Czy istnieje ślepy zegarmistrz? (cz. 3)

Replikator i jego potomstwo

 

Ale jak dobór naturalny miałby stworzyć istniejące dziś nadzwyczaj złożone formy życia? W opowiadaniu Dawkinsa historia zaczyna się, gdy jakiś „Replikator”, prawdopodobnie prymitywna forma cząsteczki RNA, wyłonił się jakoś w wyniku kombinacji przypadku i praw chemicznych w procesie ewolucji prebiologicznej. Zasadniczą cechą Replikatora było to, że się powielał, przez co pozostawiał potomstwo mniej lub bardziej podobne do siebie. Proces replikacji wymagał kopiowania genetycznej informacji Replikatora, a w procesie kopiowania pojawiały się błędy w sekwencjach genów.

 

Błędy prowadziły do zmienności, a przez to do paru Replikatorów, z które jedne odnosiły większe sukcesy w pozostawianiu potomstwa niż inne. Dobór naturalny faworyzował tę zaawansowaną grupę i przy coraz większej ilości błędów w kopiowaniu (mutacji) i pojawiających się stąd zmienności ostatecznie wyłoniły się Replikatory, których geny (segmenty materiału genetycznego) produkowały już nie tylko białka, ale całe organizmy (fenotypy). [1]

 

W scenariuszu Dawkinsa fenotypy są jedynie wytwarzanymi przez geny narzędziami mającymi zapewnić im sukces reprodukcyjny. Jest bardziej prawdopodobne, że potomstwo pozostawi gen, który tworzy ciało, niż że dokona tego nagi gen, będący na łasce pierwiastków chemicznych. A gen, który przyczynia się do utworzenia lepiej przystosowanego organizmu, pozostawi większą ilość następnego pokolenia genów, niż gen uwięziony w organizmie o mniejszej zdolności do przetrwania i reprodukcji. Za sprawą tego rzeczywiście prostego mechanizmu „ślepego zegarmistrza”, mając wystarczająco dużo czasu i przebywając we właściwym środowisku, pierwotny Replikator może poprzez różne linie potomstwa zrodzić stworzenia tak złożone i odmienne, jak orchidee, drzewa, żyrafy, mrówki i ludzie.

 

Przykładem wybranym przez Dawkinsa w Ślepym zegarmistrzu na to, jak proces ten musiał działać na względnie zaawansowanym poziomie, jest nietoperz. Musi zajść wiele skomplikowanych zmian, by z hipotetycznego czteronożnego przodka powstał latający nietoperz. Dla zobrazowania sprawy spójrzmy jednak na jeden mały fragment zaprezentowanej ilustracji. Skąd nietoperze wzięły swoje skrzydła? Oto opowieść Dawkinsa:

 

"Od czego zaczęły się skrzydła? Wiele zwierząt skacze z gałęzi na gałąź, a czasem spada po drodze na ziemię. Cała powierzchnia ciała kontaktuje się wówczas z powietrzem i, szczególnie w przypadku małych zwierząt, pomaga podczas skoku (albo upadku) działając jak prymitywny spadochron. Korzystny jest zatem każdy wzrost stosunku powierzchni ciała do jego wagi – na przykład, wskutek występowania płatów skóry łączących stawy (...). (...) nieważne, jak małe czy też jak niepodobne do skrzydeł były owe pierwsze praskrzydła. Musi istnieć taka wysokość (nazwijmy ją h), że zwierzę skręciłoby sobie kark, natomiast przeżyłoby upadek z wysokości choćby nieznacznie mniejszej. W tej krytycznej strefie, każdy – nawet minimalny – wzrost zdolności zwierzęcia do hamowania upadku może rozstrzygać o jego życiu i śmierci. Dobór naturalny faworyzuje więc owe małe, prymitywne praskrzydła. Kiedy już te małe praskrzydła rozpowszechnią się, krytyczna wysokość h nieznacznie się podnosi. Teraz z kolei dalszy niewielki wzrost praskrzydeł decyduje o życiu i śmierci. I tak dalej aż do chwili, kiedy mamy już do czynienia z prawdziwymi skrzydłami." [2]

 

Selekcja genów bez selekcjonera?

 

Zgodnie z doktryną ortodoksyjnego darwinizmu i genetyki Mendlowskiej „ulepszenia” [3] w tym i wszystkich innych scenariuszach darwinowskich są wynikiem mutacji genetycznych, które są przypadkowe w tym sensie, że nie kieruje nimi ani Bóg, ani potrzeby danego organizmu (takie jak życzenie czy potrzeba stania się latającym organizmem). Ta sprawa jest ważna, ponieważ gdyby ewolucją kierowała jakaś niepowstała w procesie ewolucji inteligencja czy celowo działająca siła, to zegarmistrz nie byłby ślepy i do systemu zostałby wprowadzony element nadprzyrodzony. Ewolucjonizm, według którego mutacje byłyby wprowadzane przez jakąś istniejącą wcześniej inteligencję (która sama nie wyewoluowała w sposób przyrodniczy), byłby łagodną formą kreacjonizmu, a nie prawdziwym ewolucjonizmem w sensie, w jaki Dawkins i inni darwiniści używają tego terminu.

 

Kolejny istotny element w modelu ewolucji zgodnym z tezą o ślepym zegarmistrzu dotyczy tego, co biolodzy nazywają jednostką selekcji. Zgodnie z Dawkinsem, dobór naturalny dokonuje selekcji nie całego organizmu (konkretnego nietoperza), lecz, co ważniejsze, genu czy też kombinacji genów, która wytworzyła ulepszenie w postaci skrzydeł. Selekcja całego organizmu nie wystarcza do uruchomienia twórczej ewolucji, ponieważ organizm umiera. Niezależnie od tego, jak bardzo skuteczny w przetrwaniu i reprodukcji byłby ten jednostkowy-organizm-będący-na-drodze-do-stania-się-nietoperzem, to, z czego był zbudowany, rozłożyło się po śmierci i nic nie pozostało. Ten prymitywny nietoperz przekazał swoim następcom tylko swoje geny (przetasowane w procesie reprodukcji seksualnej), a szczególnie tę ewoluującą, genetycznie zakodowaną informację, która w każdym stadium rozwoju przypuszczalnie tworzyła zalążki skrzydeł. Dlatego też model ewolucji zgodny z tezą o ślepym zegarmistrzu jest modelem „doboru genowego” i to właśnie jest ta kontrowersyjna kwestia.

 

Czy opisana przez Dawkinsa ewolucja „kierowana” przez ślepego zegarmistrza może wytworzyć złożone ulepszenia adaptacyjne, takie jak skrzydła nietoperza? Odpowiedź zależy od słuszności założeń dotyczących faktów leżących u podstaw tego modelu. Zanim nastąpi ewolucja w rodzaju tej spod znaku ślepego zegarmistrza, spełnionych musi być szereg warunków, a każdy nich jest wysoce problematyczny.

 

Po pierwsze, mutacje genetyczne, mające powodować odpowiednią złożoność budowy, muszą pojawiać się dostatecznie często, by mogły wytworzyć ulepszenie. Niestety, mutacje, mające korzystny wpływ na organizm, są niezwykle rzadkie. Sam Dawkins stwierdza, że wspomniane mutacje dawałyby prawdopodobnie zbyt mały skutek, by można je było zaobserwować, ponieważ „niemal wszystkie mutacje badane w laboratoriach genetycznych – a muszą one być stosunkowo „makro”, bo w przeciwnym razie genetycy w ogóle by ich nie dostrzegli – są szkodliwe dla zwierząt, u których występują.” [4]

 

Mutacje, których wymaga teza o ślepym zegarmistrzu, musiałyby być nie tylko korzystne, ale korzystne w bardzo mocnym sensie, to znaczy musiałyby dostarczać dokładnie tego, czego potrzeba, by mogło nastąpić następne stadium projektu budowy skrzydła. To, że każda jednostkowa mutacja przynosi przypuszczalnie tylko niewielki efekt prowadzący do pożądanego kierunku, sugeruje, że aby dokończyć dzieła, musi zajść olbrzymia liczba właściwych mutacji – a ostateczne pojawienie się skrzydeł stanowi tylko jedną z mnóstwa przeróbek wymaganych, by zwierzę wspinające się po drzewach przemieniło się w nietoperza. Jedynym powodem, aby wierzyć, że mutacje tego rodzaju i w ilości potrzebnej ewolucji zgodnej z tezą o ślepym zegarmistrzu faktycznie się pojawiły, jest to, że wymaga ich teoria.

 

Po drugie, mutujące geny muszą niezawodnie produkować te hipotetycznie przystosowawcze zmiany (w tym wypadku płaty skóry zmieniające się w skrzydła) bez jednoczesnego wytwarzania niekorzystnych skutków ubocznych. Spełnienie tego warunku wydaje się bardzo trudne, ponieważ w większości wypadków nie istnieje jeden konkretny gen kierujący wytworzeniem odpowiedniej części ciała – na przykład gen odpowiedzialny za dany element skrzydeł. Jest raczej tak, że ważne cechy danego zwierzęcia są zwykle wynikiem interakcji pomiędzy różnymi genami i każdy pojedynczy gen może wnieść swój wkład w zaistnienie wielu różnych własności. Ten wzorzec wielu efektów pozwala wyjaśnić, dlaczego jest mało prawdopodobne, by mutacje miały charakter korzystny, ponieważ niszczący efekt w jednej istotnej funkcji organizmu może doprowadzić do jego śmierci, nawet jeśli jednocześnie pojawia się jakiś inny efekt, chroniący dane stworzenie przed skutkami upadku.

 

To, czy problemy związane z plejotropią są zagrożeniem dla modelu doboru genowego, zależy od naszej postawy wobec tego modelu. Jeżeli ujęcie ewolucyjne zgodne z tezą o ślepym zegarmistrzu z braku alternatywy musi być wyjaśnieniem złożoności adaptacyjnej, wtedy należy znaleźć jakiś sposób, by to zagrożenie przezwyciężyć. Takie w istocie jest podejście Dawkinsa, przedstawiającego spekulatywne odpowiedzi. Wobec tych wątpliwości sugeruje on, że dobór naturalny zachowuje względnie krótki odcinek DNA, który jest wystarczająco mały, by mógł być bezpiecznie przekazywany przez wiele pokoleń pomimo przetasowania, które ma miejsce podczas reprodukcji płciowej. Przypuszcza on, że te nieciągłe jednostki genetyczne posiadają tendencję, by przy współudziale z innymi jednostkami genetycznymi wytwarzać pewne określone cechy organizmów, „nie naruszając pozostałych elementów”. Trzeba jeszcze wykazać, czy jest w tym cokolwiek oprócz chciejstwa.

 

Po trzecie, ewolucja w stylu ślepego zegarmistrza może pojawić się tylko wtedy, jeśli skutki zróżnicowanego przetrwania organizmów (doboru naturalnego) są wystarczająco silne i trwałe, by wesprzeć długoterminową zmianę prowadzącą w hipotetycznym kierunku. Dobór naturalny musi w efekcie działać równie trwale jak dobór sztuczny, w którym hodowcy wybierają najbardziej wełnistą owcę czy największego psa, zachowując pożądane cechy, nawet jeśli hodowla prowadzi do powstania zwierząt nadmiernie wyspecjalizowanych, a przez to wrażliwych na choroby, uszkodzenia czy będące łatwiejszym łupem dla drapieżników.

 

Jednak w przyrodzie selekcyjna zaleta w rodzaju malutkich zaczątków płatów skrzydeł byłaby prawdopodobnie bardzo niewielka, szczególnie jeśli większość wspinających się zwierząt ginie z powodów innych niż upadek lub jeśli obecność trzepoczącej skóry utrudnia wspinaczkę. Nie da się określić rzeczywistej skuteczności doboru naturalnego w zachowaniu hipotetycznych zapoczątkowanych struktur i dlatego, by pokazać, jak mogło to funkcjonować, Dawkins posługuje się przede wszystkim ilustracjami obejmującymi dobór sztuczny – czyli inteligentny projekt. Wskazuje na przykład, że niektórzy projektanci przemysłowi używają technik badawczych wykorzystujących przypadek, by zaprojektować najbardziej funkcjonalne skrzydła czy systemy rurociągów. Najsłynniejszym przykładem tego rodzaju jest popularny program komputerowy Ślepego Zegarmistrza autorstwa samego Dawkinsa, w którym widzowie wybierają charakterystyczne cechy „ewoluujących” postaci komputerowych. Gdy dokonają już oni selekcji spośród dostarczonych przez program mutacji, biologiczne problemy ze ślepym zegarmistrzem znikają.

(c.d.n.)

 

---