Błąd Darwina. Отсутствует

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ klasyczny obraz w sposób faktycznie znaczący42. Zresztą sami twórcy tego nurtu często stwierdzają to w swych pracach:

      Teoretycy traktujący ewolucję jako rozwidlające się drzewo dorosłych osobników czy genów pominęli ontogenezę – element, na którym faktycznie działa ewolucja. Zmutowane geny są przekazywany tylko o tyle, o ile sprzyjają przetrwaniu ontogenezy, a życie dorosłe stanowi jedynie jej krótki fragment (McKinney i Gittelman 1995).

      Zgodnie z podejściem evo-devo nie ma powodów, by traktować pierwszą fazę cyklu życia wyłącznie jako wstępny etap powstawania żywego organizmu, który dopiero później ma być przesiany przez środowisko. Z formalnego punktu widzenia już od momentu, gdy zaczęło się formowanie organizmu (czyli gdy pojawiają się nowe jednostki i zaczynają się nowe procesy rozwojowe, np. w zapłodnionych jajach), zaczynają działać oddolne mechanizmy selekcyjne warunkujące powstanie zespołu możliwych kierunków ontogenetycznych konstytuujących populację. Funkcjonalnie jest to proces sortowania: losowy jako loteria życia, lecz nieprzypadkowy jako selekcja naturalna. Może też stanowić kombinację obu wariantów (Fusco 2001).

      Zadaniem, jakie zdaje się stać przed evo-devo, jest określenie granic między homologią a „majsterkowaniem” (bricolage) polegającym na niezależnej rekrutacji sieci genów, oraz ostateczne określenie, na jakich poziomach ewolucyjne ograniczenia sprzyjają powtarzalnemu wynajdywaniu pewnych cech, blokując jednocześnie powstawanie innych (Baguna i Garcia-Fernandez 2003).

      Głównym odkryciem evo-devo jest stwierdzenie zadziwiającej niezmienności podstawowych jednostek genetycznych. Jako że silnie konserwowane geny nadrzędne (zob. s. 80 i n.) mogą przetrwać miliony lat ewolucji, możliwe jest wykonanie eksperymentów, które ujawnią mechanizmy genetycznego „ratownictwa”. Jeśli „zdrowy” wariant danego genu zostanie wprowadzony do zarodka na odpowiednio wczesnym etapie, może skutecznie zrekompensować „wadliwy” wariant tego samego genu (ratując jednocześnie jego funkcję). Nie ma wątpliwości, że jest to ważne osiągnięcie biotechnologiczne. Nie powinno nas ono specjalnie zaskakiwać. Naprawdę niesamowite jest jednak, że tego rodzaju „ratownictwo” genetyczne może zachodzić w organizmach odległych od siebie gatunków, ilustrując tym samym zarówno niezwykłą złożoność relacji genotyp–fenotyp, jak i fakt konserwacji genów w czasie ewolucyjnym. Na przykład standardowa, występująca naturalnie wersja określonego genu muszki owocowej – określana technicznie jako „allele dzikiego typu” – może „uratować” wadliwy gen myszy (i odwrotnie). Istnieje wiele innych przykładów ściśle funkcjonalnych analogii między genami odległych od siebie gatunków: w istocie jest ich zbyt wiele, żeby je tu omawiać43. Niemal co miesiąc publikowane są nowe odkrycia44 głębokich podobieństw między genami odległych od siebie gatunków, rodzin, rzędów czy nawet podkrólestw45.

      Konserwacja genów i całych ich kompleksów jest nie tylko zgodna z typowymi dla specjacji różnicami w ogólnych planach budowy organizmów, ale też sama stanowi ważne źródło tego rodzaju wariacji, możliwe dzięki mechanizmowi podwajania, poczwarzania genów i dzięki alternatywnym przełącznikom regulacji genów. Obrazy lustrzane – binarne inwersje biegunowości – bardzo starych kompleksów genetycznych tłumaczą na przykład różnice między lokalizacją systemu nerwowego po stronie brzusznej u owadów, a po stronie grzbietowej u kręgowców46.

      Istnieją więc niezmienniki dynamiki rozwojowej u odległych ewolucyjnie gatunków zwierząt. Obserwujemy też wiele konkretnych rozwiązań zachowywanych z gromady na gromadę i z gatunku na gatunek. Co więcej, porównania między dorosłymi osobnikami czy genomami mogą być bardzo mylące, gdy jednostką transmisji cech są całe ścieżki rozwojowe. Wbrew temu, co twierdził Ernst Mayr (zob. wcześniej), identyczność genów i ich kompleksów ma istotne znaczenie przy określaniu procesów, dzięki którym własności fenotypowe są zbieżne wśród różnych organizmów: konserwacja genów i ich roli rozwojowej między bardzo odległymi podkrólestwami i na przestrzeni setek milionów lat ewolucji ma zasadnicze znaczenie dla zrozumienia tych zbieżności. Laureatka Nagrody Nobla Christiane Nüsslein-Volhard twierdzi, że „ta niesamowita zdolność konserwowania [genów i ich kompleksów] była wielkim zaskoczeniem. Nikt tego nie przewidywał, nikt się tego nie spodziewał”. To na pewno niezwykłe, szczególnie gdy weźmiemy pod uwagę, że obecnie strukturę fenotypową postrzega się w dużej mierze jako wynik działania zmiennych endogenicznych.

      pewne (niepotrzebne) wątpliwości związane z rewolucją evo-devo

      Odkrycie, że te same geny i kompleksy genetyczne występują u bardzo różnych form życia, które na dodatek dzielić mogą steki milionów lat ewolucji, wprawiło środowisko biologów w stan daleko idącego zaskoczenia. W roku 2002 Elisabeth Pennisi w ramach komentarza/recenzji do ówczesnego stanu prac evo-devo przeprowadziła w piśmie „Science” wywiady z kilkoma (jak to sama określiła) „entuzjastami evo-devo”. Twierdziła, że gdy „przyszło do omówienia szczegółów”, rozmówcy popadali w coraz większe zakłopotanie (Pennisi 2002). Uważamy, że dla naszej pracy, a dla tego rozdziału w szczególności, korzystnie będzie przedstawić kilka dosłownych cytatów z inspirującego nas tekstu. Autorka słusznie uznała, że nurt evo-devo wywrócił do góry nogami słynne motto ewolucjonisty Theodosiusa Dobzhansky’ego. W przysiędze składanej w 1973 roku przed amerykańskimi nauczycielami biologii, stwierdził on, że „żadne zjawisko biologiczne nie ma sensu, o ile nie spojrzy się na nie w świetle ewolucji” (Dobzhansky 1973). Evo-devo pokazuje, że w istocie sytuacja przedstawia się odwrotnie: żadne zjawisko ewolucyjne nie ma sensu, o ile nie spojrzy się na nie z perspektywy biologii rozwojowej. Nie było jednak wcale łatwo – zresztą nadal nie jest – wyłożyć aktualną wiedzę na temat genów i rozwoju w precyzyjnych kategoriach ewolucyjnych. Naukowcy mierzą się już od kilku lat z problemem zrekonstruowania sposobu, w jaki podobne geny są w stanie doprowadzić do rozwoju skrajnie odmiennych istot. William Jeffrey, biolog ewolucyjno-rozwojowy z College Park na Uniwersytecie Maryland powiedział Pennisi: „Stosunkowo łatwo jest stworzyć listę konserwowanych genów. Trudno jednak na ich podstawie zawyrokować coś o mechanizmach [ewolucji]”. Przedstawia on dość drastyczną konkluzję: „Makroewolucja naprawdę zaszła w ślepą uliczkę”. Eric Haag, jego kolega z tej samej uczelni, dodaje (uwaga ta wydaje się niebagatelna), że przede wszystkim trzeba odpowiedzieć na fundamentalne pytanie, czy mutacje, które prowadzą do istotnych nowości, mają ten sam charakter, co te, które zdarzają się na co dzień, czy też raczej zdarzają się jedynie rzadko, w skali geologicznej. Rudolf Raff, naukowiec evo-devo z Uniwersytetu Indiana w Bloomington, powiedział zaś Pennisi, że skoro wariacja jest podstawą ewolucji, „biolodzy rozwojowi traktują jako szum dokładnie te czynniki, które są ważne dla [mikro]ewolucjonistów”.

      Dane na temat konserwacji genów są jednak bezsporne. Co więcej, stają się coraz bogatsze i dokładniejsze. W ciągu ostatnich kilku lat liczne badania i manipulacje przeprowadzone na różnorodnych modelach organizmów (m.in. na wszechobecnych muszkach owocowych, nicieniach, daniach pręgowatych, zarodkach kurczaka) rzuciły światło na bardzo wiele subtelnych regulacji genetycznych. Początkowe zakłopotanie, o którym już wspomnieliśmy, utorowało drogę do powstania nowych pojęć, kierunków badań i modeli podstawowych dynamik ewolucji. Jak się za chwilę przekonamy, geny ulegające ekspresji na różnych etapach rozwoju organizmu podlegają wielopoziomowej regulacji.

      czego nauczyło nas evo-devo?

      W świetle osiągnięć evo-devo możemy powiedzieć przynajmniej tyle, że jednowymiarowa teoria ewolucji СКАЧАТЬ