Jerzy Dzik

Instytut Paleobiologii PAN

Instytut Zoologii UW

2015

UNIWERSALNO KONCEPCJI EWOLUCJI

Ewolucja 4.

czy zjawiska opisywane przez teorie biologiczne

s nieskoczenie liczne w przestrzeni?

a moe cho w czasie?

UNIWERSALNO atrybutem teorii fizykochemii

teorie (prawa) uniwersalne stosowalne do nieskoczonej liczby obiektw

jak posta maj typowe teorie biologii?

teoria okrela korelacj midzy obserwacjami

preferowane s objanienia dajce cilejsz korelacj

nowe dane zmieniaj niewiele

WNIOSKOWANIE

indukcyjne w biologii

pojedyncze obserwacje nie mog obali takich teorii

Bonner (1965)

Willi Hennig (1913-1976)

probabilistyczne poszukiwanie

porzdku w rnorodnoci

wikszo danych w macierzy nie ma zwizku przyczynowego

testowanie przez kongruencj

w istocie niefalsyfikowalne

kladogram

INDUKCJONIZM

filogenetyki

o ewolucji nie sposb mwi z pominiciem wymiaru czasowego

zasada aktualizmu geologicznego to zastosowanie

parsymonii do wymiaru czasowego:

zawsze byo tak jak dzi, pki nie ma dowodu, e byo inaczej

zasada ta nie stosuje si do ewolucji

poki nie ma dowodu na dawno, wynalazki uznajemy za niedawne

CZAS EWOLUCJI

a uniformitarianizm

Charles Lyell

(17971875 ) James Hutton

(17261797)

zjawisko kumulowania informacji w organizmach

sposb wykorzystania tej informacji do ich uformowania

i zasady funkcjonowania organizmw w rodowisku

RNORODNO teorii biologii

drzewo rodowe to teoria najbardziej obszerna, ale nie uniwersalna!

objanianie skutkw makroewolucji

stosowalno rozpoczyna si od ewolucyjnego powstania przystosowania, ktrego dotycz

ma wic cise czasoprzestrzenne koordynaty na drzewie rodowym organizmw

PRAWA BIOLOGII

zakres stosowalnoci

jest oczywiste, e prawa zoologii nie stosuj si do botaniki

segmentalne geny homeotyczne

muchy i myszy homologiczne

mia je ostatni wsplny przodek ssakw i owadw 600 mln lat temu

ZASIG CZASOWY biologii rozwoju

W. Patten 1912

E. Geoffroy Saint Hillaire 1822

?

homeodomena na DNA

ale mechanizm regulacji odziedziczony po pierwotniakach

Carroll

(2000)

organizmy wielokomrkowe s klonami identycznych genetycznie komrek

powstaj wszak z podziau zygoty

ich komrki rni si w wyniku regulacji ekspresji genw

geny homeotyczne od co najmniej 1,2 mld lat

ZASIG CZASOWY teorii komrkowej

krasnorost Bangiomorpha 1,2 mld lat

formacja Hunting, Kanada

rhizoidy

bloki komrek

wielokomrkowo powstawaa wielokrotnie i niezalenie

Butterfield (2000)

powstanie jdra komrkowego, organelli i pci?

powstanie wielokomrkowych zwierzt?

tetrada mejotyczna?

Tetrasphaera

950 mln lat

presja jednokomrkowych drapienikw

ZASIG CZASOWY teorii pci

porednie argumenty (tetrady podziaowe, rozmiary komrki) datuj powstanie organizmw pciowych na 1,5 mld lat temu

odtd istniej obiektywnie rne gatunki

Burzin (1997)

ZASIG CZASOWY teorii fotosyntezy

kluczowy wynalazek kompleksu manganowego

Gupta et al. (1999)

przodek dzisiejszych bakterii mia oba fotosystemy

fotoliza wody zastpia siarkowodr jako rdo elektronw

Mulkidjanian et al. (2006)

ZASIG CZASOWY genetyki

na pocztku byo zbyt mao rodzajw aminokwasw do syntezy dobrych enzymw

nie biaka byy wic pierwszymi katalizatorami

zmiany

pojedynczych nukleotydw

Jeffrey Tze-fei Wong

koewolucja kodu genetycznego i aminokwasw

pierwsze organizmy nie kodoway biaek enzymatycznych

Wong (1976)

DNA powstao jako wyspecjalizowany nonik dziedzicznoci dla zapewnienia trwaoci przekazu

nietrwae RNA tylko przekanikiem zapisu i rybozymem

uzupenienie rybozymw o czci polipeptydowe zwikszyo ich zdolnoci katalityczne

dinukleotyd nikotynamidoadeninowy (NAD)

koenzym A

nietrwaej rybozy nie mogo by w pierwszym noniku dziedzicznoci

wiat RNA ewoluowa

ZASIG CZASOWY enzymologii

czy RNA by pierwszym nonikiem dziedzicznoci?

kwasy peptydonukleinowe imituj polinukleotydy zamiast rybozy i fosforanw N-(2-aminoetylo)glicyna; nukleozydy zwizane cznikami octanowymi

ale niezdolne do samopowielania z autokataliz

ZASIG CZASOWY teorii Darwina

dobr powielanych waciwoci moliwy i bez dziedziczenia

ycie biologiczne to zdolno do darwinowskiej ewolucji

receptorw na limfocytach T i rodzajw immunoglobulin jest tysice razy wicej ni genw

rdem rnorodnoci ich genw jest losowe czenie fragmentw DNA w limfocytach poza mejoz

przypadkowe dopasowanie stymuluje namnaanie zdolnych do tego limfocytw (selekcja klonalna)

Frank M. Burnet (1939-)

1957 selekcja klonalna przeciwcia

niehistoryczne zastosowanie teorii Darwina; bez dziedzicznoci

PRZECIWCIAA losowa zmienno i dobr

Susumu Tonegawa (1899-1985)

1976 niemejotyczna rekombinacja DNA

109 neuronw w mzgu czowieka, miliony razy wicej ni genw; synaps 1015

ukad synaps jest zmienny w klonach bezkrgowcw

tylko 60% neuronw zarodka przeywa do dorosoci; zmniejsza si rwnie liczba synaps

uczenie si jest moe selekcj losowo powstajcych pocze synaptycznych

Jean-Pierre Changeaux (1936- )

1983 selekcja synaps

kolejne niehistoryczne zastosowanie teorii Darwina?

MZG polem doboru?

teoria ewolucji drog selekcji ma zasig wykraczajcy poza wiat samoreplikujcych si polinukleotydw (organizmw ywych)

wszelkie obiekty dziedziczce zmienno mog podlega darwinowskiej selekcji

nie musz to by ziemskie stwory

TEORIA DARWINA

zastosowania pozaewolucyjne

Charles R. Darwin (1809-1882)

by moe istniej gdzie obiekty o nieznanych waciwociach zdolne do ewolucji

nie da si tego wykluczy

znaczy to, e problem jest metafizyczny

YCIE pozaziemskie

teoria Darwina stosuje si i do obiektw niematerialnych

rzekome bakterie

z meteorytu marsjaskiego

McKay et al. (1996)

przekaz i kopiowanie zapisu wiedzy analogi dziedziczenia, wynalazki i przeinaczenia generuj zmienno, rynek ocenia i selekcjonuje idee

ewolucja wiadomoci spoecznej (wiat 3.) poza podmiotem poznajcym (wiat 2.)

nie zakada ziarnistoci idei podlegajcych selekcji (jak to jest w koncepcji memu)

to darwinowski (selekcyjny) mechanizm ewolucji kultury

Karl R. Popper (1902-1994)

1972 ewolucja wiadomoci spoecznej

EWOLUCJA

ducha

redniowieczne budownictwo sakralne

DARWINOWSKA

ewolucja katedr

przeomowe wynalazki gurtu i przektnego ebra

Payerne 1140

gurt

St Trinite Caen

1120

funkcj konstrukcji sklepienia jest pynne przeniesienie si rozpierajcych na filary

dziedziczenie informacji w strzechach

rnorodno ulepsze i wynalazkw

czynnikiem selekcji byy koszty rusztowania i katastrofy budowlane

szalunek montowany na dowolnej wysokoci

wsparcie szalunku wysklepek

sklepiennych na gurtach znioso ograniczenie rozpitoci sklepienia

przektne ebra jako oparcia deskowania zwikszyy dugo przse

KONSEKWENCJE

innowacji funkcjonalnych

rusztowanie eber

deskowanie wysklepek

ostry uk gurtu z dwu wycinkw koa umoliwi utrzymanie staej wysokoci sklepienia przy prostocie

geometrii szalunku

przybliy profil sklepienia do optymalnej krzywej katenalnej

St Etienne Sens 1140

Salisbury 1220

POZORY

czystej estetyki

przedmiotem doboru gwnie walory inynierskie konstrukcji

Kings College Chapel Cambridge 1466

Henry VII 1502

SPECJACJA

allopatryczna

wzrastajce wyrafinowanie geometrii sklepienia

ewolucja rwnolega do woskiego Renesansu

trwaa po zerwaniu (1534) z Rzymem a po XIX w.

Westminster 1258

dobr na pikno

mona jedynie odtwarza historyczn genez przemian

EWOLUCJA

technologii

rynek selekcjonuje wynalazki oceniajc ich skutki funkcjonalne

przyszo postpu jest nieprzewidywalna

grecki wynalazek rwnoci obywatelskiej

rzymski wynalazek reprezentacji

chrzecijaski sposb wygaszania konfliktw

rezultatem wysza efektywno instytucji

darwinowska ale nie biologiczna dominacja cywilizacji europejskiej

SELEKCJA IDEI

a nie osobnikw

Magna Charta

1215

su do tego biblioteki, szkoy i wolny od polityki Uniwersytet

swoboda tworzenia i upowszechniania idei

bezpieczne przechowywanie

i wierne przekazywanie ich treci

wolno krytykowania i odrzucania

WARUNKI

postpu

1430 neminem captivabimus

mechanizmy rynkowe zniszczyy spoeczne systemy wartoci

demokratyzacja miaa ustanowi homeostaz midzy wadc a ludem

ani wadcw ani rwnowagi ju nie ma, bo pen wadz ma (w teorii) lud

miejsce wadcy zaj niekontrolowalny ponadnarodowy kapita

BEZWADNO postpu

regulacja ekonomiczna

wiedzie ku tabloidyzacji

NIEUCHRONNO postpu i konwergencji

pajk Deinopsis zarzucajcy sie na komara

owady spoeczne maj swoisty jzyk

rozwj odruchw bezwarunkowych siga a do wykorzystania "narzdzi"

wyuczony intelekt waciwy nie tylko wyszym czworonogom

Lyras (2009)

wzrost zoonoci mzgu w ewolucji psw

KONIECZNO czy przypadek?

prawa biologii nie s uniwersalne, bo to nauka historyczna rni si zakresem stosowania

raz uruchomiony mechanizm darwinowskiego

wprowadzania informacji do ukadu jest trway

o ile nie nastpi zaburzenia kierunku selekcji

a wic wrogiem postpu s rewolucje