Kaip daiktai, sukurti vienam tikslui, gali būti naudojami kitam, taip genai, struktūros ir elgesys, išsivystę su vienu tikslu, pritaikomi kitam.
Nors straipsnio įžanga ir skamba logiškai, vis tiek išlieka neaiškus atsakymas į klausimą, o kokia nauda iš „pusės sparno“? Tiesa, nereiktų šį klausimą suprasti visiškai pažodžiui – problema ne ta, kad dalis gyvūnų kažkur „pametė“ pusę sparno, tačiau ta, kad ne visų gyvūnų sparnai atlieka jiems įprastą skraidymo funkciją.
Kodėl taip yra? Tai klausimas, kurį abejojantys evoliucija uždavė seniau, nei prieš šimtmetį. Kalbant apie vabzdžius, yrimasis ir čiuožimas gali būti atsakymas. Ankstyvių nimfos turi plasnojančias žiaunas deguonies pasisavinimui iš vandens. Stovėdami ant vandens paviršiaus, pirmykščiai vabzdžiai galėjo naudoti šias žiaunas deguonies paėmimui ir kartu yrimuisi. Kai kurios ankstyvės ir dabar stovi ant vandens paviršiaus ir „iriasi“ vandenyje sparnais.
Bėgant laikui, plasnojimas galėjo pakeisti yrimąsi, kaip pagrindinę postūmio priemonę, leisdamas vabzdžiams slysti vandens paviršiumi: maža trintis reiškė, kad prosparniai neturėjo kurti stiprios oro srovės, kad būtų naudingi čiuožimui.
Prosparniams vis efektyvėjant ir specializuojantis, pirmykščiai vabzdžiai galėjo imtis tolesnių žingsnių skraidymo link. Nors kai kurie čiuožinėjantys vabzdžiai ant vandens laiko visas šešias kojas, greitesnieji laiko tik keturias ar vos dvi. Ši vabzdžių skraidymo evoliuciją aiškinanti slydimo paviršiumi hipotezė parodo, kaip mosuojančios žiaunos pamažu virto sparnais, išlaikydamos naudingumą visose virsmo stadijose.
Galima vabzdžių evoliucija ©homes.bio.psu.edu
Nuo tiranozauro iki žvirblio
O kaip su paukščių sparnais? Kai kurių dinozaurų kūnus dengiantys žvynai evoliucionavo į plaukus primenančias plunksnas tikriausiai tam, kad pagerintų šiltakraujo kūno izoliaciją ar padėtų kiaušinių šildymui.
Tie dinozaurai su plunksnomis ant galūnių galėjo pradėti naudotis plunksnų aerodinamika, tarkim, sklandymui tarp medžių ar greitesniam bėgiojimui žeme. Fosilijos rodo nuoseklų perėjimą nuo pūkinių, plaukus primenančių plunksnų prie standžių skraidymo plunksnų, sudarančių svarbiausią paukščio sparnų dalį.
Kita idėja, įgaunanti vis didesnį populiarumą yra, kad plasnojančios priekinės galūnės padėjo paukščių protėviams įveikti stačias įkalnes ar kopti į medžius – tokia technika daug paukščių naudojasi ir dabar.
Be laiko mašinos sudėtinga įrodyti, kam tiksliai pirmykščiai paukščiai ar vabzdžiai naudojo savo „pusiau sparnus“. Tačiau aišku, kad pusiau sparnas gali būti naudojamas daug kam. Iš tiesų, yra daug fizinių struktūrų ir elgesio pavyzdžių, kai jie, vystydamiesi vienam tikslui, įgavo visai kitą paskirtį. Šis procesas vadinamas eksaptacija.
Panaudoti iš naujo
Evo-devo – evoliucinio vystymosi biologija – netgi pradeda tiksliai identifikuoti mutacijas, nulėmusias tokius pasikeitimus. Tarkime, priekinės šikšnosparnių protėvių galūnės tapo sparnais iš dalies dėl geno BMP2 pokyčio, padariusio jų pirštus daug ilgesnius, nei normalūs.
Tarp ilgų pirštų esanti oda, sudaranti šikšnosparnių sparnus, yra seniai prarasto požymio pasireiškimas: visų keturkojų embrionai turi plėves tarp pirštų, palikimą iš savo protėvių – žuvų. Paprastai plėvė anksti nunyksta pati, bet šikšnosparniams šių ląstelių susinaikinimas yra užblokuotas.
Struktūros paskirties kitimas nebūtinai reiškia pradinės jos paskirties praradimą. Roplių žandikauliai pavirto į žinduolių ausų kaulus, bet išliko ir žandikauliai. Nervinis lankas, leidžiantis atlikti smulkius galūnių judesius, galėjo pasitarnauti ir kalbos išsivystymui.
Iš tiesų, beveik kiekviena sudėtingo organizmo savybė gali būti nagrinėjama, kaip galimybių variacija. Pavyzdžiui, vieno vaisinės muselės geno „išjungimas“ paverčia jų antenas į kojas.
Ant žuvies pečių
Kartais tik vienas savybės aspektas gali būti naudojamas kitu tikslu. Pirmosios kietos mineralizuotos struktūros, išsivysčiusios mūsų protėviams, buvo pirmykščių žuvų konodontų dantys. Kai išsivystė savybė formuoti kietus hidroksiapatitus, jie galėjo būti panaudoti ir kitur kūne, bei tapti visų stuburinių kaulinių skeletų pagrindu.
Kaip rodo šie pavyzdžiai, yra daug būdų, kaip struktūros ir elgesio modeliai, išsivystę su vienu tikslu, gali pasitarnauti naujoms struktūroms ir gebėjimams. Vien dėl to, kad nėra akivaizdu, kaip išsivystė kažkas tokio sudėtingo, kaip bakterijų žiuželiai, neįrodo, kad jie neišsivystė.
.png)
