Ο Κάρολος Δαρβίνος ( ) και η Εξέλιξη Eλένη Σβορώνου

Transcript

1 Ο Κάρολος Δαρβίνος ( ) και η Εξέλιξη Eλένη Σβορώνου Το καλύτερο σχολείο είναι η φύση. Το σχολείο του φαινόταν βαρετό, αντίθετα ο φυσικός κόσμος ήταν για κείνον το συναρπαστικότερο σχολείο του κόσμου. Όσοι λοιπόν πιστεύουν ότι «η φύση είναι το καλύτερο σχολείο» δεν έχουν παρά να φέρουν ως παράδειγμα τη ζωή του επιστήμονα που άλλαξε ριζικά την εικόνα που είχε ο άνθρωπος για τον εαυτό και τη ζωή στη Γη: τον Κάρολο Δαρβίνο. Η αλήθεια είναι βέβαια ότι όλοι παρατηρούμε γύρω μας τα ζώα και τα φυτά, αλλά δεν έχουμε την ερευνητική ματιά και τη θαυμαστή ικανότητα να θέτουμε ερωτήματα γι αυτά που φαίνονται αυτονόητα. Το θαυμαστό ταξίδι. Μη φανταστείς όμως ότι ο Δαρβίνος έζησε όλη του τη ζωή εξερευνώντας τη φύση. Στη διάρκεια των 50 χρόνων της επιστημονικής του καριέρας, έκανε έναν μόνο ταξίδι διάρκειας 5 χρόνων, από 1831 ως το Ήταν 22 ετών όταν ο φίλος του καθηγητής Φυτολογίας Τζον Στήβενς Χένσλοου τον παρακίνησε να συμμετάσχει σε μια ερευνητική αποστολή με το πλοίο «Beagle» (που σημαίνει Ιχνηλάτης). Οι συστηματικές παρατηρήσεις του για τα θηλαστικά και τα απολιθώματά τους που βρέθηκαν στη Νότια Αμερική και η ανακάλυψη σπάνιων ζώων και φυτών στα νησιά Γκαλάπαγκος (έξω από τις ακτές του Εκουαδόρ) τον οδήγησαν στη σύλληψη και περιγραφή της θεωρίας εξέλιξης. Αμφισβητώντας το αυτονόητο. Ο περίπλους του Beagle Πιο πολύ και από τις γιγάντιες χελώνες και τις τεράστιες σαύρες που είδε ο Δαρβίνος στα Γκαλάπαγκος, αυτόν τον βοτανικό και ζωολογικό παράδεισο της Γης, εντυπωσιάζεται κανείς από τη ματιά, το βλέμμα και το πνεύμα του Δαρβίνου που τόλμησε να αμφισβητήσει αυτά που όλοι παραδέχονταν ως αυτονόητα επί χιλιάδες χρόνια. Και ποιες ήταν αυτές οι βεβαιότητες; Ότι κάθε ζώο και φυτό: έχει ξεχωριστή καταγωγή από τη στιγμή που δημιουργείται μένει αναλλοίωτο, ως είδος είναι δημιούργημα του Θεού.

2 Ο Δαρβίνος όμως καταλάβαινε ότι με το να λέει κάποιος «το έκανε ο Θεός» δεν πρόσφερε και πολλά στην έρευνα. Στις λίγες αναφορές που έκανε για το ζήτημα αυτό στα συγγράμματά του ξεκαθάριζε ότι η επίκληση του Θεού απλώς δεν έχει νόημα στην επιστημονική έρευνα. Οπότε ας ακολουθήσουμε το παράδειγμά του και ας αφήσουμε την πίστη μας στον Θεό να ανθίζει χωρίς να σκιάζει τον ερευνητή μέσα μας. Ωστόσο αυτό που συνήθως μας εμποδίζει να προχωρήσουμε τη γνώση δεν είναι η πίστη στον Θεό αλλά οι πεποιθήσεις της πλειοψηφίας. Ακόμη και ο μεγαλύτερος γεωλόγος της εποχής του Δαρβίνου, ο Κάρολος Λάιελ, που άσκησε καθοριστική επιρροή στον Δαρβίνο με τη θεωρία του για την εξελικτική γεωλογία, απέρριπτε την ιδέα της βιολογικής εξέλιξης. Κι όμως ο Δαρβίνος κατάφερε να πιστέψει στις παρατηρήσεις του και να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ο πνευματικός του δάσκαλος, ο Λάιελ, έσφαλλε όταν απέρριπτε τη βιολογική εξέλιξη. Η υπεράσπιση βέβαια των ιδεών του δημόσια δεν ήταν καθόλου εύκολο εγχείρημα. Η δημοσίευση της Καταγωγής των Ειδών προκάλεσε εντονότατες αντιδράσεις και ο ίδιος ο Δαρβίνος, με κλονισμένη την υγεία του από μια ασθένεια που δεν μας είναι γνωστή, ένιωθε μάλλον αδύναμος να παλέψει για την υπεράσπισής τους. Τι είναι τελικά βιολογική εξέλιξη και γιατί θεωρείται η «μεγάλη ιδέα» της βιολογίας; Θα μπορούσαμε ίσως να απεικονίσουμε αυτή την ιδέα ως εξής: Όλες οι μορφές ζωής εξελίχθηκαν από έναν κοινό πρόγονο. Παρατήρησε την εικόνα. Τι μας λέει; Ότι όλες οι μορφές ζωής στη Γη έχουν εξελιχθεί από έναν κοινό πρόγονο. Θα μπορούσαμε ίσως να εξοικειωθούμε λίγο με αυτή την ιδέα αν σκεφτούμε τις μεγάλες «οικογένειες» των ζώων (θηλαστικά, έντομα, πουλιά κ.λπ.). Δεν έχουν κάποιες ομοιότητες τα μέλη της κάθε οικογένειας; Το μυαλό μας πάει σε σχέσεις συγγένειας, έστω μακρινού βαθμού. Αν τώρα θελήσουμε να αναπαραστήσουμε τη βιολογική εξέλιξη με τα δεδομένα της σύγχρονης επιστήμης, και μάλιστα της Γενετικής, θα μπορούσαμε στη θέση του κορμού του δέντρου της προηγούμενης εικόνας να βάλουμε την έλικα του DNA:

3 Όλες οι μορφές ζωής έχουν μια κοινή βάση: τα γονίδια ή DNA. «Αχ αυτό το άτιμο το γονίδιο» μπορεί να ακούσεις μια αγανακτισμένη μαμά να σχολιάζει πόσο μοιάζει ο κανακάρης της στον μπαμπά του, στην τεμπελιά ας πούμε! Λίγο πολύ όλοι έχουμε καταλάβει ότι η κληρονομικότητα οφείλεται στις πληροφορίες που μεταφέρει το γονίδιο. Όταν ένας οργανισμός αναπαράγεται, το DNA αντιγράφεται και τα γονίδια περνάνε στην επόμενη γενιά. Ο γενετικός κώδικας (DNA) είναι μαγευτικός. Περιέχει τις συνταγές για όλες τις λειτουργίες του οργανισμού και των κυττάρων που τον αποτελούν. Ο μηχανισμός του είναι παγκόσμιος. Είναι ο ίδιος για όλες τις μορφές ζωής στον πλανήτη. Μοιραζόμαστε τον ίδιο γενετικό μηχανισμό με τις καρύδες και τα βακτήρια! Μιλάμε μια κοινή γλώσσα κι αυτό δείχνει ότι όλοι συγγενεύουμε με κάποιον τρόπο. Όταν όμως ο Δαρβίνος έγραψε την Καταγωγή των Ειδών, το 1859, δεν ήξερε πώς κληρονομούνται τα χαρακτηριστικά από γενιά σε γενιά. Οι μελέτες του Μέντελ και η Γενετική του 20oυ αιώνα μας βοήθησαν να καταλάβουμε τον μηχανισμό της κληρονομικότητας. Αλλά και τον μηχανισμό της εξέλιξης. Γιατί η διαδικασία της αντιγραφής του DNA είναι ακριβής. Ωστόσο τυχαίες μεταλλάξεις ή λάθη στην αντιγραφή του μπορεί να προκαλέσουν εξέλιξη του είδους. Αν το καλοσκεφτεί κανείς, ότι ο Δαρβίνος συνέλαβε τη ιδέα της εξέλιξης χωρίς να γνωρίζει τον μηχανισμό της κληρονομικότητας, δεν μπορεί παρά να υποκλιθεί στη μεγαλοφυΐα του. Εξέλιξη, προσαρμογή, επιβίωση. Γιατί και πως εξελίσσεται ένα είδος; Ο Δαρβίνος, και η σύγχρονη επιστήμη, μας λένε ότι η εξέλιξη είναι προϊόν τυχαίων μεταλλάξεων του DNA. Δεν υπάρχει κανένα προκαθορισμένο σχέδιο. Υπάρχουν μεταλλάξεις που βοηθούν έναν οργανισμό να επιβιώσει και άλλες που έχουν αρνητικό αποτέλεσμα. Εκείνες όμως οι μεταλλάξεις που βοηθούν τον οργανισμό να προσαρμοστεί και να επιβιώσει σε συγκεκριμένες συνθήκες είναι αυτές που επικρατούν. Ένα υποθετικό παράδειγμα από τις χελώνες Caretta caretta: Ξέρουμε ότι η μαμά Caretta γεννάει τα αυγά της στην αμμουδιά. Όταν αυτά εκκολαφθούν, τα μικρά χελωνάκια βγαίνουν και τρέχουν στη θάλασσα, από ένστικτο, τη νύχτα. Γιατί τότε οι φυσικοί τους θηρευτές, οι γλάροι, κοιμούνται. Όσα χελωνάκια βγούνε πρωί, δε θα επιβιώσουν και δε θα αφήσουν απογόνους. Τα χελωνάκια που βγήκαν νύχτα θα κληρονομήσουν στους απογόνους τους το ένστικτο της εξόδου από το αυγό τη νύχτα. (Τα ένστικτα ελέγχονται από γονίδια.) Αν τώρα για κάποιο λόγο οι κουκουβάγιες αρχίζουν και τρώνε χελωνάκια, τότε τα χελωνάκια που θα επιβιώσουν είναι αυτά που θα βγούνε πρωί. Αυτά θα αφήσουν περισσότερους απογόνους και άρα θα κληρονομήσουν το χαρακτηριστικό της πρωινής εξόδου από το αυγό στους απογόνους τους. Ο Δαρβίνος σημειώνει: «Δεν επιβιώνει το είδος που είναι πιο δυνατό, ούτε πιο έξυπνο, αλλά αυτό που ανταποκρίνεται στις μεταβολές.»

4 Τελικά καταγόμαστε από τον πίθηκο; Έχουμε κοινό πρόγονο. Αν επισκεφθείς έναν ζωολογικό κήπο και παρατηρήσεις μαϊμούδες, ουραγκουτάγκους και πιθήκους, ίσως νοιώσεις κάποια αίσθηση κοινής καταγωγής Δε σου φαίνεται πολύ κολακευτικό; Κι όμως, σε τελική ανάλυση καταγόμαστε όλοι από ένα πρόδρομο μόριο ζωής που δισεκατομμύρια χρόνια πριν στη Γη αυτοδιπλασιάστηκε και έγινε ένα σύστημα που αυτοαντιγράφεται. Από κείνη τη στιγμή άρχισε η διαδικασία της φυσικής επιλογής και εξέλιξη. Δηλαδή η ζωή. Το ήξερες αυτό; Κοινός πρόγονος, κοινές δομές οργάνων Τα όργανα ζώων που έχουν κοινό πρόγονο μπορεί να εξελίσσονται προς διαφορετικές κατευθύνσεις, αλλά διατηρούν κοινή δομή. Τα δελφίνια και οι χιμπατζήδες προέρχονται από κοινό πρόγονο. Αν δούμε σε ακτινογραφία τη διάταξη των οστών στο πτερύγιο του δελφινιού και στα άκρα του χιμπαντζή, θα διαπιστώσουμε ότι έχουν την ίδια βασική διάταξη. Εξετάζοντας τη διάταξη των οστών στα άκρα όλων των οργανισμών (ανθρώπινο χέρι, πόδι δεινοσαύρου, φτερό νυχτερίδας, πόδι πιγκουΐνου, φτερό πουλιού κ.λπ.) θα διαπιστώσουμε μια βασική κοινή δομή: ένα κόκαλο που ακολουθείται από δυο κόκαλα κι αυτά με τη σειρά τους από δάχτυλα. Βάτραχος σαύρα πουλί γάτα φάλαινα νυχτερίδα άνθρωπος

5 «Τι πιο περίεργο: το χέρι του ανθρώπου, φτιαγμένο για να συλλαμβάνει, το πόδι του τυφλοπόντικα, για να σκάβει, και το πτερύγιο των πτηνών είναι δομημένα πάνω στο ίδιο πρότυπο.» Κάρολος Δαρβίνος, 1859 Απομεινάρια από τους προγόνους μας! Τα βρέφη έως 3 μηνών έχουν την ικανότητα να χρησιμοποιούν τα χέρια τους για να συλλαμβάνουν με δύναμη. Μπορούν να στηρίξουν ακόμη και το σώμα τους στα χέρια. Αυτό το χαρακτηριστικό προέρχεται από τους νεογέννητους πρόγονούς μας των πρώτων ανθρωπιδών που ήταν τριχωτοί και μετακινούνταν όπως οι πίθηκοι σήμερα. Η φυσική επιλογή. Είναι μια δυναμική και περίπλοκη διαδικασία σύμφωνα με την οποία ευνοούνται οι οργανισμοί που είναι ικανοί να αφήσουν τους περισσότερους απογόνους. Βλέπε και το παράδειγμα με την Caretta. Οι οργανισμοί, με τα χαρακτηριστικά που εμφανίζουν σήμερα, εξελίχθηκαν μετά από πάρα πολλά στάδια. Κάθε στάδιο ήταν ένα σκαλοπάτι που βοηθούσε την επιβίωση του είδους. Προσαρμοσμένα άτομα Δεν είναι απαραίτητα τα πιο μεγαλόσωμα και τα πιο δυνατά. Πολλές φορές ευνοούνται προσαρμογές που μοιάζουν να είναι μειονεκτήματα όπως το μικρό μέγεθος, η επιφυλακτικότητα στις κινήσεις. Η φυσική επιλογή δεν επιμένει σε χαρακτηριστικά που ευνοούσε στο παρελθόν. Αν σε νέες συνθήκες αυτά αποδειχθούν μειονεκτήματα, παραμερίζονται. Οι σπίνοι του Δαρβίνου. Ο Δαρβίνος παρατήρησε αρκετά είδη σπίνων στα Γκαλάπαγκος και κατέληξε ότι όλα τα είδη διαφοροποιήθηκαν από έναν κοινό πρόγονο. Το θαυμαστό ταξίδι. «Το ταξίδι με το Μπιγκλ υπήρξε μακράν το πιο σημαντικό γεγονός στη ζωή μου και καθόρισε ολόκληρη τη σταδιοδρομία μου Πάντοτε ένοιωθα ότι όφειλα στο Ταξίδι την πρώτη πραγματική εξάσκηση ή εκπαίδευση του μυαλού μου.» Από την αυτοβιογραφία του.

6 Εξαφάνιση ειδών. Πολλά είδη εξαφανίζονται γιατί δεν μπορούν να προσαρμοστούν. Όταν όμως οι εξαφανίσεις είναι μαζικές οφείλονται σε μεταβολές του περιβάλλοντος. Οξύτατες αντιδράσεις - ο «δημιουργισμός» (creationism) Η Καταγωγή των Ειδών προκάλεσε έντονες διαμάχες στους επιστημονικούς κύκλους και πύρινα άρθρα στον Τύπο. Παροιμιώδης ήταν αντιπαράθεση του Τόμας Χένρυ Χάξλευ, ένθερμου υποστηρικτή του Δαρβίνου, και του επισκόπου της Οξφόρδης Σάμιουελ Γουίλμπερφορς στη συνάντηση της Βρετανικής Εταιρείας για την Πρόοδο της Επιστήμης, στην Οξφόρδη, το 1860: Σ.Γ.(ειρωνικά, τελειώνοντας έναν μονόλογο με στόχο την εκμηδένιση του Δαρβίνου): Τελικά από την πλευρά του παππού ή από την πλευρά της γιαγιάς σας συγγενεύετε με τον πίθηκο; Τ.Χ.Χ.: Ένας άνθρωπος δεν έχει κανέναν λόγο να ντρέπεται που έχει για παππού του έναν πίθήκο. Αντίθετα, θα ένιωθα ντροπή για έναν πρόγονο άνθρωπο που ασχολείται με επιστημονικά ζητήματα και, χωρίς να γνωρίζει τίποτα γι αυτά, προσπαθεί να τα συσκοτίσει καταφεύγοντας σε εύγλωττες παρεκβάσεις και θρησκευτικές προκαταλήψεις. Aκόμη και σήμερα η θεωρία της εξέλιξης συναντά αντιδράσεις. Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν στον «δημιουργισμό», σε ένα θεϊκό σχέδιο που υπάρχει πίσω από τη διαδικασία της εξέλιξης της ζωής στη Γη, και αρνούνται τη διδασκαλία της θεωρίας του Δαρβίνου στα σχολεία. Σύγχρονοι εξελικτικοί βιολόγοι Ο Richard Dawkins είναι ένας από τους κορυφαίους σύγχρονους εξελικτικούς βιολόγους. Μελέτησε τη συμπεριφορά των ζώων σε σχέση με τα γονίδια, τις βασικές μονάδες κληρονομικότητας. Μίλησε για το «εγωιστικό γονίδιο»: οι οργανισμοί δεν είναι τίποτα άλλο παρά το όχημα που χρησιμοποιούν τα γονίδια για να εκπληρώσουν τον σκοπό τους. Γιατί είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τη βιολογική εξέλιξη; Γιατί χωρίς αυτήν δεν μπορούμε να καταλάβουμε καίρια σύγχρονα ζητήματα όπως: -Την ανάγκη διατήρησης της βιοποικιλότητας. -Τους Γενετικά Τροποποιημένους Οργανισμούς που είναι επεμβάσεις στη διαδικασία της φυσικής επιλογής με στόχο την παραγωγή βελτιωμένων ποικιλιών ζώων και φυτών. -Την παρασκευή φαρμάκων που σώζουν ζωές ακριβώς εξαιτίας της κοινής βάσης της ζωής όλων των ειδών, του γονιδίου. (Η ινσουλίνη, π.χ., απαραίτητη σε όσους πάσχουν από διαβήτη, παρασκευάστηκε εργαστηριακά με την ενσωμάτωση του ανθρώπινου γονιδίου που παράγει ινσουλίνη σε ένα βακτήριο.) -Τις σύγχρονες κατακτήσεις της Μοριακής Βιολογίας και της Γενετικής. Πηγή: Εφημερίδα Ερευνητές, Καθημερινή, 21/2/2009