Ewolucja - ebook

PRZEDMOWA

W ostatnim paragrafie swojej książki O powstawaniu gatunków Karol Darwin opisał życie na Ziemi jako „zawiły skarbiec” – zespół zróżnicowanych gatunków, których istnienia są ze sobą niezwykle mocno splecione. Gatunki te czasami ze sobą konkurują, czasami współpracują, a czasami są od siebie współzależne. Oczywiście nie tak dawno temu ów skarbiec natury był o wiele bogatszy w rośliny i dzikie zwierzęta niż dzisiaj. Główną tego przyczyną jest to, co z nim – w zastraszająco krótkim czasie – zrobiliśmy. To jednak inna historia. Teraz skupimy się na ważniejszej kwestii: na tym, że nasza planeta jest dalej niesamowicie zasobna i tętni życiem istot, które funkcjonują w niezwykle złożonych relacjach, zarówno ze sobą wzajemnie, jak i z samym środowiskiem. Być może jest to najbogatsza pod tym względem planeta we wszechświecie, a przynajmniej tak zazwyczaj lubimy myśleć. Lecz nawet jeśli istnieją gdzieś światy tak samo bogate, a nawet bogatsze, to sam fakt, że Ziemia jest tak różnorodna, powinien wywoływać w nas ekscytację i potrzebę poszukiwania odpowiedzi. Jakim cudem do tego doszło?

Po 200 latach wzmożonych prac badawczych mamy to szczęście, że posiadamy teorię, która dość dokładnie tłumaczy owo bogactwo. Teoria ta, zwana teorią Darwina o ewolucji drogą doboru naturalnego, jest znana z dwóch przyczyn. Po pierwsze, jest to druga teoria (zaraz po mechanice kwantowej), która najlepiej wyjaśnia to, co widzimy w naturze, jednocześnie stymulując nowe idee i badania, które otwierają drogę wielu nowym odkryciom. Po drugie, stworzyła ona ramy łączące zróżnicowany wachlarz dyscyplin, które niekoniecznie wydawałyby się sobie bliskie. Ów wachlarz nie składa się jedynie z nauk przyrodniczych, tj. ekologii, fizjologii, biochemii czy etologii, lecz obejmuje także nauki ścisłe, np. chemię, oraz dziedziny takie jak medycyna, socjologia, antropologia, ekonomia czy nawet nauki humanistyczne. Pod jej wpływem pozostają również inne obszary, np. historia, lingwistyka czy literatura.

Równocześnie jednak teoria ewolucji pozostaje, być może, najbardziej niezrozumiałą ze wszystkich teorii naukowych. Co ironiczne, bywa równie źle rozumiana zarówno przez naukowców, jak i laików. Oczywiście teoria, którą dziś się posługujemy, nie jest oryginalną myślą Darwina. Została ona znacznie rozwinięta i poszerzona do tego stopnia, że jej twórca nie poznałby dużej jej części. Chociaż jej obecna forma mogłaby go zaintrygować i zachwycić. Niemniej jednak współczesna wersja teorii wyewoluowała z oryginalnej myśli Darwina.

Moje własne zainteresowanie ewolucją pojawiło się w bardzo wczesnym wieku. Kiedy jako jedenastolatek mieszkałem w Afryce, moja babcia (emerytowana chirurg głęboko zainteresowana naturą i równie głęboko religijna) przesyłała mi z Kalifornii książeczki z naklejkami dla dzieci, wydawane przez stowarzyszenie Audobon. Przyznaję, że te o pustynnych roślinach amerykańskiego południowego zachodu czy o innych cudach świata natury przeglądałem nieco znudzony. Niezwykle wciągnęła mnie natomiast ta traktująca o ewolucji, chociażby dlatego, że dotyczyła całej historii naszej planety: z rozdziałami o dinozaurach czy o ewolucji człowieka. Nie mam wątpliwości, że ten drobny element babcinej troski najpewniej przyczynił się bardziej niż cokolwiek innego do wzbudzenia wiele lat później mojego zainteresowania ewolucją człowieka i biologią dzikiej przyrody. W odpowiednim czasie dał mi on impuls do spędzenia wielu godzin w dziczy na obserwacji zwierząt i ludzi. Śledzenie innych gatunków zajętych swoimi codziennymi sprawami daje prawdziwą radość. Budzi także ciekawość prowadzącą do pytania, czemu i jak te gatunki stały się tym, czym są, i dlaczego robią to, co robią, na które odpowiedź sama w sobie jest przyjemnością, jak i głównym motorem dalszych dociekań.

Teoria ewolucji ma w sobie coś, do czego aspirują wszystkie teorie – jest elegancka w swojej prostocie. Mimo to zastosowanie jej do czegoś tak zróżnicowanego jak biologiczny świat, poskutkuje raczej powstaniem niezwykle złożonego obrazu, który nie przypomina prostych kręgów rozchodzących się na wodzie po wrzuceniu kamienia. Jest to konsekwencja osadzenia procesów ewolucyjnych w fizyce i chemii naszej planety wraz z ich oddziaływaniami z procesami fizjologicznymi i komórkowymi, jak również w maszynerii procesów poznawczych i behawioralnych, które umożliwiła ewolucja złożonych mózgów. Lubię myśleć, że biolog ewolucyjny siedzi przed ogromnymi puzzlami, których niezliczone fragmenty wydają się z początku dobrane chaotycznie i niepasujące do siebie. Jednak wraz ze stopniowym składaniem się obrazu w całość, gdy kawałki zaczynają do siebie pasować, pojawia się coś jednocześnie spójnego i magicznego. To, co najlepsze w nauce, wyraża się słowami: „Nigdy bym o tym nie pomyślał”, wypowiadanymi, gdy rozwiewają się mgły naszej niewiedzy i wszystko staje się jasne.

Celem tej książki nie jest uzasadnienie teorii ewolucji czy udowodnienie, że jest ona prawdziwa. Uznaję te kwestie za w dużej mierze zrobione przez innych autorów, m.in. Jerry’ego Coyne’a i jego publikację Why evolution is true. Zamiast tego chciałbym pozyskać znacznie szersze grono czytelników, niż przyciągnęłaby większość książek o ewolucji. Chciałbym pokazać, że jeśli będziemy dalej pytać: „Ale dlaczego tak jest?”, to idee Darwina okażą się mieć następstwa w każdym aspekcie życia na Ziemi, łącznie z ludzkim zachowaniem. W swoich rozważaniach bazuję na wielu dekadach badań prowadzonych w obrębie szerokiego wachlarza dziedzin. Spróbuję pokazać, jak one i ich przekaz wspierają i wzmacniają oryginalną myśl Darwina, tworząc zadowalające odczucie kompletności.

Skupię się zwłaszcza na zadawaniu właściwych pytań. Zbyt często nieporozumienia związane z teorią ewolucji wynikają z błędnego rozumienia, co jest obecnie jej przedmiotem. Nic lepiej nie ilustruje tego problemu jak przedziwne konflikty między socjologami i biologami z lat 70. XX wieku. Wtedy właśnie pierwsze nieśmiałe próby zastosowania na poważnie teorii ewolucji do badań zachowania ludzi wywołały gwałtowny sprzeciw przedstawicieli nauk społecznych i humanistycznych. Jednak niewielu z nich zadało sobie trud, by dowiedzieć się, co tak naprawdę sugerowały badania, nie mówiąc nawet o przeczytaniu jakiejś książki o ewolucji. Zostawiliśmy to za sobą, jednak ciągle bywam zaskakiwany liczbą podobnych błędów i nieporozumień pojawiających się raz po raz w różnych rozważaniach. Jest to odbicie ciągłych niepowodzeń w zaangażowaniu się w zrozumienie teorii ewolucji.

W związku z tym ta książka spróbuje wyjaśnić, co tak naprawdę jest przedmiotem teorii ewolucji. Większość dotychczasowych pozycji skupiających się na tym temacie, łącznie z tymi, z którymi zetknąłem się, jak wspomniałem, w okresie dzieciństwa, tyczy się głównie standardowych tematów, takich jak ewolucja gatunków, czyli pytań o ich powstawanie i wymieranie. Z tymi samymi pytaniami zaczynał sam Darwin. Ja chciałbym skupić się na jego późniejszych, pod wieloma względami bardziej interesujących poszukiwaniach, tyczących się ewolucji zachowania i emocji czy socjologii. Darwin zdawał sobie sprawę, że jego teoria ma daleko idące implikacje dla wszystkich aspektów nauk o życiu, jak również dla większości innych dyscyplin naukowych. Nieuchronnie prowadzi nas to dalej niż tylko do rozważań nad tym, czym są zwierzęta – do tego, w jaki sposób się one zachowują, a ostatecznie, jaka jest kondycja człowieka na jej wielu zróżnicowanych płaszczyznach.

Teoria ewolucji oferuje nam najwspanialszą ze wszystkich dotąd opowiedzianych historii. Historię o tym, jak powstały wszystkie istoty z którymi dzielimy tę planetę, dlaczego wszyscy się tak różnimy oraz jak i dlaczego jesteśmy tak od siebie współzależni. Jednym z ważniejszych przesłań, które daje nam podejście ewolucyjne i które mocno chcę podkreślić, jest to, że świat żywy to złożony, zintegrowany układ, a nie zestaw niepowiązanych przyczyn z ich jednorodnymi efektami. Cokolwiek dany organizm „zdecyduje się robić” – albo „czym postanowi zostać” – ma konsekwencje, które rezonują w biologii – zarówno jego, jak i innych gatunków. To, co my lub jakiekolwiek inne zwierzę czy roślina zdecydujemy się robić, ma konsekwencje dla ewolucji każdego przedstawiciela naszych gatunków, przedstawicieli innych gatunków czy nawet wszystkich ekosystemów, na które mamy wpływ. O tym, że nasze – ludzkie – działania mają wpływ na środowisko, przypomina nam coraz bardziej alarmujący ton ostrzeżeń osób zajmujących się jego ochroną.

W niektórych przypadkach konsekwencje te mogą mieć tak znaczne i trudne do pokonania ograniczenia, że ewolucja w niektórych liniach może być niemożliwa. Jak stwierdził ekolog behawioralny Nick Davies, nie ma możliwości, żeby motyle wynalazły kiedyś karabiny maszynowe, niezależnie od tego, jak przydatne te byłyby w ich często spektakularnych powietrznych bitwach o terytorium. Umiejętność lotu i miniaturowy rozmiar ciała po prostu wykluczają taką możliwość. Jednak nawet praktyczne innowacje będą miały konsekwencje, na które zwierzę będzie musiało odpowiedzieć. Wytworzenie większego mózgu, który wpłynie na opracowanie sprytniejszych rozwiązań problemów codziennego przetrwania, oznacza konieczność zdobycia większej ilości pożywienia. Mózg bowiem, by sprawnie funkcjonować, potrzebuje dziesięciokrotnie więcej energii niż mięśnie. Wymagające więcej czasu zdobywanie pożywienia narazi nas z kolei na ataki drapieżników. Rozwiązanie problemu szybko wywołuje kolejny problem do rozwiązania. Przy badaniu ewolucji często zapominamy o tym ryzyku.

W ewolucji wiele zależy również od przypadku. Zwyczajne warunki często mogą skierować ją w niespodziewaną stronę, jest to ewolucyjne prawo niezamierzonych skutków. Jednym bliskim nam, jak później się przekonamy, przykładem było wykształcenie się dwunożności u naszych najwcześniejszych człowiekowatych przodków jakieś 6–7 milionów lat temu. Ta adaptacja (przystosowanie) umożliwiła kilka milionów lat później wykształcenie się u nas mowy. Ani nasi przodkowie, ani nawet sama ewolucja nie zakładali takich konsekwencji. Była to po prostu korzystna okazja, która pojawiła się w odpowiednim momencie (chociaż jak potem zobaczymy, również wymagała wykształcenia po drodze nieco przypadkowych i niepowiązanych ze sobą adaptacji). Gdyby nasi odlegli przodkowie nie zostali pchnięci na tę drogę, to bardzo mało prawdopodobne, żeby kiedykolwiek wykształcił się ludzki język (i wszystko co z niego wynikło). Nie byłbym w stanie napisać tej książki, a wy byście jej teraz nie czytali.

By opowiedzieć ową historię, nadałem tej książce formę rozwijającego się stopniowo dyskursu, tak jak mają one czasem w zwyczaju. Kluczem do niej, jak i do całej nauki jest dziecięcy upór wyrażający się w zadawanym po każdej otrzymanej odpowiedzi pytaniu: „Ale dlaczego?”. Dziesięć rozdziałów podejmuje dziesięć głównych tematów, stopniowo zawężających się od ogólnego spojrzenia na ewolucję po szczegółowy opis powiązanych z kulturą zachowań człowieka. Chcę pokazać, jak proste pytanie „dlaczego?” prowadzi nas nieubłaganie w głąb wszystkich tajemnic życia. Z konieczności musiałem być nieco wybiórczy w kwestii poruszanych tematów, ale dotyczy to każdej książki o ewolucji. Moje wybory były podyktowane głównie sposobem, w jaki najważniejsze elementy opowieści stopniowo budują spójne wyjaśnienie tego, czym my jako ludzie jesteśmy, co robimy i czego doświadczamy. Człowiek jest po prostu kolejnym gatunkiem, tyle że na dobre i na złe wyjątkowo się nim interesujemy. Ponad wszystko jednak chciałbym pokazać, że nauka, mimo że często trudna, może dawać również niesamowitą radość. Zwłaszcza dlatego, że potrafi nas zaskoczyć w sposób, w jaki nasze ludowe wierzenia, rzadko inspirujące nas, by zainteresować się tym, „co jest gdzieś tam”, nieczęsto są w stanie. Jest to opowieść, która nigdy nie przestaje mnie zachwycać i intrygować i która tak jak wszystkie najlepsze opowieści nie nudzi się mimo wielokrotnego powtarzania. W rzeczy samej nauka jest jednym z najwspanialszych osiągnieć ludzi w dziedzinie snucia historii, a teoria ewolucji jednym z najlepszych tego przykładów.

Powinienem dodać dla jasności, że będę opowiadał o zwierzętach starających się wypełniać konkretne ewolucyjne strategie lub o genach faworyzujących swój własny interes. To nie oznacza, że geny czy zwierzęta (lub czasami nawet ludzie) są świadome tego, co robią, czy że próbują podążać w jakimś konkretnym kierunku. Jest to po prostu pewnego rodzaju konwencja używana w biologii ewolucyjnej, która wynika z faktu, że dobór naturalny działa (metaforycznie) tak, jakby promował zwierzęta zachowujące się w celowy sposób. Ktoś mógłby, jeśli by mu na tym zależało, nadać tej opowieści precyzyjniejszą formę, lecz byłaby to bardzo długa i nużąca lektura. W nauce nic się nie zyskuje, komplikując rzeczy bardziej, niż to konieczne, zwłaszcza że ludzki umysł nie jest stworzony do radzenia sobie ze skomplikowanymi rzeczami.I
EWOLUCJA I DOBÓR NATURALNY

1. Dlaczego potrzebujemy teorii ewolucji?

Żyjemy w świecie niesamowitej bioróżnorodności. Na Ziemi istnieje około 5500 gatunków ssaków i jakieś 10 000 gatunków ptaków. Jednak nawet te liczby nie robią wrażenia przy 12 000 gatunków nicieni, z których około połowa to pasożyty. Ich przedstawiciele, tacy jak glista ludzka, tęgoryjec, owsiki czy włosogłówka, sieją spustoszenie w organizmach ludzi na całym świcie. Liczba nicieni blednie jednak przy około 1 000 000 znanych nam obecnie gatunków owadów, nie licząc tych, których istnienie przewidujemy, a których może być dwukrotnie więcej. W przypadku samych chrząszczy identyfikujemy 250 000 gatunków! Jak zauważył kiedyś wielki angielski biolog ewolucyjny John B.S. Haldane: „Jeśli Bóg istnieje, to musi naprawdę uwielbiać chrząszcze”. Do tego możemy doliczyć jeszcze 250 000 gatunków roślin. A nie zaczęliśmy nawet rozmawiać o bakteriach i wirusach…

Przez większość czasu bierzemy tę ogromną różnorodność za pewnik, rzadko zauważając ją w życiu codziennym. Zazwyczaj interesują nas jedynie gatunki wywołujące choroby, będące utrapieniem w ogrodzie czy pojawiające się na naszych talerzach. Liczba gatunków zaliczających się do tych kategorii jest jednak pomijalnie niska. Większość z nas zjada łącznie nie więcej niż 100 gatunków zwierząt i roślin, a niektórzy nawet znacznie mniej.

Fakt, że dzielimy świat z tak wieloma gatunkami, powinien nakłonić nas do zatrzymania się i chwili zadumy nad tym, jak one i my powstaliśmy. Łatwo jest patrzeć na świat taki, jakim jest, i wyobrażać sobie, że był taki od zawsze. Nawet grecki filozof-naukowiec Arystoteles (384–322 p.n.e.), będący bez wątpienia największym biologiem do czasu Darwina, założył, że świat zawsze był taki, jakim go ówcześnie widział.

Nawet przyjmując fakt niezmienności świata, zostajemy z zagadką: dlaczego istnieje na nim tak wiele różnych form życia? Jaki jest powód istnienia tak wielu gatunków chrząszczy, ptaków czy roślin? Czy na arce Noego nie wystarczyłby jeden gatunek chrząszcza? Sam fakt, że istnieją setki tysięcy różnych form życia, narzuca kolejne pytanie. Dlaczego obecność niektórych z tych organizmów (np. tych, które jemy lub z którymi dzielimy nasze domy) jest dla nas korzystna, podczas gdy inne (jak wiele gatunków drapieżników i pasożytów) są zagrożeniem dla naszego zdrowia czy nawet przetrwania? Odpowiedź na te wszystkie pytania leży w teorii ewolucji Darwina.

Wielki amerykański biolog ewolucyjny ukraińskiego pochodzenia Teodozjusz Dobrzański (prywatnie gorliwy wyznawca prawosławia) powiedział kiedyś słynne słowa: „Nic w biologii nie ma sensu w oderwaniu od ewolucji”. Dobrzański mógłby nawet powiedzieć: „Nic w życiu…”, ponieważ jego stwierdzenie ma takie samo zastosowanie zarówno na płaszczyźnie biologicznej, jak i w psychologii, historii, ekonomii, archeologii czy w niemal każdej innej dziedzinie nauki, jaka wam przyjdzie do głowy. Wszystko w naszym świecie ewoluuje, tak samo jak wyewoluował nasz Układ Słoneczny i cały kosmos. Nic, nawet wszechświat, nie pozostało niezmienne, takie jak na samym początku. Wszystko ma swoją historię, zdominowaną przez zachodzące w czasie zmiany. To wszystko można określić mianem ewolucji.

Skłania to do jeszcze jednego pytania. Czy te zmiany to po prostu naturalny rozwój w ramach pewnego wewnętrznego procesu, czy też jest to konsekwencja działania jakiejś zewnętrznej siły? Nikt nie wątpi, że w przypadku ewolucji wszechświata chodzi o tę pierwszą możliwość. Zakładały ją również wczesne teorie ewolucji biologicznej, tworzone przez pochodzących ze starożytnej Grecji filozofów-naukowców. Darwin upierał się jednak przy drugim z tych rozwiązań. Pytanie, które musimy sobie zadać, brzmi: w jaki sposób znaleźliśmy się w biologicznym i psychologicznym świecie, którego dziś doświadczamy, i jak oddziałuje on na nas, ludzi, i nasze zachowanie?

2. Kto odkrył ewolucję?

Wielcy klasyczni i średniowieczni filozofowie-naukowcy akceptowali to, że różne formy życia różnią się pod względem swoich cech i umiejętności. Pogląd ten wygłosił po raz pierwszy Arystoteles około 350 roku p.n.e. Bazując na jego koncepcji, chrześcijańscy teologowie we wczesnym średniowieczu stworzyli nieformalną teorię ewolucji znaną jako wielka drabina (lub łańcuch) bytu. Na szczycie owej drabiny znajdował się Bóg, a zaraz pod nim jego aniołowie. Szczebel niżej zajmowali ludzie, którzy – jak wszyscy się zgodzą – są najbardziej zaawansowaną formą życia na Ziemi. Dalej, szczebel po szczeblu uplasowały się różnorodne ssaki, ptaki, gady, ryby, aż po owady i dziwne, pełzające robaki reprezentujące najsłabiej rozwinięte formy życia. Widziano to jako statyczną hierarchię zatrzymaną w czasie przez boski akt stworzenia. Jednak w XVII wieku ludzie zaczęli rozmyślać nad dziwnymi skałami odkrywanymi przez rolników podczas orania pól. Biegli w naukach medycznych, a zwłaszcza anatomii, zauważyli, że wyglądają one podejrzanie – jak kości. W 1667 roku duński ksiądz i naukowiec Mikołaj Steno (Nils Steensen) argumentował, że muszą to być kości dawno zmarłych stworzeń, które skryte pod ziemią skamieniały pod wpływem absorbcji minerałów.

Ta zaskakująca sugestia zrodziła myśl, że gatunki mogą nie trwać wiecznie, a niektóre z nich mogą nawet wymrzeć. To spostrzeżenie zasiało ziarno idei, że formy życia mogą ewoluować i zmieniać się w czasie. Jednak próby wyjaśnienia tego zjawiska okazały się trudnym wyzwaniem. Wielu zoologów żyjących w XVIII i na początku XIX wieku miało swoje pomysły. Teorię, która odniosła największy z ówczesnych sukces, zaproponował w 1809 roku najbardziej znamienity z francuskich zoologów Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, chevalier de Lamarck, znany powszechnie jako Lamarck.

Przypuszczał on, że gatunki są ciągle stwarzane na nowo, nawet teraz, w tej minucie, dokładnie w tej chwili. Następnie każdy z tych nowych gatunków ewoluuje wzdłuż tej samej drogi, czyli wielkiej drabiny bytów. Wszystko zaczyna jako swojego rodzaju mały robaczek, po czym stopniowo pnie się do góry, by ostatecznie potencjalnie stać się człowiekiem. Co ciekawe, nigdy nie było wiadomo, czy my, ludzie, pewnego dnia zostaniemy aniołami lub czy mógłby powstać nowy gatunek człowieka, podczas gdy my ciągle byśmy istnieli. Ważną konsekwencją tego myślenia była konkluzja, że gatunki istniejące najdłużej były jednocześnie najbardziej zaawansowane. Miały one najwięcej czasu, by wspiąć się wysoko po drabinie. Skutkowało to tym, że ludzie będący oczywiście najbardziej zaawansowanym gatunkiem musieli istnieć najdłużej, mimo że w Biblii jasno napisano, że ludzie zostali stworzeni na końcu, po wszystkich dzikich zwierzętach. Dziwne, ale wszyscy postanowili ignorować ten fakt.

Chociaż podglądy te zawdzięczały tyle samo uprawianiu filozofii, co prawdziwej, empirycznej zoologii, lamarkiści mieli tak naprawdę solidne dane eksperymentalne potwierdzające ich poglądy. Eksperyment był zwodniczo prosty. Weźcie wiadro wody z pompy, a następnie sprawdźcie ją dokładnie pod mikroskopem i nie zobaczycie nic prócz czystej wody. Zostawcie wiadro, by woda postała kilka tygodni, i sprawdźcie ją ponownie. Teraz patrzcie i podziwiajcie, jak tętni w niej mikroskopijne życie! Był to zadziwiający dowód na to, że życie było stale i spontanicznie stwarzane na nowo, każdej minuty, każdego dnia.

Eksperyment ten był genialny w swojej prostocie. Jego jedyną wadą było to, że wiedza na temat zarazków i bakterii musiała poczekać na odkrycie jeszcze 100 lat. „Nowo stworzone” życie pochodziło oczywiście z wszechobecnego powietrza, które jak teraz wiemy, jest pełne mikroskopijnych organizmów przenoszonych przez wiatr.

W międzyczasie w Wielkiej Brytanii szereg przyrodników amatorów również promował ewolucyjne poglądy. Jednymi z nich byli Erasmus Darwin (dziadek Karola), wydawca z Edynburga Robert Chambers oraz szkocki farmer i jednocześnie ojciec współczesnej geologii James Hutton (który zaproponował koncepcję niezwykle bliską późniejszej teorii ewolucji poprzez dobór naturalny Darwina). Sam Darwin najpewniej spotkał się z tymi poglądami, będąc studentem medycyny w Edynburgu (zanim porzucił ją dla teologii w Cambridge zgodnie z gniewnymi żądaniami ojca, by Karol został anglikańskim pastorem).

3. Jak teoria Darwina zmieniła nasze postrzeganie ewolucji?

W 1831 roku bardzo młodemu Karolowi Darwinowi (miał wówczas jedynie 22 lata) zaproponowano towarzyszenie równie młodemu kapitanowi Robertowi FitzRoyowi (miał 26 lat) w pięcioletniej wyprawie dookoła świata. Miała się ona odbyć na należącym do królewskiej marynarki statku badawczym HMS Beagle, a jej zadaniem było zbadanie wybrzeża Ameryki Południowej oraz pacyficznych wysp ciągnących się aż do Australii. Celem tej długiej wyprawy miało być poprawienie jakości map wybrzeży dla marynarki królewskiej. Rola Darwina w tym przedsięwzięciu była bardzo prosta. Miał być kompanem FitzRoya podczas podróży, tak by młody kapitan miał kogoś w podobnym wieku i na swoim poziomie intelektualnym do rozmów w czasie długiej i nużącej wyprawy. Mającemu wiedzę geologiczną Darwinowi szybko została jednak przydzielona rola wyprawowego geologa. Tak naprawdę większość czasu podczas każdego postoju spędzał na długich przejażdżkach konnych w głąb stałego lądu, uciekając od nudy życia na statku. Podczas tych wypadów zbierał skamieniałe kości wymarłych wielkich ssaków Ameryki Południowej, a także okazy wielu żyjących gatunków owadów, ptaków i ssaków, które napotkał.

Podobieństwa i różnice między zebranymi przez niego w wielu miejscach eksponatami spowodowały, że spędził kolejne 25 lat, zmagając się z problematycznym zagadnieniem: jak niektóre z owych gatunków, zwłaszcza te żyjące na sąsiadujących wyspach, mogą być tak różne, a jednak w oczywisty sposób sobie bliskie. W końcu w listopadzie 1859 roku opublikował swoje przełomowe dzieło O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, w którym przedstawił nową teorię ewolucji.

Teoria Darwina stała w kompletnej opozycji do teorii związanych z wielkim łańcuchem bytu. Będąc daleko od założenia, że życie jest stwarzane wciąż na nowo, jak twierdzili lamarkiści, postulowała jeden, pradawny początek wszystkich żyjących i wymarłych gatunków. W związku z tym wszystkie te gatunki były ze sobą spokrewnione poprzez szereg wspólnych przodków. Skomplikowanie budowy czy bycie „zaawansowanym” nie świadczą o tym, jak stary czy młody jest dany gatunek, lecz pokazują historię wzywań, z jakimi się on zmagał, będąc wystawionym na działanie zróżnicowanych warunków środowiska. Co ważniejsze, gatunki nie podążały jednym wspólnym ewolucyjnym torem, jak zakładał wielki łańcuch bytu, lecz każdy z nich miał swoją unikalną ewolucyjną drogę. Ta, biegnąc poprzez czas, zależała od zasiedlanego środowiska, nadarzających się po drodze okazji czy losowych wydarzeń, takich jak erupcje wulkaniczne lub huragany.

Tym, co sprawiło, że teoria Darwina odniosła taki sukces, było pokazanie mechanizmu, który kierował ewolucją. Był to koncept doboru naturalnego oraz idea przystosowania (adaptacji), która stanowiła jego naturalną konsekwencję. Co prawda również teoria Lamarcka miała swój własny pomysł na przystosowanie jako dziedziczenie nabytych cech. Zgodnie z tą koncepcją kowal o umięśnionych od pracy młotem rękach powinien przekazać tę cechę swoim dzieciom. Nigdy nie było jasne, jak byłoby to możliwe, lecz cecha ta w jakiś sposób musiała stawać się częścią biologicznej maszynerii potomstwa. Darwin argumentował, że zmiany w charakterystyce danych gatunków powstają jedynie dlatego, że osobniki naturalnie się od siebie różnią w pewien sposób i jedynie te cechy, które zapewniają najlepsze przystosowanie do lokalnych warunków, zapewniają sukces reprodukcyjny. Tak więc poprzez kolejne pokolenia przedstawiciele danego gatunku zaczną bardziej przypominać konkretnego przodka głównie dlatego, że jego określone cechy zapewniły lepsze przystosowanie do miejscowego środowiska. Możemy podsumować różnice między tymi teoriami następująco: Lamarck twierdził, że to użyteczność powoduje powstanie zróżnicowania, Darwin natomiast uważał, że to zróżnicowanie powoduje powstanie użyteczności.

Darwin nie był jedyną osobą w swoich czasach myślącą w taki sposób. Szkocki handlarz zbożem Patrick Matthews wypracował podobną pod wieloma względami teorię, starając się wyhodować dające większe plony uprawy. W rzeczy samej poglądy Darwina pozostawały pod dużym wpływem sukcesu hodowców bydła i zboża czasów rewolucji rolniczej końca XVIII wieku. Co ważniejsze, podróżnik i przyrodnik Alfred Russel Wallace, zbierając okazy fauny i flory Ameryki Południowej i Dalekiego Wschodu, niezależnie stworzył niemal paralelną teorię. To właśnie pochodzący z 1857 roku słynny list Wallace’a do Darwina, w którym nakreślił on swoje przemyślenia związane z doborem naturalnym, zmusił tego drugiego do szybkiego opublikowania jego własnej teorii.

Wallace zasługuje na wielkie uznanie za niezależne przedstawienie tego samego rozwiązania co Darwin, i to pracując nie w wygodnym domu w hrabstwie Kent, ale w ciężkich warunkach obozowisk na wyspie Borneo. To jednak na Darwina spłynął cały splendor z racji szczegółowych dowodów, które pozwalały na bardziej zaawansowane zrozumienie mechanizmów dziedziczenia. Co więcej, Wallace nigdy nie był do końca gotowy na odrzucenie idei zaangażowania Boga w proces ewolucji i próbował tego dowieść przez większość późniejszego życia po powrocie do Anglii. Teoria Darwina nie potrzebowała obecności Boga, przez co była prostsza i bardziej elegancka jako teoria naukowa.

Pod wieloma względami osiągnięciami Darwina były: zadawanie ważnych pytań, zbieranie dowodów z szerokiego spektrum dyscyplin naukowych, takich jak geologia, anatomia czy ekologia, oraz połączenie tego wszystkiego ze swoimi własnymi obserwacjami dokonanymi w różnych zakątkach świata. A następnie zebranie tych fragmentów układanki razem, tak by móc dostrzec pewien wzorzec i finalnie przekuć go w rozwiązanie, o którym nikt wcześniej nie pomyślał. I to wszystko w sposób zrozumiały dla laika. Na podobnej zasadzie możemy mówić o teorii Darwina jako o zbiorze idei przedstawionych przez niego w drugiej połowie XIX wieku, które jednak biolodzy przez 150 lat, jakie minęły od jego śmierci, dalej rozwijali i rozszerzali. Ta współczesna teoria nosi oznaki pierwotnych idei Darwina, lecz jest znacznie bardziej złożona i wyrafinowana, do tego stopnia, że niektóre jej elementy najpewniej zaskoczyłyby i zadziwiły samego Darwina. Mówiąc to, warto jednak docenić, że większość tych nowych idei, koncepcji czy faktów prawdopodobnie nigdy nie zostałaby odkryta, gdyby nie istniała teoria Darwina, na której mogliby się oprzeć biolodzy, zadając pytania i testując nowe hipotezy.

4. Czym była teoria Darwina o ewolucji drogą doboru naturalnego?

Teoria Darwina może być podsumowana w trzech prostych tezach czy też aksjomatach (założeniach, jeśli wolicie) oraz logicznych wnioskach z nich wynikających.

I. Osobniki różnią się między sobą w stopniu, na który pozwala dana posiadana cecha (zasada różnorodności).

II. Część owej różnorodności jest dziedziczona genetycznie (zasada dziedziczności).

III. Niektóre warianty są w stanie osiągnąć większy sukces reprodukcyjny, gdyż są w jakiś sposób lepiej przystosowane do środowiska (zasada przystosowania).

W związku z tym pojawia się bezpośredni rezultat:

IV. Kolejne pokolenie będzie przypominać warianty, które odniosły większy sukces reprodukcyjny (zasada ewolucji).

Idee Darwina były zbudowane na obserwacjach opisanych przez wielebnego Thomasa Malthusa w jego opublikowanej w 1798 roku opiniotwórczej książce. Twierdził on, że tempo, w jakim dana populacja może wydawać potomstwo, zawsze przekroczy możliwości środowiska do wykarmienia go. Będzie to nieuchronnie prowadzić do przedwczesnej śmierci wielu osobników. Lektura książki, którą Darwin przeczytał na Beagle’u, dała impuls do stworzenia idei doboru naturalnego. Z racji, że nie każdy osobnik może przeżyć, natura będziecie działała jak sito, pozwalając tym lepiej przystosowanym do lokalnego środowiska na przetrwanie i bardziej pomyślną reprodukcję niż tym przystosowanym gorzej.

W efekcie tego teoria Darwina była amalgamatem trzech oddzielnych procesów (dziedziczenia, doboru oraz ewolucji), z czego każdy z nich był niezbędny dla zaistnienia ewolucji (w szerszym tego słowa znaczeniu). Darwin za najważniejszy element uznał dobór naturalny, którego nie należy mylić z samą ewolucją. Ta zachodzi, gdy dobór naturalny działa na organizmy posiadające cechy dziedziczne. Co ważniejsze, relacja między tymi dwoma komponentami nie jest symetryczna. Jeśli występuje dobór naturalny, ewolucja jest nieunikniona, lecz ewolucja może zachodzić również przy braku doboru naturalnego.

Według Darwina dobór naturalny tworzył sito, które w znaczny sposób przyspiesza tempo i ustalenie kierunku zmian ewolucyjnych w danej linii. Przy braku doboru naturalnego byłaby ona powolna, przypadkowa i nieukierunkowana. Dwie populacje stopniowo oddalałyby się od siebie z powodu losowego kumulowania się drobnych zmian, lecz ewolucja zachodziłaby bardzo powoli (spójrzcie na pytanie nr 29). Dobór naturalny może znacznie przyspieszyć ten proces i pchnąć go w kierunku konkretnego końcowego punktu. Warto jednak wspomnieć, że w przeciwieństwie do wielkiego łańcucha bytu nie ma jednego, nieuniknionego punktu końcowego, do którego dążą wszystkie gatunki. W koncepcji ewolucji Darwina owe punkty końcowe są nie do przewidzenia. Zależą one zawsze od losowych okoliczności i przypadkowych okazji na ewolucyjnej drodze. Dwie ścieżki ewolucji nigdy nie będą dokładnie takie same.

Warto pamiętać, na jakie pytania próbował odpowiedzieć Darwin: dlaczego życie na Ziemi jest tak różnorodne, dlaczego jest tak wiele różnych gatunków oraz dlaczego niektóre z tych gatunków wydają się do siebie tak bardzo podobne, będąc równocześnie różne? W szczególności potrzebował on mechanizmu, który mógłby wyjaśnić szybkie (z geologicznej perspektywy czasu) tempo zmian ewolucyjnych. Pamiętajmy przy tym, że wszystko to odbywało się w kontekście, w którym wielu naukowych mentorów Darwina stanowczo twierdziło, że wiek Ziemi był wiele rzędów wielkości większy, niż wcześniej zakładano. James Usher, XVII-wieczny arcybiskup irlandzkiego Armagh, zsumował wiek ludzi ze Starego Testamentu i oszacował, że Adam i Ewa zostali stworzeni w roku 4004 p.n.e. Geolodzy współcześni Darwinowi twierdzili, że świat był o kilka milionów lat starszy. Darwin osobiście włożył znaczny wkład do tej geologicznej opowieści i gdyby nigdy nie sformułował teorii ewolucji, byłby dziś pamiętany jako jeden z ojców współczesnej geologii.

5. Jakie dowody miał Darwin na poparcie swojej teorii?

Darwin podczas opracowywania swojej teorii ewolucji drogą doboru naturalnego opierał się na trzech głównych źródłach dowodów. Pierwszym były dane porównawcze, dotyczące podobieństw w anatomii żyjących gatunków. W latach 30. XVIII wieku wielki szwedzki taksonom Karol Linneusz wykazał, że gatunki mogą być łączone na podstawie cech anatomicznych w hierarchiczne grupy (gatunki w rodzaje, a te z kolei w rodziny itd.). Linneusz nie stworzył własnych założeń co do ewolucyjnej historii (dokonał po prostu klasyfikacji gatunków), lecz dla późniejszych ewolucjonistów stało się jasne, że bliskie sobie anatomicznie gatunki najprawdopodobniej posiadały wspólnego przodka (spójrzcie na pytanie nr 41). Darwin podobnie jak większość współczesnych mu biologów zgadzał się z tą zasadą, wskazując, że gatunki żyjące blisko siebie (takie jak zięby z wysp Galapagos i niedalekiego głównego lądu Ameryki Południowej) często były do siebie podobne, podczas gdy te żyjące na różnych kontynentach często bardzo się różniły.

Drugie źródło dowodów dotyczyło lokalnych przystosowań gatunków. Darwin początkowo nie był zbytnio zainteresowany ptakami, których okazy zbierał na wyspach Galapagos. Jednak ornitolog, któremu je przekazał w Anglii, oniemiał w obliczu faktu, że zięby z poszczególnych wysp bardzo różniły się między sobą. Chociaż wszystkie zdecydowanie były ziębami, to niektóre z nich były małe i posiadały bardzo drobne dzioby, podczas gdy inne były znacznie większe, a ich dzioby było masywniejsze. Oczywiście między tymi skrajnościami było jeszcze wiele okazów o pośredniej charakterystyce. Gdy Darwin zdał sobie z tego sprawę, na podstawie swoich notatek terenowych ustalił, że były to przystosowania zięb do różnych typów pożywienia dostępnych na wyspach. Przystosowywanie się do owych typów skutkowało stopniowym przekształcaniem się dziobów. Osobniki posiadające dzioby lepiej przystosowane do konkretnych typów pożywienia mogły odnieść większy sukces reprodukcyjny.

Trzecim źródłem dowodów, na których Darwin oparł swoją teorię, były dane z eksperymentów hodowlanych. Zdawszy sobie sprawę, że gatunki mogą zmieniać swoją anatomię w odpowiedzi na zmiany środowiskowe, musiał on odpowiedzieć na pytanie, jak mogło do tego dochodzić, przy założeniu, że gatunki były niezmienne, jak wielu ludzi ówcześnie zakładało. Jego zainteresowanie eksperymentami hodowlanymi zaczęło się od analizy osiągnięć w rolnictwie końca XVIII i początku XIX wieku, gdzie hodowcy, tacy jak Robert Bakewell i Thomas Coked, byli wstanie stworzyć ulepszone odmiany bydła i upraw. Jednocześnie w owym czasie popularnym zajęciem była hodowla gołębi, wymagająca ostrożnego łączenia ptaków w pary, tak by tworzyć nowe odmiany, często bardzo różniące się wyglądem. Darwin spędził wiele czasu, ucząc się tych metod i samemu eksperymentując. Nie tylko poświęcił jeden z rozdziałów O powstawaniu gatunków temu tematowi, lecz napisał później całą dotyczącą go książkę pt. Zmienność udomowionych roślin i zwierząt (ang. The Variation of Animals and Plants Under Domestication).

Ostatecznie przekonał się, że sztuczna metoda krzyżowania udowadnia, w jaki sposób natura na podstawie doboru naturalnego pełniącego rolę hodowcy może oddziaływać na zmianę wyglądu gatunków na przestrzeni lat. Niewielkie, lecz stałe zmiany w środowisku mogą prowadzić do selekcji konkretnych odmian z naturalnego zakresu zmienności obecnego w każdym pokoleniu danego gatunku. Nie każdy wariant przetrwa i się rozmnoży, zatem populacja z czasem zacznie przypominać rodziców, którzy odnieśli największy sukces reprodukcyjny. Podobnie jak hodowca gołębi był w stanie stworzyć ptaki, które odpowiadały jego wizji idealnego osobnika.PRZYPISY

National Audobon Society to założona w 1905 roku w USA organizacja, której głównym celem jest ochrona ptaków oraz ich siedlisk. Zajmuje się również popularyzacją wiedzy na temat przyrody i jej ochrony (przyp.tłum.).

Polskie wydanie: Ewolucja jest faktem, przeł. Marcin Ryszkiewicz, Wiesław Studencki, Warszawa 2009 (przyp. red.).

Termin wywodzi się z socjologii (ang. unintended consequences). Są to niezamierzone lub nieprzewidziane skutki jakichś działań.

Chevalier to podrzędny francuski tytuł wojskowy w przybliżeniu odpowiadający rycerzowi.

FitzRoy był odpowiedzialny w późniejszym okresie za wynalezienie prognozowania pogody i nowoczesnej mapy pogody, co było kolejnym zleceniem od marynarki królewskiej.

Będąc młodym wikarym w wiejskiej parafii, Malthus wpadł na owe pomysły, sumując liczbę urodzeń (lub przynajmniej chrztów) i pogrzebów w parafii i zauważając, że pierwsza dramatycznie przewyższała drugą.