Ewolucja eksperymentalna i fałszywa pociecha “To nadal bakterie”

Darwin spojrzał także na historię życia i pokazał, jak wspaniale ewolucja może wyjaśnić wzory tworzące się na dużą skalę. Oczywiście, nie mógł wyjaśnić każdego drobiazgu z ostatnich czterech miliardów lat. Mógł jednak, na przykład, wyjaśnić, dlaczego grupy gatunków mają wspólny zestaw cech - ponieważ pochodzą od wspólnego przodka, który żył miliony lat temu.

Zaczynając jednak od połowy lat 1900. biolodzy ewolucyjni zaczęli dokumentować mierzalną ewolucję na przestrzeni lat, nie zaś tysiącleci. Jak na przykład, opisał Jonathan Weiner w Dziobie zięby, Peter i Rosemary Grant mierzyli zmiany w dziobach zięb Darwina przez ostatnich czterdzieści lat.

Mikroby – które rozmnażają się znacznie szybciej niż zwierzęta i nabywają mutacji w szybszym tempie – także umożliwiają nowe linie badań nad ewolucją. Naukowcy tacy jak Richard Lenski i Paul Turner śledzą ewolucję bakterii i wirusów w ciągu tygodni, a nawet dni.  

W artykule w dziale “Matter” w “New York Times” przyjrzałem się nowemu badaniu o ewolucji eksperymentalnej. Bakterie żyjące na płytce Petriego wyewoluowały dodatkowe ogonki, co pozwoliło im na szybsze pływanie i przejęcie całych populacji. Eksperyment jest fascynujący pod wieloma względami – od jego potencjalnego zastosowania w medycynie do tego, co te zmiany mówią nam o przewidywalności ewolucji. Ponadto naukowcy pokazują super filmy wideo.  

Choć reakcje na mój artykuł były ogólnie entuzjastyczne (dziękuję), otrzymałem kilka negatywnych komentarzy, które powtarzają stary refren, słyszany często, kiedy piszę o ewolucji eksperymentalnej. Zasadnicze jest to: to są nadal bakterie.

[V. Hugo: A więc bakteria... pozostała bakterią.]

[V. Hugo: Jaka NOWA cecha została stworzona? Dostanie dodatkowego palca itd. jest mutacją istniejących genów]

Tutaj jest związany z tym ciąg tweetów…

[NEVATHIR: Krótkotrwały eksperyment nie daje wystarczająco dużo czasu na oddzielenie gatunków, np. małp i ludzi.]

[NEVATHIR: To nie jest ewolucja biologiczna, ale raczej tworzenie się wzoru: potomstwo psów zmienia kolor, prawda?]

[NEVATHIR: Wszyscy jesteście pseudonaukowcami] 

Przeciwnicy ewolucji często lubią orzekać, czym naprawdę jest ewolucja. W ten sposób, kiedy naukowcy badają ewolucję, mogą oświadczać: „To nie jest ewolucja”.  

Na przykład, Nevathir twierdzi, że to, co dzieje się w tym eksperymencie, jest tylko “tworzeniem wzoru”, co chyba odnosi do tego, że psy mają szczeniaki o różnych wzorach barw. (To właściwie nie nazywa się tworzeniem wzoru, ale muszę tu zgadywać.)

Szczeniaki mają różne wzory barw, ponieważ (wśród innych powodów) dziedziczą różną kombinację genów od swoich rodziców. Eksperymenty, które opisałem w artykule, nie dotyczą „tworzenia wzorów” w tym sensie. Rozpoczęły się z genetycznie identycznymi bakteriami, które dzieliły się, produkując identyczne klony poza sytuacjami, kiedy powstawały mutacje. Te mutacje przekazywały następnie potomkom. Mutacje w jednym genie doprowadziły do powstania superszybkich bakterii. Były one genetycznie zaprogramowane do tworzenia większej liczby ogonków, co pozwalało im na pływanie szybciej niż ich przodkowie. I szybko wyparły wolniejsze bakterie, całkowicie dominując populację.

To jest ewolucja – i to ewolucja w mniej niż tydzień.

V. Hugo pyta, jaka nowa cecha została stworzona. Widocznie nabycie dodatkowych ogonków nie jest nową cechą w ten sam sposób, w jaki mutacja u ludzi może prowadzić do dodatkowego palca na dłoni. I widocznie zmiany można nazywać ewolucją tylko wtedy, kiedy chodzi o ewolucję nowej cechy.

Bardzo mi trudno zrozumieć, w jaki sposób ewolucja pojedynczego ogonka w kilka ogonków (do tuzina) – które wszystkie pracują razem i nie plączą się ze sobą – nie jest nową cechą. Ale nawet jeśli zgodzimy się tu z V. Hugo, jego argument nadal zawodzi, ponieważ w ogóle nie jest argumentem. Po prostu tworzy on osobistą definicję ewolucji, by drwić z badań naukowych. Powstawanie nowych cech jest częścią ewolucji, ale jest nią także szerzenie się korzystnych mutacji drogą doboru naturalnego.

Podejrzewam, że Nevathir i V. Hugo nie są usatysfakcjonowani tym eksperymentem, ponieważ nie jest on epizodem ewolucji na wielką skalę – oddzielenie się gatunków lub powstanie oka albo ręki. (Zgaduję tutaj, ale opieram się na wielu takich komentarzach podawanych wcześniej.) Epizody na dużą skalę zabierają czas, na ogół rozciągający się na tysiące lub miliony lat. Naukowcy, którzy badają bakterie przez kilka tygodni nie spodziewają się zobaczyć takiej transformacji. Zamiast tego odkrywają, że mogą zbadać mechanizmy ewolucji. Mogą także udokumentować pojawienie się nowych genów, kiedy mutacje przypadkowo podwajają odcinki DNA, które potem zaczynają wykonywać nowe funkcje.

A jeszcze jest zdanie “To są nadal bakterie”. Słyszałem wersje tego refrenu wiele razy, co powoduje, że zakładam, iż daje to wielką pociechę przeciwnikom ewolucji. Bakterie są jednym „rodzajem” życia, a ponieważ te eksperymenty nie pokazują ich ewolucji w inny „rodzaj” – taki na przykład jak pies – nie pokazują niczego.  

Taka uwaga nie tylko jest błędna w sprawie ewolucji. Ujawnia niezrozumienie bakterii. Bakterie powstały około 3,5 miliarda lat temu i od tego czasu różnicowały się w wiele różnych form. Jedne bakterie pływają w oceanie, zamieniając światło słoneczne w węgiel. Inne oddychają żelazem. Jeszcze inne powodują, że kałamarnice świecą. Obserwowanie bakterii ewoluującej na płytce Petriego pomaga nam zrozumieć nie tylko ewolucję ogólnie, ale ewolucję bakterii we wszystkich jej szczegółach.

Experimental Evolution And The False Solace of “They’re Still Bacteria”

The Loom, 16 sierpnia 2013

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska