Darwin wciąż żywy

Neodarwinizm jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym poglądem na historię życia. Czy ogół naukowców akceptuje wszystkie jego aspekty? W żadnym razie. Jakie są punkty zbieżne? Zależy, kogo zapytasz – fragment książki „Zbadaj ewolucję. Argumenty za i przeciw neodarwinizmowi” Stephena C. Meyera, Paula A. Nelsona, Jonathana Moneymakera, Scotta Minnicha, Ralpha Seelke'ego

Publikacja: 12.06.2015 01:12

Darwin wciąż żywy

Foto: Dea Picture Library/Getty Images

Współczesna teoria ewolucji sięga swoimi początkami książki Karola Darwina wydanej w 1859 roku pod tytułem „O powstawaniu gatunków drogą naturalnego doboru". Jednak ponad 150 lat po jej publikacji teoria ewolucji wciąż pozostaje w centrum intensywnej debaty społecznej. Jest ku temu oczywiście wiele powodów: filozoficznych, politycznych, a nawet teologicznych.

Celem naszej książki jest prześledzenie naukowych kontrowersji narosłych wokół teorii Darwina, a w szczególności współczesnej wersji tej teorii znanej jako neodarwinizm. Mamy nadzieję, że pomożemy Ci zrozumieć, czym jest ta teoria, dlaczego wielu naukowców uważa ją za przekonującą oraz dlaczego inni naukowcy podają ją w wątpliwość lub kwestionują niektóre jej aspekty.

Jak wyjaśnia się przeszłość

Wszystkie teorie dotyczące pytania o początki stawiają nas przed trudnym zadaniem wyjaśnienia przeszłości, której nie można zaobserwować. Teorie te próbują przybliżyć zdarzenia, których nie widziano, takie jak powstanie roślin i zwierząt lub powstanie naszego gatunku – Homo sapiens. Zadanie to jest trudne, ponieważ na przestrzeni niemal całej historii życia na Ziemi nie było nikogo, kto obserwowałby te wydarzenia. Na szczęście ów brak świadków naocznych nie oznacza, że nie możemy studiować historii życia. Znaczy to jedynie tyle, że musimy użyć innej strategii.

Naukowcy próbujący zrekonstruować przeszłość – nawet tę relatywnie niedaleką – muszą używać innych metod od tych, którymi posługują się naukowcy pracujący w laboratorium. Naukowcy eksperymentalni mogą obserwować zjawiska w kontrolowanych warunkach. Z kolei naukowcy zajmujący się historią, jak na przykład archeologowie i paleontologowie, muszą odkryć, co wydarzyło się w przeszłości, bez przywileju obserwowania jej bezpośrednio. Działają bardziej jak detektywi, śledząc i analizując wskazówki zostawione przez minione zdarzenia. Następnie starają się odtworzyć historię przyrody, korzystając ze znanych im danych oraz znajomości zależności przyczynowo-skutkowych. Jak powiedział nieżyjący już paleontolog z Harvardu Stephen Jay Gould, naukowcy zajmujący się historią życia muszą „wywnioskować historię z jej skutków".

Czasami odkrywamy, że te same skutki mogą być wyjaśnione na kilka sposobów. Kiedy pojawiają się konkurujące teorie, rozsądni ludzie mogą się nie zgodzić i nieraz faktycznie nie zgadzają się co do tego, która z nich najlepiej wyjaśnia obserwowane zjawiska. Ponadto, w naukach historycznych żadna ze stron nie może bezpośrednio zweryfikować swoich twierdzeń na temat przeszłych zdarzeń.

Na szczęście, mimo że nie możemy bezpośrednio zweryfikować tych twierdzeń, możemy je testować. Jak? Po pierwsze, gromadzimy tak wiele danych, jak to tylko możliwe, i przyglądamy się im uważnie. Następnie porównujemy konkurujące teorie w świetle tego, w jakim stopniu te dane wyjaśniają.

Przypuśćmy, że zasypiasz na kanapie w ciepłe weekendowe popołudnie w czasie oglądania telewizji (powiedzmy – głupiego filmu). Gdy się budzisz, wychodzisz na dwór i spostrzegasz dwa fakty:

1. Dojazd do twojego garażu jest mokry.

2. Samochód na podjeździe jest również mokry.

Co możesz wywnioskować na podstawie tych dwóch faktów? Może padało, gdy drzemałeś. A może włączyły się automatyczne zraszacze. Jeśli dysponujemy jedynie danymi, że dojazd i samochód są mokre, oba wyjaśnienia stanowią realną możliwość.

Ale załóżmy, że widzisz także coś takiego:

3. Trawnik i ulica są kompletnie suche.

4. Na niebie nie ma ani jednej chmury.

Co mógłbyś wywnioskować teraz? Choć „teoria zraszaczy" i „teoria deszczu" są nadal możliwe, to wyjaśnienia te stają się znacznie mniej prawdopodobne w świetle nowych danych (fakty 3 i 4).

Załóżmy teraz, że przyglądasz się otoczeniu jeszcze wnikliwiej i spostrzegasz fakt 5 (wiaderko z wodą z mydłem i gąbka stojące za samochodem):

Uwzględniając wszystkie dane, nowe i lepsze wyjaśnienie obserwacji od 1 do 5 staje się oczywiste: ktoś prawdopodobnie umył samochód.

Jeśli odnosisz wrażenie, że w tym przykładzie mamy do czynienia ze zwykłym zdroworozsądkowym rozumowaniem, to masz rację. Jest to także przykład wnioskowania o przeszłości na podstawie rozumowania historycznego. Spałeś, gdy coś wydarzyło się na podjeździe. Wydarzenia te są przeszłością, stanowią historię. Pozostają tylko wskazówki: znaki lub ślady (mokre miejsca, suche miejsca, warunki pogodowe, wiadro, gąbka, woda z mydłem itp.). Twoim zadaniem jest znaleźć wyjaśnienie, które nada sens zaobserwowanym wskazówkom. Wychodząc od tych danych i korzystając z wiedzy o świecie (na przykład tego, że samochody muszą być myte od czasu do czasu, a ludzie nieraz wykorzystują w tym celu podjazd do garażu), cofasz się w czasie do tego, co prawdopodobnie się wydarzyło, gdy ciebie nie było. Najlepszym wyjaśnieniem będzie to, które nadaje sens większej liczbie danych niż pozostałe. Tak, to możliwe, że padało. Ale jedynie nad twoją drogą do garażu? I to kiedy nie ma chmur na niebie? A czy „teoria deszczu" wyjaśnia obecność wiaderka z wodą?

Wnioskowanie historyczne a Karol Darwin

Karol Darwin zastosował tę samą metodę wnioskowania historycznego, gdy postanowił wyjaśnić, jak nowe życie powstało na Ziemi. Choć obecnie jesteśmy otoczeni istotami żywymi, nikt nie widział powstającej pierwszej rośliny czy zwierzęcia. Niemniej dysponujemy mnóstwem wskazówek.

Naukowcy z wielu różnych dziedzin starają się zebrać te wskazówki razem i przedstawić prawdopodobne wyjaśnienie. Sam Darwin również obserwował dane z różnych dyscyplin, kiedy budował swoją teorię. Studiował biogeografię (tzn. jak organizmy były rozmieszczone na powierzchni Ziemi), zajmował się anatomią porównawczą (w jakim zakresie różne gatunki są podobne do siebie) i embriologią (jak organizmy się rozwijają). Darwin badał także skamieniałości, czyli zmineralizowane pozostałości niegdyś żyjących organizmów.

Korzystając ze wskazówek z tych dyscyplin, sformułował swoją teorię.

Aby zrozumieć tę książkę i kwestie poruszane w dyskusji, musisz poznać kilka kluczowych pojęć. Wprowadzimy je teraz, a wyjaśnimy szczegółowo w dalszych rozdziałach. W „O powstawaniu gatunków" Karol Darwin sformułował teorię, której trzon stanowiły dwa główne twierdzenia.

Pierwsze twierdzenie jest obecnie znane jako teoria wspólnego przodka (ang. Universal Common Descent). Jest to idea mówiąca, że każde stworzenie na Ziemi ostatecznie pochodzi od jednego wspólnego przodka żyjącego gdzieś w odległej przeszłości. W tej teorii historia życia na Ziemi jest ukazana w postaci drzewa z wieloma potężnymi gałęziami. Darwin wyobrażał sobie, że owo „drzewo życia" bierze swój początek od prostego, jednokomórkowego organizmu, który następnie stopniowo rozwija się i zmienia na przestrzeni wielu pokoleń w coraz to nowe i bardziej złożone formy życia. Pierwszy jednokomórkowy organizm jest przedstawiany jako korzeń pnia „drzewa życia", a nowe formy, które się z niego rozwinęły, to gałęzie.

Drugie podstawowe twierdzenie teorii dotyczy biologicznego procesu, o którym Darwin myślał, że odpowiada za powstawanie gałęzi. A konkretnie Darwin zaproponował mechanizm, który, jak uważał, mógłby sprawić, iż istniejące formy życia będą się zmieniać tak, że w efekcie powstaną nowe formy. Darwin nazwał ten mechanizm naturalną selekcją i twierdził, że ma ona moc wytwarzania zupełnie nowych form życia. W jaki sposób miałaby tego dokonać?

Karol Darwin zauważył, że osobniki w obrębie różnych grup nie są identyczne. Krowy należące do jednego stada nie są dokładnie takie same. Nawet szczenięta z jednego miotu nie są dokładnie takie same. Innymi słowy, Darwin zaobserwował, że organizmy różnią się konkretnymi cechami. Czasami owe różnice między osobnikami odgrywają kluczową rolę w decydowaniu o tym, którzy członkowie grupy przeżyją, a którzy zginą.

Załóżmy na przykład, że nagle znacząco podnosi się poziom morza. W czasie przypływu słona woda wlewa się na rozlewisko, które wcześniej wypełnione było jedynie wodą słodką. Sól jest zabójcza dla większości roślin, ale niektóre z nich tolerują taki poziom zasolenia, który zabiłby inne organizmy.

W nowym, słonym środowisku osobniki odporne na działanie soli najprawdopodobniej wydadzą więcej potomstwa w kolejnym pokoleniu niż osobniki nietolerujące soli (te zginą). Potomstwo roślin odpornych na sól najprawdopodobniej odziedziczy cechę bycia odpornym na sól, co z kolei prawdopodobnie zostanie przekazane ich potomstwu.

Na przestrzeni czasu, jak uważał Darwin, ten proces (większa szansa na przetrwanie = większa szansa na rozmnożenie) może wywołać trwałe zmiany w gatunkach i w efekcie powstanie nowych form życia.

Idee pochodzenia od jednego wspólnego przodka i naturalnej selekcji wzięte razem tworzą rdzeń darwinistycznej teorii ewolucji. Pierwotnie zostały szczegółowo sformułowane w książce „O powstawaniu gatunków", a obecnie można je znaleźć w każdym podręczniku do biologii.

Ale sama teoria Darwina zmieniła się nieco od 1859 roku. Darwin (i inni biologowie XIX wieku) nie rozumiał, w jaki sposób cechy wrodzone są przekazywane z jednego pokolenia na drugie. W początkach XX wieku biologowie poznali mechanizmy dziedziczenia (to znaczy tego, w jaki sposób cechy są przekazywane z rodziców na potomstwo) oraz odkryli, czym są mutacje (przypadkowo powstające zmiany w materiale genetycznym, stanowiące szczególny rodzaj zmienności). Współczesna teoria ewolucji zwana neodarwinizmem potwierdza dawne idee powszechnego pochodzenia od jednego przodka oraz twórczej siły naturalnej selekcji i dodaje do tego nowsze informacje na temat dziedziczenia i mutacji, których nie znał Darwin. Neodarwinizm to ta wersja teorii, którą zajmiemy się w niniejszej książce.

Definicje niektórych pojęć

Zanim pójdziemy dalej, musimy wyłożyć na stół od razu kilka definicji. Gdy przyjrzymy się teorii Darwina, zauważymy, że niektóre ważne pojęcia znaczą co innego dla różnych ludzi. To może być problem. Ponieważ znajomość słownictwa naukowego stanowi ważną część rozumienia teorii, większość programów nauczania – zarówno lokalnych, jak i ogólnokrajowych – zawiera zalecenie, aby przy wyjaśnianiu nowych pojęć i terminów używać słów i przykładów, które są jasne i precyzyjne. Słowa muszą być zdefiniowane klarownie. Kiedy ktoś używa tego samego słowa w więcej niż jednym znaczeniu, mówimy wtedy o wieloznaczności (ekwiwokacji).

Zobaczmy, jak wieloznaczność może doprowadzić do zabawnego fałszywego wniosku: „Ostry" znaczy mocno doprawiony. Niektóre noże są ostre. Zatem niektóre noże są mocno doprawione.

Albo inny przykład:

Prawa mogą być zniesione przez Sejm. Grawitacja jest prawem. Zatem grawitacja może być zniesiona przez Sejm.

Oczywiście oba wnioski są fałszywe z powodu wieloznaczności użytych określeń. W obu przykładach kluczowe słowo zostało wykorzystane na dwa różne sposoby, a jego znaczenie zmieniało się przy przechodzeniu z jednego zdania do drugiego. Wieloznaczność wtargnęła również do dyskusji o ewolucji. Niektórzy używają słowa „ewolucja" na określenie czegoś tak prostego jak drobne zmiany w dziobach ptaków. Inni używają tego samego słowa na opisanie zjawisk idących znacznie dalej. Termin „ewolucja" użyty w jeden sposób nie będzie wcale kontrowersyjny, natomiast w innym przypadku może stać się przedmiotem ostrej debaty. Słowo „ewolucja", pojmowane w sposób wieloznaczny, nie jest dość precyzyjne, aby przydać się w naukowej dyskusji. Poświęcimy teraz chwilę na zdefiniowanie trzech podstawowych zastosowań słowa „ewolucja", z nadzieją, że pomoże nam to zobaczyć, na czym faktycznie polegają różnice zdań w tej kwestii, oraz uniknąć niepotrzebnych nieporozumień później.

Ewolucja #1: „Zmiana w czasie"

Po pierwsze, „ewolucja" może oznaczać, że formy życia, z którymi mamy do czynienia dzisiaj, różnią się od tych, które istniały w odległej przeszłości. Naukowcy analizują zapis kopalny, by zbadać, jakie rośliny i zwierzęta istniały w różnym czasie na Ziemi. Dowiadują się, że – by tak rzec – demografia się zmieniła. Większość roślin i zwierząt zmineralizowanych w młodszych warstwach skał różni się od roślin i zwierząt zmineralizowanych w starszych skałach. W tej definicji ewolucji „zmiana w czasie" odnosi się do zmian w żywej populacji jako całości. Ewolucja jako „zmiana w czasie" może także odnosić się do mniejszych zmian w cechach poszczególnych gatunków – zmian, które następują w krótkim czasie. Wielu biologów uważa, że tego rodzaju ewolucja (czasem nazywana „mikroewolucją") wywołana jest zmianą proporcji różnych wariantów genu w obrębie danej populacji. Badanie tego rodzaju zmian genetycznych nazywa się genetyką populacyjną.

Ewolucja #2: „Powszechne pochodzenie od jednego przodka"

Część naukowców kojarzy słowo „ewolucja" z ideą głoszącą, że wszystkie organizmy, które widzimy dzisiaj, pochodzą od jednego wspólnego przodka żyjącego w dalekiej przeszłości. Ewolucja w tym znaczeniu to idea, którą już omówiliśmy, to znaczy teoria wspólnego przodka. Jak sobie przypominasz, teoria ta mówi, że wszystkie obecne formy życia wyłoniły się i rozwinęły stopniowo z pierwszego organizmu jednokomórkowego. Ponieważ wszystkie byty żyjące dzisiaj na Ziemi ostatecznie mają tego samego przodka, to historię życia na Ziemi najlepiej przedstawia obraz jednego drzewa, mającego wiele gałęzi, ale tylko jeden pień lub korzeń.

Ewolucja #3: „Twórcza moc naturalnej selekcji"

Niektórzy używają słowa „ewolucja", gdy mają na myśl przyczynę lub mechanizm zmiany. Ewolucja w tym znaczeniu zazwyczaj odnosi się do mechanizmu naturalnej selekcji (działającej na przypadkowo zmienione lub zmutowane osobniki). W tym trzecim rozumieniu ewolucji uznaje się, że naturalna selekcja i/lub mechanizm mutacji są zdolne do tworzenia nowych form życia i w związku z tym to one są odpowiedzialne za istotne zmiany, które dostrzegamy w historii życia (jak to przedstawia „drzewo życia" Darwina).

Dlaczego poświęciliśmy tyle czasu na definicje? Ponieważ próbujemy uniknąć późniejszych kłopotów. Ludzie czasami mieszają nieco definicje, przechodząc od jednej do drugiej w trakcie wywodu. Mamy nadzieję, że jasne zdefiniowanie pojęć pomoże zapobiec takiemu zamieszaniu. Będziemy omawiać w tej książce mnóstwo realnych kontrowersji, nie chcemy więc, aby źle zrozumiane słowo wywołało kontrowersje pozorne.

Do zamieszania w debacie dochodzi również wtedy, gdy ktoś posługuje się dowodami na ewolucję #1 i przedstawia je w taki sposób, jakby potwierdzały ewolucję #2. Z drugiej strony ktoś może mieć problem z ewolucją #3 i w związku z tym zakłada, że musi odrzucić także ewolucję #1. Nie o to jednak chodzi. Zatem od teraz, gdy napotkasz słowo „ewolucja", musisz zadać sobie pytanie, która z trzech definicji została użyta.

Jaki rodzaj ewolucji miał wobec tego na myśli Darwin? Darwin mówił o swojej książce „O powstawaniu gatunków", że jest to „jeden długi argument" popierający jego teorie wspólnego przodka (ewolucja #2) i zmienności (ewolucja #3). Tę pierwszą rozumiał jako powszechne pochodzenie od jednego przodka (ang. Universal Common Descent). Z kolei „zmienność" to u niego mechanizm naturalnej selekcji operujący na przypadkowej zmienności.

Zagadnienia w dyskusji

Neodarwinizm jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym poglądem na historię życia. Czy ogół naukowców akceptuje wszystkie aspekty neodarwinizmu? W żadnym razie. Jakie są punkty zbieżne? Zależy kogo zapytasz.

Po pierwsze, niektórzy naukowcy zastanawiają się, czy naturalna selekcja może wywołać taką liczbę zmian, jakiej wymaga „drzewo życia" Darwina. Niemal wszyscy biologowie zgadzają się, że naturalna selekcja może wytworzyć jakieś zmiany w gatunkach oraz że życie dzisiaj różni się od tego z przeszłości (ewolucja #1). Kluczowe jest pytanie o to, jak wiele zmian może wytworzyć naturalna selekcja. Niektórzy naukowcy postrzegają ją jako realną, ale ograniczoną siłę. Wielu z nich zaczęło wątpić w to, że naturalna selekcja może wytworzyć całkowicie nowe formy życia lub zasadnicze zmiany w anatomicznej strukturze zwierząt (w ich budowie ciała). Naturalna selekcja jest dla nich jak korektor, który wyplenia szkodliwe odchylenia, a zachowuje odchylenia korzystne.

W przeciwieństwie do nich neodarwiniści postrzegają działanie naturalnej selekcji jak działanie pisarza zdolnego do prawdziwej twórczości i innowacyjności. Neodarwinistyczny biolog Francisco José Ayala, na przykład, potwierdza, że „twórczy duet" mutacji i naturalnej selekcji może wytworzyć „całą grupę istot żywych". Zoolog Ernst Mayr pisze, że naturalna selekcja jest „pozytywną, budującą siłą", i dodaje, iż „można iść nawet dalej i powiedzieć, że naturalna selekcja jest siłą stwórczą". Należy pamiętać, że gdy neodarwiniści mówią o twórczej sile naturalnej selekcji, to nie twierdzą, iż naturalna selekcja „próbuje" wytworzyć coś szczególnego. Raczej mają na myśli to, że niekierowany mechanizm naturalnej selekcji, działający na przypadkową zmienność, mógł wytworzyć fundamentalnie nowe struktury i formy życia, które powstały w przeszłości. Przyjmują to, co zoolog Richard Dawkins nazywa„mocą naturalnej selekcji do łączenia razem dobrych projektów".

Po drugie, neodarwiniści twierdzą, że „pojedyncze drzewo życia z wieloma gałęziami" najlepiej odzwierciedla historię życia na Ziemi. Inni naukowcy wątpią w to, że wszystkie organizmy pochodzą od jednego – i tylko jednego – wspólnego przodka. Mówią, że dane rzeczywiście wskazują na pewne rozgałęzienia w obrębie większych grup organizmów, ale nie pomiędzy większymi grupami. Według tych naukowców historia życia nie powinna być przedstawiana jako pojedyncze drzewo, ale jako seria równoległych linii reprezentujących sad oddzielnych drzew. Zgodnie z ideą „sadową" każde z drzew ma osobny początek.

Który z obrazów najlepiej odzwierciedla historię życia? Naukowcy różnią się w swoich teoriach, a ich różne poglądy mają własne nazwy. Ci, którzy uważają, że historię życia najlepiej odzwierciedla pojedyncze rozgałęzione drzewo, reprezentują tak zwany pogląd monofiletyczny („mono" znaczy jeden lub pojedynczy). Naukowcy podzielający pogląd polifiletyczny („poli" znaczy wiele) uważają, że historia życia wygląda bardziej jak sad lub osobne drzewa.

W ramach dyskusji „o drzewach" musimy wprowadzić ważne rozróżnienie na wspólne pochodzenie oraz powszechne pochodzenie od jednego przodka. Może ci się wydawać, że te pojęcia znaczą to samo, ale tak nie jest. Jak właśnie pokazaliśmy, można uznać, że niektóre organizmy dzielą wspólnego przodka, bez przyjmowania, że wszystkie organizmy pochodzą od jednego wspólnego przodka.

Współczesna teoria ewolucji sięga swoimi początkami książki Karola Darwina wydanej w 1859 roku pod tytułem „O powstawaniu gatunków drogą naturalnego doboru". Jednak ponad 150 lat po jej publikacji teoria ewolucji wciąż pozostaje w centrum intensywnej debaty społecznej. Jest ku temu oczywiście wiele powodów: filozoficznych, politycznych, a nawet teologicznych.

Celem naszej książki jest prześledzenie naukowych kontrowersji narosłych wokół teorii Darwina, a w szczególności współczesnej wersji tej teorii znanej jako neodarwinizm. Mamy nadzieję, że pomożemy Ci zrozumieć, czym jest ta teoria, dlaczego wielu naukowców uważa ją za przekonującą oraz dlaczego inni naukowcy podają ją w wątpliwość lub kwestionują niektóre jej aspekty.

Pozostało 96% artykułu
Plus Minus
Nowy „Wiedźmin” Sapkowskiego, czyli wunderkind na dorobku
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Plus Minus
Michał Przeperski: Jaruzelski? Żaden tam z niego wielki generał
Plus Minus
Michał Szułdrzyński: Wybory w erze niepewności. Tak wygląda poligon do wykolejania demokracji
Plus Minus
Władysław Kosiniak-Kamysz: Czterodniowy tydzień pracy? To byłoby uderzenie w rozwój Polski
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Plus Minus
Mariusz Cieślik: Jak Kaczyński został Tysonem