มาร์ก เพจเกลชอบการวิเคราะห์ว่าการคัดเลือก
โดยธรรมชาติส่งผลกระทบผ่านคลังพันธุกรรมขนาดใหญ่ของชีวิตอย่างไร
การมาถึงของผู้ที่เหมาะสมที่สุด: การไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวิวัฒนาการ
อันเดรียส วากเนอร์
ปัจจุบัน/วันเวิล์ด: 2014. 9781591846468 9781780745169 | ไอ: 978-1-5918-4646-8
คุณอาศัยอยู่ในสิ่งมหัศจรรย์ในแง่วิศวกรรมสล็อตแตกง่าย ร่างกายของคุณประกอบด้วยเซลล์หลายล้านเซลล์ ถักทอเข้าด้วยกันเป็นสิ่งที่ซับซ้อนเกินกว่าวัตถุที่ซับซ้อนที่สุดที่วิศวกรของเราสามารถผลิตได้ ตั้งแต่คอมพิวเตอร์ ตึกระฟ้า ไปจนถึงกระสวยอวกาศ รูปแบบภายนอกที่ค่อนข้างเรียบง่ายปฏิเสธสังคมที่เต็มไปด้วยปฏิกิริยาเคมีและวิศวกรรมโปรตีน สิ่งนี้ต้องรักษาตัวเองให้อยู่ในอุณหภูมิที่เข้มงวดและข้อจำกัดทางสรีรวิทยา ในขณะที่ต้องทนต่อสภาพแวดล้อมภายนอกที่ซับซ้อนและมักคาดเดาไม่ได้ และเพื่อให้บรรลุอายุขัยที่ยาวนาน มันต้องหลีกเลี่ยงความหายนะที่ก่อให้เกิดภัยพิบัติกับวัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้น
นวัตกรรมที่น่าทึ่งทั้งหมดที่จำเป็นในการสร้างความซับซ้อนนี้ขึ้นอยู่กับสองเสาหลักของวิวัฒนาการซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้วจะละเลยหรือไม่ชื่นชม สิ่งเหล่านี้คือความแข็งแกร่งและความสามารถในการวิวัฒนาการ ซึ่งร่วมกันให้สิ่งที่นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการ Andreas Wagner เรียกว่า “นวัตกรรม” ในการมาถึงของ Fittest ที่มีส่วนร่วมและชาญฉลาด สาส์นของแว็กเนอร์คือศิลารากฐานแห่งวิวัฒนาการทั้งสองนี้ดำรงอยู่เพราะความใกล้ชิดที่ไม่คาดฝันและน่าทึ่ง (ไม่ใช่ระยะเวลาของเขา) ที่ดูเหมือนจะบ่งบอกถึงลักษณะของชีวิต ความสนิทสนมที่ช่วยให้สปีชีส์สามารถสร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ ได้เร็วและประสบความสำเร็จกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้
จากอัลบาทรอสถึงเรา ปฏิสัมพันธ์ของเครือข่ายยีน ‘เพื่อนบ้าน’ ผลักดันให้เกิดวิวัฒนาการ เครดิต: Chris & Monique Fallows/naturepl.com
ลองนึกถึงคานเหล็กที่แข็งและตอกหมุด เป็นวัตถุที่แข็งแรงทนทาน สามารถรับน้ำหนักและทนต่ออุณหภูมิสูงได้หลายประการ แต่มันไม่สามารถพัฒนาได้ – ไม่มีอะไรที่เป็นได้นอกจากคาน ตอนนี้ ให้นึกถึงสิ่งที่หลบเลี่ยงได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ บางทีอาจเป็นควันบางๆ ในสายลม มันสามารถพัฒนาได้สูง — มันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ — แต่ก็ไม่ได้แข็งแกร่งเลย ความมหัศจรรย์ของคุณกับฉันและนกอัลบาทรอสก็คือเราไม่เพียงแต่แข็งแกร่งเท่านั้นแต่ยังสามารถพัฒนาได้อีกด้วย ที่วิเศษพอๆ กันก็คือชีวิตที่เรารู้ว่าไม่มีทางเป็นไปได้
นี่คือเหตุผล เพื่อให้ได้จากโมเลกุลที่จำลองแบบง่าย ๆ
ไปจนถึงสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น แบคทีเรีย และสุดท้ายไปสู่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนและไร้รูปร่าง เช่น ปลาหมึกยักษ์ การคัดเลือกโดยธรรมชาติต้องค้นหาจากคลังพันธุ์ที่หลากหลายและการผสมผสานของยีน ตอนนี้ ลองนึกภาพว่าคุณอยู่ในส่วนปลาหมึกของห้องสมุด และคุณต้องการทำอัลบาทรอส ทุกย่างก้าวต้องเป็นสิ่งที่ใช้ได้ผล: ต้องเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีการแข่งขัน
Wagner ได้ค้นพบสิ่งที่ทำให้การค้นหานี้เป็นไปได้ เป็นเพื่อนบ้านที่ดีและหลายคน ยีนที่ทำให้ร่างกายของเรามักไม่ได้ทำหน้าที่เพียงลำพัง แต่จะสร้างเครือข่ายขนาดใหญ่และซับซ้อนซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับการเผาผลาญ เนื้อเยื่อ และอวัยวะต่างๆ แว็กเนอร์ได้สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของเครือข่ายเหล่านี้ โดยที่เขาสุ่มเปลี่ยนคุณลักษณะบางอย่าง โดยเลียนแบบการกลายพันธุ์แบบสุ่มในซิลิโกที่การคัดเลือกโดยธรรมชาติอาศัย จากนั้นเขาก็ถามว่าเครือข่ายที่กลายพันธุ์โดยรวมยังคงทำงานตามที่ได้รับการออกแบบมาได้หรือไม่
คำตอบคือ ใช่ อย่างท่วมท้น ความไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มที่ทำให้ชีววิทยาแข็งแกร่งต่อการกลายพันธุ์และอุบัติเหตุ และสามารถพัฒนาได้ ยิ่งไปกว่านั้น แว็กเนอร์พบว่าเขาไม่ต้องเดินทางไกลไปตามเส้นทางการกลายพันธุ์เหล่านี้มากนัก ก่อนที่เขาจะได้พบกับย่านใหม่ๆ ที่เครือข่ายผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น เครือข่ายที่กินกลูโคสอาจอยู่ใกล้เครือข่ายที่กินเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่น อะซิเตท แว็กเนอร์คิดว่าคุณสมบัติเหล่านี้ของเครือข่ายยีนซ้ำแล้วซ้ำอีกในโปรตีน เมแทบอลิซึม และเคมีพื้นฐานของเซลล์ ในการศึกษาร่างกายสำรองเขา
นี่เป็นคำตอบสำหรับคำถามพื้นฐานที่สุดข้อหนึ่งของวิวัฒนาการ: การคัดเลือกโดยธรรมชาติมีเวลาในการค้นหาห้องสมุดชีวิตที่แทบไร้ขีดจำกัดได้อย่างไร คำตอบของ Wagner ก็คือว่าโดยปกติไม่ต้องค้นหาไกล: ปลาหมึกและอัลบาทรอสเป็นเพื่อนบ้านที่ใกล้ชิดกว่าที่เราคาดไว้ การมาถึงของ Fittest จะทำให้คุณซาบซึ้งในความเป็นไปไม่ได้ที่แท้จริง แต่ยังรวมถึงความเป็นไปได้ของความหลากหลายของชีวิตด้วยสล็อตแตกง่าย
