گزینش طبیعی و شایستگی

یکی از ایده‏های بنیادی نظریه‏ی تکامل در چارچوب گزینش طبیعی از این قرار است که بعضی تفاوت‏های صفات موروثی بر بقا و تولید مثل تأثیر می‏گذارند. مثلاً، درست مانند گزینش اسب‏های مسابقه برای سرعت زیاد (با اصلاح نژاد از طریق اسب‏های برنده و خویشاوندان آن‏ها‏)، بزهای کوهی نیز برای دست یافتن به سرعت گزینش طبیعی شده‏اند، زیرا افرادی از آن‏ها‏ که دارای این خصلت‏اند و آن را به نسل بعدی منتقل می‏کنند، افرادی هستند که طعمه‏ی شکارگران نشده‏اند.
داروین و والاس به‏ این نتیجه رسیدند که‏ این نوع فرایند قادر به تبیین مفهوم سازگاری به شرایط طبیعی است. توانایی ما در تغییر جانوران و گیاهان به وراثت پذیر بودن صفات مورد نظر بستگی دارد. با علم به‏ این نکته که برخی تفاوت‏ها موروثی‏اند، افراد موفق در حیات وحش قادر خواهند بود ژن‏های (و بنابراین اغلب ویژگی‏های خوب) خود را به فرزندان خود منتقل کنند و در نتیجه، نسل بعد نیز دارای این صفات سازگاری، مانند برخورداری از سرعت زیاد، خواهند بود.
برای کوتاهی کلام و به منظور کلی‏اندیشی، در نوشتگان زیست شناسی از واژه‏ی شایستگی (تناسب) (1)، برای بیان توانایی کلی بقا و تولید مثل، بدون نیاز به تعیین صفات دخیل در آن استفاده می‏شود (مانند واژه‏ی هوش که برای بیان مجموعه‏ای از توانایی‏های ذهنی به کار می‏رود). ابعاد مختلف موجود زنده در پرورش شایستگی آن نقش دارند. مثلاً، سرعت فقط یکی از خصلت‏هایی است که بر شایستگی بز کوهی تأثیر می‏گذارد. هوشیاری و توانایی تشخیص شکارگرانی که در نزدیکی بز کوهی حضور دارند نیز خصوصیات مهمی‏ به شمار می‏روند. اما بقا به تنهایی کافی نیست و توانایی‏های تولید مثلی، مانند زادآوری و مراقبت از فرزندان نیز برای ارتقای شایستگی جانوران و توانایی جلب توجه حشرات گرده افشان برای بالا بردن شایستگی گیاهان گل‏دار، حائز اهمیت‏اند.
به‏این ترتیب، می‏توان از واژه‏ی شایستگی (تناسب) برای توصیف کنش‏های گزینش در دامنه‏ی گسترده‏ای از صفات گوناگون بهره جست. کلی بودن واژه‏ی «شایستگی»، مانند واژه‏ی «هوش»، موجب برداشت‏های نادرست و مشاجرات کلامی ‏شده است.
برای پی بردن به‏ این نکته که کدام خصلت‏ها در شایستگی یک موجود زنده اهمیت دارند، باید اطلاعات بسیار زیادی در مورد چگونگی زیست و محیط زیست آن موجود در اختیار داشت. یکی از صفات و خصلت‏ها می‏تواند به شایستگی دامنه‏دار یک گونه انجامد، اما ممکن است در مورد گونه‏ی دیگر چنین نباشد. مثلاً، سرعت در شایستگی (تناسب) مارمولکی که با تغییر رنگ از شکارگران خود می‏گریزد، عامل مهمی‏ به شمار نمی‏آید. در چنین مارمولک‏هایی که روی درختان و شاخه‏های بلند زندگی می‏کنند، توانایی چسبیدن به شاخه و تنه‏ی درختان بسیار مهم‏تر از سریع دویدن است و بنابراین در آن‏ها‏ داشتن پاهای کوتاه و نه بلند، به افزایش شایستگی بالا خواهد انجامید. سرعت، یکی از خصلت‏های سازگارانه برای بز کوهی است، اما کاملاً بی‏حرکت ماندن و در نتیجه، پنهان ماندن از دید شکارگر، یکی از ویژگی‏های مربوط به سازگاری در بسیاری از جانوران برای مصون ماندن از شکار شدن است. برخی جانوران با ترساندن شکارگران خود را از خطر حفظ می‏کنند؛ مثلاً، برخی پروانه‏ها دارای لکه‏هایی روی بال‏های خود هستند که با نشان دادن آن‏ها‏ به پرندگان شکارگر، آن‏ها‏ را می‏هراسانند. روشن است که گیاهان قادر به حرکت نیستند و با روش‏های دیگری دشمن را دفع می‏کنند که از این جمله می‏توان به طعم بد یا تیغ‏دار بودن اشاره کرد. همه‏ی این خصلت‏های گوناگون موجب افزایش بقا و یا تولید مثل موجودات زنده و بنابراین شایستگی آن‏ها‏ می‏شود.
با توجه به تنوع ژنتیکی بسیاری از خصلت‏ها و نیز تفاوت‏های محیطی، وقوع گزینش طبیعی گریزناپذیر است و ساختار ژنتیکی جمعیت‏ها و گونه‏ها، با گذشت زمان تغییر خواهد کرد. در مقیاس زمانی سال شمار، سرعت این تغییرات کند است، زیرا به طول عمر چندین نسل نیاز است تا یک خصلت تغییر یافته‏ی (تنوع یافته) نادر به خصلت غالب جمعیت تبدیل شود. در اصلاح نژاد جانوران و گیاهان، غالباً گزینش نفس گیر و سختی رخ می‏دهد (مثلاً، هنگامی‏ که ‏یک بیماری موجب از بین رفتن بخش عمده‏ی گله ‏یا محصول زراعی می‏شود)، اما همین تغییرات نیز چند سال به طول می‏انجامد. براساس براوردها، ذرت حدود ده هزار سال پیش بومی‏ شده است، اما ذرت‏هایی که بلال‏های درشتی دارند، دستاورد برنامه‏های اصلاحی اخیر به شمار می‏آیند. با وجود کندی تغییرات تکاملی در مقیاس زمانی سال شمار، گزینش طبیعی موجودات تغییرات سریعی در مقیاس زمانی سنگواره‏ای می‏شود. گسترش صفات سودمند در یک جمعیت با فراوانی اولیه‏ی بسیار کم، در مدت زمان کم‏تری در مقایسه با گسترش این صفات در لایه‏های متوالی چینه‏های زمین شناختی رخ می‏دهد (که معمولاً دست کم چند هزار سال به طول می‏انجامد؛ ر.ک. فصل چهارم).
با وجودی که ممکن است ما اغلب متوجه وقوع گزینش طبیعی، به دلیل کندی سیر آن براساس مقیاس سال شمار نشویم، این فرایند هرگز باز نمی‏ایستد. حتی انسان هنوز در حال تکامل است. مثلاً، رژیم غذایی ما با نیاکان مان فرق دارد و دندان‏هایمان، هر چند بسیار قوی نیستند، به خوبی می‏توانند مواد غذایی نرمی ‏را که امروز رایج است، بجوند. میزان بالای قند مواد غذایی جدید دندان‏ها را فاسد می‏کند که بالقوه می‏تواند به آبسه‏های خطرناک و مرگ باری انجامد؛ اما دیگر نیازی به گزینش طبیعی برای داشتن دندان‏های قوی نیست، چرا که با مراقبت‏های دندان پزشکی یا در نهایت، استفاده از دندان مصنوعی می‏توان این مشکل را رفع کرد. از آنجا که برخی کارکردهای دیگر دندان امروز دیگر موضوعیتی ندارند، می‏توان انتظار داشت تغییرات دیگری در دندان‏های ما رخ دهد و شاید روزی کاملاً تحلیل روند. دندان‏های آدمی‏ خیلی کوچک‏تر از دندان‏های شامپانزه، خویشاوند نزدیک انسان، هستند و مشخص نیست چرا از این هم کوچک‏تر نمی‏شوند. افزایش قند در رژیم غذایی امروزی به افزایش فراوانی دیابت نوع دوم در نزد جمعیت‏های انسانی انجامیده است که مرگ و میر بالایی را به بار می‏آورد. در گذشته، این بیماری عمدتاً در سنین پس از بارداری رخ می‏داد، اما سن ابتلا به ‏این بیماری همواره در حال کاهش است. بنابراین، یک فشار گزینشی جدید، و احتمالاً شدید، برای تغییر سوخت و ساز انسان برای سازگاری با رژیم غذایی تغییر یافته‏ی انسان وارد می‏آید.
یک استخوان توخالی بال یک کرکس با پشت‏بندهای استحکام بخش داخلی.
غالباً مفهوم شایستگی (تناسب) به درستی فهمیده نمی‏شود. هنگامی ‏که علم زیست شناسی به دنبال تبیین معنی این واژه است، اغلب از مثال‏هایی، مانند مثال سرعت بز کوهی، بهره می‏گیرد که مربوط به سایر کاربردهای روزمره‏ی ما از مفهوم «شایستگی» هستند. خطر سوء برداشت در ضمن بحث در مورد ویژگی‏هایی مانند سبکی استخوان‏های بال پرندگان و توخالی بودن مرکز آن‏ها‏ و داشتن پشت بندهای عرضی (شکل 1) کم‏تر است. نظریه‏ی گزینش طبیعی، چنین ساختارهایی را که به خوبی طراحی شده‏اند با تشریح این نکته توضیح می‏دهد که در خلال تکامل پرواز احتمال و بخت بقای پرندگانی سبک بال‏تر، ‏اندکی بیشتر بوده است. اگر نسل‏های بعدی این خصوصیت استخوان‏های سبک‏تر را به ارث ببرند، فراوانی این خصلت با گذشت زمان و نزد نسل‏های بعدی افزایش می‏یابد. این امر دقیقاً مانند گزینش مصنوعی سریع‏ترین سگ‏ها توسط متخصصان اصلاح نژاد است که تمام سگ‏های شکاری دارای پاهای دراز و لاغر هستند. کارایی مکانیکی چنین پاهایی بیش از پاهای کوتاه است و پای سگ‏های شکاری شباهت بسیاری به پای بز کوهی و سایر جانوران تندرو دارد، که طی گزینش طبیعی تکامل یافته‏اند. می‏توان گزینش مصنوعی و طبیعی را به شکل کامل و بدون کاربرد واژه‏ی شایستگی تشریح کرد. گزینش طبیعی چیزی نیست جز انتقال احتمالاً ترجیحی برخی صفات تغییر یافته‏ی موروثی به نسل‏های بعد افرادی که دارای ژن‏هایی‏اند که موفقیت بقا یا تولید مثل آن‏ها‏ را کاهش می‏دهند، معمولاً چنین ژن‏هایی را به‏ اندازه‏ی افرادی که دارای ژن‏هایی هستند که توانایی بقا یا تولید مثل آن‏ها‏ را افزایش می‏دهد، به نسل‏های بعدی منتقل نخواهند کرد. واژه‏ی شایستگی فقط میان بری سودمند برای توضیح کوتاه شده‏ی این مفهوم است که گاه ویژگی‏ها برای موفقیت بقا و یا تولید مثلی موجود زنده تاثیر می‏گذارند، بدون این که نیازی به مشخص کردن یک خصلت و صفت خاص باشد. این واژه برای برساختن مدل‏های ریاضیاتی چگونگی تاثیر گزینش بر ساختار ژنتیکی یک جمعیت نیز سودمند است.
برای توصیف گزینش یک جهش سودمند، نیروهای رقابتی بین انسان و موش‏های صحرایی را در نظر بگیرید که طی آن، ما به دنبال تولید سمی‏ برای از بین بردن موش‏های صحرایی هستیم و آن‏ها‏ برای مقاومت به‏ این سموم تکامل می‏یابند. وارفارین که سمی‏ علیه موش‏های صحرایی است با جلوگیری از لخته شدن خون، موجب مرگ این حیوان می‏شود. وارفارین به آنزیمی ‏پیوند می‏خورد که برای سوخت و ساز ویتامین k، عامل مهم در لخته شدن خون و بسیاری از کارکردهای دیگر، لازم است. پس از به کارگیری این سم، یک مرتبه موش‏های صحرایی مقاوم نادر شدند، زیرا با تغییر سوخت و ساز ویتامین k در این افراد، رشد و بقای آن‏ها‏ کاهش یافت. به دیگر سخن، برای مقاومت باید هزینه پرداخت. در مزارع و مناطق شهری که وارفارین به کار می‏رود، اگرچه فقط موش‏های صحرایی مقاوم قادر به زنده ماندن هستند، به رغم هزینه‏ای که پرداخته‏اند گزینش طبیعی پرقدرتی رخ داده است. بنابراین، فراوانی نسخه‏ی مقاوم ژن در جمعیت موش صحرایی افزایش یافته است، هر چند هزینه‏ی آن مانع ورود آن به تمام افراد این گونه می‏شود. با این حال، پیشرفت اخیر تکامل نوعی جدید از مقاومت است که به نظر می‏رسد عاری از هزینه بوده و حتی ممکن است سودمند نیز باشد (در غیاب رسم). بنابراین یک تکامل پیوسته در واکنش به تغییر محیط زندگی موش‏های صحرایی در جریان است.
تنوع پذیری و گزینش، خواص کلی بسیاری از سامانه‏ها، و نه تنها موجودات زنده، به شمار می‏آیند. برخی اجزای خاص ماده‏ی ژنتیکی حفظ می‏شوند، که دلیل آن تاثیر آن‏ها‏ در افزایش شایستگی موجود زنده‏ی دارنده‏ی آن‏ها‏ نیست، بلکه به‏ این دلیل است که می‏توانند خود را در چهارچوب ماده‏ی ژنتیکی تکثیر نمایند، درست مانند انگل‏هایی که در بدن میزبان خود حضور دارند. به نظر می‏رسد 50 درصد DNA انسان از این دسته باشد. یکی دیگر از وضعیت‏های مهمی که طی آن، گزینش طبیعی به تغییر تکاملی یک موجود زنده می‏انجامد، در سرطان‏ها رخ می‏دهد. سرطان، بیماری‏ای است که طی آن، یک یاخته و نسل‏های بعدی آن به شکل خودسرانه و بی‏توجه به مناسب بودن آن برای بقیه‏ی اجزای بدن تکثیر می‏شود. این بیماری اغلب بر اثر جهشی به وجود می‏آید که موجب افزایش نرخ جهش ژن‏های دیگر می‏شود (مثلاً، بر اثر نقص در سامانه‏ی غلط گیری، که توالی‏های DNA را کنترل و از جهش‏ها جلوگیری می‏کند). اگر جهش‏ها با فراوانی بالایی رخ دهند، برخی ممکن است بر سرعت تکثیر یاخته‏ها تأثیر گذاشته و ممکن است به‏ یک دودمان سریع تکثیر شونده بیانجامد. با گذشت زمان، تعداد یاخته‏های حاوی جهش در ژن‏های عامل رشد سریع، بیشتر و بیشتر می‏شود و به همین دلیل است که اغلب سرطان‏ها با گذشت زمان، وخیم‏تر می‏شوند. به علاوه، یاخته‏های سرطانی می‏توانند به داروهایی که برای جلوگیری از رشد آن‏ها‏ مصرف می‏شوند، مقاوم شوند. مانند شرایط شناخته شده‏ی ویروس‏های HIV مقاوم به دارو که در بدن بیماران مبتلا به‏ ایدز تکامل می‏یابند، یاخته‏های سرطانی که جهش‏هایی کسب کرده‏اند که امکان مقاومت به داروها را در آن‏ها‏ فراهم آورده است، به سرعت رشد و تأثیر این داروها را خنثی می‏کنند. به همین دلیل است که اغلب امیدی به آغاز مجدد درمان دارویی پس از یک بار عدم تأثیر این داروها، وجود ندارد.
در سوی دیگر این طیف، ممکن است گونه‏هایی که مجموعه ویژگی‏های متفاوتی دارند با سرعت‏های متفاوت رو به انقراض گذارند که نشان می‏دهد ممکن است در طبیعت، گزینش در سطح گونه نیز رخ دهد مثلاً، گونه‏هایی با پیکری بزرگ، که عموماً‏ اندازه‏ی جمعیت و سرعت تولید مثل آن‏ها‏ پایین است، در برابر گونه‏هایی که پیکر کوچک‏تری دارند، نسبت به انقراض آسیب پذیرترند. برعکس، گزینش بین افراد یک گونه اغلب به سود افرادی است که پیکر بزرگ‏تری دارند و دلیل احتمالی آن، موفقیت بیشتر آن‏ها‏ در رقابت برای یافتن غذا و جفت است. دامنه‏ای که در‏ اندازه‏ی پیکر افراد در یک گروه از گونه‏های خویشاوند دیده می‏شود، می‏تواند بازتاب نتیجه‏ی نهایی هر دو نوع گزینش پیش گفته باشد، با همه‏ی این احوال، به نظر می‏رسد گزینش افراد درون یک گونه، مهم‏ترین عامل باشد، زیرا این عامل است که در نخستین گام موجب شکل گیری تنوع‏ اندازه‏ی پیکر می‏شود و معمولاً بسیار سریع‏تر از گزینش در مقیاس گونه عمل می‏کند.
گزینش در پدیده‏هایی غیر زیستی نیز اهمیت دارد. در طراحی ماشین‏ها و برنامه‏های رایانه‏ای مشخص شده است که‏ ایجاد تغییرات پیوسته‏ی کوچک در طرح، حفظ نسخه‏هایی که کار را به خوبی انجام می‏دهند و حذف سایر طرح‏ها، راهکار بسیار کارآمدی در طراحی بهینه است. از این روش به شکل فزاینده‏ای در حل مسائل دشوار طراحی در سامانه‏های پیچیده بهره می‏گیرند. در این فرایند، مهندس طرحی در ذهن ندارد، بلکه فقط می‏داند به دنبال کدام کارکرد مطلوب است.

سازش‏ها و تاریخچه‏ی تکاملی

نظریه‏ی تکامل از طریق گزینش طبیعی به تشریح جنبه‏هایی از موجودات زنده می‏پردازد که دستاورد انباشت پیوسته‏ی تغییراتی‏اند که هر یک از آن‏ها‏ به افزایش موفقیت بقا یا تولید مثل موجود زنده ختم شده‏اند. نوع تغییراتی که رخ می‏دهد به وضعیت پیشین موجود زنده بستگی دارد: جهش‏ها فقط می‏توانند نمو یک موجود زنده را در محدوده‏ی خاصی تغییر دهند که تاریخچه‏ی نموی موجود زنده آن را ایجاب کرده و به شکل گیری فرد بالغ کنونی انجامیده است. نتایج گزینش مصنوعی که متخصصان اصلاح جانوران و گیاهان به انجام آن دست زده‏اند، نشان می‏دهد که تغییر دادن‏ اندازه و شکل‏ اندام‏ها با ایجاد تغییرات بنیادی در ویژگی‏های ظاهری، مانند رنگ پوست، نسبتاً ساده است که مثال بارز آن، نژادهای گوناگون سگ است. با بهره گیری از جهش‏ها می‏توان تغییراتی بنیادی به وجود آورد و متخصصان ژنتیک در آزمایشگاه‏ها با دشواری چندانی در ایجاد موش‏ها یا مگس‏های سرکه‏ای که تفاوت‏هایی چشمگیر با افراد طبیعی این گونه‏ها دارند، برخورد نخواهند کرد. مثلاً، امکان تولید مگس‏هایی با چهار بال (به جای دو بال در حالت طبیعی) وجود دارد. اما چنین تغییراتی بنیادین اغلب به اختلال شدید نمو موجود زنده و کاهش بقا و باروری آن می‏انجامند و بنابراین به نظر نمی‏رسد مطلوب نظر گزینش طبیعی باشند. حتی مختصصان اصلاح جانوران و گیاهان عموماً از دست زدن به چنین تغییراتی پرهیز می‏کنند (هر چند از چنین جهش‏هایی در اصلاح نژادهای غیرطبیعی کبوتر و سگ استفاده شده است جایی که اهمیت کمتری به سلامت جانوران در مقایسه به اهمیت آن‏ها‏ برای دامداران داده می‏شود).
به همین دلیل، انتظار می‏رود تکامل معمولاً با ایجاد تغییرات ‏اندک نسبت به آن چه پیش‏تر وجود داشته است، و نه تغییرات بنیادی ناگهانی، راه خود را طی کند. این امر به ویژه در مورد صفات پیچیده‏ای که به ارتباطات دوجانبه‏ی بین چندین جزء وابسته‏اند، مانند چشم صادق است؛ اگر یکی ازاین اجزاء دستخوش تغییری بنیادی شود، ممکن است نتواند وظیفه‏ی خود را در کنار سایر اجزایی که تغییر نکرده‏اند، به خوبی انجام دهد. هنگامی ‏که سازش‏های جدیدی تکامل می‏یابند، معمولاً نسخه‏های تغییریافته‏ی ساختارهای پیشین هستند و اغلب در ابتدا نیز شکل بهینه‏ای نخواهد بود که مناسب‏ترین کارکرد را دارد. گزینش طبیعی مانند مهندسی عمل می‏کند که به جای طراحی یک ماشین جدید، ماشین موجود را تعمیر می‏کند و برخی جنبه‏های آن را تغییر می‏دهد. آچارهای جدید برای کارهای دقیق مناسب‏اند و از انواع گوناگون دو و چهار سوی آن‏ها‏ می‏توان برای اهداف مختلف بهره گرفت، اما آچارهای نسل اول که اجداد این آچارهای جدید به شمار می‏روند، توپی‏هایی با قلاویز درشت هستند که با قراردادن یک میله در حفره‏ای که در انتهای آن‏ها‏ قرار داشت، می‏چرخیدند.
در حالی که ما اغلب از دقت و کارایی سازش‏هایی شگفت زده می‏شویم که در موجودات زنده‏ یافت می‏شوند، به نمونه‏های متعددی از سازش‏هایی نیز برمی‏خوریم که طی آن، خصلت‏هایی که فقط برای اجداد موجود زنده‏ی فعلی کارکرد داشته‏اند، تغییر کرده‏اند. نقاشان فرشتگانی با بال‏هایی بر شانه آن‏ها‏ نقش می‏کنند، که امکان
ساختار بسیار پیچیده‏ی قلب پستانداران و رگ‏های خونی آن. به پیچ خوردگی غیرمتعارف سرخ رنگ ریوی (که خون را به ریه‏ها می‏رساند) در پشت آئورت (که خون را به بقیه‏ی بدن می‏رساند) و سیاهرگ کاوفوقانی (که خون را از سر قلب برمی‏گرداند) توجه کنید.
بهره گیری ممتد از بازوهایشان را فراهم می‏آورد. اما بال‏های پرندگان و گونه‏های مهره‏دار پرنده‏ی واقعی،‏ اندام حرکتی جلویی تغییر شکل یافته است؛ در نتیجه، پرندگان و خفاش‏ها فاقد این‏ اندام حرکتی جلویی هستند، چرا که بخش عمده‏ی کارکردها و وظایف این‏ اندام در اجداد این موجودات زنده، در آن‏ها‏ وجود ندارد. به همین ترتیب، طرح قلب و سامانه‏ی گردش خون پستانداران دارای ویژگی‏های نامانوسی است که نشان دهنده‏ی تاریخچه‏ی تغییرات تدریجی سامانه‏ای است که وظیفه‏ی اولیه‏ی آن، تلمبه زدن خون از قلب به سمت آبشش‏های یک ماهی و سپس سایر‏ اندام‏ها بوده است (شکل 2). نمو جنینی سامانه‏ی گردش خون به روشنی تاریخچه‏ی تکاملی آن را آشکار می‏کند.
گاه راه حل‏های یکسانی برای یک مشکل کارکردی در گروه‏های کاملاً مستقل موجودات زنده تکامل یافته است که نتیجه‏ی آن، سازش‏های بسیار مشابهی است که در جزئیات با هم تفاوت چشمگیری دارند و دلیل این تفاوت نیز اختلافات تاریخچه‏ی تکاملی این گروه‏هاست و بارزترین مثال آن، بال پرندگان و خفاش‏هاست. بنابراین، در حالی که شباهت موجودات زنده‏ی گوناگون، اغلب ناشی از خویشاوندی آن‏ها‏ست (مانند خویشاوندی انسان و بوزینه)، گاه با این پدیده مواجه می‏شویم که موجودات زنده‏ای که خویشاوندی نزدیکی با هم ندارند اما در محیط‏های مشابهی زیست می‏کنند، شباهت‏های بیشتری با همدیگر در مقایسه با خویشاوندان نزدیک‏تر خود دارند. در مواردی که شباهت‏ها و تفاوت‏های ریختنی گمراه کننده‏اند، روابط تکاملی صحیح را می‏توان با استفاده از شواهد مربوط به شباهت‏ها و تفاوت‏های توالی DNA کشف کرد، مثلاً، گونه‏های بسیاری از دلفین‏های رودخانه‏ای در رودخانه‏های بزرگ مناطق گوناگون جهان تکامل یافته‏اند. این گونه‏ها از خصلت‏هایی برخوردارند که آن‏ها‏ را از گونه‏های دلفین دریایی متمایز می‏کنند؛ از جمله‏ی این تفاوت‏ها می‏توان به تحلیل چشم در دلفین‏های رودخانه‏ای اشاره کرد، زیرا این گونه‏ها در آب‏های متلاطم زندگی می‏کنند و برای مسیریابی خود، بیش از بینایی، بر شنوایی تکیه دارند. مقایسه‏ی توالی DNA نشان می‏دهد که هر گونه‏ی دلفین رودخانه‏ای، خویشاوندی نزدیک‏تری با گونه‏های دریایی هم ناحیه‏ی خودش در مقایسه با گونه‏های رودخانه‏ای مناطق دیگر دارد. این امر نشان می‏دهد که محیط زیست مشابه به سازگاری‏های مشابهی منجر می‏شود.
با وجود تشابهات، گزینش طبیعی با فرآیندهای طراحی انسانی، به راه‏های متعددی متفاوت است. یکی از آن‏ها‏ این است که تکامل فاقد دوراندیشی است؛ موجودات زنده در واکنش به شرایط محیطی حاکم تکامل می‏یابند و همین امر ممکن است هنگام روبرو شدن با تغییرات بنیادی محیطی، موجب انقراض آن‏ها‏ شود. همان طور که در ادامه خواهیم گفت، رقابت جنسی بین افراد نر می‏تواند به تکامل ساختارهایی در آن‏ها‏ منجر شود که توانایی بقای آن‏ها‏ را به شدت کاهش می‏دهد؛ این احتمال هست که در مواردی، وقوع یک تغییر نامطلوب محیطی تا آنجا به کاهش بقا انجامد که گونه قادر به حفظ خود نباشد، همچنان که‏ این اتفاق برای انقراض گوزن شمالی ایرلندی و شاخ‏های بلند آن پیشنهاد شده است. موجودات زنده‏ای با طول عمر زیاد، اغلب برای زادآوری‏ اندک تکامل یافته‏اند که مثال بارز آن، پرندگان بزرگ شکارگر مانند کرکس آمریکایی است که هر دو سال فقط یک فرزند تولید می‏کند (این خصلت در فصل هفتم بررسی خواهد شد.) این جمعیت‏ها در شرایط محیطی مطلوب به خوبی زندگی می‏کنند و میزان مرگ و میر سالانه‏ی فرد بالغ در آن‏ها‏ پایین است، اما، اگر شرایط محیطی نامطلوب شود و مرگ و میر افزایش یابد، مثلاً به دلیل فعالیت‏های انسان، ممکن است جمعیت این گونه‏ها به سرعت کاهش یابد. این امر برای بسیاری از گونه‏ها در عصر حاضر رخ داده و حتی موجب انقراض گونه‏هایی شده است که زمانی فراوانی پردامنه‏ای داشتند. مثلاً، کبوتر وحشی آمریکای شمالی که سرعت زادآوری آن کم بود، در سده‏ی نوزدهم منقرض شد، هر چند زمانی جمعیت آن بالغ بر ده‏ها میلیون فرد بود، گونه‏هایی که برای اشغال زیستگاه‏های کاملاً خاص تکامل یافته‏اند، بر اثر از بین رفتن چنین زیستگاه‏هایی که ناشی از تغییرات محیطی هستند نیز آسیب پذیرترند و سریع‏تر رو به انقراض می‏گذارند؛ مثلاً، پاندا در چین در خطر انقراض است، زیرا سرعت تولید مثل آن پایین و به نوع خاصی از خیزران وابسته است که فقط در بعضی مناطق کوهستانی، که رو به نابودی‏اند، رشد می‏کند.
علاوه بر این، گزینش طبیعی ضرورتاً موجب سازش کامل نمی‏شود. در وهله‏ی نخست، ممکن است زمان کافی برای برقراری سازگاری در تمام جنبه‏های حیات یک موجود زنده برای عملکرد بهینه‏ی آن وجود نداشته باشد. این امر احتمالاً به ویژه در ضمن برقراری فشار گزینش ناشی از برهمکنش بین دو گونه، مثل یک میزبان و یک انگل، صادق است. مثلاً، بهبود توانایی مقاومت میزبان به آلودگی، فشار گزینش را بر انگل برای غلبه بر این مقاومت افزایش می‏دهد و همین امر، باعث فشار بر میزبان برای دستیابی به مقاومت جدیدتر می‏شود و این چرخه ادامه خواهد داشت؛ و به ‏این ترتیب، یک «مسابقه‏ی تکاملی» بین این دو گونه به جریان می‏افتد. در چنین شرایطی، هیچ یک از دو طرف نمی‏توانند از سازش کاملی در دراز مدت برخوردار باشند. ما با وجود توانایی شگفت سامانه‏ی ایمنی خود در مقابله با عفونت‏های میکروبی و ویروسی، هم چنان نسبت به سویه‏های به تازگی تکامل یافته‏ی ویروس‏های آنفلوانزا و سرماخوردگی آسیب پذیریم. ثانیاً، ماهیت گزینش طبیعی که فقط به اصلاح ساختار پیشین می‏پردازد، شرایط را برای گزینش محدود می‏کند که پیش‏تر به آن اشاره شد. از دیدگاه طراحی، این که عصب‏هایی که اطلاعات را از یاخته‏های گیرنده‏ی نوری چشم مهره داران دریافت می‏کنند، بیشتر در جلو و نه در پشت یاخته‏های حساس به نور شبکیه قرار دارند، ممکن است نامعقول به نظر برسد؛ اما این پدیده پیامد شیوه‏ی تکامل این بخش از چشم در قالب رویش سامانه‏ی عصبی مرکزی است (چشم هشت پا شبیه پستانداران است، اما آرایش بهتری دارد و یاخته‏های حساس به نور در جلوی عصب‏ها جا گرفته‏اند). سوم، بهبود یکی از جنبه‏های کارکردی یک سامانه ممکن است به قیمت افت جنبه‏های دیگر آن تمام شود که پیش‏تر و در مورد مقاومت موش‏های صحرایی به وارفارین به آن پرداختیم. این امر می‏تواند از بهبود سازگاری‏ها جلوگیری کند. مثال‏های دیگری در این مورد در ادامه ارائه خواهد شد.

کشف گزینش طبیعی

داروین و والاس بدون در اختیار داشتن نمونه‏های واقعی اظهار داشتند که گزینش طبیعی عامل تکامل سازش است. طی 50 سال گذشته، موارد فراوانی از گزینش طبیعی، کشف و به دقت مطالعه شده و شواهد بی‏شماری را در تایید نقش کلیدی گزینش طبیعی در تکامل در اختیار ما قرار داده است. در اینجا فقط به ذکر چند نمونه می‏پردازیم. یکی از مهم‏ترین انواع گزینش طبیعی که امروزه جاری است، ظهور موارد فزاینده‏ی مقاومت به آنتی بیوتیک‏ها نزد باکتری‏هاست. این مورد، یکی از تغییرات تکاملی است که به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است، زیرا حیات ما را به خطر می‏اندازد و به سرعت و (متاسفانه) مکرر رخ می‏دهد. در تاریخی که‏ این کتاب نوشته می‏شد، عنوان اصلی روزنامه‏ها به پیدایش استافیلوکوک مقاوم به متی‏سیلین در درمانگاه سلطنتی ادینبورو اختصاص داشت. هر گاه‏ یکی آنتی بیوتیک به طور گسترده مصرف شود، پس از کوتاه زمانی باکتری‏های مقاوم ظاهر می‏شوند. آنتی بیوتیک‏ها نخستین بار در دهه‏ی 1940 به طور گسترده‏ای مصرف شدند و ‏اندکی پس از آن بود که نگرانی‏های متخصصان میکروبیولوژی در مورد ظهور مقاومت در برابر آن‏ها‏ ابراز شد. در سال 1955، مقاله‏ای در مجله‏ی پزشکی آمریکا، که مخاطبان آن پزشکان هستند، انتشار یافت که در آن نسبت به خطر ظهور مقاومت سویه‏های باکتریایی طی فرایند گزینش، بر اثر مصرف گسترده آنتی بیوتیک‏ها هشدار داده شده بود و در سال 1966 (هنگامی ‏که هنوز مردم عادت مصرف گسترده‏ی آنتی بیوتیک‏ها را تغییر نداده بودند)، میکروبیولوژیست دیگری نوشت: «آیا راهی وجود ندارد که آگاهی‏های عمومی‏ را در مورد ظهور مقاومت به آنتی بیوتیک‏ها افزایش داد؟»
تکامل سریع مقاومت به آنتی بیوتیک‏ها شگفت آور نیست، زیرا باکتری‏ها به سرعت تکثیر می‏شوند و به تعداد زیادی وجود دارند، در نتیجه قطعاً جهشی که به مقاومت یاخته می‏انجامد در چند فرد از این جمعیت رخ خواهد داد؛ اگر باکتری‏ها قادر به حفظ این تغییر ناشی از جهش و تکثیر آن باشند، جمعیتی مقاوم به سرعت شکل خواهد گرفت. می‏توان امیدوار بود چنین مقاومتی برای باکتری‏ها هزینه داشته باشد، که در آغاز برای مقاومت به وارفارین در موش‏های صحرایی پدید آمد، اما مانند همین مورد موش‏های صحرایی، نمی‏توانیم در درازمدت به‏ این پدیده‏ی هزینه‏دار بودن مقاومت متکی باشیم. دیر یا زود، باکتری‏ها به شکلی تکامل می‏یابند که قادر به تداوم بقای خود در حضور آنتی بیوتیک‏ها، بدون پرداخت هزینه‏ای جدی، خواهند بود. بنابراین، تنها بخت ما، مصرف آنتی بیوتیک‏ها، فقط در شرایطی است که واقعاً به آن‏ها‏ نیاز داریم و مطمئنیم موجب از بین رفتن سریع تمام باکتری‏ها، پیش از فرصت یافتن باکتری‏ها برای ایجاد مقاومت، می‏شوند. اگر فردی درمان آنتی بیوتیکی را زمانی قطع کند که هنوز باکتری‏ها باقی مانده‏اند، به نحوی گریزناپذیر در جمعیت باکتری‏ها چند باکتری مقاوم ظاهر خواهند شد که در بدن افراد دیگر تکثیر خواهند کرد. مقاومت به آنتی بیوتیک‏ها ممکن است حتی بین باکتری‏هایی از گونه‏های مختلف نیز ظاهر شود. آنتی بیوتیک‏هایی که در دام و برای کاهش عفونت‏ها و افزایش رشد آن‏ها‏ مصرف می‏شوند، می‏توانند موجب مقاومت عوامل بیماری‏زای انسانی شوند. اما این تمام مشکل نیست باکتری‏هایی که از جهش‏های مقاومت برخوردارند. باکتری‏های عادی در جمعیت خود نیستند، بلکه گاهی سرعت جهش در آن‏ها‏ بیش از میانگین سرعت جهش درون جمعیت است و به آن‏ها‏ اجازه می‏دهد سریع‏تر به گزینش واکنش نشان دهند.
هر گاه داروها و آفت‏کش‏ها برای از بین بردن انگل‏ها یا آفات به کار روند، مقاومت ایجاد می‏شود و صدها نمونه از این پدیده در ریزموجودات، گیاهان و جانوران مطالعه شده است. حتی ویروس HIV داخل بدن بیماران مبتلا به‏ ایدزی که دارو مصرف می‏کنند، جهش می‏یابد و به دارو مقاوم می‏شود و این درمان در نهایت بی‏اثر می‏شود. در تلاش برای جلوگیری از این امر، اغلب دو دارو را مصرف می‏کنند. از آنجا که جهش‏ها، پدیده‏هایی نادرند، احتمال این که جمعیت ویروس داخل بدن بیمار به سرعت از هر دو جهش مقاومت برخوردار شود،‏ اندک است اما این اتفاق نیز در نهایت رخ می‏دهد.
این مثال‏ها، گزینش طبیعی را توصیف می‏کنند، اما آن‏ها‏ نیز، مانند گزینش مصنوعی، مستلزم وضعیتی‏اند که در آن محیط در نتیجه‏ی دخالت آدمی، تغییر می‏کند. بسیاری از فعالیت‏های دیگر انسان نیز موجب تغییرات تکاملی در موجودات زنده می‏شود، مثلاً، به نظر می‏رسد کشتن فیل‏ها برای دستیابی به عاج آن‏ها‏ موجب افزایش فراوانی فیل‏های بی‏عاج شده است. در گذشته، فیل‏های بدون عاج، نمونه‏هایی نادر و غیرعادی به شمار می‏آمدند. اکنون و با شکار بی‏رویه‏ی این حیوان، فیل‏های بی‏عاج می‏توانند بهتر از فیل‏های عادی بقای خود را حفظ و تولید مثل کنند و در نتیجه، فراوانی آن‏ها‏ در جمعیت فیل‏ها افزایش یافته است. پروانه‏های دم چلچله‏ای که بال‏های کوچکی دارند و پرنده‏های ضعیفی‏اند، در قسمتی از زیستگاه‏های طبیعی گزینش شده‏اند که دلیل احتمالی آن، شانس بیشتر بقای پروانه‏هایی با قدرت پرواز کم‏تر، در داخل این زیستگاه‏ها است. هنگامی ‏که ما علف‏های هرز باغ‏ها یا مزارع را وجین می‏کنیم، در واقع گیاهان یک ساله‏ی قادر به تولید سریع بذر را گزینش می‏کنیم. در گونه‏هایی مانند چمن یک ساله (poa annua)، بوته‏هایی حضور دارند که بسیار کندتر رویش می‏نمایند و می‏توانند دو یا چند سال زنده بمانند؛ اما آشکار است که در شرایط وجین علف‏های هرز، این ویژگی یک عیب برای این گیاه به شمار می‏رود. این مثال‏ها نه تنها نشان دهنده‏ی شایع و سریع بودن تغییرات تکاملی‏اند، بلکه خاطرنشان می‏کنند هر فعالیت انسانی ممکن است بر تکامل گونه‏های زنده‏ی اطراف ما تأثیر بگذارد. با پراکنش انسان در جای جای این کره‏ی خاکی، تعداد گونه‏هایی که از این آثار مصون می‏مانند، روز به روز در حال کاهش است.
زیست شناسان موارد گزینش بسیاری را نیز مورد مطالعه قرار داده‏اند که کاملاً طبیعی‏اند و انسان هیچ نقشی در تخریب یا تغییر زیستگاه نداشته است. یکی از بهترین نمونه‏ها در این مورد، مطالعه‏ی 30 ساله‏ی پیتر و رزماری گرنت روی دو گونه از سهره‏های مورد اشاره‏ی داروین، سهره‏ی زمینی و سهره‏ی کاکتوس در جزیره‏ی دافنه در مجمع الجزایر گالاپاگوس است (ر.ک. فصل چهارم). تفاوت این دو گونه در میانگین‏ اندازه و شکل منقار آن‏ها‏ست، اما در هر دو ویژگی فوق، تنوع درون گونه‏ای چشمگیری مشاهده می‏شود. گروه پژوهشی گرنت‏ها طی این مطالعه، تمامی‏ پرندگانی که تخم گذاشتند و زادگان تمامی‏ ماده‏ها را در این جزیره شناسایی کردند. ماندگاری این جوجه‏ها را پی گرفتند و به‏ اندازه و شکل ‏اندام‏های مختلف پیکر آن‏ها‏ نسبت داده‏اند. مطالعات شجره‏ای نشان داد که تنوع ویژگی‏های منقار دارای یک جزء قوی ژنتیکی است؛ به همین دلیل جوجه‏ها شبیه والدین خود هستند. مطالعه‏ی رفتار تغذیه‏ای این پرندگان در طبیعت نشان داد که‏ اندازه و شکل منقار بر کارایی تغذیه از دانه‏هایی که شکل و ویژگی‏های مختلفی دارند، تأثیر می‏گذارد: منقارهای بزرگ و عمیق به پرنده امکان می‏دهند تا دانه‏های درشت را بهتر از منقارهای کوچک و باریک در اختیار بگیرد و عکس این حالت نیز در مورد دانه‏های ریز صادق است. جزایر گالاپاگوس در معرض دوره‏های خشک سال جدی ناشی از پدیده‏ی ال نینیو (2) است و این امر بر فراوانی منابع غذایی مختلف تأثیر می‏گذارد. در یک سال خشک، به استثنای یک گونه‏ی گیاهی که بذرهای بسیار درشتی تولید می‏کند، اکثر گیاهان این جزیره قادر به تولید بذر نیستند. یعنی، احتمال بقای سهره‏های منقار بزرگ و عمیق، بیش از سایر سهره‏هاست و این امر با سرشماری جمعیت پرنده‏ها اثبات شد: پس از یک دوره‏ی خشکی، پرنده‏های بالغ هر دو گونه دارای منقارهای بزرگ‏تر و عمیق‏تر در مقایسه با میانگین جمعیت پیش از خشکسالی بودند، به علاوه، جوجه‏های آن‏ها‏ نیز این صفات را به ارث بردند و در نتیجه، تغییر جهت گزینش به دلیل خشک سالی به تغییری ژنتیکی در ترکیب یک جمعیت، یعنی یک تغییر تکاملی واقعی، انجامید. شدت این تغییر هم سو با نتایج پیش بینی شده‏ی رابطه‏ی بین مرگ و میر و خصلت‏های منقار بود که درجه‏ی شباهت والدین و فرزندان در نظر گرفته شد. هنگامی ‏که شرایط به حالت عادی بازگشت، رابطه‏ی بین خصوصیات منقار و کیفیت بقا به ‏این شکل تغییر یافت که داشتن منقار بزرگ و عمیق، دیگر یک مزیت تکاملی محسوب نمی‏شد و تکامل این گونه‏ها دوباره به حالت پیشین بازگشت. با این حال، حتی در سال‏های غیرخشک نیز تغییرات کم اهمیت‏تری در محیط رخ داد که به تغییر رابطه‏ی بین تناسب (شایستگی) و ویژگی‏های منقار منجر شد؛ در نتیجه ویژگی‏های منقار همواره در طول این 30 سال در نوسان بوده است، به شکلی که جمعیت این دو گونه سهره در انتهای مطالعه کاملاً متفاوت با زمان آغاز آن بود.
یکی دیگر از مثال‏های مناسب در این نمونه، چگونگی سازگاری گل‏ها با حشرات و سایر جانوران گرده افشان است. برای این که‏ یک گل با گل دیگری از گونه‏ی خود لقاح کند، گرده افشان‏ها باید روی این گل بنشینند و گیاه ‏با پاداشی که برای این جانوران در نظر می‏گیرد (در اختیار قرار دادن شهد یا دانه‏ی گرده‏ی اضافی برای تغذیه‏ی جانور). حضور این گرده افشان روی گل‏های دیگر همان گونه نیز تضمین می‏شود. هر دو بازیگر این عرصه، گیاه و جانور گرده افشان، چنان تکامل می‏یابند که بیشترین بهره را از این رابطه ببرند. مثلاً، در ارکیده، لازم است پروانه‏ی بید گرده افشان تا عمق گل فرو رود و بتواند توده‏ی دانه‏های گرده را (که به آن کیسه‏ی گرده می‏گویند) محکم با نوک زبان خود جذب کند. به ‏این ترتیب، قطعاً گرده‏ها به محل دقیقی که باید در گیاه بعدی قرار بگیرند، منتقل خواهند شد و گرده، گل را بارور خواهد کرد. برای این که شهد گل از دسترس زبان بید دور بماند [تا گرده افشان مجبور به رفتن به داخل گل و در نتیجه، جذب گرده‏ها نیز شود]، گزینشی طبیعی در راستای طول لوله‏ی شهد صورت گرفته است و گیاهانی که لوله‏ی شهد غیرعادی را دارند، معمولاً باروری کم‏تری خواهند داشت. در چنین گل‏هایی، پروانه‏ی بید از شهد گیاه تغذیه می‏کند، بدون این که گرده‏ای را جذب یا از گیاه پیشین به‏این گیاه منتقل کند، و گل‏هایی که طول لوله‏ی شهد آن‏ها‏ بیش از حد است نیز شهد خود را ضایع می‏کنند، درست مانند قوطی آب میوه‏ای که نی آن کوتاه باشد. البته در صنعت آب میوه، این حالت به نفع فروشنده است و موجب فروش آب میوه‏ی بیشتری می‏شود، اما گیاهان فقط انرژی، آب و عناصر غذایی‏ای را که صرف تولید شهد کرده‏اند، و می‏توانست به شکل بهتری به کار رود، هدر می‏دهند.
در یکی از گونه‏های گلایول در آفریقای جنوبی که هر بوته‏ی آن فقط یک گل تولید می‏کند، بوته‏هایی که لوله‏های بلندتری دارند، بیش از بوته‏هایی که طول لوله‏ی آن‏ها‏ متوسط است، میوه تولید می‏کنند و میوه‏ی آن‏ها‏ بذر بیشتری نیز دارد. لوله‏ی شهد در این گونه به طور متوسط 9/3 سانتی متر طول دارد و طول زبان پروانه‏ی بیدی که از این گل تغذیه و آن را گرده افشانی می‏کند، 3/5 تا 15 سانتی متر است. بیدهایی که دانه‏ی گردهای روی زبان خود نداشتند، همگی از زبان بسیار بلندی برخوردار بودند. طول زبان گونه‏های دیگر پروانه‏ی بید در همین منطقه که‏ این گل را گرده افشانی نمی‏کنند، به طور متوسط کم‏تر از 4/5 سانتی متر است. این پدیده نمایانگر قدرت گزینشی است که بر این گل‏ها و پروانه‏ها بید اعمال می‏شود تا نسبت به ‏یکدیگر سازگار شوند؛ این سازش در مواردی بسیار پردامنه است. برخی ارکیده‏های ماداگاسکاری دارای گل‏هایی‏اند که طول لوله‏ی شهد آن‏ها‏ 30 سانتی متر و طول زبان گرده افشان‏هایشان 25 سانتی متر است. در این گونه‏ها، گزینش برای طول لوله‏ی شهد با این آزمایش مشخص شد که با گره زدن کیسه‏های شهد برای کوتاه‏تر کردن طول لوله (به شکل مصنوعی)، موفقیت پروانه‏های بید برای خارج کردن کیسه‏ی گرده کاهش یافت.
نوع مشابهی از چنین گزینش و پادگزینشی بر رابطه‏ی انسان و انگل‏ها تأثیر می‏گذارد. انواع گوناگونی از سازگاری انسان به مالاریا مطالعه و مشخص شده است که راهکارهای دفاعی مختلفی در انسان تکامل یافته‏ یافت می‏شود که از آن جمله می‏توان به تغییرات گلبول‏های قرمز خون، که انگل عامل مالاریا بخش عمده‏ای از چرخه‏ی پیچیده‏ی حیات خود را در آن سیر می‏کند، اشاره کرد. مانند مقاومت به وارفارین در موش‏های صحرایی، چنین راهکاری ممکن است گاهی همراه با هزینه باشد. کم خونی گلبول‏های داسی شکل، که معمولاً در غیاب درمان‏های دارویی کشنده است، مستلزم تغییر در هموگلوبین (پروتئین مهم گلبول‏های قرمز خون، عامل انتقال اکسیژن در بدن) است. نوع تغییریافته‏ی هموگلبین (هموگلوبین S)، شکل جهش یافته‏ی ژن رمزگذار هموگلوبین عادی افراد بالغ (A) است که تفاوت این دو در یکی از حروف DNA است. افرادی که هر دو ژن عامل این پروتئین در آن‏ها‏ از نوع S است، در معرض کم خونی گلبول‏های داسی شکل قرار دارند؛ گلبول‏های قرمز این افراد تغییر شکل می‏یابد و مویرگ‏هایشان مسدود می‏شود. افرادی که دارای یک ژن هموگلوبین عادی A و یک ژن هموگلوبین S هستند، به‏ این بیماری دچار نمی‏شوند، بلکه از این مزیت برخوردارند که در مقایسه با افرادی که هر دو ژن هموگلوبین آن‏ها‏ از نوع عادی است، مقاومت بیشتری به مالاریا بروز می‏دهند. بنابراین، صدمه‏ی بیماری کم خونی که در افراد دارای دو ژن S وجود دارد، هزینه‏ی مقاومت آن‏ها‏ به مالاریاست و از گسترش ژن S در تمام جمعیت جلوگیری می‏کند؛ حتی در مناطقی که شیوع مالاریا دامنه‏ی گسترده‏ای دارد. انواع تغییریافته‏ی آنزیم گلوکز-6- فسفات دهیدروژناز نیز که به جلوگیری از مالاریا کمک می‏کنند (ر.ک.فصل سوم)، هزینه دارند؛ به‏ این ترتیب که در برخی افرادی که دارای این آنزیم تغییر یافته‏اند، مصرف بعضی مواد غذایی یا داروها موجب آسیب به گلبول‏های قرمز خون می‏شود؛ در حالی که انواع غیرمقاوم این آنزیم از این عمل ممانعت می‏کنند. گرچه به نظر می‏رسد مقاومت بدون هزینه‏ یا با هزینه‏ی ناچیز به مالاریا وجود داشته باشد. گروه خونی دافی (3) منفی، یکی دیگر از ویژگی‏های گلبول‏های قرمز خون، در بسیاری از مردم آفریقا دیده می‏شود و افرادی که دارای این گروه خونی‏اند، در مقایسه با افراد دافی مثبت، حساسیت بسیار کم‏تری به نوع خاصی از مالاریا دارند.
یکی از نتایج کلی مطالعه‏ی مقاومت در مالاریا از این قرار است که امکان دارد در واکنش به‏ یک فشار گزینشی، در اینجا یک بیماری جدی، واکنش‏های متفاوتی بروز کند. برخی راه حل‏های مقابله با مالاریا بهتر از سایر راه حل‏ها هستند، زیرا هزینه‏ی کم‏تری در پی دارند. در واقع، تغییرات ژنتیکی فراوان دیگری نیز در جمعیت‏های گوناگون انسانی دیده شده که به مقاومت به مالاریا می‏انجامند و به نظر می‏رسد این که چه نوع جهشی بر اثر گزینش در یک منطقه تثبیت می‏شود، تا حد زیادی تصادفی و بسته به شانس است. مثال‏های پیش گفته به بررسی واکنش‏های گزینش به تغییر محیط زندگی جانوران، انسان و گیاهان پرداختند. ممکن است یک بیماری بروز کند و گزینشی روی یک جمعیت صورت بگیرد تا افراد مقاوم تکامل یابند. یا شاید پروانه‏ی بیدی تکامل یابد که زبان بلندتری داشته باشد و بتواند از شهد گل، بدون جذب دانه‏ی گرده، بهره گیرد، در نتیجه، گیاه نیز در واکنش به‏ این پدیده، برای داشتن لوله‏ی گرده‏ی بلندتر تکامل می‏یابد. در این مثال‏ها، گزینش طبیعی موجب تغییر موجود زنده می‏شود، که داروین نیز در سال 1858 با آن مواجه شد با این حال، گزینش طبیعی اغلب از بروز تغییرات جلوگیری هم می‏کند. در پروتئین‏ها و آنزیم‏های باخته‏ای جهش‏هایی رخ می‏دهند که موجب از بین رفتن کارکرد این مواد می‏شوند. حتی در یک محیط بدون تغییر، گزینش علیه ژن‏های جهش یافته‏ی هر نسل (که پروتئین‏های جهش یافته را رمزگذاری می‏کنند یا انواعی که در مکان یا زمان غلط و یا به مقدار نامناسبی بیان می‏شوند را رمزگذاری می‏کند) عمل می‏کند. در هر نسل، افراد جهش یافته‏ای ظاهر می‏شوند، اما افراد عادی عموماً فرزندان بیشتری تولید می‏کنند و در نتیجه، ژن‏های آن‏ها‏ هم چنان غالب و ژن‏های جهش یافته در اقلیت باقی خواهند ماند. به ‏این پدیده، گزینش پایدارساز یا خالص‏ساز گفته می‏شود که موجب می‏شود هر چیز به بهترین شکل ممکن عمل کند. از جمله مثال‏های این موضوع، ژن رمزگذاری یکی از پروتئین‏های دخیل در لخته شدن خون است. برخی تغییراتی که در توالی این پروتئین رخ می‏دهد به ناتوانی خون فرد در لخته شدن پس از زخم (هموفیلی) می‏انجامد. تا همین اواخر که علل بروز این بیماری شناخته شد و امکان کمک به مبتلایان به آن با تزریق پروتئین‏های عامل لخته شدن خون فراهم آمد، این بیماری معمولاً کشنده بود و با بخت بقای مبتلایان را به شدت کاهش می‏داد. هزاران تنوع ژنتیکی با فراوانی پایین که آثار زیان باری از این دست دارند و بر هر خصلت قابل تصوری اثر می‏گذارند، توسط متخصصان ژنتیک پزشکی شناسایی شده است.
گزینش پایدارساز هنگامی ‏پیش می‏آید که محیط نسبتاً ثابت باقی بماند، در نتیجه گزینش در زمان گذشته ‏این فرصت را داشته تا یک صفت را براساس افزایش تناسب و شایستگی آن برای این شرایط، سازگار کند. امروزه می‏توان گزینش پایدارساز را با اعمال روی خصلت‏های همواره متغیر موجودات زنده آشکارسازی کرد. یکی از نمونه‏های مطلوب در این زمینه، وزن انسان در زمان تولد است. حتی امروز، وقتی تعداد بسیار کمی ‏از نوزادان می‏میرند، نوزادانی که از وزن متوسط برخوردارند، بیشتر زنده می‏مانند. عمده‏ی نوزادانی که از دست می‏روند، نوزادان ریزجثه و برخی نوزادان درشت هیکل‏اند. گزینش پایدارساز در گونه‏های جانوری نیز مشاهده شده است؛ مانند پرندگان و حشرات که پس از توفان‏های سهمگین، افراد باقی مانده عموماً جثه‏ای متوسط دارند، در حالی که اغلب کوچک‏ترین و بزرگ‏ترین افراد گونه از بین رفته‏اند. حتی یک انحراف کوچک از وضعیت بهینه می‏تواند امکان بقا یا باروری را کاهش دهد. از این قرار است که پی می‏بریم سازش موجودات زنده با محیط زندگی خود اغلب خیره کننده است. همان طور که در فصل سوم تشریح شد، گاه به نظر می‏رسد حتی ریزترین جزئیات نیز می‏توانند مهم و تأثیرگذار باشند. خیلی وقت‏ها سازگاری‏های نزدیک به کمال (4)، مانند شباهت فوق العاده دقیق پروانه‏های رنگی به برگ درختان یا ملخ‏ها به شاخ و برگ آن‏ها‏، مشاهده می‏شود. گزینش پایدارساز را با این مشاهدات نیز می‏توان درک کرد که گونه‏ها غالباً تغییرات تکاملی‏ اندکی دارند و تا زمانی که محیط زندگی برای آن‏ها‏ دردسرساز نشود، گزینش عموماً موجودات زنده را در همین حالت حفظ می‏کند. همین امر است که موجب ریخت ثابت بعضی موجودات زنده در یک دوره‏ی طولانی تکاملی می‏شود که به بعضی از آن‏ها‏ سنگواره‏ی زنده می‏گویند و گونه‏های نوین آن‏ها‏ شباهت بسیاری با اجداد کهن سنگواره‏ای خود دارند.

پی‌نوشت‌ها:

1- fitness.
2- EI Nino: جریان آب گرمی‏ که به طور ادواری در امتداد سواحل اکوادور به سوی جنوب جاری است. این جریان با نوسان جنوبی همراهی می‏شود ( این دو اثر را روی همرفته نوسان ال نینیو - جنوبی می‏گویند) و در اقلیم و آب و هوای سرتاسر ناحیه‏ی اقیانوس اطلس تأثیر می‏گذارد. پدیده‏ی مشابهی هم ممکن است در اقیانوس آرام رخ دهد. تقریباً هر هفت سال، در خلال فصل کریسمس (که ال نینیو هم به معنی مسیح کودک است) ال نینیو بادهای بسامان را تضعیف و جریان‏های معکوس استوایی را تقویت می‏کند. م.
3- Duffy.
4- ولی نه کامل: نه، وصل ممکن نیست؛ همیشه فاصله‏ای هست (سهراب سپهری) (م.).

منبع مقاله :
چارلزورث، برایان و دبورا؛ (1390)، تکامل، عبدالحمید مهدوی دامغانی، تهران: بصیرت، چاپ دوم.