![](http://i.racjonalista.pl/s.gif) |
Chcesz wiedzieć więcej? Zamów dobrą książkę. Propozycje Racjonalisty: | | |
![](http://i.racjonalista.pl/t.gif) ![](http://i.racjonalista.pl/t.gif) |
|
|
![](http://i.racjonalista.pl/s.gif) |
« Nauka Schodki czy rewolucje - emocje w biologii [1] Autor tekstu: Andrzej Gecow
Dziedziny wiedzy
przyrodniczej mają swoją specyfikę wynikającą z natury badanego przedmiotu,
głównie możliwości jego badania i opisu. Wybrałem fizykę, bo ten sposób opisu
podobał mi się najbardziej, mimo, że ciekawiła mnie zawsze biologia, a w niej
jej podstawa — ewolucja i jej podstawowe mechanizmy. Opis stosowany w fizyce to
ścisła matematyka, o klarownych regułach, dążący do wielkich spójnych teorii
sprowadzających ogrom zjawisk do kilku założeń i reguł. Ideałem jest teoria
aksjomatyczna, jak geometria. Powszechnie spotyka się marzenia o sprowadzeniu
biologii do takiego stanu, ale przedmiot badań biologii nie jest już tak wygodny
do ścisłego opisu.
W przeciwieństwie do fizyki, w biologii występuje ogromna
liczba czynników o zbliżonej sile oddziaływania. Jeżeli wiemy, że w zjawisku
występuje wiele czynników wpływających na jego przebieg, ale kilka jest
zasadniczych, od których praktycznie zjawisko zależy, a wpływ reszty jest
znikomy, to możemy zaniedbać uwzględnianie tych ze znikomym skutkiem i oprzeć
opis i przewidywania na kilku czynnikach zasadniczych. Tak powstaje pierwsze
przybliżenie opisu zjawiska. Aby opis był dokładniejszy, czyli pozwalał lepiej
przewidywać, uwzględnia się następne, zaniedbane w pierwszym przybliżeniu
czynniki i tworzy się w ten sposób kolejne przybliżenie. Wszystkich czynników
nigdy nie uwzględnimy. W biologii taki prosty zabieg typowo stosowany w fizyce i technice daje znacznie gorsze efekty. Gdy uwzględni się małą liczbę
czynników, dostaje się zwykle słabą zgodność z obserwacją, natomiast gdy żądamy dobrej zgodności, trzeba uwzględnić tak wiele
czynników, że przy tej ich ilości niemal każdy proponowany mechanizm
wyjaśniający daje dobrą zgodność i trudno wybrać właściwy. Kolejne przybliżenia
to kroczenie po jednej drodze ciągle do przodu. Dają one schodkowy przyrost
dokładności i wiedzy. Natomiast rewolucje to cofnięcie się i zmiana drogi -
zmiana uznanego rozwiązania na inne w wyniku wykazania błędności starego, lub
lepszych własności nowego.
Sytuację w biologii
pogarsza fakt, że zjawiska ewolucyjne są efektem statystycznym, a decyzje
ewolucyjne na rozdrożach często są wynikiem przypadku — fluktuacji
statystycznych czy po prostu bardzo mało prawdopodobnych zdarzeń. W tych
warunkach nawet wykazanie, że inna decyzja jest znacznie bardziej prawdopodobna,
nie dowodzi, że powstanie jakiejś cechy nie mogło zdarzyć się drogą mniej
prawdopodobną. Nie jest jednak tak źle, można poszukiwać mechanizmów i obserwować prawidłowości. Jednak tu także znalezienie przypadku nie
spełniającego prawidłowości nie falsyfikuje jej. Mechanizmy potrzebują uznanych
założeń, a wiele prawidłowości nie daje się oszacować liczbowo i pozostaje w zakresie ocen intuicyjnych i uznaniowych.
Powszechnie obserwowana
celowość budowy organizmów żywych i ich części takich jak przysłowiowe oko, daje
się łatwo wyjaśnić prostym mechanizmem jej powstania — stworzył to inteligentny
Bóg. Nas także, ale my jesteśmy wyjątkowi, bo to my, i ewidentnie ludzie są
bardziej inteligentni (potrafimy tworzyć bardziej złożone celowe konstrukcje) od
reszty świata ożywionego, więc jesteśmy na obraz i podobieństwo wielkiego
inteligentnego Stwórcy. Prostota i spójność tego wyjaśnienia stanowiła
zasadniczą, dostępną każdemu, „dotykalną" podstawę światopoglądową. Po związaniu
tego wyjaśnienia z moralnością, a nawet poświęceniem się za nas przez
Boga, całość otrzymała nie tylko rozumową, ale i moralno-emocjonalną siłę.
Jednak dla umysłów bardziej
dociekliwych, zaprawionych w wyjaśnianiu
zjawisk i mniej powiązanych emocjonalnie z konkretnym rozwiązaniem, stawało się
jasne, że taki sposób jest zbyt uniwersalny i w zasadzie niczego nie tłumaczy, a nawet odwodzi od prób racjonalnego zrozumienia rzeczywistości. Drabina
stworzonych jestestw intrygowała wskazując kierunek, a skamieniałości i geologia
wymagały korekty idei pojedynczego stworzenia — trzeba było przyjąć wiele aktów
stwórczych, co wykazał Cuvier w swej teorii katastrof. Gorzej, wyglądało
na to, jakby Bóg robił to coraz lepiej, nie od razu stwarzając najwyższe
szczeble drabiny.
Cuvier ratował stare
założenia mechanizmu powstania tego, co obserwujemy, ale alternatywa była coraz
lepiej widoczna w coraz większej liczbie poznanych gatunków, których granice
były coraz trudniejsze do wyznaczenia. Lamarck odważył się postawić poważnie tę
rewolucyjną alternatywę — ewolucję, ale musiał przeciwstawić się całemu spójnemu
systemowi. Jego teoria musiała być równie spójna, by nowe założenia mogły być
uznane, więc oprócz zasadniczej tezy, że wszystko co żyje powstało stopniowo,
ewolucyjnie, jedno z drugiego, a nie w jednym lub nawet w kilku aktach
stworzenia, musiał wskazać mechanizm tej ewolucji przede wszystkim wyjaśniający
obserwowaną adaptacyjną celowość oraz wiele szczegółów, które teraz nabierały
znaczenia, a na razie nie były znane.
To mu się jakby nie udało,
za dużo wymagano od jednego człowieka. Co prawda taką zupełną teorię
przedstawił, ale więcej rodziła pytań i problemów, niż wyjaśniała. Dzieło
Lamarcka (1960), które ukazało się 200 lat temu, w 1809 r., kiedy to urodził się
Darwin, przeszło prawie bez echa. Cuvier ze swoją teorią katastrof dobrze
osadzoną w powszechnym, dopracowanym i spójnym światopoglądzie „przegadał"
Lamarcka i rewolucyjna idea ewolucji jakby została oficjalnie zdyskwalifikowana,
jednak pozostała atrakcyjną, określoną już alternatywą, tyle tylko, że
niedostatecznie wykończoną — z określonymi,
uświadomionymi brakami, problemami i pytaniami.
Propozycje Lamarcka
zmienności sterowanej uświadomioną potrzebą wzorowanej na zachowaniu się
człowieka lub — w przypadku roślin, które nic uświadomić sobie nie mogą -
bezpośredniego wymuszania odpowiednich zmian przez środowisko, nie odpowiadały
dostatecznie racjonalnie na podstawowe pytanie o źródło obserwowanej celowości.
Sugerowały jedynie kierunek poszukiwań. Prowadziły do mistycznych sił życiowych o tej samej strukturze co źródła boskie, dziś powiedzielibyśmy ogólnie -
odwoływały się do „krasnoludków". „Dziedziczenie cech nabytych" w wyniku
używania lub nieużywania narządów (np. mięśni przez kulturystę) wydawało się
zgodne z obserwacją i miało znamiona mechanizmu racjonalnego, ale nie
całkiem racjonalnego, bo pozostawiało główną
część pochodzenia celowości w pytaniu o powstanie tego mechanizmu. O mechanizmie
dziedziczenia nic konkretnego na razie nie było wiadomo. W chwili ogłaszania
dzieła Darwina zgoda na ewolucję już była (oczywiście — nie powszechna),
brakowało racjonalnych mechanizmów i to dał Darwin.
Obecnie utrwalił się dość
uproszczony pogląd, że: „Lamarck owszem, zauważył ewolucję, ale poszukując jej
mechanizmów wymyślił dwa naiwne mechanizmy, w tym dziedziczenie cech nabytych,
oczywiście błędne i dziś bez jakiegokolwiek znaczenia. Dopiero Darwin wskazał
właściwy mechanizm — dobór naturalny, obalając tym prymitywną, i całkowicie
błędną teorię Lamarcka". Lamarck nie tylko zauważył ewolucję, ale skutecznie
„powołał ją do życia" jako alternatywę dla poprzedniego spójnego obrazu i wskazał swoją nieskuteczną teorią określone pytania czekające na rozwiązanie.
Jemu się tylko pozornie nie udało, bo jego podstawowa teza obroniła się
właśnie dzięki niemu. Dlatego właśnie dziś o nim
pamiętamy. Pozostała część jego teorii to doraźne łatanie dziury, a nie cel
przedsięwzięcia; łatanie, które dziurę ukazało i zmobilizowało innych, do jej
skutecznego załatania. Ale nawet te nieskuteczne łaty okazują się niecałkowicie
błędne, choć na łaty wskazujące źródło celowości się nie nadają.
W tym ww. nadmiernie
uproszczonym poglądzie jest wiele istotnych błędów, na co wskazuje Eva Jablonka
(2005): Dziedziczenie cech nabytych nie jest pomysłem Lamarcka, a przyjmował je
za oczywistą prawdę również wielki Darwin, który też zmuszony do „łatania dziur"
swojej teorii stworzył „Prowizoryczną hipotezę pangenezy", czyli dziedziczenia, w której gemule przenosiły stan wszystkich części organizmu do potomka by
zrealizować „dziedziczenie cech nabytych". Obalił je
dopiero Weismann przypisując jedynie
chromosomom widocznym pod mikroskopem przenoszenie informacji dziedzicznej i wydzielając linię komórek rozrodczych od pozostałej części organizmu zwierzęcego — somy. Nie było więc drogi, którą informacja mogła przejść od somy do gamet.
Wskazane przez Lamarcka
mechanizmy nie są sprzeczne z teorią doboru naturalnego, były jednak niepełne -
nie miały podstaw i okazały się zbędne do wyjaśniania celowości, ale mogą
zachodzić, a późniejsza, obalająca najważniejszy z tych mechanizmów, koncepcja
Weismanna jest ograniczona do zwierząt wielokomórkowych i rozumiana nazbyt
ogólnie i rygorystycznie. Nawet mechanizm dziedzicznej zmienności ukierunkowanej
„uświadomioną potrzebą" może powstać drogą doboru naturalnego, czego
niewątpliwym (jednak nie dla wszystkich) przykładem jest nasza cywilizacja i memy Dawkinsa. Następnie Jabłonka (2005,2009) wskazuje nowoczesne przykłady
przypadków takich „lamarckowskich" mechanizmów wyjaśnianych przez dobór. Jest
wśród nich przykład bakterii E. coli, która produkuje niektóre brakujące w pokarmie aminokwasy we własnym zakresie. Barbara Wrigh badała szczep, który
miał ten mechanizm uszkodzony i gdy tego substratu bakterii zabrakło,
zaobserwowała silny wzrost zmienności mutacyjnej genów odpowiadających właśnie
za jego produkcję. Można to podsumować: zagrożona bakteria zauważywszy awarię
potrzebnej maszynerii zaczęła usilnie kombinować, jak ją naprawić. Czyż nie jest
to „intencjonalna" reakcja na wymaganie stawiane przez środowisko, jak to
określił Lamarck? Mechanizm ten powstał jednak drogą doboru i jak łatwo zauważyć
nie daje gotowego rozwiązania. (Szerzej o tym piszę w zeszycie 1/2010
„Kosmosu".) Dopuszczenie pod rozważanie tych drugorzędnych mechanizmów jest
porzuceniem widma wroga rewolucji i częściowym wyjściem poza pierwsze
przybliżenie ograniczone do podstawowego mechanizmu darwinowskiego.
Darwinowski mechanizm
doboru naturalnego jest już w pełni racjonalny, stał się więc pierwszą uznaną
teorią ewolucji biologicznej. Wyjaśnia on prosto podstawowy, rzucający się w oczy kierunek ewolucji — „celowe" dopasowanie do środowiska czyli adaptację.
Dopiero wraz z tym mechanizmem lamarckowska rewolucyjna idea ewolucji mogła
przeciwstawić się kreacjonizmowi, czyli dopiero teraz rewolucja się dokonała i dlatego teoria Darwina ma tak wielkie znaczenie. Teoria nadal nie była kompletna i jak wspomniałem wyżej Darwin musiał ją „łatać", ale wejście na ten schodek -
wyjaśnienie źródeł celowości — było zasadnicze i przełomowe. Różnie można
wskazywać poprzednie schodki, niewątpliwie powołanie do życia idei ewolucji
przez Lamarcka jest takim ważnym schodkiem. Podstawowy mechanizm darwinowski
sprowadza się do losowej zmienności „bezkierunkowej" w sensie związku z celem,
oraz testu adaptacyjnego automatycznie eliminującego nie nadających się do
życia, co ukierunkowuje ewolucję. Drugim, niezależnym jego elementem jest
konkurencja stale podnosząca wymagania, a wyrażana w haśle „walka o byt".
1 2 3 Dalej..
« Nauka (Publikacja: 27-04-2010 )
Andrzej Gecow![](/img/pub/763147001272388917.jpg) Fizyk i informatyk, wieloletni pracownik Instytutu Badań Jądrowych w Świerku, ostatnio zajmował się biologią teoretyczną w Instytucie Paleontologii PAN, obecnie na emeryturze, współpracuje z Centrum Badań Ekologicznych w Dziekanowie Leśnym.
| Wszelkie prawa zastrzeżone. Prawa autorskie tego tekstu należą do autora i/lub serwisu Racjonalista.pl.
Żadna część tego tekstu nie może być przedrukowywana, reprodukowana ani wykorzystywana w jakiejkolwiek formie,
bez zgody właściciela praw autorskich. Wszelkie naruszenia praw autorskich podlegają sankcjom przewidzianym w
kodeksie karnym i ustawie o prawie autorskim i prawach pokrewnych.str. 7271 |
![](http://i.racjonalista.pl/ai/grpr.gif) |