Ο Νεοδαρβινισμός και οι κοινωνικές προεκτάσεις του Λευτέρης Ζούρος Τμήμα Βιολογίας Πανεπιστήμιο Κρήτης 1
Θέματα 1. Υπάρχει ασυμβίβαστο μεταξύ Δαρβινισμού και Θεϊσμού; 2. Τι είναι η θεωρία του Ευφυούς Σχεδιασμού; 3. Σχολιάστε την άποψη ότι η εξέλιξη αποτελεί την ενοποιητική αρχή της βιολογίας 4. Σχολιάστε την άποψη ότι πίσω από κάθε αλτρουιστική πράξη κρύβεται ένα εγωιστικό γονίδιο 2
In biology nothing makes sense except in the light of evolution Στη βιολογία τίποτε δεν αποκτά νόημα εκτός αν θεωρηθεί κάτω από το φως της εξέλιξης Th. Dobzhansky Another curious aspect of the theory of evolution is that everybody thinks he/she understands it Μια άλλη ιδιομορφία της θεωρίας της εξέλιξης είναι ότι ο καθένας έχει την εντύπωση ότι την καταλαβαίνει J. Monod Μια άλλη ιδιομορφία της Θεωρίας της Εξέλιξης είναι ότι γι αυτήν ισχύει, ακόμα, η «λογική»: Δεν μπορώ να την δεχθώ, επομένως είναι λάθος Δεν την καταλαβαίνω, επομένως είναι λάθος Λ. Ζούρος 3
Η λογική του Νεοδαρβινισμού 1.Κάθε άτομο μπορεί δυνητικά να παραγάγει ένα πολύ μεγάλο αριθμό απογόνων 2.Όμως το μέγεθος του πληθυσμού παραμένει σχετικά σταθερό 3.Επομένως μόνο ένα μικρό ποσοστό των απογόνων επιζούν 4.Αποτελεί το ποσοστό αυτό ένα τυχαίο δείγμα του πληθυσμού των απογόνων; 5.Ο πληθυσμός των απογόνων αποτελείται από διαφορετικούς φαινοτύπους 6. Σε κάποιο βαθμό οι φαινοτυπικές διαφορές καθορίζουν την πιθανότητα επιβίωσης και αναπαραγωγής 7. Άρα η απάντηση στο #4 είναι ΌΧΙ 8. Οι φαινοτυπικές διαφορές είναι σε ένα μικρό ή μεγάλο βαθμό γενετικά προκαθορισμένες 9. Άρα το ποσοστό των ατόμων που επιβιώνουν και αναπαράγονται μεταφέρουν αυτή την ιδιότητά τους στην 4 επόμενη γενιά, ή πιθανότητα αυξημένης συμβολής απογόνων (=γονιδίων) στην επόμενη γενιά είναι κληρονομική.
Συνέπειες (1) Η διαδικασία της οποίας είμαστε το αποτέλεσμα δεν αριστοποιεί, δεν μεγιστοποιεί και δεν οδηγεί, κατ ανάγκην, στην αντικειμενική γνώση του (φυσικού) κόσμου Μεταξύ μιας λανθασμένης και μιας ορθής εντύπωσης για τον κόσμο, θα επικρατήσει εκείνη που προκαλεί την ταχύτερη εξάπλωση του αλληλόμορφου-γονιδίου που την επάγει Αν το αλληλόμορφο-γονίδιο που εξαπλώνεται ταχύτερα είναι αυτό που επάγει την λανθασμένη εντύπωση, τότε έχουμε την επικράτηση μιας «δαρβινικής πλάνης» Οι δαρβινικές πλάνες απορρίπτονται μόνο μέσω της επιστήμης 5
Παραδείγματα δαρβινικής πλάνης το φάσμα των ήχων, των χρωμάτων και των οσμών συμπίπτει με εκείνο που αντιλαμβάνονται οι αισθήσεις μας η γη είναι επίπεδη και στο κέντρο του κόσμου οι συναισθηματικές προεκτάσεις του έρωτα, της γονεϊκής στοργής, κ. α η τελολογία ο ιδιοκεντρισμός 6
Συνέπειες (2) Άρνηση κάθε ιδέας «δυϊσμού» και ασυνέχειας Άρνηση κάθε ιδέας «απόλυτης» ιδιαιτερότητας για οποιοδήποτε αντικείμενο του φυσικού κόσμου (γαλαξίας, ηλιακό σύστημα, πλανήτης, μορφή ζωής) H αντικατάσταση του γιατί με το πώς, του παρόντος - μέλλοντος με το παρελθόν «Γιατί είμαστε αυτό που είμαστε;» «Πώς έγινε και είμαστε αυτό που είμαστε;»7
Τα τρία «γη» 3. 4. 5. Αναπαραγωγή p 0, αλλά p > 0 Μεταλλαγή p=1 Επιλογή p=1 (ανισο- λαθο- αυτο- ανα- παραγωγή) Η μόνη περίπτωση εισαγωγής του μεταφυσικού στοιχείου στο φαινόμενο της ζωής είναι να αποδειχθεί ότι για την αναπαραγωγή ισχύει ε = 0 8
είδος -4X109 έτη πληθυσμός άτομο DNA 0 χρόνος (παρόν) Ροή πληροφοριών στο χρόνο Ενότητα στη βάση Διαφορά στη λεπτομέρεια 9
Αιτιοκρατικές και πιθανοκρατικές διαδικασίες Α α 6 4 10 Α α 60 40 100 Α α x y 10 Α α 6 4 10 Α α 120 40 160 Α α x y 10 x = 6, y = 4: x = 10, y = 0: x = 0, y = 10: P = 0.25 P = 0.006 P = 0.0001 x = 6, y = 4: P = 0.15 x = 10, y = 0: P = 0.05 x = 0, y = 10: P = 0.000001 10
11
. 12
13
14
15
16
17
Κοινωνιοβιολογία Η προσπάθεια της Εξελικτικής Βιολογίας να ερμηνεύσει τη δομή των βιοκοινωνιών. Οι σχέσεις συμπεριφοράς είναι γενετικά προκαθορισμένες (συμπεριλαμβανόμενης της δυνατότητας «επιλογής» και «απόφασης»). Συμπεριφορά = Φαινότυπος Ανά πάσα στιγμή υπάρχουν (ή προκύπτουν) «αντίπαλα» γονίδια (δηλαδή γονίδια που προκαθορίζουν διαφορετικές στρατηγικές) και υπόκεινται στη δράση της Φυσικής Επιλογής 18
Το νοητικό πείραμα των μονοζυγωτικών διδύμων 19
Το «εγωιστικό γονίδιο» ξανά (κάθετη και οριζόντια μεταβίβαση γονιδίου) Αδελφός Γονιός ½ ½ ½ ½* ½ ½= ¼ γιος ανιψιός ½ πίσω από από κάθε πράξη αλτρουισμού κρύβεται ένα «εγωιστικό» γονίδιο Τρεις ανιψιοί «αξίζουν» περισσότερο από ένα γιο Kr>Z Kr<Z 20
21
22
23
Το εγωιστικό γονίδιο (με την ευρεία έννοια) Κύτταρα, οργανισμοί, πληθυσμοί, κοινωνίες: εφήμεροι σχηματισμοί που εξυπηρετούν τον αγώνα δρόμου του γονιδίου που είναι «αθάνατο» Το πρόβλημα δεν είναι να ερμηνεύσουμε την εγωιστικότητα του γονιδίου Το πρόβλημα είναι να ερμηνεύσουμε την συνθετότητα του βιολογικού κόσμου δεδομένης της εγωιστικότητας του γονιδίου 24
Η ιεραρχική οργάνωση της ζωής ΠΡΟΣ ΧΗΜΕΙΑ ΕΠΙΠΕΔΟ ΜΟΝΑΔΑ ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗΣ/ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΜΟΝΑΔΑ ΕΞΕΛΙΞΗΣ 1 Γονίδιο Πληθυσμός γονιδίων 2 Χρωμόσωμα Πληθυσμός χρωμοσωμάτων (Γονιδίωμα) 3 Κύτταρο Πληθυσμός κυττάρων (Οργανισμός) 4 Άτομο Πληθυσμός ατόμων (Κοινωνία) 5 Κοινωνία Πληθυσμός κοινωνιών (Είδος) 6 Είδος Πληθυσμός Ειδών (Οικοσύστημα) 7 Οικοσύστημα Πληθυσμός Οικοσυστημάτων (Βιόσφαιρα) ΠΡΟΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ & ΑΝΘΡΩΠΙΣΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ 25
ΔΓ = διαφορές ως προς το γενετικό (πληροφορικό) περιεχόμενο ΔΑ = διαφορές ως προς το ρυθμό πολλαπλασιασμού του γενετικού περιεχομένου Εξελιξιμότητα E = ΔΓ x ΔΑ Ένα επίπεδο οργάνωσης (ν) μπορεί να βρίσκεται σε εξελικτική ισορροπία (Εν = 0) αν ισχύει μία από τις δύο επόμενες συνθήκες: (a) οι συνιστώσες μονάδες μπορούν να είναι διαφορετικές (ΔΓ > 0) εφόσον πολλαπλασιάζονται με τον ίδιο ρυθμό (ΔΑ = 0) (π.χ., χρωμόσωμα) (b) οι συνιστώσες μονάδες μπορούν να πολλαπλασιάζονται με διαφορετικό ρυθμό (ΔΑ > 0) εφόσον είναι γενετικά ταυτόσημες (ΔΓ = 0) (π.χ., οργανισμός) αλλιώς Το σύστημα θα καταρρεύσει ή θα αναχθεί στο ανώτερο επίπεδο (ν + 1) 26
Η «εγωιστική» μονάδα πολλαπλασιασμού (υπό την αυστηρή έννοια) Μια μονάδα επιπέδου ν χαρακτηρίζεται ως «εγωιστική» αν η πληροφορία για τον πολλαπλασιασμό της μπορεί να οδηγήσει στην κατάρρευση του συστήματος στο επίπεδο ν -1 Κατ αντιστοιχία Μια μονάδα επιπέδου ν χαρακτηρίζεται ως «αλτρουιστική» αν η πληροφορία για τον πολλαπλασιασμό της μπορεί να οδηγήσει στην αναγωγή του συστήματος στο επίπεδο ν + 1 Καλύτεροι χαρακτηρισμοί: Υποβιβαστικό αντί για εγωιστικό Προβιβαστικό αντί για αλτρουιστικό 27
28
Συμπεριλαμβάνουσα αρμοστικότητα ενός γονιδίου (ή μιμιδίου) Wi,j : Η αρμοστικότητα του γονιδίου i στο άτομο j 2. Κλασικός ορισμός: Wi,j = f(s) (W εξαρτάται από το άτομο) 3. Ορισμός με αναφορά και στα άλλα άτομα Wi,j = f(s,r) = r1,1w1 + r1,2w2 +r1,3w3 +...+r1,nwn = Σri,jwj όπου r1,1 = 1, r1,2 = ½, κ.λπ., r1,n = 0 Παρατήρηση: Wi,j μπορεί να είναι >0 και αν ακόμα w1 = 0 7. Ορισμός με αναφορά στον κοινωνικό ιστό: Wi,j = f(s,r,k) όπου k κοινωνική αλληλεπίδραση Παρατήρηση: Wi,j μπορεί να είναι >0 και αν ακόμα w1 = 0, ri,j 29 =0
30
Η εξέλιξη μιας συμπεριφοράς 31
Η εξέλιξη μιας συμπεριφοράς κάτω από βιολογική και κοινωνική πίεση 32
33
Μεταδαρβινική Εξέλιξη Βιολογική αφετηρία: υποταγή του υποβιβαστικού (εγωιστικού) γονιδίου Ο νους μπορεί να αντιστρατεύεται τα γονίδια Το μέλλον μπορεί να καθορίζει το παρόν Για τις ανθρώπινες πράξεις δεν αρκεί η ερμηνεία (δαρβινική αιτιολόγηση), απαιτείται δικαιολόγηση (μεταδαρβινική αιτιολόγηση) 34
35
Homo sapiens Homo consumeralis Homo computeralis Homo post-terrestialis Homo postdarwinensis (ο μεταδαρβινικός άνθρωπος) 36
37
Τρεις (τουλάχιστον) οδοί εξουδετέρωσης του εγωιστικού γονιδίου 2. Αδυναμία ελέγχου τυχαίων γεγονότων (ασθενείς παρεκκλίσεις μετατοπίζουν το σύστημα σε νέα κέντρα έλξης) 3. Απώλεια ελέγχου λόγω πολυπλοκότητας και αναδυόμενων ιδιοτήτων (τα μέσα υποτάσσουν το σκοπό) 4. Χρονικό πλεονέκτημα της πολιτισμικής επιλογής 38
Μεταδαρβινική Εξέλιξη Βιολογική αφετηρία: υποταγή του υποβιβαστικού (εγωιστικού) γονιδίου Ο νους μπορεί να αντιστρατεύεται τα γονίδια Το μέλλον μπορεί να καθορίζει το παρόν Για τις ανθρώπινες πράξεις δεν αρκεί η ερμηνεία (δαρβινική αιτιολόγηση), απαιτείται δικαιολόγηση (μεταδαρβινική αιτιολόγηση) 39
40
Homo sapiens Homo consumeralis Homo computeralis Homo post-terrestialis Homo postdarwinensis (ο μεταδαρβινικός άνθρωπος) 41
Εγκαθίδρυση μεταλλαγής P = (1- e-4nesq) / (1-e-4Nes) Για Νe = 500 Για 100 εγκαθιδρύσεις τότε απαιτούνται 160.000 μεταλλαγές (159.900 απώλειες) s P Αν σε 1000 μεταλλαγές -0.001 0 0.01 0.0003 0.001 0.02 500 499 1 25 72 3 1000 100 42
Ερωτήσεις για τον Δαρβίνο «καλά» και «κακά» ζώα; Μοριακή ισότητα; Άχρηστη μοριακή ποικιλομορφία; Μοριακά παράσιτα; Έχουμε Δαρβινική επιτυχία στον ΜΕΣΟΚΟΣΜΟ και Δαρβινική αποτυχία στο ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ και στο ΜΑΚΡΟΚΟΣΜΟ; 43
Μεγέθη και Σχέσεις για την Ιεραρχική Οργάνωση της Ζωής Εν = Δυναμικό Επιλογής (επιλεξιμότητα) στο επίπεδο ν ΔΓν = Διακύμανση (variance) του γενετικού περιεχομένου (της πληροφορίας) μεταξύ μονάδων ΔΑν = Διακύμανση (variance) του ρυθμού αναπαραγωγής μεταξύ μονάδων Εν = ΔΓν ΔΑν = Π ΔJν ΤR ν ν+1 = Εν+1 / Εν ΤR ν ν+1 = (ΔΓν+1 ΔΑν+1) / (ΔΓν ΔΑν) 44
Μερικά Παραδείγματα Κόσμος γονιδίων: Ε1 = ΔΓ1 ΔΑ1 Από τα γονίδια (ν = 1) στο χρωμόσωμα (ν = 2) Ε2 = (ΔΓ2 ΔΑ2) / (ΔΓ1 ΔΑ1) ΔΓ1 > 0, ΔΑ1 0, Ε2 > 0 Από τα χρωμοσώματα (ν = 2) στο κύτταρο (ν = 3) Ε3 = (ΔΓ3 ΔΑ3) / (ΔΓ2 ΔΑ2) ΔΓ2 > 0, ΔΑ2 0, Ε3 > 0 Από τα κύτταρα (ν = 3) στο άτομο (ν = 4) Ε4 = (ΔΓ4 ΔΑ4) / (ΔΓ3 ΔΑ3) ΔΑ4 > 0, ΔΓ3 0, Ε4 > 0 Από τα άτομα (ν = 4) στην κοινωνία (ν = 5) Ε5 = (ΔΓ5 ΔΑ5) / (ΔΓ4 ΔΑ4) (α) Αράχνη: ΔΓ4 > 0, ΔΑ4 > 0, Ε5 0 (β) Μέλισσα: ΔΑ4 > 0, ΔΓ4 0, Ε5 > 0 (γ) Κοινωνικά Πρωτεύοντα ΔΑ4 > 0, ΔΜ4 0, Ε5 > 0 45
46