പരിണാമ സിദ്ധാന്തത്തിലെ ശാസ്ത്രീയ പ്രതിസന്ധികളും സമകാലിക വെല്ലുവിളികളും

സൈനുദ്ദീൻ മന്ദലാംകുന്ന്.

നവ ഡാർവീനിയൻ പരിണാമ സിദ്ധാന്തത്തെ പ്രതിസന്ധിയിലാക്കുന്ന പുതിയ ശാസ്ത്ര​ഗവേഷണങ്ങളെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്ന ലേഖനം. ഭാ​ഗം: 1

ജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ശിലയായി ദശകങ്ങളോളം നിലനിന്നിരുന്ന നവ-ഡാർവീനിയൻ പരിണാമ സിദ്ധാന്തം (Neo-Darwinian Modern Synthesis) ഇന്ന് ശാസ്ത്രലോകത്ത് അഭൂതപൂർവമായ വെല്ലുവിളികളെ നേരിട്ടുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ചാൾസ് ഡാർവിൻ വിഭാവനം ചെയ്ത നൈസർഗിക നിർദ്ധാരണവും (Natural Selection), പിന്നീട് ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ പകുതിയോടെ അതിനോട് കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെട്ട ജനിതക മ്യൂട്ടേഷനുകളും ചേർന്നുള്ള ‘മോഡേൺ സിന്തസിസ്’ (Modern Synthesis – MS) ജീവന്റെ സങ്കീർണ്ണതയെ പൂർണ്ണമായി വിശദീകരിക്കാൻ പര്യാപ്തമല്ലെന്ന നിഗമനത്തിലേക്ക് ഒരു വലിയ വിഭാഗം ശാസ്ത്രജ്ഞർ എത്തിച്ചേരുന്നു. തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രം (Molecular Biology), ജനോമിക്സ് (Genomics), എപ്പിജെനെറ്റിക്സ് (Epigenetics) എന്നീ മേഖലകളിൽ നിന്നുണ്ടാകുന്ന പുതിയ കണ്ടെത്തലുകൾ പരിണാമം ഒരു ലളിതമായ പ്രക്രിയയല്ലെന്നും, മറിച്ച് അങ്ങേയറ്റം സങ്കീർണ്ണവും ക്രമീകൃതവുമായ ഒന്നാണെന്നും സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നു.

ജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ശിലയായി ദശകങ്ങളോളം നിലനിന്നിരുന്ന നവ-ഡാർവീനിയൻ പരിണാമ സിദ്ധാന്തം (Neo-Darwinian Modern Synthesis) ഇന്ന് ശാസ്ത്രലോകത്ത് അഭൂതപൂർവമായ വെല്ലുവിളികളെ നേരിട്ടുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ചാൾസ് ഡാർവിൻ വിഭാവനം ചെയ്ത നൈസർഗിക നിർദ്ധാരണവും (Natural Selection), പിന്നീട് ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ പകുതിയോടെ അതിനോട് കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെട്ട ജനിതക മ്യൂട്ടേഷനുകളും ചേർന്നുള്ള ‘മോഡേൺ സിന്തസിസ്’ (Modern Synthesis – MS) ജീവന്റെ സങ്കീർണ്ണതയെ പൂർണ്ണമായി വിശദീകരിക്കാൻ പര്യാപ്തമല്ലെന്ന നിഗമനത്തിലേക്ക് ഒരു വലിയ വിഭാഗം ശാസ്ത്രജ്ഞർ എത്തിച്ചേരുന്നു. തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രം (Molecular Biology), ജനോമിക്സ് (Genomics), എപ്പിജെനെറ്റിക്സ് (Epigenetics) എന്നീ മേഖലകളിൽ നിന്നുണ്ടാകുന്ന പുതിയ കണ്ടെത്തലുകൾ പരിണാമം ഒരു ലളിതമായ പ്രക്രിയയല്ലെന്നും, മറിച്ച് അങ്ങേയറ്റം സങ്കീർണ്ണവും ക്രമീകൃതവുമായ ഒന്നാണെന്നും സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ പഠന ഗവേഷണം പരിണാമ സിദ്ധാന്തത്തിന് മേൽ ഉന്നയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള ശാസ്ത്രീയ വിമർശനങ്ങളെയും, ആധുനിക കാലഘട്ടത്തിൽ ഉയർന്നുവന്ന വിപുലീകരിച്ച പരിണാമ സംശ്ലേഷണത്തെയും (Extended Evolutionary Synthesis – EES), സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനപരമായ പിഴവുകൾ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്ന ഗണിതശാസ്ത്രപരവും ഭൗതികശാസ്ത്രപരവുമായ ഗവേഷണങ്ങളെയും സമഗ്രമായി അവലോകനം ചെയ്യുന്നു.
ഇത് സംബന്ധമായ പ്രധാന ഗവേഷണ ഫലങ്ങളെ അവലോകനം ചെയ്യാനും പരിണാമ സിദ്ധാന്തം നേരിടുന്ന സമകാലിക വെല്ലുവിളികളെ സംബന്ധിച്ച് സാമാന്യമായ ഒരവബോധം പങ്ക് വെക്കുന്നതുമാണ് ഈ ഗവേഷണ ലേഖനം.
ഈ മേഖലയിൽ ഗവേഷണം നടത്തിയ Gerd B. Müller തന്റെ Why an extended evolutionary synthesis is necessary എന്ന ലേഖനത്തിൽ വിശദീകരിക്കുന്ന കാര്യങ്ങളെ സംഗ്രഹിച്ചാൽ ഇവ്വിഷയകമായ അന്വേഷണങ്ങൾക്കത് ഒരു ആമുഖമാകും.
1940-കളിൽ നടന്ന ‘മോഡേൺ സിന്തസിസ്’ (MS) എന്നറിയപ്പെടുന്ന സൈദ്ധാന്തിക ഏകോപനത്തിന് ശേഷം ജീവശാസ്ത്ര മേഖലയിൽ വലിയ മുന്നേറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടായിട്ടുണ്ട്. മോളിക്യുലാർ ബയോളജി, എവല്യൂഷണറി ഡെവലപ്‌മെന്റൽ ബയോളജി (evo-devo), നിഷ് കൺസ്ട്രക്ഷൻ (niche construction) തുടങ്ങിയ പുതിയ മേഖലകൾ പരിണാമത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ അറിവ് വർദ്ധിപ്പിച്ചു.
ഒരു നൂറ്റാണ്ട് മുമ്പ് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ സൂചിപ്പിച്ചത് പോലെ, ചില പഴയ സങ്കൽപ്പങ്ങൾ നമ്മുടെ ചിന്താഗതിയെ അമിതമായി സ്വാധീനിക്കുകയും അവ മാറ്റമില്ലാത്ത സത്യങ്ങളാണെന്ന് നാം വിശ്വസിക്കുകയും ചെയ്യാറുണ്ട്. ഇത് പുതിയ ശാസ്ത്രീയ മുന്നേറ്റങ്ങൾക്ക് തടസ്സമാകുന്നു. ഇന്നത്തെ പരിണാമ ജീവശാസ്ത്രവും സമാനമായ ഒരു അവസ്ഥയിലൂടെയാണ് കടന്നുപോകുന്നത്. 80 വർഷം പഴക്കമുള്ള ‘മോഡേൺ സിന്തസിസ്’ എന്ന സിദ്ധാന്തമാണ് ഇന്നും ഈ മേഖലയെ ഭരിക്കുന്നത്. എന്നാൽ ഇതിനിടയിൽ ജനിതകശാസ്ത്രം (Molecular genetics), സിസ്റ്റംസ് ബയോളജി തുടങ്ങിയ ശാസ്ത്രശാഖകൾ വളരെയധികം വികസിച്ചു. ജീനുകൾ മാത്രമല്ല, ജീനുകൾക്ക് പുറമെയുള്ള കൈമാറ്റങ്ങൾ (non-genetic inheritance), പരിസ്ഥിതിയുമായുള്ള ഇടപെടലുകൾ എന്നിവയും പരിണാമത്തിൽ പ്രധാനമാണെന്ന് ഇന്ന് നമുക്കറിയാം.
കഴിഞ്ഞ പതിറ്റാണ്ടിൽ, നിലവിലുള്ള പരിണാമ സിദ്ധാന്തത്തിൽ മാറ്റങ്ങൾ വേണമോ എന്ന കാര്യത്തിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കിടയിൽ വലിയ ചർച്ചകൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. പരമ്പരാഗതമായ രീതിയെ മുറുകെ പിടിക്കുന്നവരും, പുതിയ മാറ്റങ്ങൾ ഉൾക്കൊണ്ട് സിദ്ധാന്തത്തെ പരിഷ്കരിക്കണമെന്ന് ആഗ്രഹിക്കുന്നവരും തമ്മിൽ തർക്കങ്ങളുണ്ട്. ഇതിൽ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒന്നാണ് എക്സ്റ്റൻഡഡ് എവല്യൂഷണറി സിന്തസിസ് (Extended Evolutionary Synthesis – EES). നിലവിലുള്ള സിദ്ധാന്തത്തെ പൂർണ്ണമായും തള്ളിക്കളയാതെ തന്നെ, പുതിയ കണ്ടെത്തലുകളെ കൂടി ഉൾപ്പെടുത്തി അതിനെ വിപുലീകരിക്കാനാണ് ഇത് ശ്രമിക്കുന്നത്.
ഭൂമിയിലെ ജീവജാലങ്ങളുടെ മാറ്റങ്ങളെ വിശദീകരിക്കുന്ന അടിസ്ഥാന ചട്ടക്കൂടാണ് പരിണാമ സിദ്ധാന്തം. അത് ഒരിക്കലും മാറ്റമില്ലാതെ നിൽക്കേണ്ട ഒന്നല്ല. പുതിയ തെളിവുകൾ ലഭിക്കുമ്പോൾ അതിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നത് സ്വാഭാവികമായ ഒരു ശാസ്ത്രീയ പ്രക്രിയ മാത്രമാണ്. എപ്പിജെനെറ്റിക്സ് (epigenetics), ഇക്കോളജി, ബിഹേവിയറൽ ബയോളജി തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ നിന്നുള്ള തെളിവുകൾ പുതിയ മാറ്റങ്ങളുടെ ആവശ്യകത ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു.

നിലവിലെ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പോരായ്മകൾ:

ഇന്ന് മിക്ക പാഠപുസ്തകങ്ങളിലും പഠിപ്പിക്കുന്നത് 1930-കളിലെയും 40-കളിലെയും ആശയങ്ങളാണ്. ഇതിന്റെ കേന്ദ്രബിന്ദു ‘പോപ്പുലേഷൻ ജനറ്റിക്സ്’ (Population genetics) ആണ്. ഈ പരമ്പരാഗത സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ (MS) പ്രധാന വാദങ്ങൾ ഇവയാണ്:
പരിണാമത്തെക്കുറിച്ചുള്ള എല്ലാ പഠനങ്ങളും ഒരു കൂട്ടം ജീവികളെ (Populations) കേന്ദ്രീകരിച്ചായിരിക്കണം.
ജീനുകളിൽ പെട്ടെന്നുണ്ടാകുന്ന മാറ്റങ്ങളാണ് (mutation) വൈവിധ്യത്തിന് കാരണം.
സ്വാഭാവിക തിരഞ്ഞെടുപ്പ് (natural selection), ജീൻ പ്രവാഹം (gene flow) എന്നിവയിലൂടെയാണ് പരിണാമം സംഭവിക്കുന്നത്.
മാറ്റങ്ങൾ വളരെ സാവധാനത്തിലും ക്രമമായുമാണ് നടക്കുന്നത്.
ജീനുകൾ മാത്രമാണ് ഗുണങ്ങളെ അടുത്ത തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറുന്നത്.
സ്വാഭാവിക തിരഞ്ഞെടുപ്പ് (Natural selection) മാത്രമാണ് പരിണാമത്തെ നയിക്കുന്ന ഏക ഘടകം.
എന്നാൽ ഈ പഴയ മാതൃകയും ആധുനിക കണ്ടെത്തലുകളും തമ്മിൽ വലിയ അന്തരമുണ്ടെന്ന് പുതിയ ഗവേഷണഫലങ്ങൾ തെളിയിക്കുന്നു.

പരിണാമ സിദ്ധാന്തം നേരിടുന്ന വെല്ലുവിളികൾ

നിലവിലെ പരിണാമ സിദ്ധാന്തം (Modern Synthesis – MS) പ്രധാനമായും ജനിതക മാറ്റങ്ങളിലൂടെയുള്ള വിശദീകരണങ്ങൾക്കാണ് മുൻഗണന നൽകുന്നത്. കഴിഞ്ഞ 70-80 വർഷങ്ങളായി ഇതിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങളൊന്നും സംഭവിച്ചിട്ടില്ല. ജനസംഖ്യാ ജനിതകശാസ്ത്രം (Population genetics) വഴി ജനിതക വ്യതിയാനങ്ങളെയും പൊരുത്തപ്പെടലുകളെയും (Adaptation) വിശദീകരിക്കാൻ സാധിക്കുമെങ്കിലും, ജീവജാലങ്ങളുടെ സങ്കീർണ്ണമായ ശരീരഘടന, സ്വഭാവം, വികസനം എന്നിവ എങ്ങനെ ഉണ്ടായെന്ന് വിശദീകരിക്കാൻ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന് കഴിയുന്നില്ല.
ഈ സിദ്ധാന്തം നേരിടുന്ന പ്രധാന വിമർശനങ്ങൾ ഇവയാണ്:
അവയിൽ ആദ്യത്തേത് ക്രമാനുഗതമായ മാറ്റം (Gradualism) സംബന്ധിച്ചുള്ളതാണ്:
പരിണാമം വളരെ സാവധാനത്തിലും ചെറിയ മാറ്റങ്ങളിലൂടെയും മാത്രമേ സംഭവിക്കൂ എന്ന ഡാർവീനിയൻ കാഴ്ചപ്പാടാണ് MS പിന്തുടരുന്നത്. എന്നാൽ ആധുനിക ജീനോമിക്സ് (Genomics) പഠനങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പരിണാമം എല്ലായ്പ്പോഴും ഇത്ര സാവധാനത്തിലല്ല സംഭവിക്കുന്നത് എന്നാണ്.
ജീവിയുടെ ഓരോ അവയവവും സവിശേഷതയും അതിജീവനത്തിനായി പ്രത്യേകം രൂപപ്പെട്ടതാണെന്ന (Adaptationism) പഴയ ചിന്താഗതി ഇപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു. അനുകൂലനം (Adaptation) എന്ന് ശാസ്ത്രീയ പരിവേശത്തോടെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്നത് ഈ പ്രതിഭാസത്തെയാണ്. എന്നാൽ പല ഗുണങ്ങളും ഇത്തരത്തിൽ നേരിട്ടുള്ള അതിജീവന ലക്ഷ്യത്തോടെ ഉണ്ടായവയാകണമെന്നില്ല.
സ്വാഭാവിക തിരഞ്ഞെടുപ്പ് (Natural Selection) സംബന്ധിച്ചും ചോദ്യങ്ങളുയരുന്നുണ്ട്. പരിണാമത്തെ നയിക്കുന്ന ഏക ശക്തി സ്വാഭാവിക തിരഞ്ഞെടുപ്പാണോ എന്നതിൽ തർക്കങ്ങളുണ്ട്. വ്യക്തിഗത തലത്തിൽ മാത്രമല്ല, മറ്റ് പല തലങ്ങളിലും (supra- and infra-individual levels) തിരഞ്ഞെടുപ്പ് നടക്കുന്നുണ്ടാകാം.
പരിണാമ വാദത്തിലെ നിലവിലെ ജീൻ കേന്ദ്രീകൃത ചിന്ത യും(Gene-centrism) ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടുകയാണ്.
ജീനുകളാണ് പരിണാമത്തിന്റെ ഏക ആധാരമെന്ന വിശ്വാസം തെറ്റാണെന്ന് പുതിയ കണ്ടെത്തലുകളിലൂടെ തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ജീനുകൾക്ക് പുറമെയുള്ള ഘടകങ്ങളും (ഉദാഹരണത്തിന് പരിസ്ഥിതി, കോശങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലുകൾ) പരിണാമത്തിൽ വലിയ പങ്കുവഹിക്കുന്നുണ്ട്.
ചുരുക്കത്തിൽ, ജീവജാലങ്ങളുടെ ശരീരഘടനയിലെ സങ്കീർണ്ണതകൾ (Modularity, Homology, Body plans) വിശദീകരിക്കാൻ നിലവിലെ സിദ്ധാന്തത്തിന് ഒരു ‘സമ്യക്കായ ഏകീകൃത സിദ്ധാന്തം’ (Theory of organization) ലഭ്യമല്ല.
പരമ്പരാഗതമായ ആശയങ്ങളിൽ നിന്നും സിദ്ധാന്തങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി ആശയപരമായ പുതുമകൾ ധാരാളമുള്ള ഒരു പഠന മേഖലയായി ഈ വിജ്ഞാന ധാര രൂപാന്തരപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
അഥവാ ഇന്ന് പരിണാമ ജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ ചിത്രം മാറിയിരിക്കുന്നു. പഴയ സിദ്ധാന്തം ഉൾക്കൊള്ളാത്ത പല പുതിയ ആശയങ്ങളും ഇന്ന് സജീവമാണ്.

എവല്യൂഷണറി ഡെവലപ്‌മെന്റൽ ബയോളജി (Evo-Devo)

1980-കളിൽ രൂപപ്പെട്ട ഈ ശാഖ, പരിണാമ സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്ന് വികസന ജീവശാസ്ത്രത്തെ (Developmental Biology) ഒഴിവാക്കിയതിനെതിരെയാണ് ഉയർന്നുവന്നത്. ഇതിന്റെ പ്രധാന ആശയങ്ങൾ ഇവയാണ്:
ജനിതകവും ജനിതകേതരവുമായ ബന്ധങ്ങൾ പരിഗണിച്ചാവണം ജീവ പരിണാമത്തെ വിലയിരുത്തേണ്ടത്: ഒരു ജീവിയുടെ വളർച്ച എന്നത് വെറും ജനിതക കോഡുകൾ വായിക്കൽ മാത്രമല്ല. അത് കോശങ്ങൾ, ടിഷ്യൂകൾ, പരിസ്ഥിതി എന്നിവ തമ്മിലുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ പരസ്പര പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ്. വികസന പ്രക്രിയയിൽ ജനിതക ഘടകങ്ങൾക്കും ജനിതകേതര ഘടകങ്ങൾക്കും തുല്യ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. ഇക്കാര്യം പരിഗണിക്കുമ്പോൾ ജീനുകൾ മാത്രമല്ല, മറിച്ച് വിവിധ തലങ്ങളിലുള്ള ശാരീരികവും പാരിസ്ഥിതികവുമായ ഇടപെടലുകളാണ് ഒരു ജീവിയുടെ രൂപം നിശ്ചയിക്കുന്നത് എന്ന് വരുന്നു.

മോഡേൺ സിന്തസിസും അതിന്റെ പരിമിതികളും

1918-നും 1942-നും ഇടയിൽ രൂപപ്പെട്ട മോഡേൺ സിന്തസിസ്, ഡാർവീനിയൻ തത്വങ്ങളെ മെൻഡേലിയൻ ജനിതകശാസ്ത്രവുമായി സംയോജിപ്പിച്ചു. പരിണാമത്തെ കേവലം ജനസംഖ്യയിലെ അലീൽ ആവൃത്തികളുടെ (Allele frequencies) മാറ്റമായി ഇത് നിർവചിച്ചു. ഈ മാതൃക പ്രകാരം, ക്രമരഹിതമായി സംഭവിക്കുന്ന ജനിതക വ്യതിയാനങ്ങൾ നൈസർഗിക നിർദ്ധാരണത്തിന് വിധേയമാവുകയും, അനുകൂലമായവ നിലനിൽക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എങ്കിലും, ഈ ജീൻ-കേന്ദ്രീകൃത (Gene-centric) കാഴ്ചപ്പാട് ജീവന്റെ സങ്കീർണ്ണമായ പല പ്രക്രിയകളെയും അവഗണിച്ചു. ഭ്രൂണശാസ്ത്രം (Embryology), പരിസ്ഥിതിയുമായുള്ള ജീവിയുടെ പരസ്പര വിനിമയം എന്നിവ ഈ മാതൃകയിൽ ഉൾപ്പെട്ടിരുന്നില്ല.
മോഡേൺ സിന്തസിസ് മുന്നോട്ടുവെക്കുന്ന പല പ്രവചനങ്ങളും സമകാലിക നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല എന്നത് ഇന്ന് വലിയ ചർച്ചകൾക്ക് വഴിവെച്ചിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, ജനിതക മാറ്റങ്ങളാണ് ഫിനോടൈപ്പിക് മാറ്റങ്ങൾക്ക് (Phenotypic changes) കാരണമാകുന്നതെന്ന വാദം പലപ്പോഴും തെറ്റാണെന്ന് തെളിയുന്നു. വിപുലീകരിച്ച പരിണാമ സംശ്ലേഷണം (EES) അവകാശപ്പെടുന്നത് ജീവികൾ പരിണാമ പ്രക്രിയയിലെ കേവലം നിഷ്ക്രിയമായ ഇരകളല്ല, മറിച്ച് തങ്ങളുടെ പരിസ്ഥിതിയെ മാറ്റിമറിക്കുന്നതിലൂടെ പരിണാമത്തിന്റെ ദിശ നിർണ്ണയിക്കുന്ന സജീവ സാന്നിധ്യങ്ങളാണ് എന്നാണ്. ഇതിനെ ‘reciprocal causation’ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

നവ ഡാർവീനിയൻ ചിന്താഗതിയും (Neo-Darwinism) റെസിപ്രോക്കൽ കോസേഷനും (Reciprocal Causation) തമ്മിലുള്ള ബന്ധം പരിണാമ ജീവശാസ്ത്രത്തിലെ വളരെ ഗൗരവകരമായ ഒരു ചർച്ചാവിഷയമാണ്. ഇതിനെ പ്രധാനമായും എക്സ്റ്റൻഡഡ് ഇവല്യൂഷണറി സിന്തസിസ് (Extended Evolutionary Synthesis – EES) എന്ന കാഴ്ചപ്പാടിലൂടെയാണ് ശാസ്ത്രലോകം നോക്കിക്കാണുന്നത്.
ഇവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം താഴെ പറയുന്ന പോയിന്റുകളിലൂടെ വിശദീകരിക്കാം:

1. ഏകപക്ഷീയമായ പരിണാമം vs പരസ്പരമുള്ള സ്വാധീനം

പരമ്പരാഗത ഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച്, പരിണാമം എന്നത് പ്രധാനമായും ഒരു ‘ഏകപക്ഷീയമായ’ (Unidirectional) പ്രക്രിയയാണ്. അതായത്, ചുറ്റുപാടുകൾ (Environment) മാറുന്നു, അതിനനുസരിച്ച് ജീവികളിൽ ജനിതകമായ മാറ്റങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നു, പ്രകൃതി നിർദ്ധാരണത്തിലൂടെ (Natural Selection) ആ ജീവി അതിജീവിക്കുന്നു.
എന്നാൽ റെസിപ്രോക്കൽ കോസേഷൻ പറയുന്നത് ജീവികൾ കേവലം സാഹചര്യങ്ങളെ നേരിടുക മാത്രമല്ല, മറിച്ച് അവ തങ്ങളുടെ സാഹചര്യങ്ങളെ ബോധപൂർവ്വമോ അല്ലാതെയോ മാറ്റിമറിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. ഈ മാറ്റം തിരിച്ച് അവയുടെ പരിണാമത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്നു.

പരിണാമ സിദ്ധാന്തം നേരിടുന്ന ഗണിതശാസ്ത്രപരമായ വെല്ലുവിളികൾ:
വെയ്റ്റിംഗ് ടൈം’ പ്രശ്നം

പരിണാമ സിദ്ധാന്തം നേരിടുന്ന ഏറ്റവും വലിയ വെല്ലുവിളികളിലൊന്ന് ഗണിതശാസ്ത്രപരമായ അസാധുതയാണ്. ക്രമരഹിതമായ മ്യൂട്ടേഷനുകളിലൂടെ സങ്കീർണ്ണമായ പുതിയ ശാരീരിക ഘടനകൾ രൂപപ്പെടാൻ ആവശ്യമായ സമയം ഭൂമിയുടെ പ്രായത്തേക്കാൾ എത്രയോ മടങ്ങ് കൂടുതലാണെന്ന് പല ഗണിതശാസ്ത്ര മാതൃകകളും വ്യക്തമാക്കുന്നു. ഇതിനെ ‘വെയ്റ്റിംഗ് ടൈം പ്രോബ്ലം’ (Waiting Time Problem) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു ചെറിയ ജനിതക മാറ്റം ഒരു ജനസംഖ്യയിൽ സ്ഥിരപ്പെടാൻ (Fixation) എടുക്കുന്ന സമയം
താഴെ പറയുന്ന ലളിതമായ സമവാക്യത്തിലൂടെ ഏകദേശമായി കണക്കാക്കാം:
$$T \approx \frac{1}{N\mu}$$ ഇവിടെ $N$ എന്നത് ജനസംഖ്യയുടെ വലുപ്പവും, $\mu$ എന്നത് മ്യൂട്ടേഷൻ നിരക്കുമാണ്. എന്നാൽ, ഒരു പുതിയ ജൈവധർമ്മം നിർവ്വഹിക്കണമെങ്കിൽ പലപ്പോഴും ഒന്നിലധികം മ്യൂട്ടേഷനുകൾ ഒരേസമയം അല്ലെങ്കിൽ ഒരു നിശ്ചിത ക്രമത്തിൽ സംഭവിക്കേണ്ടതുണ്ട് (Coordinated mutations). ഇത്തരം സന്ദർഭങ്ങളിൽ കാത്തിരിക്കേണ്ട സമയം ക്രമാതീതമായി വർദ്ധിക്കുന്നു.
പാലിയന്റോളജി (Paleontology) എന്നത് ഫോസിലുകളുടെ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളുടെ ചരിത്രം രേഖപ്പെടുത്തുന്ന ഫോസിൽ പഠന ശാഖയാണ്. ഇതിലെ പരിവർത്തന രൂപങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്: Archaeopteryx, Australopithecus, Tiktaalik) പൊതുവായ വംശപരമ്പരയെ (Common descent) സൂചിപ്പിക്കുന്നു എന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു. ഇത് ‘മാക്രോ എവല്യൂഷനെ’ (Macroevolution) സ്ഥാപിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.
പോപ്പുലേഷൻ ജനറ്റിക്സ് (Population genetics)എന്നത് ജനിതക വ്യതിയാനങ്ങളിൽ പ്രകൃതിനിർദ്ധാരണം (Natural selection) ചെലുത്തുന്ന സ്വാധീനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനശാഖയയാണ്. രോഗാണുക്കളിലെ മരുന്ന് പ്രതിരോധ ശേഷി ഇതിന് നല്ലൊരു ഉദാഹരണമാണ്. ഇത് ‘മൈക്രോ എവല്യൂഷനെ’ (Microevolution) സ്ഥാപിക്കുന്നു.
സാധാരണയായി കരുതപ്പെടുന്നത് ദീർഘകാലയളവിൽ സംഭവിക്കുന്ന മൈക്രോ എവല്യൂഷനുകൾ തന്നെയാണ് മാക്രോ എവല്യൂഷനായി മാറുന്നത് എന്നാണ്. എന്നാൽ ഈ രണ്ട് മേഖലകളെയും ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി കൂട്ടിയിണക്കുമ്പോൾ നവ-ഡാർവീനിയൻ (Neo-Darwinian) പ്രക്രിയ നേരിടുന്ന വലിയൊരു വെല്ലുവിളി നാം തിരിച്ചറിയുന്നു:
ഫോസിലുകൾ നൽകുന്ന വിവരമനുസരിച്ച്, വലിയ പരിണാമപരമായ മാറ്റങ്ങൾ സംഭവിക്കാൻ ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായി ലഭ്യമായ ഒരു നിശ്ചിത സമയമുണ്ട്. പോപ്പുലേഷൻ ജനറ്റിക്സിലെ ഗണിതശാസ്ത്ര മാതൃകകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇത്തരം ജനിതക മാറ്റങ്ങൾ സംഭവിക്കാൻ എത്ര സമയമെടുക്കും എന്ന് കണക്കാക്കാം.
കൃത്യമായ കണക്കുകളും സിമുലേഷനുകളും ഉപയോഗിച്ച് പരിശോധിക്കുമ്പോൾ ലഭിക്കുന്ന ഫലം ഇതാണ്: ആവശ്യമായ ജനിതക മാറ്റങ്ങൾ ഒരു ജനസംഖ്യയിൽ രൂപപ്പെടാനും വ്യാപിക്കാനും എടുക്കുന്ന സമയം (‘Waiting Time’), ഫോസിലുകൾ കാണിച്ചുതരുന്ന ലഭ്യമായ സമയത്തേക്കാൾ എത്രയോ മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്.
ചുരുക്കത്തിൽ, പ്രധാനപ്പെട്ട പരിണാമ മാറ്റങ്ങൾക്ക് ലഭിച്ചിട്ടുള്ള സമയം അപര്യാപ്തമാണെന്ന് ഗണിതശാസ്ത്രപരമായ കൃത്യതയോടെ ഈ പഠനങ്ങൾ (ഉദാ: Hössjer et al. 2021) തെളിയിക്കുന്നു. അതുകൊണ്ടുതന്നെ മാക്രോ എവല്യൂഷനെ വിശദീകരിക്കാൻ നവ-ഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തം മാത്രം മതിയെന്ന് പറയാനാകില്ല.
ചുരുക്കത്തിൽ ഹോസ്ജർ (Hössjer et al. 2021) നടത്തിയ പഠനങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, ഭൂമിയുടെ ചരിത്രത്തിൽ സംഭവിച്ചിട്ടുള്ള പ്രധാനപ്പെട്ട ജൈവ പരിവർത്തനങ്ങൾക്ക് (Major transitions) ലഭ്യമായ സമയം ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി അപര്യാപ്തമാണെന്നാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, മനുഷ്യ പരിണാമത്തിലെ പ്രധാന മാറ്റങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമായ ഏകോപിത മ്യൂട്ടേഷനുകൾ സംഭവിക്കാൻ ഏകദേശം $10^{15}$ വർഷങ്ങൾ ആവശ്യമാണെന്ന് കണക്കുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പ്രായത്തേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ നവ-ഡാർവീനിയൻ ക്രമാനുഗത പരിണാമ വാദത്തിന്റെ (Gradualism) അടിത്തറയിളക്കുന്നു.

തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രവും പ്രോട്ടീൻ ഘടനയിലെ സങ്കീർണ്ണതയും

ഡിഎൻഎയിലെ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ വഴി പുതിയ പ്രോട്ടീനുകൾ രൂപപ്പെടാനുള്ള സാധ്യതയെക്കുറിച്ച് ബയോ-ഫിസിസ്റ്റ് ഡഗ്ലസ് ആക്സ് (Douglas Axe) നടത്തിയ ഗവേഷണങ്ങൾ ശ്രദ്ധേയമാണ്. ഒരു പ്രോട്ടീൻ ശരിയായ രീതിയിൽ മടങ്ങി (Fold) അതിന്റെ ധർമ്മം നിർവ്വഹിക്കണമെങ്കിൽ അമിനോ ആസിഡുകൾ വളരെ കൃത്യമായ ക്രമത്തിലായിരിക്കണം. ആക്സിന്റെ പഠനമനുസരിച്ച്, 150 അമിനോ ആസിഡുകൾ നീളമുള്ള ഒരു പ്രോട്ടീൻ ചെയിനിൽ ഒരു പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ഘടന ലഭിക്കാനുള്ള സാധ്യത 10^77
-ൽ ഒന്ന് മാത്രമാണ്.
ഈ അങ്ങേയറ്റത്തെ അപൂർവ്വത അർത്ഥമാക്കുന്നത് ക്രമരഹിതമായ മ്യൂട്ടേഷനുകളിലൂടെ പുതിയ പ്രോട്ടീൻ കുടുംബങ്ങൾ രൂപപ്പെടുക എന്നത് പ്രായോഗികമായി അസാധ്യമാണെന്നാണ്. പ്രോട്ടീൻ മടക്കുകൾ (Protein folds) അതീവ സംവേദനക്ഷമതയുള്ളവയാണെന്നും അവയിലെ ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾ പോലും അവയുടെ പ്രവർത്തനത്തെ തകരാറിലാക്കുമെന്നും അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഗവേഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഇത് ‘അഭേദ്യമായ സങ്കീർണ്ണത’ (Irreducible Complexity) എന്ന വാദത്തിന് ശാസ്ത്രീയമായ പിൻബലം നൽകുന്നു.
മോളിക്കുലാർ ബയോളജിസ്റ്റായ ഡഗ്ലസ് ആക്സ് (Douglas Axe), ഡിഎൻഎയിലെ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ വഴി പുതിയ ജീവരൂപങ്ങളോ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രോട്ടീൻ ഘടനകളോ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യതയെ വളരെ സംശയത്തോടെയാണ് വീക്ഷിക്കുന്നത് എന്ന് ചുരുക്കം.
അദ്ദേഹത്തിന്റെ ശാസ്ത്രീയ അന്വേഷണങ്ങളിലൂടെ സമർത്ഥിക്കുന്ന പ്രധാന കാഴ്ചപ്പാടുകൾ താഴെ പറയുന്നവയാണ്:

മ്യൂട്ടേഷനുകളുടെ പരിമിതി:

കേവലം യാദൃശ്ചികമായ മ്യൂട്ടേഷനുകൾക്കും (Random Mutations) പ്രകൃതിനിർദ്ധാരണത്തിനും (Natural Selection) സങ്കീർണ്ണമായ പുതിയ ജൈവ വിവരങ്ങൾ (Genetic Information) സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയില്ലെന്ന് അദ്ദേഹം വാദിക്കുന്നു. ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾ സംഭവിക്കാമെങ്കിലും, അടിസ്ഥാനപരമായി പുതിയൊരു പ്രോട്ടീൻ ഘടന രൂപപ്പെടാൻ ഇത് പര്യാപ്തമല്ലെന്നാണ് അദ്ദേഹത്തിന്റെ പക്ഷം.

പ്രോട്ടീൻ ഫോൾഡിംഗിലെ അപൂർവ്വത:
2004-ൽ അദ്ദേഹം നടത്തിയ പഠനമനുസരിച്ച്, കൃത്യമായ ധർമ്മം നിർവ്വഹിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു പ്രോട്ടീൻ ഘടന (Functional Protein Fold) യാദൃശ്ചികമായി ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യത 10^77-ൽ ഒന്ന് മാത്രമാണ്. ഇത് അത്യന്തം വിരളമാണെന്നും അതിനാൽ പരിണാമ പ്രക്രിയയിലൂടെ ഇത്തരം ഘടനകൾ രൂപപ്പെടുക അസാധ്യമാണെന്നും അദ്ദേഹം സമർത്ഥിക്കുന്നു.
ഡിസൈൻ ഇൻട്യൂഷൻ (Design Intuition):
ജീവന്റെ സങ്കീർണ്ണത കാണുമ്പോൾ അത് ബുദ്ധിപരമായ ഒരു രൂപകല്പനയുടെ (Intelligent Design) ഫലമാണെന്ന് നമുക്ക് തോന്നുന്നത് കേവലം വികാരമല്ല, മറിച്ച് ശാസ്ത്രീയമായ ഒരു തിരിച്ചറിവാണെന്ന് അദ്ദേഹം തന്റെ ‘Undeniable’ എന്ന പുസ്തകത്തിൽ വ്യക്തമാക്കുന്നു.
ജൈവ വ്യവസ്ഥയുടെ തകർച്ച:
മ്യൂട്ടേഷനുകൾ മിക്കപ്പോഴും നിലവിലുള്ള ജൈവ ഘടനയെ തകർക്കാനാണ് സാധ്യതയെന്നും, പ്രയോജനകരമായ മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യത ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി അസാധ്യമാണെന്നും അദ്ദേഹം കരുതുന്നു.
ചുരുക്കത്തിൽ, ഡിഎൻഎയിലെ മാറ്റങ്ങൾ കൊണ്ട് മാത്രം ജീവന്റെ പരിണാമത്തെ വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയില്ലെന്നും, ഇതിനു പിന്നിൽ ഒരു ‘ബുദ്ധിപരമായ ഇടപെടൽ’ ഉണ്ടെന്നുമാണ് ഡഗ്ലസ് ആക്സിന്റെ പ്രധാന വാദം.
ശാസ്ത്രം വഴി വെട്ടുന്നത് മതബോധത്തിലേക്കാണെന്ന് ചുരുക്കം.

ജീവിവർഗങ്ങളിൽ കേംബ്രിയൻ മൃഗങ്ങൾ ഫോസിൽ രേഖയിലെ സ്വഭാവം പരിഗണിച്ചാൽ പെട്ടെന്ന് ആവിർഭവിച്ചതാണെന്നും പൂർണ്ണവികസിതമായ രൂപത്തോടെ തന്നെയായിരുന്നെന്നുമാണ് വ്യക്തമാകുന്നത്. എന്നാൽ നവ ഡാർവീനിയൻ പ്രതീക്ഷ അഥവാ നിഗമനം ദശലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളിലെ ലളിതമായ മാറ്റങ്ങളിലൂടെയാണ് ഇത് സംഭവിച്ചത് എന്നാണ്. കേംബ്രിയൻ മൃഗങ്ങളുടെ പരിവർത്തന ഫോസിലുകൾ ഫോസിൽ രേഖകൾ പരിഗണിച്ചാൽ അപൂർവ്വം അല്ലെങ്കിൽ നിലവിലില്ല എന്ന് തന്നെ പറയേണ്ടിവരും എന്നതാണ് വസ്തുത. ഇവിടെ നവഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് അവരുടെ പ്രതീക്ഷ പോലെ ആയിരക്കണക്കിന് മധ്യവർത്തി രൂപങ്ങൾ എന്ന നിഗമനത്തെ ഫോസിൽ തെളിവുകൾ സാധൂകരിക്കുന്നില്ല.
ജീവി വർഗങ്ങളുടെ സ്ഥിരതയുടെ കാര്യത്തിലും ഫോസിൽ തെളിവുകളും നവഡാർവീനിയൻ നിഗമനവും തമ്മിലും ഈ വൈരുദ്ധ്യം കാണാം. ദശലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു എന്നതിനാണ് ഫോസിൽ പഠനം തെളിവു നൽകുന്നത്. എന്നാൽ ഇവിടെ നവ ഡാർവിനീയൻ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് നിരന്തരമായ ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾ അനിവാര്യമാണ് താനും. ഈ വൈരുദ്ധ്യങ്ങൾ നവഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തങ്ങൾക്ക് പാലിയന്റോളജിക്കൽ തെളിവുകളും വേണ്ടവിധം പിൻബലം നൽകുന്നില്ല എന്ന് തന്നെയാണ്.

പാലിയന്റോളജിക്കൽ വെല്ലുവിളികളും കേംബ്രിയൻ സ്ഫോടനവും

ഭൂമിയിലെ ജീവന്റെ ചരിത്രത്തിൽ ജീവജാലങ്ങൾ ക്രമാനുഗതമായ മാറ്റങ്ങളിലൂടെയല്ല രൂപപ്പെട്ടതെന്ന് ഫോസിൽ രേഖകൾ സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നു. ഡാർവിൻ വിഭാവനം ചെയ്ത ‘ജീവിത വൃക്ഷത്തിന്’ (Tree of Life) പകരം, പല പുതിയ ശരീര ഘടനകളും (Body plans) പെട്ടെന്ന് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതാണ് ഫോസിൽ പഠനങ്ങളിൽ കാണുന്നത്. ഇതിൽ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടതാണ് ഏകദേശം 530 ദശലക്ഷം വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് നടന്ന ‘കേംബ്രിയൻ സ്ഫോടനം’ (Cambrian Explosion).കേംബ്രിയൻ കാലഘട്ടത്തിൽ വെറും 10 മുതൽ 20 ദശലക്ഷം വർഷങ്ങൾക്കിടയിൽ മിക്കവാറും എല്ലാ പ്രധാന മൃഗവിഭാഗങ്ങളും (Phyla) പൂർണ്ണരൂപത്തിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു. ഇവയുടെ പൂർവ്വികരെയോ പരിവർത്തന ഫോസിലുകളെയോ (Intermediate fossils) കണ്ടെത്താൻ ഇതുവരെ സാധിച്ചിട്ടില്ല. ഫോസിൽ രേഖകളിലെ ഈ വിടവ് ഡാർവിൻ തന്നെ തന്റെ പുസ്തകത്തിൽ ഒരു വലിയ പ്രതിസന്ധിയായി രേഖപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. ആധുനിക പാലിയന്റോളജിസ്റ്റുകളായ സ്റ്റീഫൻ ജെ. ഗൗൾഡ് (Stephen Jay Gould), നൈൽസ് എൽഡ്രെഡ്ജ് (Niles Eldredge) എന്നിവർ ഈ പ്രതിഭാസത്തെ വിശദീകരിക്കാൻ ‘പങ്ക്ചുവേറ്റഡ് ഇക്വിലിബ്രിയം’ (Punctuated Equilibrium) എന്ന സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ടുവെച്ചു. ഇതനുസരിച്ച് ജീവിവർഗങ്ങൾ ദീർഘകാലം മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുകയും (Stasis) പെട്ടെന്നുണ്ടാകുന്ന സ്ഫോടനാത്മകമായ മാറ്റങ്ങളിലൂടെ പുതിയ വർഗങ്ങൾ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഉദാഹരണത്തിന് ജീവിവർഗങ്ങളിൽ കേംബ്രിയൻ മൃഗങ്ങൾ ഫോസിൽ രേഖയിലെ സ്വഭാവം പരിഗണിച്ചാൽ പെട്ടെന്ന് ആവിർഭവിച്ചതാണെന്നും പൂർണ്ണവികസിതമായ രൂപത്തോടെ തന്നെയായിരുന്നെന്നുമാണ് വ്യക്തമാകുന്നത്. എന്നാൽ നവ ഡാർവീനിയൻ പ്രതീക്ഷ അഥവാ നിഗമനം ദശലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങളിലെ ലളിതമായ മാറ്റങ്ങളിലൂടെയാണ് ഇത് സംഭവിച്ചത് എന്നാണ്. കേംബ്രിയൻ മൃഗങ്ങളുടെ പരിവർത്തന ഫോസിലുകൾ ഫോസിൽ രേഖകൾ പരിഗണിച്ചാൽ അപൂർവ്വം അല്ലെങ്കിൽ നിലവിലില്ല എന്ന് തന്നെ പറയേണ്ടിവരും എന്നതാണ് വസ്തുത. ഇവിടെ നവഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് അവരുടെ പ്രതീക്ഷ പോലെ ആയിരക്കണക്കിന് മധ്യവർത്തി രൂപങ്ങൾ എന്ന നിഗമനത്തെ ഫോസിൽ തെളിവുകൾ സാധൂകരിക്കുന്നില്ല.
ജീവി വർഗങ്ങളുടെ സ്ഥിരതയുടെ കാര്യത്തിലും ഫോസിൽ തെളിവുകളും നവഡാർവീനിയൻ നിഗമനവും തമ്മിലും ഈ വൈരുദ്ധ്യം കാണാം. ദശലക്ഷക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു എന്നതിനാണ് ഫോസിൽ പഠനം തെളിവു നൽകുന്നത്. എന്നാൽ ഇവിടെ നവ ഡാർവിനീയൻ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് നിരന്തരമായ ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾ അനിവാര്യമാണ് താനും. ഈ വൈരുദ്ധ്യങ്ങൾ നവഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തങ്ങൾക്ക് പാലിയന്റോളജിക്കൽ തെളിവുകളും വേണ്ടവിധം പിൻബലം നൽകുന്നില്ല എന്ന് തന്നെയാണ്.
മനുഷ്യൻ, തിമിംഗലങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ചരിത്രത്തിലും സമാനമായ പെട്ടെന്നുള്ള ജൈവ പരിവർത്തനങ്ങൾ കാണപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, കരയിൽ ജീവിച്ചിരുന്ന സസ്തനികൾ വെറും 10 ദശലക്ഷം വർഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ തിമിംഗലങ്ങളായി മാറിയെന്ന് പറയപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ ഈ മാറ്റത്തിന് ആവശ്യമായ ശരീരഘടനയിലെ പുനർക്രമീകരണങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, കാലുകൾ തുഴകളാകുന്നത്, പാലിന്റെ ഉത്പാദനത്തിലെ മാറ്റങ്ങൾ, ജലത്തിനടിയിലെ ശ്വസനം) ക്രമരഹിതമായ മ്യൂട്ടേഷനുകളിലൂടെ നടക്കാൻ ആവശ്യമായ സമയം ലഭ്യമല്ലെന്ന് ഗവേഷകർ ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു.(Günter Bechly, Fossil Friday: Three Modern Scientific Challenges to the Causal Adequacy of Darwinian Explanations
Science and Culture today, May 17, 2024)

ജനിതക പാരമ്പര്യവും എപ്പിജെനെറ്റിക്സും:
‘വിസ്മാൻ ബാരിയർ’ തകരുന്നു

പാരമ്പര്യമായി ലഭിക്കുന്ന വിവരങ്ങൾ ഡിഎൻഎ വഴി മാത്രമേ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയുള്ളൂ എന്നും, ഒരു ജീവി ജീവിച്ചിരിക്കുമ്പോൾ നേടിയെടുക്കുന്ന മാറ്റങ്ങൾ അടുത്ത തലമുറയിലേക്ക് കൈമാറില്ലെന്നും നവ-ഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തം ഉറച്ചു വിശ്വസിച്ചിരുന്നു. ഇതിനെ ‘വിസ്മാൻ ബാരിയർ’ (Weismann Barrier) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. എന്നാൽ എപ്പിജെനെറ്റിക്സ് എന്ന ശാഖയുടെ വളർച്ച ഈ വിശ്വാസത്തെ തകർത്തു. ഡിഎൻഎയുടെ ക്രമത്തിൽ മാറ്റം വരാതെ തന്നെ ജീനുകളുടെ പ്രവർത്തനം നിയന്ത്രിക്കാൻ സാധിക്കുമെന്നും ഇത്തരം മാറ്റങ്ങൾ അടുത്ത തലമുറകളിലേക്ക് കൈമാറാൻ കഴിയുമെന്നും ഇന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. എപ്പിജെനെറ്റിക് മാറ്റങ്ങൾ പരിസ്ഥിതിയുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഇത് പരിണാമം കേവലം ലോട്ടറി പോലെ ക്രമരഹിതമായി സംഭവിക്കുന്ന ഒന്നല്ലെന്നും, പരിസ്ഥിതിയോട് ജീവികൾ നടത്തുന്ന സജീവമായ പ്രതികരണമാണെന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ലാമാർക്കിന്റെ പാരമ്പര്യ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ (Lamarckism) ചില വശങ്ങളെ ഇത് വീണ്ടും ശാസ്ത്രീയ സംവാദങ്ങളിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു.

പരിണാമത്തിലെ ‘മൂന്നാം വഴി’ (The Third Way of Evolution)

നവ-ഡാർവീനിയൻ പരിണാമ വാദത്തെയും (Neo-Darwinism) ക്രിയേഷനിസത്തെയും (Creationism) ഒരുപോലെ തള്ളിക്കളയുന്ന ഒരു കൂട്ടം ശാസ്ത്രജ്ഞർ രൂപീകരിച്ച പ്രസ്ഥാനമാണ് ‘ദ തേർഡ് വേ’ (The Third Way). ജയിംസ് ഷാപ്പിറോ (James Shapiro), ഡെനിസ് നോബിൾ (Denis Noble) എന്നിവരാണ് ഇതിന്റെ മുൻനിരക്കാർ. ഇവരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ ജീവനുള്ള കോശങ്ങൾ കേവലം വിവരങ്ങൾ സൂക്ഷിച്ചുവെക്കുന്ന ഒന്നല്ല, മറിച്ച് അവയെ സജീവമായി വിശകലനം ചെയ്യാനും മാറ്റം വരുത്താനും കഴിവുള്ള (Cognitive) സംവിധാനങ്ങളാണ്. ജയിംസ് ഷാപ്പിറോയുടെ ‘നാച്ചുറൽ ജനിറ്റിക് എൻജിനീയറിങ്’ (Natural Genetic Engineering) എന്ന ആശയം അനുസരിച്ച്, സ്ട്രെസ് (Stress) പോലെയുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ കോശങ്ങൾ സ്വന്തം ജീനോമിനെത്തന്നെ പുനർക്രമീകരിക്കാൻ കഴിവുള്ളവയാണ്. ട്രാൻസ്പോസബിൾ എലമെന്റുകൾ (Transposable elements), സിംബയോജെനെസിസ് (Symbiogenesis), ഹോറിസോണ്ടൽ ജീൻ ട്രാൻസ്ഫർ (Horizontal gene transfer) എന്നിവയിലൂടെ വലിയ തോതിലുള്ള ജനിതക മാറ്റങ്ങൾ പെട്ടെന്ന് സംഭവിക്കുന്നു. ഇത് ഡാർവിൻ വിഭാവനം ചെയ്ത ‘ചെറിയ മാറ്റങ്ങളുടെ തുടർച്ച’ എന്ന സങ്കൽപ്പത്തെ അസാധുവാക്കുന്നു.
പരമ്പരാഗതമായ നവ-ഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തങ്ങളിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി, ജീവന്റെ വികാസത്തെയും മാറ്റങ്ങളെയും വിശദീകരിക്കുന്ന പുതിയൊരു കാഴ്ചപ്പാടാണ് ‘പരിണാമത്തിന്റെ മൂന്നാം വഴി’. ഇതിൽ പ്രധാനമായും മൂന്ന് പ്രക്രിയകളാണ് ചൂണ്ടിക്കാണിക്കപ്പെടുന്നത്. ആദ്യത്തേത് നാച്ചുറൽ ജനിറ്റിക് എൻജിനീയറിങ് ആണ്. നവ-ഡാർവീനിയൻ ചിന്താഗതി പ്രകാരം പരിണാമത്തിന് ആധാരമായ മാറ്റങ്ങൾ പുറത്തുനിന്നുള്ള ക്രമരഹിതമായ (Random) കാരണങ്ങളാലാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. എന്നാൽ, കോശങ്ങൾ സ്വന്തം ഡി.എൻ.എ (DNA) മുറിച്ചുമാറ്റുകയും കൂട്ടിച്ചേർക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിലൂടെ സ്വയം ജനിതക മാറ്റങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു എന്നതാണ് ഈ പുതിയ കാഴ്ചപ്പാട്.
രണ്ടാമതായി, വ്യത്യസ്ത ജീവിവർഗ്ഗങ്ങൾ ഒന്നുചേർന്ന് പുതിയ ജീവികളുണ്ടാകുന്ന സിംബയോജെനസിസ് (Symbiogenesis) എന്ന പ്രക്രിയയെ ഇത് എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. പാരമ്പര്യം ലംബമായി (Vertical) മാത്രമേ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടൂ എന്ന പഴയ വിശ്വാസത്തിന് വിരുദ്ധമാണിത്. ഇതിനോട് ചേർന്നുനിൽക്കുന്ന മറ്റൊന്നാണ് ഹോറിസോണ്ടൽ ജീൻ ട്രാൻസ്ഫർ. പാരമ്പര്യം മാതാപിതാക്കളിൽ നിന്ന് മക്കളിലേക്ക് മാത്രമാണ് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നത് എന്ന സങ്കൽപ്പത്തിന് പകരം, പരസ്പര ബന്ധമില്ലാത്ത ജീവികൾ തമ്മിൽ ജനിതക വിവരങ്ങൾ കൈമാറുന്ന രീതിയാണിത്. പരിണാമം എന്നത് വെറുമൊരു ആകസ്മികതയല്ലെന്നും ജീവശാസ്ത്രപരമായ സങ്കീർണ്ണമായ ഇടപെടലുകളുടെ ഫലമാണെന്നും ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ അടിവരയിടുന്നു.
ഈ കാഴ്ചപ്പാടിൽ ജീവൻ എന്നത് ഒരു യന്ത്രം പോലെയല്ല, മറിച്ച് അറിവിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു വ്യൂഹമാണ് (Cognitive network). ഇത് ജീവശാസ്ത്രത്തിൽ വലിയൊരു വിപ്ലവത്തിന് തുടക്കമിട്ടിരിക്കുകയാണ്.(Stephen L. Talbott, Evolution: A Third Way?, The nature institute Spring 2015)

ചുരുക്കത്തിൽ പരിണാമത്തെ കുറിച്ചുള്ള ഡാർവീനിയൻ പരികൽപനകൾ പുതിയ കണ്ടെത്തലുകളിലൂടെയും പുതിയ വിജ്ഞാന ശാഖകളുടെ വികാസങ്ങളിലൂടെയും നിരന്തരമായി ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടുകയാണ്. ഡാർവീനിസത്തെ കൂടുതൽ വ്യക്തതയോടെ മുന്നോട്ടുകൊണ്ടുപോകുന്ന ശാസ്ത്രധാരയായി പരിഗണിക്കപ്പെടുന്ന നവ-ഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തങ്ങളും പുതിയ ശാസ്ത്രീയ കണ്ടെത്തലുകൾക്ക് മുമ്പിൽ ഉത്തരമില്ലാത്ത സമസ്യയായി തുടരുകയാണ്. പരിണാമ ശാസ്ത്രരംഗത്തെ ഈ വികാസങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച് സാമാന്യമായ അവബോധം ആർജ്ജിക്കുകയും സ്വയം അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യുകയുമാണെങ്കിൽ ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും യുക്തിവാദത്തിന്റെയും പേരിൽ 19 ാം നൂറ്റാണ്ടിലെ കാലഹരണപ്പെട്ട ധാരണകൾ ഇന്നും പ്രചരിപ്പിക്കന്ന മൂഢ പ്രബുദ്ധതയിൽ നിന്ന് സാമ്പ്രദായിക യുക്തിവാദ നാട്യക്കാർ പിന്തിരിയേണ്ടി വരും. ശാസ്ത്രവും വിജ്ഞാന ശാഖകളും നിരന്തരം പുതുക്കപ്പെടുമ്പോൾ സ്വയം അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യാതെ വിജ്ഞാനചരിത്രത്തിൽ നിശ്ചലരായി നിൽക്കുന്നവരാണ് പലപ്പോഴും നമ്മുടേത് പോലുള്ള സമൂഹത്തിൽ ശാസ്ത്രവാദികളായും പുരോഗമന വാദികളായും ഉറഞ്ഞാടുന്നത്.

ചുരുക്കത്തിൽ പരിണാമത്തെ കുറിച്ചുള്ള ഡാർവീനിയൻ പരികൽപനകൾ പുതിയ കണ്ടെത്തലുകളിലൂടെയും പുതിയ വിജ്ഞാന ശാഖകളുടെ വികാസങ്ങളിലൂടെയും നിരന്തരമായി ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടുകയാണ്. ഡാർവീനിസത്തെ കൂടുതൽ വ്യക്തതയോടെ മുന്നോട്ടുകൊണ്ടുപോകുന്ന ശാസ്ത്രധാരയായി പരിഗണിക്കപ്പെടുന്ന നവ-ഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തങ്ങളും പുതിയ ശാസ്ത്രീയ കണ്ടെത്തലുകൾക്ക് മുമ്പിൽ ഉത്തരമില്ലാത്ത സമസ്യയായി തുടരുകയാണ്. പരിണാമ ശാസ്ത്രരംഗത്തെ ഈ വികാസങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച് സാമാന്യമായ അവബോധം ആർജ്ജിക്കുകയും സ്വയം അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യുകയുമാണെങ്കിൽ ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും യുക്തിവാദത്തിന്റെയും പേരിൽ 19 ാം നൂറ്റാണ്ടിലെ കാലഹരണപ്പെട്ട ധാരണകൾ ഇന്നും പ്രചരിപ്പിക്കന്ന മൂഢ പ്രബുദ്ധതയിൽ നിന്ന് സാമ്പ്രദായിക യുക്തിവാദ നാട്യക്കാർ പിന്തിരിയേണ്ടി വരും. ശാസ്ത്രവും വിജ്ഞാന ശാഖകളും നിരന്തരം പുതുക്കപ്പെടുമ്പോൾ സ്വയം അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യാതെ വിജ്ഞാനചരിത്രത്തിൽ നിശ്ചലരായി നിൽക്കുന്നവരാണ് പലപ്പോഴും നമ്മുടേത് പോലുള്ള സമൂഹത്തിൽ ശാസ്ത്രവാദികളായും പുരോഗമന വാദികളായും ഉറഞ്ഞാടുന്നത്.
നവ-ഡാർവീനിസത്തെ പ്രതിസന്ധിയിലാക്കുന്ന മറ്റ് ചില വിജ്ഞാന ശാഖകളുടെ കൂടി ചോദ്യങ്ങളെയും കണ്ടെത്തലുകളെയും ഇനിയും അവലോകനം ചെയ്യാനുണ്ട്. അവയിൽ പ്രധാനമാണ് ഇൻഫർമേഷൻ തിയറിയും ജീവന്റെ സങ്കീർണ്ണതയും സംബന്ധിച്ച പുതിയ കണ്ടെത്തലുകൾ.

ചിക്കാഗോ സർവ്വകലാശാലയിലെ പ്രൊഫസറായ ജെയിംസ് ഷാപ്പിറോ (James A. Shapiro) ആധുനിക പരിണാമ സിദ്ധാന്തത്തിൽ വളരെ നിർണ്ണായകമായ ചില തിരുത്തലുകൾ നിർദ്ദേശിച്ച ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്. അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കണ്ടെത്തലുകളും നിരീക്ഷണങ്ങളും കൂടുതൽ വിശദാംശങ്ങളോടെ ചർച്ച ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.
ഷാപ്പിറോയുടെ ഏറ്റവും വിപ്ലവകരമായ സങ്കൽപ്പമാണ് നാച്ചുറൽ ജനിറ്റിക് എൻജിനീയറിങ് (Natural Genetic Engineering). പരിണാമം എന്നത് വെറും ‘യാദൃശ്ചികം’ (Accidents) അല്ലെങ്കിൽ ക്രമരഹിതമായ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ (Random Mutations) വഴി സംഭവിക്കുന്ന ഒന്നല്ലെന്ന് അദ്ദേഹം വാദിക്കുന്നു. പകരം, ജീവകോശങ്ങൾക്ക് അവയുടെ സ്വന്തം ഡി.എൻ.എ ഘടനയെ ആവശ്യാനുസരണം പുനർനിർമ്മിക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ടെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. ഇതിനെയാണ് അദ്ദേഹം ‘നാച്ചുറൽ ജനിറ്റിക് എൻജിനീയറിങ്’ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. കോശങ്ങൾ വെറും നിർജീവമായ യന്ത്രങ്ങളല്ല, മറിച്ച് തങ്ങളുടെ നിലനിൽപ്പിനായി ജനിതക ഘടനയിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താൻ ശേഷിയുള്ള ‘അറിവുള്ള’ (Cognitive) സംവിധാനങ്ങളാണ്.
അദ്ദേഹം ആവിഷ്കരിച്ച മറ്റൊരു ആശയമാണ് ‘റീഡ്-റൈറ്റ്’ (Read-Write) ജനിതക വ്യവസ്ഥ. പരമ്പരാഗതമായി ഡി.എൻ.എ എന്നത് മാറ്റം വരുത്താൻ കഴിയാത്ത ഒരു ‘റീഡ്-ഒൺലി’ (Read-only) മെമ്മറി ആയാണ് കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നത്. എന്നാൽ ഡി.എൻ.എ എന്നത് കോശങ്ങൾക്ക് വായിക്കാനും (Read) സാഹചര്യത്തിനനുസരിച്ച് മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തി തിരുത്തി എഴുതാനും (Write) കഴിയുന്ന ഒന്നാണെന്ന് ഷാപ്പിറോ തെളിയിച്ചു. സമ്മർദ്ദകരമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ (Stressful environments) ജീവൻ നിലനിർത്താൻ കോശങ്ങൾ ഈ ജനിതക പുനർനിർമ്മാണം വേഗത്തിലാക്കുന്നു.
ഷാപ്പിറോയുടെ നവ-ഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തത്തിനുള്ള വിമർശനങ്ങളെ ഇങ്ങനെ സംഗ്രഹിക്കാം:
ഡാർവീനിയൻ സിദ്ധാന്തപ്രകാരം ചെറിയ മാറ്റങ്ങൾ കാലക്രമേണ കൂടിചേർന്നാണ് (Gradualism) വലിയ മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നത്. എന്നാൽ ഷാപ്പിറോ ഇത് പൂർണ്ണമായും ശരിയല്ലെന്ന് കരുതുന്നു. ഹൊറിസോണ്ടൽ ജീൻ ട്രാൻസ്ഫർ, സിംബയോജെനെസിസ്, ജീനോം ഡ്യൂപ്ലിക്കേഷൻ എന്നിവയിലൂടെ പെട്ടെന്നുണ്ടാകുന്ന വലിയ ജനിതക മാറ്റങ്ങളാണ് പരിണാമത്തിൽ വലിയ പങ്കുവഹിക്കുന്നതെന്ന് അദ്ദേഹം നിരീക്ഷിക്കുന്നു.
കോശങ്ങളുടെ സ്വയംഭരണാധികാരം (Cellular Agency) എന്ന ഒരു ആശയവും അദ്ദേഹം വികസിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്.
ജീവന്റെ അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റായ കോശങ്ങൾക്ക് ചുറ്റുപാടുമുള്ള വിവരങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്യാനും അതിനനുസരിച്ച് പ്രതികരിക്കാനും കഴിയുമെന്ന് അദ്ദേഹം വിശ്വസിക്കുന്നു. ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ സിസ്റ്റം പോലെ വിവരങ്ങൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാനുള്ള ശേഷി ഓരോ കോശത്തിനുമുണ്ട്. അതിനാൽ പരിണാമം എന്നത് അന്ധമായ ഒരു പ്രക്രിയയല്ല, മറിച്ച് കോശങ്ങൾ നടത്തുന്ന സജീവമായ ഒരു പ്രവർത്തനമാണ്.
ഷാപ്പിറോയുടെ വിഖ്യാതമായ “Evolution: A View from the 21st Century” എന്ന ഗ്രന്ഥത്തിൽ അദ്ദേഹം ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ വിശദമായി പ്രതിപാദിക്കുന്നുണ്ട്. ജീവശാസ്ത്ര ലോകത്ത് ഏറെ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്നതും എന്നാൽ പരമ്പരാഗത പരിണാമവാദികൾക്കിടയിൽ കടുത്ത വിയോജിപ്പുകൾ ഉള്ളതുമാണ് അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഈ ‘സെൽ-സെൻട്രിക്’ (Cell-centric) കാഴ്ചപ്പാട്.
ചുരുക്കത്തിൽ, പ്രകൃതിനിർദ്ധാരണം (Natural Selection) എന്നതിനേക്കാൾ ഉപരിയായി, കോശങ്ങൾക്കുള്ളിലെ സങ്കീർണ്ണമായ ജനിതക എൻജിനീയറിങ് പ്രക്രിയകളാണ് പരിണാമത്തിന് പിന്നിലെ യഥാർത്ഥ ചാലകശക്തി എന്ന് അദ്ദേഹം സ്ഥാപിക്കുന്നു.
ഈ വസ്തുതകളൊക്കെയും തെളിയിക്കുന്നത് പരിണാമവാദത്തിന്റെ പരമ്പരാഗത ഭാഷ്യങ്ങൾ പുതിയ ശാസ്ത്രീയ കണ്ടെ‌ത്തലുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ നിരന്തരമായി തിരുത്തപ്പെടുന്നു എന്ന് തന്നെയാണ്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ പത്തൊമ്പതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ധാരണകളുമായി ഇന്നും പരിണാമവാദത്തെ മുറുകെ പിടിക്കുന്നവർ വാസ്തവത്തിൽ ശാസ്ത്രത്തിന്റെ പേരിൽ ഇന്ന് പുലർത്തുന്നത് തികഞ്ഞ അന്ധവിശ്വാസങ്ങളാണ് എന്നതാണ്. നിരന്തരമായി തിരുത്തപ്പെടുകയും ഒരു പക്ഷെ സമൂലം മാറ്റിമറിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നതാണ് എല്ലാ ശാസ്ത്രവിജ്ഞാനമേഖലകളുമെന്ന കാര്യം ഇന്ന് ശാസ്ത്രവാദികളെയാണ് ആദ്യം ബോദ്ധ്യപ്പെടുത്തേണ്ടത്.

തുടരും…