Algorytmy zwierząt. Ewolucja a tajemnica zadziwiających instynktów - ebook

Roz­dział 1

Ge­niusz Kra­iny Li­li­pu­tów

Zoo­lo­dzy za­an­ga­żo­wali się w tak skrajne za­prze­cza­nie mo­ty­wa­cjom i ce­lo­wemu za­cho­wa­niu, a na­wet świa­do­mo­ści i zło­żo­nym zdol­no­ściom in­te­lek­tu­al­nym zwie­rząt, że do nie­dawna nie po­szu­ki­wano ani na­wet nie sta­wiano hi­po­tez na te­mat od­po­wia­da­ją­cych za nie me­cha­ni­zmów. Moż­liwe, że obec­nie jest to naj­więk­sza luka kon­cep­tu­alna w eto­lo­gii ewo­lu­cyj­nej.
Mary Jane West-Eber­hard

W Kra­inie Li­li­pu­tów tkwi ge­niusz. Nie mó­wię o Kra­inie Li­li­pu­tów Jo­na­thana Swi­fta, czyli fik­cyj­nej wy­spie za­miesz­ka­nej przez drobne, pięt­na­sto­cen­ty­me­trowe lu­dziki. Mó­wię o li­li­pu­cim świe­cie pta­ków i psz­czół, ter­mi­tów, mró­wek i mo­tyli. Tkwi w nim ta­jem­ni­czy ge­niusz – szcze­gól­nie do­ty­czy to by­strych owa­dów. Ich mó­zgi są wiel­ko­ści ziarnka se­zamu lub jesz­cze mniej­sze, a jed­nak te owady mogą się po­szczy­cić nie­zwy­kłymi umy­sło­wymi osią­gnię­ciami.

Psz­czoły miodne żyją w zło­żo­nych spo­łecz­no­ściach z ka­sto­wym po­dzia­łem pracy. Każda z psz­czół zna przy­na­leżną jej funk­cję i wy­ko­nuje wią­żące się z nią obo­wiązki. Po­nadto psz­czoły po­sia­dają spe­cja­li­styczne umie­jęt­no­ści na­wi­ga­cyjne i ko­mu­ni­ka­cyjne, które po­ma­gają im szu­kać po­ży­wie­nia i znaj­do­wać nowe miej­sca dla uli. Jest to moż­liwe, mimo że psz­czeli mózg za­wiera tylko jedną ty­sięczną jed­nego pro­centa liczby neu­ro­nów mó­zgo­wia czło­wieka.

Co­roczna trasa mi­gra­cji da­na­idów wę­drow­nych li­czy od 3219 do 4828 ki­lo­me­trów, dzie­lą­cych Ka­nadę i Mek­syk. Cała po­dróż zaj­muje ży­cie na­wet trzech po­ko­leń mo­tyli, co su­ge­ruje, że zna­jo­mość trasy mi­gra­cji jest wro­dzona, a nie na­byta. Każde po­ko­le­nie da­na­idów ma wy­raźny cel na przy­pa­da­jący mu od­ci­nek rocz­nej mi­gra­cji. Ich na­wi­ga­cja jest tak do­kładna, że czę­sto spę­dzają zimę w Mek­syku na tym sa­mym drze­wie, co ich przod­ko­wie.

Je­dwabne pa­ję­czyny mają kilka wy­jąt­ko­wych, trud­nych do po­wie­le­nia przez na­ukow­ców cech, ta­kich jak wy­trzy­ma­łość i ela­stycz­ność. Na uwagę za­słu­guje rów­nież za­cho­wa­nie przę­dą­cych sieci pa­ją­ków. Kształt pro­jek­to­wa­nych przez nie pa­ję­czyn jest ele­gancki i zna­ko­mi­cie funk­cjo­nalny. W wy­padku uszko­dze­nia czę­ści sieci, pa­jąk nie­zwłocz­nie za­biera się do od­na­wia­nia jej pier­wot­nego układu. Sieci peł­nią funk­cję pu­ła­pek, a także zwięk­szają zdol­ność pa­ją­ków do od­naj­do­wa­nia zła­pa­nych ofiar. Dzięki wy­czu­wa­nym w sieci przez ich od­nóża wi­bra­cjom pa­jąki po­tra­fią do­kład­nie zlo­ka­li­zo­wać zdo­bycz na­wet w ciem­no­ści.

Nie­które ga­tunki ter­mi­tów kon­stru­ują gniazda po­dzi­wiane przez ar­chi­tek­tów, in­ży­nie­rów i ar­ty­stów. Gniazda te mogą mie­rzyć po­nad sześć me­trów wy­so­ko­ści i zwy­kle za­wie­rają kom­natę kró­lew­ską, żłobki, ogrody, skła­do­wi­ska od­pa­dów, stud­nię i sys­tem wen­ty­la­cji, który ob­niża tem­pe­ra­turę i usuwa dwu­tle­nek wę­gla.

Do­ro­słe osy ży­wią się nek­ta­rem, lecz po­lują na inne owady, aby za­pew­nić po­ży­wie­nie swoim lar­wom. Po­szcze­gólne ga­tunki os po­lują na różne owady, w tym psz­czoły miodne, żuki, ta­ran­tule i cy­kady. Lecz naj­bar­dziej nie­sa­mo­wite wra­że­nie wy­wiera pa­ra­li­żo­wa­nie schwy­ta­nych przez osy ofiar. Umiej­sco­wie­nie zwoju ner­wo­wego, w który musi być wstrzyk­nięta pa­ra­li­żu­jąca neu­ro­tok­syna, różni się u wszyst­kich ga­tun­ków ofiar. Na przy­kład osa po­lu­jąca na psz­czoły miodne „wkłuwa swoje żą­dło do­kład­nie mię­dzy dwie od­rębne tarczki na dol­nej stro­nie szyi psz­czoły, unie­ru­cha­mia­jąc ją, lecz jej nie za­bi­ja­jąc”.

Ilu­stra­cja 1.1. Da­na­idy wę­drowne (Gene Nie­mi­nen, Wi­ki­me­dia Com­mons).

Ba­da­nia po­twier­dziły, że roz­po­zna­wa­nie ofiar to umie­jęt­ność wro­dzona, a wy­ma­ga­jące pre­cy­zji i do­kład­no­ści żą­dle­nie jest kon­tro­lo­wane przez pro­gram ru­chu – wiele pod­pro­ce­dur uło­żo­nych w kon­kretną se­kwen­cję, która umoż­li­wia wy­ko­na­nie da­nego ru­chu czy za­da­nia. Nie jest to zresztą byle jaki pro­gram. Aby to po­jąć, wy­obraźmy so­bie opro­gra­mo­wa­nie po­trzebne do umoż­li­wie­nia za­awan­so­wa­nemu mi­kro­dro­nowi po­da­nie neu­ro­tok­syny w pre­cy­zyj­nie okre­śloną oko­licę psz­czoły miod­nej w celu jej unie­ru­cho­mie­nia. Roz­wa­ża­jąc zło­żo­ność i ewo­lu­cję tego za­cho­wa­nia os, Jerry Fo­dor i Mas­simo Piat­telli-Pal­ma­rini do­cho­dzą do wnio­sku, że „Tego ro­dzaju zło­żone, se­kwen­cyjne, ści­śle za­pro­gra­mo­wane za­cho­wa­nie może pro­wa­dzić do wielu po­ten­cjal­nych błę­dów na każ­dym z ko­lej­nych eta­pów. Nie da się wy­ja­śnić tak skom­pli­ko­wa­nych, wro­dzo­nych pro­gra­mów be­ha­wio­ral­nych (sieci pa­ją­ków czy sche­ma­tów że­ro­wa­nia psz­czół) przez opty­ma­li­za­cję czyn­ni­ków fi­zy­ko­che­micz­nych czy geo­me­trycz­nych”.

Wy­mie­nione tu przy­kłady wro­dzo­nych lub za­pro­gra­mo­wa­nych za­cho­wań to tylko nie­które z licz­nych ta­kich przy­pad­ków ob­ser­wo­wa­nych w kró­le­stwie zwie­rząt. Za­ska­ku­jące jest, że w wielu przy­pad­kach za­cho­wa­nia zwie­rząt po­wszech­nie uzna­wa­nych za pry­mi­tywne są rów­nie zło­żone, jak za­cho­wa­nia zwie­rząt bar­dziej roz­wi­nię­tych, w tym ssa­ków. Istot­nie, nie ma ko­re­la­cji po­mię­dzy zdol­no­ściami po­znaw­czymi zwie­rząt a wy­ka­zy­wa­niem przez nie skom­pli­ko­wa­nych, naj­wy­raź­niej wro­dzo­nych za­cho­wań. Być może tę kwe­stię wy­ja­śnia to, że ta­kie za­cho­wa­nia zwie­rząt są za­pro­gra­mo­wane, a za­tem wro­dzone, więc ich wy­ko­ny­wa­nie nie wy­maga znacz­nych zdol­no­ści po­znaw­czych, za to wy­maga spe­cy­ficz­nych „ob­wo­dów” ner­wo­wych kon­tro­lu­ją­cych te za­cho­wa­nia – do­syć skom­pli­ko­wa­nych, lecz naj­wy­raź­niej nie­du­żych mó­zgów.

Bo­gate opisy tych za­cho­wań można zna­leźć wszę­dzie, od pro­gra­mów te­le­wi­zyj­nych Na­tio­nal Geo­gra­phic po na­ukowe książki i ar­ty­kuły. Książka Ge­niusz pta­ków Jen­ni­fer Ac­ker­man i ar­ty­kuł The Ama­zing Mini-Brain: Les­sons from a Ho­ney Bee Mar­tina Giurfy to tylko dwa przy­kłady spo­śród wielu, które można by przy­to­czyć. Nie­które wy­stę­pu­jące w kró­le­stwie zwie­rząt zło­żone za­cho­wa­nia wro­dzone wpra­wiają świat na­uki w osłu­pie­nie.

Ze względu na ich nie­znane po­cho­dze­nie, wiele z tych za­cho­wań wciąż opi­suje się jako enig­ma­tyczne bądź ta­jem­ni­cze. Dla­tego wi­duje się książki za­ty­tu­ło­wane The My­stery of Mi­gra­tion czy też Na­ture’s Com­pass: The My­stery of Ani­mal Na­vi­ga­tion .

W książce O po­wsta­wa­niu ga­tun­ków dzie­więt­na­sto­wieczny przy­rod­nik Ka­rol Dar­win przed­sta­wił re­wo­lu­cyjną tezę o wspól­no­cie po­cho­dze­nia i stop­nio­wej ewo­lu­cji. Nie spo­sób kry­ty­ko­wać Dar­wina za nie­śmia­łość. Ob­sta­wał przy swo­jej te­zie na każ­dym kroku. Lecz na­wet on przy­znał w swo­jej pracy, że wiele in­stynk­tów jest „tak dziw­nych, że ich roz­wój wyda się praw­do­po­dob­nie czy­tel­ni­kowi trud­no­ścią wy­star­cza­jącą do oba­le­nia ca­łej mo­jej teo­rii”. Nie­zra­żony tym Dar­win twier­dził, że in­stynkty są nie­zbęd­nym ele­men­tem jego teo­rii oraz że po­dob­nie jak ogromna róż­no­rod­ność form bio­lo­gicz­nych, roz­wi­nęły się one drogą stop­nio­wej ewo­lu­cji. Jak pi­sał, „nie wi­dzę żad­nej trud­no­ści w tym, że na­tu­ralna se­lek­cja, za­cho­wu­jąc i nie­ustan­nie gro­ma­dząc zmiany w in­stynk­tach, może do­pro­wa­dzić je do do­wol­nego stop­nia uży­tecz­no­ści. W taki spo­sób po­wstały, jak są­dzę, wszyst­kie skom­pli­ko­wane i za­dzi­wia­jące in­stynkty. Ża­den zło­żony in­stynkt nie może po­wstać drogą na­tu­ral­nej se­lek­cji ina­czej niż przez drobne i stop­niowe na­gro­ma­dze­nie wielu ma­łych, lecz ko­rzyst­nych zmian . Za­sada Na­tura non fa­cit sal­tum da się za­sto­so­wać za­równo do in­stynk­tów, jak i do bu­dowy ciała”.

Co cie­kawe, Dar­win wy­kre­ślił ostat­nie zda­nie z ko­lej­nych wy­dań O po­wsta­wa­niu ga­tun­ków, cho­ciaż po­zo­stał wierny idei, którą wy­ra­żało. Głów­nym ce­lem tej książki jest od­po­wiedź na py­ta­nie, czy w świe­tle ak­tu­al­nych da­nych na­uko­wych dar­wi­now­skie twier­dze­nie o po­cho­dze­niu zło­żo­nych in­stynk­tów wy­trzy­muje próbę czasu. Czy na­gro­ma­dzone przez mi­nione 160 lat dane na­ukowe świad­czą na ko­rzyść tej kon­cep­cji choćby w ogól­nym za­ry­sie? Je­śli nie, to czy ist­nieje lep­sze wy­ja­śnie­nie – za­czerp­nięte z roz­sze­rzo­nej syn­tezy ewo­lu­cyj­nej bądź wy­kra­cza­jące poza ten pa­ra­dyg­mat? Oto jest główna kwe­stia roz­wa­żana w tej książce.

Zło­żone za­pro­gra­mo­wane za­cho­wa­nia spo­tyka się w ca­łym kró­le­stwie zwie­rząt. Tu­taj sku­pimy się jed­nak na mniej roz­wi­nię­tych zwie­rzę­tach, po­nie­waż zwie­rzęta bar­dziej roz­wi­nięte, na przy­kład ssaki na­czelne, mają znaczne zdol­no­ści po­znaw­cze, a więc wy­ka­zują za­równo za­cho­wa­nia za­pro­gra­mo­wane, jak i na­byte. W ta­kich przy­pad­kach nie za­wsze ła­two jest roz­róż­nić te dwa ro­dzaje za­cho­wań. Ła­twiej po­czy­nić to roz­róż­nie­nie u mniej za­awan­so­wa­nych zwie­rząt, ta­kich jak psz­czoły i mo­tyle.

Wy­ja­śnie­nie po­cho­dze­nia tych za­pro­gra­mo­wa­nych za­cho­wań zwie­rząt z ewo­lu­cyj­nego punktu wi­dze­nia jest wy­zwa­niem, po­nie­waż czę­sto są one dość zło­żone, a po­nadto praw­do­po­dob­nie wa­run­ko­wane przez nie­zwy­kle skom­pli­ko­wane me­cha­ni­zmy neu­ro­lo­giczne. Za­cho­wa­nia zwie­rząt są ude­rza­jąco zróż­ni­co­wane, można śmiało twier­dzić, że rów­nie zróż­ni­co­wane, jak osza­ła­mia­jące bo­gac­two cech fi­zycz­nych spo­ty­ka­nych w kró­le­stwie zwie­rząt. Nie ozna­cza to, że nie da się wy­ja­śnić tych za­cho­wań. Ozna­cza jed­nak, że trzeba cze­goś wię­cej niż bła­hych „ta­kich so­bie ba­je­czek” dla przy­czy­nowo od­po­wied­niego wy­ja­śnie­nia ich ewo­lu­cji.

Do­dat­kową trud­no­ścią jest to, że za­cho­wa­nia zwie­rząt po­zo­sta­wiają po so­bie sto­sun­kowo mało śla­dów w za­pi­sie ko­pal­nym. Nie­za­leż­nie od przy­czyny we współ­cze­snej bio­lo­gii po­cho­dze­nie za­cho­wań zwie­rząt nie zo­stało zba­dane ani pod­dane dys­ku­sji w tym sa­mym stop­niu, co ich fi­zjo­lo­gia i ge­ne­tyka. To wielka szkoda, bo za­cho­wa­nie jest jedną z naj­cie­kaw­szych cech zwie­rząt.

Temu te­ma­towi warto po­świę­cić wię­cej uwagi także dla­tego, że w nie­któ­rych przy­pad­kach za­cho­wa­nie zwie­rząt jest za­sad­ni­czym ele­men­tem teo­rii ewo­lu­cji. Ernst Mayr, czo­łowy teo­re­tyk ewo­lu­cjo­ni­sta XX wieku, uwa­żał, że zmiana w za­cho­wa­niu to klu­czowy czyn­nik ini­cju­jący in­no­wa­cje ewo­lu­cyjne. Mayr twier­dził, że „be­ha­wio­ralne zmiany grały rolę w więk­szo­ści in­no­wa­cji ewo­lu­cyj­nych, stąd po­wie­dze­nie »za­cho­wa­nie jest wy­znacz­ni­kiem ewo­lu­cji«”. Za­tem przed­miot ten wręcz do­maga się dal­szych ba­dań.

Aby zo­ba­czyć, czy któ­reś z kon­ku­ru­ją­cych hi­po­te­tycz­nych wy­ja­śnień za­cho­wa­nia zwie­rząt, w tym neo­dar­wi­nizm, wy­daje się ade­kwatne przy­czy­nowo, przyj­rzymy się kilku ro­dza­jom zło­żo­nych za­pro­gra­mo­wa­nych za­cho­wań w kró­le­stwie zwie­rząt oraz pod­damy oce­nie na­gro­ma­dzone dane na­ukowe w świe­tle tych hi­po­tez. W tym celu wy­ko­rzy­stamy me­todę po­wszech­nie sto­so­waną w na­ukach hi­sto­rycz­nych, znaną jako wnio­sko­wa­nie do naj­lep­szego wy­ja­śnie­nia.

Od Ary­sto­te­lesa do Dar­wina

Hi­sto­ria ba­dań zwie­rząt i ich za­cho­wa­nia sięga sta­ro­żyt­no­ści. Ży­jący w V wieku p.n.e. fi­lo­zof Em­pe­do­kles za­pro­po­no­wał wy­ja­śnie­nie po­cho­dze­nia zwie­rząt, które sta­no­wiło za­po­wiedź dar­wi­now­skiej idei ewo­lu­cji drogą na­tu­ral­nej se­lek­cji (cho­ciaż w prze­ci­wień­stwie do Dar­wina Em­pe­do­kles nie kładł na­ci­sku na gra­du­alizm). W tym sa­mym wieku greccy ato­mi­ści Leu­cyp i De­mo­kryt wy­su­nęli czy­sto ma­te­ria­li­styczną, uwzględ­nia­jącą czyn­nik ewo­lu­cyjny i po­zba­wioną po­ję­cia ce­lo­wo­ści kon­cep­cję ży­cia i Wszech­świata. Lecz czło­wiek, któ­rego opi­nie miały zdo­mi­no­wać my­śle­nie cy­wi­li­za­cji za­chod­niej na ja­kieś dwa ty­siąc­le­cia, pa­trzył na to za­gad­nie­nie zu­peł­nie ina­czej. Uwa­żany za ojca bio­lo­gii Ary­sto­te­les (384–322 p.n.e.) ba­dał i opi­sy­wał za­cho­wa­nie róż­nych zwie­rząt. W trak­ta­cie O ru­chu zwie­rząt na­pi­sał: „Na wstę­pie na­szych ba­dań mu­simy przy­jąć pewne za­ło­że­nia, któ­rymi zwy­kli­śmy się po­słu­gi­wać w ba­da­niach przy­rod­ni­czych. Mia­no­wi­cie mu­simy uznać, że spraw­dzają się one w ten sam spo­sób we wszyst­kich dzie­łach Na­tury. Otóż jed­nym z tych za­ło­żeń jest za­sada: Na­tura nie two­rzy ni­czego na próżno”.

Za­tem w prze­ci­wień­stwie do ato­mi­stów Ary­sto­te­les pa­trzył na zwie­rzęta i ich za­cho­wa­nie z per­spek­tywy te­le­olo­gicz­nej, przyj­mu­jąc, że za­cho­wa­nia mają okre­ślone funk­cje i cele. To może się wy­da­wać zdro­wo­roz­sąd­kowe – i być może wła­śnie dla­tego ten po­gląd zdo­mi­no­wał świat Za­chodu na dwa ty­siąc­le­cia. Jed­nak jak się wkrótce prze­ko­namy, sta­no­wi­sko Ary­sto­te­lesa w tej spra­wie wy­pa­dło z łask w epoce no­wo­żyt­nej.

Kon­cep­cja, zgod­nie z którą ga­tunki po­zo­stają w sta­nie nie­zmie­nio­nym od czasu ich po­wsta­nia, nie­po­dziel­nie pa­no­wała w bio­lo­gii do XVIII wieku. Od­szedł od niej Jean-Bap­ti­ste La­marck (1744–1829), pro­po­nu­jąc teo­rię ewo­lu­cji, w któ­rej pod­jął się wy­ja­śnie­nia po­cho­dze­nia za­cho­wań zwie­rząt. Jego Fi­lo­zo­fia zoo­lo­gii (pier­wot­nie opu­bli­ko­wana w roku uro­dze­nia Dar­wina – 1809) to pierw­sza zna­cząca próba opra­co­wa­nia ca­ło­ścio­wej teo­rii wspól­noty po­cho­dze­nia wszyst­kich or­ga­ni­zmów ży­wych od pry­mi­tyw­nych przod­ków.

Głów­nym za­ło­że­niem jego teo­rii było, że or­ga­ni­zmy mają wro­dzoną ten­den­cję do ewo­lu­owa­nia w kie­runku ro­sną­cej zło­żo­no­ści. Jed­nakże La­marck wy­róż­nił się dzięki dru­giemu za­ło­że­niu jego teo­rii: dzie­dzi­cze­niu cech na­by­tych. Przyj­mo­wał, że siłą na­pę­dową dzie­dzi­cze­nia cech na­by­tych jest śro­do­wi­sko. Pi­sał, że „Śro­do­wi­sko wpływa na kształt i uor­ga­ni­zo­wa­nie zwie­rząt, czyli że zmie­nia­jące się znacz­nie śro­do­wi­sko wy­wo­łuje z cza­sem od­po­wied­nie mo­dy­fi­ka­cje za­równo kształtu, jak i sa­mej or­ga­ni­za­cji zwie­rząt”. Pod­kre­ślał, że jest to ra­czej wpływ po­średni niż bez­po­śred­nia mo­dy­fi­ka­cja. Tak sta­no­wiło pierw­sze prawo La­marcka. Dru­gie prawo mó­wiło, że te na­byte ce­chy są dzie­dzi­czone przez po­tom­stwo zwie­rzę­cia. La­marck uwa­żał, że to zmiana w za­cho­wa­niu wy­wo­łuje póź­niej­sze zmiany fi­zyczne.

Po­wo­ły­wał się na kilka przy­kła­dów ewo­lu­cji, które we­dług niego do­wo­dziły słusz­no­ści teo­rii dzie­dzi­cze­nia cech na­by­tych. Je­den z przy­kła­dów do­ty­czył wy­dłu­ża­nia się ję­zy­ków mrów­ko­ja­dów, dzię­cio­łów zie­lo­nych i ko­li­brów. Ko­lej­nym przy­to­czo­nym przez niego przy­kła­dem był wzrost ży­raf, któ­rych zwy­czaj że­ro­wa­nia na drze­wach rze­komo wy­dłu­żył ich szyje i nogi, aby mo­gły się­gać wy­żej. Teo­ria La­marcka cie­szyła się dużą po­pu­lar­no­ścią na po­czątku XVIII wieku. Jed­nak pod ko­niec XIX wieku Au­gust We­ismann prze­pro­wa­dził do­świad­cze­nie po­le­ga­jące na ob­ci­na­niu ogo­nów kilku ko­lej­nym po­ko­le­niom my­szy. Zgod­nie z la­mar­ki­zmem na­le­ża­łoby ocze­ki­wać, że z bie­giem czasu po­tomne po­ko­le­nia my­szy będą się ro­dziły z co­raz krót­szymi ogo­nami. Jed­nak tak się nie stało. To i ko­lejne do­świad­cze­nia o bar­dziej roz­strzy­ga­ją­cym cha­rak­te­rze do­pro­wa­dziły do od­rzu­ce­nia la­mar­ki­zmu. Jed­nak czę­sto po­mija się to, że po­stu­lo­wana przez La­marcka kon­cep­cja za­cho­wa­nia zwie­rząt jako siły na­pę­do­wej ewo­lu­cji no­wych cech fi­zycz­nych stała się istot­nym ele­men­tem dar­wi­now­skiej teo­rii ewo­lu­cji.

W rze­czy sa­mej wpływ La­marcka na Dar­wina nie ogra­ni­czał się tylko do tej kwe­stii. Cy­tu­jąc hi­sto­ryka na­uki Pe­tera Bow­lera: „Do­ży­wot­nie przy­wią­za­nie Dar­wina do teo­rii mie­sza­nego dzie­dzi­cze­nia (mie­sza­nia się cech po­ko­le­nia ro­dzi­ciel­skiego) i w nie­wiel­kim za­kre­sie do la­mar­ki­zmu było in­te­gralną czę­ścią jego świa­to­po­glądu”. To prze­ko­na­nie znaj­do­wało od­zwier­cie­dle­nie w jego wy­ja­śnie­niach po­cho­dze­nia cech fi­zycz­nych i za­cho­wa­nia. Po­dob­nie jak La­marck, Dar­win uwa­żał, że zwy­czaje zwie­rząt wy­wie­rają wpływ na ich fi­zjo­lo­gię, a po­wstałe zmiany fi­zjo­lo­giczne mogą być dzie­dzi­czone przez po­tom­stwo. Po­wo­ły­wał się na kilka przy­kła­dów, w tym na zwi­sa­jące uszy nie­któ­rych zwie­rząt do­mo­wych oraz ptaki nie­loty na wy­spach, na któ­rych nie ma dra­pież­ni­ków. Dar­win pod­su­mo­wał swój spo­sób my­śle­nia o uży­wa­niu i nie­uży­wa­niu na­rzą­dów na­stę­pu­jąco: „W ogól­no­ści mo­żemy wnio­sko­wać, że przy­zwy­cza­je­nie uży­wa­nia lub nie­uży­wa­nia w nie­któ­rych wy­pad­kach ode­grało ważną rolę w mo­dy­fi­ko­wa­niu kon­sty­tu­cji i bu­dowy róż­nych or­ga­nów, czę­sto jed­nak sku­tek jego łą­czył się, a nie­kiedy pod­po­rząd­ko­wy­wał na­tu­ral­nej se­lek­cji zmian wro­dzo­nych”.

For­mu­łu­jąc de­fi­ni­cję kon­cep­cji in­stynktu, Dar­win na­pi­sał, że kiedy czyn­ność wy­ko­nuje zwie­rzę, „zwłasz­cza bar­dzo młode, bez żad­nego do­świad­cze­nia i przy tym wy­ko­ny­wana jest przez wiele osob­ni­ków w taki sam spo­sób, bez żad­nej zna­jo­mo­ści celu – to czyn­ność taką na­zy­wamy zwy­kle in­stynk­towną”. Dar­win uwa­żał też, że in­stynkty są po­rów­ny­walne do przy­zwy­cza­jeń. Sto­so­wał kon­cep­cję uży­wa­nia i nie­uży­wa­nia do in­stynk­tów zwią­za­nych z za­cho­wa­niem, pi­sząc: „nie ma żad­nego nie­praw­do­po­do­bień­stwa w przy­pusz­cze­niu, że w zmie­nia­ją­cych się wa­run­kach ży­cia na­tu­ralna se­lek­cja może gro­ma­dzić w pew­nym za­kre­sie nie­wiel­kie zmiany w in­stynk­cie bę­dące w ja­ki­kol­wiek spo­sób uży­teczne. Praw­do­po­dob­nie w nie­któ­rych wy­pad­kach wcho­dzą rów­nież w grę przy­zwy­cza­je­nia oraz uży­wa­nie i nie­uży­wa­nie na­rzą­dów”.

Po­now­nie zwra­ca­jąc uwagę czy­tel­nika na kwe­stię zwie­rząt udo­mo­wio­nych, Dar­win po­dał przy­kłady zmian w ich za­cho­wa­niu pod wpły­wem do­ko­ny­wa­nej przez lu­dzi se­lek­cji w kie­runku kon­kret­nych za­cho­wań. Cho­ciaż za­kła­dał, że przy­zwy­cza­je­nia mogą być dzie­dzi­czone, zda­wał so­bie sprawę z ogra­ni­czeń sto­so­wa­nia za­sady zmien­no­ści i na­tu­ral­nej se­lek­cji do pew­nych za­cho­wań. Na­pi­sał: „Można wy­raź­nie wy­ka­zać, że naj­dziw­niej­sze ze wszyst­kich in­stynk­tów, a mia­no­wi­cie in­stynkty psz­czoły i wielu mró­wek, nie mo­gły po­wstać w ten spo­sób”.

Dar­win roz­po­zna­wał fun­da­men­talną róż­nicę mię­dzy zło­żo­nymi za­cho­wa­niami zwie­rząt a umie­jęt­no­ściami lu­dzi, na­by­wa­nymi głów­nie po­przez ucze­nie się. Jak sam stwier­dził, „czło­wiek nie może przy pierw­szej pró­bie wy­ko­nać na przy­kład to­pora ka­mien­nego lub czółna... Musi się on na­uczyć wy­ko­ny­wa­nia tej pracy przez prak­tykę, na­to­miast bóbr, który bu­duje swą tamę czy ka­nał, jak rów­nież ptak bu­du­jący swoje gniazdo lub pa­jąk tka­jący swoją cu­downą sieć mogą wy­ko­nać te czyn­no­ści od pierw­szego razu tak samo do­brze lub pra­wie rów­nie do­brze, jak wów­czas, kiedy są stare i do­świad­czone”.

Dar­win nie wie­dział nic o ge­nach ani mu­ta­cjach ge­ne­tycz­nych. Jed­nak kiedy na­ukowcy za­częli po­zna­wać ta­jem­nicę ge­ne­tyki, ich spo­strze­że­nia włą­czono w dar­wi­nizm i osta­tecz­nie ochrzczono współ­cze­sną syn­tezą ewo­lu­cyjną, a na­zwę tę ukuł wnuk dar­wi­ni­sty Tho­masa Henry’ego Hux­leya, Ju­lian Hux­ley, w wy­da­nej w 1942 roku książce Evo­lu­tion: The Mo­dern Syn­the­sis. Ta uno­wo­cze­śniona po­stać dar­wi­ni­zmu po­wstała na pod­sta­wie prac kilku na­ukow­ców z róż­nych dys­cy­plin, w tym zoo­loga Ern­sta Mayra, ge­ne­ty­ków The­odo­siusa Do­bzhan­sky’ego, Ro­nalda Fi­shera, Tho­masa Hunta Mor­gana, Johna Bur­dona San­der­sona Hal­dane’a i pa­le­on­to­loga Geo­rge’a Gay­lorda Simp­sona.

Obec­nie do­mi­nu­jący, usta­no­wiony przez współ­cze­sną syn­tezę po­gląd zwy­kle na­zywa się neo­dar­wi­ni­zmem. Pod­sta­wowe za­ło­że­nie neo­dar­wi­ni­zmu głosi, że ewo­lu­cja opiera się głów­nie na lo­so­wych mu­ta­cjach ge­ne­tycz­nych i na­tu­ral­nej se­lek­cji. Syn­teza jest jed­nak bar­dziej skom­pli­ko­wana, po­nie­waż ewo­lu­cję umoż­li­wia wiele me­cha­ni­zmów. Na­leżą do nich mię­dzy in­nymi: mu­ta­cje ge­ne­tyczne, re­kom­bi­na­cja ge­ne­tyczna, du­pli­ka­cja ge­nów, dryf ge­ne­tyczny, efekt za­ło­ży­ciela czy efekt wą­skiego gar­dła. Ce­chą wspólną wszyst­kich tych me­cha­ni­zmów jest to, że do­ty­czą po­je­dyn­czych ge­nów.

Bio­log ewo­lu­cyjny Mi­chael Lynch przy­po­rząd­ko­wał te me­cha­ni­zmy czte­rem pod­sta­wo­wym si­łom ewo­lu­cyj­nym: na­tu­ral­nej se­lek­cji, mu­ta­cjom, re­kom­bi­na­cji i dry­fowi ge­ne­tycz­nemu. Na­pi­sał: „Bio­rąc pod uwagę 100 lat po­świę­co­nych na­uce ewo­lu­cji, roz­sądny jest wnio­sek, że te cztery sze­ro­kie ka­te­go­rie obej­mują wszyst­kie pod­sta­wowe siły ewo­lu­cyjne”. Wy­ja­śnił, że ewo­lu­cję na­leży ro­zu­mieć sze­rzej niż tylko jako na­tu­ralną se­lek­cję i ad­ap­ta­cję. Po­zo­stałe siły ewo­lu­cyjne mają cha­rak­ter „nie­adap­ta­cyjny, co ozna­cza, że nie są funk­cją wła­ści­wo­ści przy­sto­so­waw­czych osob­ni­ków”.

Po­wyż­sze sta­nowi naj­bar­dziej skró­towe pod­su­mo­wa­nie współ­cze­snej teo­rii ewo­lu­cji, obec­nie roz­sze­rzo­nej o wiele twór­czych uzu­peł­nień i su­ge­ro­wa­nych mo­dy­fi­ka­cji. W dal­szej czę­ści książki przyj­rzymy się nie­któ­rym z pro­po­no­wa­nych me­cha­ni­zmów po­moc­ni­czych za­an­ga­żo­wa­nych w ewo­lu­cję zło­żo­nych za­cho­wań za­pro­gra­mo­wa­nych. Lecz na­wet dzi­siaj wielu bio­lo­gów uważa na­tu­ralną se­lek­cję i lo­sowe mu­ta­cje ge­ne­tyczne za bliź­nia­cze fi­lary teo­rii ewo­lu­cji, dla­tego po­świę­cimy tro­chę czasu, żeby wy­ja­śnić te po­ję­cia nieco le­piej.

Z grub­sza rzecz uj­mu­jąc, na­tu­ralna se­lek­cja to prze­ży­wa­nie naj­le­piej przy­sto­so­wa­nego. Je­żeli po­tom­stwo po­siada lo­sową mu­ta­cję ge­ne­tyczną, która spra­wia, że jest nieco szyb­sze lub by­strzej­sze, i je­żeli dana mu­ta­cja zwięk­sza jego szanse na prze­ży­cie i re­pro­duk­cję, to ist­nieje więk­sze praw­do­po­do­bień­stwo, że na­tura utrwali tę mu­ta­cję w ko­lej­nym po­ko­le­niu po­tom­nym – drogą na­tu­ral­nej se­lek­cji. We­dług zwo­len­ni­ków neo­dar­wi­ni­zmu, w ciągu se­tek mi­lio­nów lat hi­sto­rii ewo­lu­cji długi ciąg lo­so­wych mu­ta­cji prze­sia­nych przez sito na­tu­ral­nej se­lek­cji do­pro­wa­dził do po­wsta­nia no­wych form po­cho­dzą­cych od jed­nego lub kilku pier­wot­nych or­ga­ni­zmów jed­no­ko­mór­ko­wych. Jak już wiemy, Dar­win nie czy­nił wy­jątku dla zło­żo­nych za­cho­wań za­pro­gra­mo­wa­nych, które na­zy­wał in­stynk­tami. On i jego na­stępcy twier­dzili, że także te za­cho­wa­nia można uznać za efekt sy­ner­gi­stycz­nego dzia­ła­nia sze­roko ro­zu­mia­nej zmien­no­ści lo­so­wej i na­tu­ral­nej se­lek­cji.

------------------------------------------------------------------------

Za­pra­szamy do za­kupu peł­nej wer­sji książki

------------------------------------------------------------------------Do­tych­czas w se­rii uka­zały się:

Jo­na­than Wells

Ikony ewo­lu­cji.

Na­uka czy mit?

Phil­lip E. John­son

Dar­win przed są­dem

Mi­chael J. Behe

Czarna skrzynka Dar­wina.

Bio­che­miczne wy­zwa­nie dla ewo­lu­cjo­ni­zmu

Mi­chael J. Behe

Gra­nica ewo­lu­cji.

W po­szu­ki­wa­niu ogra­ni­czeń dar­wi­ni­zmu

Jo­na­than Wells

Zom­bie-na­uka.

Jesz­cze wię­cej ikon ewo­lu­cji

Gu­il­lermo Gon­za­les

Jay W. Ri­chards

Wy­jąt­kowa pla­neta.

Dla­czego na­sze po­ło­że­nie w ko­smo­sie umoż­li­wia od­kry­cia na­ukowe

Wil­liam A. Demb­ski

Wnio­sko­wa­nie o pro­jek­cie.

Wy­klu­cze­nie przy­padku me­todą ma­łych praw­do­po­do­bieństw

Mi­chael Den­ton

Kry­zys teo­rii ewo­lu­cji

Do­uglas Axe

Nie­pod­wa­żalne.

Jak bio­lo­gia po­twier­dza na­szą in­tu­icję, że ży­cie jest za­pro­jek­to­wane

Mi­chael Den­ton

Teo­ria ewo­lu­cji.

Kry­zysu ciąg dal­szy

Ste­phen C. Meyer

Pod­pis w ko­mórce.

DNA i świa­dec­twa in­te­li­gent­nego pro­jektu

Ste­phen C. Meyer

Wąt­pli­wość Dar­wina.

Kam­bryj­ska eks­plo­zja ży­cia jako świa­dec­two in­te­li­gent­nego pro­jektu

Wil­liam A. Demb­ski

Nic za darmo.

Dla­czego przy­czyną wy­spe­cy­fi­ko­wa­nej zło­żo­no­ści musi być in­te­li­gen­cja

Jo­na­than Wells

Mit śmie­cio­wego DNA

Gra­nville Se­well

Na po­czątku

Eseje o teo­rii in­te­li­gent­nego pro­jektu

Mi­chael J. Behe

De­wo­lu­cja

Od­kry­cia na­ukowe do­ty­czące DNA wy­zwa­niem dla dar­wi­ni­zmu

Pod re­dak­cją
Da­vida Klin­ghof­fera

Kon­tro­wer­syjny pod­pis

Od­po­wiedź na kry­tykę książki Pod­pis w ko­mórce

Mar­cos Eber­lin

Da­le­ko­wzrocz­ność

Jak bio­che­mia uka­zuje plan i ce­lo­wość ży­cia

Mi­chael J. Den­ton

Prze­zna­cze­nie na­tury

Co prawa bio­lo­gii mó­wią o na­szym miej­scu we Wszech­świe­cie