Darwinova dilema jedan je od glavnih prigovora koji je slavni engleski prirodoslovac postavio vlastitoj teoriji evolucije. Eksplozija života u Kambriju bila je prava zagonetka za ovog mislioca i, štoviše, do danas nema nepobitan odgovor.
Znate li u čemu se sastoji ova dilema? Kakve posljedice ima na prošlu i modernu evolucijsku biologiju? Ovdje vam dajemo odgovore na ta i mnoga druga pitanja.
Teorija evolucije stavljena na kušnju
1859. britanski prirodoslovac Charles Darwin objavio je "Podrijetlo vrsta", gdje je iznio svoju teoriju evolucije. U ovoj teoriji Darwin je postavio da je podrijetlo s modifikacijom pojedinaca temelj evolucije, a time i podrijetla i zračenja vrsta koje nastanjuju planet.
Vrsta je potekla od prethodnih na temelju nasljednih modifikacija to je, generacija za generacijom, završavalo rađanjem nove evolucijske loze. Darwinova otkrića temelj su teorije moderne evolucije.
Međutim, u vrijeme svog otkrića postojao je niz pojava koje engleski prirodoslovac nije bio u stanju objasniti. Jedan od njih bio je temelj mehanizama nasljeđivanja, što bi se objasnilo pojavom moderne genetike u 20. stoljeću.
Drugi problemi koje je postavio Darwin ostali su nerazjašnjeni i neriješeni čak i u posljednje vrijeme: govorimo o takozvanoj Darwinovoj dilemi ili kambrijskoj eksploziji.
Podrijetlo života
Kao što znamo danas, život je nastao na Zemlji prije otprilike 3,6 milijardi godina, u obliku vrlo jednostavnih jednostaničnih organizama. Živa bića svi su potomci istog izvornog organizma, zvanog LUCA -iz engleskog Posljednji univerzalni zajednički predak, posljednji univerzalni zajednički predak-.
Poznato je da svi potječemo od ovog bića jer dijelimo niz biokemijskih i genetskih karakteristika u svim granama života. Od ovog početnog organizma, prirodna selekcija počela je djelovati na potomstvo, favorizirajući one organizme prilagođenije okolišu.
Od tog udaljenog početka zore života pa do danas, milijuni vrsta nevjerojatne fiziološke raznolikosti su nastali i izumrli. Ali ipak, ova evolucija nije uvijek bila tako brza. Velika većina živih svojti koje danas poznajemo nastala je u vrlo specifičnom razdoblju povijesti.
Kambrijska eksplozija života
U Podrijetlo vrste, Darwin je pretpostavio da su evolucijske promjene spore i da se događaju kroz vrlo dugo razdoblje. Stoga, kad su paleontološki nalazi 19. stoljeća sugerirali brzu eksploziju života u vrlo kratkom vremenu, Darwin je počeo sumnjati u svoje vlastite postavke.
Poznata je kao kambrijska eksplozija iznenadna pojava i raznolikost mnoštva svojti u kratkom vremenskom razdoblju, prije otprilike 530 milijuna godina. Ova brza pojava evolucijskih loza zbunjivala je biologe od vremena samog Darwina:
"Da je teorija evolucije bila istinita, pretkambrijski svijet bio bi naseljen mnoštvom stvorenja … Međutim, nemam adekvatan odgovor na pitanje zašto nisu pronađena fosilna nalazišta koja pripadaju tim razdobljima … Trenutno je ovo pitanje neobjašnjivo.
Charles Darwin
Engleski je znanstvenik u svojim publikacijama priznao da nije bio u stanju potpuno kombinirati svoju teoriju evolucije s ovim evolucijskim događajem. U razdoblju od nekoliko milijuna godina, mnoštvo složenih vrsta i loza - uključujući prve pokretne i višestanične organizme - dominiralo je Zemljom.
Tijekom kambrija, od 20 trenutnih metazoanskih vrsta pojavilo se najmanje 11 Kako je ova iznenadna "eksplozija života" moguća u tako kratkom vremenu? Uskoro ćemo to objasniti.
Objašnjenja Darwinove dileme
U početku se problem objašnjenja kambrijske eksplozije pripisivao virtualnoj odsutnosti fosila prije ovog razdoblja. Danas znamo da je to zato što su te predkambrijske životinje jedva da su posjedovali strukture koje su se mogle sačuvati u fosilima. Postojali su, ali jedva su ostavili traga.
Prema posljednjim istraživanjima, brojni su čimbenici koji su pridonijeli brzoj diverzifikaciji tijekom kambrijskog doba. Autori zaključuju da ne postoji jedno objašnjenje, već kombinacija genetskih, ekoloških, pa čak i tektonskih čimbenika.
Tijekom tog razdoblja pojavili su se HOX geni, geni koji određuju tip tijela životinje. To je dovelo do ogromne raznolikosti tjelesnih ravnina. Nažalost, ova činjenica ne objašnjava kambrijsku eksploziju: to je zato što HOX geni diverzificirani su ranije od kambrijskih vrsta.
Pojava u nekoliko milijuna godina većeg broja tjelesnih značajki - uključujući vid - pridonijela bi eksplozija prilagodbi vrlo specifičnim ekološkim nišama.
Stoga je ova velika eksplozija zasigurno imala učinak povratne sprege, jer bi zbog ekološke konkurencije među njima životinje morale promijeniti svoje karakteristike kako bi preživjele, što je činjenica koja bi omogućila pojavu još više svojti.
Prema jednom istraživanju, fizičke promjene koje su se dogodile tijekom kambrija bile su četiri puta brže nego danas. Osim toga, popraćene su genetskim promjenama reda pet puta većim. Autori smatraju da je, zbog posebnosti vremena, moguće kombinirati ovaj događaj s darvinističkom evolucijom.
Bliže odgovoru
Zaključno, i kao što smo uspjeli pročitati u tom smislu, postoji nekoliko mogućih objašnjenja koja opravdavaju kambrijsku eksploziju, ali važno je da su sva uvjerljiva ako pođemo od opće teorije evolucije. Ima još mnogo posla koji treba obaviti, ali svakim danom sve smo bliže dobivanju odgovora na Darwinovu dilemu.
