Non c'è nulla di intrinseco nel processo di evoluzione per selezione naturale che porta necessariamente a un accumulo di complessità nel tempo. In effetti, lungo alcuni rami dell'albero della vita, è probabile che ci sia stato pochissimo aumento della complessità per miliardi di anni. Ma lungo altri rami di questo grande albero della vita, vediamo tendenze come un aumento delle dimensioni del corpo, un aumento del numero di diversi tipi di cellule, un aumento del numero di geni codificanti proteine e un aumento della dimensione totale del genoma.
Più e più volte, quando i biologi John Maynard Smith ed Eors Szathmary hanno soprannominato la principale transizione nell'evoluzione, vediamo queste tendenze.
Il mio collega Carl Bergstrom e io discutiamo queste importanti transizioni in dettaglio nel nostro libro di testo Evolution (WW Norton, 2012), ma, in breve, esse includono:
Potrebbe sembrare che ognuna di queste importanti transizioni sia unica. E in effetti alcuni, come l'origine del codice genetico e l'evoluzione delle cellule eucariotiche, erano eventi unici nel loro genere. Altre transizioni, come l'evoluzione della multicellularità e l'evoluzione della vita di gruppo, si sono evolute in modo indipendente numerose volte. Indipendentemente dal fatto che una grande transizione si sia verificata una o più volte, i biologi evoluzionisti ipotizzano che molte delle principali transizioni in evoluzione implichino la cooperazione tra entità precedentemente competitive. Ci sono due modi in cui questo tende ad accadere durante le principali transizioni:
Gli individui rinunciano alla capacità di riprodursi in modo indipendente e si uniscono per formare un gruppo più ampio che condivide la riproduzione. Per esempio, all'inizio della storia della vita, replicando indipendentemente le molecole unite all'interno di una membrana per formare proto-cellule. Più tardi, lungo numerosi rami sull'albero della vita, organismi unicellulari uniti per formare creature pluricellulari. Gli individui solitari iniziarono a vivere insieme in gruppi coloniali, a volte rinunciando anche alla possibilità di una replicazione indipendente, come vediamo in molte specie di insetti sociali. In ognuno di questi casi, unità precedentemente autonome e competitive, si fusero e condivisero il loro destino riproduttivo. I fan di Star Trek, pensa Borg.
Una volta che gli individui si aggregano in raggruppamenti di livello superiore, possono trarre vantaggio dai vantaggi cooperativi associati alle economie di scala e alle efficienze di specializzazione . Le economie di scala si verificano quando i gruppi possono svolgere un compito in modo più efficiente rispetto ai singoli individui. L'efficienza della specializzazione si ottiene perché quando i gruppi sono impegnati collettivamente in un compito, possono trarre beneficio da una divisione del lavoro, consentendo a individui diversi di specializzarsi in compiti diversi. Ad esempio, vediamo i benefici di entrambe le economie di scala e l'efficienza della specializzazione quando confrontiamo gli organismi multicellulari con le loro controparti unicellulari.
I grandi cambiamenti – le principali transizioni nella storia della vita sul nostro pianeta – sono, in un modo o nell'altro, sull'evoluzione della cooperazione.
Letture addizionali: Maynard Smith, J. ed E. Szathmary. 1997. The Major Transitions in Evolution. Oxford University Press, New York.