Czy najprostsze wyjaśnienie w nauce zawsze jest prawdziwe? Brzytwa Ockhama w praktyce
W nauce brzytwa Ockhama nie oznacza, że nowa teoria powinna zastąpić poprzednią tylko dlatego, że jest prostsza lub ma mniej założeń. Dzisiaj niewielu ludzi zadaje sobie trud, by spojrzeć głębiej, poza to, co widać jedynie na pierwszy rzut oka.
W tym artykule: Brzytwa Ockhama – na przykładzie budowy Układu Słonecznego Teoria ewolucji – złożona, ale prawdziwa Najprostsze rozwiązanie zawsze słuszne? Upraszczanie na co dzień Powiada się, że najprostsze wyjaśnienia są z reguły najlepsze. W końcu, po co nadmiernie komplikować sobie życie? Założenie to nierzadko jest stosowane w życiu codziennym, gdzie, niestety, nie zawsze się sprawdza. Brzytwa Ockhama – na przykładzie budowy Układu Słonecznego Koncepcję, że częściej będą poprawne proste wyjaśnienia niż skomplikowane, znamy pod pojęciem „brzytwy Ockhama” — od angielskiego średniowiecznego mnicha i filozofa Williama z Ockham. Znanym przykładem zastosowania tej zasady w nauce było obalenie opracowanego przez starożytnych Greków geocentrycznego modelu wszechświata, w którym Słońce, Księżyc, planety i gwiazdy krążą wokół znajdującej się w centrum kosmosu Ziemi. Podstawową zasadą tego modelu była atrakcyjna koncepcja, że wszystkie ciała niebieskie poruszają się wokół nas po idealnych koncentrycznych sferach. Obraz ten obowiązywał przez dwa tysiące lat, mimo że z czasem stawał się coraz bardziej kłopotliwy i skomplikowany, kiedy próbowano za jego pomocą wyjaśniać obserwowany ruch planet takich jak Mars, który spowalniał, przyspieszał, a niekiedy nawet się cofał. Aby skorygować ten „wsteczny” ruch, dokręcono do pierwotnych orbit mniejsze kołowe tory planetarne, zwane epicyklami. Dzięki temu model wciąż odpowiadał z dużą dokładnością obserwacjom astronomicznym. W późniejszym okresie doszły kolejne uzupełnienia. Na przykład przesunięcie Ziemi nieco poza centrum, wokół którego krążyły wszystkie pozostałe ciała niebieskie. W XVI wieku ten prowizoryczny model zburzył Mikołaj Kopernik i zastąpił znacznie prostszym i bardziej eleganckim obrazem heliocentrycznym, w którym to Słońce, a nie Ziemia, znajduje się w centrum wszechświata. Oba modele „działały” w tym sensie, że trafnie przewidywały ruchy ciał niebieskich. Teraz wiemy jednak, że poprawny jest tylko jeden z nich: prostszy model kopernikański, bez tych wszystkich skomplikowanych dodatków. Tak właśnie wygląda, jak słyszymy, brzytwa Ockhama w działaniu. Powyższy obraz jest jednak błędny. Mimo że Kopernik prawidłowo zastąpił Ziemię Słońcem w centrum znanego nam kosmosu, to jednak nadal uważał, że orbity planet są idealnie koliste. Tymczasem dzięki odkryciom Keplera i Newtona dzisiaj już wiemy, że planety poruszają się po mniej „eleganckich” orbitach eliptycznych, skutkiem czego Kopernik nie mógł się pozbyć nieporęcznych uzupełnień i rozszerzeń ze starego modelu geocentrycznego. Bez nich jego model heliocentryczny by nie działał. Choć teraz już wiemy, że Ziemia rzeczywiście krąży wokół Słońca, a nie na odwrót, wiemy również z nowoczesnej astronomii, iż prawdziwa dynamika Układu Słonecznego jest o wiele bardziej skomplikowana, niż mogli sobie wyobrazić starożytni Grecy — brzytwa Ockhama à rebours. Teoria ewolucji – złożona, ale prawdziwa Równie słynnym przykładem z historii nauki jest Darwinowska teoria ewolucji wyjaśniająca przez dobór naturalny niezwykłą różnorodność ziemskiego życia, które wyewoluowało w ciągu miliardów lat z jednego źródła. Teoria Darwina opiera się na kilku prostych założeniach: osobniki dowolnego gatunku różnią się między sobą; różnice te przechodzą z pokolenia na pokolenie; w każdym pokoleniu rodzi się więcej osobników, niż może przeżyć; osobniki lepiej przystosowane do środowiska mają większe szanse na przeżycie i reprodukcję. I to wszystko. Ale za tymi skromnymi założeniami kryją się niebywale skomplikowane dziedziny biologii ewolucyjnej i genetyki, należące do najtrudniejszych obszarów nauki. Gdybyśmy mieli zastosować do złożoności ziemskiego życia brzytwę Ockhama, to odcięlibyśmy za jej pomocą właśnie darwinizm, a nie znacznie prostszą teorię kreacjonizmu, która mówi, że całe życie zostało stworzone w jego obecnym kształcie przez nadprzyrodzonego Stwórcę. Najprostsze rozwiązanie zawsze słuszne? Jaki z tego wniosek? Najprostsze wyjaśnienie niekoniecznie jest poprawne, a poprawne wyjaśnienie często nie jest takie proste, jak się z początku wydaje. W nauce brzytwa Ockhama nie oznacza, że nowa teoria powinna zastąpić poprzednią tylko dlatego, że jest prostsza lub ma mniej założeń. Wolę inną interpretację brzytwy Ockhama: lepsza jest teoria bardziej użyteczna, czyli pozwalająca formułować dokładniejsze przewidywania na temat świata. Nie zawsze powinniśmy polegać na prostocie. Również w życiu codziennym sprawy często nie są takie proste, jak byśmy sobie życzyli. Parafrazując Einsteina, powinniśmy dążyć do tego, aby wszystko było tak proste, jak to tylko możliwe, ale nie bardziej. Upraszczanie na co dzień Tymczasem idea „prostsze jest lepsze” najwyraźniej się rozprzestrzenia i obserwujemy trend w stronę uproszczonych argumentów — szczególnie w odniesieniu do kwestii etycznych lub politycznych — które pomijają wszelkie subtelności i komplikacje, sprowadzając wszystko do najmniejszego wspólnego mianownika, przez co każdą kwestię można przedstawić w postaci mema lub tweeta. Kiedy próbujemy nadać sens chaotycznemu światu, sprowadzenie skomplikowanej kwestii do klarownego i jednoznacznego punktu widzenia niewątpliwie jest kuszące, ale nie należy zapominać, że istnieje więcej niż jeden sposób na zmniejszenie poziomu skomplikowania danej kwestii, w zależności od tego, które aspekty zdecydujemy się umniejszyć lub uwydatnić. Nauka nie do wiary. Dlaczego ludzie przestają wierzyć naukowcom? Sceptycyzm względem nauki rośnie, a wraz z nim polaryzacja poglądów. Dlaczego rozsądni ludzie wątpią w to, co naukowo udowodnione? Skutek jest taki, że ze skomplikowanego zagadnienia często może się wyłonić kilka zupełnie rozbieżnych poglądów, następnie uznawanych przez ich zwolenników za niepodważalną prawdę. Ale życie, podobnie jak rzeczywistość badana przez naukę, jest nieuporządkowane i zanim podejmiemy decyzję w jakiejś sprawie, powinniśmy wziąć pod uwagę rozmaite czynniki i względy. Niestety, w dzisiejszych czasach niewielu ludzi zadaje sobie trud, by spojrzeć głębiej, poza to, co widać jedynie na pierwszy rzut oka. Mówią: „To proste, nie zamulaj mi obrazu szczegółami”. A przecież jeśli zaakceptujemy złożoność danego zjawiska i zbadamy je z różnych perspektyw, z reguły okaże się o wiele jaśniejsze i łatwiejsze do pojęcia. To jest przedruk z książki „Radość nauki” autorstwa Jima Al-Khalili, która ukazała się nakładem wydawnictwa Zysk i S-ka w przekładzie Tomasza Bieronia. The Joy of Science, Copyright © 2022 by Jim Al-Khalil, All rights reserved, Copyright © for the Polish translation by Zysk i S-ka Wydawnictwo s.j., Poznań 2024.
Charles Darwin – niedoszły lekarz, teolog i uczony, który wydal wojnę dogmatom. Jak opracował teorię ewolucji?
Charles Darwin przeszedł drogę od religijnego ucznia i niedoszłego kleryka do naukowca, który zakwestionował dogmaty wiary. Otwarcie głosił, że wszystko, co jest na tej Ziemi, jest wynikiem ewolucji. Kim był człowiek, który stworzył podwaliny współczesnych nauk przyrodniczych?
W tym artykule: Charles Darwin – rodzina Dzieciństwo Darwina Początek studiów wyższych Darwin porzuca medycynę na rzecz teologii Wyprawa na HMS Beagle Darwin staje się gwiazdą nauki Założenie rodziny i wyprowadzka na wieś Przyjaźń z Huxleyem i Spencerem Przełomowa książka o ewolucji Choroba i śmierć Karola Darwina Ojciec Karola Darwina, lekarz Robert Waring Darwin, wątpił, czy z jego syna wyrośnie ktoś przydatny społeczeństwu. Uznawał go za niepoważnego lenia, który skupiał się na zabawach zamiast na chęci dorównania ojcu i starszemu bratu. Charles Darwin – rodzina Było to dla niego tym trudniejsze, że Darwinowie dobrze zapisali się w historii królestwa. Dziadek Karola, Erasmus Darwin, był wolnomyślicielem i lekarzem. W wolnych chwilach parał się, z niezłym skutkiem, poezją. Był również autorem dwutomowego dzieła medycznego „Zoonomia, czyli prawa życia organicznego”. Dotyczyło patologii, psychologii i funkcjonowania ciała ludzkiego. W tym dziele można znaleźć wczesne przemyślenia dotyczące ewolucji. Natomiast Robert Waring Darwin, choć był szanowanym lekarzem, miał przede wszystkim smykałkę do interesów. Inwestując pieniądze ze spadku po matce w mieszkania czynszowe i w infrastrukturę kolejowo-drogową, doprowadził do tego, że rodzina Darwinów mogła być uznawana za naprawdę nieźle sytuowaną. Robert wspierał syna nawet, gdy ten już zarabiał i stawał się rozpoznawalnym badaczem. Przeznaczył na jego utrzymanie 400 funtów rocznie, czyli mniej więcej tyle, ile rocznie zarabiał lekarz pokładowy zatrudniony przez Royal Navy. Dzieciństwo Darwina Karol Robert Darwin (Charles Darwin) urodził się 12 lutego 1809 roku w Shrewsbury w Wielkiej Brytanii, gdzie mieściła się praktyka ojca. Był piątym z sześciorga rodzeństwa. Jego matka – Susannah z domu Wedgwood – zmarła, gdy Karol miał zaledwie osiem lat. Chłopiec od najmłodszych lat przyglądał się praktyce lekarskiej ojca. Żywił ogromny podziw dla jego umiejętności odczytywania wskazówek natury. Niewiele jednak brakowało, a skłonności naukowe przyszłego ojca teorii ewolucji zostałyby zaprzepaszczone przez szkołę. O anglikańskiej, tradycyjnej szkole w Shrewsbury można było powiedzieć wiele, ale z pewnością nie to, że pozwalała młodym ludziom rozwinąć skrzydła i zachęcała do rozwoju. Darwin był tam karcony za prowadzenie eksperymentów chemicznych. Dyrektor omal nie wyrzucił go ze szkoły. Początek studiów wyższych Mimo to Robert Darwin wysłał 16-letniego Karola na Uniwersytet w Edynburgu, by tam wyszkolił się na lekarza. Również sam Robert ukończył tę uczelnię. Był przekonany, że środowisko naukowe Edynburga pobudzi w jego młodszym synu te same wartości, które rozwinęło w nim. Ale w Edynburgu wiele się zmieniło. Oczywiście była to nadal uczelnia, która dawała znakomite i bardzo nowoczesne wykształcenie w zakresie nauk przyrodniczych. Ale z drugiej strony w jej ławach zasiedli studenci relegowani z najlepszych angielskich uniwersytetów w Cambridge i w Oxfordzie. Wolnomyśliciele nie obawiający się podważać wiary w boski plan. Przekonani, że zwierzęta posiadają – podobnie jak ludzie – możliwości umysłowe. Towarzyszem Darwina w tamtym czasie był Robert Edmond Grant, radykalny ewolucjonista i uczeń francuskiego biologa Jean-Baptiste’a Lamarcka. Jako ekspert od gąbek, Grant stał się mentorem Darwina. Uczył go o rozwoju i pokrewieństwach prymitywnych bezkręgowców morskich. Według Granta były one kluczem do odkrycia tajemnic otaczających pochodzenie bardziej złożonych stworzeń. Darwin, zachęcony do zmierzenia się z większymi pytaniami życia poprzez badanie zoologii bezkręgowców, dokonał własnych obserwacji. Ogłosił swoje odkrycia w stowarzyszeniach studenckich. Darwin porzuca medycynę na rzecz teologii W bogatym środowisku intelektualnym Edynburga młody Darwin nauczył się wiele, ale nie medycyny. Jego przyszłość w zawodzie lekarskim pogrzebała przeprowadzana na dziecku operacja chirurgiczna, której był świadkiem. W tamtych czasach nie używano znieczulenia. Cały zabieg prowadzony był przy całkowitej przytomności pacjenta. Dziecko wiło się i krzyczało. Darwin, który do końca życia nie znosił widoku krwi, porzucił studia. Dla odmiany postanowił zostać teologiem. W 1828 roku przeniósł się do Christ’s College w Cambridge. Teraz miał zostać brytyjskim gentlemanem lubującym się w piciu, strzelaniu i jeździe konnej. Zetknął się tam również z wielebnym Adamem Sedgwickiem. Ten zaś – szczęśliwie dla rozwoju nauki – zabrał młodego studenta na geologiczną wycieczkę terenową do Walii. Wyprawa na HMS Beagle Darwin dostał propozycję, by dołączyć do załogi HMS Beagle, który zmierzał na południowe krańce Ameryki Południowej. Ta wyprawa przyniosła zmiany, które zaowocowały teorią doboru naturalnego i zakwestionowaniem szeregu religijnych dogmatów. Darwin trafił na pokład statku jako samofinansujący się badacz i przyjaciel Roberta Fitzroya, arystokraty i kapitana statku. Fitzroy planował zbadać przybrzeżną Patagonię, aby ułatwić brytyjski handel. A także by odesłać do domu trzech „dzikusów” wcześniej przywiezionych do Anglii z Ziemi Ognistej i schrystianizowanych. Darwin wyposażył się w broń. Zabrał książki i zdobył porady ekspertów londyńskiego zoo dotyczące konserwacji zwłok zwierząt. A potem wypłynął z Anglii 27 grudnia 1831 roku w pięcioletnią podróż. Co ciekawe, jako gentleman i przyrodnik mógł opuszczać statek na dłuższy czas, realizując własne interesy. W rezultacie spędził tylko 18 miesięcy podróży na pokładzie statku. Przez resztę czasu zwiedzał Wyspy Zielonego Przylądka, Salwador, Brazylię. Badał las deszczowy, dotarł do Peru, by w 1835 roku wylądować na Wyspach Galapagos. Na tych wulkanicznych wyspach znalazł bogactwo legwanów i gigantycznych żółwi. Dołączył je do okazów zebranych podczas wcześniejszych etapów podróży. Przez cały okres podróży prowadził dziennik, który pod koniec wycieczki liczył 770 stron. Miał też niemal dwa tysiące notatek oraz 12 katalogów kości i skór spotykanych zwierząt. Darwin staje się gwiazdą nauki Po powrocie do Anglii w 1836 nie mógł już być człowiekiem, który cokolwiek uznaje za pewnik. Zastanawiał się dlaczego wyginęły leniwce naziemne i inne wielkie zwierzęta, jakich skamieniałości odnalazł. Czy zięby żyjące na poszczególnych wyspach archipelagu Galapagos to zupełnie różne gatunki, czy też zmodyfikowane odmiany jednego? Zebrane przez niego materiały, które przesyłał do Anglii przez cały okres trwania podróży, wzbudziły zainteresowanie wielu naukowców. Jego nazwisko stało się sławne. Został członkiem Towarzystwa Geologicznego. Otrzymał także opiewający na tysiąc funtów grant, co pozwoliło mu zatrudnić znakomitych asystentów i opublikować kilka prac. Stał się młodą gwiazdą nauk przyrodniczych. Założenie rodziny i wyprowadzka na wieś Jego skrupulatność i potrzebę analizowania wszystkiego z czym się zetknął najlepiej oddaje lista plusów i minusów posiadania żony. Sporządził ją przed poproszeniem o rękę Emmy Wedgwood, bliskiej kuzynki. Najwyraźniej plusów było więcej niż minusów, bo do zawarcia małżeństwa doszło. Emma spędziła z Karolem resztę życia. Urodziła mu dziesięcioro dzieci, z których troje nie doczekało pełnoletności. Im bardziej Darwin zagłębiał się w pracę, tym bardziej rozumiał, że wiktoriańska Anglia z jej silną religijnością, odrzuci twierdzenia o tym, że całe otaczające nas życie jest wynikiem nieustannej transmutacji. Czyli powolnych przemian, w ramach których cechy osobnicze pozwalające na lepsze dostosowanie do danego środowiska są powielane, by po wielu pokoleniach powstał nowy gatunek. A tym bardziej, że to wszystko dotyczy również nas, ludzi. Staliśmy się tym, kim jesteśmy nie dzięki boskiemu projektowi, ale dostosowywaniu się pierwotnych osobników do zmieniającego się środowiska. Uciekł na wieś. W 1842 roku przeniósł się wraz z rodziną do odizolowanej wioski Downe w hrabstwie Kent, na „krańcu świata”. W rzeczywistości ten kraniec świata znajdował się zaledwie 26 km od centrum Londynu. Tutaj, mieszkając w dawnej plebanii, Down House, naśladował styl życia swoich duchownych przyjaciół. Jego odosobnienie było całkowite. Odtąd prowadził swoje dni jak w zegarku, z ustalonymi momentami na spacery, drzemki, czytanie. Przyjaźń z Huxleyem i Spencerem W tym samym czasie zaprzyjaźnił się również z dwoma naukowcami. To oni sprawili, że badania Darwina stały się znane na całym świecie. Mowa o wolnomyślicielu i biologu Thomasie Henrym Huxleyu oraz filozofie Herbercie Spencerze. Obaj uważali, że prawdziwa nauka musi być wolna od religijnych dogmatów. Postulowali ukrócenie wpływu duchowieństwa na edukację. Sam Darwin miał problem z religią. W domowym zaciszu kwestionował ją otwarcie. W debacie publicznej nie miał tyle odwagi. Z całą pewnością na jego odejście od wiary wpłynęła śmierć córki, która w 1851 roku zmarła na tyfus. Przełomowa książka o ewolucji Gdy wreszcie w 1859 roku ukazała się książka „O powstawaniu gatunków”, Huxley wziął na siebie wszystkie debaty o wnioskach płynących z publikacji. Szczególnie, że gazety wyciągnęły z niej jeden wniosek, którego Darwin próbował uniknąć. A mianowicie, że ludzie wyewoluowali z małp człekokształtnych. Dziś mówimy o tym, że mamy wspólnego przodka. Huxley bronił ewolucyjnego naturalizmu Darwina. Jego założeń, które popchnęły nauki biologiczne w obszary wcześniej zakazane i zwiększyły władzę profesjonalistów. Było to wielki gest wobec przyjaciela, którego zdrowie nie pozwalało na angażowanie się w tego typu polemiki. Choroba i śmierć Karola Darwina Darwin chorował od lat. Mogło to być wynikiem stresu i przepracowania. Raz wymiotował przez 27 kolejnych dni. Down House było ambulatorium, w którym choroba była normą, a Emma pielęgniarką. Sam Darwin był typowym, wiktoriańskim w swoich stereotypach rasowych i seksualnych mężczyzną. Jakkolwiek zależny od swojej żony, nadal uważał kobiety za gorsze. A chociaż był żarliwym abolicjonistą, nadal uważał czarnych za niższą rasę. Choroby sprawiły, że często rozmyślał o śmierci. Cmentarz uznawał za najsłodsze miejsce na Ziemi. Mimo to przeżył ponad 70 lat, co było niezłym wynikiem w czasach wiktoriańskich. W marcu 1882 roku dostał ataku padaczki. Zmarł na atak serca 19 kwietnia. Chciał spocząć na pobliskim cmentarzu. Wpływowe grupy przekonały duchownych Opactwa Westminsterskiego, by zezwoliły na pogrzeb agnostyka. Spoczął nieopodal Izaaka Newtona. W 2018 roku dołączył do nich inny wielki naukowiec i ateista – profesor Stephen Hawking. Pierwszy nakład książki „O powstaniu gatunków” sprzedał się na pniu. Już kilka miesięcy po wydaniu ukazało się pierwsze tłumaczenie. Pierwszy polski przekład, którego autorem był Wacław Mayzel, ukazał się w 1973 roku. A nauka już nigdy nie była taka sama. Nasz ekspert Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Jerozolima – Kopuła na Skale – tajemnice świętego miejsca muzułmanów
„Wychowano mnie w miłości do Jerozolimy. Była ona ziemskimi wrotami do boskiego świata, w którym żydowscy, chrześcijańscy i muzułmańscy prorocy, ludzie z wizją i poczuciem człowieczeństwa, spotykali się – choćby tylko w wyobraźni” – pisał w 2011 r. Sari Nusseibeh, palestyński filozof i rektor Uniwersytetu Al-Quds. Wraz z wrześniowym wydaniem magazynu National Geographic Polska zapraszamy na wspólną podróż do świętego miasta trzech wielkich religii monoteistycznych. Przede wszystkim jednak do Kopuły na Skale, jednego z symboli Jerozolimy, trzeciego najświętszego miejsca muzułmanów. O tym arcydziele architektury opowiada reportaż Andrew Lawlera. Autor nie tylko przybliża w nim historię jednej z najważniejszych budowli w mieście, lecz także przedstawia najnowsze odkrycia badaczy, którzy zyskali bezprecedensowy dostęp do świątyni. Zgodnie z islamską tradycją, ze skały znajdującej się w jej wnętrzu prorok Mahomet wstąpił do nieba. Uważa się też, że jest to miejsce, w którym Bóg stworzył pierwszego człowieka, Adama. Z kolei żydzi utrzymują, że właśnie tam stała ich Druga Świątynia. Do dziś wierni żydowscy modlą się przy Ścianie Płaczu, najbliższym dostępnym miejscu Kopuły na Skale. Struktura Kopuły na Skale na przestrzeni dziejów przetrwała trzęsienia ziemi i rozliczne konflikty, pozostając symbolem dziedzictwa kulturowego i religijnego miasta. Ze względu na swój unikatowy projekt architektoniczny i bogatą historię wywarła wpływ na wiele islamskich budowli na świecie. W tym wydaniu przeczytacie również o niepokonanych cypryśnikach błotnych, jednych z najstarszych drzew rosnących w Ameryce Północnej. Ich słoje stanowią prawdziwe archiwa klimatycznych zapisów notujące poziomy wilgotności z ostatnich 2,5 tys. lat. Ponadto Thomas Peschak na swoich zdjęciach pokaże dziką przyrodę Mozambiku, a wraz z Robertem Draperem wybierzemy się w podróż do surowej Patagonii, by posłuchać ogłuszających odgłosów cielących się lodowców. Dobrej lektury. Łukasz Załuski redaktor naczelny Spis treści PORTFOLIO Świadkowie Hiroszimy | s. 8 Ludzie, którzy przeżyli zrzucenie bomby atomowej w 1945 r., opowiadają swoje historie. Mimo upływ wielu dekad wciąż są one wstrząsające. Zdjęcia H. Sakaguchi Gotowanie makaronu Manty Buty chopine Cuda Polski REPORTAŻE Kopuła na Skale | s. 30 To trzecie najświętsze miejsce muzułmanów, architektoniczny klejnot, ale też obiekt budzący kontrowersje. Po prawie 1400 latach budowla wciąż intryguje badaczy i pozostaje punktem zapalnym w relacjach Izraelczyków z Palestyńczykami. Tekst A. Lawler Zdjęcia Z. Gafić Lasy na wodzie | s. 54 Cypryśniki błotne, drzewa znane ze swej odporności i długowieczności, kiedyś tworzyły swoistą Amazonię Ameryki Północnej. Dziś jednak bagna USA stają się coraz bardzie słone... Tekst J.K. Bourne Jr. Zdjęcia M. Stone Głos lodu | s. 7e Mimo pustki na lodowcach odległej Patagonii nie panuje cisza. Tamtejszy lód ciągle wydaje osobliwe dźwięki, jakby chciał wyrazić swoje obawy związane z globalnym ociepleniem. Tekst R. Draper Zdjęcia T. Merino Dziki Mozambik | s. 98 Niasa, największy rezerwat przyrody w Mozambiku, w jej ochronę angażuje biednych jak mysz kościelna lokalnych mieszkańców, bo tylko z nimi ten projekt może się powieść. Tekst L. Joubert Zdjęcia T. Peschak
Teoria ewolucji od Darwina po współczesność. Jak ewoluowała jedna z najważniejszych koncepcji w nauce?
Od samego początku teoria ewolucji budziła wiele kontrowersji. Kolejne dziesięciolecia przyniosły jednak mnóstwo dowodów na jej poparcie.
W tym artykule: Początki teorii ewolucji Kolejne dowody potwierdzają teorię Nowa wersja teorii ewolucji Teoria ewolucji współcześnie 12 lutego wypada Dzień Darwina. To święto obchodzone w rocznicę urodzin Karola Darwina w wielu krajach. Ma ono na celu popularyzację teorii ewolucji. Z tej okazji przypominamy, jak powstała ta koncepcja i w jaki sposób dowiedziono jej prawdziwości. Początki teorii ewolucji 1831–36 r. Młody Karol Darwin rusza na wyprawę na pokładzie statku „Beagle”. W jej trakcie gromadzi obserwacje i tworzy podwaliny pod przyszłą teorię ewolucji. 1859 r. Pierwsze wydanie „O powstawaniu gatunków” Darwina rozpala dyskusję o groźbie, jaką ta teoria ewolucji stanowi dla religii, moralności i tradycji społecznych. Ok. 1865 r. Grzegorz Mendel, zakonnik z Moraw, wykazuje, że u groszku zwyczajnego istnieją „czynniki dziedziczne” (później nazwane genami), które nie mieszają się ze sobą w kolejnych pokoleniach, lecz dziedziczy się je niezależnie od siebie. Jego badania pozostały nieznane nauce. 1871 r. Publikacja dzieła Darwina „O pochodzeniu człowieka”. Dowodzi w nim, że ludzie ze swoimi wyższymi zdolnościami, jak inteligencja i moralność, mogli powstać drogą doboru naturalnego z małpopodobnych przodków. 1882 r. Śmierć Darwina. Ewolucja jest powszechnie uznawana, ale sprzeciw budzi pogląd o małpich przodkach człowieka. Teza Darwina, że podstawowym mechanizmem zmian ewolucyjnych jest dobór naturalny, jest podawana w wątpliwość. Niektórzy naukowcy twierdzą, że ewolucją kierują siły wewnętrzne. Kolejne dowody potwierdzają teorię Co myśli samica patrząc na ogon pawia? Ta i inne tajemnice zwierzęcej alkowy Dlaczego paw ma wielki i niewygodny ogon, a łoś ogromne poroże? Dlaczego pewien gatunek żaby rechocze, choć przyciąga tym drapieżników? Oczywiście, jakoś trzeba zwrócić uwagę płci prz... 1892 r. August Weismann dochodzi do wniosku, że za dziedziczenie cech odpowiada substancja, z której składają się chromosomy, znajdujące się w jądrze komórki. Nazwał ją plazmą zarodkową. Później okazało się, że plazma zarodkowa jest materialną podstawą genów. Ok. 1900 r. Społeczność naukowa odkrywa wyniki doświadczeń Mendla z krzyżowaniem odmian groszku. Z początku uznano, że wnioski, jakie z nich płyną, nie potwierdzają darwinizmu, lecz pokazują, że nowe gatunki mogą powstawać w wyniku nagłych przekształceń, „mutacji”, w jednym pokoleniu. 1910–1915 r. W badaniach wielu pokoleń muszki owocówki Thomas Hunt Morgan potwierdza istnienie genów i ustala położenie wielu z nich na chromosomach (mapowanie genetyczne). Ok. 1906 r. Pomiary rozpadu promieniotwórczego ujawniają, że wiek Ziemi wynosi wiele miliardów lat, co zbija argument przeciwników teorii ewolucji drogą doboru naturalnego, że nie było dość czasu, aby wytworzyły się współczesne gatunki. Lata 20. XX w. Badania genetyczne wykazują, że mutacja nie jest w stanie przekształcić jednego gatunku w inny, jest za to źródłem zmienności, na której może działać dobór naturalny. Genetycy populacyjni Ronald Fisher, J.B.S. Haldane oraz Sewall Wright opracowują modele teoretyczne, które wykazują, jak drobne, korzystne mutacje rozpowszechniają się w populacji. 1953 r. Francis Crick i James Watson odkrywają, że DNA ma budowę podwójnej spirali i rozwiązują zagadkę sposobu przekazywania informacji genetycznej z pokolenia na pokolenie. Nowa wersja teorii ewolucji Zobaczyć ewolucję w działaniu Profesor Jerzy Dzik jest m.in. autorem kompendium paleontologicznej wiedzy zatytułowanego Dzieje życia na Ziemi. Lata 30. i 40. XX w. Po dekadach rozbieżnych poszukiwań różni specjaliści – biolodzy, genetycy populacyjni, paleontolodzy i badacze terenowi – doszli do porozumienia w odrodzonym darwinizmie – nowoczesnej, syntetycznej teorii ewolucji. Ewolucja, jak się ją dziś rozumie, odbywa się drogą doboru naturalnego i innych mechanizmów losowych, a nowe gatunki powstają wskutek stopniowego gromadzenia mutacji w populacjach oddzielonych od innych. Lata 60. i 70. XX w. Wykopaliska skamieniałych szczątków przodków człowieka, prowadzone m.in. przez Mary i Louisa Leakeyów czy Donalda Johansona w Wielkim Rowie Afrykańskim, wieńczy znalezienie w 1974 r. w Etiopii niekompletnego szkieletu „Lucy”. To przedstawicielka człowiekowatych licząca 3,2 mln lat. Australopithecus afarensis umieszczono u podstawy drzewa rodowego człowieka. Lata 70. XX w. Niles Eldredge i Stephen Jay Gould usiłują podważyć założenie, że ewolucja zachodzi stopniowo. Twierdzą, że gatunki pozostają trwałe i niezmienne przez długi czas, a potem zostają gwałtownie zastąpione przez gatunki pokrewne, które powstały w izolacji. Wyjście drukiem dwóch książek – „Samolubnego genu” Richarda Dawkinsa oraz „Socjobiologii” E.O. Wilsona – wzbudza żywą dyskusję o mechanizmach zmian ewolucyjnych i o tym, na ile geny determinują zachowanie. Od połowy lat 70. XX w. Peter i Rosemary Grantowie badają „zięby Darwina” na Galapagos i wykazują, że dobór może prowadzić do zmian tak szybkich, że dają się zauważyć bezpośrednio; nie potrzeba do tego tysięcy lat, jak sądził Darwin. Podobne zjawiska zaobserwowano później u innych organizmów. Teoria ewolucji współcześnie Czy człowiek może podzielić los dinozaurów? Czy nasze dni są policzone? Odpowiedź znajdziesz w "Ewolucji w kilku odsłonach" Przedstawiamy wyjątkowy fragment programu "Ewolucja w kilku odsłonach". 1977 r. Carl Woese przebudowuje drzewo życia, klasyfikując organizmy na podstawie kryteriów genetycznych, a nie podobieństw w budowie. Dzieli prokarionty na archeony (Archaea) i bakterie właściwe. W ten sposób wszystkie organizmy żywe dzielą się na trzy nadkrólestwa (domeny). 2003 r. Ukończono sekwencjonowanie genomu człowieka. Podobieństwa między genomami człowieka i szympansa potwierdzają, że oba gatunki pochodzą od wspólnego przodka. Obecnie koncepcje Darwina potwierdzane są dowodami pochodzącymi m.in. z odkryć genetycznych i paleontologicznych. Uważa się, że różnice między gatunkami biorą się częściowo z modyfikacji mechanizmów sterujących włączaniem i wyłączaniem różnych genów w toku rozwoju osobniczego.
Teoria Darwina nie powstała dzięki żółwiom i ziębom. Kluczowe znaczenie miały skamieniałości i pieczone mięso
Ewolucjonizm mógłby nie powstać, gdyby nie apetyt Karola Darwina i jego wizyta w Ameryce Południowej. Wyjaśniamy, jak powstawała teoria Darwina.
W tym artykule: Mity dotyczące teorii Darwina Co Karol Darwin jadł w Argentynie Skamieniałości leniwców i pancerników Kolejne szczątki wymarłych stworzeń Jak powstały dwa gatunki „strusi”? Początki teorii ewolucji Znaczenie obserwacji z Ameryki Kiedy Darwin stał się ewolucjonistą? Przełomowe dzieło „O powstawaniu gatunków” Podróż młodego badacza na pokładzie „Beagle” w latach 1831–36, która zainspirowała słynną teorię, to jeden z najpowszechniej znanych, a zarazem silnie zmitologizowanych epizodów w historii nauki. Według tego mitu Darwin wziął udział w wyprawie jako przyrodnik, odwiedził wyspy Galapagos na Pacyfiku i ujrzał tam wielkie żółwie oraz „zięby Darwina”. Poszczególne gatunki tych tzw. zięb różnią się kształtem dziobów, co wskazuje na to, że mają odmienne jadłospisy. Z kolei żółwie z wielu wysp miały różne kształty pancerzy. Te właśnie dostrzeżone na wyspach Galapagos tropy sprawiły, że Darwin (od razu czy też po jakimś czasie – tu zdania mitotwórców są podzielone) doszedł do wniosku, że różnorodność życia na Ziemi powstała jako organiczny proces dziedziczenia zmian. Czyli, jak to później nazwano, wskutek ewolucji. Mechanizmem stanowiącym podłoże tego procesu jest dobór naturalny. Potem napisał książkę „O powstawaniu gatunków” i przekonał wszystkich (prócz hierarchii Kościoła anglikańskiego), że to prawda. Mity dotyczące teorii Darwina No cóż, uproszczona, wręcz komiksowa wizja podróży na „Beagle” i jej skutków zawiera ziarno prawdy. Lecz poza tym jest myląca, wiele zniekształca i pomija. I tak na przykład Darwin w „ziębach” nie zauważył nic szczególnego, przynajmniej na początku. Bardziej zaciekawiła go inna grupa ptaków zamieszkujących wyspy – przedrzeźniacze. Po powrocie z wyprawy specjalista ornitolog pomógł Darwinowi dostrzec w „ziębach Darwina” coś więcej. Współcześni Darwinowie Dwustulecie urodzin Darwina. Ojciec ewolucji byłby zachwycony, widząc, jak jego teoria wpłynęła na rozwój nauki.Zaledwie na dwa tygodnie przed swoją śmiercią Karol Darwin napisał krótki ... Przystanek na Galapagos był drobnym epizodem pod koniec podróży, która poświęcona była przede wszystkim sporządzaniu map linii brzegowej kontynentu południowoamerykańskiego. Darwin wcale nie pełnił na „Beagle” funkcji przyrodnika. Był 22-letnim absolwentem uniwersytetu w Cambridge. Sądził, że pisana jest mu przyszłość wiejskiego pastora. Na wyprawę został zaproszony w charakterze towarzysza do stołu dla kapitana statku – młodego arystokraty, niejakiego Roberta Fitzroya. Z czasem Darwin zaczął kolekcjonować okazy przyrodnicze i myśleć o sobie jako o przyrodniku. Teorię, nazwaną potem jego imieniem, tworzył i dopieszczał powoli, w tajemnicy. Swe koronne dzieło zatytułowane „O powstawaniu gatunków drogą naturalnego doboru, czyli o utrzymywaniu się doskonalszych ras istot organicznych w walce o byt” ogłosił w roku 1859. Nie tylko wiktoriańscy duchowni, lecz także wielu naukowców nie chciało przyjąć przedstawionych tam argumentów jeszcze przez wiele następnych dziesięcioleci. Samą ewolucję uznano powszechnie za fakt jeszcze za życia Darwina. Jednak postulowany przezeń mechanizm tego zjawiska – z pierwszoplanową rolą doboru naturalnego – przyjęto bez zastrzeżeń dopiero w latach 40. XX w. Wtedy okazało się, że potwierdza go genetyka. Tym, co naprawdę naprowadziło Darwina na myślenie o ewolucji, nie były obserwacje na Galapagos, lecz ślady dostrzeżone trzy lata wcześniej na smaganych wichrami plażach północnej Argentyny. Nie chodziło tu o kształty dziobów. Nie chodziło nawet o żadne żywe stworzenie. To były skamieniałości. Co Karol Darwin jadł w Argentynie We wrześniu 1832 r. „Beagle” zakotwiczył pod Bahía Blanca, osadą nad zatoką o tej samej nazwie, około 650 km na południowy zachód od Buenos Aires. Caudillo prowincji Buenos Aires, generał de Rosas, toczył właśnie ludobójczą wojnę z Indianami. Ufortyfikowana i zajęta przez wojsko miejscowość służyła za bastion. „Beagle” tkwił na redzie w pobliżu Bahía Blanca ponad miesiąc. Załoga zajęta była pracami kartograficznymi i innymi obowiązkami na brzegu: kopaniem studni, zbieraniem drewna na opał, polowaniem dla mięsa. Okoliczny krajobraz był typowy dla argentyńskiej Pampy – bujne zbiorowiska łąkowe. Wzdłuż brzegu ciągnął się pas zarośniętych trawą wydm. Myśliwi przynosili jelenie, aguti i inną zdobycz, kiedyś ustrzelili kilka pancerników oraz dużego nielotnego ptaka, którego Darwin niefrasobliwie nazwał „strusiem”. Oczywiście nie był to żaden struś (te żyją tylko w Afryce, choć kiedyś występowały także na Bliskim Wschodzie), lecz nandu szare (Rhea americana). Czyli ptak podobny z wyglądu do strusia, występujący jedynie w Ameryce Południowej, najcięższy przedstawiciel ptasiej fauny tego kontynentu. „Na kolację dzisiejszą mieliśmy danie, które w Anglii wzbudziłoby zdziwienie: pulpety ze strusia i pieczyste z pancernika” – zapisał Darwin w dzienniku pod datą 18 września, najwyraźniej zadowolony z nowego trybu życia. Wyruszył na poszukiwanie przygód, a nie na przyrodnicze badania terenowe. Jego codzienne zapiski (które potem zredagował i ogłosił jako relację zatytułowaną „Podróż na okręcie »Beagle«”) odzwierciedlają jego zainteresowania, nie tylko naukowe, lecz także kulturalne, społeczne czy polityczne. Zapisał, że ciemne mięso wielkiego ptaka nasuwało mu na myśl wołowinę. Z kolei pancerniki w smaku i z wyglądu przypominały kaczkę. Przeżycia kulinarne na Pampie, a potem w Patagonii mają swój udział w skierowaniu jego myśli ku ewolucji gatunków. Skamieniałości leniwców i pancerników Kilka dni później, 22 września 1832 r., Darwin i Fitzroy popłynęli szalupą obejrzeć przylądek Punta Alta, znajdujący się około 16 km od zakotwiczonego „Beagle”. Były to odsłonięte wychodnie skał nad wodą. „Widziałem je po raz pierwszy – zapisał Darwin – i zaciekawiły mnie bardzo, bo zawierają liczne muszle i kości wielkich zwierząt”. Ameryka Południowa – ciekawostki, które cię zaintrygują. Poznaj 50 fascynujących faktów! Nie ulega wątpliwości, że Ameryka Południowa to jedno z najbardziej interesujących miejsc na świecie. Tamtejsza przyroda znacząco różni się od europejskiej, a południowoamerykańska kult... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/8b41a486074417dd852cea03625be793e1e640a2-ba5c751.jpg" width="938" height="645" alt="Ameryka Południowa – ciekawostki, które cię zaintrygują. Poznaj 50 fascynujących faktów! (fot. Artur Widak/NurPhoto via Getty Images)" title="Ameryka Południowa – ciekawostki, które cię zaintrygują. Poznaj 50 fascynujących faktów! (fot. Artur Widak/NurPhoto via Getty Images)" /> Punta Alta oznacza „wysoki punkt”, ale wbrew nazwie skalne urwiska nie miały tam więcej niż sześć metrów. Skamieniałości spotykało się jednak na każdym kroku – wielkie, małe, najrozmaitszych dziwnych kształtów. Darwin z pomocnikiem zabrali się do miękkiej skały oskardami. W czasie tych wykopalisk Darwin zebrał szczątki dziewięciu wielkich ssaków, bardzo słabo znanych nauce lub jeszcze nie opisanych. Były to skamieniałości wymarłych około 12 tys. lat temu wielkich zwierząt żyjących wyłącznie na obszarze Ameryk. Najsłynniejszym przedstawicielem tej plejstoceńskiej fauny było Megatherium, ogromny lądowy leniwiec o rozmiarach słonia. Ten był już nazwany i opisany przez francuskiego uczonego Georges’a Cuviera na podstawie skamieniałych znalezisk z Paragwaju. Współczesne leniwce nie występują nigdzie poza Ameryką Południową i Środkową. Megatherium przypominało je anatomicznie, ale było zbyt wielkie, by prowadzić, tak jak one, nadrzewny tryb życia. Wśród trofeów Darwina znalazły się szczątki trzech wielkich leniwców, a także wymarłego gatunku konia. Oraz skorupa kostna z drobnych, dopasowanych do siebie płytek, będąca pozostałością jakiegoś dużego zwierzęcia, które musiało przypominać pancernika. Darwin poznał już prawdziwe pancerniki, i to nawet organoleptycznie, jedząc to zwierzę jako pieczeń obok pulpetów ze strusia. Przyglądał się też pastuchom bydła, gauczom, jak polują na pancerniki i pieką je wraz z pancerzem. Pancerników jest około 20 gatunków, wszystkie żyją w Nowym Świecie, kilka występuje na pampie bardzo pospolicie. Te pieczone były zapewne pancernikami białowłosymi (Euphractus sexcinctus), które podobno są wybitnie niesmaczne. To nie zniechęcało mało wybrednych gauczów, zmuszonych tygodniami żywić się tym, co udało im się upolować. „Niczym ślimaki cały swój dobytek noszą na grzbiecie, a jedzą, co popadnie” – napisał Darwin, mając na myśli pasterzy, nie pancerniki. Kolejne szczątki wymarłych stworzeń Miesiąc później w odległości jakichś 50 km od Punta Alta Darwin odkrył kolejne stanowisko obfitujące w skamieliny – 35-metrowy klif Monte Hermoso. Wykopał tam szczątki kilku gryzoni. Jedne nasunęły mu na myśl aguti, inne kapibarę, a jeszcze inne mniejszego południowoamerykańskiego gryzonia – tukotuko. Tyle że, podobnie jak w przypadku znalezisk z Punto Alto, skamieniałości za każdym razem wykazywały różnice w stosunku do gatunku żyjącego. Jeszcze później i dalej na południe wzdłuż wybrzeża Argentyny Darwin natrafił na trzecie znalezisko kości ssaków. Anatom, który je później badał, uznał, że należą do jakiegoś wymarłego wielbłąda. Zwierzę zostało nazwane makrauchenią (Macrauchenia). Do rodziny wielbłądowatych należą w południowej Ameryce dwa rodzime dziko żyjące gatunki: gwanako i wigoń, oraz dwa gatunki zwierząt domowych: lama i alpaka. Darwin wiedział, że gwanako zamieszkują obszar w pobliżu wykopalisk, bo sam zastrzelił jedną sztukę kilka dni wcześniej. Takie odkrycia, analogie i porównania utkwiły mu w pamięci, zapłodniły wyobraźnię i rozwijały się tam zarówno w dalszym ciągu podróży, jak przez lata po powrocie. Tymczasem same znaleziska zostały zapakowane w skrzynie i przesłane do Anglii, gdzie większością z nich zajął się botanik John Stevens Henslow, opiekun Darwina z Cambridge. „Miałem szczęście do skamieniałości” – pisał Darwin do Henslowa. Wspominał o wielkim gryzoniu, o leniwcu naziemnym, o pancerzu z wielokątnych płytek. To ostatnie znalezisko skomentował następująco: „Od razu gdy je zobaczyłem, pomyślałem, że muszą to być kości ogromnego pancernika. Bardzo pospolici są tu żyjący przedstawiciele tego rodzaju”. I dodał: „Jeśli Pana zainteresują, proszę je rozpakować, z wielką chęcią bym się o nich czegoś więcej dowiedział”. Warto zwrócić uwagę, że Darwin nie potrafił dokładnie zidentyfikować, a co dopiero zinterpretować swoich znalezisk. Większa część z jego kolekcji skamielin, oprócz Megatherium, zawierała gatunki słabo znane nawet specjalistom, a Darwin żadnym specjalistą nie był. To samo dotyczyło anatomii porównawczej; w ogóle o ssakach wiedział niewiele. Określenie „paleontolog” nie weszło wówczas jeszcze do użycia. Opis i identyfikację kopalnych szczątków powierzył błyskotliwemu młodemu anatomowi londyńskiemu Richardowi Owenowi, który szybko stawał się uznanym autorytetem od wymarłych ssaków. To właśnie Owen nadał nazwy znalezionym leniwcom. To on zasugerował (mylnie, jak się później okazało, ale szybko naprawił swój błąd), że makrauchenia jest spokrewniona z wielbłądami. 10 najdziwniejszych i najbardziej niezwykłych zwierzęcych łap. Do wspinania, chwytania i kopania Chociaż z biegiem ewolucji nasze ludzkie stopy utraciły część swoich dawnych zdolności, to świat zwierząt wciąż jest pełen gatunków, u których budowa i funkcjonalność łap mogą zask... Darwin Owenem nie był. Był tylko bystrym obserwatorem gorliwie zbierającym okazy i uczącym się przy okazji. Zaproszenie na „Beagle” uchroniło go od kolei losu wiejskiego pastora i pozwoliło dojrzeć. Gdy wziął na siebie obowiązki okrętowego przyrodnika, okazało się, że wypełnia je nadspodziewanie dobrze. Jego kwalifikacjami do badania skamieniałości były ogromna ciekawość, talent obserwacyjny oraz intuicyjne przekonanie, że wszystko w świecie przyrody jest jakoś ze sobą powiązane. Nie bał się też śmiałych spekulacji – przynajmniej póki nie musiał ich głosić publicznie. Jak powstały dwa gatunki „strusi”? Kilka miesięcy później, gdy „Beagle” zakotwiczył u wybrzeży północnej Patagonii, Darwin natrafił na następne informacje, które mu dały do myślenia. Badacz spędził jakiś czas na lądzie, znów w towarzystwie pasterzy bydła, którzy napomknęli, że znają „strusia” rzadkiej odmiany. Jest podobny do tego pospolitego, ale mniejszy, o krótszych nogach, łatwiejszy do upolowania za pomocą bolas. Wiadomość ta wpadła Darwinowi jednym uchem, a drugim wypadła, więc gdy jeden z marynarzy ustrzelił małego „strusia” (oczywiście, chodziło o nandu) na mięso, badacz w ogóle nie zwrócił na niego uwagi, zakładając, że to wyrośnięte pisklę. „Ptak był już oprawiony i ugotowany, gdy sobie przypomniałem [powieści gauczów]” – pisze tak szczerze, że łatwo go sobie wyobrazić, jak uderza dłonią w czoło. Zachowała się jednak głowa, szyja, nogi, skrzydła, większość dużych piór i duża część skóry. Zakonserwował te resztki i wysłał do Anglii, gdzie je skrupulatnie pozszywano i wypchano na tyle umiejętnie, że okaz nadawał się do wystawienia w muzeum Towarzystwa Zoologicznego. Przyjrzał mu się ornitolog John Gould, któremu Darwin miał potem zlecić identyfikację swoich zięb i przedrzeźniaczy z Galapagos. Gould potwierdził, że to odrębny, nowy gatunek i na cześć odkrywcy nadał mu nazwę Rhea darwinii, nandu Darwina (nazwa się nie utrzymała w związku ze zmianami formalnymi w taksonomii). Darwina zaintrygował fakt, że dwa gatunki nandu, tak do siebie podobne, mają niemal zupełnie rozłączne zasięgi występowania. Większy gatunek – nandu szare – zamieszkuje Pampę i północną Patagonię. Sięga na południu po Río Negro w Argentynie, które wpada do oceanu ok. 41 stopnia szerokości geograficznej południowej. Za rzeką występuje już drugi gatunek, mniejsze nandu plamiste, i to ono panuje na południu Patagonii. Początki teorii ewolucji Gdy połączył znaleziska wymarłych ssaków Ameryki Południowej z obserwacjami ich żyjących odpowiedników oraz spostrzeżeniami o rozmieszczeniu obu gatunków nandu i różnic między nimi, wnioski nasunęły mu się niemal same. Podobnie jak potem w przypadku zięb i przedrzeźniaczy z Galapagos. W jaki sposób powstają gatunki? Jak stają się tym, czym są? Wyjaśnienie ortodoksyjne, wciąż trzymające się mocno w nauce europejskiej w czasach wyprawy „Beagle”, odwoływało się do metafizyki. Bóg w akcie stworzenia powołuje do życia wszystkie gatunki i rozmieszcza je arbitralnie – kangury w Australii, żyrafy i zebry w Afryce, nandu, leniwce i pancerniki w Ameryce Południowej. Jeśli jedne wymrą, tworzy następne, podobne. Darwinowi porównania zwierząt zarówno wymarłych z żyjącymi (jak w przypadku leniwców czy pancerników), jak i współcześnie żyjących, podobnych do siebie i zajmujących przylegające obszary (jak w przypadku nandu) nasuwało inne wnioski. Proste i racjonalne, odwołujące się do koncepcji pokrewieństwa i następowania po sobie bliskich jeden drugiemu gatunków. Żyjące leniwce nadrzewne oraz pancerniki zastąpiły z czasem wcześniejsze formy, zamieszkujące mniej więcej ten sam obszar w poprzednich epokach w dziejach Ziemi. Te dawniejsze leniwce były prawdziwymi leniwcami, zaś wymarłe ssaki opancerzone zwane gliptodontami zalicza się dziś do rodziny odrębnej od współczesnych pancerników, ale z nimi spokrewnionej. Co myśli samica patrząc na ogon pawia? Ta i inne tajemnice zwierzęcej alkowy Dlaczego paw ma wielki i niewygodny ogon, a łoś ogromne poroże? Dlaczego pewien gatunek żaby rechocze, choć przyciąga tym drapieżników? Oczywiście, jakoś trzeba zwrócić uwagę płci prz... Dwa gatunki nandu także wydawały się zastępować siebie nawzajem, tyle że tym razem nie w czasie, lecz w przestrzeni. Skupianie się podobnych gatunków w czasie i przestrzeni dawało wskazówkę, że każda taka grupa pochodzi od wspólnego przodka: nandu od nandu, leniwce od wymarłych leniwców, pancerniki od pancernikopodobnych czy gliptodontopodobnych przodków, prawdopodobnie większych niż dzisiejsze pancerniki. Do takich wniosków skłaniał się Darwin, bo były bardziej przekonujące, logiczne i ekonomiczne niż tłumaczenia kreacjonistyczne. Znaczenie obserwacji z Ameryki Na ile obserwacje z Ameryki Południowej podważyły wiarę Darwina w wyjaśnienie metafizyczne? Sam badacz w ciągu swojego życia odpowiadał na to pytanie różnie. Albo mówił, że były ważne, ale nie tak jak obserwacje ptaków z Galapagos, albo przeciwnie – że miały zasadnicze znaczenie. Napomknął o tej sprawie w 1845 r., w drugim wydaniu relacji z wyprawy „Beagle”. Przejrzał je i poprawił, wprowadzając wzmianki o swojej teorii, choć na jej ogłoszenie jeszcze nie czuł się gotowy. Napisał, że związki między skamieniałościami a żyjącymi gryzoniami, leniwcami, wielbłądowatymi i pancernikami są faktami niezwykle interesującymi. Dalsze prace badawcze, prowadzone tymczasem przez innych naukowców, ujawniły podobne prawidłowości w Brazylii – między kopalnymi i żyjącymi formami mrówkojadów, tapirów, małp, pekari i oposów (dydelfów). „Te cudowne związki na tym samym kontynencie między wymarłymi a żywymi rzucają więcej światła niż jakiekolwiek inne dane na pojawienie się organizmów żywych na naszej planecie i ich ginięcie z jej powierzchni”. O jakie światło chodzi? Co się w nim ukazuje? „Świetlna” metafora należała do ważnych środków stylistycznych Darwina. Powróci ona w jego pismach, ale dopiero za kilkanaście lat, gdy uczony uzna, że jest gotowy zaświecić ludziom w oczy oślepiającym reflektorem swojej rewolucyjnej teorii. Kiedy Darwin stał się ewolucjonistą? Jest jeszcze jedno ciekawe pytanie dotyczące południowoamerykańskich szczątków kopalnych oraz nandu. Kiedy Darwin pojął, o czym one świadczą, i przychylił się do koncepcji ewolucji? Powszechnie uważa się, że po powrocie z wyprawy nie był jeszcze przekonanym ewolucjonistą. Zastanawiał się dopiero, nie wiedząc, co sądzić o tym, co zaobserwował. Skok ku myśleniu ewolucyjnemu uczynił dopiero po konsultacjach z Johnem Gouldem i Richardem Owenem na temat ptaków i skamielin, które im powierzył. (Wkrótce potem zaczął używać nowego terminu na opisanie zaobserwowanego procesu: „transmutacja”). Nie wszyscy jednak zgadzają się z poglądem, że było właśnie tak. – Myślę, że był przekonany znacznie wcześniej – tłumaczy historyk paleontologii Paul Brinkman. Siedzimy w jego gabinecie w North Carolina Museum of Natural Sciences w Raleigh, pod portretem młodego Darwina i plakatem filmu „Park Jurajski” oraz fotografiami okazów leniwca naziemnego i gliptodonta. – Skąd się biorą te podobieństwa między przedstawicielami fauny kopalnej i współcześnie żyjącej na tym samym terenie? Dlaczego te formy są tak podobne? – stawia pytania, które musiały nękać Darwina. Wymarłe gryzonie i żyjące aguti, gliptodonty i pancerniki... – Wyjaśnienie, że jeden gatunek spłodził drugi musiało mu przyjść do głowy może już w 1832 r. Transmutacja – mówi Brinkman. Ale i on przyznaje, że na poparcie hipotezy, iż Darwin nawrócił się na ewolucjonizm, jeszcze nim dotarł na Galapagos, dowodów praktycznie nie ma. To co jest, to tylko słabe poszlaki. Jak powstał człowiek, czyli co wiemy o historii ewolucji ludzkości? Człowiek dotarł do miejsca, w którym jest teraz, w toku długich i mozolnych zmian ewolucyjnych. Obecnie nasz gatunek tworzy zorganizowaną społeczność, która zasiedla wszystkie kontynenty, ... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/jak-powstal-czlowiek-czyli-co-wiemy-o-historii-ewolucji-ludzkosci-fot-geography-photos-universal-images-group-via-getty-images-5892b4b.jpg" width="938" height="626" alt="Jak powstał człowiek, czyli co wiemy o historii ewolucji ludzkości? (fot. Geography Photos/Universal Images Group via Getty Images)" title="Jak powstał człowiek, czyli co wiemy o historii ewolucji ludzkości? (fot. Geography Photos/Universal Images Group via Getty Images)" /> Istnieje niejasne wyznanie samego Darwina, uczynione pod koniec życia w nieprzeznaczonej do druku autobiografii, którą napisał dla najbliższej rodziny. „Podczas podróży na »Beagle« – wspomina – wielkie wrażenie wywarło na mnie odkrycie w formacjach skalnych na Pampie wielkich skamieniałych zwierząt pokrytych pancerzem podobnym do tego, który noszą współczesne pancerniki”. Wspomniał też o gatunkach nandu i ptakach z Galapagos, różniących się wyglądem w zależności od wyspy. „Było oczywiste, że tego rodzaju fakty, oraz wiele innych, można wytłumaczyć, jeśli założy się, że gatunki stopniowo się zmieniają; ten temat mnie dręczył”. Dręczył też przez następne lata innych uczonych. Przełomowe dzieło „O powstawaniu gatunków” Statek „Beagle” po ukończeniu prac kartograficznych w Ameryce Południowej i rocznej podróży dookoła świata dotarł do Anglii w październiku 1836 r. Darwin miał już 27 lat i pod wieloma względami był innym człowiekiem niż przed wyprawą. Nie myślał już o wiejskiej plebanii, postanowił poświęcić się nauce. Okazy powierzył specjalistom – ptaki Gouldowi, kopalne ssaki Owenowi, gady zoologowi Thomasowi Bellowi. Sam zabrał się do porządkowania myśli i weryfikowania podejrzeń. Jego notatniki są świadectwem jednoosobowej „burzy mózgów” na temat strusi, gwanako i zagadnienia „czy jeden gatunek zmienia się w inny”. A jeśli się zmienia, to w jaki sposób zachodzi ta transmutacja? Mniej więcej półtora roku później, gdy do swoich rozmyślań dołożył kolejny ważny fragment (koncepcja nadmiernej płodności i walki o byt zapożyczona z teorii ludnościowej Tomasza Malthusa), Darwin dotarł do sedna. Dobór naturalny sprawia, że w każdej populacji osobniki, które są najlepiej przystosowane, przeżywają i zostawiają potomstwo, a pozostałe – nie. Potem tę teorię rozwijał, dopracowywał i zazdrośnie strzegł przez 20 lat. Aż wreszcie młody człowiek, niejaki Alfred Russel Wallace doszedł do tych samych wniosków i zmusił Darwina do działania. Był rok 1858. Darwin już od jakiegoś czasu pisał długi, opatrzony szczegółowymi przypisami traktat o doborze naturalnym, ale miał go jeszcze w proszku. Wpadł w panikę, że ktoś go ubiegnie, odłożył zatem wielkie dzieło i szybko sklecił jego „streszczenie”. Mówił o tym tomie, że jest „okropny”, bo po dziesięcioleciach rozmyślań i wahań pisał go pospiesznie i w bólach. Dzieło ukazało się w listopadzie 1859 r. pod tytułem „O powstawaniu gatunków drogą doboru naturalnego” i od razu stało się bestsellerem. Za życia Darwina wyszło jeszcze pięć wydań. Chyba nikt nie wątpi, że jest to najważniejsza książka naukowa, jaką kiedykolwiek wydano drukiem. Po 150 latach nadal jedni darzą ją czcią, inni zaś żywą niechęcią. „O powstawaniu gatunków” wciąż wywiera na nas znaczący wpływ – choć, niestety, niewiele osób naprawdę ją przeczytało.
Lista miejsc, które chcemy odwiedzić. Parki narodowe Ameryki Południowej
Parki narodowe Manú, Iguaçu, Galapagos, Canaima
Zielony raj - PN Manú Park Narodowy Manú jest jednym z najbogatszych na świecie pod względem przyrodniczym. To 1,5 mln ha zielonej masy przeciętej rzeką Manú i rozbrzmiewającej głosami tropikalnych stworzeń. Samych ptaków żyje tu 850 gatunków, zaś ssaków dwie setki. Równie imponujące liczby opisują bogactwo flory. Na jednym hektarze może rosnąć 200 gatunków drzew (dla porównania w całej Polsce, jeśli skrupulatnie policzymy, wyjdzie ok. 40 rodzimych gatunków). Te dane oczywiście stale się zmieniają, bo w parku ciągle są odkrywane nowe gatunki. Gardło diabła - PN Iguaçu Jak czuje się człowiek w Gardzieli Diabła? Wspaniale! Co prawda jest tak głośno, że nie słychać sąsiada, który prosi o zrobienie zdjęcia, a to i tak nie wyjdzie, bo obiektyw natychmiast zostanie ochlapany mikroskopijnymi kropelkami wody. Ale to właśnie tu, w Parku Narodowym Iguaçu, można odczuć całą siłę żywiołu. Wodospady najlepiej podziwiać z pomostów (dostępnych także dla osób na wózkach) wchodzących w sam środek „gardzieli”. A także z łódek pływających na dole. Polecamy zarówno argentyńską, jak i brazylijską część parku. PN Iguaçu gdzie: na granicy Argentyny i Brazylii, 17 km od Paragwaju kiedy: cały rok więcej: www.iguazuargentina.com (Fot. Shutterstock) Wyspy Darwina - PN Galapagos Rozsławione przez Karola Darwina, twórcę teorii ewolucji, dziś przechodzą rewolucję – ekologiczną. Przepisy dotyczące zwiedzania Parku Narodowego Galapagos (także rezerwatu wodnego) są coraz bardziej restrykcyjne. Oczywiście tak jak w innych parkach nie wolno dotykać zwierząt (tyle że czasem same podchodzą lub podpływają do człowieka). Wskazane jest także, by wszędzie poruszać się z przewodnikiem. Wszystko, by przez nieuwagę nie zakłócić delikatnego ekosystemu wysp. Największą atrakcją są podwodne wyprawy, w czasie których można zobaczyć m.in. rekiny młoty. Symbolem parku pozostały jednak żółwie słoniowe oraz legwany. PN Galapagos gdzie: wyspy na Pacyfiku należące do Ekwadoru kiedy: najlepiej od sierpnia do listopada więcej:www.galapagosislands.com (Fot. Shutterstock) Wodospad ze stołu - PN Canaima W języku miejscowych Indian Canaima oznacza „boga grzmotów”. To właśnie tu znajduje się najwyższy wodospad na świecie Salto Angel, który ma aż 980 m wysokości. Magnesem przyciągającym nie tylko podróżników, ale i wspinaczy czy miłośników base jumpingu są tepui, czyli góry stołowe. Te arcyciekawe formacje skalne, wykształcone wskutek erozji płaskowyżu, pokrywają 65 proc. parku. Canaima to raj także dla biologów. Aż jedna trzecia gatunków roślin tu występujących to endemity. PN Canaima gdzie: Wenezuela kiedy: cały rok więcej: whc.unesco.org/en/list/701 (Fot. Shutterstock) Parki Ameryki Południowej wybór Travelera
Dziewięć lat temu dwóch ludzi podjęło się niezwykłej misji. Chcieli jako pierwsi sporządzić dokumentację wszystkich 39 gatunków legendarnych rajskich ptaków. Po 18 wyprawach i wykonaniu blisko 40 tysięcy fotografii zadanie zostało wykonane.
Na Nowej Gwinei kangury wspinają się na drzewa, a motyle wielkości dużych talerzy śmigają po lesie deszczowym, w którym ssaki składające jaja taplają się w błocie. Żaby mają nosy jak Cyrano de Bergerac, a rzeki są pełne tęczowych ryb. Jednak żaden z cudów nowogwinejskiej przyrody nie zafascynował naukowców tak jak stworzenia, które XIX-wieczny przyrodnik Alfred Russel Wallace nazwał najbardziej niezwykłymi i najpiękniejszymi z pierzastych mieszkańców ziemi. Miał na myśli rajskie ptaki. 39 ich gatunków spotyka się tylko na Nowej Gwinei i kilku pobliskich obszarach. Mimo dziesięcioleci obserwacji i badań nikomu nie udało się zobaczyć ich wszystkich – aż do tej pory. W 2003 r. Edwin Scholes, ornitolog z Uniwersytetu Cornella, oraz Tim Laman, biolog i fotograf, rozpoczęli planowanie misji, której celem było wykonanie dokumentacji wszystkich gatunków rajskich ptaków. Zajęło im to osiem lat i wymagało podjęcia 18 wypraw w jedne z najbardziej egzotycznych obszarów naszej planety. Poprzez zdjęcia, filmy wideo i nagrania dźwiękowe (nie wspominając o staromodnych notatnikach) Scholes i Laman uwiecznili rytuały godowe i działania nieznane wcześniej nauce. Świat przyrody zna niewiele spektakli równie dziwacznych jak zachowania godowe samców z rodziny cudowronkowatych (Paradisaeidae). Eksplozje złotych piór, komiczne tańce, stosiny przypominające anteny robotów, opalizujące kryzy i bufki, kołnierze i wachlarze, a także kolory przyćmiewające wszelkie klejnoty – cała ta ekstrawagancja ma tylko jeden cel: zwrócenie uwagi tylu samic, ilu się da. Rajskie ptaki stanową skrajny przykład opisanej przez Karola Darwina teorii doboru płciowego – samice wybierają samców w oparciu o kilka pociągających cech, zwiększając tym samym szanse, że cechy te będą przekazywane z pokolenia na pokolenie. Na Nowej Gwinei obfitość pożywienia i niewielka liczba drapieżników umożliwiły ptakom rozkwit i wyolbrzymianie ich najbardziej atrakcyjnych cech do stopnia, który nawet pozbawieni polotu naukowcy nazwali absurdalnym. Jaskrawe pióra od tysięcy lat były cenione w Azji jako ozdoby. Łowcy, którzy w XVI w., sprzedawali pierwsze okazy Europejczykom, często usuwali skrzydła i nogi ptaków, by podkreślić pióra, dzięki czemu powstała opinia, że są to w dosłownym sensie ptaki bogów, fruwające w niebiosach bez żadnego spoczynku i czerpiące pożywienie z rajskich mgieł. W XXI w. Laman i Scholes postawili sobie za cel sporządzenie dokumentacji zachowań tych ptaków w sposób, jakiego nikt nigdy nie próbował – z perspektywy samic. Na wyspie Batanta, położonej na zachód od Nowej Gwinei, Laman wspiął się na wysokość 50 m, w korony lasu deszczowego, żeby sfotografować rytuał godowy cudowronki czerwonej. Na półwyspie Huon, jakieś 2 tys. km na wschód, przymocował do gałęzi drzewa aparat skierowany obiektywem w dół, aby okiem samicy popatrzeć na kolorowe pióra na piersiach i fascynującą baletową spódniczkę samca sześciopióra garbonosego. Badacze mieli już doświadczenia w tropikach, ale wszystkiego nie da się przewidzieć. Dwa razy dryfowali więc po morzu, gdy zawiodły silniki ich łodzi. Za elektryzujące chwile, takie jak pierwszy widok samca astrapii czarnej do góry nogami (w postawie godowej), musieli zapłacić 2 tys. godzin obserwacji i milczącego wyczekiwania w kryjówkach. Wypatrzenie niebiesko-czarnego fałdowrona lśniącego w czerwcu 2011 r. oznaczało koniec ich poszukiwań. Scholes i Laman liczą na to, że ich praca będzie sprzyjać ochronie przyrody na Nowej Gwinei, gdzie do tej pory siedliska ptaków były bezpieczne po prostu dzięki swemu oddaleniu. Jak napisał Wallace: Wygląda na to, że natura zrobiła wszystko, żeby te jej największe skarby nie straciły wartości poprzez to, że zbyt łatwo je zdobyć. Grant NGS Ten projekt został sfinansowany po części dzięki twojemu członkostwu w Towarzystwie National Geographic oraz współpracy z Laboratorium Ornitologii Uniwersytetu Cornella. Alfred Russel Wallace, badacz z XIX w., jako jeden z pierwszych obserwował rajskie ptaki w stanie dzikim. Podążając jego śladem, Tim Laman (u góry z prawej) i Edwin Scholes odwiedzili 51 miejsc. Na indonezyjskiej wyspie Waiego wypatrzyli latawca krasnogrzbietego, ptaka przypominającego klejnot. (Fot. Biblioteka Ksiąg Rzadkich i Rękopisów, Uniwersytet Columbia) Warto wiedzieć: Rajskie ptaki Spotyka się je tylko we wschodniej Australii, na Nowej Gwinei i okolicznych wyspach. Żyją na wielu wysokościach, od bagnistych nizin po wilgotne lasy w wysokich partiach gór, ponad 3500 m nad poziomem morza. Dzięki obfitości pożywienia, różnorodnym siedliskom i nielicznym drapieżnikom ta grupa ptaków mogła zróżnicować się mocno na drodze ewolucji. Jedne mają zaledwie 16, a inne aż 125 cm, są ptaki o burym upierzeniu i takie, które olśniewają barwami. Rajskie ptaki (Rys: Fernando G. Baptista; Fanna Gebreyesus; Źródła: Edwin Scholes; Tim Laman) DUMA TROPIKÓW Członkowie rodziny Paradisaeidae występują na niewielkim fragmencie globu obejmującym Nową Gwineę i kilka sąsiednich wysp oraz skrawki wschodniej Australii. DUMA TROPIKÓW (MAPY: MAGGIE SMITH; NG MAPS)
W ręce umysł spotyka się ze światem. My, ludzie, używamy rąk do rozpalania ognisk i szycia kołder, do pilotowania samolotów, pisania, kopania, wycinania nowotworów i wyciągania królików z kapeluszy. Ludzki mózg, ze swą nieograniczoną kreatywnością, jest być może tym, co czyni nasz gatunek tak wyjątkowym, ale bez rąk wszystkie idee, które obmyślamy, byłyby jedynie bardzo długą listą rzeczy do zrobienia.
Przyczyną, dla której możemy wykorzystywać nasze ręce do tak wielu czynności, jest ich niezwykła anatomia. Pod skórą dłoni znajduje się wyjątkowe połączenie tkanek. Sam tylko kciuk jest poruszany przez dziewięć różnych mięśni. Jedne są przyczepione do kości w obrębie dłoni, podczas gdy inne sięgają aż do przedramienia. Nadgarstek to ruchome skupisko kości i więzadeł, przetykane naczyniami krwionośnymi oraz nerwami. Te nerwy rozgałęziają się i biegną do czubków wszystkich palców. Ręka może wytwarzać zarówno minimalne, jak i ogromne siły. Zegarmistrz za pomocą swoich rąk umieszcza pod mikroskopem, we właściwym miejscu, sprężynkę zegarka, a baseballowy miotacz, korzystając z tej samej anatomii, może cisnąć piłeczkę z prędkością 160 km/godz. Ręka jest tak niezwykła, że wielki szkocki chirurg, sir Charles Bell, poświęcił jej w 1833 r. całą książkę – The Hand: Its Mechanism and Vital Endowments, as Evincing Design (Ręka, jej mechanizm i podstawowe możliwości jako dowód projektu). W tym czasie zaczynał szerzyć się pogląd, że życie powstało na drodze ewolucji, jednak Bell uważał, iż wystarczy uważnie przyjrzeć się ludzkiej dłoni, aby odrzucić takie bzdury. Stanowi ona ostateczny i najlepszy dowód zasady celowości, która świadczy o projekcie powstałym w trakcie stworzenia – pisał. Argument Bella ma tylko jedną słabą stronę – nie wyjaśnia, dlaczego inne gatunki też mają dłonie. Nikt nie będzie kwestionował faktu, że pięć palców kończących ramię orangutana to właśnie dłoń. Inne przypadki wymagają nieco dokładniejszego zbadania. Skrzydła nietoperza wyglądają jak płaty skóry, ale pod tą skórą nietoperz ma te same pięć palców co orangutan lub człowiek. A także nadgarstek, złożony z tej samej grupy kości połączonych z długimi kośćmi ramienia. Kiedy Karol Darwin pisał swoje dzieło O powstawaniu gatunków, wspomniał o tej osobliwej zbieżności. Cóż może być dziwniejszego – pytał – nad to, że wykształcona do chwytania ręka człowieka, grzebiąca kończyna kreta, noga konia, płetwa morświna i skrzydło nietoperza są zbudowane według tego samego planu? Dla Darwina odpowiedź była jasna: jesteśmy kuzynami nietoperzy oraz wszystkich innych zwierząt posiadających dłonie i wszyscy odziedziczyliśmy je po wspólnym przodku. Pragnąc dowiedzieć się, w jaki sposób wyewoluowały dłonie, przez ostatnie 150 lat naukowcy odkopywali skamieniałości na wszystkich kontynentach. Porównywali anatomię dłoni żyjących zwierząt. Badali geny budujące dłonie. I raz za razem odkrywali fakty potwierdzające tezę Darwina. Nasze ręce zaczęły się formować co najmniej 380 mln lat temu z płetw – nie tych cienkich, pofałdowanych płetw złotych rybek, tylko umięśnionych, mocnych płetw wymarłych przodków współczesnych ryb dwudysznych. Wewnątrz tych płatów znajdowało się kilka masywnych kości odpowiadających szkieletom naszych rąk. Z czasem u potomków tych istot wytworzyły się mniejsze kości będące odpowiednikami kośćca nadgarstka i palców. Później pojawiły się i rozdzieliły palce, co pozwoliło zwierzętom chwytać podwodną roślinność, przez którą się przedzierały. Wczesne dłonie były bardziej oryginalne niż dzisiejsze. Niektóre gatunki miały siedem palców, inne osiem. Jednak w okresie, kiedy kręgowce zaczęły chodzić po suchym lądzie, 340 mln lat temu, dłoń była już ograniczona do zaledwie pięciu palców. I nigdy nie odzyskała ich pierwotnej mnogości – z powodów, których naukowcy jeszcze nie znają. Mimo to u żyjących gatunków występuje ogromna różnorodność form dłoni, od płetw delfina, poprzez skrzydła orła, aż po haczyki, na których wiszą leniwce. Badając je, naukowcy zaczynają poznawać molekularne przemiany, które doprowadziły do tak ogromnego zróżnicowania – a także pojmować, że mimo zewnętrznych różnic wszystkie te zakończenia przednich kończyn mają mniej więcej taki sam początek. Istnieje sieć wielu genów budujących dłoń i wszystkie jej odmiany powstają dzięki wariantom tej samej sieci. Jedne geny tworzą nadgarstek, inne wydłużają palce. Wystarczą niewielkie przesunięcia w tych genach, żeby palce stały się dłuższe, żeby niektóre z nich zniknęły, żeby paznokcie zamieniły się w szpony. Odkrycie molekularnej skrzynki narzędziowej do budowy dłoni pozwoliło uczonym głębiej zrozumieć wspaniałe spostrzeżenie Darwina. Przy całym odmiennym wyglądzie skrzydła sępa i łapy lwa różnica między nimi może sprowadzać się do drobiazgów – nieco więcej jednego białka tutaj, nieco mniej innego tam. Darwin mógł dostrzegać tylko zewnętrzne oznaki tego, że ręce wyewoluowały od wspólnego przodka. Dziś naukowcy poznają także wewnętrzne przejawy tego faktu.
Dwustulecie urodzin Darwina. Ojciec ewolucji byłby zachwycony, widząc, jak jego teoria wpłynęła na rozwój nauki.Zaledwie na dwa tygodnie przed swoją śmiercią Karol Darwin napisał krótki referat na temat maleńkiego małża przyczepionego do nogi wodnego chrząszcza znalezionego w pewnej sadzawce w angielskim regionie Midlands.
To była jego ostatnia publikacja. Człowiekiem, który przysłał mu owego chrząszcza, był niejaki Walter Drawbridge Crick, młody szewc i przyrodnik amator. Ten szewc ożenił się w końcu i miał syna o imieniu Harry, który z kolei miał syna imieniem Francis. W 1953 r. Francis Crick wraz z Jamesem Watsonem, młodym Amerykaninem, mieli dokonać odkrycia, które doprowadziło do tryumfalnego potwierdzenia prawie wszystkiego, co Darwin wywnioskował na temat ewolucji. Źródłem tego potwierdzenia nie były skamieniałości ani okazy żywych stworzeń, ani też drobiazgowa analiza ich narządów. Była nim księga. Watson i Crick stwierdzili, że każdy organizm skrywa w komórkach chemiczny szyfr swojego powstania, tekst zapisany językiem wspólnym dla każdej postaci życia – prostym, czteroliterowym kodem DNA. Wszystkie istoty organiczne, jakie kiedykolwiek żyły na tej ziemi, pochodzą od jakiejś wspólnej formy wyjściowej – napisał Darwin. Prawdę mówiąc, zgadywał. Aby zrozumieć historię ewolucji – zarówno jej przebieg, jak i mechanizm – współcześni Darwinowie nie muszą zgadywać. Zaglądają do genetycznej księgi. Weźmy np. słynne zięby z Galapagos. Darwin widział, że ich dzioby mają zróżnicowany kształt – jedne były szerokie i głębokie, inne wydłużone, jeszcze inne małe i krótkie. Uczony wysnuł nieco spóźniony wniosek, że pomimo tych różnic wszystkie zięby z Galapagos są bliskimi kuzynkami. Gdy widzi się to stopniowanie i różnorodność w budowie jednej małej i ściśle spokrewnionej grupy ptaków – napisał w Podróży na okręcie »Beagle« – można by rzeczywiście wyobrazić sobie, że przy początkowym ubóstwie ptaków na tym archipelagu jeden gatunek został wybrany i zmieniony dla różnych celów. To także były natchnione domysły. Ale analizując bliskie podobieństwo ich kodów genetycznych, dzisiejsi badacze potwierdzają, że zięby z Galapagos faktycznie pochodzą od pojedynczego gatunku (ptaka, którego najbliższym żyjącym krewnym jest ziarnojadek szary). DNA nie tylko potwierdza prawdziwość ewolucji, ale także ukazuje, na najbardziej podstawowym poziomie, w jaki sposób zmienia ona żywe organizmy. Ostatnio Arhat Abzhanov z Uniwersytetu Harvarda oraz Cliff Tabin z Harwardzkiej Szkoły Medycznej rozpoznali konkretne geny odpowiedzialne za niektóre z kształtów tych dziobów. Geny to sekwencje liter DNA, które po uaktywnieniu przez komórkę wytwarzają określone białko. Abzhanov i Tabin stwierdzili, że gdy gen powiązany z białkiem o nazwie BMP4 zostaje uaktywniony („pobudzony”) w rozwijającej się szczęce zarodka ziarnojada, dziób staje się głębszy i szerszy. Ów gen jest najsilniej pobudzony u darwinki wielkodziobej (Geospiza magnirostris), która używa swego mocnego dzioba do rozłupywania dużych nasion i orzechów. U innych zięb pewien gen pobudza białko o nazwie kalmodulina, które sprawia, że dziób jest cienki i długi. Ten gen jest najaktywniejszy u darwinki grubodziobej (G. conirostris), która wydłużonym dziobem szuka ziaren w owocach kaktusów. Na innym archipelagu, u zachodnich wybrzeży Florydy, myszy żyjące na plażach mają jaśniejszą sierść niż te z lądu stałego. To sprawia, że są mniej widoczne na jasnym piasku – sowy, jastrzębie i czaple zjadają więcej słabo zakamuflowanych gryzoni, dzięki czemu pozostałe mogą się rozmnażać. Hopi Hoekstra, też z Harvardu, odkryła, że ta różnica koloru wynika ze zmiany pojedynczej litery w jednym genie, co zmniejsza produkcję pigmentu w sierści. Mutacja nastąpiła po powstaniu tych piaszczystych wysp, niespełna 6 000 lat temu. Największym osiągnięciem Darwina była myśl, że za rozmaitość cech widocznych u spokrewnionych gatunków odpowiada w znacznym stopniu dobór naturalny. Dziś w dziobach zięb i sierści myszy faktycznie widzimy działanie tego doboru formującego i modyfikującego DNA genów oraz ich pobudzanie, aby przystosować organizm do określonych warunków. Darwin, który zakładał, że ewolucja posuwa się w niesłychanie powolnym tempie, zauważalnym jedynie w skamieniałościach, byłby równie uszczęśliwiony innym odkryciem. U tych samych zięb z Galapagos współcześni Darwinowie obserwują ewolucję w czasie rzeczywistym. W 1973 r. Peter i Rosemary Grantowie (obecnie Uniwersytet Princeton) rozpoczęli coroczne obserwacje populacji zięb na Daphne Major, wysepce w archipelagu Galapagos. Wkrótce odkryli, że zięby ewoluowały niemal z roku na rok, w miarę jak warunki na wyspie przechodziły z wilgotnych w suche i z powrotem. Początkowo żyły tam tylko dwa regularnie rozmnażające się gatunki darwinek, z których jedną była darwinka czarna (G. fortis), żywiąca się małymi nasionami. Gdy w 1977 r. wyspę dotknęła susza i drobnych nasion zaczęło brakować, darwinki czarne musiały zacząć się żywić nasionami większymi i twardszymi. Te z okazalszymi dziobami radziły sobie lepiej i przeżyły, przekazując tę cechę potomstwu. Kolejna zmiana zaszła, kiedy w 1982 r. pojawił się konkurent – darwinka wielkodzioba(G. magnirostris), która też zjada duże, twarde nasiona. Przez wiele lat oba gatunki koegzystowały i w 2002 r. stały się niezwykle liczne. Ale wtedy nastąpiła susza i do 2005 r. pozostało przy życiu tylko 13 wielkodziobych i 83 czarne darwinki. Co ciekawe, zamiast przystosowania się do suszy poprzez zjadanie większych nasion, tak jak 28 lat wcześniej, u ocalałych darwinek czarnych nastąpiło wyraźne zmniejszenie dziobów, gdyż rywalizując z większymi kuzynkami, starały się znaleźć sobie niszę i żywiły się bardzo małymi nasionami. Darwinka z mniejszym dziobem nie jest nowym gatunkiem, ale Peter Grant uważa, że wystarczy kilka takich epizodów, a powstanie nowa darwinka, która nie będzie się chciała krzyżować z przedstawicielami gatunku swoich rodziców. Zmiany widoczne w przypadku zięb z Galapagos to przykład radiacji adaptacyjnej, w ramach której każdy gatunek ewoluuje od wspólnego przodka, by wykorzystać określony rodzaj pożywienia. Kolejny przykład tego procesu zaobserwowano w jeziorach i rzekach Wielkich Rowów Afrykańskich. Żyje tam ok. 2 000 gatunków pielęgnic – ryb, które wyewoluowały od nielicznych przodków, czasem w mgnieniu oka, jeśli brać pod uwagę czas geologiczny. Na przykład Jezioro Wiktorii – największy z tych zbiorników – było całkowicie suche jeszcze 15 tys. lat temu. Wszystkie 500 gatunków miejscowych pielęgnic powstało od tamtej pory na drodze ewolucji z garstki gatunków niewiadomego pochodzenia. Podobnie jak zięby, pielęgnice przystosowały się do pożywienia pochodzącego z różnych środowisk, takich jak skaliste lub piaszczyste połacie dna jeziora. Jedne gatunki jedzą glony i mają gęste zęby nadające się do zeskrobywania i odrywania materiału roślinnego, natomiast inne, żywiące się ślimakami, dysponują grubymi, potężnymi szczękami, którymi mogą miażdżyć ich muszle. A jaki gen decyduje o pogrubieniu tych szczęk? To gen odpowiadający za białko BMP4 – ten sam, który sprawia, że darwinka wielkodzioba z Galapagos ma głęboki i szeroki dziób. Czy może być lepszy dowód na słuszność wiary Darwina we wspólnotę wszystkich gatunków niż znalezienie tego samego genu, wykonującego to samo zadanie u ptaków i ryb żyjących na różnych kontynentach? W dziele O powstawaniu gatunków Darwin taktownie nie wspomniał o tym, jak jego teoria rozszerza tę wspólność, obejmując nią rodzaj ludzki. Po 10 latach stawił czoło tej kwestii w pracy O pochodzeniu człowieka. Byłby uszczęśliwiony, wiedząc, że pewien gen, zwany FOXP2, ma kluczowe znaczenie zarówno dla normalnego rozwoju mowy u ludzi, jak i śpiewu u ptaków. W 2001 r. Simon Fisher wraz z kolegami z Uniwersytetu Oksfordzkiego odkrył, że mutacja tego genu powoduje zaburzenia językowe u ludzi. Później wykazał, że u myszy ów gen jest niezbędny do nauki sekwencji szybkich ruchów; bez niego w mózgu nie powstają połączenia, które zapisują tę umiejętność. U istot ludzkich FOXP2 jest zapewne konieczny do nauki wyrafinowanych drgań warg i języka, za pomocą których wyrażamy nasze myśli. Później Constance Scharff z Wolnego Uniwersytetu w Berlinie odkryła, że ten sam gen jest bardziej aktywny w pewnej części mózgu młodych zeberek akurat wtedy, kiedy te ptaszki uczą się śpiewać. Wykazując szatańską pomysłowość, członkowie jej zespołu infekowali mózgi zeberek specjalnym wirusem, niosącym zwierciadlaną kopię części genu FOXP2, co tłumiło naturalne pobudzenie genu. Rezultat był taki, że ptaszki nie tylko śpiewały w sposób bardziej zróżnicowany niż zazwyczaj, ale także niedokładnie naśladowały piosenki dorosłych osobników. Podobnie u dzieci ze zmutowanymi genami FOXP2 mowa jest zróżnicowana i niedokładnie naśladuje mowę dorosłych. Dzisiejsi darwinowie wiedzą doskonale, w jaki sposób presja zewnętrzna, taka jak rywalizacja i zmiany środowiska, może tworzyć nowe gatunki. Jednak Karol Darwin zaproponował jeszcze inny napęd ewolucji: dobór płciowy. W Jeziorze Wiktorii pielęgnice mają wzrok dostosowany do światła w swoim otoczeniu. Ole Seehausen z Uniwersytetu Berneńskiego stwierdził, że samce wykształciły jaskrawe kolory, by przykuć uwagę samic: zazwyczaj są czerwone w pobliżu dna jeziora, a niebieskie na mniejszych głębokościach. Wygląda na to, że niebieskie i czerwone populacje różnicują się genetycznie – co sugeruje, że reprezentują dwa odrębne gatunki w stadium powstawania. Jeżeli dobór naturalny jest przetrwaniem najlepiej przystosowanych (to określenie ukute przez filozofa Herberta Spencera, a nie przez Darwina), to dobór płciowy należy nazwać rozmnażaniem najseksowniejszych. Ma on ten rozkoszny skutek, że prowadzi do powstawania broni, ozdób, pieśni i barw, zwłaszcza u samców. Darwin uważał, że niektóre z tych ozdób, choćby rogi jeleni, służą samcom do walki między sobą o samice, natomiast inne, np. ogony pawi, pomagają samcom „oczarowywać” samice i skłaniać je do godów. Prawdę mówiąc, była to myśl zrodzona z rozpaczy, gdyż bezużyteczne piękno niepokoiło go jako ewidentny wyjątek od bezlitośnie praktycznego działania doboru naturalnego. W kwietniu 1860 r. Darwin napisał do amerykańskiego botanika Asy Graya: Widok pióra w pawim ogonie, ilekroć je zobaczę, przyprawia mnie o mdłości! Jego poglądy na temat doboru płciowego zostały uprzejmie zignorowane przez wiktoriańską opinię publiczną, która była lekko zgorszona myślą, że samice mogą aktywnie wybierać partnerów, zamiast skromnie poddawać się awansom samców. Nawet biolodzy odrzucili tę ideę na jakieś sto lat, gdyż zaczęli obsesyjnie dowodzić, że powstające cechy mają służyć gatunkowi, a nie jednostkom. Jednak dziś wiemy, że Darwin miał całkowitą rację. U wszystkich gatunków, od ryb i ptaków po owady i płazy, samice zbliżają się do najatrakcyjniejszych samców i zapraszają je do kopulacji. Darwin nie snuł zbyt wielu przypuszczeń, dlaczego samice wybierają bogato zdobionych samców, lecz ta kwestia nadal fascynuje biologów, gdyż mają dla niej dwa równie dobre wyjaśnienia. Jednym jest po prostu moda. Kiedy samice wybierają olśniewających samców, inne samice muszą iść za ich przykładem albo ryzykować, że będą miały synów, którzy nie przykują uwagi samic. Drugie wytłumaczenie jest bardziej subtelne. Hodowanie ogona jest dla pawia wyczerpujące i niebezpieczne. Na piękne pióra mogą sobie pozwolić tylko najzdrowsze samce: pasożyty, niedożywienie i niestaranne czyszczenie sprawią, że ogon będzie nijaki. Zatem lśniące pióra stanowią coś, co biolodzy ewolucyjni nazywają „niezawodnym wskaźnikiem sprawności”. Słabsze samce pawi nie mogą go sfałszować. A samice, instynktownie wybierając najlepszych partnerów, nieświadomie przekazują ich geny swojemu potomstwu. W przypływie fantazji Darwin stwierdził, że dobór płciowy może tłumaczyć różnice rasowe u ludzi: Wiemy, że każda rasa ma własny ideał piękna (…). Wybór bardziej pociągających kobiet przez mężczyzn potężniejszych, którzy potem będą mogli wychować przeciętnie większą liczbę dzieci, po upływie wielu pokoleń mógłby do pewnego stopnia spowodować wykształcenie się cech plemienia. Werdykt w tej sprawie jeszcze nie zapadł, ale istnieją przesłanki, że Darwin przynajmniej częściowo mógł mieć rację. Weźmy niebieskie oczy. Darwin, jak wielu Europejczyków, miał takie. Na początku 2008 r. Hans Eiberg i jego koledzy z Uniwersytetu Kopenhaskiego ogłosili, że znaleźli mutację genetyczną wspólną dla wszystkich ludzi o czysto niebieskich oczach. Jest nią zmiana jednej litery, z A na G, w długim ramieniu chromosomu 15, co osłabia pobudzenie genu o symbolu OCA2, zaangażowanego w wytwarzanie pigmentu, który przyciemnia oczy. Porównując DNA Duńczyków i mieszkańców Turcji oraz Jordanii, Eiberg obliczył, że ta mutacja nastąpiła zaledwie 6 000–10 000 lat temu, długo po wynalezieniu rolnictwa, u konkretnego osobnika żyjącego gdzieś w okolicach Morza Czarnego. Zatem Darwin mógł mieć swoje niebieskie oczy dlatego, że w DNA dziecka neolitycznego rolnika została błędnie zapisana jedna litera. Dlaczego ta zmiana genetyczna rozprzestrzeniła się z takim powodzeniem? Nie ma dowodów na to, że niebieskie oczy ułatwiają ludziom przetrwanie. Być może ta cecha była powiązana z jaśniejszą skórą, która przepuszcza więcej słońca potrzebnego do syntezy witaminy D. To byłoby szczególnie ważne, kiedy ludzie w północnych, mniej słonecznych klimatach zaczęli w większym stopniu żywić się zbożem, które jest ubogie w tę witaminę. Z drugiej strony niebieskookie osoby mogły mieć więcej potomstwa głównie dlatego, że przypadkiem, w tym rejonie geograficznym były bardziej atrakcyjne dla płci przeciwnej. Tak czy owak, wytłumaczenie prowadzi prosto do obu teorii Darwina – doboru naturalnego i płciowego. Co ciekawe, zamiana liter, która sprawia, że oczy są niebieskie, nie odbywa się w samym genie pigmentu, tylko w pobliskim fragmencie zapisu DNA kontrolującym pobudzenie tego genu. Stanowi to potwierdzenie idei mówiącej, że ewolucja działa nie tyle poprzez zmianę genów, co przez modyfikację sposobu, w jaki są one włączane i wyłączane. Pojęcie genetycznych przełączników wyjaśnia upokarzającą niespodziankę, że istoty ludzkie wydają się nie posiadać żadnych specjalnych ludzkich genów. W ciągu minionej dekady, kiedy naukowcy porównywali genom człowieka z genomami innych stworzeń, okazywało się, że dziedziczymy nie tylko zbliżoną do myszy liczbę genów – niespełna 21 000 – ale w większości przypadków są to te same geny. Tak jak nie potrzeba różnych słów do napisania różnych książek, nie trzeba też nowych genów do powstania nowego gatunku. Wystarczy zmienić porządek i wzór ich wykorzystania. Być może większa liczba naukowców powinna to sobie uświadomić znacznie wcześniej. W końcu ciała nie są montowane jak maszyny w fabrykach, tylko rosną i rozwijają się, więc w ewolucji zawsze musiało chodzić raczej o zmianę procesu wzrostu niż określenie końcowego produktu tego wzrostu. Innymi słowy, żyrafa nie potrzebuje specjalnych genów, by mieć długą szyję. Jej geny regulujące wzrost szyi są takie same jak u myszy, tylko mogą być włączone przez dłuższy czas, dzięki czemu żyrafa ma w końcu dłuższą szyję. W 2004 r. w kanadyjskiej arktyce Neil Shubin z Uniwersytetu Chicagowskiego wraz z kolegami odnalazł liczącą 375 mln lat skamieniałość – stworzenie wypełniające lukę między rybami a zwierzętami lądowymi. Nazwali je Tiktaalik, co w języku miejscowych Inuitów znaczy „duża, słodkowodna ryba”. Choć Tiktaalik najwyraźniej był rybą, z łuskami i płetwami, posiadał też płaską, płazią głowę z wyraźnie zaznaczoną szyją, wewnątrz płetw zaś kości, odpowiadające ramiennym i przedramiennym, a nawet nadgarstkom zwierząt lądowych – jeśli kiedykolwiek istniało brakujące ogniwo, to był nim właśnie on. Niewykluczone, że stworzenie to mogło nawet żyć na płyciznach albo pełzać w błocie, uciekając przed drapieżnikami. Geny skamieniałości zaginęły w mgle czasu, ale naukowcy zainspirowani tym odkryciem zbadali jej żyjący substytut – prymitywną rybę kostną zwaną wiosłonosem amerykańskim – i stwierdzili, że wzór pobudzenia genu tworzącego kości w jego płetwach jest bardzo zbliżony do tego, w wyniku którego powstają kończyny w zarodku ptaka lub ssaka. Różnica polega tylko na tym, że u ryby ten gen jest włączony krócej. To odkrycie obaliło długo wyznawany pogląd, że nabycie kończyn wymagało jakiegoś przełomowego wydarzenia ewolucyjnego. Choć współczesna genetyka potwierdza słuszność tez Darwina na wszelkie sposoby, zwraca też uwagę na jego największą pomyłkę – poglądy na mechanizm dziedziczenia. Darwin uważał, że organizm łączy w sobie cechy rodziców, a później nabrał przekonania, że przekazuje on też cechy nabyte w ciągu swojego życia. Nigdy nie pojął, tak jak Grzegorz Mendel, skromny mnich z Moraw, że organizm wcale nie jest mieszaniną dwojga własnych rodziców, tylko rezultatem połączenia całego mnóstwa indywidualnych cech, przekazanych mu przez ojca i matkę od ich rodziców, a wcześniej przez ich dziadków. Praca Mendla na temat cząsteczkowego charakteru dziedziczenia została opublikowana w mało znanym lokalnym czasopiśmie w 1866 r., zaledwie siedem lat po dziele O powstawaniu gatunków. Mnich, pełen nadziei, wysłał ją do kilku czołowych naukowców swoich czasów, ale na ogół został zignorowany. Umarł na wiele lat przed uznaniem doniosłości swojego odkrycia. Jednak jego spuścizna, podobnie jak Darwina, nigdy nie była bardziej żywa niż dziś.