Evoluution joustavuus

Evoluutiossahan on tärkeimpänä sen mekanismit, eli mutaatio, valinta ja geneettinen ajautuminen.

Ilmiötasolla evoluutiossa on kuitenkin muutakin. Tällä kertaa nostan esille asioita, jotka tekevät muutoksesta joustavaa. Nämä vaikuttavat siihen miten evoluutio voi edetä monenlaisiin asioihin. Mielestäni keskeisimpinä ovat seuraavat neljä asiaa:
1: Tinkering: Evoluutio käyttää vain sitä mitä on tarjolla. Siksi esimerkiksi hämähäkkien kehruunystyt eivät kehity de novo, tyhjästä. Ne ovat rakentuneet siten että varhaisempaa raajaa on muotoiltu ja erilaistettu. Evoluution polku ei siksi ole "Suoraan B", vaan itse asiassa mutkitellen A:sta B:hen. Itse asiassa samasta A:sta voi erikoistua mutkitellen useita erilaisia B:itä. Tätä kautta saadaan rakennettua geneettinen ennuste siitä että ne ovat paitsi rakenteeltaan samoja, myls rakentumintn on sitä että vanhoja, toisaalla käytettäviä, geenejä käytetään uudella tavalla jossain muualla.
2: Monitoimisuus mahdollistaa sen, että jokin toiminto voi erikoistua kahteen eri suuntaan. Jos jollain raajalla tunnetaan ja kävellään, siitä voi kehittyä joko parempi kävelyraaja tai tarkempi tuntoelin. (Kahdentamalla rakenne joskus saadaan jopa molempia.)
4: Päällekäisyys tarkoittaa sitä että toisen ominaisuuden kehittäminen ei välttämättä tuhoa uutta funktiota. Eli monessa tapauksessa "kakun voi sekä syödä että pitää". Esimerkiksi raaja joka on vain kävelyä varten voikin kehittää tunto -ominaisuuksiaan. Sillä voidaan silti kävellä. Syntyy sitä monitoimisuutta, joka voi sitten myöhemmin erilaistua.
4: Modulaarisuus on yksinkertaisesti taustalla oleva arkkitehtuuri, joka on rakenteeltaan tietynlainen: Se koostetaan toistolla ja toiston muuntelulla. Lepakon siipi syntyy kun eläimen sormia venytetään, ja välissä olevien solujen apoptoosiin vaikutetaan, eli ne kuolevat ja jättävät kuolematta eri tavalla. Näin syntyy ihopoimu jolla voi lentää. Modulaarisuus sallii sen, että tiettyjä rakenteita muutetaan ilman että kaikki muu muuttuu samalla. Tässä asiat kuitenkin liikkuvat suhteessa toisiinsa: Esimerkiksi kallon ja aivojen koko muuntuu suhteessa toisiinsa : Näin aivojen kasvaminen ei tarkoita että ne rusentuisivat kalloa vasten, vaan molemmat kasvavat samalla. Näin tarvitaan "vähemmän koon ohjausta". Eli rakenteiden mittasuhteet ovat erillisiä mutta joustavasti toisiinsa liittyneinä.

Jännittävää on tietysti se, että osat voivat erikoistua siten että ne muodostavat kiinteää yhteistoimintaa: Syynä on tietysti se, että osilla voi olla vanhoja toimintoja joita ei enää ole. Kun osat tekevät ensin yhdessä monitoimisuutta, jonka jälkeen ne erikoistuvat, ei osien tarvitse enää toimia "vanhalla pohjalla". Esimerkiksi geneettisesti hyönteisen siivissä on äyriäisten kidushaaroissa tarvittavia rakenteita. Ne eivät enää toimi hengittämisessä. Jos niistä poistaa kalvon tai jonkun muun yksittäisen osan, saa aikaan vain toimimattoman siiven. Syy on tietenkin se, että osat voivat muuntua kohtaamisen jälkeenkin, ja kehitysketjussa jonkun muodon ei tarvitse toimia "kaikkiall". Riittää että se toimii tässä yhdessä tapauksessa joka on läsnä. Tätä kautta voi syntyä jopa sellaisia rakenteita, jotka näyttävät osina siltä kuin ne täytyisi kaikki koota kerralla. Tärkeintä on vain muistaa että tinkering ja spesialisaatio voi tapahtua missä vaiheessa tahansa.

Siksi jos löytäisimme vaikkapa olennon joka liitää nahkaräpylöillä ja pitkillä sormilla, on syytä muistaa että tilannetta ei voida "ratkaista" ottamalla pitkää luuta tai nahkapoimua irti ja katsoa että sillä ei voi lentää. ja huomauttaa sitten että tämä on vakuuttava todiste että tämä ei ole voinut kehittyä evoluutiolla. Koska sormen pidentäminen pidentää sormien välissä olevaa poimua (Sikiönkehityksessäkin kallo ja aivot kasvavat "yhdessä", ja usein mutaatiossakin vaikutetaan laajempaan kokonaisuuteen.) Lyhyellä sormella ja kalvolla systeemi voikin olla räpylä, ja sellaisena ihan toimiva. Vähän isompi kalvo voi toimia liitämisessä ja niin edespäin. Mahdollisuus siis on olemassa.

Ehkä tärkein asia, joka tähän pitää liittää onkin kontingenssi. Evoluutio ei ole maalinhakua jossa on yksi toteutumistapa. Se ei tähtää parhaaseen tulokseen, vaan ainoastaan riittävän hyvään toimintaan. Keskiössä on hengissä selviäminen. Tätä kautta asioihin voi syntyä monenlaisia ratkaisuja eikä evoluutio useinkaan "toistu" identtisenä vaikka samoja olosuhteita toistettaisiinkin. Evoluution voima onkin juuri tässä joustavuudessa. Koska se voi muuttua moneen suuntaan, se tarkoittaa myös sitä että monenlaisiin ongelmiin voidaan sopeutua.

Tätä voi verrata koneisiin: Jos kone on älyttömän hienompivireinen kone on, sitä enemmän se keskittyy tiettyyn maaliin tietyssä tilanteessa. Nykyiset autot vaativat tietynlaisia bensiinejä. Vanhat bensiinimoottorit eivät ole yhtä hienostuneita, mutta niihin voidaan heittää hiekkaa. Koska niiden keskiössä on toiminta, ei täydellinen toiminta.