Inne wpisy z tej serii
Część 2: Każdy z nas jest mutantem
Część 3: Dobór naturalny, nasz wróg i przyjaciel
Część 4: Jak żyć z doborem?
Część 5: Inne mechanizmy zmian
Część 6: Podsumowanie
Natura i kultura
Podobnie jak każdy inny gatunek na Ziemi Homo sapiens jest produktem ewolucji biologicznej. Ewolucja działa w następujący sposób: Informacja genetyczna jest replikowana z pokolenia na pokolenie. Od czasu do czasu zdarzają się błędy replikacji – mutacje. Dzięki nim każdy osobnik może być nosicielem unikatowego genomu, a każda populacja odznacza się różnorodnością genetyczną. Ponieważ geny kontrolują rozwój organizmu swojego nosiciela, gatunki składają się z podobnych, ale nieidentycznych osobników. Jeśli skupimy się na jakimś fragmencie genomu, nie musi on wyglądać tak samo w całej populacji; mogą istnieć jego warianty, czyli allele. Te allele, które w jakikolwiek sposób pomagają swoim posiadaczom odnieść sukces reprodukcyjny, są skuteczniej przekazywane kolejnym pokoleniom i stają się częstsze w populacji. Nazywany to doborem naturalnym. Allele mogą jednak stawać się rzadsze lub częstsze z powodów czysto losowych – to zjawisko nazywamy dryfem genetycznym (o którym obszernie pisałem tutaj). Mutacje, dryf genetyczny i dobór naturalny łącznie powodują, że skład puli genetycznej populacji i częstość występowania różnych alleli zmieniają się w czasie: jedne warianty szerzą się i utrwalają, inne znikają. I tak to się toczy od jakichś czterech miliardów lat.
Na nasze życie wpływa jednak – i to bardzo – także ewolucja kulturalna. Przekazując wiedzę i umiejętności między pokoleniami bez udziału genów, poprzez uczenie się i zapamiętywanie w środowisku społecznym, nasz gatunek stworzył sobie język ułatwiający porozumiewanie się i utrwalanie wiedzy oraz zaczął budować otoczkę kultury materialnej i duchowej, wynalazków, technik i idei. Ta otoczka z biegiem tysiącleci stawała się coraz bardziej skomplikowana i wyrafinowana, obejmując coraz większą część ludzkości, aż do powstania cywilizacji globalnej. Zapewnia nam ona komfort: chroni nas w dużym stopniu przed kaprysami środowiska, niebezpieczeństwami naturalnymi, chorobami itp. Stwarza też co prawda nowe zagrożenia. Dostarcza środków zniszczenia w walkach wewnątrzgatunkowych i umożliwia mordowanie się na skalę nieznaną innym zwierzętom. Przekształca środowisko naturalne tak, żeby ułatwić przeżycie Homo sapiens, ale często powoduje degradację i zniszczenie siedlisk naturalnych wraz z lawiną nieprzewidzianych konsekwencji. Na dobre czy na złe, ewolucja kulturalna, która może przyśpieszać niemal bez ograniczeń, ma na nasze życie wpływ oczywisty – nieporównanie silniejszy i bardziej dynamiczny niż ewolucja biologiczna, zachodząca w tempie, które w skali czasu historii ludzkich społeczeństw wydaje się żółwie. Pismo, miasta, państwa, imperia, wojny od plemiennych do światowych, sztuka, filozofia, literatura, wielkie religie, uniwersytety, nauka, technika, medycyna, para, elektryczność, energia atomowa, samochody, samoloty, satelity, komputery, internet – to wszystko ewoluuje zbyt szaleńczo, żeby dobór naturalny miał czas na utrwalenie przystosowań biologicznych do zmieniających się warunków życia.
Czy można więc powiedzieć, że w przypadku człowieka kultura całkowicie przytłoczyła biologię i tylko uczenie się, pomoc społeczeństwa, do którego należymy, oraz osiągnięcia współczesnej techniki i medycyny mają znaczenie dla naszego przetrwania i reprodukcji? W społeczeństwach rozwiniętych średnia oczekiwana długość życia jest większa niż kiedykolwiek w naszej ewolucyjnej historii, a z kolei niskie jest prawdopodobieństwo przedwczesnej śmierci wskutek choroby lub urazu, które jeszcze sto czy dwieście lat temu nie dawałyby pacjentowi szans. Ludzie są w zasadzie chronieni przed śmiercią z głodu czy zimna. Od dawna nie dziesiątkują nas wielkie drapieżniki, za to my dziesiątkujemy ich niedobitki. Czy można w tej sytuacji w ogóle mówić o podleganiu selekcji? Być może mutacje, dryf i dobór stały się na tyle nieistotne, że możemy śmiało powiedzieć: Człowiek uwolnił się od ewolucji biologicznej i sam zarządza swoją egzystencją. Przystosowuje się do warunków, w których żyje, kulturowo, ale już nie genetycznie.
Mamy nawet do dyspozycji narzędzia pozwalające – przynajmniej w teorii – edytować genomy ludzkich zarodków. Może użyjemy ich, żeby ponaprawiać część „błędów natury” (niekorzystnych mutacji krążących w naszej puli genetycznej) albo wyposażyć przyszłe pokolenia w starannie zaprojektowane innowacje genetyczne – takie, których ślamazarna i ślepa ewolucja biologiczna, testująca mutacje metodą prób i błędów, nigdy nie zdążyłaby wypracować? A może w ogóle, jak w marzeniach futurologów transhumanistów, poddamy się cyborgizacji, dążąc ostatecznie do zastąpienia białek, lipidów, kwasów nukleinowych i wszelkiej brei organicznej czymś solidniejszym, trwalszym i bardziej funkcjonalnym? Zadałem to pytanie sztucznej inteligencji (Microsoft Copilot, której serdecznie dziękuję za owocną współpracę). Wyniki widzicie jako ryc. 1 i ryc. 2. Jak widać, sztuczna inteligencja wie mniej więcej tyle, co ludzcy futurolodzy, czyli nic. Nie jest nawet pewna, czy typowymi reprezentantami Homo sapiens za 10 mln lat będą scyborgizowani biali mężczyźni − starzy, ale muskularni, z siwymi brodami (bladawce, jakby to ironicznie określił Stanisław Lem w uniwersum Bajek robotów), mieszkający być może pod wodą, w głębi oceanów − czy raczej też nieco scyborgizowane, ale znacznie młodsze ciemnoskóre kobiety latające w kosmos. Cóż, sztuczna inteligencja karmi się tym, co jej podsuwamy i dostarcza nam stereotypowej projekcji naszych własnych zbiorowych fantazji.
Człowiek jako gatunek mrówkopodobny
Ale wróćmy na chwilę do rzeczywistości. Mówimy, że „człowiek potrafi” to czy tamto. Na przykład człowiek może odbyć podróż na Księżyc i z powrotem. Jesteśmy z tego zbiorowo dumni, ale przecież na Księżycu wylądowało dotąd zaledwie 12 ludzi. Drugie tyle brało udział w załogowych lotach księżycowych, ale nie stanęło na powierzchni Księżyca. Ostatni taki lot miał miejsce – aż wstyd powiedzieć – prawie 52 lata temu. Dwunasty człowiek na Księżycu i jeden z czterech żyjących weteranów programu księżycowego, Harrison Schmitt, ma 89 lat. „Powrót na Księżyc” być może odbędzie się za dwa lata, o ile znów nie zostanie odroczony. Ewentualny załogowy lot na Marsa jest na razie w sferze mglistych planów. Ogromna rzesza ludzi korzysta z telekomunikacji czy geolokalizacji satelitarnej, ale na razie raczej nie grozi nam konieczność adaptowania się do warunków pozaziemskich. Jesteśmy silni kolektywną pomysłowością, zbiorową inteligencją i zorganizowaną współpracą – trochę jak owady społeczne w rodzaju mrówek lub termitów. W pojedynkę, pozbawieni kapitału budowanego przez setki pokoleń, potrafimy niewiele. Największy geniusz, gdyby został rozbitkiem na bezludnej wyspie, sam nie wyprodukuje kółka zębatego ani stalowej śrubki. Nie zbuduje statku kosmicznego, samochodu ani nawet hulajnogi. Jeśli mu się poszczęści, przeżyje jakiś czas jako łowca–zbieracz.
Codziennie rodzi się na Ziemi około 367 tys. dzieci. Liczba tych, u których na etapie życia zarodkowego genetycy dokonali jakichś poprawek, wynosi niemal dokładnie zero, choćby dlatego, że eksperymenty tego typu są uważane za nielegalne niemal we wszystkich krajach, gdzie można by je było przeprowadzić (wyjątkiem jest dopuszczalna w niektórych krajach metoda donacji mitochondrialnej, przeprowadzana – w pojedynczych przypadkach – przy okazji zapłodnienia in vitro). W przypadku DNA jądrowego ryzyko związane z możliwymi niepożądanymi skutkami ingerowania w genom zarodka albo komórek linii płciowej przewyższa oczekiwane korzyści. Eksperymentalne terapie genetyczne różnego typu stosuje się u ludzi, którzy już przyszli na świat; mają one jednak wpływ tylko na wybrane tkanki ciała, a ich skutki nie są dziedziczne. Z punktu widzenia ewolucji są to „cechy nabyte”, które giną razem ze swoim nosicielem.
Główny skutek istnienia kultury i jej wytworów jest taki, że otacza nas zbudowany i utrzymywany dzięki zorganizowanej współpracy całego społeczeństwa „fenotyp rozszerzony” (jakby to ujął Richard Dawkins), chroniący nas dość szczelnie przed większością trudów i niebezpieczeństw, jakich wymagałoby życie bez tej osłony. Czy to wystarcza, żeby zatrzymać ewolucję? Czy z powodu ochrony, jaką daje nam cywilizacja (zwłaszcza naukowo-techniczna), przestaliśmy należeć do świata przyrody?
W kolejnych odcinkach tego cyklu zajmiemy się trzema kwestiami. Po pierwsze: co wynika z faktu, że losowe mutacje nadal zachodzą w naszym DNA mniej więcej w podobnym tempie jak u innych organizmów podobnych do nas? Czy to źle, czy dobrze? Jak sobie z tym radzi cywilizacja? Po drugie: czy faktycznie przestaliśmy podlegać doborowi naturalnemu? Po trzecie: a co z dryfem genetycznym i jego skutkami? A następnie podsumujemy sobie całość.
Zapraszamy zatem do lektury kolejnych wpisów.
Ilustracja w nagłówku
Replikacja DNA, czyli proces stanowiący podstawę ewolucji naturalnej. Grafika: LadyofHats (Mariana Ruiz). Źródło: Wikipedia (domena publiczna).
Nie jestem genetykiem. Nie jestem nawet biologiem, a jedynie fizykiem. Wydaje mi się jednak, że ludzkość, rozwijając kulturę (w znaczeniu takim, jak w powyższym wpisie), w znacznym stopniu spowolniła swoją ewolucję.
Ewolucja opiera się na zasadzie survival of the fittest, przetrwania najlepiej dostosowanych. Osoby dobrze dostosowane do środowiska mają o wiele większe szanse na przekazanie swoich genów, niż osoby przystosowane gorzej, więc udział genów odpowiadających za gorsze dostosowanie stopniowo się zmniejsza. Tylko że ci gorzej przystosowani dość często nie znikają o, tak, puff, tylko żyją. Gorzej, niż ci lepiej dostosowani, więc ludzkość, żeby ulżyć ich cierpieniu, wymyśliła cały szereg sposobów, aby to „obiektywnie” gorsze dostosowanie nie wpłynęło znacząco na ich szanse reprodukcyjne.
Weźmy przykład niezbyt kontrowersyjny: zęby. Dla naszych przodków kilkaset tysięcy lat temu posiadanie zdrowych, mocnych zębów było ważnym czynnikiem sprzyjającym przetrwaniu. Jeść przecież trzeba. Ale ludzie wiele, wiele tysięcy lat temu opanowali ogień, potem dokonali szeregu innych wynalazków i dzięki temu mogli przetwarzać żywność. Stopniowo zęby przestawały być aż tak istotne, bo nie trzeba było żuć twardych części roślin ani rozrywać kawałków surowego mięsa. Dziś, przynajmniej w populacji europejskiej, rzadko kto ma zdrowe ósemki, “zęby mądrości”, a ich posiadanie nie jest już tak ważne. Sporej części ludzi ósemki po prostu nie wyrastają, a całemu mnóstwu albo zaraz się psują, albo rosną jakoś krzywo, powodując dotkliwe dolegliwości bólowe i stany zapalne. Popsute ósemki mogą prowadzić do śmierci albo wprost, gdy stan zapalny doprowadza do sepsy, albo nie wprost, gdyż człowiek z silnymi dolegliwościami bólowymi mało je, więc jest niedożywiony, a przez to podatny na różne choroby, albo bardzo nie wprost, gdy opuchnięty, obolały, ze śmierdzącą na skutek ropni gębą ma problemy ze znalezieniem partnera seksualnego. Wydaje się, że w stanie “naturalnym” osoby, którym ósemki w ogóle nie rosną powinny mieć większe szanse na przekazanie swoich genów, a zatem ta cecha powinna się utrwalać w populacji. Geny odpowiedzialne za to, że ósemki co prawda rosną, ale stają się przyczyną poważnych dolegliwości, powinny być eliminowane. Tymczasem jednak my, ludzkość, powodowani współczuciem dla chorych, dokonaliśmy olbrzymich postępów w stomatologii, chirurgii szczękowej i antybiotykoterapii, w zasadzie eliminując presję na nieposiadanie ósemek. A jeśli tak, to zahamowaliśmy ewolucję naszego uzębienia, gdyż posiadanie szkodliwych cech prowadzących do chorób ósemek w zasadzie nie wpływa na szanse posiadania potomstwa.
Jest tu kilka „ale”. Po pierwsze: survival of the fittest to popularny skrót myślowy (autorstwa Spencera, użyty przez Darwina dopiero w 5. wydaniu O pochodzeniu, a i to z zastrzeżeniami), często błędnie rozumiany. Dobór naturalny działa na wielu poziomach i na różnych etapach życia, gdzie wcale nie tak łatwo od niego uciec. Po drugie: opieka dentystyczna i skuteczna terapia to oczywistość w niektórych częściach świata, ale pytanie, jakiej części globalnej populacji dotyczy. Europa wraz z Ameryką Północną to ok. 1/8 ludzkości, a i tam nie każdy, kto powinien, bywa u dentysty. Po trzecie: dobór naturalny to jeden z mechanizmów ewolucji, najszerzej popularyzowany, ale niejedyny. Pełniejszej dyskusji na razie nie mogę podjąć, bo za dużo bym zdradził z zaplanowanych kolejnych odcinków.
Też nie jestem genetykiem, jeno informatykiem, ale sie wypowiem. Poruszyłeś temat doboru płciowego, który jest niewątpliwie jednym z najważniejszych czynników decydujących o przekazaniu swoich genów do przyszłości. Oprócz zębów o atrakcyjności decydują też inne cechy fenotypowe jak włosy, cera czy wzrost. Ale ewolucja kształtuje nie tylko cechy zewnętrzne czy parametry wydolnościowe, to także doskonalenie procesów biologicznych, dostosowanie do zróżnicowanego i szybko zmieniającego się pożywienia, temperatury, składu powietrza; tu trudno mówić o spowolnieniu ewolucji, bo środowisko zmienia się szybciej niż paręset lat temu – za naszą sprawą.
Zmieniająca się moda także ma wpływ na preferencje doboru płciowego. Kto wie, czy za dziesięć lat osoby niskie i przysadziste nie staną się ideałem piękna. Co wtedy z jamesobondopodobnymi kawalerami? Pozostaną kawalerami i ustąpią miejsca pięknym inaczej? Nie będą mieli potomków?
Ewolucja to genetyczna maszyna biochemiczna, która dojrzała parę miliardów lat temu i nie ma powodu, żeby od kilkuset lat spowalniała obroty. Spójrz na średnią wzrostu, widzisz jak szybko rośnie. Z powodu noszenia ubrania i czapek oraz przebywania w komfortowych pomieszczeniach tracimy owłosienie. Zawsze znajdzie się coś, co można ewolucyjnie poprawić.
Nawet tak doskonałe zwierzęta jak rekiny też ewoluowały, chociaż wyglądają jak sto milionów lat temu. Nie ma organizmów doskonałych ewolucyjnie.
Howgh!