Zamęt wokół problemu adaptacji biologicznej jako efekt spuścizny po darwinowskiej teorii doboru naturalnegoCzas czytania: 10 min

W poprzednich artykułach omówiłem wystąpienia wygłoszone na konferencji CELS (Conference on Engineering in Living Systems). Opisałem w nich założenia projektowe powszechne w biologii systemowej, a także zarys inżynieryjnego modelu adaptacji¹. W niniejszym tekście omawiam trzeci wykład przedstawiony na tej konferencji. Dotyczył on sposobu, w jaki Karol Darwin zastąpił standardowe rozumienie adaptacji biologicznej pojmowanej jako wewnętrzna zdolność organizmu przekonaniem, że adaptacja zależy od środowiska, które z zewnątrz wywołuje presję na gatunki.

Pozytywna spuścizna Darwina

Ocena spuścizny Darwina to zadanie złożone. Pozytywne jest to, że angielski przyrodnik pomógł zrozumieć biologom, jak organizmy zmieniają się w czasie, aby przetrwać w zmiennych warunkach środowiskowych. Zanim poglądy Darwina stały się popularne, gatunki często postrzegano jako niezmienne byty, dlatego nie zwracano dostatecznej uwagi na świadectwa historyczne, takie jak na przykład zanikanie oczu u ryb jaskiniowych.

Darwin wyjaśnił też, w jaki sposób zmienność w populacjach (np. różnice w wielkości i ubarwieniu) umożliwiła gatunkom lepsze przystosowanie się do otoczenia. Obserwacje i wnioski Darwina zostały później wykorzystane w genetyce i matematyce, prowadząc do jednego z największych osiągnięć naukowych XX wieku: genetyki populacyjnej. W ten sposób powstał zestaw narzędzi, które okazały się bezcenne w takich dziedzinach, jak wirusologia i nauka o środowisku.

Gorsza strona poglądów Darwina jest taka, że utrzymywał on, iż proces adaptacji jest napędzany przez dobór naturalny, któremu przypisywał moc kreatywną prowadzącą do przekształceń organizmów. Koncepcja ta nieustannie wprowadza zamęt wśród biologów w kwestii rzeczywistej natury adaptacji.

Odejście od poglądów Paleya

Problem pojawił się wraz z fascynacją angielskiego przyrodnika teologią naturalną rozwijaną przez Williama Paleya. Darwin pozostawał pod silnym wpływem argumentu Paleya, że w przyrodzie ożywionej znajdują się wyraźne świadectwa projektu wskazujące na wszechmocnego Stwórcę². Paley jest twórcą słynnej analogii, gdzie zestawił projekt żywych struktur z wyrafinowaną złożonością zegarka. Darwin nie tylko naśladował logikę argumentacji Paleya, ale także jego styl pisania, z tą jednak różnicą, że zrezygnował ze Stwórcy na rzecz doboru naturalnego.

Znany paleontolog Stephen Jay Gould w książce The Structure of Evolutionary Theory [Struktura teorii ewolucji] wyraził to następująco:

Zgodność między strukturą argumentacji Paleya i Darwina jest uderzająca (choć Darwin, rzecz jasna, doszedł do zupełnie innych wniosków). Darwin nie przesadzał, gdy przyznał się Lubbockowi , że niemal na pamięć znał książkę Paleya. Stylem argumentacji, doborem przykładów, a nawet rytmem i słowami Darwin często (być może nieświadomie) naśladował Paleya³.

Od internalizmu do eksternalizmu

Przed Darwinem wszystkie teorie adaptacji (określane jako internalistyczne) skupiały się na tym, jak za pomocą wewnętrznych mechanizmów organizmy przystosowują się do zajmowanych środowisk. Klasycznym przykładem jest tu regulacja temperatury. Organizmy złożone posiadają receptory mierzące ich temperaturę wewnętrzną. Za utrzymanie stałej temperatury ciała odpowiedzialny jest ośrodek termoregulacji. Kiedy temperatura wewnętrzna wzrasta powyżej ustalonego punktu, zostają pobudzone termoreceptory i następuje utrata ciepła na przykład poprzez pocenie się. Przystosowanie się zwierzęcia do środowiska o zwiększonej temperaturze jest efektem wewnętrznych zdolności, które zostały zaprojektowane do osiągnięcia tego celu.

Darwinowska teoria doboru naturalnego (określana jako eksternalistyczna) zmieniła źródło czynnika kreatywnego – idea Stwórcy, który zaprojektował wewnętrzne mechanizmy, została sprowadzona do poziomu środowiska, które od zewnątrz doprowadziło do przekształceń organizmów. W ramach tego nowego podejścia środowisko „instruuje” populację, do jakiego stopnia należy zwiększyć zmienność i wykorzystywać ją do tworzenia innowacji. W procesie tym środowisko wywiera „presję selekcyjną” na organizmy, aby „formować” je niczym bezkształtną glinę. Jak wyjaśniają biolodzy Marc Kirschner i John Gerhart:

Przyjął on [Darwin] pogląd, że środowisko bezpośrednio instruuje organizm, jak ma się on zmieniać, i zaproponował mechanizm dziedziczenia owych zmian⁴.

Organizm jest jak glina podatny na modelowanie, zaś proces przemodelowania tej gliny oznacza, że każda z miliardów niewielkich drobinek porusza się niemal w dowolnym kierunku, tak by wygenerować nową formę. […] Jeśli organizm potrzebował skrzydeł, przeciwstawnego kciuka, dłuższych nóg, stóp z błoną pławną lub łożyska, to każda z tych struktur pojawiłaby się prędzej czy później w odpowiednich warunkach selekcyjnych⁵.

Zasadniczy problem z tego rodzaju twierdzeniami sprowadza się do tego, że środowisko nie jest obdarzone świadomością, jak to przedstawiono w disneyowskim filmie Pocahontas. Nie jest ono w stanie wybierać, formować, kierować, instruować ani wykonywać żadnych innych czynności charakterystycznych dla inteligencji. Najbardziej dociekliwi filozofowie nauki i biolodzy wzywali do oczyszczenia biologii z takiego pseudonaukowego myślenia. Filozof Jerry Fodor i kognitywista Massimo Piattelli-Palmarini stwierdzili:

Darwin wskazał drogę ku w pełni naturalistycznej – jak również w pełni ateistycznej – teorii formowania fenotypów. Nie wiedział jednak, jak dotrzeć do tego celu. Może i zabił Boga, ale Matce Naturze i innym pseudopodmiotom udało się ujść z życiem. Nadszedł czas, aby się ich wreszcie pozbyć⁶.

Wielu autorów zwróciło uwagę na zamęt, jaki spowodowała błędna analogia przedstawiona przez Darwina pomiędzy hodowlą w warunkach udomowienia a niekierowaną ewolucją. Według genetyka Richarda Lewontina:

Darwin wyraźnie wprowadził to rozumienie siły napędowej ewolucji, wzorując się na hodowcach roślin i zwierząt, którzy świadomie wybierają odmiany o pożądanych cechach, by rozmnażać je dla przyszłych pokoleń. Dobór „naturalny” to dobór prowadzony przez człowieka w szerokim znaczeniu tego słowa. Jakkolwiek postrzegalibyśmy jednak „przyrodę”, to nie jest ona czującą, posiadającą wolę istotą. I dlatego każda próba zrozumienia rzeczywistego działania procesów ewolucyjnych musi być uwolniona od tego metaforycznego bagażu⁷.

Inni podkreślali, że posługiwanie się przez ewolucjonistów zwrotem „presja selekcyjna” jest często mylące i intelektualnie jałowe. Biolog ewolucyjny Robert Reid stwierdził:

Język neodarwinizmu jest tak niedbały, że zwrot „boski plan” można bez najmniejszego uszczerbku logicznego zastąpić zwrotem „presja selekcyjna” w dowolnej popularnej pracy z literatury biologicznej⁸.

Aby w pełni pojąć tę krytykę, wystarczy wyobrazić sobie próbę stworzenia ewolucyjnego barometru, który mierzyłby presję selekcyjną prowadzącą do przekształceń jednego organizmu w jakąś inną formę (np. ryby w płaza). Fakt, że nie da się skonstruować takiego instrumentu, podkreśla fikcyjną naturę takich mistycznych sił.

Zasadnicze znaczenie cech

Każda dokładna analiza adaptacji musi przesunąć punkt ciężkości ze środowiska na cechy organizmu. Środowisko to po prostu warunki zewnętrzne w stosunku do organizmu (np. występujące substancje chemiczne, dostępne pożywienie, lokalne drapieżniki). Zakres, w jakim organizmy żyją lub giną w tych warunkach, zależy od cech osobniczych, takich jak zdolności do rozkładu toksyn lub unikania zagrożeń.

Aby zrozumieć to przesunięcie akcentów, wystarczy poczytać artykuły prasowe dotyczące klęsk żywiołowych. Po tym, jak huragan zniszczy miasto, nikt nie bada ocalałych domów i nie twierdzi, że te, które przetrwały burzę, zostały wybrane przez przyrodę w odróżnieniu od tych, które zostały zniszczone. Zamiast tego architekci i inżynierowie budowlani dyskutują o tym, które domy były tak zaprojektowane, aby wytrzymać wody powodziowe i duże prędkości wiatru, a które nie.

Posługiwanie się nieprecyzyjny językiem ewolucjonistycznym najczęściej nie wyrządza większych szkód. Jeśli epidemiolog mówi o tym, że niektóre bakterie zostały wyselekcjonowane pod kątem oporności na antybiotyk, to rozumiemy, że lekarz lub badacz ma na myśli to, iż bakterie te posiadają pewną genetyczną cechę, która umożliwia im uniknięcie toksycznych skutków antybiotyku. Prawdziwy problem pojawia się wraz z bardziej wzniosłymi narracjami ewolucyjnymi.

Natomiast czystą fikcją jest opowieść, że za przekształcenie się mózgu małpopodobnej istoty w mózg ludzki (po to, by lepiej przetrwać w zmiennym środowisku) odpowiada presja selekcyjna. Schematy sieci neuronowych leżących u podstaw tak złożonych cech, jak ludzka wokalizacja i język⁹, nie zostały ukryte pod jakąś skałą, aby Matka Natura mogła poinstruować przodków człowieka, jak na przestrzeni milionów lat wprowadzać je w życie. Zamiast tego tysiące, jeśli nie miliony połączeń neuronowych musiały w jednej chwili zostać skrupulatnie opracowane i przekształcone do postaci nowych sieci neuronowych, w przeciwnym razie tak złożone systemy nie funkcjonowałyby nawet na najbardziej podstawowym poziomie¹⁰. Dostępny czas jest niewystarczający, aby mutacje mogły wygenerować nawet jedno połączenie neuronowe o średnim lub dużym zasięgu¹¹. Mówiąc ogólniej, nasza zdolność przystosowania się do krańcowo zróżnicowanych okoliczności nie jest efektem przypadkowych warunków środowiskowych. Jest ona raczej wynikiem naszego zdumiewającego projektu.

Brian Miller

Oryginał: Darwin’s Theory of Natural Selection Has Left a Legacy of Confusion over Biological Adaptation, „Evolution News & Science Today” 2021, September 20 [dostęp 11 I 2023].

Przekład z języka angielskiego: Michał Kilian

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 11.1.2023

Literatura: