Michał Ostrowski
Konwergencja.
Argument za stworzeniem (cz. 4)
Kreacjonistyczna interpretacja konwergencji
Istnienie w przyrodzie ożywionej podobieństw stanowi pytanie, na które można dać różne odpowiedzi. Dean Kenyon i Percival Davis zauważają:
"Istnienie struktur homologicznych stawia jedynie pytanie o wzajemne związki, ale nie może dać na nie odpowiedzi. To dlatego Stephen Gould stwierdził, że homologia popiera koncepcje bazujące na rozumnym projekcie równie dobrze, jak koncepcje wspólnego pochodzenia [Stephen Jay Gould,Natural History, January 1987, s. 14]. Zarówno darwiniści, jak i zwolennicy teorii projektu mogą wyjaśnić istnienie homologii poprzez pryzmat przyjmowanych przez siebie interpretacji." [1]
Jest jednak dziedzina, gdzie występowanie konwergencji możemy obserwować równie powszechnie jak w żywych organizmach. Chodzi o wytwory ludzkiej technologii. Mnóstwo rozwiązań i mechanizmów stosowanych jest w różnych urządzeniach – np. silniki elektryczne służą jednocześnie jako źródło napędu dla lokomotyw i niektórych samochodów, jak i do napędzania wiertarek lub pił tarczowych. W ramach paradygmatu kreacjonistycznego źródłem konwergencji jest więc wspólny projekt. Jest ona wynikiem aktywności Stwórcy, który stosował w niespokrewnionych organizmach wspólne i stałe rozwiązania, służące określonej strategii przetrwania. Uszczegóławiając to ogólne stwierdzenie, rozróżnić należy przynajmniej dwie przyczyny konwergencji:
A. Przyczyną konwergencji jest zastosowanie tych samych rozwiązań projektowych w konstrukcji różnych organizmów.
B. Konwergencja w wielu przypadkach jest wynikiem aktywnej adaptacji organizmów do podobnego środowiska. Ten przypadek nazwijmy – w odróżnieniu od konwergencji – paralelizmem. [2]
A. Wspólny projekt
Konwergencja żywych organizmów ma w tym przypadku podobną genezę jak podobieństwo niektórych rozwiązań w wielu wytworach naszej techniki. Jest więc wynikiem stwórczego planu, który spełniać musiał m.in. następujące kryteria:
1. Organizmy istnieją w tym samym wszechświecie i w swym działaniu muszą operować w ramach tych samych praw natury.
2. Istnieją na tej samej planecie.
3. Niektóre z nich żyją w podobnym środowisku.
4. Posiadają jedno, lub najwyżej kilka źródeł energii.
5. Podlegają „normalizacji”, przez co np. cała biosfera znacznie łatwiej może uczestniczyć w łańcuchu pokarmowym – podzespoły wyprodukowane przez jeden typ organizmu mogą być wykorzystywane przez inny organizm:
"Można to porównać do zalet normalizacji gwintów w technologii stworzonej przez człowieka. Śruby mocujące, wydobyte z jednego urządzenia, mogą być wykorzystywane w innym – bez konieczności przetapiania i formowania od nowa. Przykładowo, materiał organiczny, dostarczany heterotrofom przez autotrofy, jest przyswajalny bez konieczności cofania się w katalizie do poziomu surowca mineralnego. Analogicznie muszki owocowe (Drosophila) wykorzystują gotową strukturę sitosterolu wydobytą z tkanki roślin (por. [Harborn 1997, 141]), a robak Microstomum lineare i niektóre ślimaki nagoskrzelne wykorzystują gotową strukturę nematocysty, wyprodukowaną przez stułbię (...)." [3]
Rozważmy przykładowo silniki tłokowe i ich zastosowanie. Mają one wspólny projekt, co wyraża się w podobnej funkcji, budowie i zasadach zamiany energii cieplnej na kinetyczną. Ale silniki te stosowane są w napędzie zupełnie różnych konstrukcji, jak samolotach turbośmigłowych, samochodach i okrętach. Z punktu widzenia teorii ewolucji można to opisać jako ewolucję konwergentną, z punktu widzenia teorii projektu jako zastosowanie jednego sprawdzonego mechanizmu w zupełnie różnych konstrukcjach, poruszających się w różnych środowiskach. Oczywiście, rację w tym przypadku będą mieli zwolennicy teorii projektu.
Powróćmy do omawianego już przykładu oczu. Oczy istnieją w różnych kształtach, rozmiarach, optycznych planach, różnią się położeniem w ciele, ale wszystkie ich rodzaje dostarczają ich posiadaczom podobnych informacji o długości fali i intensywności światła. Wśród różnych typów zwierząt do budowy soczewki i siatkówki wymagane są różne tkanki. Dla kontrastu, wszystkie rodzaje oczu posiadają ten sam mechanizm absorbowania fotonów, tj. kombinację opsynowo-chromoforową. Wspólny projekt oczu przejawia się więc w zastosowaniu podobnych „materiałów” do budowy całej gamy różnego typu oczu. Co więcej, ostatnie badania donoszą, że bardzo zróżnicowane typy oczu formują się w bardzo podobnych rozwojowych procesach.
Rozwojem bardzo różnych typów oczu steruje u większości organizmów ten sam gen – Pax-6. Bardzo podobne są również kaskady genetycznych procesów, które jednak wiodą do zupełnie odmiennych końcowych rezultatów. Niektórzy ewolucjoniści argumentują w związku z tym, że oko ma genezę monofiletyczną. Większość biologów odrzuca jednak tę sugestię. Twierdzą oni, że – po pierwsze – są świadectwa, że ekspresja homologicznych genów Pax-6 zachodzi również w jeżowcach (Echinoidea) i nicieniach (Nematoda), które w ogóle nie posiadają oczu. Inne dowody wskazują, że gen ten uczestniczy w powstawaniu różnych tkanek mózgowych i jego aktywność nie jest ograniczona wyłącznie do rozwoju oka. [4]
Co sprawia, że te same geny, te same rozwojowe procesy prowadzą do wykształcania się odmiennych funkcjonalnych rozwiązań? Homologiczne geny i mechanizmy rozwojowe prowadzą np. do budowy niehomologicznych oczu u zwierząt klasyfikowanych od siebie bardzo odlegle: kręgowców i stawonogów. Oczy kręgowców, funkcjonujące na zasadzie ciemni optycznej, zbudowane są na zupełnie odmiennej zasadzie niż oczy stawonogów (Arthropoda), które składają się z licznych (od kilkunastu do ok. 30 tys.) oczek prostych (ommatidiów), stanowiących pojedyncze układy optyczne; w oczach tego typu powstaje obraz mozaikowy (punktowy). Jednak gdy gen Pax-6 myszy wszczepiony zostaje muszce owocowej (Drosophila) w trakcie jej embrionalnego rozwoju, jest on „interpretowany” właściwie – rozwija u niej normalne wielofasetkowe oko. Tak więc ten sam gen może „znaczyć” dwie różne rzeczy. U muszki gen ten uczestniczy w rozwoju oka fasetkowego, u myszy ten sam gen uczestniczy w rozwoju oka soczewkowego. Co więcej, ten sam gen zaangażowany u kręgowców w rozwój oka może również wywoływać rozwój... wizerunku oka na skrzydłach niektórych gatunków motyli. [5] Russell Fernald ze Stanford University podsumowuje:
"Pomimo nowych danych, dostarczanych przez potężne techniki molekularne, dostępne świadectwo wciąż sugeruje, że oczy mają polifiletyczne pochodzenie z zastrzeżeniem, że zawierają one homologiczne molekuły odpowiedzialne za wiele strukturalnych, funkcjonalnych i innych cech rozwojowych. Poznając wzrastającą liczbę homologicznych sekwencji genów pośród molekuł oka, wśród organizmów filogenetycznie bardzo odległych, aktualnym wyzwaniem jest odkrycie, co sprawia, że oczy Drosophila, kałamarnic i myszy są tak różne. Ponieważ ściśle homologiczne rozwojowe procesy muszą produkować homologiczne struktury, kluczowy element odpowiedzialny za rozwój niehomologicznych oczu wciąż jest nieznany. Zrozumienie tego, co czyni oczy różnymi, może być większym wyzwaniem, niż znajdowanie tego, co mają wspólnego." [6]
Na przykładzie tym widać doskonale, że te same „składowe”, te same elementy architektury, podobne mechanizmy konstrukcyjne, mogą być użyte w odmiennych projektach; te same geny lub rozwojowe procesy nie determinują ostatecznego rezultatu. Musi istnieć jeszcze pewien „system interpretacyjny”, który potrafi zupełnie inaczej interpretować te same geny. Stanowi to iluminacyjny przykład wspólnego projektu, gdzie te same elementy mogą być stosowane w różnych konstrukcjach, np. podobieństwo kokpitu w samolocie i deski rozdzielczej w samochodzie, gdzie podobne elementy (zegary, wskaźniki, wolant-kierownica, pedały-orczyki itp.) zastosowane są w innych funkcjach.
(dok. nastąpi)
[1] Percival Davis and Dean Kenyon (eds.), Of Pandas and People, second edition, Haughton Publishing Co., Dallas 1993, s. 133.
[2] Według neodarwinistów ewolucja paralelna jest formą ewolucji konwergentnej. Carroll definiuje cechy konwergentne jako: „Cechy, które są podobne w strukturze i funkcji, ale powstałe niezależnie i nie pochodzące od wspólnego przodka, są określane jako konwergentne” (Carroll, Vertebrate..., s. 7). Paralelizm (lub ewolucja paralelna) jest odróżniana od konwergencji następująco: „Konwergencja jest procesem rozwoju podobnych cech niezależnie w dwóch lub więcej niespokrewnionych rodach, bez wspólnego dziedziczenia tego podobieństwa. Paralelizm jest niezależnym rozwojem podobnych cech w dwóch lub więcej rodach pochodzących od wspólnego przodka, bazujących na lub przekazywanych przez wspólne pochodzenie i charakterystycznych dla tej wspólnoty pochodzenia” (Tamże).
Tak więc w wyniku ewolucji paralelnej powstają niezależnie podobne cechy, ale raczej w ściśle powiązanych grupach, podczas gdy w wyniku ewolucji konwergentnej powstają podobieństwa w gromadach ze sobą spokrewnionych bardzo odlegle. O ewolucji paralelnej sądzi się, że obejmuje podobne rozwojowe modyfikacje, które ewoluowały niezależnie, ale często w ściśle powiązanych grupach (ponieważ mają one prawdopodobnie podobne mechanizmy rozwojowe w trakcie embriogenezy). Standardowym przykładem ewolucji paralelnej są skrzydła ciem i motyli. Trzeba jednak pamiętać, że na ten temat wśród ewolucjonistów panują spore kontrowersje, np. nad wytyczeniem granic pomiędzy ewolucją paralelną a konwergentną. Niektórzy w ogóle kwestionują, czy jest sens utrzymywać pojęcie ewolucji paralelnej, skoro cały proces ewolucyjny da się ostatecznie sprowadzić do konwergencji lub dywergencji (radiacji adaptacyjnej).
[3] Jolanta Koszteyn i Piotr Lenartowicz SJ, „Integracja dynamiki biologicznej a drzewa rodowe istot żywych”, Filozofia Nauki 2001, nr 2 (34), s. 60 [59-72].
[4] Por. Russell D. Fernald, „The Evolution of Eyes”, Brain, Behavior and Evolution 1997, vol 50, s. 253-259.
[5] Marcel-Paul Schützenberger, „The Miracles of Darwinism”, Origins & Design 1996, vol. 17, No 2, s. 10-15; http://www.arn.org/docs/odesign/od172/schutz172.htm
[6] Russell D. Fernald, „The Evolution of Eyes”, Karger Gazette January 2001, No. 64, s. 4 [2-4]; http://www.karger.com/gazette/gazett64.pdf, podkreślenia dodane.


Komentarze
Pokaż komentarze (9)