فرگشت چشم و پیچیدگی فرونکاستنی

فرانسیس هایچینگ در کتاب:«گردن زرافه، جایی که داروین اشتباه رفت» می‌نویسد:

برای‌ آ‌نکه چشم وظیفه‌اش را انجام دهد، باید اعضای زیر به طور هماهنگ با یکدیگر تنظیم شوند و کار کنند. چشم باید تمیز و مرطوب باشد. این وضعیت با تعامل غده اشکی و حرکت پلک‌ها حاصل می‌شود. مژه‌های پلک هم نقش یک صافی را در مقابل خورشید دارند. نور پس از عبور از میان بخش کوچک شفافی که در واقع پوشش بیرونی چشم یا‌‌ همان قرنیه است، از طریق یک عدسی پرده‌ای، به نام شبکیه، در عقب چشم متمرکز می‌شود.در شبکیه میلیون‌ها می‌له و مخروط حساس به نور با واکنش‌های «نوری شیمیایی» نور را به پیام الکتریکی تبدیل می‌کنند. در هر ثانیه چند هزار میلیون از این پیام‌ها، به طریقی که نمی‌دانیم چگونه است، به مغز منتقل می‌شوند تا در آ‌نجا عملیات لازم صورت گیرند. آشکار است که اگر در این مسیر کوچک‌ترین اشکالی پیش بیایید، مثلا اگر قرنیه کدر باشد یا مردمک نتواند گشاد شود یا عدسی به اندازه کافی شفاف نباشد یا نور‌ها متمرکز نشوند، تصویر قابل تشخیصی تشکیل نمی‌شود. چشم به صورت یک کل یا کار می‌کند یا کار نمی‌کند. خوب حال چطور ممکن است چنین چیزی حاصل تغییرات کوچک و کند و یکنواخت داروینی باشد؟ آیا واقعا پذیرفتنی است که در قرنیه و شبکیه که بدون هم کارایی ندارند، هزاران جهش به طور تصادفی همزمان رخ دهد که این دو با هم تکامل یابند؟ چشمی که نمی‌بیند چه ارزشی برای بقا می‌تواند داشته باشد؟

ریچارد داوکینز در این باره در کتاب ساعت ساز نابینا می‌نویسد:

اغلب از این استدلال استفاده می‌شود، شاید چون مردم تمایل دارند که نتیجه‌اش را باور کنند. به عبارت‌های زیر توجه کنید، «اگر کوچک‌‌ترین اشکالی پیش بیاید»، «اگر نور‌ها متمرکز نشوند» تصویر قابل تشخیصی تشکیل نمی‌شود. به احتمال زیاد شما دارید این نوشته را با عینک می‌خوانید، عینکتان را بردارید و نگاهی به دور و بر بیاندازید. موافقید که تصویر قابل تشخیصی تشکیل نمی‌شود؟

اگر مذکر باشید به احتمال یک بر دوازده ممکن است نسبت به رنگ کور باشید. ممکن است چشمتان آستیگمات باشد. احتمالا بدون عینک دیدتان خیلی واضح نیست. یکی از برجسته‌ترین نظریه پردازهای تکامل آ‌نقدر دیر به دیر عینکش را پاک می‌کند که همیشه دیدش تا حدی تار است ولی اوضاعش خوب پیش می‌رود و بنا به گفته خودش قبلا اسکواش هم بازی می‌کرده. اگر عینکتان را گم کنید، ممکن است دوستان را در خیابان نشناسید و باعث دلخوری آ‌ن‌ها بشوید. ولی اگر کسی به شما بگوید: «چون دیدت کافی نیست، بهتر است چشم‌هایت را ببندی تا عینکت پیدا شود» بیشتر دلخور می‌شوید. این‌‌ همان چیزی است که نویسنده این متن می‌خواهد بگوید.

او طوری می‌گوید عدسی و شبکیه بدون هم نمی‌توانند کار کنند «که انگار واقعیت محض را بیان می‌کند.» این حرف چه اعتباری دارد؟ یکی از نزدیکان من هر دو چشمش را عمل آب مروارید کرده است. اصلا عدسی ندارد. بدون عینک نه تنیس می‌تواند بازی کند نه با تفنگ نشانه بگیرد. اما خودش می‌گوید داشتن چشم بدون عدسی خیلی بهتر از بی‌چشمی است. لااقل می‌شود تشخیص داد که دارید می‌روید توی دیوار یا به کسی برخورد می‌کنید. اگر شما موجودی غیرانسان بودید، حتما از‌‌ همان چشم بدون عدسی برای دیدن هیکل تقریبی شکارچیتان از دور و تشخیص جهت حرکت او استفاده می‌کردید. در جهان ابتدایی، آ‌نجا که بعضی جانداران اصلا چشم ندارند و بعضی فقط چشم بدون عدسی دارند، داشتن چشم بدون عدسی کلی امتیاز محسوب می‌شود.

داوکینز جای دیگری این‌گونه توضیح می‌دهد:

این پرسش‌ها که «نصف یک چشم به چه کار می‌آید؟» و یا «نصف یک بال به چه کار می‌آید؟» نمونه‌هایی از برهان «پیچیدگی فرونکاستنی» هستند.

یک واحد کارکردی را هنگامی دارای پیچیدگی فرونکاستنی می‌دانیم که برداشتن یکی از اجزای آن واحد، موجب اختلال کلی در کارکرد آن شود.

این برهان فرض می‌گیرد که چشم و بال پیچیدگی فرونکاستنی دارند. اما همین که یک لحظه بیندیشیم، بی‌درنگ مغالطه را درمی یابیم. اگر عدسی چشم یک بیمار مبتلا به آب مروارید را با جراحی برداریم، او دیگر بدون عینک نمی‌تواند تصاویر را به وضوح ببیند، اما آن قدر بینایی دارد که با درخت برخورد نکند و یا از صخره فرونیفتد. درست است که داشتن نصف بال، به خوبی داشتن یک بال کامل نیست، اما مسلماً از بال نداشتن بهتر است. موقع سقوط از درختی به ارتفاع معین، بال نصفه می‌تواند شدت ضربهٔ برخوردتان به زمین را تخفیف، و جانتان را نجات دهد. و اگر ۵۱ درصد از یک بال را داشته باشید، می‌توانید از درختی اندکی بلند‌تر بیافتید و باز زنده بمانید. هر کسری از بال را که داشته باشید، ارتفاعی هست که با داشتن آن بال، جانتان نجات می‌یابد، در حالی که اگر بالتان اندکی کوچک‌تر بود از آن ارتفاع معین جان بدر نمی‌بردید. این آزمایش فکری دربارهٔ سقوط از درخت‌هایی با ارتفاع‌های معین، یک شیوهٔ درک این مطلب است که، به لحاظ نظری، منحنی مزیت بال باید شیب ملایمی داشته باشد که از ۱ تا ۱۰۰ درصد امتداد می‌یابد. جنگل‌ها پر از جانوران هواسُر یا چَترباز هستند. اینجانوران عملاً مراحل مختلف این شیب صعودی بال به قلهٔ محال را نشان می‌دهند.

اگر بخواهیم برای کاربرد چشم هم مثالی مشابه کاربرد بال‌های ناقص هنگام افتادن از درختان با ارتفاعات مختلف بزنیم، به راحتی می‌توانیم موقعیت‌هایی را تصور کنیم که در آن‌ها نصف یک چشم، جان جانور را نجات می‌دهد، در حالی که ۴۹ درصد آن چشم چنین نمی‌کند. این شیب‌های ملایم تکاملی چشم را می‌توان در تغییرات شرایط نوری، و تغییرات فاصلهٔ تشخیص شکارچی – یا شکار– یافت. و درست مانند وضعیت بال‌ها و سطوح پروازی، حالت‌های میانی چشم هم نه تنها قابل تصور‌اند، بلکه در سراسر دنیای وحش فراوان‌اند.

کِرم پَهن، چشمی دارد که با هر معیار معقولی، محقر‌تر از نصف چشم انسان است. حلزون دریایی ناوتیلوس چشمی دارد که در میانهٔ راه چشم کرم پَهن و چشم انسان است. برخلاف چشم کرِم پَهن که فقط نور و سایه را تشخیص می‌دهد، اما تصاویر را نمی‌تواند ببیند، چشم ناوتیلوس شبیه دوربینی بی‌عدسی است که می‌تواند یک تصویر حقیقی بسازد؛ اما تصویر آن در مقایسه با تصویر چشم ما تیره و تار است. هیچ آدم عاقلی نمی‌تواند انکار کند که چشم داشتن برای این جانور بی‌مهره و بسیاری جانواردان دیگر، بهتر از چشم نداشتن است و همگی این چشم‌ها در جایی روی این شیب پیوسته و ملایم به سوی قلهٔ محال جای می‌گیرند. بر روی این شیب، چشم ما نزدیک به یک قله‌است – هرچند نه مرتفع‌ترین قله، اما یکی از مرتفع‌ترین قله‌ها. در کتاب صعود به قلهٔ محال من یک فصل کامل را به چشم و یک فصل را نیز به بال اختصاص داده‌ام، و نشان داده‌ام که این دو به چه سادگی توانسته‌اند آهسته (وحتی شاید نه چندان آهسته) این مراتب صعودی را بپیمایند.

حال بهتر است با این عکس ومطلب از کتاب «فرگشت و ژنتیک» با مکانیسم فرگشت چشم آشنا بشویم:

تکامل و فرگشت چشم

منبع: کتاب فرگشت و ژنتیک.

طبق نظریه انتخاب طبیعی، در ابتدا تعداد معدودی از جانداران به دلایلی (جهش ژنتیکی) صاحب سلول‌های پوستی حساس به نور شدند. این سلول‌ها به آن‌ها توانایی تشخیص تاریکی از روشنایی را می‌داد. شاید این موضوع چندان مهم نباشد، ولی همین امکان (که افراد نابینا در حسرت آن هستند!) کمک می‌کرد موجود مسیر خود را پیدا کند یا نزدیک شدن دشمن را تشخیص دهد. به مرور نسل این موجودات که صاحب چشم ابتدایی بودند، افزایش یافت. میلیون‌ها سال طول کشید تا در تعدادی از این موجودات، فرگشت‌های دیگری رخ دهد و سلول‌های حساس به نور در یک حفره کم عمق جمع شوند. این موجودات قادر به تشخیص جهت نور شدند و در نتیجه نسل آن‌ها به خاطر دستیابی به این امکان، افزایش یافت. دوباره میلیون‌ها سال گذشت تا بخشی از همین موجودات، صاحب لایه‌ای از سلول‌های شفاف در جلوی چشمان ابتدایی خود شدند. این لایه شفاف از چشم محافظت می‌کرد و علاوه بر آن، نور‌ها را کمی خمیده می‌کرد تا جاندار یک تصویر هر چند تار از موانع سَرِ راه خود ببیند. میلیون‌ها سال دیگر طی شد و این قسمت مخاطی سخت‌تر شد تا به نوعی لنز مناسب تبدیل گردید.

البته تمام این مراحل در سطوح متفاوت از پیچیدگی نیز در موجودات زنده امروزی نیز یافت می‌شوند. بعضی ازموجودات مانند کرم‌ها که اصولاً فاقد چشم هستند و با کمک دیگر اندام حسی، مسیر حرکت را می‌یابند. کرم‌های پهن دریایی، صاحب یک حفره کوچک از سلول‌های حساس به نور هستند و با همین چشم ابتدایی می‌توانند سایه شکارچیان را تشخیص دهند و فرار کنند. حلزون‌ها با چشم نیمه پیشرفته خود تنها می‌توانند جهت نور را تشخیص دهند، اما از امکان دیدن اشیاء محروم هستند. دیگر موجودات دریایی و خشکی مانند اختاپوس‌ها و میمون‌ها هم با چشمان پیشرفته خود به وضوح قادر به دیدن اشیاء هستند.