Mokslas ir IT

2019.05.28 19:12

Iššūkis Darwino teorijai: kodėl ne visos beždžionės tapo žmonėmis ir kodėl žirafos tokios aukštos

Tautvydas Lukaševičius, LRT.lt2019.05.28 19:12

Kodėl žmonės tapo tokiais sumaniais, žirafos – tokiomis aukštomis, bakterijos – tokiomis atspariomis antibiotikams? Visa tai paaiškina vienas magiškas žodis – evoliucija. Jis tarsi Hogwartse sukurtas burtas stebuklingai keičia pasaulio suvokimą, tačiau kiek iš mūsų žino, kas tai ir kodėl mitų apie evoliuciją kūrėjų vaizduotė tokia laki?

Pristatome 5 populiariausius mitus apie evoliuciją.

Kam žirafai ilgas kaklas?

Iš esmės evoliucija atskleidžia, kaip biologinės gyvybės rūšys kinta bėgant laikui, kaip atsiranda naujos rūšys. Bandymai išnarplioti gyvybės rūšių voratinklį prasidėjo 19 a.Daugybę metų gamtininkus intrigavo ne tik mus supanti gyvybės įvairovė, tačiau ir tam tikri jos panašumai. 19 a. pradėta rasti vis daugiau priešistorinių fosilijų, atskleidusių, kad planeta ir gyvybė joje yra senesnė, nei anksčiau manyta.  

Gamtininkas Jeanas-Baptiste de Lamarckas atkreipė dėmesį, kad skirtingos gyvūnų rūšys atrodo taip, tarsi būtų tikslingai prisitaikiusius gyventi savoje aplinkoje. Pristatyta hipotezė, kad gyvūnai per gyvenimą po truputį prisitaiko prie juos supančios aplinkos, o vėliau šiuos pokyčius perduoda savo palikuonims. Pavyzdžiui, žirafos ilgus kaklus užsiaugino nuolat mėgindamos pasiekti ant vis aukštesnių šakų kabantį maistą. Taip kaklus pratampiusios žirafos susilaukdavo ir palikuonių su ilgesniais kaklais.

1859 m. anglų gamtininkas Charlesas Darwinas paskelbė savo teoriją ir teigė, kad organizmai prie aplinkos prisitaiko ne jau gyvendami, tačiau gimdami šiek tiek skirtingais nuo savo protėvių. Kai kurie iš šių smulkių pakitimų pasirodo besantys naudingi, padedantys ilgiau išgyventi. Kuo ilgiau organizmas sugeba išlikti, tuo daugiau palikuonių gali susilaukti, todėl individai, pasižymintis tam tikromis naudingomis savybėmis, gali gausiau perduoti jas kitoms kartoms.

Šiandien evoliucijos teorija yra stipriai išplėtota ir patobulinta, tapo biologijos mokslo pagrindu, tačiau į ją vis tiek skeptiškai šnairuojama. Pagrindinė to priežastis – daugybė ją apraizgiusių nesusipratimų, mitų ir klaidingų interpretacijų.

Kodėl ne visos beždžionės tapo žmonėmis?

Mitas, kad žmonės evoliucionavo iš šiuolaikinių beždžionių ar žmogbeždžionių, galėtų pelnyti vieno iš garsiausių nesusipratimų titulą. Prie šio mito populiarumo prisidėjo ir garsioji žmogaus evoliucijos iliustracija, kurioje vaizduojama, kaip žingsnis po žingsnio iš beždžioniškų gyvių žmogus tapo tokiu, kokį matome šiandien.

Pirma, yra svarbus skirtumas tarp beždžionių ir žmogbeždžionių. Šiuolaikinės beždžionės yra skirstomos į Naujojo (Amerikos ir Australija) ir Senojo (Eurazijos ir Afrikos) pasaulių beždžiones. Abiejų grupių atstovai skiriasi nuo žmogbeždžionių, kurioms priklauso gibonai bei tikrosios žmoginės beždžionės (hominidai). Pastariesiems priskiriami ir mes, todėl galbūt tiksliausia sakyti, kad kilome iš hominidų.

Su kitomis tikrosiomis žmoginėmis beždžionėmis (paprastosiomis ir mažosiomis šimpanzėmis, orangunatais ir gorilomis) mes turime daugybę panašumų. Ir nenuostabu – tai artimiausi gyvi mūsų giminaičiai. Tačiau ir šie primatai nėra mūsų protėviai. Tiek žmonės, tiek šimpanzės ar gorilos keliavo atskiru evoliucijos keliu.

Iš fosilijų matyti, kad žmonių smegenys mažėja, dantys didėja, galūnės stambėja – mes daromės vis panašesni į savo labai tolimus protėvius, kurie buvo panašūs į dabartines žmogbeždžiones. Taip mes atrandame bendrą mūsų ir šimpanzių (ar kitų hominidų) protėvį, kuris pats nebuvo nei šimpanzė, nei žmogus, o priklausė visai kitai rūšiai.

Evoliucija vyksta taip lėtai, kad neįmanoma jos stebėti

Dideli ir akivaizdūs rūšies pokyčiai susideda iš daugybės mažyčių pokyčių, vykusių šimtus tūkstančių ar net milijonus metų, todėl nėra jokios vilties, jog mes patys ar mūsų anūkai pamatys tokius drastiškus evoliucinius pokyčius, kurie prilygtų, pavyzdžiui, dinozaurų virsmui paukščiais.

Tačiau tai nereiškia, kad mes negalime matyti paties proceso, mutacijų ir natūralios atrankos.

Pavyzdžiui, pramonės perversmo metu gamyklos į aplinką išskirdavo daug suodžių, kurie nusėsdavo ant medžių. Tokį pokyti pajuto beržiniai šeriasprindžiai (drugių rūšis), kurie anksčiau slėpdavosi nutūpę ant beržų kamienų. Norint čia išlikti nepastebėtais, buvo naudinga būti šviesiems (tamsūs drugiai būdavo iš karto pastebėti paukščių), tačiau suodžiams pakeitus aplinką, pranašumą įgijo tamsieji beržiniai šeriasprindžiai.

Šunų evoliuciją žmonija dirbtinai simuliuoja jau daugybę amžių. Mes parenkame mums reikalingas savybes ir veisiame tik jomis pasižyminčius šunis. Skalikai buvo veisiami gerinant jų regą ir uoslę, ganymo šunys veisti suteikiant jiems kailį su pokailiu.

Kas paaiškins gyvybės atsiradimą?

Evoliucijos teorija paaiškina, kaip ir kodėl gyvybė laikui bėgant kito ir prisitaikė prie aplinkos. Tiesa, abiogenezė (gyvybės atsiradimas iš negyvosios medžiagos) nėra evoliucijos sritis. Evoliucija aiškina tik visuotinį bendrą protėvį – biologinį organizmą, iš kurio išsivystė visa Žemės gyvybė. Sulyginus dviejų seniausių gyvybės medžio organizmų (bakterijų ir archėjų) genus, apskaičiuota, kad paskutinysis bendras protėvis, turėjęs mažiausiai 100 genų, gyvavo maždaug prieš 3,8 milijardo metų (tai ir laikoma gyvybės pradžia planetoje).

Nors evoliucinė biologija mokslininkams suteikė nemažai vertingų užuominų, kokių sąlygų galėjo reikti, kad gyvybė užsimegztų, tačiau abiogenezės paslaptis dar nėra atskleista. Vis dėlto šioje srityje aktyviai dirba įvairių disciplinų (chemijos, biologijos, fizikos) mokslininkai.

Sudėtinga žmogaus akis

Akys yra itin sudėtingos, todėl jų susiformavimo evoliucijos teorija paaiškinti negali. Tai dar vienas mitas apie evoliuciją

Įsivaizduoti, kad toks sudėtingas ir stulbinantis organas galėjo būti aklos evoliucijos rezultatas, sunku buvo net ir pačiam Darwinui, tačiau išanalizavus, kaip žingsnis po žingsnio vystėsi rega, viskas pasidaro aiškiau.

Pati paprasčiausia akies konstrukcija yra tiesiog į šviesą šiek tiek reaguojančių pigmentų ploteliai. Jeigu šie pigmentai yra išsidėstę plokščiame paviršiuje, jie organizmui leidžia skirti tik šviesą nuo tamsos, tačiau, jeigu jie išsidėstę įdubose, organizmas įgyja galimybę skirti ir šviesos atsklidimo kryptį.

Šioms įduboms šiek tiek pagilėjus, o angelei viršuje prisivėrus, susiformuoja kažkas panašaus į camera obscura, į kurią patenkanti šviesa jau leidžia suformuoti atvaizdus, nors ir miglotus, neryškius. Jeigu šią camera obscura tipo akį padengia peršviečiamų ląstelių sluoksnis, įduba gali prisipildyti skysčiu, o tai leidžia iš kristalų pradėti formuotis lęšiukui. Šis lęšiukas, padedantis fokusuoti šviesą, suformuojamus atvaizdus paverčia ryškesnius.

Kiekvienas iš šių mažų pokyčių gali organizmui suteikti pranašumą prieš kitus, pavyzdžiui, leisti efektyviau medžioti ar anksčiau pastebėti plėšrūną. Daugybė tokių mažyčių, tačiau reikšmingų ir gamtoje pasiteisinusių pokyčių kaupėsi, kol iš paprasčiausios pigmentinės dėmelės išsivystė tokia akis ir toks regėjimas, kuris savo sudėtingumu mus dabar net glumina.

Išlieka vien tik geriausiai prisitaikę?

Atsitiktinės mutacijos genuose kai kuriuos individus paverčia šiek tiek skirtingais, sukuriama genų įvairovė. Visus gyvus organizmus veikia tokie išoriniai veiksniai, kaip konkurencija, plėšrūnai, gamtos sąlygos, o ištveria geriausiai prie jų prisitaikę individai. Būtent geriausiai prisitaikę turi didžiausią galimybę perduoti savo genus atžaloms. Visas šis procesas, kurį aprašė Darwinas, yra vadinamas natūralia atranka, tačiau tai nėra vienintelis būdas, kaip vyksta evoliucija.

Taip pat egzistuoja mechanizmas, vadinamas genų dreifu. Šiuo atveju tam tikros savybės ar požymiai yra ne atrenkami pagal aplinkos veiksnius, tačiau yra prarandami ar įgyjami dėl atsitiktinių įvykių. Tai gali nutikti išsiskaidžius populiacijai ar nugaišus tam tikriems individams (jeigu populiacija yra maža). Genų dreifas ne visuomet užtikrina geriausiai prie aplinkos prisitaikyti leidžiančių požymių išlikimą.