نظرية التطور

في علم الأحياء، التطور هي عملية أدت لظهور جماعات المتعضيات الحية، بشكل عام يؤدي التطور لظهور (فروع صغير) خلل جديدة ومتجددة من جيل لآخر، تؤدي في النهاية إلى تغيير كافة مواصفات النوع قيد التطور مما يؤدي إلى نشوء نوع جديد من الكائنات الحية. مصطلح نشوء عضوي organic evolution أو النشوء البيولوجي يستخدم غالبا لتفريق هذا المصطلح عن استعمالات أخرى.

بدأ تطور نظرية التطور الحديثة بإدخال مصطلح الاصطفاء الطبيعي في مقالة مشتركة لتشارلز داروين وألفريد راسل والاس. من ثم حققت النظرية شعبية واسعة بعد الإقبال على قراءة كتاب داروين أصل الأنواع.

كانت نظريةداروين ووالاس الأساسية ان التطور يحدث وفق ميزة قابلة للتوريث تؤدي إلى زيادة فرصة بعض الأفراد الحاملين لهذه الميزة trait بالتكاثر أكثر من الأفراد الذين لا يحملونها. هذه النظرية كانت جديدة تماما ومخالفة لمعظم أسس النظريات التطورية القديمة خصوصا النظرية المطورة من قبل جان باتيست لامارك.

حسب نظرية داروين ووالاس: يحدث التطور نتيجة تغير أو طفرة في ميزات قابلة للتوريث ضمن مجموعة حيوية على امتداد أجيال متعاقبة، كما يحدده التغيرات في التكرارات الأليلية للجينات. ومع الوقت، يمكن أن تنتج هذه العملية ما نسميه انتواعاً، أي تطور نوع جديد من الأحياء بدءاً من نوع موجود أساسا. بالنسبة لهذه النظرية فإن جميع المتعضيات الموجودة ترتبط ببعضها البعض من خلال سلف مشترك، كنتيجة لتراكمات التغيرات التطورية عبر ملايين السنين.

التطور أيضاً مصدر للتنوع الحيوي على كوكب الأرض، بما فيها الأنواع المنقرضة المسجلة ضمن السجل الأحفوري أو المستحاثي. الآلية الأساسية التي ينتج بها التغير التطوري هي ما تدعوه النظرية: الاصطفاء الطبيعي (بالإنكليزية: natural selection) (الذي يتضمن البيئي والجنسي والقرابة مع الانحراف الوراثي). تقوم هاتان العمليتان أو الآليتان بالتأثير على التنوع الجيني المتشكل عن طريق الطفرات، والتأشيب الجيني وانسياب المورثات. لذا يعتبر الاصطفاء الطبيعي عملية يتم بها بقاء ونجاة الأفراد ذوي الميزات الأفضل (للحياة) وبالتالي التكاثر. إذا كانت هذه الميزات قابلة للتوريث فإنها ستنتقل إلى الأجيال اللاحقة، مما ينتج ان الميزات الأكثر نفعاً وصلاحية للبقاء تصبح أكثر شيوعاً في الأجيال اللاحقة. فبإعطاء وقت كاف، يمكن أن تنتج هذه العملية العفوية تلاؤمات متنوعة نحو تغيرات الشروط البيئية

الفهم الحديث للتطور يعتمد على نظرية الاصطفاء الطبيعي، التي وضعت أسسها أساساً في ورقة مفصلية عام 1858 من قبل تشارلز داروين وألفرد راسل والاس ونشرت ضمن كتاب داروين الشهير أصل الأنواع. في الثلاثينات من القرن العشرين، ترافق الاصطفاء الطبيعي الدارويني مع نظرية الوراثة المندلية لتشكل ما يدعى الاصطناع التطوري الحديث، وعرفت أيضاً بالداروينية-الجديدة. الاصطناع الحديث يصف التطور كتغير في تكرار وتوافر الأليلات ضمن مجموعة حيوية من جيل إلى الجيل الذي يليه. هذه النظرية سرعان ما أصبحت المبدأ المركزي المنظم للحياوة الحديثة، نسبة لقدرتها التفسيرية والتنبؤية العالية، تربط حالياً بشكل مباشر مع دراسة أصل مقاومة المضادات الحيوية في الجراثيم، (بالإنكليزية: eusociality) في الحشرات، والتنوع في النظام البيئي (بالإنكليزية: ecosystem) للأرض. مع أن هناك إجماع علمي لدعم صلاحية وصحة نظرية التطور ، لتطبيقاتها وقدرتها التفسيرية والتنبؤية لأصول الأجناس والأنواع الحية، فإن هذه النظرية تبقى في قلب جدالات دينية واجتماعية حول مفاهيمها ومدى صحتها بسبب صدامها مع بعض الرؤى حول نظرية الخلق في بعض الديانات.
دراسة التطور
تاريخ الفكر التطوري
تشارلز داروين في عام 1854، قبل خمس سنوات من نشره أصل الأنواع.

تعود فكرة التطور البيولوجي إلى عهود قديمة فبعض الفلاسفة الإغريق كانوا يؤمنون بهذه الفكرة مثل أناكسيماندر وأبيقور إضافة لبعض فلاسفة الهند مثل باتانجالي. كما أن بعض من عاشوا في العالم الإسلامي في القرن الثالث والرابع مثل الجاحظ والمسعودي كانوا يعتقدون بهذه النظريه. ولكن في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر أعاد جان-بابيست لامارك وتشارلز داروين إحياء هذه النظريه القديمة مع بعض التعديلات.

QUE IDIOMA TAN FEO [7] الآلية التي يحدث بها التغير التطوري من نوع لآخر: ألا وهي الاصطفاء الطبيعي. بعد الكثير من العمل على نظريته قام داروين بنشر عمله عن التطور بعد تسلمه رسالة من ألفرد راسل والاس يكشف له والاس فيها عن اكتشافه الشخصي حول موضوع الاصطفاء الطبيعي. لهذا ينسب لوالاس دور مشارك في التأسيس لهذه النظرية. [8] أثار نشر كتاب داروين قدراً كبيراً من الجدل العلمي والاجتماعي. فبالرغم من أن حدوث تطور بيولوجي من نوع ما أصبح مقبولاً من قبل عدد كبير من العلماء، فإن أفكار داروين خاصة حول حدوث تطور تدريجي من خلال الاصطفاء الطبيعي تمت مهاجمتها ونقدها بقوة. إضافة لذلك كان داروين قادراً أن يبين الاختلاف بين النواع مفسراً إياه بالاصطفاء الطبيعي ثم التلاؤم، إلا انه كان عاجزاً عن تفسير كيفية نشوء الاختلاف أو كيف يتم تعديل النواع عبر الأجيال، كان لا بد من انتظار نشوء علم الوراثة على يد ماندل.

استطاع غريغور ماندل بالعمل على وراثة النبات من كشف حقيقة انتقال ميزات معينة في حبات البازلاء، هذا الانتقال يحدث بأشكال متنوعة وكانت قابلة للتوريث بنسب واضحة قابلة للتنبؤ. أعيد إحياء عمل ماتدل في عام 1901، وفسر بداية على أنه دعم "للقفزة" المعاكسة للداروينية، أو ما يدعى بمدرسة القفز التطوري saltationist ومعاكسة لفكرة التدرجية.
إثباتات التطور
يقول العلماء أن التطور قد خلف وراءه العديد من السجلات التي تروي تاريخ الأنواع المختلفة وزمن نشوئها. الأحافير بمجموعها مع التشريح المقارن للنباتات والحيوانات الموجودة حاليا، تشكل سجلا تشريحيا ومورفولوجيا. وبالمقارنة التشريحية والشكلية بين الأنواع الحالية والأنواع المنقرضة يمكن لعلماء المستحاثات ان يقوموا بمعرفة الارتباطات والأصول المشتركة بين هذه الأنواع. تقوم بعض المستحاثات المهمة بإثبات الصلة بين أنواع منقرضة وأنواع موجودة حاليا عن طريق ما يدعى أنواع "انتقالية"، مثال هذه الأنواع الانتقالية أرخأيوبتركس الذي أثبت العلاقة بين الديناصورات والطيور.

لاحقاً سمح تطور علم الوراثة الجزيئي وخصوصاً إمكانية سلسلة الدنا DNA، للبيولوجيين بدراسة سجل التطور عن طريق البنى الوراثية للمتعضيات الحالية والمنقرضة، مما وسع بشكل كبير وعدل من إمكانية إيجاد الصلات والقرابات بين الأنواع وأحيانا كان يؤدي لتعديلات جذرية في التصنيف الحيوي للأحياء. عن طريق التشابه والاختلاف بين تسلسلات الدنا DNA للمتعضيات الحية يقوم علماء الحياوة حاليا بإيجاد وتعديل العلاقات وصلات القرابة بين الأنواع الحية قديمها وجديدها. فعن طريق الدراسات الوراثية تبين أن 95% من الصيغة الوراثية (الجينية) متشابهة بين الإنسان والبعام.

تم جمع إثباتات أخرى من بعض البنى التشريحية الموجودة في بعض الكائنات الحية كما عند الباندا أو شكل الأقدام عند السحالي أو انعدام العيون عند الأسماك الكهفية، مما قدم إثباتات لإمكانية التنامي التطوري. تقدم دراسات أخرى إثباتات عن طريق تمثيل صلات تطورية تتضمن التوزع الجغرافي للأنواع. مثلا: أحاديات الفتحة Monotreme، مثل platypus ومعظم الجرابيات marsupials مثل الكنغر والكوالا وجدوا فقط في أستراليا وضحوا أن سلفهم المشترك مع الثدييات المشيمية placental mammals عاش قبل غمر الجسر الأرضي القديم بين أستراليا وآسيا.

جميع هذه الإثباتات من علم الإحاثة، التشريح، علم الوراثة، والجغرافيا، إضافة لمعلومات أخرى حول تاريخ الأرض قام العلماء بربطها سوية ضمن إطار تقدم نظرية التطور من خلاله وتجعلها نظرية علمية متماسكة. فمثلا علم المناخ الإحاثي paleoclimatology يشير إلى العصر الجليدي الدوري الذي كان فيه مناخ الأرض أكثر برودة، مما أدى لنشوء وانتشار أنواع حية قادرة على تحمل البرد القارس ومن أهم هذه الأنواع الماموث woolly mammoth.
الإثباتات المورفولوجية
Letter c in the picture indicates the undeveloped hind legs of a baleen whale, vestigial remnants of its terrestrial ancestors.

غالبا ما تعتبر المستحاثات إثباتات حرجة لتقييم عمق الصلات بين الأنواع. بما أن استحاثة متعضية يعتبر أمرا نادر الحدوث، يحدث غالبا بوجود أجزاء صلبة مثل الأسنان والعظام، لذلك فإن المستحاثات غالبا ما تعتبر بأنها تقدم معلومات ضئيلة أو متوسطة الأهمية حول علاقات القرابة بين الأنواع. مع هذا فيمكن حدوث استحاثة لبعض النواع بدون أجزاء صلبة (أسنان، عظام) في بعض الظروف: rapid burial، بيئات منخفضة الأكسجين، أو تأثير ميكروبيولوجي. تؤمن السجلات الأحفورية أنماطا متعددة من البيانات المهمة لدراسة التطور. أولا يحوي السجل الأحفوري الأمثلة المعروفة المبكرة للحياة، إضافة لحدوث أولى حالات القرابة الفردية بين الأنواع. فمثلا حسب السجل الأحفوري ظهر أول حيوانات معقدة في عصر الكمبري المبكر، أي حوالي 520 مليون سنة مضت. ثانيا سجلات الأنواع المنفردة تعطي معلومات بخصوص الأنماط والأشكال التي مر بها النوع وسرعة التغير والتطور في هذا النوع.، مظهرة مثلا فيما إذا تطور هذا النوع إلى نوع جديد مختلف (في عملية ندعوها الانتواع speciation) تدريجيا وبشكل متزايد، أو خلال قترات زمنية قصيرة نسبيا ضمن الزمن الأراضي (الجيولوجي). ثالثا يعتبر السجل الأحفوري وثيقة للأنماط الكبيرة الانتشار والأحداث المهمة في تاريخ الحياة، والعديد من هذه المستحاثات قد أثرت بشكل فعلي في تصورنا للتاريخ التطوري لعلاقات القربى. مثلا الانقراض الكبير نتج في عدة أزمنة مؤديا لفقدان مجموعات كاملة من الأنواع، مثل الديناصورات غير الطيارة non-avian dinosaurs، في حين أنها لا تؤثر على مجموعات أخرى من الأنواع. مؤخرا استطاع علماء الحياوة الجزيئية أن يستعملوا الزمن منذ تقارب الأنساب lineages المختلفة ليقوموا بمعايرة سرعة أو معدل التراكم التطافري، حساب أزمنة تطور مجينات الأنساب المختلفة.

علم الوراثة العرقي كعلم يدرس أصل الأنواع وأسلافها، قدم وكشف أن البنى ذات التنظيم الداخلي المتشابه يمكن أن تقوم بوظائف متقاربة. أقدام الفقاريات تعتبر مثالا شائعا لهذه البنى المتشابهة.
علم المناعة

يعتمد هذا الدليل على تحديد درجة القرابة بين الأنواع المختلفة وفق التفاعلات المناعية التي تحدث بين مولد الضد(المستضد) والضد الذي يشكله جسم الكائن الحي عند دخول مادة غريبة فيه؛ نتيجة لهذا التفاعل المناعي (ضد-مستضد) يحدث ترسيب للمواد المتفاعلة ويتشكل معقد مجرد من السمية.

مثال: عند حقن بروتينات مأخوذة من جسم الإنسان في جسم خنزير الهند يتولد في دمه أضداد(وهذه الأضداد قادرة على حض مولدات الضد عند الإنسان على التفاعل المناعي معها) ؛ عند أخذ الأضداد السابقة وحقنها في بلاسما دم القرد تحرض عنده ارتصاصا (أو ترسيبا) نسبته 50 % ويفسر هذا الترسيب وجود صلة تشابه بين القردة والبشر بنسبة متوسطة؛ مثل هذا الترسيب لا يحصل عند حقن الأضداد في دم الجرابيات أو الطيور لعدم وجود التشابه بينها وبين الإنسان.
أسلاف الكائنات الحية
في علم الأحياء، تعتبر نظرية السلف المشترك العام universal common descent نظرية تفترض أن جميع الأحياء الموجودة على سطح الأرض تنحدر من سلف مشترك وحيد عام أو لنقل حوض جيني أصلي وحيد. تستند نظرية السلف المشترك إلى وجود سمات مشتركة بين كافة المتعضيات الحية. في أيام داروين كانت الاثباتات على التشارك بالسمات يستند فقط إلى الملاحظات المرئية للتشابهات الشكلية، مثل حقيقة أن جميع الطيور حتى التي لا تطير تملك أجنحة. أما اليوم فهناك إثباتات أقوى تقوم على أساس علم الوراثة تؤكد وجود السلف المشترك. مثلا، كل خلية حية تستخدم نفس الحمض النووي كمادة وراثية (دنا ورنا)، وتستخدم نفس الحموض الأمينية كوحدات بناء للبروتينات. إضافة لذلك فإن جميع الأحياء تستخدم نفس الشفرة الوراثية (باختلافات ضئيلة ونادرة) لترجمة الحموض النووية إلى تسلسل الحموض الأمينية الذي تشكل البروتينات في النهاية. هذه التماثل العام لهذه السمات المشتركة في خلايا جميع الكائنات الحية يطرح بقوة فرضية السلف الواحد للأحياء.

المعلومات حول التطور المبكر للحياة يتضمن مدخلات من حقول معرفية كالاراضة (الجيولوجيا) وعلوم الكواكب planetary science. هذه العلوم توفر معلومات حول تاريخ الأرض المبكر والتغيرات التي أنتجت الحياة بالرغم من العديد من لامعلومات قد دمرتها الأحداث الجيولوجية عبر الزمن.
تاريخ الحياة
التطور الكيميائي (أو ما يدعى بالتخلق اللاحيوي) من تفاعلات كيميائية ذاتية التحفيز self-catalytic chemical reactions إلى ظهور الحياة (انظر أصل الحياة) لا يمثل جزءا من نظرية التطور الحيوية، من غير الواضح حتى الآن اللحظة التي تشكلت فيها الظروف المناسبة لهذه المجموعة المعقدة من التفاعلات إن حدثت لتشكل لنا الظاهرة الفريدة والغريبة والتي تدعى الحياة.
Precambrian stromatolites in the Siyeh Formation, Glacier National Park. In 2002, William Schopf of UCLA published a controversial paper in the journal Nature arguing that formations such as this possess 3.5 billion year old fossilized algae microbes. If true, they would be the earliest known life on earth.

لم يعرف الكثير بعد عن التطورات المبكرة في الحياة. لكن من الواضح بشكل غير قابل للشك أن جميع الكائنات الحية تتشارك بسمات مشتركة بشكل واضح[من صاحب هذا الرأي؟] ، بما في ذلك البنية الخلوية ونفس الشفرة الوراثية[بحاجة لمصدر]. معظم العلماء يفسرون هذا التشابه على أنه تشارك لجميع الأحياء بسلف وحيد مشترك، تطور عنه العمليات الخلوية الأساسية جميعها، مع هذا لا يوجد إجماع علمي على وجود علاقة بين الممالك الثلاث: الجراثيم القديمة والبكتريا، وحقيقيات النوى) كما ليس هناك إجماع حول أصل الحياة. محاولات إلقاء الضوء على التاريخ المبكر للحياة يركز بشكل عام على سلوك الجزيئات الضخمة macromolecule بخاصة الرنا وسلوك الأنظمة المعقدة.

نشوء التركيب الضوئي الأكسجيني (قبل حوالي 3 بلايين عام مضى) والنشوء التالي لغلاف جوي غير مرجع غني بالأكسجين يمكن تعقبه من خلال تشكل مناجم الحديد المجمع banded iron، ولاحقا الأسرة الحمراء من أكسيد الحديد. تعتبر عملية التركيب الضوئي شرطا أساسيا لتطور تنفس خلوي هوائي، الذي يعتقد أنه تشكل قبل بليونين من السنين.
الموقف العلمي المعارض

حمل لواء معارضة نظرية التطور في بداية ظهور النظرية العالم السويسري جان لويس رودلف أغاسي (Louis Agassiz)، حصل على دكتوراه من ميونيخ ثم أتم دراسة الطب 1830 وبعد ذلك أصبح أستاذ التاريخ الطبيعي في جامعة نيوشاتيل في سويسرا، ومن منجزاته دراسة شاملة عن أحافير الأسماك وطبعت في خمس مجلدات ما بين عامي 1833 و 1844 وحصل أغاسي على جائزة ولستون (Wollaston Medal) على هذا الإنجاز، وبعد ذلك انتقل أغاسي لدراسة المثلجات وكان من الرواد في هذا المجال. انتقل أغاسي إلى الولايات المتحدة وأمضى 27 عاماً معظمها كأستاذ في جامعة هارفارد.

ظهرت معارضته لداروين بسبب تصريح الأول بأن أصل البشر واحد وهو ما رفضه أغاسي، حيث اعتبر في كتبه بأن الافارقه جنس دوني مختلف عن باقي البشر. كما ذهب مع بعثة علمية إلى البرازيل في محاولة فاشلة لإيجاد دلائل تدحض نظرية التطور.
الدين و نظرية التطور

ينفي بعض المتدينين صحة هذه النظرية حيث أنها تطرح رؤية بديلة لقصة الخلق على عكس ما جاء به الإسلام والمسيحية واليهودية؛ وهذا ما أثار جدلا عنيفا وبخاصة حول كتاب أصل الأنواع لداروين (كتب عام 1859) ووصل الخلاف حول نظرية التطور إلى القضاء (في القضية التي عرفت بمحاكمة القرد عام 1925) فيرى مؤيدو النظرية انه تحرش قضائي، ومنذ ذلك الحين استمر النزاع بين أنصار نظرية التطور ومعارضيها، الذين صاغوا بدورهم نظريات مثل نظرية الخلق (أو مانجده تحت تسمية معجزة الخلق في كتابات الباحثين المسلمين مثل عدنان أوكطار، انظر نظرية الخلق الإسلامية) ونظرية التصميم الرشيد.

وقد أثارت هذه النظريات جدلاً واسعًا، حيث يرفض دعاة التطور اعتبارها نظريات علمية بالنظر لانتفاء وجود فرضيات يمكن إثبات صحتها أو رفضها باستخدام أدلة علمية ولم يعدوها سوى محاولة لإدخال الدين في العملية التعليمية للعديد من الدول التي تدرس نظرية التطور في مناهجها الدراسية.