Da li bi akvatični sisari kao što su kitovi, orke i kljunasti delfini mogli evoluirati da ponovo žive na kopnu? Čini se da su šanse za to krajnje male, pošto su adaptacije koje im omogućavaju uspešan razvoj u vodi manje-više ireverzibilne – evoluciona granica posle koje baš nema šanse za povratak (na kopno).
Evolucione tranzicije u različite fizičke domene, kao iz vode na kopno i obrnuto, prilično su retke u istoriji života. U jednom trenutku pre oko 350-400 miliona godina, na granici perma i trijasa, nekoliko grupa riba izvuklo se iz vode na kopno prvi put.
Ta mala stvorenja imala su nerazvijene oblike udova, postepeno evoluirajući u vrste sa četiri uda (sisari, gmizavci i vodozemci) koje danas vidimo oko nas, poznate kao tetrapodi.
Međutim, pre oko 250 miliona godina, neki od tih tetrapoda su se predomislili i rešili da se vrate u vodeni svet koji su njihovi preci napustili. Te životinje su evoluirale u raznolik niz grupa, poput ihtiosaurusa, kitova i pingvina, poted ostalih, koje su nezavisno optimizovane za plivanje u vodi i uspešan razvoj u toj životnoj sredini.
Ovo kretanje tamo-amo između kopna i vode dovodi do nekih zanimljivih pitanja, pošto se tranzicija na kopno dogodila samo jednom u istoriji života na Zemlji, ali se povratak u vodu desio više puta. Zašto se ti sisari koji su se vratili u vodu nisu ponovo vratili na kopno?
Može biti privlačno razmišljati o evoluciji kao neograničenoj u potencijalu dozvoljavanja životinjama da se prilagode životnim sredinama. Pretpostavljamo da neka vrsta, ako ima dovoljno vremena, može evoluirati tako da uspeva u većini životnih sredina – ali nije tako.
Postoje granice i možda je te granice postavila sama evolucija. U ovom trenutku, ono što sprečava morske sisare da se ponovo vrate na kopno jeste da se adaptacije koje su im omogućile da plivaju ne mogu preokrenuti.
Ideju da evolucija nije reverzibilna prvi je izneo Lui Dolo, belgijski paleontolog iz 19. veka, i to je sad Dolov zakon, ili zakon ireverzibilnosti, koji kaže da kad je neka složena odlika izgubljena malo je verovatno da će biti ponovo stečena u budućim generacijama.
Godine 2023, istraživači iz Švajcarske i Švedske su testirali tu ireverzibilnost. Ispitali su više od 5.600 vrsta sisara da bi videli da li su akvatične adaptacije irevezibilne i da li su povezane sa promenama telesne mase.
Hiljade vrsta su podeljene u četiri kategorije – one bez akvatičnih adaptacija (potpuno kopnene vrste), one sa nekim akvatičnim adaptacijama, mada se još kreću po kopnu, one sa ograničenim kretanjem na kopnu, i one popuno akvatične.
Zatim je modelirana evolucija akvatičnih adaptacija širom grupa sisara putem takozvanih filogenetskih komparativnih metoda, statističkih tehnika koje koriste filogenetska stabla (evoluciona stabla) radi analize kako odlike evoluiraju tokom vremena. To je omogućilo procenu verovatnosti evolucije određenih odlika.
Otkriveno je da postoji granica između potpuno akvatičnih i poluakvatičnih vrsta, i da kad se ta granica jednom pređe akvatična adaptacija postaje ireverzibilna. To znači da pre dolaska do te granice poluakvatične odlike mogu da se preokrenu, ali u ograničenom obimu.
Tako je zato što je tranzicija u akvatične životne sredine povezana sa brojnim složenim promenama, koje uključuju povećanje telesne mase, što omogućava akvatičnim sisarima očuvanje toplote, prelazak na uglavnom mesoždresku ishranu koja podržava njihov metabolizam, kao i morfološke promene lobanja koje omogućavaju hranjenje u određenim ekološkim nišama.
Generalni nalaz je da ove adaptacije mogu učiniti životinje specijalizovanim za svoje vodene svetove, ali takođe predstavljaju velike teškoće u nadmetanju sa kopnenim vrstama. Iako teorijski nije nemoguće da neki akvatični sisar evoluira tako da se ponovo vrati na kopno u budućnosti, to je toliko malo verovatno da se može reći da jeste nemoguće.
