلق نشده­‌اند – هیچ کدام نه از دیگری بهتر و کامل‌ترند و نه بدتر و ناقص تر او همه موجودات زنده را «زیباترین اشکال بی­‌پایان» endless forms most beautiful نامید و تاکید داشت که آنها نه ناقص می‌شوند و نه کامل، نه پسرفتی درکار است و نه پیشرفت زیرا مفهوم پسرفت و پیشرفت وابسته به نوع تفکر ماست و اینکه ما چه چیزی را ناقص یا کامل بدانیم. آنچه رخ می­دهد تحول و تطوّر است.

 

نظریه داروین – والاس از همان ابتدا مخالفان و موافقان بسیار پیدا کرد. مهمترین ایراد نظریه داروین در این بود که او نتوانسته بود جزئیات مکانیزم انتخاب طبیعی و نحوه به ارث رسیدن تغییرات در موجودات زنده را توضیح بدهد زیرا در آن زمان هنوز دانش ژنتیک به وجود نیامده بود. در همین روزگار یک کشیش طبیعی‌دان به نام “گرگور مندل” Gregor Mendel توانست با آزمایشهای خود بر روی نخود فرنگی به مکانیزم انتقال صفات تاحدودی پی ببرد و دانش ژنتیک را پایه‌گذاری کند، اما اهمیت یافته‌های مندل در روزگار خودش چندان درک نشد و او در گمنامی زیست. کار داروین با انتشار کتاب خاستگاه گونه­‌ها به پایان نرسید. او در بیست سال پایانی عمر خود علی رغم بیماری‌های گوناگون، آثار گوناگونی درباره جانورشناسی، گیاه شناسی و مطالعه رفتار موجودات زنده منتشر کرد. چارلز روبرت داروین در 19 آوریل 1882 درگذشت.

 

طرفداری و مخالفت با داروین پس از مرگ او هم ادامه یافت.

جهان علم باید همچنان صبر می‌کرد تا در نیمه اول سده بیستم، دانشمندان متعددی همچون رابرت فیشر Robert Fischer، سیوال رایت Sewall Wright، جی. بی. اس هالدین J. B. S Haldane و هوگو دوریس Hugo De Vrise با ایجاد ژنتیک جمعیت و بررسی دوباره قوانین ژنتیک مِندلی نشان بدهند که نظریه “انتخاب طبیعی” با مدلسازی‌های ژنتیکی کاملا توجیه پذیر است و آنچه تغییر کرده و عامل تنوع و سازگاری است «ژنها» هستند. (هوگو دوریس Hugo Doris واژه و مهفوم «ژن» را ایجاد کرد). تحقیقات زیست‌شناسان مولکولی سرانجام نشان داد که دی ان ای DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید Deoxyribonucleic acid) است که محل نگهداری و ثبت اطلاعات ژنتیکی است و ژنها در دی ان ای قرار دارند.

 

پژوهشهای روزالین فرانکلین Rosalind Franklin، موریس ویلکینس Maurice Wilkins، جیمز دی واتسن James D Watson و فرانسیس کریک Francis Crick ساختار مولکولی دی ان ای را آشکار کرد و نشان داد که تغییرات ژنتیکی همچون جهش‌ها Mutations چگونه در سطح مولکولی رخ داده (تحول خرد Microevolution) و سبب تغییرات بزرگ ظاهری (تحول کلان Macroevolution) در موجودات می‌شوند. هم اینک رشته «زیست شناسی تحول» Evolutionary Biology پدید آمده و تخصصی شده بود. در دهه‌های بعد پژوهشگرانی همچون ادوارد ویلسن Edward Wilson و ویلیام همیلتن William Hamilton، دامنه زیست‌شناسی تحول را به رفتارشناسی هم گسترش دادند و محدوده دیگری از علم زیست شناسی تحول با عنوان «سوسیوبیولوژی» Sociobiology پدیدار شد. میراث داروین همچنان فعال و پویا است. زیست‌شناسان تحولی بر سر اینکه میزان تاثیر انتخاب طبیعی چقدر است و چه میزان از ویژگی‌های موجودات زنده، تحت تاثیر مستقیم انتخاب طبیعی هستند اختلاف نظر دارند.

 

تعدادی از آنها همچون ادوارد ویلسن ٍEdward Wilson، ریچارد داوکینز Richard Dawkins و جان مینارد سمیث John Maynard Smith بر این عقیده هستند که بخش بزرگی از صفات موجودات زنده ناشی از تاثیر مستقیم انتخاب طبیعی است. تعدادی دیگر از دانشمندان همچون استفن گولد Stephen Gould و ریچارد لونتین Richard Lewontin بر نقش دیگر عوامل مجزا از انتخاب طبیعی هم تاکید دارند و همه ویژگیهای موجودات زنده را ناشی از انتخاب طبیعی نمی‌دانند.

در دهه 1970 میلادی زیست شناس مولکولی «موتو کیمورا» Motoo Kimura با پیش کشیدن «نظریه خنثی تحول مولکولی» Neutral Theory of molecular Evolution بابی تازه در زیست شناسی تحول گشود و با اهمیت دادن بیشتر به مکانیزمی به نام: «رانش ژنتیکی» Genetic Drift بحث شدت و اهمیت نقش انتخاب طبیعی در تحول موجودات را وارد مرحله تازه ای کرد. بحث داغی که همچنان پابرجاست و با توسعه و پیشرفت روزافزون علم، دانش ما از این پدیده‌ها نیز بهتر و دقیق تر می‌شود.