1.2. Η εξέλιξη των ειδών

     Η ζωή στην γη ξεκίνησε από απλές μορφές μονοκύτταρων οργανισμών και εξελίχθηκε στην σημερινή θαυμαστή ποικιλομορφία πολυκύτταρων οργανισμών, με τις πολυσύνθετες μεταξύ τους σχέσεις. Κατά αυτό τον τρόπο, η εξέλιξης της ζωής διαγράφει μια πυραμιδοειδή πορεία, μέσα από την συνεχή μορφολογική εξέλιξη και ειδογένεση, έτσι ώστε η διεύρυνση της βιοποικιλότητας να αποτελεί την κυρίαρχη τάση. Η πορεία προς αυτή την κατεύθυνση εντούτοις, δεν ήταν συνεχής αναλογικά με τον χρόνο, αλλά αντιθέτως διακόπηκε αρκετές φορές από ευρείες εξαλείψεις ειδών και δημιουργία νέων. Η αιτία για αυτές τις εκτροπές στην πορεία της εξέλιξης, μπορεί να αναζητηθεί στις συνεχείς περιβαλλοντολογικές αλλαγές και την αλληλεπίδραση μεταξύ των ειδών.

     Όπως είδαμε στην προηγούμενη ενότητα, η περιβαλλοντολογική αλλαγή είναι συνεχής, αν και σε σχέση με την δική μας διάρκεια ζωής, μπορεί να χαρακτηριστεί αργή και μακροπρόθεσμη. Τα είδη μέσα στο πλαίσιο αυτών των αλλαγών, είτε προσαρμόστηκαν και επιβίωσαν, είτε δεν τα κατάφεραν και εξέλειψαν. Ο «αγώνας για την επιβίωση» άλλωστε αποτελεί κοινό παρονομαστή σε κάθε μορφής ζωής.  Η προσαρμογή των οργανισμών στις εναλλασσόμενες περιβαλλοντικές προκλήσεις, έχει να κάνει με την αλλαγή του φαινοτύπου, της συμπεριφοράς και των βιολογικών ρυθμών τους. Οι τρεις αυτές βιολογικές παράμετροι διαθέτουν μια πλαστικότητα στην έκφρασή τους, η οποία τους επιτρέπει έναν βαθμό ελευθερίας όσο αφορά την προσαρμογή στις εναλλασσόμενες περιβαλλοντολογικές συνθήκες. Η πλαστικότητα του φαινοτύπου, βασίζεται στην γενετική παραλλαγή, δηλαδή στην ποικιλότητα του γενετικού κώδικα, δια μέσου της διατήρησης εναλλακτικών γονοτύπων, πέραν του κυρίαρχου ενός. Οι εναλλακτικοί γονότυποι σχηματίζονται μέσα από την διαδικασία των μεταλλαγών, δηλαδή διαφόρων λανθασμένων αντιγραφών, που συσσωρεύονται στον γονότυπο στην διάρκεια του χρόνου*.

     Η καταλυτική επιρροή της περιβαλλοντολογικής διαταγής στην διαμόρφωση της ζωής, καλείται φυσική επιλογή και αποτελεί τον πυρήνα της Δαρβινικής θεωρίας. Σε ένα πιο σύγχρονο και πιο γενικευμένο εννοιολογικό πλαίσιο, η βιολογική πλαστικότητα της ζωής μέσα από την γενετική ποικιλομορφία** και η τελική έκφρασή της μέσα από την φυσική επιλογή, αποτελεί τον πυρήνα της Νεοδαρβινικής θεωρίας που ονομάζεται επίσης και σύγχρονη σύνθεση.

     Για να μελετήσουμε την υπάρχουσα ζωική ποικιλομορφία, βασιζόμαστε κυρίως σε δύο γραμμές στοιχείων, τα φαινοτυπικά και τα μοριακά. Η αξιολόγησή τους αποτελεί μια διαδικασία που ονομάζεται φυλογενετική ανάλυση. Η φυλογενετική ανάλυση καθορίζει τις εξελικτικές σχέσεις μεταξύ των διαφόρων οργανισμών και είναι ένα απαραίτητο εγχείρημα για την περιγραφή και την ερμηνεία των εξελικτικών γεγονότων.  

*Δεδομένου δε ότι ο φαινότυπος αποτελεί την έκφραση του γονότυπου, γίνεται αντιληπτό, για παράδειγμα, το γιατί δεν έχουν όλοι οι άνθρωποι τον ίδιο φαινότυπο.

     Η θεμελιώδης μονάδα διαφοροποίησης των μορφών ζωής καθιερώνεται με την εισαγωγή της έννοιας του βιολογικού είδους. Ως ενιαίο βιολογικό είδος λαμβάνεται κάθε πληθυσμός του οποίου τα μέλη είναι αναπαραγωγικά συμβατά χωρίς περιορισμούς. Υπό αυτή την έννοια είναι πολύ πιθανόν, ότι κάποιοι χωρικά απομακρυσμένοι πληθυσμοί που παρουσιάζουν μικρές μορφολογικές διαφορές, θα έχουν ληφθεί ως διαφορετικά είδη στην Φαινετική ταξινόμηση. Στην πραγματικότητα όμως, οι πληθυσμοί αυτοί ίσως να μπορούν να διασταυρωθούν κανονικά, έτσι ώστε ουσιαστικά να ανήκουν στο ίδιο είδος. Σε αυτή την περίπτωση λοιπόν, διακρίνουμε ακόμη μια περίπτωση στην οποία η Φαινετική ταξινόμηση μπορεί να μην είναι συνεπής ως προς τον καθορισμό των ειδών.

      Πέρα από τις καινοτομίες που επέφερε η κλαδιστική ταξινόμηση, τις τελευταίες δεκαετίες μια αυξανόμενη διαθεσιμότητα νεότερων ειδών στοιχείων (μοριακών ή γενετικών), έχουν μετασχηματίσει την φυλογενετική ανάλυση σε μια «ζωντανή» και μερικές φορές εριστική περιοχή της εξελικτικής βιολογίας. Τα επιχειρήματα μεταξύ των  συστηματιστών συχνά έχουν χαρακτηριστεί «ως μορφολογία εναντίον των μορίων», αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις τα αποτελέσματα από αυτά τα δύο είδη στοιχείων συμφωνούν και τα επιχειρήματα αναπτύσσονται μόνο όπου υπάρχουν συγκρούσεις. 

     Τα μοριακά στοιχεία βασίζονται στις διαφορές των μοριακών ακολουθιών που παρατηρούνται μεταξύ των ειδών ζωής, μέσα από την αποκρυπτογράφηση και σύγκριση του γενετικού τους κώδικα. Υπό αυτή την έννοια η τυποποίηση των διαφορών μεταξύ των ειδών μπορεί να καθοριστεί και να διευκρινιστεί σαφέστερα, με βάση τα μοριακά στοιχεία. Επειδή η μοριακή φυλογένεσή δεν υπόκειται στους περιορισμούς που επεισέρχονται στην διαμόρφωση των φαινοτυπικών στοιχείων, θεωρείται ότι είναι πιο έγκυρη από την Φαινετική.

* Θυμηθείτε ότι υπάρχουν και θηλαστικά χωρίς αυτό το χαρακτηριστικό, όπως τα Μαρσιποφόρα, που περιλαμβάνουν και το γνωστό σε όλους μας Καγκουρό.

    Η εξέλιξη των ειδών (φυλογένεση) μπορεί να χαρακτηρισθεί μέσα από δύο βασικές διεργασίες, την αναγένεση και την κλαδογένεση. Η αναγένεση αναφέρεται στην εξέλιξη μιας καταγωγής μέσα στον ίδιο

κλάδο, ενώ η κλαδογένεση στην δημιουργία δύο κλάδων ανεξάρτητα εξελισσόμενων που εντούτοις όμως προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο (εικόνα 1). Η κλαδογένεση μπορεί να επιτευχθεί με την γενετική απομόνωση των πληθυσμών. Κατά αυτό τον τρόπο, δύο απομονωμένοι πληθυσμοί που δεν μπορούν να ανταλλάξουν γονίδια μέσα από την διασταύρωση τους, τελικά θα αποκλίνουν γενετικά (μέσω των μεταλλαγών), έτσι ώστε στο απώτερο μέλλον μια πιθανότητα διασταύρωσή τους να καταστεί αδύνατη*.

     Αν και έχουν προταθεί διάφοροι θεωρητικοί τρόποι για την επίτευξη της γενετικής απομόνωσης, ο μόνος σίγουρος παραμένει η γεωγραφική απομόνωση. Με τον τρόπο αυτό λοιπόν, φαίνεται ότι δημιουργήθηκε η μεγάλη ποικιλομορφία των ειδών του πλανήτη μας, δηλαδή με την ανεξάρτητη εξέλιξη γεωγραφικά απομονωμένων πληθυσμών, που διαχώρισαν την προηγουμένως συνεχή χωρικά κατανομή τους, δια μέσου των συνεχών παλαιογεωγραφικών αλλαγών.