Hvorfor Har Ikke Nogen Dyr Hjul?

{h1}

De fleste menneskelige teknologier har analoger i naturen. Men hvorfor har ikke hjul - vores mest nyttige opfindelse af alle - evigt udviklet sig?

Fra de magnetiske kompasser af migrerende gæs og delfin sonar til bæverdæmmer og myrbrug er de fleste af de geniale ting, vi mennesker har opfundet, opstået millioner af år tidligere i naturen via den langsomme, men konstante udviklingstid. Hvorfor ikke hjulet?

Dyr klapper, fladder, flyder, løber, går og hopper. De svømmer, glider, skater, oscillerer, glider og padler. Lejlighedsvis vil de endda krølle op i bolde og tommelhoved over hæle. Men ikke et dyr ruller rundt på en roterende kropsdel: et biologisk hjul.

Faktum synes endnu mere chokerende, når man overvejer den relative enkelhed af hjul sammenlignet med øjnene. Mens et øje indeholder hornhinde, pupil, linser, nethinden, fovea, optisk skive og optisk nerve, som hver er bygget af specialiserede celler, og som alle skal fungere perfekt for at give normal vision, et hjul består af ikke mere end en cylinder, der frit drejer omkring en fast akse. Og alligevel har øjet opstå flere gange i Kingdom Animalia, mens hjulbevægelsen ikke er blevet vist en gang.

Forklaringen tager os til hjertet af, hvordan evolutionen virker.

På trods af øjets kompleksitet formår det at udvikle sig, fordi hvert forskud i dets udvikling giver en fordel. For det første er en skabning født med en mutant patch af lysfølsomme celler på overfladen, hvilket hjælper det med at fortælle, hvor solen er. Over tusinder af år, i væsenets efterkommere synker plasterne for at blive foring af et hul, som bedre kan mærke retningen for indkommende lys. Via yderligere mutationer bliver hullet til et hulrum med en lille åbning - eleven - skaber et pinhole kamera-lignende system. Gradvis fyldes hulrummet med væske, og ekstra dele bliver klædt på for bedre at fokusere indkommende lys, såsom linsen og hornhinden. Fra start til slut kan et fuldt øje udvikle sig i så lidt som 400.000 år, evolutionære biologer har vurderet.

Hjulet er derimod et irreducibelt komplekst system: Det skal fungere perfekt til at arbejde overhovedet. Hvis hjul og aksler ikke er cirkulære, svigtende eller de forkerte relativdiametre, drejer de sig simpelthen ikke. Det sofistikerede tømrerarbejde, der kræves til modehjul-og-aksesystemer, forklarer hvorfor mennesker ikke lykkedes at opfinde dem før bronzealderen, da vi allerede støbte metallegeringer, konstruerede kanaler og sejlbåde og endda designe harpe og andre komplekse musikinstrumenter. [Hvorfor det tog så lang tid at opfinde hjulet]

Evolution kan kun bygge kropsdele i trin, men fordi et rudimentært, ikke-roterende protohjul ikke giver nogen fordel for et dyr, er hjuludviklingsprocessen bestemt aldrig til at begynde. "Hjulet kan være et af de tilfælde, hvor ingeniørløsningen kan ses i almindelig visning, men at være uopnåelig i evolution, fordi den ligger på den anden side af en dyb dal", forklarede den evolutionære biolog Richard Dawkins i en klassisk 1996-artikel om manglende biohjul i naturen, offentliggjort i The Sunday Times.

Endelig overveje dette: Selv om et dyr kunne pludselig springe over denne dal og finde sig i besiddelse af den genetiske plan for et perfekt par hjul, hvordan ville det til og med vokse dem? At dreje frit kan hjulene ikke fastgøres til akslerne, der understøtter resten af ​​kroppen. Så hvordan ville levende hjul modtage næringsstoffer og bortskaffe affald uden tilknytningspunkter? Som Dawkins sagde: "Problemet med at levere et frit roterende organ med blodkar (for ikke at nævne nerver), der ikke binder sig i knuder, er for levende til at stave ud!"

Følg Natalie Wolchover på Twitter @nattyover eller Life's Little Mysteries @ llmysteries. Vi er også på Facebook og Google+.


Video Supplement: Sako: Dæk - grundtræning af ældre hvalp.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com