Biolog ewolucyjny błądzi pisząc o doborze płciowym na łamach “New York Times”
Jerry A. Coyne
2017-05-17
“New York Times” opublikował artykuł o doborze płciowym u ptaków (link i tytuł na obrazku poniżej) Richarda O. Pruma, profesora ornitologii, ekologii i biologii ewolucyjnej w Yale’s Peabody Museum of Natural History. Prum wydał nową książkę, The Evolution of Beauty: How Darwin’s Forgotten Theory of Mate Choice Shapes the Animal World — and Us, którą dopiero zamierzam przeczytać. Na razie jednak dał nam pojęcie, o tym, co pisze, w swoim artykule, a jest ono zarówno błędne, jak dezorientujące, ponieważ wypacza dobór naturalny i nowoczesną teorię ewolucyjną.
Tutaj jest streszczenie książki z Amazon, które wyjaśnia, jak Prum próbuje wskrzesić teorię doboru płciowego Darwina – nawiasem mówiąc, teorię, która wcale nie została zapomniana, ale albo dopracowana, albo częściowo odrzucona, bo Darwin nie znał genetyki i nie miał dowodów na poparcie swoich poglądów:
W wielkich salach nauki panuje dogmat, że teoria Darwina doboru naturalnego wyjaśnia każdą gałąź na drzewie życia: który gatunek rozkwita, który usycha i wymiera i jakie cechy każdy z nich ewoluuje. Ale czy adaptacja przez dobór naturalny rzeczywiście może wyjaśnić wszystko, co widzimy w naturze?
Ornitolog z Yale University, Richard Prum – wskrzeszając myśl samego Darwina, uważa, że nie. Głęboko w dżunglach tropikalnych na świecie są ptaki o dziwacznym wyglądzie i zachowaniach godowych: kusogorzyk miotlasty, który śpiewa skrzydłami, argus malajski, który olśniewa potencjalne partnerki ponad metrowej szerokości wachlarzem z piór pokrytych złotymi kołami, gorzyk czerwonogłowy, który tańczy „Moonwalk”. Przez trzydzieści lat pracy w terenie Prum widział liczne pokazy, które wydawały się niezwiązane, wręcz sprzeczne, z doborem dla indywidualnego przeżycia [JAC: Wiemy o tym od bardzo dawna: to rozmnożenie się, nie zaś przeżycie, popycha ewolucję tych cech samców]. Dla wyjaśnienia tego, odkurza on od dawna zaniedbywaną teorię doboru płciowego, według której akt wyboru partnera z przyczyn czysto estetycznych – tylko dla przyjemności – jest niezależnym motorem zmiany ewolucyjnej.
To prawda, że Darwin był pierwszym człowiekiem, który zastanawiał się nad doborem płciowym – nadzwyczajną różnicą w ozdobach, broni i zachowaniu między płciami – i spekulował na temat przyczyn tego zjawiska. Zaproponował „dobór płciowy” i podał hipotezy i jak to działało.
Pierwsza hipoteza, którą Darwin nazwał “prawem bitwy”, była poprawna: samce są większe i mają broń oraz cechy, które umożliwiają im konkurencję o samice, jak w przypadku słoni morskich lub łosi walczących o samicę. Pierwotną przyczyną tej różnicy, którą już wcześniej opisywałem, jest różnica wielkości gamet (plemnik kontra jajo), co prowadzi do tego, że samice są rzadkim zasobem, o który muszą konkurować samce. Nie będę tego dalej opisywał, możecie poczytać jakiś dobry podręcznika o ewolucji, taki jak Futuymy i Kirkpatricka (przykłady płciowo dobieranych cech można zobaczyć na okładce poniżej), lub artykuł w Wikipedii o doborze płciowym, który jest poprawny, ale nie nadzwyczajny. Wiele eksperymentów i obserwacji potwierdza, że samce walczą o samice i że ich broń i rozmiary odgrywają rolę. (Samce konkurują także o samice po zapłodnieniu: w tak zwanej “konkurencji gamet”. Jednym z przykładów są ważki, u których samiec przed zapłodnieniem samicy, używa łopatki, jaką ma na penisie, do usunięcia plemników poprzedniego samca. Korzyści selekcyjne z posiadania takiego urządzenia są oczywiste.)
Druga hipoteza Darwina była jednak na ogół błędna, ponieważ opierała się na koncepcji, że samice preferują pewne cechy u samców z powodu ich atrakcyjności wynikającej z poczucia estetyki u samic. Tutaj są te dwie hipotezy podane przez Darwina w jego pracy z 1871 r. O pochodzeniu człowieka i Dobór płciowy.
“Istnieją dwa rodzaje walki płciowej: w pierwszym toczą walkę osobniki tej samej płci, na ogół samce, by odpędzić lub zabić swych rywali, samice zaś pozostają bierne, w drugim zaś walkę toczą również osobniki tej samej płci, by podniecić lub oczarować osobniki płci przeciwnej, zazwyczaj samice, które nie pozostają bierne, lecz wybierają partnerów więcej się podobających”. (s. 431, Dobór płciowy, tłum. Krystyna Zaćwilichowska)
Problem tutaj polega na tym, że przyjmuje się poczucie estetyczne samic jako coś danego zamiast jako coś, co samo może być produktem ewolucji. I, oczywiście, implikuje to zdolności, jakie nie są obecne u wielu gatunków, jak muchy, które z pewnością nie mają „poczucia estetycznego”. Choć „estetyczną” teorię Darwina można modyfikować, by wziąć pod uwagę już istniejące preferencje samic, które albo wyewoluowały, albo są produktem ubocznym jakiejś innej wyewoluowanej cechy (Ronald Fisher jest odpowiedzialny za to rozwinięcie), sama w sobie nie wyjaśnia ona wiele. Darwin miał jednak rację, że preferencje samic mogą powodować, że samce ewoluują cechy, które szkodzą ich szansom przeżycia (jak ogony pawia), jak długo ich utrata „przystosowania” z powodu kosztów dla przeżycia jest kompensowana z nawiązką przez zyski przystosowania z powodu częstszego kojarzenia się samic z samcami, które mają przesadne zawołania, zachowania lub ozdoby.
Mechanizmy doboru płciowego i przyczyny preferencji samic nadal pozostają tajemnicami, bo jest wiele powodów, dla których samice mogą preferować cechy samców, które czynią je tak dziwacznymi – takie jak pióropusze, ozdoby i zachowania rajskich ptaków z Nowej Gwinei. Rozróżnienie między tymi hipotezami – wśród których jest „hipoteza poniesienia” (samonapędzającego się, niekontrolowanego procesu), model bezpośrednich korzyści, model upośledzenia, model skrzywienia czuciowego (udoskonalenie myśli Darwina), model „dobrych genów” i tak dalej –jest trudne, szczególnie dlatego, że mogą działać razem. Hipotezy dotyczące ewolucji preferencji samic (którą Darwin przyjął za oczywistość) i trudności przetestowania ich opisują Jones i Ratterman w tym artykule w „PNAS” z 2009 r. W artykule jest ta tabela wyliczająca różne sposoby, na jakie mogła wyewoluować preferencja samic wobec cech samców:
W artykule w “New York Times” Prum ignoruje większość tego, twierdząc, że dobór płciowy nie jest rodzajem doboru naturalnego, nie prowadzi do adaptacji, ale do “nieprzystosowawczej dekadencji”.
Tutaj jest przykład. Po opisaniu wyrafinowanego pokazu samca kusogorzyka miotlastego, który wabi samice przez pocieranie lotek skrzydeł (która to cecha spowodowała ewolucję grubych, przeszkadzających w locie kości skrzydeł, czego rezultaty można obejrzeć na filmie pod spodem) Prum mówi:
To [pieśń kusogorzyka] jest innowacją ewolucyjną – całkiem nowym sposobem śpiewu. Ewolucyjnym mechanizmem stojącym za tą nowością nie jest jednak adaptacja przez dobór naturalny, gdzie tylko ci, którzy przetrwają, przekazują swoje geny, pozwalając z czasem gatunkowi na lepsze przystosowanie do środowiska. Zamiast tego jest to dobór płciowy przez wybór partnera, gdzie osobniki przekazują swoje geny tylko, jeśli zostają wybrani na partnerów.
Trudno popełnić TRZY błędy w dwóch krótkich zdaniach, szczególnie jeśli autor jest biologiem ewolucyjnym piszącym o ewolucji, ale to zrobił Prum. Tutaj są jego błędy:
1.) Dobór płciowy jest podkategorią doboru naturalnego: zróżnicowana reprodukcja genów w oparciu o ich przewagę w replikacji. Dobory płciowy i naturalny nie są dwoma odrębnymi procesami, Oto definicja Futuymy z 3. wydania jego podręcznika:
“Dobór naturalny” jest definiowany jako “Zróżnicowane przeżycie i/lub reprodukcja klas jednostek, które różnią się jedną lub więcej cechami”.
“Dobór płciowy” jest definiowany jako “zróżnicowana reprodukcja jako wynik różnic zdolności zdobycia partnerów”. Te definicje, które uznają niemal wszyscy ewolucjoniści, jasno pokazują, że dobór płciowy jest podkategorią doboru naturalnego, wpływającą na cechy mające znaczenie w konkurencji o partnerów. Twierdzenie Pruma, że te dwa procesy są odrębne, jest dezorientujące i błędne.
2.) Prum pojmuje dobór naturalny jako jedynie zróżnicowane przeżycie, podczas gdy kluczowa jest zróżnicowana reprodukcja. Zróżnicowane przeżycie daje dobór tylko, jeśli jest związane ze zróżnicowaną reprodukcją (a często jest).
3.) Ani dobór naturalny, ani płciowy nie musi prowadzić do ulepszenia „pozwalając z czasem gatunkowi na lepsze przystosowanie do środowiska”. Dobór najczęściej działa na geny, które wpływają na wynik reprodukcyjny ich nosicieli, ale nie musi to ulepszyć przystosowania gatunku do środowiska. Na przykład, mutacja, która zwiększa liczbę potomstwa ptaka, ale nie ma żadnych innych efektów, po prostu zwiększy liczbę młodych ptaków w populacji, co nie jest ulepszeniem w adaptacji do środowiska. W rzeczywistości może w końcu doprowadzić do wyczerpania pokarmu, co z kolei może spowodować wymarcie populacji. Podobnie, mechanizm „odchylenia mejotycznego”, w którym jeden zmutowany gen zabija inne warianty genetyczne podczas tworzenia się gamet, jest rodzajem doboru naturalnego, który może (i prawdopodobnie zrobił to) doprowadzić do wymarcia populacji. W całym tym artykule Prum wydaje się mieszać adaptację (zjawisko dotyczące genów i osobników) z przetrwaniem gatunku lub jego adaptacją do trudnego środowiska. Choć może się to zdarzyć, nie jest to konieczne powiązanie.
Te zdania z pewnością wprowadzą w błąd czytelnika, który nie jest zaznajomiony z biologią ewolucyjną.
Mógłbym to kontynuować, ale podam jeszcze tylko jeden przykład wprowadzającej w błąd prozy Pruma:
Oczywiście, samice nie szkodzą swoim szansom na przeżycie przez wybór samców o atrakcyjnym śpiewie; koszty spadają na ich synów i córki. Chociaż ich córki odziedziczą bardziej nieporęczne kości skrzydeł, ich synowie odziedziczą seksualnie atrakcyjny śpiew, wynikiem czego będzie więcej wnuków.
Z powodu nieobecności bezpośrednich kosztów dla wybierających, populacji nie uratuje dobór naturalny. Ponieważ koszt jest odroczony, cała populacja może osuwać się coraz bardziej w nieprzystosowawczą dysfunkcyjność, pokolenie za pokoleniem.
Ewolucja dekadencji może okazać się częsta.
. . . Śpiew skrzydłami kusogorzyków miotlastych uczy nas, że adaptacja przez dobór naturalny nie kontroluje wszystkiego, co dzieje się w ewolucji. Niektóre konsekwencje ewolucyjne pożądania seksualnego mogą nie być adaptacyjne. Zamiast tego mogą być prawdziwie dekadenckie. Mimo wszechobecności doboru naturalnego organizmy nie zawsze stają się coraz lepsze w przetrwaniu. Dobór naturalny nie jest jedynym źródłem projektu w naturze.
To jest głęboko wprowadzające w błąd i to nie tylko przez mylenie „przystosowania” reprodukcyjnego z samym przeżyciem. Odroczony „koszt” przez wybór niezdarnie latającego samca w jednym pokoleniu nie wrzuca populacji w spiralę śmierci. W następnych pokoleniach, jeśli koszt wyboru samic przeważa korzyści z wyboru tych samców, samice wyewoluują w odwrotnym kierunku, wybierając samce, które potrafią lepiej latać. W doborze płciowym nie ma siły wewnętrznej, która prowadzi zarówno samców, jak samice, do ewolucji poza ich optymalne przystosowanie. A jeśli dobór naturalny (włącznie z doborem płciowym) nie jest jedynym źródłem projektu w naturze, to co jest? Jak „dekadencja” tworzy projekt?
Mam nadzieje, że książka Pruma jest lepsza niż ten fragment. Pokazałem artykuł z „New York Timesa” innemu ewolucjoniście, który zgodził się, że jest on głęboko dezorientujący. Ale przeciętny czytelnik, nieobeznany dogłębnie z teorią doboru naturalnego, pomyśli, że Prum znalazł jakąś nową zasadę ewolucji. I w ten sposób jego artykuł wyrządza szkody, bo to, co mówi, jest mieszaniną rzeczy, jakie biolodzy ewolucyjni już wiedzą, dezorientującego i wprowadzającego w błąd opisu doboru i pominięcia konkurencyjnych i nierozstrzygniętych wyjaśnień wyboru samic – wyjaśnień, których nie badano u kusogorzyków.
Na deser tutaj jest kusogorzyk miotlasty, który śpiewa skrzydłami:
Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji. Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.
