Miksi evoluutio ei ole täydellistä

Evoluutio näyttää useimmiten tekevän melko hyvää työtä tuottaessaan eläimiä, joilla on sopeutumia, jotka auttavat niitä selviytymään ja menestymään. Joskus se ei kuitenkaan tunnu täysin järkevältä.

Yksi luonnonvalintaan liittyvä harhaluulo on, että evoluutio ”valitsee” ajan mittaan elimistöstä ne ominaisuudet, jotka sopivat täydellisimmin sen ympäristöön. Väärinkäsitys saattaa osittain johtua itse termistä ”luonnonvalinta”, joka tuo mieleen rinnastuksen esimerkiksi koirankasvattajaan, joka ”valitsee” toivottuja ominaisuuksia eläimiinsä. Itse asiassa luonto ei oikeastaan ”valitse” mitään – luonnonvalinta on prosessi, ei tietoinen voima.

Koirarotujen ominaisuuksien ”valinta” on hyvin erilainen prosessi kuin luonnonvalinta. Kuva mukailtu: Jelly Dude / Flickr; CC BY 2.0

On olemassa hyviä syitä siihen, miksi luonnonvalintaprosessi ei aina johda ”täydelliseen” ratkaisuun. Ensinnäkin valinta voi vaikuttaa vain käytettävissä olevaan geneettiseen variaatioon. Esimerkiksi gepardi ei voi kehittyä juoksemaan nopeammin, jos saatavilla ei ole ’nopeampaa’ geenivaihtoehtoa.

Toiseksi elimistön on työskenneltävä niillä materiaaleilla, joita sillä jo on. Se ei voi tehdä mitään tyhjästä – siksi siivekkäät hevoset ovat myyttien ainesta.

Evoluution on myös työskenneltävä kaukaisten esi-isien luomien kehitysmallien kanssa, ja tulokset näyttävät joskus hyvin oudoilta. Esimerkiksi luulisi olevan järkevintä, että kirahvin äänihuulilta aivoihin kulkeva hermo kulkee suorinta reittiä – noin 10 senttimetrin pituisena. Mutta koska kirahvin ruumiinrakenne syntyi esi-isällä, jolla ei ollut kaulaa, hermo kulkee kaulaa pitkin, sydämen ympäri ja takaisin – neljän metrin matkan!

Hermoimpulssin lähettäminen aivoista äänihuulille (kiertävän kurkunpäähermon ja vagushermon kautta) kirahvilla edellyttää pitkää kiertotietä sydämen ohi.Kuva mukailtu: Vladimir V. Medeyko; CC BY-SA 2.0

Sitten on tietysti niitä hetkiä, jotka todella jättävät meidät raapimaan päätämme. Kuten, miksi lentokyvyttömillä linnuilla on siivet tai sokeilla käärmeillä silmät? Ja miksi miehillä on nännit? Evoluutiossahan on kyse siitä, että olennot sopeutuvat vähitellen ympäristöönsä, eikö niin? Eikö ”vahvimman selviytyminen” tarkoita siirtymistä kohti yhä paremmin sopeutuneita olentoja? Eikö evoluutio olisi voinut keksiä paremman ratkaisun? Ja mikseivät nämä kummallisuudet yksinkertaisesti katoa?

Aluksi on tärkeää tunnustaa, että kaikki eliön ominaisuudet eivät johdu sopeutumisesta. Esimerkiksi jotkut sopeutumattomat tai jopa haitalliset geenivariantit voivat olla samassa DNA-juosteessa kuin hyödyllinen variantti. Kun sopeutumaton geeni pääsee samaan DNA-juosteeseen hyödyllisen muunnoksen kanssa, se voi levitä nopeasti koko populaatioon. Toisin sanoen se, että tietty ominaisuus on olemassa, ei välttämättä tarkoita, että se on hyödyllinen.

Lisäksi jotkin ominaisuudet voivat olla vain sattuman tulosta ja levitä populaatiossa niin sanotun geneettisen ajelehtimisen kautta. Kuten olemme nähneet, kaikkien organismien DNA:ssa voi esiintyä kopiointivirheitä. Osa näistä mutaatioista on haitallisia, ja luonnonvalinta todennäköisesti poistaa ne. Toiset taas ovat ”neutraaleja”: ne eivät ole haitallisia eivätkä hyödyllisiä. Suurin osa näistä mutaatioista häviää, mutta osa leviää populaatiossa. Vaikka neutraalien mutaatioiden leviämismahdollisuus on hyvin pieni, geneettinen ajelehtiminen on kuitenkin merkittävä voima erityisesti pienissä populaatioissa, koska geneettisten mutaatioiden määrä kussakin sukupolvessa on valtava.

Geneettinen ajelehtiminen voi johtaa myös geenien kiinnittymiseen populaatiossa. Tämä tapahtuu silloin, kun geenin kaikki muut mahdolliset variaatiot (alleelit) häviävät lopullisesti, jolloin vain yksi alleeli on käytettävissä tuleville sukupolville siirtymistä varten. Tällöin ainoasta eloonjääneestä alleelista tulee kyseisen geenin ainoa mahdollinen muunnos kyseisen ominaisuuden osalta.