Nie znasz przeszłości, nie znasz przyszłości

Jon jest najlepiej znany z pracy nad adaptacyjną radiacją jaszczurek Anolis w Indiach Zachodnich a anolisy są słynne z konwergentnej struktury społecznej na Wielkich Antylach: te same ekologie, morfologie i zachowania wyewoluowały wiele razy na wyspach tego archipelagu. Na każdej z wysp Wielkich Antyli zestaw sympatrycznych jaszczurek wyewoluował niezależnie od siebie i zestaw na każdej wyspie zawiera gatunki o analogicznej morfologii i zachowaniu, każdy odpowiednik związany jest z szczególnym miejscem w roślinności.

Podobieństwa w strukturze ekologicznej i funkcji w filogenetycznie niezależnych liniach rodowych anolisów są uderzające i były okrzyczane jako przykład tego, jak dobór naturalny może kształtować powtarzające się adaptacje. Kiedy powiedziałem mojemu promotorowi pracy doktorskiej, Dickowi Lewontinowi, że potrafię przewidzieć ekologie i morfologie następnego gatunku anolisów, jaki wyewoluuje na Jamajce, Dick, który nie był entuzjastą rzekomej powszechności adaptacji, zareagował kombinacją zaniepokojenia i powątpiewania.

W tej książce zatem ktoś, kto niewątpliwie jest zwolennikiem konwergencji, daje szersze spojrzenie na ogólną konwergencję dla laików. Książka jest napisana w potocznym, gawędziarskim stylu, upstrzona zabawami słownymi, aliteracją, aluzjami do kultury (np. Horta), słowami takimi jak “bamboozled” [skołować], “glom” [zwędzić] i “Aussie”[pot. Australijczyk], jest tam przynajmniej jeden neologizm (“arboles”, oznaczający duże drzewa, częściowo pożyczony z hiszpańskiego, ale także niewątpliwie pod wpływem angielskiego słowa “anoles” [anolisy], które samo jest pożyczką z Karaibów via francuski) i, szokująco dla akademika, poprawnym użyciem słowa “rubric”. Czytanie daje wrażenie rozmowy z autorem. Choć ludzie mogą mieć różny stosunek do gawędziarstwa, uważam to za plus tej książki i plus dla jej czytelników, którzy nie są naukowcami. Taka postawa wspiera również drugi cel książki Jona, którym jest, jak to widzę, pokazanie ludzkiej twarzy uprawiania nauki.

Zaczyna od zbadania przyrody w poszukiwaniu dowodów na przewidywalność i konwergencję ewolucyjną. Te zjawiska są różnorodne: od cech konwergentnych (długie dzioby do picia nektaru) do całych organizmów (ichtiozaury i delfiny), do całych społeczności (anolisy z Wielkich Antyli); i długiego zestawu reguł, jak zwierzęta reagują na dane warunki środowiskowe. Na przykład, gryzonie na wyspach rosną większe, podczas gdy słonie maleją; zwierzęta ciepłokrwiste mają krótkie nogi w temperaturach arktycznych, a na pustyni są jasne. Lista ciągnie się.

Jon podaje wiele takich przykładów. Omawiając przypadek anolisów dodaje wiele z własnych doświadczeń herpetologa i tu widzimy wyraźnie drugi główny wątek książki, którym jest pokazanie, jak naukowcy wykonują swoją pracę i jak to się dzieje, że badają to właśnie, a nie co innego. Po omówieniu tych przypadków poświęca jednak cały rozdział ewolucyjnym osobliwościom, „niepowtarzalnościom” ewolucji, takim jak palczaki madagaskarskie, te wygrzebujące robaki naczelne z Madagaskaru i – choć Simon Conway Morris mógłby pragnąć, by tak nie było - temu drugiemu rzeczywiście wyjątkowemu naczelnemu, Człowiekowi.

Jon wie, że – jak to lubił powtarzać Stephen Jay Gould – wszystko w przyrodzie jest kwestią stosunkowej częstotliwości. Niemal wszystko, co można sobie wyobrazić, występuje w przyrodzie – ale czy występuje często? Jon dochodzi do wniosku, że Conway Morris pokazał, iż konwergencja jest częstsza niż sądzono, ale nie jest powszechna.

Przechodząc od dowodów porównawczych do dowodów eksperymentalnych, przechodzi następnie do starannie obserwowanych zmian ewolucyjnych w terenie i w laboratorium. Jon zamienia się w dziennikarza, odwiedza stanowiska badawcze i naukowców, którzy w nich pracują, zagłębia się w szczegóły licznych badań. Poświęca osobne rozdziały każdemu z następujących tematów: własnej pracy eksperymentalnej nad anolisami na Bahamach, eksperymentalnej stacji Rothamsted w Anglii, ciernikom, muszkom owocowym i monumentalnemu długoterminowemu eksperymentowi Richarda Lenskiego z ewolucją E. coli (któremu poświęcone są dwa rozdziały). W każdym z tych rozdziałów są wywiady z prowadzącymi je naukowcami, którzy opowiadają o swojej motywacji do pracy, sposobie pracy i, w wielu wypadkach, jak ich interpretacje ewoluowały z czasem.

W tych rozdziałach widzimy ewolucję poglądów naukowców i autora, ale chcemy dowiedzieć się, do jakich wniosków dochodzi autor po przeglądzie zjawiska konwergencji. Dostarcza tego ostatnia część książki. Nie jest to wniosek, jaki wolałby widzieć Simon Conway Morris – my (tj. ludzie) nie jesteśmy nieuniknioną konsekwencją ewolucji. Jak to zwięźle ujmuje Jon: 

Faktem jest, że ludzie są ewolucyjnym przypadkiem wyjątkowym – nic innego, podobnego do nas, nie wyewoluowało na Ziemi nigdzie i nigdy. Ogólna częstotliwość konwergentnej ewolucji wydaje się dostarczać niewielkiego poparcia dla naszej ewolucyjnej nieuniknioności.

A co z życiem w ogóle? Konwergencja ujawnia, że często istnieją podobne sposoby radzenia sobie z podobnymi środowiskami, Nie znaczy to jednak, że “te same” organizmy będą się powtarzać. Jak pisze Jon:

… tutaj na Ziemi gatunki często ewoluują podobne cechy w reakcji na podobne warunki środowiskowe. Tak więc nawet jest mało prawdopodobne, by człowiekowate lub dziobakowate (albo kameleonowate lub kiwiowate) wyewoluowały gdzie indziej, nie znaczy to jedak, że kosmici wyglądaliby całkowicie obco. Kosmici mogliby nawet być mieszanką w stylu dziobaka różnych części na wzór różnych mieszkańców Ziemi. 

Jego wnioski są więc sprzeczne z poglądami Conway Morrisa. Istnieją pewne zasady (np. w hydrodynamice, sztywna powierzchnia prostopadła do kierunku ruchu może zatrzymać toczenie się), które działają raz za razem, ale jak się rozegrają, zależy od punktu wyjścia. Jeśli jesteś zębatym czworonogiem, bycie drapieżnikiem wymaga ostrych zębów, ale tak nie jest, jeśli jesteś głowonogiem (które mają dzioby i żadnych zębów). Wiele linii rodowych ssaków zostało dużymi zwierzętami roślinożernymi, które żyją na preriach lub sawannach, ale to nie wymaga kopyt do biegania po preriach, jak u koni i antylop – skakanie działa równie dobrze, jak pokazują nam kangury. Wnioski Jona przypominają mi o W.K. Gregorym i jego koncepcji “środowiska i dziedzictwa”. (Jon powinien lubić to porównanie, ponieważ jako student E.E. Williamsa, który był studentem Gregory’ego, Jon jest akademickim wnukiem Gregory’ego.) Według Gregory’ego, środowisko daje organizmowi te cechy, które adaptują go do otaczających go warunków egzystencji, podczas gdy dziedzictwo, to te cechy, które odziedziczył po przodkach – nagromadzona “adaptacyjna mądrość” jego poprzedników. Cechy środowiskowe muszą wypływać z istniejących cech odziedziczonych, a nie ab initio, z jakiegoś optymalnego rozwiązania inżynierskiego. Tak więc różne organizmy z różnym dziedzictwem mogą adaptować się do tych samych warunków w zupełnie inny sposób. Ptaki wyewoluowały w duże zwierzęta roślinożerne – na przykład, gęsi na Hawajach; i w duże drapieżniki – orły ogólnie, z których orzeł Haasta jest szczególnie uderzającym przykładem. Ale nie wyglądają jak bydło lub duże koty. To, dokąd zmierzasz, zależy od tego, gdzie się znajdujesz.

ak mówi Ziggy: jeśli nie znasz swojej przeszłości, nie znasz swojej przyszłości.

(Ujawnienie: Jestem anonimowym studentem ze strony 58 i otrzymałem podziękowania od autora. Ale moja rola w tej książce była minimalna i podziękował mi za dostarczenie kilku pomniejszych faktów.)

Don’t know your past, don’t know your future

Why Evolution Is True, 18 grudnia 2017

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Greg Mayer

Zastępca kuratora działu gadów i płazów w muzeum zoologicznym Uniwersytetu Wisconsin. Doktorat z biologii ewolucyjnej obronił na Harvardzie.