Δέντρο της ζωής (βιολογία)

Πρόδρομες ουσίες

Lamarck

Ο Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) δημιούργησε το πρώτο διακλαδισμένο δέντρο των ζώων στο έργο του Philosophie Zoologique (1809). Ήταν ένα ανάποδο δέντρο που ξεκινούσε από τα σκουλήκια και κατέληγε στα θηλαστικά. Ωστόσο, ο Λαμάρκ δεν πίστευε στην κοινή καταγωγή όλης της ζωής. Αντίθετα, πίστευε ότι η ζωή αποτελείται από ξεχωριστές παράλληλες γραμμές που προχωρούν από το απλό στο σύνθετο.

Hitchcock

Ο Αμερικανός γεωλόγος Έντουαρντ Χίτσκοκ (1763-1864) δημοσίευσε το 1840 το πρώτο δέντρο της ζωής με βάση την παλαιοντολογία στο έργο του Elementary Geology. Στον κάθετο άξονα βρίσκονται οι παλαιοντολογικές περίοδοι. Ο Hitchcock έφτιαξε ξεχωριστό δέντρο για τα φυτά (αριστερά) και τα ζώα (δεξιά). Τα δέντρα των φυτών και των ζώων δεν συνδέονται στο κάτω μέρος του διαγράμματος. Επιπλέον, κάθε δέντρο ξεκινά με πολλαπλές καταβολές. Ωστόσο, δεν ήταν εξελικτικά δέντρα, επειδή ο Χίτσκοκ πίστευε ότι μια θεότητα ήταν ο παράγοντας της αλλαγής.

Απομεινάρια

Η πρώτη έκδοση του βιβλίου Vestiges of the Natural History of Creation του Robert Chambers εκδόθηκε ανώνυμα το 1844. Περιείχε ένα δενδροειδές διάγραμμα στο κεφάλαιο "Υπόθεση της ανάπτυξης του φυτικού και ζωικού βασιλείου". Δείχνει ένα μοντέλο εμβρυολογικής ανάπτυξης όπου τα ψάρια (F), τα ερπετά (R) και τα πτηνά (B) αντιπροσωπεύουν κλαδιά από μια διαδρομή που οδηγεί στα θηλαστικά (M).

Στο κείμενο αυτή η ιδέα της διακλάδωσης του δέντρου εφαρμόζεται δοκιμαστικά στην ιστορία της ζωής στη γη: "μπορεί να υπάρχει διακλάδωση". ^p191

Αναδιπλούμενο παλαιοντολογικό διάγραμμα του Edward Hitchcock στο "Elementary Geology" (1840)


Διάγραμμα από το Vestiges of the Natural History of Creation, 1844. p212.

Το δέντρο της ζωής του Δαρβίνου

Ο Κάρολος Δαρβίνος (1809-1882) ήταν ο πρώτος που δημιούργησε ένα εξελικτικό δέντρο της ζωής. Ήταν πολύ επιφυλακτικός ως προς τη δυνατότητα ανακατασκευής της ιστορίας της ζωής. Στο κεφάλαιο IV του βιβλίου Περί της καταγωγής των ειδών (1859) παρουσίασε ένα αφηρημένο διάγραμμα ενός θεωρητικού δέντρου ζωής για τα είδη ενός ανώνυμου μεγάλου γένους (βλ. σχήμα).

Με τα λόγια του ίδιου του Δαρβίνου: "Έτσι, οι μικρές διαφορές που διακρίνουν τις ποικιλίες του ίδιου είδους, θα τείνουν σταθερά να αυξάνονται μέχρι να φτάσουν να εξισωθούν με τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ των ειδών του ίδιου γένους ή ακόμη και διαφορετικών γενών".

Πρόκειται για ένα μοτίβο διακλάδωσης χωρίς να δίνονται ονόματα στα είδη, σε αντίθεση με το πιο γραμμικό δέντρο που έφτιαξε ο Ernst Haeckel χρόνια αργότερα.

Στην περίληψή του στην ενότητα όπως αναθεωρήθηκε στην 6η έκδοση του 1872, ο Δαρβίνος εξηγεί τις απόψεις του για το Δέντρο της Ζωής:

Οι συγγένειες όλων των όντων της ίδιας κατηγορίας έχουν μερικές φορές αναπαρασταθεί από ένα μεγάλο δέντρο. Πιστεύω ότι αυτή η παρομοίωση εκφράζει σε μεγάλο βαθμό την αλήθεια. Τα πράσινα και εκπτυσσόμενα κλαδιά μπορεί να αντιπροσωπεύουν τα υπάρχοντα είδη- και εκείνα που παράγονται κατά τη διάρκεια των προηγούμενων ετών μπορεί να αντιπροσωπεύουν τη μακρά διαδοχή των εξαφανισμένων ειδών...
Τα άκρα που χωρίζονται σε μεγάλα κλαδιά, και αυτά σε μικρότερα και μικρότερα κλαδιά, ήταν τα ίδια κάποτε, όταν το δέντρο ήταν νεαρό, κλαδιά που έβγαζαν μπουμπούκια- και αυτή η σύνδεση των προηγούμενων και των σημερινών μπουμπουκιών με διακλαδισμένους κλάδους μπορεί κάλλιστα να αντιπροσωπεύει την ταξινόμηση όλων των εξαφανισμένων και ζωντανών ειδών σε ομάδες υποδεέστερες των ομάδων.
Από τα πολλά κλαδιά που ανθούσαν όταν το δέντρο ήταν ένας απλός θάμνος, μόνο δύο ή τρία, που τώρα έχουν εξελιχθεί σε μεγάλα κλαδιά, επιβιώνουν ακόμη και φέρουν τα άλλα κλαδιά- έτσι και με τα είδη που έζησαν κατά τη διάρκεια μακρινών γεωλογικών περιόδων, πολύ λίγα έχουν αφήσει ζωντανούς και τροποποιημένους απογόνους. Από την πρώτη ανάπτυξη του δέντρου, πολλά μέλη και κλαδιά έχουν αποσυντεθεί και πέσει- και αυτά τα πεσμένα κλαδιά διαφόρων μεγεθών μπορεί να αντιπροσωπεύουν ολόκληρες τάξεις, οικογένειες και γένη που δεν έχουν σήμερα ζωντανούς εκπροσώπους και που μας είναι γνωστά μόνο σε απολιθωμένη κατάσταση.
Όπως βλέπουμε εδώ και εκεί ένα λεπτό παραπαίον κλαδί να ξεπηδά από μια διακλάδωση χαμηλά σε ένα δέντρο, και το οποίο κατά τύχη ευνοήθηκε και είναι ακόμη ζωντανό στην κορυφή του, έτσι βλέπουμε περιστασιακά ένα ζώο όπως ο Ornithorhynchus (Πλατύπους) ή το Lepidosiren (πνευμονόψαρο της Νότιας Αμερικής), το οποίο σε κάποιο μικρό βαθμό συνδέει με τις συγγένειές του δύο μεγάλα κλαδιά της ζωής, και το οποίο προφανώς σώθηκε από τον μοιραίο ανταγωνισμό επειδή κατοικούσε σε μια προστατευμένη θέση.
Όπως οι οφθαλμοί γεννούν με την ανάπτυξη νέους οφθαλμούς, και αυτοί, αν είναι ζωηροί, διακλαδίζονται και ξεπερνούν από όλες τις πλευρές πολλά ασθενέστερα κλαδιά, έτσι πιστεύω ότι συνέβη
από γενιά
 σε γενιά με το μεγάλο Δέντρο της Ζωής, το οποίο γεμίζει με τα νεκρά και σπασμένα κλαδιά του τον φλοιό της γης και καλύπτει την επιφάνεια με τις διαρκώς διακλαδιζόμενες και όμορφες διακλαδώσεις του.

- Δαρβίνος, 1872.

Η εικόνα του Δέντρου της Ζωής που εμφανίστηκε στο βιβλίο του Δαρβίνου "Η καταγωγή των ειδών από τη φυσική επιλογή", 1859. Ήταν η μοναδική εικονογράφηση του βιβλίου

Το δέντρο της ζωής σήμερα

Το μοντέλο του δέντρου εξακολουθεί να θεωρείται έγκυρο για τις ευκαρυωτικές μορφές ζωής. Η έρευνα για τα πρώτα κλαδιά του δέντρου των ευκαρυωτών υποδηλώνει ένα δέντρο με τέσσερις υπερομάδες ή δύο υπερομάδες. Δεν φαίνεται να υπάρχει ακόμη συναίνεση- σε ένα άρθρο ανασκόπησης, οι Roger και Simpson καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι "με τον σημερινό ρυθμό αλλαγών στην κατανόηση του δέντρου της ζωής των ευκαρυωτών, θα πρέπει να προχωρήσουμε με προσοχή".

Οι βιολόγοι αναγνωρίζουν πλέον ότι οι προκαρυώτες, τα βακτήρια και τα αρχαία έχουν την ικανότητα να μεταφέρουν γενετικές πληροφορίες μεταξύ μη συγγενών οργανισμών μέσω της οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων (HGT). Ο ανασυνδυασμός, η απώλεια γονιδίων, ο διπλασιασμός και η δημιουργία γονιδίων είναι μερικές από τις διαδικασίες με τις οποίες τα γονίδια μπορούν να μεταφερθούν εντός και μεταξύ βακτηριακών και αρχαιολογικών ειδών, προκαλώντας παραλλαγές που δεν οφείλονται σε κάθετη μεταφορά. Υπάρχουν αναδυόμενες ενδείξεις ότι η HGT λαμβάνει χώρα εντός των προκαρυωτών σε επίπεδο ενός και πολλών κυττάρων και πλέον διαμορφώνεται η άποψη ότι το δέντρο της ζωής δίνει μια ελλιπή εικόνα της εξέλιξης της ζωής. Ήταν ένα χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση των βασικών διαδικασιών της εξέλιξης, αλλά δεν μπορεί να εξηγήσει την πλήρη πολυπλοκότητα της κατάστασης.

Τρέχον δέντρο της ζωής που δείχνει τις οριζόντιες γονιδιακές μεταφορές.

Gallery

Σχετικές σελίδες

• Σελίδα αποσαφήνισης του Δέντρου της Ζωής