Dlaczego teoria ewolucji jest wazna.pdf

(550 KB) Pobierz
Dlaczego teoria ewolucji jest waŜna
Bartosz Borczyk
Zakład Biologii i Ochrony Kręgowców
Instytut Zoologiczny Uniwersytetu Wrocławskiego
Nothing makes sense in biology except in the light of evolution
Theodorosius Dobzhanski
Teoria ewolucji jest jedną z najwaŜniejszych koncepcji w dziejach nauki no-
woŜytnej, tak jak teoria heliocentryczna Kopernika czy mechanika Newtona
1
. W
biologii jest wszechobecna. Nabiera coraz większego znaczenia w medycynie, eko-
nomii, marketingu, psychologii i w wielu innych dyscyplinach, pozornie nie mają-
cych wiele wspólnego z koncepcjami zaproponowanymi przez Darwina i jego kon-
tynuatorów. Jednocześnie będąc praktycznie bez wyjątku akceptowaną przez współ-
czesnych naukowców, wśród szerszej publiczności budzi chyba największe kontro-
wersje i nieporozumienia z pośród wielkich idei nauki.
W pierwszej części tej pracy postaram się przedstawić specyfikę biologii jako
dyscypliny naukowej i rolę jaką spełnia w niej teoria ewolucji. Omówię teŜ pokrótce
zastosowanie koncepcji wypływających z teorii ewolucji w innych, nie-
biologicznych dziedzinach. Druga część pracy poświęcona jest współczesnym nur-
tom anty-ewolucyjnym. Nie koncentruję się przy tym na merytorycznej wadze ich
argumentów (tu odsyłam do stosownej literatury) a raczej staram się pokazać jak
twierdzenia o ich rzekomej naukowości mają się do rzeczywistości w
świetle
prak-
tyk ich rzeczników.
Specyfika biologii
Biologia jako odrębna dyscyplina zaczęła się kształtować na przełomie XVIII i
XIX wieku. Wcześniejsze obserwacje przyrodnicze, które dzisiaj moglibyśmy zaliczać
do biologicznych koncentrowały się głównie na praktycznych aspektach związanych z
produkcją
Ŝywności
(rolnictwo) czy medycyną (renesans anatomii i fizjologii człowie-
ka). Początkowo naturaliści ograniczali się przede wszystkim do prób usystematyzowa-
nia ogromnej róŜnorodności
świata
oŜywionego. Olbrzymi wkład tą gałąź przyrodo-
znawstwa wniósł szwedzki botanik Carl von Linne oraz jego niezliczeni kontynuatorzy i
podróŜnicy-kolekcjonerzy. Prace Linne’go doprowadziły do ostatecznego zarzucenia w
biologii staroŜytnych koncepcji Arystotelesa i w dalszej perspektywie czasu doprowa-
dziły do uformowania się takich dyscyplin biologicznych jak systematyka i taksonomia.
Drugi nurt biologii, rozwijający się od początków tej dziedziny to próby wyjaśnienia
zjawisk
Ŝyciowych
– funkcjonowania organizmów i ekosystemów oraz ich rozwoju.
W pierwszej połowie XX wieku biologia przeszła okres istotnej transformacji. Pod
wpływem sukcesów fizyków biolodzy zaczęli formułować coraz bardziej precyzyjne
Dennett D. C. 1995: Darwin’s Dangerous Idea. Evolution and the Meanings of Life. Pen-
guin Books. 586 str.
1
90
Bartosz Borczyk
hipotezy i teorie włączając w swoje modele coraz bardziej wyrafinowany aparat mate-
matyczny. Było to szczególnie widoczne w biologii ewolucyjnej, która w latach 20. i 30.
XX wieku wychodziła z kryzysu wywołanego pozorną niezgodnością odkryć genety-
ków (teorie Morgana i ponownie odkryte prawa Mendla) z teoriami Darwina
2
. Włącze-
nie do standardowego pakietu narzędzi biologicznych statystyki przekształciło znaczną
część biologii w dyscypliny o charakterze probabilistycznym. Jest to szczególnie praw-
dziwe dla ekologii, genetyki, genetyki populacyjnej, filogenetyki i innych. Z racji specy-
fiki prowadzonych badań część dyscyplin biologicznych (np. biologia rozwoju) czę-
ściowo
oparły się tym zmianom.
Wśród cech wyróŜniających biologię spośród innych nauk przyrodniczych, Mayr
wymienia koncepcje zwykle przyjmowane przez fizykalistów, które jednak w nauce o
świecie
oŜywionym nie znajdują zastosowania, lub są wykorzystywane jedynie w bar-
dzo ograniczonym zakresie
3
. Są to między innymi odrzucenie esencjalizmu (typologia),
odejście od redukcjonizmu i brak uniwersalnych praw w biologii.
Esencjalizm.
Zachodnia myśl naukowa przez ponad 2000 lat była zdominowana
przez myślenie typologiczne (esencjalistyczne) wywodzące się ze szkół filozofii pitago-
rejskiej i platońskiej. Według pitagorejczyków
świat
moŜna było pogrupować na wyraź-
nie odrębne zbiory jednostek, charakteryzowanych przez ich esencje (eidos). Na przy-
kład trójkąty są zbiorem wyraźnie róŜniącym się od innych figur geometrycznych, nie-
zaleŜnie od wartości kątów tychŜe trójkątów. Formy pośrednie między trójkątami i in-
nymi wielokątami są niemoŜliwe. Podobnie miało być w przypadku form
Ŝywych.
Orły,
wróble, konie czy lwy które obserwowano były tylko niedoskonałymi odzwierciedle-
niami nieskończenie doskonałych archetypów tych form a kaŜdy z gatunków miał być
charakteryzowany przez właściwą mu esencję. Elementy myślenia esencjalistycznego
nie są czymś niewłaściwym w nauce – nadal w wielu dyscyplinach takie podejście znaj-
duje całkowite uzasadnienie i jest pomocne w rozwiązywaniu problemów; np. w przy-
padku chemii atomy węgla stanowią odrębny zbiór od atomów tlenu i nie ma mowy o
zróŜnicowaniu między-atomowym-węgla. Jednak w przypadku biologii taki tok myśle-
nia nie zdaje egzaminu. Zasługą Darwina jest odejście od typologii i poszukiwania wy-
idealizowanych typów róŜnych organizmów i zastąpienie tego trendu myśleniem w
kategoriach populacyjnych. Istotne stały się nie
typy
ale
osobniki.
To unikalne osobniki
tworzyły unikalne populacje i ekosystemy. Określenia takie jak „typowy osobnik” stały
się jedynie abstrakcjami, odzwierciedlającymi
średnie
wartości dla rozkładu danych
cech w konkretnej populacji
4
.
Redukcjonizm.
Wielkie sukcesy w biologii rozwojowej, genetyce czy fizjologii
uczeni zawdzięczają zastosowaniu metod redukcjonistycznych – analizy moŜliwie naj-
prostszych i najbardziej podstawowych składników analizowanych systemów (obecnie
oznacza to analizy na poziomie molekularnym). Ostatecznie doprowadziło to do prób
Mayr E. 2004: 80 years of watching the evolutionary scenery. Science, 305: 46-47.
Mayr E. 2004: What Makes Biology Unique? Cambridge University Press, Cambridge. Str. 26-
28.
4
Mayr E. 1982: The Growth of Biological Thought. Diversity, Evolution and Inheritance.
Belknap Press, Harvard. Str. 45-47.
3
2
Dlaczego teoria ewolucji jest waŜna
91
wyjaśniania zjawisk
Ŝyciowych
poprzez odwoływanie się do praw fizyki i chemii i w
konsekwencji ich fuzje: biochemię, biofizykę. Obecnie większość filozofów biologii jak
i samych praktykujących biologów pozostaje anty-redukcjonistami, uznając redukcjo-
nizm za zbyt ubogi program badawczy
5
. Jest to uzasadnione ogromną róŜnorodnością i
złoŜonością procesów biologicznych
6
. Dla przykładu, wzajemne powiązania organi-
zmów w ekosystemie takim jak np. las tropikalny są tak złoŜone,
Ŝe
zrozumienie ich
poprzez pryzmat badania pojedynczych gatunków jest niemoŜliwe, nie mówiąc juŜ pró-
bach jego zrozumienia na poziomie badań białek. Co więcej, koncentracja na niŜszych
poziomach organizacji uniemoŜliwia formułowanie nowych pytań (i tym samym poszu-
kiwania na nie odpowiedzi)
7
. Wydaje się jednak,
Ŝe
Mayr’owska krytyka redukcjoni-
stycznego programu badawczego w biologii jest nieco przesadzona, a redukcjonizm
moŜe zaoferować uŜyteczną perspektywę badawczą, oczywiście o ile pamięta się o jego
ograniczeniach
8
.
Brak uniwersalnych praw.
Nauki przyrodnicze pełne są praw, to znaczy uogólnień,
mówiących co się stanie jeśli dane warunki zostaną spełnione. Dla przykładu prawo
grawitacji mówi,
Ŝe
dwa ciała będą się przyciągać proporcjonalnie do ich masy i od-
wrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości między nimi. Prawo grawitacji nie mó-
wi jednak, dlaczego będą się przyciągać – to jest wyjaśniane przez teorię grawitacji
9
. W
biologii jednak nie moŜna wskazać zbyt wielu praw, jeśli w ogóle jakiekolwiek
10
. Nie
dlatego,
Ŝe
biolodzy nie są w stanie wskazać
Ŝadnych
uogólnień. Wręcz przeciwnie.
Jednak większość tych uogólnień ma charakter probabilistyczny, nie absolutny. Więk-
szość biologicznych „praw” jest albo trywialna albo charakteryzuje się częstymi wyjąt-
kami (w latach 60. XX wieku wskazano ponad setkę „praw biologicz-
nych/ewolucyjnych” które okazały się błędne lub były co najwyŜej opisem trendów
11
).
Wynika to z tego, iŜ wiele procesów biologicznych ma charakter losowy (przynajmniej
na jednym z etapów) i w związku z tym wszelkie generalizacje określają prawdopodo-
bieństwo zajścia jakiegoś zjawiska, wyprowadzone z bezpośrednich obserwacji lub w
słabszej wersji, poprzez ekstrapolację wyników innych badań. Co więcej, wielka złoŜo-
ność
Ŝywych
systemów (czy to na poziomie organizacji komórkowej, czy w kontekście
Mayr E. 2004: What Makes Biology Unique? Cambridge University Press, Cambridge. str. 27;
Rosenberg A. 2008: Reductionism in Biology. Pp. 550-567 in Sarkar S., Plutynski A.: A Compan-
ion to the Philosophy of Biology. Blackwell Publishing.
6
Mayr E. 2004: What Makes Biology Unique? Cambridge University Press, Cambridge. Str. 27.
7
Kunicki-Goldfinger W. J. H. 1993: Znikąd donikąd. PIW, Warszawa. Str. 52-66.
8
Rosenberg A. 2008: Reductionism in Biology. Pp. 550-567 in Sarkar S., Plutynski A. (eds.): A
Companion to the Philosophy of Biology. Blackwell Publishing.
9
Pigliucci M. 2002: Denying Evolution. Creationism, Scientism, and the Nature of Science.
Sinauer Association. Str. 134.
10
Np. Mayr, E. 1982: The Growth of Biological Thought. Diversity, Evolution and Inheritance.
Belknap Press. Str. 37-43; ale porównaj teŜ Sober E. 1993: The Philosophy of Biology. Oxford
University Press. Str. 14-18.
11
Rensh B. 1968, cytowany za Szarski H. 2002: Zarys historii i próba oceny obecnego stanu
ewolucjonizmu. Str. 368-386 w: Krzanowska H., Łomnicki A. (red.): Zarys Mechanizmów Ewo-
lucji. PWN.
5
92
Bartosz Borczyk
całych ekosystemów) sprawia,
Ŝe
mnogość istotnych czynników tak bardzo zwielokrot-
nia liczbę załoŜeń odnośnie warunków, które muszą być spełnione,
Ŝe
w wielu wypad-
kach nadają indywidualny charakter poszczególnym obserwacjom. Przykładem moŜe
być prawo biogenetyczne sformułowane przez Ernsta Haeckla, które głosi,
Ŝe
rozwój
osobniczy jest powtórzeniem rozwoju rodowego (ontogeneza powtarza filogenezę).
Twierdzenie to jest prawdziwe w ogólnym zarysie (na przykład u młodych zarodków
ssaków wykształcają się łuki skrzelowe
12
, charakterystyczne dla ryb, podobnie jak ko-
steczki słuchowe, które rozwijają się jako elementy
Ŝuchwy,
czyli w typowo gadzi spo-
sób, a dopiero później wędrują na swoje ostateczne miejsce), jednak moŜna wskazać
wiele przykładów cech, które pojawiają się wcześniej w ontogenezie niŜ wynikałoby to
z kolejności ich ewolucyjnego nabywania (na przykład błony płodowe owodniowców,
łoŜysko i trofoblast ssaków). Nawet słynne prawa Mendla nie są tak precyzyjnymi
twierdzeniami jak prawa w fizyce czy matematyce. Wynika to z tego,
Ŝe
reguły ewolucji
nie istnieją same w sobie w uniwersalnej formie, ale wynikają z reakcji organizmów na
czynniki
środowiskowe.
Opis mechanizmów ewolucji lepiej przybliŜa nas do zrozumie-
nia tego zjawiska, niŜ tworzenie na siłę „praw”, które w biologii okazują się najczęściej
tylko ogólnymi trendami
13
.
Ewolucja jako teoria i fakt
Źródłem
wielu nieporozumień dotyczących rozumienia i akceptacji teorii ewolucji
jest potoczne rozumienie słowa teoria, jako koncepcji nie mającej wystarczającego po-
parcia w dowodach, luźnej i mało zobowiązującej hipotezy. W nauce słowo teoria ma
diametralnie odmienne znaczenie: jest bowiem najlepszym wyjaśnieniem badanego
wycinka rzeczywistości w oparciu o posiadane dane. Ewolucja jest obserwowalnym
zjawiskiem przyrodniczym, procesem, następującym z pokolenia na pokolenie. Popula-
cje ewoluują. Nowe zespoły organizmów zastępują starsze. Zmieniają się frekwencje
genów w populacjach, pojawiają się nowe adaptacje etc. Odkrycie tego procesu nie jest,
wbrew powszechnemu mniemaniu, dziełem Karola Darwina. Wielu przyrodników po-
przedzających go równieŜ zdawało sobie sprawę z tego, iŜ
świat
oŜywiony ulega zmia-
nom. Do najbardziej znanych uczonych i filozofów przed-Darwinowskich, którzy do-
strzegali proces ewolucji w przyrodzie (i starali się go wyjaśnić) naleŜeli między innymi
Jean Baptiste Lamarck, Erazmus Darwin (dziadek Karola). Sukcesem Karola Darwina
jest przekonujące wyjaśnienie tego procesu, czyli zaproponowanie stosownej teorii (a
właściwie stosownych teorii – patrz niŜej). I właśnie takie znaczenie, wyjaśnienie me-
chanizmów odpowiedzialnych za wywołanie zjawiska takiego jak ewolucja jest właści-
wym znaczeniem słów „teoria ewolucji”. Ewolucja była traktowana jako przypuszcze-
nie w XIX wieku, jednak gros dowodów
świadczących
na jej korzyść i postęp w bada-
Krytycy ewolucji stwierdzają czasami,
Ŝe
nie są to odpowiedniki rybich łuków skrzelo-
wych, gdyŜ u zarodków ssaków brak jest szczelin przebijających gardziel i powłoki ciała. W
rzeczywistości w zarodkach ssaków biegną naczynia krwionośne zorganizowane dokładnie
w taki sam sposób jak u ryb, stopniowo łącząc się ze sobą lub zanikając, w sposób odzwier-
ciedlający stopniowe modyfikacje budowy w toku ewolucji kręgowców.
13
Szarski H. 2002: Zarys historii i próba oceny obecnego stanu ewolucjonizmu. Str. 368-386
w: Krzanowska H., Łomnicki A. (red.): Zarys Mechanizmów Ewolucji. PWN.
12
Dlaczego teoria ewolucji jest waŜna
93
niach doprowadziły do tego, iŜ w praktyce nie ma juŜ naukowców-biologów wątpiących
w istnienie takiego zjawiska. Powodem dodatkowego zamieszania jest teŜ dwuznacz-
ność zwrotu „teoria ewolucji” w ustach samych biologów, którzy najczęściej uŜywają go
jako skrótu myślowego oznaczającego „teorię ewolucji na drodze doboru naturalnego”
lub koncepcję wspólnego pochodzenia organizmów, natomiast wyraŜając się o innych
teoriach ewolucji, są znacznie bardziej precyzyjni (np. teoria mutacji neutralnych, teoria
specjacji allopatrycznej, teoria dryfu genetycznego itp.).
Pięć teorii w „teorii ewolucji” Darwina
Teoria ewolucji zaproponowana przez Darwina składa się w rzeczywistości z pię-
ciu, logicznie niezaleŜnych od siebie teorii. Sam Darwin odnosił się do nich najczęściej
jako do jednej koncepcji (nazywając je „moją teorią”), tak jakby na przykład koncepcja
wspólnego przodka (ang. common descent) i doboru naturalnego (ang. natural selection)
były jednym i tym samym
14
.
Owe pięć teorii, które w sumie składają się na tak zwaną teorię ewolucji Darwina
to (1) ewolucja sensu stricte czyli, jak to wyraŜał Darwin, niestałość gatunków, (2)
wspólne pochodzenie, (3) gradualizm, (4) zwielokrotnienie liczby gatunków oraz (5)
dobór naturalny.
Niestałość gatunków.
Koncepcja niestałości gatunków nie jest dla współczesnych
naukowców przypuszczeniem, jakim była z górą 150 lat temu. Jednak w połowie XIX
wieku większość współczesnych Darwinowi przyrodników uwaŜała
świat
za stosunko-
wo młody i niezmienny i nawet tacy uczeni jak Leyll, twórca współczesnej geologii,
świadom
przecieŜ i wielkich wymierań i ogromnego wieku Ziemi, uwaŜali gatunki za
niezmienne i stałe. Darwin podwaŜył taki pogląd i zaproponował własny, mówiący wła-
śnie
o tym,
Ŝe świat
ulega stałym zmianom, włącznie z organizmami
Ŝywymi
– czyli
mówiąc inaczej – ewoluuje. Oponenci Darwina zmiany w składzie gatunkowym, które
ujawniał zapis kopalny, tłumaczyli w róŜny sposób. Próby wyjaśnień ewolucyjnych to
między innymi koncepcje dziedziczenia cech nabytych Lamarck’a, obalone i odrzucone
jeszcze w pierwszej połowie XIX wieku. Innymi próbami wyjaśnienia zmian zapisa-
nych jako skamieniałości ukryte w skałach były odwołania się do katastrof nawiedzają-
cych pradawną Ziemię, które miały być zsyłane przez Stwórcę były one jednak coraz
mocniej krytykowane przez współczesnych.
Wspólne pochodzenie.
W przeciwieństwie do poprzedników, którzy ewolucję po-
strzegali jako zmiany stałej liczby gatunków wynikające z ich wrodzonej dąŜności do
doskonalenia się, Darwin zaproponował koncepcję, w myśl której stopniowo następo-
wało zwielokrotnienie liczby gatunków wynikające z kolejnych podziałów gatunków
macierzystych na coraz to nowe potomne. Historia
Ŝycia
na Ziemi według Lamarck’a
przypominałaby raczej trawnik, na którym kaŜde
źdźbło
to osobny gatunek zmieniający
się w czasie, według koncepcji Darwina byłoby to rozgałęziające się drzewo.
Multiplikacja gatunków.
Konsekwencją koncepcji wspólnego pochodzenia
wszystkich gatunków na Ziemi od wspólnego przodka (lub względnie niewielkiej liczby
przodków) było to, iŜ ich liczba musiała ulegać zwielokrotnieniu w toku ewolucji. We-
14
Mayr E. 2004. What Makes Biology Unique? Cambridge University Press. str. 97-115.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin