Od dziesięcioleci popularna ilustracja Rudolpha Zallingera, znana jako “Marsz postępu”, przedstawia ewolucję człowieka jako prostą linię – od prymitywnych przodków po współczesnego Homo sapiens. W ten sposób utrwaliło się przekonanie, że życie rozwija się zawsze “ku lepszemu” – od prostoty do złożoności, od przypadkowości do specjalizacji. Takie spojrzenie ma swoje źródło w tzw. prawie Dollo, sformułowanym przez paleontologa Louisa Dollo już w XIX wieku. Zakłada ono, że ewolucja jest jednokierunkowa – raz nabyta cecha, zwłaszcza złożona struktura, nie może zostać utracona ani cofnięta do wcześniejszej formy.
Czytaj też: Rośliny “przeciekają” i nie jest to dobra wiadomość
Jednak badanie opublikowane w czasopiśmie Evolution, przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Tennessee, podważa tę fundamentalną zasadę. Zespół badaczy skupił się na jednej z najstarszych grup roślin na Ziemi – paprociach z rodziny Blechnaceae, występujących w różnych środowiskach na całym świecie. Efekt? Odkrycie, które może zrewolucjonizować nasze rozumienie procesów ewolucyjnych.
Paprocie mogą upraszczać swoją budowę – czy to zgodne z prawami przyrody?
Punktem wyjścia dla badaczy były dwie strategie rozrodu obserwowane u paproci: monomorfizm i dymorfizm. Monomorficzne paprocie wykorzystują jeden typ liścia zarówno do fotosyntezy, jak i do produkcji zarodników. Dymorficzne z kolei wytwarzają dwa odrębne typy liści: jeden do fotosyntezy, drugi do rozmnażania. Z biologicznego punktu widzenia dymorfizm jest uznawany za bardziej zaawansowaną i wyspecjalizowaną strategię.
Czytaj też: Rośliny ostrzegają się nawzajem przed niebezpieczeństwem. Poznaliśmy ich sekretny język
Zgodnie z prawem Dollo, przejście z monomorfizmu do dymorfizmu powinno być nieodwracalne. A jednak analiza ponad 118 gatunków paproci wykazała coś zupełnie przeciwnego – u niektórych gatunków pojawił się dymorfizm, który z czasem… ustąpił miejsca monomorfizmowi. Jak podkreślają autorzy badania, oznacza to, że ewolucja u paproci nie jest ani liniowa, ani nieodwracalna.
Jednym z najbardziej intrygujących wniosków zespołu badawczego jest powiązanie tego zjawiska z metodą rozmnażania paproci. W odróżnieniu od roślin nasiennych, które raz przyjęły wyspecjalizowaną formę reprodukcji i pozostają w niej “uwięzione”, paprocie rozmnażają się przez zarodniki. To mniej skomplikowany mechanizm, który – jak się okazuje – daje więcej swobody ewolucyjnej.
Fakt, że paprocie nie mają nasion, może umożliwiać im większą plastyczność w adaptacji do zmiennych warunków środowiskowych. Liście mogą zmieniać swoją funkcję w zależności od potrzeb – z fotosyntetycznych w zarodnikotwórcze i odwrotnie. W efekcie roślina może “upraszczać się”, jeśli takie uproszczenie zwiększa jej szanse na przetrwanie.
Jak wyjaśnia dr Jacob S. Suissa, adiunkt na Uniwersytecie Tennessee i współautor badania:
Ewolucja nie ma linii mety. Nie ma ostatecznego celu, nie ma końcowego stanu. Nasze odkrycia sugerują, że nie każda specjalizacja reprodukcyjna u roślin jest nieodwracalna. Zamiast tego może to zależeć od tego, ile warstw złożoności roślina nagromadziła z biegiem czasu.
Choć badanie dotyczy konkretnej grupy paproci, jego znaczenie wykracza daleko poza świat roślin. To pierwszy tak mocny dowód na to, że ewolucja może “cofać się” w stronę form prymitywniejszych – i to nie przez przypadek, ale jako świadoma odpowiedź na warunki środowiskowe. Podważa to założenie, że złożoność jest zawsze celem ewolucji.
Konsekwencje mogą być ogromne. Jeśli podobne mechanizmy okażą się obecne także u innych organizmów – zwłaszcza tych o mniej skomplikowanej strukturze – będziemy musieli przemyśleć wiele założeń w paleontologii, biologii rozwoju, a nawet genetyce ewolucyjnej. W praktyce oznacza to również, że ślady “prymitywizacji” w skamieniałościach mogą nie być już traktowane jako błędy rekonstrukcji, ale realne przejawy dynamicznego mechanizmu ewolucyjnego.