Po prostu jest tu zbyt wiele do krytykowania i poprawiania, więc omówię tylko pięć błędnych twierdzeń Buranyi.
a.) Nie rozumiemy, jak rozwinęły się ważne cechy ewolucyjne, takie jak oko. To prawda, że nie znamy dokładnej kolejności, w jakiej rozwinęły się niektóre złożone adaptacje, i nie będziemy tego wiedzieć, ponieważ nas tam nie było. Ale wiemy z zapisów kopalnych o tym, jak wieloryby ewoluowały z lądowych zwierząt kopytnych przez około 10 milionów lat, i mamy skamieliny, które to pokazują. To samo dotyczy wielu innych przejść ewolucyjnych, na przykład od ryb do płazów. Ale używając oka, Buranyi wskrzesza starą (i obaloną) krytykę kreacjonistów, że „jak może stopniowo ewoluować oko z prostego, światłoczułego punktu?” Ma z tego wynikać, że nasza niewiedza o tym, jak to się właściwie wydarzyło, oznacza, że coś jest poważnie nie tak z teorią ewolucji.
W rzeczywistości problem ten był po raz pierwszy rozważany (i w zasadzie rozwiązany) przez Darwina, a w kilku miejscach szerzej omówiony przez Richarda Dawkinsa (np. tutaj). Nie, nie wiemy dokładnie, jak i kiedy to się stało, ale oczy ewoluowały niezależnie kilka razy i mamy prawdopodobną sekwencję wydarzeń pokazującą, jak można przejść, poprzez ewolucyjną sekwencję małych adaptacyjnych kroków, od światłoczułej plamki do złożonego „oka kamery” kręgowców i głowonogów. A korzystając z oszacowań parametrów, możemy pokazać, że mamy na to mnóstwo czasu poprzez dobór naturalny. Jeśli możemy to zrobić, a każdy krok jest adaptacyjny (i faktycznie obserwowany u współczesnych gatunków), to ewolucja oka nie jest trudnością dla darwinizmu.
W rzeczywistości, w 1994 roku Nilsson i Pelger opublikowali artykuł pokazujący, że przy konserwatywnych założeniach dotyczących tempa mutacji i doboru można modelować ewolucję oka kamery z punktu światłoczułego w ciągu kilkuset tysięcy lat. Jeśli chcesz streszczenie, przeczytaj artykuł Dawkinsa w „Nature” o tej pracy: The eye in a twinkling [Oko w mgnieniu oka”.
Omówię to nieco bardziej szczegółowo, ponieważ Buranyi wymienia oko jako jeden z naszych nierozwiązywalnych problemów ewolucyjnych:
Być może pamiętasz trochę z lekcji biologii w szkole. Jeśli istota o słabym wzroku przypadkiem, dzięki losowym mutacjom, wyda potomstwo z nieco lepszym wzrokiem, to odrobina większego wzroku daje mu większą szansę na przeżycie. Im dłużej przeżyją, tym większą mają szansę na reprodukcję i przekazanie genów, które zapewniły im nieco lepszy wzrok. Niektóre z ich potomków mogą z kolei mieć lepszy wzrok niż ich rodzice, co zwiększa prawdopodobieństwo, że one również będą się rozmnażać. I tak dalej. Pokolenie za pokoleniem, przez niewyobrażalnie długie okresy czasu, małe korzyści sumują się. W końcu, po kilkuset milionach lat, masz stworzenia, które widzą równie dobrze jak ludzie, koty czy sowy.
To podstawowa historia ewolucji, opisana w niezliczonych podręcznikach i bestsellerach popularnonaukowych. Według coraz większej liczby naukowców problem polega na tym, że jest to absurdalnie prymitywne i wprowadzające w błąd.
Po pierwsze, zaczyna się w połowie historii, przyjmując za pewnik istnienie światłoczułych komórek, soczewek i tęczówek, nie wyjaśniając, skąd one pochodzą. Nie wyjaśnia też dostatecznie, w jaki sposób tak delikatne i łatwo dające się zakłócić elementy splatały się ze sobą, tworząc jeden organ. Tradycyjna teoria zmaga się nie tylko z oczami. „Pierwsze oko, pierwsze skrzydło, pierwsze łożysko. Jak się pojawiają. Wyjaśnienie tego jest fundamentalną motywacją biologii ewolucyjnej” – mówi Armin Moczek, biolog z Indiana University. „A jednak nadal nie mamy dobrej odpowiedzi. Ten klasyczny pomysł stopniowej zmiany, jeden szczęśliwy wypadek na raz, jak dotąd nie ostał się”.
Zarówno Buranyi, jak i Moczek bardzo się mylą. Wiemy o światłoczułych pigmentach i wiemy, że istnieją one w mikroorganizmach, które mogą ich używać do wykrywania obecności światła, co samo w sobie jest adaptacyjne. Zmodelowano siatkę różnych komponentów i każdy proponowany etap procesu można zaobserwować jako adaptację u jednego lub większej liczby żyjących gatunków. Nie wiemy kiedy i w jakiej kolejności coś się wydarzyło. Niemniej jednak widzimy w przyrodzie prawdopodobną kolejność i możemy bez trudu modelować ten proces. Powiedzenie, że „klasyczna idea stopniowej zmiany padła jak długa” jest po prostu (wybaczcie mój hiszpański) caca de vaca. Czy Buranyi uważa, że oko pojawiło się jako pojedyncza „makromutacja”? (Więcej na ten temat później.) Tak więc jego wypaczenia sprawy (nie wspomina na przykład o pracy Nilssona i Pelgera) zaczynają się od pierwszych słów artykułu.
b.) Plastyczność jest głębokim problemem ewolucyjnym, który został zaniedbany przez biologię ewolucyjną. Plastyczność odnosi się do zdolności genomu organizmu do reagowania na różne środowiska na różne sposoby (zwykle adaptacyjne), albo trwale, albo odwracalnie. Opalamy się, gdy jest zbyt dużo słońca, a to chroni nas przed uszkodzeniem przez promieniowanie UV. Wiele ssaków ma długie włosy zimą i traci je latem. Ssaki arktyczne mogą stać się białe zimą i brązowe latem jako sposób kamuflażu. Wrotki i inne małe organizmy wytwarzają kolce odstraszające ryby, jeśli rozwijają się w zbiorniku wodnym zawierającym ryby, a rośliny mogą zmieniać kształt w zależności od tego, gdzie rosną.
Wiemy o tym od dziesięcioleci, więc ewolucja plastyczności nie jest czymś, co zabija klina ewolucjonistom. Łatwo wyobrazić sobie genom, który może reagować na różne środowiska na różne sposoby. (Jednym z fantastycznych przykładów jest to, jak ten sam genom może wytworzyć gąsienicę, a następnie motyla, w zależności od środowiska i czasu rozwoju.) Wszystko, czego potrzeba do ewolucji plastyczności, to istnienie rozsądnej możliwości, że organizm znajdzie się w różnych środowiskach, czyli pewna „przewidywalność”. Dzikie koty żyjące w środowiskach, które zmieniają się od gorących do zimnych w ciągu roku (lub na większej wysokości), rozmnażały się lepiej, kiedy miały geny, które mogły wywoływać wzrost włosów, gdy jest zimno, i wypadanie włosów, gdy robi się cieplej.
Plastyczność może nawet ujawnić zmienność genetyczną, która może podlegać doborowi; ta idea „asymilacji genetycznej” została omówiona i zademonstrowana osiemdziesiąt lat temu.
Niemniej Buranyi postrzega plastyczność jako kolejne zaskakujące, niedarwinowskie, tajemnicze i zaniedbane zjawisko. Myli się, chociaż podaje kilka fajnych przykładów plastyczności. Jego słowa (moje pogrubienie):
Jednym z najbardziej fascynujących obszarów ostatnich badań jest plastyczność, która pokazała, że niektóre organizmy mają potencjał do szybszej i radykalniejszej adaptacji niż kiedyś sądzono. Opisy plastyczności są zaskakujące, przywodzące na myśl zwariowane przemiany, jakich można się spodziewać w komiksach i filmach science fiction.
...Plastyczność nie unieważnia idei stopniowej zmiany poprzez ciąg małych zmian, ale oferuje inny system ewolucyjny z własną logiką działającą w koordynacji. Dla niektórych badaczy może nawet zawierać odpowiedzi na dręczące pytanie o nowości biologiczne: pierwsze oko, pierwsze skrzydło. „Plastyczność jest być może tym, co wywołuje podstawową formę nowatorskiej cechy” — mówi Pfennig. [JAC: Pfennig tylko zgaduje.]
Plastyczność jest dobrze zaakceptowana w biologii rozwojowej, a pionierska teoretyczka Mary Jane West-Eberhard zaczęła argumentować, że była to kluczowa siła ewolucyjna na początku XXI wieku. A jednak biologom z wielu innych dziedzin jest praktycznie nieznana. Studenci rozpoczynający edukację raczej nie słyszą o tym, a dopiero musi zostać podjęta w pismach popularnonaukowych.
Jaka jest ta nowa „logika”? Ewolucja plastyczności, podobnie jak przykłady przytaczane przez Buranyia, po prostu podążają za logiką doboru naturalnego działającego w warunkach środowiskowych lub przy zmianach, które można napotkać z pewną częstotliwością. Wtedy opłaca się, aby genom wyewoluował elastyczne reakcje adaptacyjne w różnych środowiskach.
Jeśli chodzi o twierdzenie, że uczniowie z tym się nie stykają, cóż, to jest w podręcznikach. Właśnie ściągnąłem ze swojej półki podręcznik Biologia ewolucyjna Douga Futuymy z 1998 roku (wydanie trzecie) (to ten, z którego uczyłem studentów wprowadzenia do ewolucji) i oczywiście jest tam cały rozdział o plastyczności i „normach reakcji”, jak to kiedyś nazywano. (Normą reakcji jest po prostu sytuacja, w której dany genom może reagować na różne środowiska, wytwarzając różne fenotypy.) Zostało to opublikowane prawie 25 lat temu, a zjawisko było szeroko omawiane przez innych na długo przed tym.
c.) Biolodzy nadmiernie zaniedbali makromutację: ideę, że złożona cecha może powstać w jednym kroku. To była rzeczywiście dyskusja w latach trzydziestych i czterdziestych XX wieku, kiedy naukowcy tacy jak Richard Goldschmidt wysunęli hipotezę „hopeful monster” [obiecujący potwór]: że duże cechy ewolucyjne mogą powstać poprzez pojedynczą mutację, która wpłynęła na wiele systemów jednocześnie. Dla niego i jego zwolenników „mutacjonizm” był alternatywą dla doboru naturalnego. Ernst Mayr powiedział mi kiedyś, że słyszał, jak Goldschmidt wygłasza taką uwagę: „Głęboko wierzę, że pierwsze stworzenie uważane za ptaka wykluło się z jaja złożonego przez stworzenie uważane za gada”. (To oznacza raczej jeden ogromny krok niż stopniową ewolucję gadów w ptaki.)
Makromutacjonizm, choć na krótko przywrócony do życia przez Steve'a Goulda jako część „przerywanej równowagi” (patrz poniżej), ostatecznie stracił wiarygodność z kilku powodów. Po pierwsze, jest mało prawdopodobne, aby mogła wystąpić mutacja, która stworzyłaby złożoną cechę (lub nową grupę, jak ptaki) w jednym kroku, ponieważ istnieje bardzo małe prawdopodobieństwo, że skoordynowany i współpracujący zestaw cech może powstać w jednym kroku. W rzeczywistości, chociaż możemy zaobserwować duże „homeotyczne” mutacje w laboratorium (jak oko rozwijające się na skrzydle lub noga jako część jamy gębowej owada), są to anomalie rozwojowe, które prowadzą do nieprzystosowania. Co ważniejsze, genetyczna analiza nawet drobnych zmian fenotypowych, które zaszły w przyrodzie, jak na przykład kształt genitaliów owadów, wielokrotnie wykazywały, że są one oparte na kilku mutacjach o niewielkim działaniu. Nie mamy praktycznie żadnych dowodów na to, że mutacje o dużych efektach są ważne w ewolucji.
Co więcej, zapis kopalny dokumentujący duże zmiany, takie jak ewolucja ptaków, wielorybów, płazów, hominidów i tym podobnych, nie wykazuje takich „makromutacji”: widzimy stopniową zmianę fenotypu z przodka na potomka z różnymi cechami pojawiającymi się w różnym czasie. Oczywiście mutacje różnią się wielkością, ale nie mogę wskazać ani jednej adaptacji w naturze, która wymagałaby od nas postulowania makromutacji, ponieważ cecha ta rzekomo nie może być wytworzona przez stopniową akumulację mniejszych mutacji. (Nawiasem mówiąc, to ostatnie twierdzenie jest propagowane przez zwolenników ID, takich jak Behe, którzy postulują Boga zamiast makromutacji, aby wypełnić lukę.)
Jednak Buranyi sugeruje, że makromutacja, która umarła po ożywionej debacie naukowej, jest nadmiernie lekceważona (podkreślenie moje):
Jeszcze bardziej złowieszcze dla darwinistów było pojawienie się „mutacjonistów” w latach 1910., szkoły genetyków, której wybitny przedstawiciel, Thomas Hunt Morgan, wykazał, że hodując miliony muszek owocowych – a czasem dodając im do pożywienia radioaktywny pierwiastek – rad – może wytwarzać zmutowane cechy, takie jak nowe kolory oczu lub dodatkowe kończyny. Nie były to drobne przypadkowe wariacje, na których zbudowano teorię Darwina, ale nagłe, dramatyczne zmiany. Okazało się, że te mutacje są dziedziczne. Mutacjoniści wierzyli, że zidentyfikowali prawdziwą twórczą siłę życia. Oczywiście dobór naturalny pomagał usuwać nieodpowiednie zmiany, ale był po prostu prostym redaktorem ekstrawaganckiej poezji mutacji. “Natura non facit saltum”, napisał kiedyś Darwin: „Natura nie robi skoków”. Mutacjoniści mieli inne zdanie.
Te spory o ewolucję miały wagę teologicznej schizmy. Stawką były siły rządzące całym stworzeniem. Szczególnie dla darwinistów ich teoria była „wszystko albo nic”. Jeśli inna siła, poza doborem naturalnym, mogła również wyjaśnić różnice, które widzimy między żywymi istotami, napisał Darwin w O powstawaniu gatunków, cała jego teoria „całkowicie by się załamała”. Jeśli mutacjoniści mieli rację, zamiast jednej siły rządzącej wszystkimi zmianami biologicznymi, naukowcy musieliby zagłębić się w logikę mutacji. Czy działała inaczej na nogi i płuca? Czy mutacje u żab działały inaczej niż mutacje u sów lub słoni?
. . . Współczesna synteza była tak sejsmicznym wydarzeniem, że naprawienie nawet jej całkowicie błędnych pomysłów zajęło nawet pół wieku. Mutacjoniści zostali tak głęboko pochowani, że nawet po dziesięcioleciach udowadniania, że mutacje są w rzeczywistości kluczową częścią ewolucji, ich idee wciąż były traktowane z podejrzliwością. Jeszcze w 1990 r. jeden z najbardziej wpływowych podręczników ewolucji uniwersyteckiej mógł twierdzić, że „rola nowych mutacji nie ma bezpośredniego znaczenia” – coś, w co bardzo niewielu naukowców wierzy wtedy i obecnie. Wojen idei nie wygrywa się samymi pomysłami.
Tu wszystko jest pomylone. Pomija dowody przeciwko „mutacjonizmowi” i sugeruje, że „mutacjoniści” po prostu podkreślali, że mutacje są ważną częścią ewolucji – czymś, czemu NIKT NIE ZAPRZECZA. W rzeczywistości mutacjoniści sugerowali nie tylko, że mutacje o bardzo dużych efektach są kluczowe w ewolucji, ale napędzają ewolucję bez potrzeby doboru naturalnego. Jak wszyscy wiemy, zarówno mutacje, jak i dobór są ważne dla ewolucji adaptacyjnej: mutacje to benzyna, a ewolucja to samochód. Nie można powiedzieć, że jedno jest ważniejsze od drugiego. Przedstawiając wprowadzającą w błąd relację o biologii i mieszając „mutacjonizm” ze „znaczeniem mutacji w ewolucji”, Buranyi bardzo źle przysłużył się czytelnikowi.
d.) Przerywana równowaga dotyczyła tylko tempa i czasu zmian ewolucyjnych.
Potem nastąpiły inne ataki na ewolucyjną ortodoksję. Wpływowi paleontolodzy Stephen Jay Gould i Niles Eldredge argumentowali, że zapis kopalny pokazuje, że ewolucja często zachodziła w krótkich, skoncentrowanych wybuchach; nie musiało to być powolne i stopniowe.
W rzeczywistości prawdziwą krytyką ewolucyjnej ortodoksji w teorii przerywanej równowagi Goulda i Eldredge'a było powiązanie niestabilnego wzoru w zapisie kopalnym z nowym i prawie niedarwinowskim procesem, obejmującym makromutacje, ewolucję w odizolowanych populacjach, przekraczanie adaptacyjnych luk poprzez silny dryf genetyczny, a następnie sortowanie zmiennych grup poprzez „dobór gatunkowy” zamiast konwencjonalnego darwinowskiego „doboru genowego”. Chociaż wyobrażałem sobie jedną formę doboru gatunków, która działa w przyrodzie (patrz ostatni rozdział mojej książki Speciation with Allenem Orrem), proces ten opiera się na tempie specjacji, z którymi powiązane są cechy, ale nie jest ani identyczny, ani tak wszechobecny jak postulowany przez Goulda.)
Niepowodzenie różnych części teorii Goulda (w tym adaptacyjne przekraczanie luki przez dryf) zostało wykazane w licznych eksperymentach i pracach teoretycznych (patrz tutaj i tutaj ); tutaj podsumowałem niepowodzenie i upadek mechanistycznej teorii Goulda. Nie jestem pewien, czy „urywany” zapis kopalny, który dały początek tej teorii, jest nadal akceptowany przez paleontologów jako wszechobecny, ale z pewnością powody, dla których Gould i Eldredge opowiadali się za takim wzorcem – ważny atak na neodarwinizm – był błędny. (Oczywiście istnieje kilka przyczyn „urywanej” ewolucji, w tym niekompletny zapis kopalny lub sam niestabilny proces doboru naturalnego).
e.) Naukowa debata na temat otoczenia biologii ewolucyjnej to „wojna kulturowa”. Ten kawałek naprawdę mnie zirytował:
Aby uwolnić biologię od spuścizny współczesnej syntezy, wyjaśnia Massimo Pigliucci, były profesor biologii ewolucyjnej na Uniwersytecie Stony Brook w Nowym Jorku, potrzebujesz szeregu taktyk, by wywołać rozrachunek: „Perswazja, studenci podejmujący te idee, finansowanie, stanowiska profesorskie”. Potrzebujesz zarówno serc, jak i umysłów. Podczas pytań i odpowiedzi z Pigliuccim na konferencji w 2017 r. jeden z uczestników skomentował, że spór między zwolennikami EES a bardziej konserwatywnymi biologami czasami wyglądał bardziej jak wojna kulturowa niż naukowy spór. Według jednego z uczestników „Pigliucci w zasadzie powiedział: ‘Jasne, to wojna kulturowa i wygramy ją’, a połowa sali wybuchła wiwatami”.
Zła koncepcja, Massimo! Nie, to nie jest wojna kulturowa, nawet jeśli czasami naukowcy wpadają w furię i używają terminów takich jak „ewolucja skokowa”, by scharakteryzować zwolenników przerywanej równowagi. Debata była prowadzona i w dużej mierze rozstrzygnięta przez argumentację naukową, która nie zawierała tego rodzaju zaciekłości. To po prostu debata o tym, jakie mechanizmy są ważne w ewolucji. Mój własny pogląd jest taki, że tak, Nowoczesna Synteza Ewolucyjna zawiera rzeczy, o których nawet nie śniliśmy 80 lat temu ("neutralna teoria" to jedna), ale po prostu nie ma powodu, by ogłaszać śmierć neodarwinizmu. „Rozszerzenie” jest dobrem słowem, ale powiedzenie, że „potrzebujemy nowej teorii ewolucji” jest zarówno ignorancją, jak i ciężką przesadą.
Mógłbym pisać przez kilka dni o błędach i zniekształceniach w artykule Buranyiego, a to, co powyżej, ma służyć jako zaledwie kilka przykładów błędnej natury jego artykułu. Co gorsza, wprowadza to w błąd laików, którzy sądzą, że jest coś poważnie nie tak z nowoczesną teorią ewolucji. To samo w sobie mogłoby dodać otuchy kreacjonistom i jestem pewien, że zwolennicy Inteligentnego Projektu już poważnie studiują artykuł „Guardiana”.
Once again: A misguided article on why the theory of evolution is obsolete
Why Evolution Is true, 29 czerwca 2022
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
