نظریه تکاملی جدید ، معمای کوچک شدن حیوانات

تئوری تکاملی کوپ، یک نظریه کلاسیک است که مدعی است حیوانات تمایل دارند که از طریق زمان تکاملی بزرگتر شوند. اما مثال‌های زیادی وجود دارد که با این نظریه مخالفت می‌کنند، مانند برخی از مارها، بسیاری از گونه‌های لاک‌پشت، و حتی برخی از برفک‌ها، که تحقیقات گذشته نشان می‌دهد که یا کوچک‌تر شده‌اند یا اندازه‌ی آن‌ها ثابت مانده است.

در تکامل حیوانی، یک ایده کلاسیک ولی مورد اختلاف این است که بزرگتر بودن بهتر است. حیوانات بزرگتر می‌توانند به راحتی به عنوان شکارچیان، جنگجوها و همسران برتر توسط افزایش اندازه از رقابت پیشی گیرند. این امکان مهمترین برنده را فراهم می‌کند و به سادگی بقا را تسهیل می‌دهد.

این تئوری به نام “قاعده کوپ” است، به نام پالئونتولوژیست ادوارد درینکر کوپ نام‌گذاری شده است و در قرن 19 توسط پالئوبیولوژیست‌ها مطرح شد.

ابتدا، قاعده کوپ به عنوان یک توضیح مناسب برای گونه‌های مگامانندی مانند ماموت‌های ولگرد و پلنگ‌های شیر دندان‌دار که یک زمانی در امریکای شمالی وجود داشتند، به نظر می‌رسید. برای دایناسورها نیز، به نظر می‌آید که قاعده کوپ معتبر است. اما مستثنیاتی از این روند به زودی آشکار شدند.

به مرور زمان، برخی از گونه‌ها و جمعیت‌های حیوانات کوچک‌تر شده‌اند، نه بزرگتر، به گفته سوابق فسیلی. اسب‌های دوران یخبندان که در گذشته در آلاسکا زندگی می‌کردند، برخی از مارهای انول لیزارد که در جزایر کارائیب زندگی می‌کنند، بسیاری از انواع لاک‌پشت و حتی برخی از برفک‌ها، همگی از طریق تحقیقات، نشان می‌دهند که در طول زمان کوچک‌تر شده‌اند.

این مشاهدات با انتظارات عمومی اندازه حیوانات مغایرت دارند و برای دهه‌ها بی‌توضیح مانده‌اند. یک فرضیه تکاملی جدید که از طریق مدل‌سازی کامپیوتری آزمایش شده است، می‌تواند به حل این راز کمک کند.

با توجه به تئوری ارائه شده در یک مطالعه که در 18 ژانویه در ژورنال Communications Biology منتشر شده است، میزان شدت رقابت بین گونه‌ها و ریسک بالای انقراض، حیوانات را به سمت کوچک‌تر شدن سوق می‌دهد. پژوهشگران یک مدل کامپیوتری پیچیده از تکامل جامعه با 20 پارامتر ریاضی مختلف از جمله نرخ شکار و مرگ پایه را ایجاد کردند.

آن‌ها یک گروه مدل‌سازی شده از ارتباطات میان افراد را از طی یک پیشرفت زمانی در شرایط مختلف پیگیری کردند و بررسی کردند که چگونه اندازه بدن، فراوانی گونه‌ها و نیشه اکولوژیکی تحت شرایط مختلف تغییر می‌کنند. از طریق مدل خود، آن‌ها دینامیک‌های مختلف منابع و ریسک را بررسی کردند و در نتیجه متغیرهای اندازه تحت شرایط مختلف را پیش‌بینی کردند.

در برخی از تنظیمات، به نظر می‌آید که قاعده کوپ درست است. زمانی که رقابت برای منابع بین گونه‌ها کم و ریسک کلی انقراض کم است، مدل نشان می‌دهد که حیوانات به سمت بزرگتر شدن تمایل دارند.

به همین ترتیب، زمانی که شکارچیان اصلی منقرض می‌شوند، حیوانات پایین‌تر در پیرامون اکولوژیکی ممکن است برای بهره‌مندی از شغف باز به اندازه بزرگتر تکامل یابند. اما در سناریوهای بسیار رقابتی – جایی که رقابت برای شکار، محل زندگی یا سایر نیازهای اساسی در وب زندگی بسیار شدید است .

جمعیت حیوانات ممکن است اندازه خود را حفظ کند یا حتی کوچک‌تر شود، به گفته نویسنده اصلی مطالعه، شوون‌لال روی، استاد و مدل‌ساز اکولوژیکی در دانشگاه ریدینگ در انگلستان.

روی می‌گوید: “ما واقعاً این را انتظار نداشتیم.” او و همکارانش هدف خود را تکذیب قاعده کوپ نگذاشتند، بلکه می‌خواستند ببینند آیا مدل‌سازی را پشتیبانی می‌کند یا نه.

این تئوری بیش از یک قرن است که مورد بحران و جدل قرار گرفته است.

برخی از زیست‌شناسان تکاملی و پالئونتولوژیست‌ها آن را به عنوان یک اثر از انتخاب گونه‌های بزرگ رد کرده‌اند، در حالی که دیگران به این تئوری وفادار مانده‌اند که به نظر می‌آید برای بسیاری از گونه‌ها صدق می‌کند.

نتایج مطالعه نشان می‌دهد که واقعیت پیچیده‌تر از یک مفهوم تک اندازه است. علاوه بر این، یافته‌های مدل توضیحاتی از منحرف شدگی‌های قاعده را ارائه می‌دهند، به گفته روی: اینها تصادفات یا ناهنجاری‌ها نیستند، بلکه نتایجی از فشارهای ریاضی قابل تفسیر هستند.

برای سناریوهایی که گونه‌ها به مرور زمان کوچک‌تر می‌شوند، پژوهشگران یک “قاعده کوپ معکوس بازگشتی” پیشنهاد می‌کنند. به راهنمایی این تئوری جدید، رقابت شدید حیاتی را مجبور به تنوع در نیشه‌های اکولوژیکی می‌کند، به دنبال غذاها یا محیط‌های جدید.

اما، روی توضیح می‌دهد، همیشه فشاری برای بازگشت به منبع اصلی وجود دارد که حیوان ابتدا برای آن مناسب بوده‌است. دسترسی به منبع مورد نظر آسان‌تر است اگر اندازه‌ی حیوان کوچکتر باشد.

حیوانات کوچک کمترین فضا را اشغال کرده و کمترین انرژی را نیاز دارند. البته بزرگ بودن هم مزایای خود را دارد، اما گاهی اوقات کوچک بودن برتری دارد.