Od redakcji „Evolution News & Science Today”: Z przyjemnością przedstawiamy nową serię tekstów autorstwa Jonathana Wellsa, poświęconych tematowi największych naukowych problemów teorii ewolucji. Poniżej zamieszczamy piąty 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].
We wstępie do O powstawaniu gatunków Karol Darwin napisał: „Jestem całkowicie przekonany, że gatunki są zmienne”. Nieco dalej dodał: „Jestem prócz tego przekonany, że dobór naturalny był najważniejszym, chociaż nie wyłącznym czynnikiem przekształcania gatunków”1.
Darwin nie dysponował jednak świadectwami działania doboru naturalnego. W O powstawaniu gatunków mógł zaoferować co najwyżej „jeden lub dwa hipotetyczne przykłady”2. Zamiast oprzeć swoją argumentację na bezpośrednich świadectwach działania doboru naturalnego, Darwin (który sam hodował gołębie) za podstawę przyjął wiedzę w zakresie hodowli zwierząt domowych, gdzie wykorzystuje się to, co często określane jest mianem doboru sztucznego. Zauważył, że „w starożytności zwracano już staranną uwagę na chów zwierząt domowych”3 i że „cała waga doboru opiera się na gromadzeniu w pewnym kierunku i w ciągu wielu pokoleń drobnych różnic, absolutnie niedostrzegalnych dla niewprawnego oka”4.
Powstawanie gatunków
Niemniej przez te wszystkie lata prowadzenia hodowli zwierząt nikt nigdy nie zaobserwował powstania nowego gatunku, a tym bardziej nowego narządu lub planu budowy ciała. W latach trzydziestych XX wieku neodarwinowski biolog Theodosius Dobzhansky posłużył się słowem mikroewolucja w odniesieniu do zmian zachodzących w obrębie istniejących gatunków (takich jak te obserwowane przez hodowców) oraz terminem makroewolucja na oznaczenie zmian prowadzących do powstawania nowych gatunków, narządów i planów budowy ciała. Napisał:
Nie da się zrozumieć mechanizmów zmian makroewolucyjnych, których pojawienie się wymaga czasu w skali geologicznej, inaczej niż przez pełne zrozumienie procesów mikroewolucyjnych możliwych do zaobserwowania w ciągu ludzkiego życia i często świadomie kontrolowanych przez człowieka. Z tego powodu, przy aktualnym stanie wiedzy, jesteśmy zmuszeni do postawienia znaku równości między mechanizmami makroewolucji i mikroewolucji i prowadzenie badań przy przyjęciu tego założenia dopóty, dopóki ta hipoteza robocza pozwoli5.
Świadectwa działania doboru naturalnego?
„Hipoteza robocza” to jednak nie świadectwo empiryczne. Dopiero w latach pięćdziesiątych XX wieku brytyjski przyrodnik Bernard Kettlewell odkrył pierwsze domniemane świadectwo działania doboru naturalnego. Ćmy krępaki nabrzozaki występują w Wielkiej Brytanii głównie w dwóch odmianach: ciemnej („melanicznej”) i jasnej. Przed dziewiętnastowieczną rewolucją przemysłową formy melaniczne występowały rzadko lub wcale, ale kiedy dym z uprzemysłowionych miast doprowadził do pociemnienia pni okolicznych drzew, ta odmiana krępaka nabrzozaka stała się znacznie bardziej pospolita. To zjawisko, określane mianem melanizmu przemysłowego, przypisano temu, że formy melaniczne lepiej kamuflowały się niż formy jasne, a tym samym były mniej widoczne dla drapieżnych ptaków. Innymi słowy, uznano to za skutek działania doboru naturalnego.
Kettlewell złapał nieco osobników obu odmian i oznaczył je maleńką plamką farby. Następnie wypuścił je na ciemne i jasne pnie drzew. Kolejnego dnia znowu złapał trochę osobników i odkrył, że przeżyła proporcjonalnie znacznie większa liczba osobników mających lepszy kamuflaż. Kettlewell uznał, że jest to „brakujące świadectwo Darwina”6. Historię tę, zwykle ilustrowaną zdjęciami jasno i ciemno ubarwionych krępaków odpoczywających na jasnych i ciemnych pniach drzew, przedstawiano przez dziesiątki lat w podręcznikach biologii i jednocześnie wskazywano na to, że Kettlewell odkrył przekonujące świadectwo ewolucji7.
Zwyczaje krępaków nabrzozaków
W latach osiemdziesiątych XX wieku stało się jednak jasne, że krępaki nabrzozaki normalnie nie odpoczywają na pniach drzew. Prowadzą nocny tryb życia, a w ciągu dnia przebywają wśród górnych gałęzi, gdzie są niewidoczne dla ptaków. Kettlewell wypuszczał krępaki na pnie drzew za dnia, a przez to jego eksperyment nie był symulacją warunków naturalnych. Okazało się też, że większość zdjęć zamieszczanych w podręcznikach była inscenizowana w taki sposób, że martwe krępaki przymocowywano szpilkami do pni lub umieszczano w nienaturalnych pozycjach i fotografowano, zanim odleciały8.
Lepsze świadectwa działania doboru naturalnego zapewniły przeprowadzone w latach siedemdziesiątych XX wieku badania zięb na Wyspach Galápagos. Wyspy zamieszkiwało – zgodnie z ustaleniami biologów – trzynaście różnych gatunków zięb, a na jednej z wysp badał je zespół Petera i Rosemary Grantów. Badacze prowadzili szczegółowe zapiski dotyczące anatomii osobników każdego gatunku zięb, w tym długość i szerokość ich dziobów. Kiedy w wyniku ekstremalnej suszy w 1977 roku wiele roślin rosnących na wyspie uległo zniszczeniu, zginęło około 85 procent ptaków. Zespół Grantów zauważył, że ocalałe osobniki miały dzioby średnio o 5 procent większe niż średnia wielkość dziobów w populacji przed suszą. Przyczyną było najprawdopodobniej to, że ocalałe ptaki lepiej potrafiły rozłupywać twarde nasiona wydawane przez rośliny, które przetrwały suszę. Innymi słowy, za tę zmianę odpowiadał dobór naturalny. Grantowie oszacowali, że gdyby podobne susze występowały co każde dziesięć lat, to dzioby zięb stawałyby się coraz większe i w końcu, w ciągu 200 lat, doszłoby do powstania nowego gatunku9.
Powstawanie najlepiej przystosowanych
Po ustaniu suszy i powrocie deszczy pożywienia było jednak pod dostatkiem, a średnia wielkość dziobów powróciła do normalnego poziomu. Ostatecznie nie doszło do żadnej istotnej ewolucji10. Niemniej zmiany zachodzące u „zięb Darwina” przedstawiano w większości podręczników biologii jako świadectwa ewolucji drogą doboru naturalnego11.
Istnieją więc świadectwa doboru naturalnego, ale tak jak w przypadku hodowli, nigdy nie zaobserwowano czegoś więcej niż mikroewolucja. Jak w 1904 roku stwierdził holenderski botanik Hugo de Vries, „Dobór naturalny może wyjaśnić przeżywanie najlepiej przystosowanych, ale nie może wyjaśnić powstania najlepiej przystosowanych”12.
W kwestii powstania najlepiej przystosowanych większość współczesnych biologów ewolucyjnych zwraca się w stronę mutacji.
Jonathan Wells
Oryginał: Top Scientific Problems with Evolution: Natural Selection, „Evolution News & Science Today” 2022, February 15 [dostęp 9 III 2022].
Przekład z języka angielskiego: Dariusz Sagan
Źródło zdjęcia: Pixabay
Ostatnia aktualizacja strony: 15.07.2022
Przypisy
- 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. 17.
- Darwin, O powstawaniu gatunków, s. 94.
- Darwin, O powstawaniu gatunków, s. 42 (przyp. tłum.).
- Darwin, O powstawaniu gatunków, s. 40.
- T. Dobzhansky, Genetics and the Origin of Species, Columbia University Press, New York 1937, s. 12.
- H.B.D. Kettlewell, Darwin’s Missing Evidence, „Scientific American” 1959, Vol. 200, s. 48–53.
- Por. J. Wells, Second Thoughts About Peppered Moths: This Classical Story of Evolution by Natural Selection Needs Revising, „The Scientist” 1999, Vol. 13, No. 11 [dostęp 9 III 2022]; J. Wells, Ikony ewolucji. Nauka czy mit?, tłum. B. Olechnowicz, „Seria Inteligentny Projekt”, Fundacja En Arche, Warszawa 2020, s. 127–143 [dostęp 9 III 2022].
- Por. J. Hooper, Of Moths and Men: Intrigue, Tragedy and the Peppered Moth, Fourth Estate, London 2002; J. Wells, Zombie-nauka. Jeszcze więcej ikon ewolucji, tłum. M. Guzowska, „Seria Inteligentny Projekt”, Fundacja En Arche, Warszawa 2020, s. 70–72 [dostęp 9 III 2022].
- Por. P.T. Boag, P.R. Grant, Intense Natural Selection in a Population of Darwin’s Finches (Geospizinae) in the Galápagos, „Science” 1981, Vol. 214, No. 4516, s. 82–85.
- Por. H.L. Gibbs, P.R. Grant, Oscillating Selection on Darwin’s Finches, „Nature” 1987, Vol. 327, s. 511–513.
- Por. Wells, Ikony ewolucji, s. 145–157.
- H. de Vries, Species and Varieties, Their Origin by Mutation, 2nd ed., Open Court Press, Chicago 1906, s. 825–826 [dostęp 9 III 2022].
Literatura:
- Boag P.T., Grant P.R., Intense Natural Selection in a Population of Darwin’s Finches (Geospizinae) in the Galápagos, „Science” 1981, Vol. 214, No. 4516, s. 82–85.
- 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.
- de Vries H., Species and Varieties, Their Origin by Mutation, 2nd ed., Open Court Press, Chicago 1906, s. 825–826[dostęp 9 III 2022].
- Dobzhansky T., Genetics and the Origin of Species, Columbia University Press, New York 1937.
- Gibbs H.L., Grant P.R., Oscillating Selection on Darwin’s Finches, „Nature” 1987, Vol. 327, s. 511–513.
- Hooper J., Of Moths and Men: Intrigue, Tragedy and the Peppered Moth, Fourth Estate, London 2002.
- Kettlewell H.B.D., Darwin’s Missing Evidence, „Scientific American” 1959, Vol. 200, s. 48–53.
- Wells J., Ikony ewolucji. Nauka czy mit?, tłum. B. Olechnowicz, „Seria Inteligentny Projekt”, Fundacja En Arche, Warszawa 2020, s. 127–143 [dostęp 9 III 2022].
- Wells J., Second Thoughts About Peppered Moths: This Classical Story of Evolution by Natural Selection Needs Revising, „The Scientist” 1999, Vol. 13, No. 11 [dostęp 9 III 2022].
- Wells J., Zombie-nauka. Jeszcze więcej ikon ewolucji, tłum. M. Guzowska, „Seria Inteligentny Projekt”, Fundacja En Arche, Warszawa 2020 [dostęp 9 III 2022].