Knjiga: Zašto je evolucija istinita? - Jerry A. Coyne; Mitovi o "slučajnosti" u evoluciji i odnos sa inteligentnim dizajnom

Jerry Coyne, profesor biologije sa Univerziteta u Čikagu, i autor popularnog i istoimenog bloga  objavio je veoma edukativnu knjigu pod nazivom "Zašto je evolucija istinita ?". Danas možda niko više ne bi razmišljao o pisanju knjige sa dokazima da li postoji atom, ili zamislite nešto poput naslova "Da li se Zemlja vrti oko Sunca?". Pa zašto nam je onda kada je i evolucija toliko puta obrazložena i svakodnevno prisutna, i kada čini okosnicu moderne biologije, genetike i medicine, i dalje potrebna knjiga "Zašto je evolucija istinita" ?

Verovatno zato što je situacija sa evolucijom mnogo drugačija. Nijedna druga oblast nauke nije predmet takvog obima nerazumevanja i takvog namernog dezinformisanja. Evolucija je izuzetno osetljiva tema za nas Homo sapiense jer nas dovodi licem u lice sa onim ko smo i koliko smo duboko povezani sa životinjama, biljkama i bakterijama, kao i sa milionima generacija živih bića koja su nekada živeli na ovoj planeti​​. Previše često pominjanje evolucije nekad proizvodi anksioznost i konfuziju, Coyne u svojoj knjizi pokušava da eliminiše tu konfuziju i ujedno izvlači zapanjujući spektar savremenih dokaza koji podržavaju evoluciju. Ova knjiga pokazuje da je evolucija ništa drugo do - činjenica. Činjenica koju treba prihvatiti bez ikakvog straha.


Preuzmi knjigu,  330 strana


Iako sam naziv možda više podseća na propagandu a ne na naučnu literaturu, razlog je taj što Coyne pokušava trgnuti i onaj deo hrišćanske publike koji se i dalje žestoko protivi evoluciji. Takodje, potrebno je razumeti i naučni koncept istine - sva naučna istina je privremena i podložna promeni u svetlu novih dokaza. Ne postoji zvono za uzbunu koje će naučniku dati informaciju da je pogodio cilj niti da je stigao na krajnje odredište.  Zaista, teorija evolucije, kao što se u knjizi može videti, ne razlikuje se od bilo kojeg drugog naučno-teorijskog okvira, i kao takva je predmet stalne modifikacije i promena kako se nove stvari otkrivaju i uče.

Širina i jasnoća objašnjenja kojima autor potkrepljuje evoluciju je impresivna. Hrišćani koji su čak i minimalno zainteresovani za nauku bi joj trebali dati šansu, ili kako on to kaže - pažljivo molitveno razmišljanje. Knjiga je korisna i za rešavanje iskrivljenih i uobičajenih mitova koji su karakteristični za hrišćansku diskusiju teorije evolucije. U prvom delu on razmatra neke od ključnih mitova i ukazuje kako jedino rasprava može da pomogne kreacionistima da dobiju preciznije razumevanje o tome šta evolucija kaže i šta zaista govori. U nastavku smo izdvojili neke od tih mitova.

Mit: Sve u evoluciji se odvija slučajno

Kreacionisti (ali i dobar deo ateista) često karakterišu evoluciju kao da isključuje Boga, jer su navodno varijacije koje čine srce evolucione teorije zapravo "slučajne" i "neplanirane". Oni koriste takve termine da bi ukazali na to da nikakav "viši" plan ne uzrokuje niti upravlja genetskim varijacijama. Medjutim, kako objašnjava Coyne  termin 'slučajno' ovde ima specifično značenje koje je često pogrešno shvaćeno, čak i kod biologa. Ono što jeste je da se mutacije dešavaju - bez obzira na to da li će biti korisne za pojedinca ili ne.Priroda nekad greši i to je činjenica. Nekada (izuzetno retko) neke od tih grešaka mogu pružiti poboljšanja na organizmu ali u većini slučajeva takve greške su neutralne ili štetne.

Uzmimo analogiju sa igrama na sreću. Kockice se bacaju i odredjena kombinacija će doneti dobit kockaru. Ipak, postoji osnovni skup prirodnih zakona i uzroka koji vode do toga zašto su kockice pale baš na taj način, ali ipak kad govorimo o bacanju kockica mislimo na ishod kao slučajan ili neusmeren. Slično tome, postoje uzroci zbog kojih je odredjeni potomak u populaciji organizama dobio neke posebne genetske varijacije u odnosu na ostale.

Zaista, biološki pojam slučajnih mutacija ili neplaniranih mutacija čak ne isključuje Boga kao mogući uzrok takvih varijacija. Biolozi pod tim terminima samo ukazuju na to da su osnovni uzroci ostaviljeni kao otvoreni prema evolucionoj teoriji, jer mehanizam poput prirodne selekcije može da radi sa bilo kojim varijacijama koje su mu dostupne, bez obzira da li su te genetske razlike posledica pogrešnog genetskog kopiranja, kosmičkih zraka ili Boga.

Tipično je za kreacionističke tvrdnje da sve što u evoluciji postoji pridaju - slučajnosti. Nasuprot tome, autor ističe, da iako čak u tehničkom smislu sama varijacija u organizmu nije slučajna (na samom dnu je barem uzrokovana fundamentalnim zakonima fizike, elektromagnetnim interakcijama medju atomima koji dalje utiču na organske molekule, itd), filtriranje te varijacije prirodnom selekcijom koje će proizvesti adaptacije očigledno nije slučajno (str. 119). Varijacije koje je neki organizam primio su indiferentne prema samim potrebama tog organizma, ali filtriranje štetnih varijacija je sve - samo ne slučajno. Tim filtriranjem prirodna selekcija omogućava opstanak i dalju reprodukciju, što svakako nije slučajan ishod.

Mit: Evolucija radi isključivo kroz prirodnu selekciju i slučajne varijacije

Većina hrišćanskih kreacionističkih autora često će u svojim argumentima protiv evolucije koristiti tvrdnje da evolucija koristi isključivo prirodnu selekciju koja deluje na slučajne varijacije i tako kreira biološke promene. Ovo je opet preterano usko vidjenje evolucije, koje je možda u velikoj meri inspirisano i nekim ateistima koji su često opisivali evoluciju da funkcioniše samo kroz prirodnu selekciju. Iako autor takodje fokusira svoja objašnjenja prvenstveno na prirodnoj selekciji, on posebno naglašava da postoji mnogo toga više u evoluciji nego što je "prirodna selekcija koja deluje na slučajnim varijacijama" (npr. str 3, 13, 122-124, 170, 177).

Darvin je takodje tvrdio da je prirodna selekcija najvažniji mehanizam evolucije, ali je naglasio da postoje i drugi mehanizmi, medju njima i jedan mnogo bitan  (npr. seksualna selekcija). Savremeni evolucioni biolozi takodje istražuju komponente evolucije van opsega prirodne selekcije. Genetički drift, na primer, je važna komponenta u evolucionoj teoriji (posebno na molekularnom nivou). Eksaptacija (engl. exaptation) je još jedna važna komponenta u proizvodnji novih struktura sa novim funkcijama.

Dešava se kada funkcija, koja se prvobitno prilagodila tokom prirodne selekcije, dobije sasvim novu ulogu a onda nastavi dalje sa prilagodjavanjem u odnosu na onu početnu funkciju. Jedan primer bi bio perje. Danas je poznato da je većina dinosaurusa mesoždera (teropoda) u koje spada recimo Deinonychus, Velociraptor ali i čuveni  T. rex  bila prekrivena perjem. Perje je verovatno nastalo pod pritiskom prirodne selekcije usled  potrebe bolje toplotne regulacije telesne temperature.


Yutyrannus (u prevodu tiranin sa perjem) je rod tiranosaurusa koji je pronadjen u predelu Kine.
Predstavlja jedan od najvećih fosila dinosaurusa i direktan dokaz da je bio prekriven perjem.

Fosilni zapisi govore da se dinosaurusi prekriveni perjem pojavljuju dosta ranije pre pojave letećih bića. Vrlo je verovatno da je perje eksaptacijom upotrebljeno kasnije za letenje (naravno i letenje ima svoje faze razvoja koje mu prethode). Suština je da je perje dobilo potpuno drugačiju funkciju od svoje prvobitne (grejanje tela) koju je steklo prirodnom selekcijom. Dalje, funkcija perja koje se koristi za letenje se nastavlja opet oblikovati pod selektivnim pritiskom u cilju ostvarivanja preciznije aerodinamike i boljih letačkih performansi.

Mit: Evolucija uvek optimizuje

Skoro sva hrišćanska kritika evolucije usmerena je na ekstremno naglašavanje optimizacije u evoluciji. Prirodna selekcija deluje tako da optimizuje karakteristike vrsta prema njihovom specifičnom okruženju. Medjutim, već duže vreme je poznato da ovakvo tumačenje evolucije ima ozbiljne nedostatke (ovo je inače jedan od razloga zašto je većina svih kreacionističkih i ID napada na evoluciju neubedljiva). Podsetimo se da "prirodna selekcija ne daje savršenu optimizaciju, već samo poboljšanja nad onim što je bilo ranije", više o ovome na strani 13.

"It produces the fitter not the fittest"

Darvin je takodje tvrdio da evolucija ne optimizuje osobine organizama. Umesto toga, on je naglašavao iznova i iznova da evolucija proizvodi samo "dovoljno-dobra" rešenja koje će datom organizmu omogućiti život u odredjenoj ekološkoj niši. Na primer, recimo da neki organizam prilikom rodjenja dobije blagu diferencijalnu prednost u reprodukciji u odnosu na ostale jedinke. Takva (gotovo neprimetna) prednost može biti sve što je potrebno organizmu da ostvari uspešnu penetraciju u svojoj ekološkoj niši, bez ikakve dalje potrebe za modifikovanjem ili optimizovanjem.

Mit: Evolucija je konstantno poboljšanje organizama

Još jedna česta zabluda evolucije u hrišćanskim krugovima je da se organizmi konstantno poboljšavaju tokom evolucije. Coyne lepo pojašnjava da evolucija ne mora nužno značiti da se organizmi stalno poboljšavaju (npr., str.  4, 13, 131-136). I sam Darvin je tvrdio da evolucija gradi rešenja koja su  dovoljno-dobra za preživljavanje u svojim ekološkim nišama a ne podobavezno i bolja od prethodnih. Tačnije, ništa u teoriji evolucije ne podrazumeva obavezno napredovanje od jednostavnih ka složenim oblicima života ili od nižih ka višim oblicima života. Najbolji primer su organizmi koji se i dan danas nisu bitnije menjali.

Ono što evolucija proizvodi su različiti životni oblici (diverzifikacija) od kojih je svaki prilagodjen da opstaje i da se reprodukuje u svom specifičnom okruženju. Ukoliko je organizam tako prilagodjen i ukoliko nema krupnijih promena u njegovom okruženju, takav organizam se neće bitnije "poboljšavati". Zbog toga i ne čudi što danas imamo ekosisteme gde su evolucioni pritisci minimalni (npr. ajkule koje se nisu značajnije promenile u zadnjih 25 miliona godina). Sa druge strane, u ekološkim nišama gde su evolucioni pritisci visoki, kao što je imuni sistem ljudskog organizma u kombinaciji sa širokim repertoarom antibiotika koje smo proizveli, možemo očekivati da vidimo brze promene u mikroorganizmima koji izazivaju bolesti, a to se upravo i dogadja (npr., str 130-132) . Štaviše, ne postoji ništa u evolucionoj teoriji što podrazumeva da vrsta ne može da "deevoluira" iz složenijeg ka jednostavnijim oblicima, ako je to ono što će joj omogućiti bolju prilagodjenost u datom okruženju. Primer su organizmi (najčešće crvi) koji postepeno mogu da izgube svoje oči nakon što duži niz generacija naseljavaju tamne pećine ili muljevita dna reka ili jezera. Čulo vida je energetski skup organ i posedovanje istog ukoliko živite u mulju ne daje vam apsolutno nikakvu prednost.

Slično tome, ne postoji ništa u evolucionoj teoriji što podrazumeva da su preci nekih vrsta u prošlosti trebali biti istrebljeni i dovedeni do izumiranja od strane njihovih "poboljšanih" potomačkih vrsta (iako danas imamo i previše takvih pojednostavljenih hrišćanskih kritika evolucije gde se često govori o nekakvoj vrsti zamene starog sa novim). Da li će se to dogoditi, zavisi pre svega od toga da li će predak i potomak ostati da naseljavaju iste ekološke niše i da li će postati jedan drugom konkurencija unutar svog staništa. Ukoliko se dogodi da potomci razviju osobine koje im omogućavaju da iskoriste različite resurse unutar svoje ekološke niše (one koje ne koriste njihovi preci) nema razloga da se očekuje da će predačka vrsta izumreti, pa čak niti da će biti dovedena blizu izumiranja.

Šta Coyne kaže o inteligentnom dizajnu (ID) ?

Na mnogim mestima on ističe suprotnosti izmedju teorije evolucije i inteligentnog dizajna (ID).Na primer, nauka je utvrdila da izumrle vrste predstavljaju preko 99% svih vrsta koje su ikada živele na Zemlji. To predstavlja ogroman problem za teorije inteligentnog dizajna. Ne izgleda baš tako inteligentno da dizajnirate milione vrsta koje su predodredjene da izumru i da budu zamenjene ostalima od kojih će ogromna većina takodje izumreti i nestati.

Dalje, brojni su primeri "nesavršenog dizajna", neki od primera su ptica kivi koja ima potpuno beskorisna krila. Ovde bi se mogle dodati još mnoge vrste ptica neletačica,  Afrički noj je takodje ptica neletačica. Pored njega tu je južnoamerička rea, australijski emu i naravno pignvini. Možda najbizarniji je novizelandski kakapo, debeo papagaj koji je neletač a koji živi uglavnom na terenu i oostao je veoma ugrožen jer je lak plen za mačke. Sve ove ptice neletačice imaju krila. Kod nekih (kao što je ptica kivi)  krila su veoma mala, svega par centimetara i gotovo neprimetna pod perjem, njena krila nemaju apsolutno nikakvu funkciju i postoje samo kao evolucioni ostaci.

Novozelandska ptica Kivi (Apterygidae),   krila su joj veoma mala,
skrivena pod perjem i potpuno nefunkcionalna

Dok kod drugih, kao što je noj, krila su dobila novu upotrebu. Kod pingvina su takodje pradavna krila evoluirala u peraja, što ptici omogućava da pliva pod vodom i to neverovatnom brzinom. Ono što je bitno, sve ove ptice neletačice imaju potpuno iste kosti koje možemo naći i na krilima kod ptica koje mogu da lete. A to je zato što krila neletačica nisu proizvod namernog i inteligentnog dizajna već evolucije. Uostalom, niti ima posebnog razloga da bi Tvorac koristio potpuno iste kosti na krilima koja lete i na onima koja ne lete, uključujući ovde i kosti peraja.

Medjutim, pristalice inteligentnog dizajna uvek potežu isti argument kada brane ove zakržljale organe. Oni će reći : "Ovi organi nisu beskorisni, oni imaju funkciju!" , ili još češće, "Oni nisu nepotrebni, možda mi još nismo otkrili njihovu pravu ulogu". Tvrdeći ovakve stvari, oni zaprave ne primećuju da potpuno promašuju poentu. Evoluciona teorija nigde ni ne kaže da zakržljali organi nemaju nikakvu funkciju. Organ je zakržljao, ne zbog toga što je on nefunkcionalan već zato što više ne obavlja onu funkciju za koju je evoluirao. Tu postoji bitna razlika. Autor detaljnije objašnjava i kako su neke ptice uopšte izgubile krila i kako je taj proces tekao.

Takodje objašnjava i ostale primere zakržljalih organa. Tu su i kitovi sa zakržljalim karlicama, a tu je i povratni grkljanski živac (engl. recurrent laryngeal nerve) (str. 81-85).

Dalje, autor ovde polako ulazi i u oblast teologije. Objašnjavajući kako pristalice inteligentnog dizajna najčešće izbegavaju pokušaje da identifikuju samog "Dizajnera" , zapravo oni njega uvek vide i opisuju tražeći Boga a ne bilo kakvog drugog visoko-inteligentnog dizajnera. Coyne otvoreno identifikuje ovu vezu i tumači je kroz realne primere.

Odnos kreacionizma i evolucije na početku 21. veka

Ako su ljudi samo jedan od mnogobrojnih rezultata prirodne selekcije, možda uopšte i nismo toliko specijalni koliko mislimo? Možete da zamislite zašto ovo pitanje toliko pogadja mnoge ljude koji misle da smo nastali na poseban i drugačiji način a ne od životinja. Da li naša egzistencija ima ikakvu svrhu ili smisao koji nas razlikuje od drugih bića? Za evoluciju mnogi misle da ugrožava moral. Ako, nakon svega, mi jesmo ništa drugo osim zveri, zašto se onda ne bismo i ponašali kao zveri? Šta nas to može držati moralnima ako nismo ništa više od majmuna sa malo većim mozgom? Ni jedna druga naučna naučna teorija ne doživljava tako jak psihološki otpor.

Jasno je da je najveći deo ovog otpora potiče uglavnom od religije. Vi možete naći religiju bez kreacionizma, ali nikada, nećete naći kreacionizam bez religije. Mnoge religije ne samo da smatraju ljude posebnim, već oštro negiraju evoluciju tvrdeći da smo mi, kao i druge vrste, bili predmet trenutnog stvaranja od strane božanstva. Iako su mnogi religiozni ljudi ipak pronašli način da u svojoj glavi pomire nekako evoluciju sa svojim duhovnim verovanjima, takvo pomirenje na žalost nije moguće ako želite da se doslovce pridržavate opisa stvaranja onako kako ga opisiju neke religije.

Zbog ovoga je otpor prema evoluciji i dalje veoma jak, pogotovo u SAD i Turskoj, gde su uticajna fundamentalistička verovanja. Statistike najbolje pokazuju koliko jak otpor smo u stanju da pružamo  prihvatanju sasvim jednostavnih i očiglednih naučnih činjenica o evoluciji. Uprkos obilju neoborivih dokaza evolucije iz godine u godinu ankete pokazuju da su recimo Amerikanci, posebno depresivno sumnjičavi prema ovoj grani biologije. Godine 2006, na primer, anketa sprovedena na odraslim osobama u 32 države SAD zatražila je da odgovore na tvrdnju, "Ljudska bića, kao što znamo, razvila su se iz ranijih vrsta životinja", odgovor je trebao biti jedan od 3 moguća : smatram da je istina, nije istina ili nisam siguran.

Svega 40% ispitanika - četiri od deset ljudi - je reklo da smatra da je izjava istinita (što je 5% manje u odnosu na 1985. godinu). Ova brojka je gotovo slična sa brojkom onih koji se ne slažu i koji smatraju da je izjava lažna (39%). A ostalih, 21%, jednostavno nisu sigurni. Ovo postaje još zanimljivije kada uporedimo ove statističke podatke sa onima iz drugih zapadnih zemalja. Od ukupno trideset i jedne nacije, jedino Turska, koja je prepuna verskog fundamentalizma, rangirana je niže u prihvatanju evolucije (25% prihvata, 75% ne prihvata). Evropljani, s druge strane, imaju mnogo bolji rezultat, sa preko 80% Francuza, Skandinavaca i Islandjana koji smatraju evoluciju kao istinitu. U Japanu, 78% ljudi se slaže da je čovek evoluirao.

Medjutim, kod evolucije se ne radi o pukom odlučivanju da li je ona istinita ili nije. Da bi čovek bio u stanju da odgovori na to pitanje on mora imati barem neko osnovno predznanje o njoj i šta one uopšte predstavlja. Problem je što evoluciija u nekim zemljama sveta (medju kojima je i SAD) nema čak ni tu mogućnost, ona je nekada branjena da se predaje u državnim školama. Skoro dve trećine Amerikanaca smatra da ako se evolucija predaje u školskim učionicama, onda bi trebao i kreacionizam. Nije iznenadjujuć toliki broj Amerikanaca koji smatra da je ona neistinita ako uzmemo samo u obzir da 12% (jedan od osam) ljudi misli da se evolucija treba učiti bez pominjanja kreacionizma kao nekakve alternative.

Iznenadjuje i to što se takav princip "učiti u školi i jedno i drugo" postepeno širi i na ostale zemlje, uključujući Nemačku i Veliku Britaniju. Primera radi, u Velikoj Britaniji, 2006. godine u anketi BBC-a  2.000 ljudi je upitano da opiše svoje vidjenje o tome kako se život formirao i razvio. Dok 48% prihvata evolucioni pogled, 39%  se opredelilo za kreacionizam ili inteligentni dizajn (ID), dok 13% ne zna. Više od 40% ispitanika smatra da bi se kreacionizam ili inteligentni dizajn trebalo učiti na časovima nauke u državnim školama. To više uopšte nije toliko daleko od statistike u SAD. Danas, neke škole u ​​Velikoj Britaniji predaju inteligentni dizajn kao alternativnu opciju evoluciji.

Uz evangelističko hrišćanstvo koje stiče uporište u kontinentalnoj Evropi, i muslimanskog fundamentalizma koji se širi kroz bliski istok, kreacionizam i dalje stiče dosta novih pristalica. Ono što je ironija, kreacionizam je čak osnovao uporište i na arhipelagu Galapagos. Tu, na samom zemljištu koje simbolizuje evoluciju, na čuvenim ostrvima koja su inspirisala Darvina, sada postoji adventistička škola i predaje naučno neutemeljenu kreacionističku biologiju deci razne veroispovesti.

Pored njenog sukoba sa fundamentalističkim religijama, mnogo konfuzije i nerazumevanja okružuje evoluciju zbog jednostavnog nedostatka svesti o težini i raznovrsnosti dokaza. Nesumnjivo je da neki ljudi jednostavno nisu zainteresovani. Ali kako autor tvrdi postoji i drugi problem, to je nedostatak informacija. Mnogi od njegovih kolega biologa su neupućeni u mnoge linije evolucionih dokaza, čak i većina studenata, koji su navodno saznali za evoluciju još u srednjoj školi, i dolaze na kurseve, ne znaju gotovo ništa o toj centralnoj teoriji biologije. Uprkos široko rasprostranjenom kreacionizmu i njegovom nedavnom potomku, inteligentnom dizajnu, popularna štampa ne pruža gotovo nikakvu pozadinu zašto naučnici prihvataju evoluciju. Nije ni čudo, da mnogi ljudi postaju plen retorike kreacionista i njihovog namernog demoniziranja Darvinizma.

Iako je Darvin bio prvi koji je sastavio i prikupio dokaze za teoriju evolucije, od njegovog vremena naučna istraživanja su strahovito odmakla. U Darvinovo vreme DNK još nije ni bila otkrivena, a danas ta ista DNK otkriva okeane novih i novih dokaza koji dokazuju da je evolucija još u toku. U ovoj knjizi se prepliću mnoge teme iz naučnog rada na polju genetike, paleontologije, geologije, molekularne biologije, anatomije, i razvojne biologije koji ukazuju na "neizbrisiv pečat" evolucije, pečat koji je prvi predložio Darvin a što je jedan od ključnih razloga zašto je njegovo ime toliko pominjano danas.

Seksualna selekcija i genetika

Poglavlja 5, 6 i 7 pokrivaju klasične neontološke argumente (neontologija je oblast biologije koja se za razliku od paleontologije ne bavi bavi pradavnim organizmima, već onima koji danas postoje, tj. skorašnjim organizmima). Ti argumenti obuhvataju argumente iz genetike, teorije nastanka vrsta, i brojne dokaze koje su biolozi dokumentovali u proteklom veku. To je prava snaga ove knjige, jer Coyne i jeste specijalista u ovim oblastima, i ovde se zaista pokazuje njegovo poznavanje "terena". Medju ovim temama je i provokativna rasprava o tome "kako seks upravlja evolucijom", ažuriranje i dopuna argumenata klasične seksualne selekcije koju je Darvin prvi put predstavio, a koja je posebno pojačana radovima genetičara koji su otkrili koliko važan uticaj imaju seksualne rekombinacije na genetičke varijacije i specijacije.

Pretposlednje poglavlje se bavi pitanjem koje najviše uzbudjuje kreacionistički pokret - ljudskom evolucijom. Coyne predstavlja kratak ali jasan pregled svih dokaza iz ljudske anatomije, paleontologije i genetike koje čine našu vezu sa životinjskim carstvom (a naročito carstvom velikih majmuna).

U svom završnom poglavlju, "Evolution Redux" Coyne razmatra neke od glavnih implikacija evolucije, od filozofskih razloga zašto naučnik može reći "evolucija je istinita," do sasvim novih polja evolucione psihologije, sa implikacijama evolucije za širi pogled na svet. Neka vas ne iznenadi što često voli da ubacije kreacionističke tvrdnje unutar poglavlja jer ne samo da želi da raskrinkava većinu njihovih argumenata, već pažljivo uverava čitaoca da sam dodje do zaključka nakon ogromne količine jakih dokaza da se evolucija zaista dogodila. Kao zaključak izdvojićemo pasus sa 222 strane :


Every day, hundreds of observations and experiments pour into the hopper of the scientific literature… and every fact that has something to do with evolution confirms its truth. Every fossil that we find, every DNA molecule that we sequence, every organ system that we dissect supports the idea that species evolved from common ancestors.

Despite innumerable possible explanations that could prove evolution untrue, we don’t have a single one. We don’t find mammals in Precambrian rocks, humans in the same layers as dinosaurs, or any other fossils out of evolutionary order. DNA sequencing supports the evolutionary relationships of species originally deduced from the fossil record.

And, as natural selection predicts, we find no species with adaptations that benefit only a different species. We do find dead genes and vestigial organs, incomprehensible under the idea of special creation. Despite a million chances to be wrong, evolution always comes up right. That is as close as we can get to a scientific fact.


Sve u svemu, Coynova knjigica ima predivno uravnotežen pristup čitaocima, blaga i bez bespotrebnog napadanja kreacionizma, smireno i edukativno štivo za nekoga ko još možda sedi na ogradi izmedju evolucije i kreacionizma. Naravno, kreacionisti će verovatno mrzeti knjigu  (sudeći po brojnim komentarima širom interneta, mnogi su već pokušali da diskredituju autora i slično). No, bez obzira na sve, za nekog čiji um još nije zamagljen verskom dogmatikom knjiga može biti i više nego korisna.


Srpasta anemija: Fascinantna priča o tome kako čak i najmanja mutacija na genu uz prirodnu selekciju može uzrokovati krupne promene na ljudskoj vrsti

Kad se otprilike pre nekih 150,000 godina Homo sapiens krenuo raseljavati van Afričkog kontinenta, šireći se postepeno po svim kontinentima, nailazio je na mnoge izazove. Krećući se iz vrućih i suvih afričkih savana, populacija se prilagodjavala selektivnim pritiscima lokalnih uslova na koje je nailazila. Generacije su postepeno menjale i fiziologiju i spoljašnji izgled. Neke od tih promena su na primer boja kože, koja je postajala svetlija nakon života u predelima sa manje sunca (Lamason et al., 2005). Populacije čiji su članovi pili mleko domaćih životinja zadržavale su veću sposobnost probavljanja laktoze i u odraslom dobu. Ovo je bila karakteristika, koju su populacije u čijoj ishrani nije bilo mleka, gubile ubrzo nakon detinjstva (Tishkoff et al., 2007).

Jedna od takvih posledica selektivnog pritiska je i priča o srpastoj anemiji i otpornost na malariju koju ćemo ovde pokušati opširnije i detaljnije opisati. Priča je malo duža ali fascinantna jer pre svega govori o tome kao jedna ista mutacija ne genu može istovremeno biti i pogubna i korisna, sve s obzirom na date uslove iz okruženja.

Priča kreće prvo od genetskih mutacija. Podsetimo se ukratko, mutacije su promene u genetskom kodu, do kojih može doći na mnoge načine, recimo kada se ćelija deli pa jedna ili više od milijardi baza unutar DNK bude nepravilno iskopirana, ili se DNK ošteti tokom života ćelije, kroz spoljne otrove ili UV zračenje, itd. Iako su naše ćelije razvile sistem kontrole da do takvih grešaka ne dodje, nekada čak i ti sistemi znaju da otkažu i izazovu grešku. Priroda nekad greši - to je fakat. Nekada (izuzetno retko) neke od tih grešaka mogu pružiti poboljšanja na organizmu ali u većini slučajeva takve greške su neutralne ili štetne.

SNP i varijacija na jedinkama iste vrste
kao posledica promene jedne nukleobaze

Mutacije na samim genima mogu biti veoma štetne, mnoge od njih su letalne (smrtonosne). Razlog je taj što geni utiču na ekspresiju različitih karakteristika organizma preko biohemijskih procesa. Nekada gen može bitno promeniti svoju ekspresiju bez obzira što je mutacija takva da se sastoji od promene bukvalno jedne nukleobaze koja se vezala na pogrešno mesto unutar DNK. Recimo, umesto jednog slova T (Timin) dodje A (Adenin) ili se umesto jednog G (Guanin) vezao C (Citozin).

Šta je to srpasta anemija i kako uopšte nastaje?

Tako zamenjena slova (tj. nukleobaze) na genima mogu putovati veoma dugo kroz generacije. Naučnici ih nazivaju i kao SNP (Single Nucleotide Polymorphism) što predstavlja lokaciju na DNK gde se bukvalno jedno slovo razlikuje od osobe do osobe. Neki SNP su povezani i sa varijacijama na različitim ljudskim fenotipima.

Jedan takav SNP putuje i dan danas kao recesivan gen koji uzrokuje ozbiljnu promenu na hemoglobinu koja kod ljudi uzrokuje da njihova krvna zrnca poprime srpasti oblik i kao takva zagušuju krvne sudove. Bolest poznata kao srpasta anemija (engl. Sickle Cell disease) koja spada u grupu krvnih bolesti, iliti hemoglobinopatija - kako bi to rekla savremena medicina.

Jedna pogrešan nukleotid na genu za hemoglobin čini da umesto normalnog hemoglobina (HbA)
dobijemo hemoglobin S (HbS) koji izaziva srpasti oblik eritrocita.

Kako to gen modifikuje hemoglobin ?

Hemoglobin je, kao što znamo, ključan za život nas kičmenjaka. On se nalazi u našim crvenim krvnim ćelijama  (eritrocitima) i služi da prenosi kiseonik kroz našu krv do ostalih ćelija tela. Razlog zašto baš hemoglobin omogućava prenos kiseonika leži u njegovoj hemijskoj sposobnosti da pravi labave i reverzibilne veze sa atomima kiseonika. Litar krvi u proseku ima oko 140-160g hemoglobina, a svaki gram vezuje oko 1,34 ml kiseonika.

Normalan hemoglobin naziva se i kao HbA (hemoglobin A), i unutar krvne ćelije postoji kao više rasutih jedinica. Za razliku od njega, mutirani hemoglobin koji izaziva srpastu anemiju naziva se HbS. Hemoglobin S ima osobinu da, kada padne koncentracija kiseonika u krvi (odnosno pH vrednost krvi), krene da se kristalizuje u eritrocitima. To utiče na eritrocite tako da počnu da dobijaju srpast (izdužen) izgled i time postaju veoma podložni hemolizi. Ovaj proces je reverzibilan, što znači da se eritrociti vraćaju u prvobitno stanje kada se pritisak kiseonika u krvi poveća.

Medjutim, u fazi dok su eritrociti srpastog oblika, bolesnik sa srpastom anemijom ulazi u začarani krug, gde nizak pritisak kiseonika izaziva pojavu još više srpastih eritrocita (što počinje da dovodi do njihovog raspadanja), a to izaziva još veći pad koncentracije kiseonika u krvi, što dalje vodi do tromboze i infarkta.




Ono što je posebno nezgodno, bolest se ne ispoljava odmah po rodjenju, zbog prisustva hemoglobina F (HbF) u eritrocitima. Šta je sad HbF ?  Naziva se i kao fetalni hemoglobin (jer je prisutan samo u ranom periodu nakon radjanja) ima zaštitnu ulogu jer sprečava taloženje HbS. Pa novorodjenčad ne pokazuju znakove bolesti, sve dok HbF polako ne nestane, tj. dok ga ne zameni HbS, a tada se počinju javljati prvi simptomi srpaste anemije. Stoga, većina bolesnika umre još u mladalačkom dobu.

Zašto se ova štetna mutacija zadržala ovako dugo u fondu gena ? 

Koliko god da je ova genetska bolest pogubna, ispostavlja se da je srpasta anemija i dalje prisutna. Prema onome što znamo o evolucionim mehanizmima, tako mala DNK promena koja izaziva toliko opasnu bolest organizma trebala bi odavno biti eliminisana prirodnom selekcijom i uklonjena iz fonda gena populacije. Ali istraživači su otkrili da SNP koji izaziva srpastu anemiju kruži već hiljadama godina.

Ti rezultati, plus činjenica da je bolest uglavnom prisutna kod ljudi čiji su preci živeli u oblasti subsaharske Afrike, Indije i bliskog istoka ( od 0,3 do 1% zapadnoafričkih crnaca i američkih crnaca oboleva) navelo je naučnike  (još sredinom 20. veka) da razmotre da li gen koji uzrokuje srpastu anemiju daje i neku korist ljudima koji žive u ovim regionima ? Naučnici su još odavno otkrili da je ta evoluciona korist (benefit) - otpornost na malariju. Podsetimo se činjenice, da iako je uzrok malarije otkriven još 1907. (vojni lekar Louis Alphonse) i dan danas u svetu svake godine malarijom se zarazi oko 300 - 350 miliona ljudi, od čega 1,3 miliona umre.


Ženka komarca Anopheles stephensi ujedom prenosi
parazit Plasmodium  koji uzrokuje bolest ljudske malarije

Do danas je otkriveno oko 3,5 hiljade vrsta komaraca na planeti, grupisanih u 41 rod. Ljudska malarija se prenosi samo ženkama komarca iz roda Anopheles. U rodu Anopheles postoji oko 430 vrsta, ali samo 30-40 od njih prenosi malariju. Te vrste se nazivaju i kao "vektorske" za malariju.

Većina slučajeva malarije se dogadja u tropskim krajevima, posebno u subsaharskoj Africi. Uzročnik malarije je parazitski organizam Plasmodium, to je protozoa koja je evoluirala tako da joj je potreban domaćin da obavlja svoj veoma komplikovan životni ciklus i ćelijsku deobu. Taj ciklus se sastoji od više faza i kreće se u stalnom kruženju parazita od komarca ka čoveku i nazad u krug. Evo malo detaljnijeg opisa.


Životni ciklus parazita Plasmodium falciparum  koji uzrokuje ljudsku malariju

Kada čoveka ubode zaražen komarac (1), on sa sekretima pljuvačnih žlezda ubacuje u krv čoveka i štapićaste sporozoite. Sporozoiti nisu još odrasle jedinke plasmodiuma. Oni se preko krvi raznose po telu i ubrzo završavaju u jetri (2). Kada dospeju u jetru prodiru u njene ćelije gde se dalje transformišu. Dok rastu uzimaju hranljive materije iz ćelija jetre, a zatim se dele šizogonijom (što je naziv za jednu od faza), pri čemu nastaje prva generacija merozoita koji inficiraju nove ćelije jetre. Kada nakon više generacija napune prenasele jetru, merozoiti kreću na eritrocite (3). Dok traje jetrena faza bolesnik nema nikakve simptome bolesti. Medjutim kada predju na eritrocite uzrokuju njihov raspad i kod bolesnika počinju izazivati visoku temperaturu praćenu groznicom. Eritrocitne šizogonije se odvijaju više puta u pravilnim vremenskim razmacima. Kod Plasmodium falciparum-a, ona se odvija svakih 38-48 sati, što se manifestuje visokim temperaturama i opštom malaksalošću. Što kod mnogih bolesnika dovodi i do smrti.

Za sve vrste roda Plasmodiuma je karakteristično da posle nekoliko eritrocitnih šizogonija neki merozoiti se u eritrocitima ne dele, već diferenciraju u nezrele gamete (4). Za njih je životni ciklus u telu čoveka završen, a dalji razvoj je jedino moguća opet nazad u komarcu koji će usisati krv zaraženog čoveka (5). Ovime parazit svoj životini ciklus dalje nastavlja u telu komarcu koji će eventualno kasnije opet zaraziti drugog čoveka i tako u krug.

Znamo li u čemu leži tajna otpornosti srpastih krvnih ćelija na malariju ?

U medicinskoj zajednici bilo je veoma dosta pokušaja da se do detalja opiše jasan proces kako i na koji način srpaste ćelije štite bolesnike od malarije. Čime će se obezbediti jasan uvid u razvoj tretmana i mogućih lekova za ovu razornu bolest koja i dan danas nosi veliki broj ljudi.  Tokom više-decenijskog istraživanja taj mehanizam je bio poprilično "neuhvatljiv". Studija objavljena još tokom 1978. u PNAS govorila je o tome da su srpaste ćelije u stanju da "ubijaju" parazite koji uzrokuju malariju. Smatrano je da ih ubijaju tako što ometaju metabilzam parazita. Druga objašenjenja su bila da srpaste ćelije svojim oblikom mnogo brže putuju kroz krvotok i time smanjuju ukupnu stopu (rate) širenja parazita, omogućavajući imunom sistemu da za to vreme pripremi bolju odbranu.

Vredan je i mukotrpan i detaljan rad, Ane Fereira (2011), post-doktorskog istraživača, a koji je bacio  svetlo na taj proces iz drugog ugla i pokazao da se zapravo ne radi o "ubijanju parazita" već da hemoblogin srpastih ćelija omogućava stvaranje tolerantnosti organizma na parazita. Ana i Miguel Soares vršili su svoje eksperimente na laboratorijskim miševima a koji su bili genetski modifikovani tako da imaju primerke srpastih hemoglobina. Ovi miševi takodje su bili imuni na malariju, te su istraživači na ovaj način mogli istraživati proces reprodukujući isto ono što se dogadja i kod ljudi.

Konačno u studiji objavljenoj u naučnom magazinu Science (Nov. 2011) opisan je kompletan sistem i kako stručnjaci tvrde misterija razrešena. Istraživači su koristili mikroskopiju visoke rezolucije i po prvi put u istoriji uspeli da vizueliziju sistem funkcionisanja malarije.

Slika levo - U crvenim krvnim ćelijama sa normalnim hemoglobinom, parazit koji izaziva malariju - Plasmodium falciparum uspostavlja transportni sistem (žuta boja). Slika desno - Kod crvenih krvnih ćelija sa mutaranim hemoglobinom transposrtni sistem se raspada na manje delove (prikazani žutom bojom) usled čega parazit ne može da obavi ciljani transport proteina na površinu ćelije.

Evo šta je mikroskopija pokazala. Parazit koristi odredjeni protein (actin) iz citoskeleta (ćelijskog skeleta) eritrocita da bi izgradio sopstveni sistem transporta i preneo sebe na zid ćelije, kako tvrdi dr Marek Cirklaff, vodja grupe u Odseku za infektivne bolesti, parazitologiju i glavni autor naučnog rada.

Ono što se zapravo dogadja kod Hemoglobina S (prisutnog u srpastim krvnim ćelijama) je degeneracija  transportnog sistema koji koristi parazit. Ali testovi su  pokazali da nije samo Hemoglobin S odgovoran za to, već degradaciju proizvod ferril hemoglobin. Ovo je nepovratno oštećen, hemijski izmenjen hemoglobin koji više nije u stanju da veže kiseonik. Hemoglobins S je znatno više nestabilniji od normalnog hemoglobina. Kao rezultat toga, krvne ćelije sa ovim varijantama sadrže (10X više nego što je normalno) ferril hemoglobina a tako visoka koncentracija destabilizuje vezivanje gore pomenutog actin proteina i dovodi do raspadanja.

Šire implikacije prirodne selekcije na borbu protiv patogena

Patogeni su možda najintrigantnija od svih snaga koje su oblikovale ljude i životinje. Oni su imali ogroman uticaj na našu evoluciju, ali i oni sami evoluiraju tokom vremena. HbS je možda najočigledniji primer kakav efekat su patogeni ostavili na ljudski genom. (Sabeti et al., 2006). Proučavajući dalje genetičku raznovrsnost patogena, istraživači dolaze i do toga kako su isti evoluirali da bi izbegavali ljudsku imunost, odbranu i terapije.

Takodje, pored malarije i druge bolesti uzrokovane parazitima su oblikovale ljudsku evoluciju i forsirale pojavu otpornih alela. Na osnovu nekih istorijskih podataka iz poslednjeg milenijuma, ove bolesti mogu uključivati i velike boginje, kao i koleru, žutu groznicu, tuberkulozu i kugu koje su pustošile tokom istorije.

Danas, uz pristup nevidjenim količinama podataka za proučavanje ljudskih genetskih varijacija, istraživači mogu pronalaziti takve, na prvi pogled bizarne i veoma udaljene genetske setove putem raznih analitičkih metoda. Na ovaj način, oni mogu da identifikuju i druge genetske varijacije koje omogućavaju otpornost na infektivne bolesti a koje su opstajale i širile se kroz ljudske populacije tokom vremena. Nauka postepeno rasvetljuje prirodne mehanizme odbrane i lagano otkriva fascinatan roman evolucionih pritisaka koji se odvijao na našim precima. Štaviše, iste alatke koje su unele revoluciju u istraživanje prirodne selekcije kod ljudi, sada služe da pruže i pomoć u borbi protiv patogena

Reference

  • http://www.nature.com/scitable/topicpage/natural-selection-uncovering-mechanisms-of-evolutionary-adaptation-34539
  • https://www.23andme.com/health/Sickle-Cell-Anemia-Malaria-Resistance/howitworks/
  • Confers Tolerance to Plasmodium Infection. Cell, Volume 145, Issue 3, 398-409, 29 April 2011 DOI: 10.1016/j.cell.2011.03.049
  • Ayi, K., Turrini, F., Piga, A., and Arese, P. (2004). Enhanced phagocytosis of ring-parasitized mutant erythrocytes: a common mechanism that may explain protection against falciparum malaria in sickle trait and beta-thalassemia trait.
    Blood 104, 3364–3371.
  • Bains, S.K., Foresti, R., Howard, J., Atwal, S., Green, C.J., and Motterlini, R. (2010). Human sickle cell blood modulates endothelial heme oxygenase activity: effects on vascular adhesion and reactivity. Arterioscler. Thromb.
    Vasc. Biol. 30, 305–312.
  • Hemoglobins S and C Interfere with Actin Remodeling in Plasmodium falciparum–Infected Erythrocytes
    DOI: 10.1126/science.1213775
  • The impact of malaria parasitism: from corpuscles to communities
    2009;119(9):2496–2505. doi:10.1172/JCI38307
  • Ackerman, H., et al. A comparison of case-control and family-based association methods: The example of sickle-cell and malaria. Annals of Human Genetics 69, 559–565 (2005)
  • Allison, A. C. Protection afforded by sickle-cell trait against subtertian malarial infection. British Medical Journal 4857, 290–294 (1954)
  • Diamond, J. M. Guns, Germs, and Steel: The Fates of Human Societies (New York, Norton, 2005)

Kradja hemijskih signala i integracija parazita u koloniju mrava

Socijalni insekti poput mrava održavaju integritet svojih kolonija putem stalnog proveravanja članova kako bi otkrili strance i uljeze. Pošto imaju ograničen vid, sliku o svetu dobijaju zahvaljujući hemijskim signalima, koji su im primarni način da razlikuju člana svoje kolonije od uljeza. Ključno organsko jedinjenje koje im omogućava ovu vrstu prepoznavanja hemijskog "potpisa" svojih članova kolonije su ugljovodonici iliti cuticular hydrocarbon (CHC) signatures. Ova vrsta obeležavanja je evolucijom unapredjivana i postala do danas veoma efikasna. Ipak, i pored svega toga odredjene vrste parazitskih insekata nekako uspevaju da "prevare" njihov sistem potpisivanja i na prevaru ostvare pristup resursima kolonije. Jednom kada se probiju unutar kolonije mogu ostati dugo neotkriveni. 

Malayatelura ponerophila, parazitski insekt koji pronalazi put do kolonije mrava ratnika.

Za same članove kolonije to je nekada veoma pogubno - zbog stila života u kojem je veoma velika interakcija medju članovima - bilo kakva zaraza koju bi im preneo parazit vrlo lako bi se i brzo raširila kolonijom i pobila njih i njihove mlade. U najblažem slučaju, insekt parazit može koristiti hranu kolonije i skloniti se od drugih predatora, bez da zauzvrat pruža ikakvu korist koloniji.

Jedan takav parazitski insekt malayatelura ponerophila (nazivan i silverfish) , ima veoma neobičnu strategiju preživljavanja, živi u koloniji sa jednom od najagresivnijih vrsta mrava na planeti - mravima ratnicima (army ants). Jedna neobična karakteristika kod ovih mrava, za razliku od većine vrsta mrava, je da mravi ratnici ne grade stalna gnezda. Svo vreme dok postoji, kolonija se neprekidno pomera. Ovaj sindrom je često u nauci pominjan i kao sindrom "legionarskog ponašanja" Zbog tako agresivnog stila života, mravi ratnici će pokušati da raskomadaju apsolutno svaki organizam kojeg primete da nije član njihove kolonije.



Kako onda ovaj parazitski insekt njima promiče ?

Neke ranije pretpostavke bile su da insekt parazit sam vrši biosintezu odgovarajućeg CHC-a. Grupa naučnika je sprovela detaljnu studiju kako bi to razjasnila. Medjutim, umesto biosinteze, ispostavilo se da parazit krade CHC , odnosno, krade "hemijski potpis" kolonije. Kako to čini? Otkrili su da se parazit prvo primiče mladim i još nezrelim mravima, da tako kažemo, "češka se o njih" kako bi im ukrao malo mirisa koji oni imaju na sebi. Ovo ga prekriva hemijom koja mu je potrebna da ga odrasli mravi nikada ne primete i ne rastrgnu na komade. Takva strategija putem hemijske mimikrije je veoma rizična, nekad uljez bude i uhvaćen, ali dok se to ne dogodi on može komotno uživati u koloniji, sklonjen od svih ostalih predatora i uz obilje hrane, iako mravima ne daje ništa za uzvrat.

A)  M. ponerophila se uglavnom kreće ispod odraslih jedinki.
B) M. ponerophila koja je primećena i ubijena od strane mrava

Sada kada je jasno da je u pitanju ipak razvijeno ponašanje kojim insekt stiče hemijsku mimikriju, uvidja se i to da je m. ponerophila, ovime primorana na redovno dopunjavanje hemikalije i stalno lociranje nezrelih jedinki, jer redje dopunjavanje hemikalijom vodi ka razotkrivanju od strane domaćina i sigurnoj smrti.

Sa druge strane, mravlji sistem "potpisivanja" se razvija paralelno sa načinom kako i parazit evoluira strategije kradje "potpisa". To je proces u kojem jedna strane podstiče drugu, tzv. recipročni selektivni pritisak baš kao što i gazela svojom brzinom utiče na selekciju divljih mački ali i mačke na nju. Verovatno bi se paralele mogle pronaći i kod homo sapiensa, gde su vojne sile jedne države konstantno primorane da grade naprednije raketne sisteme, da pospešuju odbranu i uvode sofisticiranije sisteme šifrovanja podataka u komunikaciji kako ih potencijalni neprijatelj ne bi iskoristio. Nešto o čemu je i Dokins svojevremeno pisao  pozivajući se na - već poprilično ustaljen fenomen - "arms races"  - iliti "trku u naoružavanju".

Za više informacija i metodologiju sprovedenu u ovom istraživanju :

Acquisition of chemical recognition cues facilitates integration into ant societies
Christoph von Beeren1, Stefan Schulz, Rosli Hashim, Department of Biology University Munich, Germany.
PMID: 22133503; PubMed - indexed for MEDLINE; PMCID: PMC3271039

Još korisne literature na ovu temu :

The world of insects - Harvard University press
Dawkins R, : Arms races between and within species. Proc R Soc B, 1979, 205:489-511
Combes C: Arms races. In The art of being a parasite. Edited by: Combes C, University of Chicago, 2005 Wilson EO: The insect societies Cambridge: Harvard University Press; 1971.