Shutterstock

Martha Jones: Ia seperti dalam filem-filem: jika anda melangkah pada rama-rama, anda akan mengubah masa depan manusia.

Doktor: Kemudian jangan gerakkan mana-mana kupu-kupu. Apa yang telah dilakukan oleh rama-rama kepada anda?

Penulis fiksyen sains tidak sepatutnya bersetuju dengan peraturan perjalanan masa. Kadang-kala, seperti yang di Doktor Siapa (di atas), watak-watak boleh bergerak dalam masa dan menjejaskan peristiwa kecil tanpa muncul untuk mengubah sejarah besar. Dalam cerita-cerita lain, seperti Back To The Future, bahkan masa yang paling singkat dari tindakan pelancong pada masa lalu menghasilkan riak utama yang tidak dapat diramal mengubah masa depan.

Ahli biologi evolusi telah mengadakan perdebatan yang sama tentang bagaimana evolusi bekerja selama beberapa dekad. Dalam 1989 (tahun Back To The Masa Depan Bahagian II), ahli paleontologi Amerika Stephen Jay Gould menerbit buku Kehidupan Wonderful Life yang dinamai filem klasik yang juga melibatkan masa perjalanan pelbagai. Di dalamnya, dia mencadangkan percubaan pemikiran: apa yang akan berlaku jika anda boleh memainkan semula pita hidup, memutar semula sejarah evolusi dan menjalankannya semula? Adakah anda masih melihat filem yang sama dengan semua peristiwa evolusi yang bermain seperti sebelum ini? Atau adakah ia lebih seperti reboot, dengan spesies berkembang dengan cara yang berbeza?

Jawapan Gould adalah yang terakhir. Pada pandangannya, peristiwa tidak menentu memainkan peranan penting dalam sejarah semula jadi. Sekiranya anda pergi ke masa lalu dan melangkah ke rama pertama (mengingatkan kisah pendek 1952 A Sound of Thunder oleh Ray Bradbury), maka rama-rama tidak akan pernah berubah lagi.

Ini sepatutnya disebabkan oleh variasi yang kita lihat dalam alam semulajadi - banyak ciri fizikal dan bentuk tingkah laku yang boleh dimiliki oleh kehidupan - disebabkan oleh kejadian genetik rawak, seperti mutasi genetik dan rekombinasi. Penapis semulajadi menapis variasi ini, memelihara dan menyebarkan ciri-ciri yang memberikan organisma kelebihan pembiakan yang terbaik. Dalam pandangan Gould, kerana siri mutasi yang membawa kepada kupu-kupu pertama adalah rawak, mereka tidak mungkin berlaku untuk kali kedua.

Evolusi konvergen

Tetapi tidak semua orang bersetuju dengan gambar ini. Sesetengah saintis mempertahankan idea tentang "evolusi konvergen". Ini adalah ketika organisma yang tidak berkaitan dengan satu sama lain secara bebas berkembang ciri-ciri serupa sebagai tindak balas terhadap persekitaran mereka. Sebagai contoh, kelawar dan ikan paus adalah haiwan yang sangat berbeza, tetapi kedua-duanya telah berevolusi keupayaan untuk "melihat" dengan mendengar bagaimana bunyi gema di sekelilingnya (echolocation). Kedua-dua panda dan manusia telah berkembang ibu jari yang menentang. Terbang terbang telah berkembang sekurang-kurangnya empat kali, dalam burung, kelawar, pterosaur, dan serangga seperti kupu-kupu. Dan mata secara beransur-ansur berkembang sekurang-kurangnya 50 kali dalam sejarah haiwan.

Malah kecerdasan telah berkembang beberapa kali. Ahli paleontologi terkenal Simon Conway-Morris pernah ditanya sama ada dinosaur akan menjadi pintar jika mereka masih di sini. Jawapannya adalah bahawa "eksperimen telah dilakukan dan kami memanggil mereka gagak", merujuk kepada fakta bahawa burung, termasuk spesies gagak yang sangat pintar, berkembang dari sekumpulan dinosaur.

Evolusi konvergen menunjukkan bahawa terdapat beberapa cara yang optimum di mana spesies boleh menyesuaikan diri dengan persekitaran mereka, yang bermaksud (jika anda mempunyai maklumat yang mencukupi), anda boleh meramalkan bagaimana spesies mungkin berkembang dalam jangka panjang. Sekiranya anda melangkah pada rama-rama pertama, serangga seperti kupu-kupu akan berkembang kerana mutasi lain akhirnya akan menghasilkan ciri-ciri yang sama yang akan disukai oleh pemilihan semulajadi.

A kajian baru-baru dalam jurnal Biologi Semasa seolah-olah memberi kesan kepada skala yang menyokong evolusi yang konvergen. Kajian ini menyiasat bagaimana labah-labah melancarkan tumbuhan di Kepulauan Hawaii dan menyediakan bukti untuk kumpulan haiwan yang berbeza dan terasing yang mengembangkan ciri-ciri yang sama secara bebas.

Kepulauan sering dirujuk sebagai makmal semulajadi kerana ia adalah persekitaran yang tertutup secara berkesan. Setiap kali spesies menjajah pulau baru, eksperimen bebas baru terhadap penyesuaian berlaku. Contoh ikon adalah burung-burung kucing yang telah menyesuaikan diri dengan pelbagai sumber makanan di setiap pulau Galapagos, sebuah fakta yang membantu Charles Darwin mengembangkan teori pemilihan semulajadi. Sebahagian daripada populasi ini telah pun ditangkap dalam perbuatan menjadi baru spesies finch.

Kebanyakan labah-labah kayu di Kepulauan Hawaii mempunyai pewarna emas, gelap atau putih sebagai penyamaran untuk menyembunyikan dari pemangsa, seperti burung. Para saintis menggunakan DNA dari pelbagai spesies labah-labah untuk membina semula sejarah bagaimana mereka berkembang. Mereka menunjukkan bahawa labah-labah gelap dan labah-labah putih berulang kali berevolusi dari labah-labah emas leluhur, enam kali dalam hal labah-labah gelap dan dua kali dalam kasus yang berwarna putih.

Peluang atau keperluan?

Kajian ini merupakan contoh yang luar biasa tentang evolusi konvergen yang berlaku di kawasan geografi yang sama. Ia mengingatkan kajian klasik mengenai Anis kadal oleh ahli ekologi evolusioner Jonathan Losos, yang melihat kadal-kadal di pulau-pulau Caribbean yang berbeza secara bebas telah mengembangkannya penyesuaian yang sama berganda. Semua ini menunjukkan bahawa bentuk hidup yang hidup dalam persekitaran tertentu dalam tempoh masa yang cukup lama mungkin akan berubah ciri-ciri tertentu.

Tetapi bukti evolusi yang konvergen tidak menolak peranan peluang. Tidak syak lagi bahawa mutasi dan variasi biologi yang mereka buat adalah rawak. Organisme adalah mozek pelbagai ciri, masing-masing dengan sejarah evolusi yang berbeza. Dan ini bermakna apa yang berkembang di tempat rama-rama mungkin tidak kelihatan sama.

Buktinya tidak konklusif sama ada cara, tetapi mungkin kedua-dua peluang dan keperluan memainkan peranan dalam evolusi. Sekiranya kita menjalankan pita hidup semula, saya fikir kita akan berakhir dengan jenis organisma yang sama yang kita ada sekarang. Mungkin ada pengeluar utama yang mengeluarkan nutrien dari tanah dan tenaga dari matahari, dan organisme lain yang bergerak dan makan pengeluar utama. Kebanyakannya akan mempunyai mata, ada yang akan terbang, dan ada yang bijak. Tetapi mereka mungkin kelihatan berbeza dari tumbuh-tumbuhan dan haiwan yang kita tahu hari ini. Tidak mungkin ada mamalia dua kaki yang bijak.

Jadi sekiranya anda pernah mendapati perjalanan anda kembali ke masa yang singkat, jangan melangkah pada mana-mana rama-rama.

Tentang Pengarang

Jordi Paps, Pensyarah, Sekolah Sains Biologi, Universiti Essex

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon