Το μικρό φαίνεται πολύ όμορφο από εξελικτική άποψη. Οι μεγαλύτεροι δεινόσαυροι, πτερόσαυροι και θηλαστικά μπορεί να φαίνονται εντυπωσιακοί, αλλά αυτοί οι γίγαντες είναι πολύ περισσότεροι από μικροσκοπικά βακτήρια, καθώς και μονοκύτταρα φύκια και μύκητες. Ακόμη και οι μικροί οργανισμοί είναι αρχαίοι και απίστευτα ανθεκτικοί.
Οι πρώτες ενδείξεις για μονοκύτταρους οργανισμούς χρονολογούνται πριν από περίπου 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια, λίγο αφότου η νεοσύστατη Γη ψύχθηκε αρκετά ώστε να αναδυθεί οργανική ζωή. Τα πολυκύτταρα ζώα εξελίχθηκαν πριν από λιγότερο από ένα δισεκατομμύριο χρόνια και τα μεγαλύτερα και πιο πολύπλοκα ζώα εμφανίστηκαν λίγο περισσότερο από μισό δισεκατομμύριο χρόνια πριν. Για το μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας της Γης, ο πλανήτης κυριαρχούνταν από οργανισμούς όχι μεγαλύτερους από τη διάμετρο μιας ανθρώπινης τρίχας.
Τα μεγάλα ζώα τείνουν να χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να αναπτυχθούν και να φτάσουν σε σεξουαλική ωριμότητα και επομένως αναπαράγονται πιο αργά. Ενώ τα ποντίκια έχουν μικρό χρόνο γενιάς (πόσο χρόνο χρειάζεται για να μεγαλώσει και να γεννηθεί ένα νεογέννητο) περίπου 12 εβδομάδων, οι ελέφαντες χρειάζονται πιο κοντά στα 25 χρόνια.
Τα μεγάλα είδη τείνουν να εξελίσσονται πιο αργά και μπορεί να είναι λιγότερο ικανά να αντιμετωπίσουν μακροπρόθεσμες αλλαγές στο φυσικό και βιολογικό περιβάλλον. Οι μεγαλύτεροι οργανισμοί τείνουν επίσης να τα πηγαίνουν χειρότερα κατά τη διάρκεια μαζικών εξαφανίσεων. Τίποτα μεγαλύτερο από μια οικόσιτη γάτα δεν επέζησε από την πρόσκρουση του αστεροειδούς που εξαφάνισε τους δεινόσαυρους πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια.
Το να είσαι πολύ μεγάλος απαιτεί πολύ περισσότερη εξειδίκευση και πιο αργή αναπαραγωγή, τα οποία μειώνουν τις πιθανότητες επιβίωσης των περιβαλλοντικών αλλαγών. Για παράδειγμα, τα μεγαλύτερα σπονδυλωτά απαιτούν δυσανάλογα παχύτερα οστά και μεγαλύτερους μύες. Μια μυστηριώδης στο μέγεθος ενός ελέφαντα θα έσπαγε γρήγορα τα πόδια της αν προσπαθούσε να τρέξει.
Ως εκ τούτου, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι πολλές ομάδες ζώων φαίνεται να είναι σχετικά μικρές σε μέγεθος και οι εκπρόσωποι των πρώιμων διακλαδώσεων είναι συνήθως αρκετά μικροί. Οι αδερφές ομάδες των φτερωτών εντόμων περιλαμβάνουν τις μικροσκοπικές ουρές (συνήθως μικρότερες από 6 mm), ενώ οι μικροσκοπικές καθυστερημένες ή «νεροαρκούδες» είναι η αδελφή ομάδα των αρθρόποδων (που περιλαμβάνουν αράχνες και καρκινοειδή) και βελούδινα σκουλήκια.
Τα πρώτα θηλαστικά και μερικοί από τους πρώτους δεινόσαυρους (όπως π.χ Εοράπτορ (μήκος λιγότερο από δύο μέτρα) ήταν επίσης σχετικά μικροί σε σύγκριση με τους μεταγενέστερους, συχνά γιγάντους συγγενείς τους.
Γιατί να μπεις στον κόπο να ψηλώσεις;
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα στο να είσαι ψηλότερος. Το μεγαλύτερο μέγεθος μπορεί να διευκολύνει την αποφυγή των αρπακτικών (οι ελέφαντες και οι φάλαινες έχουν λίγους εχθρούς εκτός από τον άνθρωπο), να κυνηγούν θήραμα, να ανταγωνίζονται τους αντιπάλους και να υπομένουν προσωρινές δυσκολίες.
Οι μεγαλύτεροι οργανισμοί τείνουν επίσης να είναι καλύτερα ικανοί να συγκρατούν τη θερμότητα (λόγω της σχετικά μικρότερης επιφάνειας τους) και έχουν μεγαλύτερες δυνατότητες ευφυΐας.
Ωστόσο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχει ένα ανώτερο όριο στο μέγεθος των κυττάρων. Η μηχανική της κυτταρικής διαίρεσης διασπάται σε πολύ μικρά και πολύ μεγάλα κύτταρα.
Όλα τα έμβια όντα πρέπει επίσης να αντιμετωπίσουν έναν παγκόσμιο φυσικό περιορισμό που εντόπισε ο Galileo Galilei. Τα μεγαλύτερα κύτταρα τείνουν να έχουν μικρότερη επιφάνεια ανά μονάδα όγκου. Αυτό σημαίνει ότι η φυσική κίνηση (διάχυση) μορίων αερίου, θρεπτικών ουσιών και αποβλήτων μέσα και έξω από το κύτταρο δεν επαρκεί για τη διατήρηση της λειτουργίας χωρίς σύστημα μεταφοράς. Αυτά τα μόρια πρέπει επίσης να συνεχίσουν να μεταναστεύουν σε μεγαλύτερα κύτταρα.
Άρα η κατασκευή ενός μεγαλύτερου οργανισμού απαιτεί δύο πράγματα. Αρχικά, ομαδοποιήστε πολλά κύτταρα μαζί, ώστε να μπορούν να συνεργαστούν. Δεύτερον, διαφορετικά κύτταρα πρέπει να είναι εξειδικευμένα για διαφορετικές εργασίες—συμπεριλαμβανομένης της δομικής υποστήριξης, της πέψης των τροφών και της κίνησης πραγμάτων όπως το οξυγόνο και το CO₂.
Η εναλλακτική είναι να γίνετε επίπεδοι ή σαν κλωστή (όπως τα σκουλήκια από τρίχες αλόγου) ή λεπτοί και επίπεδοι (όπως τα πλατύσκουληκια). Αυτά τα ζώα δεν απαιτούν εσωτερικό σύστημα μεταφοράς επειδή κανένα από τα κύτταρά τους (ή το περιεχόμενό τους) δεν είναι μακριά από τον περιβάλλοντα αέρα ή νερό.
Ο παλαιοντολόγος Edward Cope (1840-1897) πρότεινε ότι τα άτομα όλων των γενεών τείνουν να αυξάνονται σε μέγεθος κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Αν και αυτό ισχύει από στατιστική άποψη, υπάρχουν πολλές εξαιρέσεις και οι μαζικές εξαφανίσεις συχνά μετατοπίζουν την κατάσταση στο μικρότερο άκρο του φάσματος.
Εάν σχεδιάσετε την κατανομή μεγέθους για σχεδόν οποιαδήποτε μεγάλη ομάδα ζώων, θα παρατηρήσετε μια εντυπωσιακά θετική προκατάληψη: τα περισσότερα είδη είναι πολύ πιο κοντά στο μικρότερο μέγεθος παρά στο μεγαλύτερο μέγεθος στη μητρική τους ομάδα και υπάρχουν σχετικά λίγα μεγάλα είδη. Για παράδειγμα, υπάρχουν περισσότερα είδη εντόμων (περίπου 5 εκατομμύρια) από όλες τις άλλες ομάδες ζώων μαζί, καθιστώντας τα αναμφισβήτητα την πιο επιτυχημένη ομάδα ζώων στη γη.
Τα περισσότερα έντομα είναι σκαθάρια με μέσο μήκος σώματος περίπου 6 mm. Γίγαντες όπως το σκαθάρι του Ηρακλή (μήκους 17 cm) και το σκαθάρι του ελέφαντα (μήκους 13 cm) είναι εξαιρετικά σπάνιοι.
Το μικρό μέγεθος επιτρέπει στα ζώα να ζουν σε μεγαλύτερη ποικιλία κόγχων και να διαιρούν τους πόρους πιο λεπτά, επιτρέποντας σε περισσότερα είδη και άτομα να φιλοξενούνται στον ίδιο βιότοπο. Τα έντομα είναι κύριοι αυτής της στρατηγικής.
Οι πράοι θα κληρονομήσουν τη γη — και πέρα από αυτήν
Παρά την τάση των οργανισμών να εξελίσσονται σε μεγαλύτερα μεγέθη, οι πιο απλοί και μικρότεροι οργανισμοί εξακολουθούν να έχουν πολλές απίστευτες ικανότητες που στερούνται από τους μεγαλύτερους οργανισμούς.
Πολλά από αυτά τα μικροσκοπικά «ακραιόφιλα» μπορούν να επιβιώσουν σε περιβάλλοντα που εξαφανίζουν τις περισσότερες άλλες μορφές ζωής.
Ορισμένα αρχαία (μονοκύτταροι οργανισμοί χωρίς πυρήνα) αντέχουν σε θερμοκρασίες πάνω από 200°C κοντά σε πηγές βαθιάς θάλασσας, ενώ άλλα είδη μπορούν να ευδοκιμήσουν σε νερά με υψηλές συγκεντρώσεις αλατιού, οξέος και αλκαλίου. Παρομοίως, τα μικροσκοπικά αργά μπορούν να αντέξουν θερμοκρασίες μεταξύ 150°C και -200°C, το κενό του διαστήματος, δεκαετίες αποξήρανσης και δόσεις ακτινοβολίας 1.000 φορές υψηλότερες από αυτές που χρειάζονται για να σκοτωθεί ένας άνθρωπος.
Διαβάστε περισσότερα: Ο μυστικός κόσμος των βρύων, αρχαίος πρόγονος όλων των φυτών και ζωτικής σημασίας για την υγεία του πλανήτη
Υπάρχουν ακόμη και μικροσκοπικά νηματώδη σκουλήκια που μπορούν να ζήσουν κάτω από τρία χιλιόμετρα συμπαγούς βράχου.
Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι τα μικρόβια θα μπορούσαν να επιβιώσουν σε διαπλανητικά ταξίδια μέσα σε μετεωρίτες. Οι επιστήμονες πιστεύουν επίσης ότι οποιαδήποτε ζωή βρίσκουμε αλλού στο ηλιακό σύστημα θα μπορούσε να έχει κοινή προέλευση με τη ζωή στη Γη – ξεκινάει από μικρή.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation με άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Ο Μάθιου Γουίλς έχει λάβει χρηματοδότηση από τα BBSRC, NERC, The Leverhulme Trust και το Ίδρυμα John Templeton.
Ο Tim Rock δεν εργάζεται, δεν συμβουλεύει, δεν κατέχει μετοχές ή δεν λαμβάνει χρηματοδότηση από οποιαδήποτε εταιρεία ή οργανισμό που θα επωφεληθεί από αυτό το άρθρο και δεν έχει αποκαλύψει σχετικές συνεργασίες πέρα από την ακαδημαϊκή τους απασχόληση.