Największe naukowe problemy teorii ewolucji: specjacjaCzas czytania: 8 min

Jonathan Wells

2022-07-22
Największe naukowe problemy teorii ewolucji: specjacja<span class="wtr-time-wrap after-title">Czas czytania: <span class="wtr-time-number">8</span> min </span>

Od redakcji „Evolution News & Science Today”: Z przyjemnością przedstawiamy nową serię tekstów autorstwa Jonathana Wellsa, poświęconych tematowi największych naukowych problemów teorii ewolucji. Poniżej zamieszczamy siódmy tekst w tej serii, stanowiący część artykułu opublikowanego w nowej książce The Comprehensive Guide to Science and Faith: Exploring the Ultimate Questions About Life and the Cosmos [Wyczerpujący przewodnik po nauce i wierze. Rozważania dotyczące podstawowych pytań o życie i kosmos].

 

Wiemy, że specjacja nastąpiła, ponieważ w historii życia pojawiło się wiele nowych gatunków. Biolog ewolucyjny Ernst Mayr napisał: „Darwin nadał swojemu wielkiemu dziełu tytuł O powstawaniu gatunków, ponieważ był w pełni świadomy faktu, że zmiana jednego gatunku w drugi stanowi najbardziej fundamentalny problem teorii ewolucji”1. Według biologa ewolucyjnego Douglasa Futuymy specjacja „jest warunkiem sine qua non różnorodności organizmów” wymaganej do nastąpienia ewolucji. Specjacja „zajmuje więc miejsce między mikroewolucją, obejmującą zmiany genetyczne w obrębie populacji i między populacjami, a makroewolucją”2.

 

Jak jednak dochodzi do specjacji?

Problem po części polega na tym, że termin gatunek jest notorycznie trudny do zdefiniowania. Definicja mająca zastosowanie do roślin i zwierząt niekoniecznie stosuje się do bakterii, a definicje odpowiednie dla organizmów żywych nie muszą mieć zastosowania do skamieniałości. Do 2004 roku biologowie i paleontologowie zdążyli użyć kilkadziesiąt definicji gatunku3. Definicją najczęściej używaną przez biologów ewolucyjnych jest „biologiczna koncepcja gatunku”, zgodnie z którą gatunki to grupy krzyżujących się ze sobą populacji naturalnych reprodukcyjnie odizolowanych od innych takich grup4.

Jeśli przyjmie się właśnie taką definicję gatunku, to w pewnym sensie specjację zaobserwowano w warunkach laboratoryjnych. Normalnie, kiedy dwa różne gatunki krzyżują się ze sobą (naturalnie lub sztucznie), hybrydy są bezpłodne, ponieważ chromosomy pochodzące od matki i ojca są zbyt do siebie niepodobne, by mogły łączyć się ze sobą w trakcie podziału komórkowego. Niekiedy jednak u hybrydy pojawiają się dodatkowe zestawy chromosomów (nazywane jest to poliploidalnością). Mając pasujące do siebie zestawy chromosomów, które mogą połączyć się w procesie podziału komórkowego, hybryda może być płodna i – w świetle biologicznej koncepcji gatunku – stanowić nowy gatunek. W pierwszych dekadach XX wieku szwedzki naukowiec Arne Müntzing utworzył z dwóch gatunków roślin hybrydę, u której pojawiły się dodatkowe zestawy chromosomów. Hybryda ta to poziewnik, członek rodziny jasnotowatych, który występował już w przyrodzie5.

Specjacja drogą poliploidyzacji nazywana jest specjacją wtórną w odróżnieniu od specjacji właściwej – rozdzielenia się jednego gatunku na dwa. Zdaniem Douglasa Futuymy poliploidalność „nie powoduje […] pojawienia się nowych cech morfologicznych […] [i] nie powoduje […] ewolucji nowych rodzajów”6 lub wyższych poziomów hierarchii biologicznej. Mimo więc, że specjacja wtórna, zachodząca drogą poliploidyzacji, została zaobserwowana u roślin okrytonasiennych, nie stanowi to rozwiązania problemu Darwina. Rozwiązaniem byłaby specjacja właściwa, zachodząca drogą zmian i selekcji, ale takiej specjacji jak dotąd nie zaobserwowano.

 

Darwin i powstające gatunki

W 1940 roku genetyk Richard Goldschmidt argumentował, że „fakty mikroewolucji nie wystarczą do zrozumienia makroewolucji”7. Doszedł do wniosku, że „Mikroewolucja nie prowadzi do czegoś, co wykraczałoby poza granice gatunku, a typowe wytwory mikroewolucji, czyli geograficzne rasy, nie są powstającymi gatunkami”8.

Karol Darwin posługiwał się terminem powstający gatunek w odniesieniu do odmiany w obrębie jednego gatunku, która według niego przechodziła proces stawania się nowym gatunkiem: „Dlatego też sądzę, że dokładnie odgraniczoną odmianę można by nazwać powstającym gatunkiem”9. Skąd jednak moglibyśmy wiedzieć, czy dwie odmiany (lub rasy) właśnie przechodzą proces stawania się odrębnymi gatunkami? Bernardyn i chihuahua to dwie odmiany gatunku psa (Canis lupus familiaris), które – ze względów anatomicznych – nie krzyżują się ze sobą w sposób naturalny. Czy właśnie przechodzą proces stawania się odrębnymi gatunkami? Ajnowie z północnej Japonii i Kungowie z południowej Afryki są członkami gatunku ludzkiego (Homo sapiens sapiens). Chociaż przedstawiciele obu tych grup niewątpliwie mogą się ze sobą krzyżować, to bez zdobyczy współczesnej techniki, które umożliwiają masowe przemieszczanie się ludzi po całej kuli ziemskiej, w praktyce dzieliłaby ich geograficzna, językowa i kulturowa bariera reprodukcyjna. Czy w związku z tym są oni powstającymi gatunkami? To oczywiste, że użyty przez Darwina termin powstający gatunek odnosi się do przewidywania jego teorii, a nie do danych empirycznych.

 

Powstanie nowych gatunków?

Czasem czytamy w mediach informacyjnych, że naukowcy nareszcie zaobserwowali powstanie nowego gatunku. Takie przypadki to zawsze jednak przykłady zaczątkowej specjacji lub sytuacje, w których naukowcy wnioskowali na podstawie wiedzy o istniejących już gatunkach, jak mogły one rozdzielić się w przeszłości10. Wciąż nie zaobserwowaliśmy specjacji właściwej.

W 1992 roku biolog ewolucyjny Keith Stewart Thomson napisał: „Biologowie nie znaleźli jeszcze niepodważalnego dowodu teorii ewolucji”11, a „niepodważalnym dowodem teorii ewolucji jest specjacja, nie zaś lokalna adaptacja i różnicowanie się populacji”12. Przed Darwinem – wyjaśniał Thompson – powszechnie uważano, że gatunki mogą się zmieniać tylko w określonych granicach, czego eksperymentalny dowód stanowią najwyraźniej efekty setek lat prowadzenia doboru sztucznego. „Darwin musiał wykazać, że te granice można przekroczyć”, napisał Thompson, i „musimy to wykazać również my”13.

W 1996 roku biologowie Scott Gilbert, John Opitz i Rudolf Raff stwierdzili:

Genetyka może być w stanie adekwatnie wyjaśnić mikroewolucję, ale nie zaobserwowano, aby mikroewolucyjne zmiany częstości genów były zdolne do przekształcenia gada w ssaka lub ryby w płaza. Mikroewolucja odpowiada za adaptacje umożliwiające przetrwanie najlepiej przystosowanych, nie zaś za powstanie najlepiej przystosowanych14.

Doszli do wniosku, że problem „powstawania gatunków – problem Darwina – pozostaje nierozwiązany”15.

 

Świadectwa specjacji właściwej

Angielski bakteriolog Alan Linton poszukiwał świadectw specjacji właściwej i w 2001 roku stwierdził:

W literaturze nigdy nie wykazano, że jeden gatunek przekształcił się w drugi. Bakterie, najprostsza niezależna forma życia, są idealne do takich badań, ponieważ nowe pokolenia rodzą się co dwadzieścia do trzydziestu minut, a populacje powstają w ciągu osiemnastu godzin. Jednak 150 lat bakteriologii nie przyniosło żadnych świadectw tego, że jeden gatunek przekształca się w drugi. […] Skoro żadne świadectwa nie przemawiają za zajściem zmian gatunkowych między najprostszymi formami jednokomórkowego życia, to nie powinno dziwić, że nic nie świadczy o ewolucji od komórek prokariotycznych [na przykład bakteryjnych] do eukariotycznych [na przykład roślinnych i zwierzęcych], a co dopiero o ewolucji całego szeregu wielokomórkowych organizmów znajdujących się na wyższych poziomach hierarchii życia16.

W 2002 roku biologowie ewolucyjni Lynn Margulis i Dorion Sagan napisali: „Specjacja, czy to na odległych Wyspach Galápagos, w laboratoryjnych klatkach drozofilozofów [czyli badaczy muszek owocowych Drosophila melanogaster], czy w zatłoczonych osadach paleontologów, wciąż nie została bezpośrednio zaobserwowana”17. Nadal nie dysponujemy więc niepodważalnym dowodem teorii ewolucji.

Jonathan Wells

Oryginał: Top Scientific Problems with Evolution: Speciation, „Evolution News & Science Today” 2022, February 17 [dostęp 22 VII 2022].

 

Przekład z języka angielskiego: Dariusz Sagan

Źródło zdjęcia: Wikipedia

Ostatnia aktualizacja strony: 22.07.2022

 

Przypisy

  1. E. Mayr, The Growth of Biological Though: Diversity, Evolution, and Inheritance, Harvard University Press, Cambridge 1982, s. 403.
  2. D.J. Futuyma, Ewolucja, przekł. pod red. Jacka Radwana, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2008, s. 406–407.
  3. Por. J.A. Coyne, H.A. Orr, Speciation, Sinauer Associates, Sunderland 2004, s. 25.
  4. Por. E. Mayr, The Growth of Biological Thought, s. 273; J.A. Coyne, H.A. Orr, Speciation, s. 26–35.
  5. Por. A. Müntzing, Cytogenetic Investigations on Synthetic Galeopsis tetrahit, „Hereditas” 1932, Vol. 16, s. 105–154.
  6. D.J. Futuyma, Ewolucja, s. 403.
  7. R. Goldschmidt, The Material Basis of Evolution, Yale University Press, New Haven 1940, s. 8.
  8. R. Goldschmidt, The Material Basis of Evolution, s. 396.
  9. K. Darwin, O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli o utrzymaniu się doskonalszych ras w walce o byt. Dzieła Wybrane, t. II, tłum. S. Dickstein, J. Nusbaum, „Biblioteka Klasyków Biologii”, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1959, s. 61.
  10. Por. J. Wells, The Politically Incorrect Guide to Darwinism and Intelligent Design, Regnery, Washington 2006, s. 52–55.
  11. K.S. Thomson, Natural Selection and Evolution’s Smoking Gun, „American Scientist” 1997, Vol. 85, s. 516 [516–518].
  12. K.S. Thomson, Natural Selection and Evolution’s Smoking Gun, s. 518.
  13. K.S. Thomson, Natural Selection and Evolution’s Smoking Gun, s. 518.
  14. S.F. Gilbert, J.M. Opitz, R.A. Raff, Resynthesizing Evolutionary and Developmental Biology, „Developmental Biology” 1996, Vol. 173, s. 361 [357–372] (przyp. tłum.).
  15. S.F. Gilbert, J.M. Opitz, R.A. Raff, Resynthesizing Evolutionary and Developmental Biology, s. 361.
  16. A.H. Linton, Scant Search for the Maker: The Triumph of Evolution and the Failure of Creationism, „The Times Higher Education Supplement” 2001, April 20, s. 29.
  17. L. Margulis, D. Sagan, Acquiring Genomes: A Theory of the Origins of Species, Basic Books, New York 2002, s. 32.

Literatura:

  1. Coyne J.A., Orr H.A., Speciation, Sinauer Associates, Sunderland 2004.
  2. Darwin K., O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli o utrzymaniu się doskonalszych ras w walce o byt. Dzieła Wybrane, t. II, tłum. S. Dickstein, J. Nusbaum, „Biblioteka Klasyków Biologii”, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1959.
  3. Futuyma D.J., Ewolucja, przekł. pod red. Jacka Radwana, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2008.
  4. Gilbert S.F., Opitz J.M., Raff R.A., Resynthesizing Evolutionary and Developmental Biology, „Developmental Biology” 1996, Vol. 173, s. 357–372.
  5. Linton A.H., Scant Search for the Maker: The Triumph of Evolution and the Failure of Creationism, „The Times Higher Education Supplement” 2001, April 20, s. 29.
  6. Margulis L., Sagan D., Acquiring Genomes: A Theory of the Origins of Species, Basic Books, New York 2002.
  7. Mayr E., The Growth of Biological Though: Diversity, Evolution, and Inheritance, Harvard University Press, Cambridge 1982.
  8. Müntzing A., Cytogenetic Investigations on Synthetic Galeopsis tetrahit, „Hereditas” 1932, Vol. 16, s. 105–154.
  9. Thomson K.S., Natural Selection and Evolution’s Smoking Gun, „American Scientist” 1997, Vol. 85, s. 516–518.
  10. Wells J., The Politically Incorrect Guide to Darwinism and Intelligent Design, Regnery, Washington 2006.

Dodaj komentarz



Najnowsze wpisy

Najczęściej oglądane wpisy

Wybrane tagi