Hogyan alakulnak ki új funkciókat megvalósító rendszerek (gének, sejtek, szervek)?
... és hozzájuk tartozó eltérő helyzetben bekapcsolódó szabályozó rendszerek?
Ha van otthon egy bögrénk mit csinálunk vele? Iszunk belőle. Ha van 4? A család minden tagja iszik egyből. És ha 42?
Akkor 4ből iszunk, 4 esetleg a mosogatógépben van, de a többiben a gyerekek ceruzáit tartjuk, virágokat ültetünk beléjük, vagy a háziállatokat itatjuk belőle.
Az élőlények génjei az információt hordozó DNS molekulán, illetve ennek sokszorosan felcsavarodott változatában a kromoszómákon egymás után sorban helyezkednek el, mint egy könyvben a mondatok. A sejtosztódás során gyakran előfordul, hogy egy gén hibásan másolódik le. Ha egy fontos génben keletkezik hiba az élőlény elpusztulhat, mert alapvető anyagcsere vagy testfelépítési funkció esik ki. Ritka esetben a gén megváltozása egy, az adott környezetben hatékonyabban működő gént eredményez, ez lassan hajthatja előre az evolúciót. De létezik egy másik típusú hiba, amikor is egy DNS szakasz és a rajta lévő gén vagy gének, illetve szabályozó területek egymás után többször íródnak bele a genomba.
Mint amikor egy fáradt kódexmásoló elfelejt lapozni és ugyanazt a szöveget kétszer másolja át. Ennek hatására új lehetőségek nyílnak meg az élőlény számára. Amíg egy génből egyetlen példány van nagyon kell „vigyázni rá”, hiszen károsodása vagy funkciójának megváltozás veszélyes lehet. De ha a génből több van akkor a gén egyik példánya továbbra is változatlan marad, a többin viszont szabadon kísérletezhet az evolúció. Új funkciókat, új szabályozásokat találhat ki egy gén számára, idővel a gén megváltozik, mást csinál. Ha egy megsokszorozódott DNS szakasz nem egy funkcióért, hanem más gének szabályozásáért felelős elemeket tartalmaz az élőlényben új sejttípusok, vagy testtájak alakulhatnak ki.
Így alakultak ki például az eltérő molekulákat érzékelő szaglóreceptor molekulák, a vérben oxigént szállító hemoglobin molekula magzati és felnőtt változatai, a különböző típusú ideg-, izom-, stb-. sejtek, valamint az ízeltlábúak ízei, amelyik egyikén láb, a másikán csáp nő (a rovarokén 3 pár láb, a pókokén 4 pár a rákokén meg 5 pár). De, mint majd látjuk, az agy evolúciója során is alakultak kis hasonló megkettőződés folytán eltérő feladatokat megoldó agyterületek (a mozgás vagy tárgy érzékelésért felelős látókérgi területek, vagy a külvilágot eltérő aspektusból megértő bal és jobb agyfélteke).
Az oxigénkötő globin fehérjecsalád génjeinek leszármazása. Ide tartoik a bálnák izmaiban oxigént raktározó mioglobin, illetve az eltérő magzati és felnőtt vérben található eltérő tulajdonságú hemoglobinok.