„Nic w biologii nie ma sensu, jeśli jest rozpatrywane w oderwaniu od ewolucji.” Theodosius Dobzhansky
Podstawowe założenia teorii ewolucji są tak proste, że aż banalne:
- Organizmy rozmnażają się (replikacja);
- Potomstwo jest podobne do rodziców, ale nie identyczne (zmienność);
- Rodzi się więcej osobników, niż może przeżyć;
- Przeżywają – a więc również dają początek następnym pokoleniom – te organizmy, które w danych warunkach najlepiej potrafią wykorzystać zasoby środowiska (selekcja).
Pomimo tej prostoty, wokół ewolucjonizmu nagromadziło się się sporo nieporozumień. Prezentowany artykuł nie ma na celu omawiania poszczególnych koncepcji ewolucyjnych, ani tym bardziej polemiki z kreacjonistami, zwraca jedynie uwagę na niektóre błędne interpretacje rozpowszechnione wśród osób nie mających kontaktu z naukami biologicznymi.
1. Ewolucja: teoria czy fakt? - błędnie postawione pytanie
Czy ewolucja, jak czasami się słyszy, to tylko teoria – czy też potwierdzony fakt naukowy? Otóż jest to zarówno fakt, jak i teoria, a właściwie wiele teorii. Faktem jest zjawisko ewolucji. Faktem jest replikacja, zmienność i selekcja. Teorie mają tłumaczyć, czym ten fakt jest. Takie jest zadanie wszelkich teorii: wyjaśniać oraz przewidywać przebieg zjawisk i ich mechanizmy.
2. Ewolucja jako „przypadek”?
W kreacjonistycznych publikacjach często spotyka się opisy złożonych struktur biologicznych, zakończone pytaniem: „czy to mogło powstać przez przypadek?” Oraz wyliczanie prawdopodobieństwa powstania – np. konkretnej sekwencji białka złożonego z iluś-tam aminokwasów... Równie często można się spotkać z tyleż prawdziwym, co nieadekwatnym kontrargumentem zwolenników TE, że każde zjawisko o prawdopodobieństwie różnym od zera zaistnieje w wystarczająco długim czasie.
Oczywiście, że „przez przypadek” to powstać nie mogło, gdyż ewolucja nie polega na przypadku. Przypadkowy jest tylko pierwszy etap: mutacja, a w pewnym stopniu także (u form rozmnażających się płciowo) rekombinacja materiału genetycznego. Mutacje i rekombinacje prowadzą jedynie do powstania zmienności, która jest wyjściowym materiałem ewolucji. Zasadniczy mechanizm – dobór naturalny – jest całkowicie nieprzypadkowy. W każdym kolejnym pokoleniu utrwaleniu podlegają te formy genów, które replikują się skuteczniej w danych warunkach środowiska, przy czym przez „środowisko” należy rozumieć zarówno czynniki abiotyczne, oddziaływania z innymi organizmami, jak też zależności między genami. Jest to tzw. kumulatywne działanie doboru. Taki proces sumowania się drobnych, korzystnych zmian okazuje się bardzo efektywny dla tworzenia nawet niezwykle skomplikowanych struktur.
Z drugiej strony należy pamiętać, że dobór niczego nie przewiduje, wybiera jedynie z dostępnych struktur te, które w najskuteczniej się replikują w konkretnym pokoleniu. Stąd często rozwiązania nie są optymalne, a jedynie najlepsze z dostępnych w danych warunkach i niekiedy wobec zmian środowiska okazują się wręcz szkodliwe.
3. „Problem” form przejściowych.
Z prawa Hardy'ego-Weinberga wynika, że duże, zrównoważone populacje teoretycznie nie powinny ewoluować, gdyż ich pula genowa pozostaje statystycznie niezmienna. Największe zmiany, w tym te o charakterze specjacji, zachodzą w małych, izolowanych populacjach (specjacja perypatryczna) i te zachodzą stosunkowo szybko (w skali geologicznej). I wcale nie musi wchodzić tu w grę kontrowersyjna koncepcja równowag przestankowych Eldridge'a i Goulda. Biorąc przy tym pod uwagę warunki, jakie muszą wystąpić, aby doszło do fosylizacji, mamy szczęście, że w ogóle znaleziono jakiekolwiek formy pośrednie.
Skamieniałości właściwie świadczą tylko o tym, że kiedyś żyły inne formy, niż współcześnie. Metody molekularne o wiele wyraźniej ukazują zarówno stopień pokrewieństwa pomiędzy różnymi formami życia, jak również ciągłość świata organicznego. Rolę skamieniałości można by właściwie ograniczyć do skalowania zegara molekularnego, gdyby nie to, że warto by wiedzieć, jak te wymarłe formy wyglądały, a tego niestety analiza DNA nie pokaże.
Poza tym, konwencja obowiązująca w systematyce biologicznej wymaga zaklasyfikowania każdej formy życia, czy to żyjącej, czy to wymarłej, do określonego taksonu, choćby nawet wykazywała ewidentnie pośrednie cechy. Jest to konieczne ze względów formalnych, chociaż zaciemnia trochę obraz filogenezy.
W rzeczywistości każdy gatunek – również te występujące współcześnie – jest formą przejściową.
4. Czy pochodzimy „od małpy”?
Kwestia pochodzenia gatunku Homo sapiens jest właściwie marginalnym zagadnieniem ewolucjonizmu, wywołuje jednak mnóstwo niepotrzebnych emocji. Nie chodzi tu o prezentowanie kolejnej analizy pochodzenia człowieka. Co to znaczy „od małpy”? Oczywiście, nie od małp współcześnie żyjących. Linie rozwojowe człowieka i szympansa rozeszły się ok. 6 milionów lat temu. Czym jest „małpa”, a czym „człowiek”? Wciąż pokutuje jeszcze rozróżnienie na „małpy” (monkeys), „małpy człekokształtne” (apes) i „człowieka” (human). Ale to tylko nazwy różnych ssaków z rzędu naczelnych (Primates), a takie rozróżnienie wynika jedynie z naszego antropocentryzmu.
Oto oficjalna systematyka naszego gatunku:
domena – Eucarya
królestwo – zwierzęta (Animalia)
typ – strunowce (Chordata)
podtyp – kręgowce (Vertebrata)
gromada – ssaki (Mammalia)
podgromada – łożyskowce (Placentalia)
rząd – naczelne (Primates)
podrząd – małpy wąskonose (Catarrhini)
rodzina – człowiekowate (Hominidae)
rodzaj – człowiek (Homo)
gatunek – człowiek rozumny (Homo sapiens)
W rzeczywistości afrykańskie małpy człekokształtne – szympans i goryl, zaliczane do odrębnej rodziny Pongidae – są ewolucyjnie bliższe człowiekowi, niż azjatyckiemu orangutanowi, również zaliczanemu do Pongidae - „małp człekokształtnych”. Między człowiekiem a szympansem zachodzi 97- 99% (wg różnych źródeł) homologia DNA. Uwzględniając filogenezę, w jednej jednostce systematycznej (w randze rodziny lub podrodziny) powinno się umieścić orangutana, a w drugiej – goryla, szympansa i człowieka. Twierdzenie, że człowiek pochodzi od małpy traci sens wobec faktu, że po prostu JEST małpą...
5. „Nieredukowalne” struktury.
Sztandarowym przykładem takiej rzekomo „nieredukowalnej” struktury jest oko ze swoją „znajomością" praw optyki, zdolnością do akomodacji i pomocniczymi strukturami. Na co przydałoby się „pół oka”? Aby coś takiego powstało, konieczny wydaje się „projekt”, zaplanowanie i skonstruowanie przez inteligentną istotę. Sam Darwin pisał, że trudno mu sobie wyobrazić, by tak złożona struktura powstała w wyniku doboru.
Tymczasem akurat ewolucja oka wyjaśniona jest stosunkowo dobrze. Zacząć należy od tego, ze organizm reagujący na światło ma przewagę selekcyjną. Plamki światłoczułego barwnika występują już u jednokomórkowców. Następnym krokiem była by lokalizacja takiej plamki w zagłębieniu – wówczas organizm może określić kierunek, z którego pada światło. Taki organizm może lepiej zdobywać pożywienie i chronić się przed drapieżnikami. Stopniowe zwiększanie zagłębienia umożliwia już powstawanie prymitywnych obrazów, na zasadzie camera obscura, a następnie wypełnianie go przejrzystym materiałem o różnej od otoczenia gęstości optycznej doprowadza do wykształcenia soczewki. Kolejne kroki, to dalsze udoskonalanie budowy i funkcji. Wszystko na zasadzie „trochę to lepiej, niż nic, a trochę więcej lepiej niż mniej” - a więc kumulatywnego działania doboru, opisanego tu w p. 2.
Co więcej, oko ewoluowało wielokrotnie niezależnie, w odrębnych liniach rozwojowych: choćby oko kręgowców, i niezwykle podobne w budowie, chociaż w żadnym stopniu niehomologiczne, oko głowonogów, a także zupełnie odmienne oko złożone owadów.
Innym przykładem jest wić bakteryjna z niezwykłym „silniczkiem molekularnym”. Powstanie tej struktury nie jest wyjaśnione tak dobrze, jak oka, ale prawdopodobnym prekursorem „silniczka” są białka błonowe o zmiennej konformacji, najprawdopodobniej o charakterze ATPazy.
6. „Kierunkowość” i „postępowy” charakter ewolucji
Czasem definiuje się ewolucję jako stopniowy rozwój od struktur prostych do coraz bardziej złożonych. Niekiedy jest to prawda, niekiedy wręcz przeciwnie. Ewolucja jest procesem dostosowawczym, nie można mówić o jakimkolwiek jej kierunku, a już na pewno nie celu! Adaptacja niekiedy związana jest z komplikacja budowy, równie często jednak z uproszczeniem i redukcją. Co więcej, to nie najbardziej złożone organizmy dominują na Ziemi – większość biomasy stanowią prokarionty i eukariotyczne jednokomórkowce, tak wspaniale dostosowane w swoich niszach ekologicznych, że istnieją nieprzerwanie, niektóre od czasów prekambryjskich. Zniknięcie zwierząt i roślin nie zaszkodziło by im (no, poza niektórymi wyspecjalizowanymi pasożytami i symbiontami) – czego nie można powiedzieć o tzw. organizmach wyższych.
Natomiast ewolucja w określonym kierunku zachodzi tylko wtedy, kiedy przez dłuższy czas występuje stały nacisk selekcyjny.
Nie ma celu, nie ma postępu – jest tylko adaptacja. Geny, które w aktualnych warunkach powielają się najskuteczniej wyprą te mniej skuteczne, bez względu na złożoność organizmu. Większa złożoność powstaje tylko wtedy, gdy jest korzystna, np. umożliwia opanowanie nowego środowiska. Co prawda, nawet wśród biologów mówi się często o „zaawansowaniu ewolucyjnym”, należy jednak pamiętać, iż jest to skrót myślowy.
Natomiast ewolucja prowadzi zawsze do zwiększenia złożoności świata żywego jako całości. Z uwagi na wielość środowisk na naszej planecie zawsze znajdzie się organizm, który wytworzy adaptacje do życia w którymś z nich – nawet najbardziej skrajnym.
7. Największa pomyłka Darwina.
Darwin, niestety, zignorował prace G. Mendla (1822-1884), dowodzące, że cechy dziedziczne nie mieszają się. Np. z krzyżówek grochu o białych i czerwonych kwiatach nie powstają różowe, tylko cechy rodzicielskie przechodzą do następnych pokoleń, (statystycznie – w proporcjach określonych przez dominację i recesywność poszczególnych alleli), chociaż nie zawsze ujawniają się fenotypowo. Niestety, nie potrafiąc rozwiązać problemu, jakoby każda, nawet najlepsza modyfikacja materiału dziedzicznego musiała „rozpuścić się” w kolejnych pokoleniach, powrócił do Lamarckowskiej koncepcji dziedziczenia cech nabytych, tworząc ciekawą, ale błędną ideę pangenezy.
Współcześnie koncepcję „dziedziczenia cech nabytych” określa się mianem lamarckizmu, zapominając, że również Darwin wpadł w tą samą pułapkę. Obrazuje to klasyczny przykład żyrafy. Różnica między Lamarckiem a Darwinem polega na tym, że wg. Lamarcka żyrafa wyciągała szyję, chcąc dosięgnąć liści na najwyższych gałęziach – i to „dążenie do doskonalenia” miało być motorem ewolucji. Wg. Darwina, żyrafy o bardziej wyciągniętych szyjach miały większe szanse na zdobycie pożywienia, a więc większą szansę przeżycia. Idea doboru naturalnego wyeliminowała z ewolucjonizmu wątki teleologiczne, pozostał jednak problem źródła zmienności.
Można usprawiedliwiać Darwina tym, że w tamtych czasach osiągnięcia Mendla nie zostały zauważone przez środowiska naukowe. Dopiero w początkach XX w. H. de Vries i J. Bateson ponownie odkryli podstawowe prawa dziedziczności. Tym niemniej, podobno Mendel przesłał Darwinowi kopię swoich prac, a ten je zignorował! – niezwykły błąd, jak na tak skrupulatnego badacza!
Patrząc z punktu widzenia ówczesnego stanu wiedzy, „największa pomyłka Darwina” staje się zrozumiała. W połowie XIX wieku nikt nie słyszał o DNA, replikacji i mutacjach. Sam termin „gen” został wprowadzony dopiero w 1900 roku przez Johansena. Uwzględniając te ograniczenia, teoria Darwina wyprzedzała swój czas. Wielkim osiągnięciem Darwina jest wyeliminowanie koncepcji teleologicznych, w rodzaju „dążenie do doskonalenia”, zastąpionych naturalnym mechanizmem doboru.
Z punktu widzenia genów zasady ewolucji wyglądają jeszcze prościej, niż to przedstawiono na wstępie:
- Geny podlegają replikacji;
- Replikacja nie jest w 100% dokładna;
- Rozpowszechniają się te formy genów, które replikują się najskuteczniej.
Obecnie genetyka jest najważniejszym filarem syntetycznej teorii ewolucji. Metody molekularne jednoznacznie wskazują na ciągłość życia – ale to już temat na odrębny artykuł.
Źródło: http://www.darayavahus.w8w.pl/ewolucja.htm
Licencja: Creative Commons - użycie niekomercyjne