Читать книгу Błąd Darwina - Группа авторов - Страница 19

Tradycyjna doktryna doboru naturalnego (DN) ma charakter jednowymiarowy. Zakłada, że struktura ekologiczna jest par excellence wyjaśnieniem struktury fenotypowej, wpływ wewnętrznych (endogennych) źródeł wariacji zaś oraz wpływ ograniczeń wewnętrznych jest uznawany za co najwyżej marginalny. To zaś wskazuje, że na potrzeby wyjaśnienia ewolucyjnego można abstrahować od charakteru powiązań między genami a tym, jak się one wyrażają na poziomie fenotypowym, jak również od charakteru samego genomu. Przyjmuje się tu, że cała ta struktura wewnętrzna pozostaje zasadniczo bez znaczenia dla wyjaśniania przebiegu ewolucji: DN znajdzie rozwiązania niezależnie od szczegółów genetycznych. Najbardziej jaskrawy i autorytatywny przykład tego rodzaju tez odnajdziemy u Ernsta Mayra, jednego z głównych architektów „nowoczesnej syntezy” (sięgającego początków XX wieku połączenia klasycznego darwinizmu z genetyką). Przywołamy tu cytat, który z dzisiejszej perspektywy i na tle rewolucji evo-devo (omówionej w dalszej części rozdziału) wydaje się naprawdę zaskakujący:

Wiele dowiedzieliśmy się o fizjologii genów. Jasne obecnie jest, że poszukiwanie homologicznych genów jest zajęciem bezproduktywnym, poza przypadkiem bardzo bliskiego pokrewieństwa. Jeśli dla pewnego wymogu funkcjonalnego istnieje tylko jedno skuteczne rozwiązanie, to będzie ono wygenerowane przez bardzo różne zestawy genów. Fakt, że cel zostanie osiągnięty bardzo różnymi środkami, nie ma tu nic do rzeczy. Przysłowie „wszystkie drogi prowadzą do Rzymu” stosuje się nie tylko do spraw codziennych: można go też użyć w stosunku do ewolucji (Mayr 1963, s. 609).

Jak się wkrótce przekonamy, zarówno fakt częstego występowania przypadków zachowania tych konserwowanych genów nadrzędnych, które przetrwały w niezmienionej formie setki milionów lat, jak i całość badań evo-devo skłania do wręcz przeciwnych wniosków. Rewolucja evo-devo pokazuje nam, że ewolucja ma sens jedynie w kontekście biologii rozwojowej. Powyższa teza Mayra jest świetnym świadectwem tego, że dobór naturalny miał mieć niemal nieograniczone moce. Przypadek paradygmatyczny to pojawienie się oka wśród różnych gatunków. Proces ten miał przebiegać analogicznie, niezależnie i powtórzyć się kilkukrotnie (przynajmniej pięć, a może i więcej razy) w czasie ewolucji. Później jednak odkryto, że za zjawisko to odpowiadają wśród wielu różnych gatunków te same geny nadrzędne (m.in. Pax₃, Pax₂, Pax₆ oraz Dach) – odnajdziemy je w bardzo odległych od siebie rodzinach i gatunkach (jeżowców, u których pozostają w formie wyciszonej, jak i meduz, muszek owocówek i wreszcie kręgowców). Odkrycie to spowodowało znaczne zmiany na scenie ewolucyjnej (zaskakujące dane i analizy odnaleźć można w pracy Michaela Shermana [2007]).

Ilustracja 2.1 Standardowy obraz darwinowski

Schematyczna ilustracja typowego Darwinowskiego modelu ewolucji kierowanego przez selekcję naturalną. Kwadrat po lewej stronie obrazuje losowe mutacje genetyczne, strzałka – wyrażanie się owych mutacji jako cech organizmów (fenotypów), wreszcie filtr odzwierciedla działanie doboru naturalnego.

W kolejnych rozdziałach przekonamy się, że obraz, jaki wyłania się z nowoczesnej syntezy, jest uderzająco podobny do behawiorystycznego ujęcia nauczania w psychologii: losowy generator różnorodności przekłada się na fenotypy, które z kolei mają sprostać wymaganiom nałożonym przez środowisko. Schemat ten zobrazowany został na ilustracji 2.1.

Jakkolwiek rozważania dotyczące tego, co na obrazku przedstawia strzałka, uważane były za ważkie w świecie rzeczywistych systemów biologicznych, to uznawano je za nieistotne z punktu widzenia teorii ewolucji. Zakładano (co widać w cytacie z Mayra), że teoria DN będzie w stanie abstrahować od szczegółów organizacji genetycznej czy procesów rozwojowych. Te ostatnie uznawano zresztą za domenę embriologów. Zgodnie z  nową syntezą konwergencja ewolucyjna ma być regułą, a nie wyjątkiem, zmienne endogeniczne były zaś traktowane jako losowe. Istotną rolę miały odgrywać czynniki egzogeniczne34. Temu właśnie teoria ta zawdzięcza swój jednowymiarowy charakter. Jest tylko jedna, „duża” strzałka.

Osiemdziesiąt lat przedstawiania przebiegu ewolucji w kategoriach funkcji przystosowania czy funkcji adaptacyjnych zaowocowało obfitością jasnych, obrazowych wręcz świadectw takiego sposobu myślenia. Pierwsze diagramy tego typu mocno przypominały orograficzne mapy konturowe. Doliny niskiego i szczyty wysokiego przystosowania miały odwzorowywać poszczególne kombinacje wariantów genów (Wright 1932). DN miał stopniowo upodabniać się do „górskich wspinaczek” (sic) populacji biologicznych: kolejne pokolenia docierały coraz bliżej szczytów. Choć tego rodzaju schematy prezentowały się niewątpliwie atrakcyjnie, to wiązało się z nimi wiele problemów tak pojęciowych, jak praktycznych – mimo że często uzupełniano je równaniami matematycznymi, które miały nadać wrażenie naukowej ścisłości. Jak jednak słusznie zauważyli Pigliucci i Kaplan (2006), były to zaledwie obrazowe metafory35. Literatura przedmiotu jest w tym wypadku bardzo obszerna, ale nie będziemy wchodzić tu w detale36.

Należy zauważyć, przynajmniej na marginesie, że założenie o istnieniu jednego, ciągłego, jednowartościowego przyporządkowania między konfiguracjami genów i ogólnym przystosowaniem organizmu pomija pewne istotne czynniki, jak choćby złożoność dróg rozwojowych, które są zmienne w systematyczny sposób i stanowią jedno z wielu źródeł ograniczeń wewnętrznych; rolę imprintingu (Peters i Robson 2008) i czynników epigenetycznych (zob. dalej) oraz wpływ szumu rozwojowego w takim sensie, w jakim pojęcia tego używa Lewontin (2000, rozdz. 1) (szum rozwojowy to pojęcie, które stosuje się do losowych drobnych zdarzeń, jakie zachodzą na wszelkich poziomach, poczynając od pojedynczych komórek aż po tkanki; sprawia on, że nawet bliźniaki jednojajowe nie są całkowicie identyczne tuż po urodzeniu – zob. Fraga i in. 2005; Stromswold 2006; Kaminsky i in. 2009). Owe wewnętrzne fluktuacje wpływają na przebieg ewolucji fenotypów wcześniej i w sposób niezależny od wpływu czynników ekologicznych.