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