20 grudnia 2009

Teoria ewolucji po 150 latach

Kopiuję artykuł z Polityki i polecam też ciekawą rozmowę Kręte drogi ewolucji w Klubie Ludzi Ciekawych Wszystkiego w Dwójce (tu do ściągnięcia w podcaście - jak napisać to słowo?:).

POLITYKA NAUKA
Marcin Rotkiewicz

17 grudnia 2009

Czy ewolucja człowieka się skończyła?
Zasapany Homo sapiens


Rozmowa z prof. Danielem E. Liebermanem, antropologiem, o tym, czy człowiek zatrzymał ewolucję i jaka przyszłość czeka nasz gatunek
Prof. Daniel Lieberman, antropolog z Uniwersytetu HarvardaProf. Daniel Lieberman, antropolog z Uniwersytetu Harvarda

Marcin Rotkiewicz: – Homo sapiens narodził się w Afryce ok. 200 tys. lat temu. Gdyby stanął tu któryś z pierwszych przedstawicieli naszego gatunku, jak bardzo byśmy się różnili?

Prof. Daniel E. Lieberman: – Niewiele. Mamy tylko trochę mniejsze ciała, a w związku z tym i mózgi. Kiedyś wyliczyłem, że twarze współczesnych ludzi są o 12 proc. mniejsze niż najstarszych Homo sapiens. Być może spowodowała to zmiana diety: mniej musieliśmy przeżuwać, więc większe szczęki okazały się zbyteczne.

A kiedy pojawiły się odmienne rasy?

Bardzo późno, bo jeszcze 20 tys. lat temu po prostu nie istniały – szczątki ludzkie z tamtego okresu są niezwykle do siebie podobne.

Jaki zatem typ reprezentowali pierwsi Homo sapiens?

100 czy 20 tys. lat temu wszyscy mieliśmy afrykański typ urody.

Czy świadczy to o tym, że różnice rasowe są z biologicznego punktu widzenia mało istotne?

Tak. Jedną z najbardziej charakterystycznych cech naszego gatunku jest ogromne biologiczne podobieństwo wszystkich jego przedstawicieli. Załóżmy na przykład, że dziś ginie cała ludzkość oprócz populacji zamieszkującej Polskę. Okazałoby się, że w pańskim kraju zachowana została niemal cała różnorodność genetyczna ludzkości.

Jak to wytłumaczyć?

Wszyscy pochodzimy od jednej, bardzo małej ludzkiej populacji. To odróżnia nas od szympansów, u których wewnątrz jednej grupy zachowałoby się zaledwie 30 proc. genetycznej różnorodności gatunku. Ludzie są naprawdę wyjątkowi pod tym względem.

Wielu naukowców zadaje sobie pytanie: co dalej z ewolucją Homo sapiens. Jedni uważają, że ją zatrzymaliśmy, inni zaś, iż stało się coś wręcz przeciwnego: w ciągu ostatnich 10 tys. lat doszło do jej radykalnego przyspieszenia. Kto ma rację?

Ewolucja oznacza zmiany następujące w czasie. To bardzo szeroka definicja, ale chyba taka, z którą wszyscy się zgodzą. Dlatego odpowiedź na pytanie, czy dalej ewoluujemy, brzmi: zdecydowanie tak. Przecież w każdym kolejnym pokoleniu pojawiają się nowe mutacje genetyczne.

Tyle że człowiek dzięki rozwojowi cywilizacji zatrzymał działanie doboru naturalnego, ogromnie ważnego mechanizmu ewolucji, który jedne mutacje promuje, a inne eliminuje. Odgrodziliśmy się od natury ochronnym kloszem, głównie za sprawą medycyny. Tak uważa m.in. prof. Steve Jones, słynny brytyjski genetyk i popularyzator nauki.

Rzeczywiście, dyskusja ta koncentruje się wokół działania doboru naturalnego – czy ten mechanizm nadal funkcjonuje. Odpowiedź brzmi: to zależy od tego, jaki przedział czasu chcemy wziąć pod uwagę. Jeśli ostatnie kilkanaście tysięcy lat, to można podać przykład mutacji, która pojawiła się tylko w populacji azjatyckiej – u jej przedstawicieli radykalnie zmniejszyła się liczba specyficznych gruczołów potowych, tzw. apokrynowych, uaktywniających się pod wpływem emocji. Wydaje się, że to wynik działania właśnie selekcji naturalnej. Natomiast nie jest łatwo odpowiedzieć na pytanie, jak silny jest ten czynnik teraz.

To, o czym mówi Steve Jones – czyli rozwój medycyny i technologii – dotyczy bardzo krótkiego czasu, ostatnich kilku pokoleń. Nie mamy więc pojęcia, co się dokładnie dzieje, ponieważ nikt nie mierzył działania selekcji naturalnej w tak krótkim czasie.

Nie zgodzi się pan z tym, że ona jednak bardzo osłabła?

Trudno temu zaprzeczyć, przynaj-mniej jeśli chodzi o bogate zachodnie społeczeństwa. Jednak reszta świata nadal jest pod presją selekcji naturalnej.

Czy takim czynnikiem selekcyjnym mogą być choroby?

Zdecydowanie tak, i to nie tylko w słabo rozwiniętych krajach. Proszę sobie wyobrazić, że grypa szybko mutuje i pojawia się niezwykle zjadliwy wirus – na pewno istnieje grupa ludzi posiadających uodporniającą mutację genetyczną, którzy przeżyją.

Mamy przecież szczepionki.

Nie na wszystkich działające, a ponadto rząd może je źle dystrybuować. W wypadku wielkiej epidemii selekcja naturalna zadziała z pełną mocą.

W tym roku dwóch amerykańskich naukowców, Henry Harpending i Gregory Cochran, opublikowało książkę „10 000 year explosion. How civilization accelerated human evolution” (10 tys. lat przyspieszenia. Jak cywilizacja wpłynęła na ewolucję człowieka). Dowodzą w niej czegoś przeciwnego niż Steve Jones. Przemiana łowców-zbieraczy w rolników miałaby pociągnąć za sobą zmiany genetyczne – np. przystosowanie do trawienia mleka.

Znam tę książkę, ale uważam, że jest bardziej zbiorem naukowych anegdot niż dobrze udokumentowaną teorią. Niewątpliwie nasz genom podlegał ewolucji, niektóre jego fragmenty nawet intensywnej, ale w tej książce brak mi dowodów, że było to związane z rolnictwem.

Autorzy książki na poparcie swojej tezy przywołują też historię europejskich Żydów. Ich zdaniem warunki, w których żyli w średniowiecznej Europie, faworyzowały ludzi o wyższej inteligencji. Rezultat jest taki, że przez tysiąc lat IQ Żydów wzrosło średnio do 112–115 punktów, czyli o kilkanaście więcej niż u pozostałych Europejczyków. To tłumaczyłoby nadreprezentację Żydów wśród elit finansowych i naukowych. Czy nacisk selekcyjny rzeczywiście mógł to sprawić?

Nie wierzę w to. Ta hipoteza jest słabo udokumentowana i bardzo kontrowersyjna.

Mówiliśmy o niezauważalnych gołym okiem zmianach ludzkiego genomu, takich jak np. zdolność trawienia mleka. A co z bardziej spektakularnymi modyfikacjami? Rozpowszechniony w masowej wyobraźni portret człowieka przyszłości to osobnik z wielką głową i rachitycznym ciałem. Narodzi się kiedyś Homo sapientissimus?

To jakieś kompletne bzdury. Ludzie robią pieniądze, pisząc tego typu historyjki science fiction, niemające żadnej wartości naukowej.

Nie da się przewidzieć, w jakim kierunku ewoluujemy?

Biologia ewolucyjna nie jest dyscypliną zajmującą się przewidywaniem. Tworzymy hipotezy dotyczące tego, co działo się w przeszłości, ale wobec przyszłości jesteśmy bezradni. Z prostego powodu – istnieje zbyt wiele czynników wpływających na bieg ewolucji. Wyobraźmy sobie wielki kryzys: wali się cała światowa gospodarka, globalne ocieplenie przynosi tragiczne skutki, w Afryce szaleją choroby, a ludzie zaczynają walczyć o zasoby wody pitnej. Trzy czwarte przedstawicieli naszego gatunku umiera. To naprawdę może się wydarzyć. Kto przejdzie przez ten filtr wojen, chorób, głodu? Które cechy pozwolą jednym przetrwać to piekło, a innym nie? Lepszy układ odpornościowy, lepsza zdolność odkładania energii w postaci tkanki tłuszczowej, a może jeszcze coś innego? To zupełnie szalona spekulacja, nie jesteśmy w stanie tego przewidzieć.

Mówimy dużo o selekcji naturalnej, ale już Karol Darwin dostrzegał dodatkowy ważny mechanizm ewolucji – dobór płciowy, polegający na tym, że preferencje jednej płci decydują o cechach drugiej. Sztandarowym przykładem jest pawi ogon. Może dziś dobór płciowy nadal silnie działa u ludzi, wpływając na cechy mężczyzn i kobiet?

Mechanizm ten jest rzeczywiście ważny w procesie ewolucji. Jednak często trudno rozstrzygnąć, czy dana cecha organizmu jest adaptacją powstałą ze względu na preferencje np. samic, czy przystosowaniem do warunków środowiska. Podam przykład: skąd się wzięła ludzka broda (chodzi o część twarzy, a nie zarost – przyp. red.)? Żaden inny gatunek człowieka, nawet neandertalczyk, jej nie ma. Wszystkie hipotezy głoszące, że dzięki brodzie łatwiej jest artykułować dźwięki lub żuć pokarm, obalono. Jedyne, co pozostało jako możliwe wyjaśnienie, to dobór płciowy – kobiety wybierały samców z brodami. Brzmi rozsądnie, ale jak to udowodnić? Ustalono też, że ludzie mają wrodzoną tendencję do wybierania partnerów o symetrycznych twarzach. Problem w tym, że nikt nie znalazł genetycznych podstaw symetryczności. A pamiętajmy, że doborowi naturalnemu czy płciowemu podlegają tylko te cechy, które możemy dziedziczyć.

A co sądzi pan o tezie, że nasz gatunek ulega genetycznemu zepsuciu?

Wyłączenie czy ograniczenie selekcji naturalnej powinno oznaczać zwiększenie liczby mutacji, które nie są eliminowane. A więc również tych niekorzystnych. Czy prowadzi to do powstania gorzej przystosowanych ludzi? Adaptacja jest pytaniem o środowisko: czy potrafisz przetrwać i rozmnażać się w twoim specyficznym otoczeniu? Wygląda na to, że wszystko jest OK – żyjemy dłużej, mamy więcej dzieci. Z darwinowskiego punktu widzenia radziliśmy sobie dotąd nie gorzej niż nasi przodkowie.

To stoi trochę w sprzeczności z tym, co usłyszałem na jednym z pańskich wykładów, że nasz gatunek ma się coraz gorzej. Użył pan nawet pojęcia dysewolucji.

Mówiąc, że radziliśmy sobie nieźle jako gatunek, specjalnie użyłem czasu przeszłego. Dlaczego? Bo bardzo szybko zmienia się środowisko, w którym żyjemy. Nie jesteśmy istotami, które wyewoluowały do życia w stechnologizowanym, postindustrialnym świecie. Zostaliśmy np. wyposażeni w naturalną skłonność do gromadzenia energii, która w świecie obfitującym w wysokokaloryczne jedzenie obraca się przeciw nam. Również lenistwo można postrzegać w tych kategoriach – chęć oszczędzania energii, gdy nie ma potrzeby jej wydawania, kiedyś była cnotą. Tyle że w czasach, gdy nasze organizmy mają energii pod dostatkiem, stała się przeszkodą.

W pokoleniu moich rodziców nie było tak wielu ludzi z nadwagą. Nawet ja nie pamiętam obrazków, które widuję na lotniskach w wielu rejonach USA – coraz więcej potwornie grubych ludzi, wręcz kalek. Dziś już dwie trzecie Amerykanów ma nadwagę i nie jest to problem wyłącznie mojego kraju – zdaje się, że narastanie otyłości dotyka również Europę, Amerykę Południową i Azję. Mamy zatem do czynienia ze zjawiskiem globalnym.

Nieprzystosowanie naszych ciał do warunków, w których obecnie żyjemy, sprawia, iż stajemy się chorym gatunkiem, a ja nazywam to dysewolucją. Na dodatek walczymy z tą chorobą, czy raczej chorobami, w beznadziejny sposób. Gigantyczne pieniądze przeznaczamy na leczenie skutków, a nie przyczyn. Bo otyłość, płaskostopie, cukrzyca typu 2, osteoporoza, niektóre nowotwory to są skutki. Jeszcze kilka pokoleń temu choroby te były nieznane lub bardzo rzadkie. Tymczasem szukamy np. genów otyłości i staramy się wyprodukować pigułki, które będą je leczyć. Nie zmieniły się nasze geny, zmieniło się środowisko.

Dlaczego koncentrujemy się wyłącznie na skutkach?

Bo ludziom się wydaje, że ewolucjonizm nie jest istotny z punktu widzenia walki z problemami współczesnego świata. Tymczasem mają one stricte ewolucyjne pochodzenie. Zresztą nic w biologii nie ma sensu, jeśli pominie się ewolucyjny kontekst. Jednak biolog ewolucyjny nie dostanie z Narodowych Instytutów Zdrowia pieniędzy na badania np. nad płaskostopiem. To ma swoje skutki – na bardzo wielu amerykańskich uczelniach można uzyskać stopień magistra biologii, nie uczęszczając na zajęcia z fizjologii. Studenci nie wychodzą poza poziom działania genów i komórek, bo chcą się zajmować dziedzinami, na które przeznacza się duże pieniądze.

Czy geny są związane z chorobami? Oczywiście, że tak. Ale im bardziej koncentrujemy się na genach, tym bardziej ignorujemy to, co jest znacznie ważniejsze: nasze genetyczne dziedzictwo jako gatunku, jak te geny działają w środowisku, w którym żyjemy? Odpowiedzi na te pytania można uzyskać tylko dzięki ewolucyjnej anatomii i fizjologii. Ja dzięki nim wiem, jak leczyć płaskostopie.

Jak?

Nie należy chodzić w żadnych specjalnych korygujących butach, tylko po prostu boso. To jest lek na płaskostopie, a ja jestem w stanie wyjaśnić, dlaczego i jak on działa. Po pierwsze, dysponujemy danymi jednoznacznie wskazującymi, że ludzie mają wtedy zdrowsze stopy, odmiennie pracują ich mięśnie. Natomiast buty, które nosimy, powodują, że stopa staje się słabsza. Zakładanie twardego obuwia wydaje się nam czymś normalnym, tymczasem jest nowym wynalazkiem. Bardzo wygodnym, ale niezdrowym. Dlatego sam staram się przyzwyczaić do częstego chodzenia na bosaka i biegania w ten sposób.

Nawet zimą?

Można nosić buty typu vibram, pięciopalczaste. To takie rękawiczki dla stopy. Jako pierwsi używali ich surferzy, dziś stają się coraz popularniejsze wśród biegaczy.

Czyli pana receptą na współczesne bolączki ludzkości jest zmiana stylu życia?

Nie mamy innego wyjścia. Dlatego powinniśmy mocno promować aktywność fizyczną. Wie pan, jakie są dwie najbardziej popularne dyscypliny sportu w USA? Football amerykański i baseball. Wielu z zawodników grających w profesjonalnych ligach ma nadwagę, bo to nie są dyscypliny takie jak piłka nożna, która wymaga żelaznej kondycji i dużo biegania. Trudno będzie coś z tym zrobić, bo baseball i football stały się częścią amerykańskiej kultury. Macie szczęście w Europie, że tak kochacie piłkę nożną.

Podkreśla pan wagę biegania. Dlaczego?

Bo to ono zmieniło bieg ewolucji człowieka.

Pański kolega Richard Wrangham twierdzi, że to raczej ogień uczynił z małpy człowieka.

Zgadzam się z nim co do tego, że gotowanie miało ogromne znaczenie. Jednak to bieganie było pierwszą przyczyną tych rewolucyjnych zmian. Teoria Richarda nie wyjaśnia np., dlaczego u naszych przodków przed 2 mln lat pojawiły się długie nogi. A tak w ogóle, co stanowi większy problem – złapanie zwierzyny czy jej upieczenie? Czy wie pan, kiedy zostały wynalezione łuki i strzały? 200–300 tys. lat temu. Więc przez prawie 2 mln lat ludzie musieli polować bez nich, mając do dyspozycji jedynie zaostrzone kije. Jeśli dałbym panu taką dzidę i powiedział, żeby upolował pan na afrykańskiej równinie antylopę kudu, to nie ma pan szans tego zrobić. Jest tylko jeden sposób – gonić zwierzynę przez wiele kilometrów, aż dostanie udaru cieplnego. I wcale nie jest to takie trudne. Nawet dziś robią tak plemiona łowiecko-zbierackie w Afryce. Dlatego bieganie najlepiej wyjaśnia cechy anatomiczne naszego ciała. Gotowanie zaczęło odgrywać bardzo ważną rolę, ale później.

Jaki to ma związek z dziś żyjącymi ludźmi?

Jesteśmy urodzeni do biegania i żeby utrzymać nasze ciała w dobrej kondycji, powinniśmy to robić.

Skoro nasze ciała są tak niedostosowane do środowiska, które sami stworzyliśmy, może kiedyś powinniśmy porzucić nasze biologiczne powłoki? Pomysł przeniesienia informacji z ludzkiego mózgu na inny nośnik, np. jakiś krzemowy chip nowej generacji, coraz mniej brzmi jak science fiction.

Tyle tylko, że ma wiele wspólnego z postrzeganiem naszego ciała i umysłu jako oddzielnych bytów. Tymczasem one są całkowicie zintegrowane, więc oddzielenie umysłu to mrzonka. Poza tym ja naprawdę lubię moje ciało i to, co mogę z nim zrobić. Po co mi inne? Albo przenosiny w wirtualną rzeczywistość? Wyobraża pan sobie wirtualne picie wina? Absurd. Nasze ciała są wspaniałym produktem ewolucji, wręcz pięknym.

To może zamiast przenosić nasze umysły, jako pierwszy gatunek stworzymy swoich następców wolnych od ludzkich bolączek i ograniczeń, np. inteligentne roboty.

Nie bardzo wierzę w sztuczną inteligencję. Nasz mózg i głowa rosną z kulki wielkości fasoli do tworu o rozmiarach piłki nożnej. Za jego pomocą można dokonać nieprawdopodobnych rzeczy. Nie istnieje robot ani komputer, który potrafiłby zrobić choćby milionową część tego, co umie ludzki mózg. Selekcja naturalna jest o wiele lepszym projektantem niż jakikolwiek inżynier, a mózg to najwspanialsze dzieło ewolucji. I przy nim pozostańmy.

Prof. Daniel E. Lieberman – amerykański antropolog, wykładowca na Uniwersytecie Harvarda. W 2004 r. opublikował w prestiżowym tygodniku naukowym „Nature” słynny artykuł dowodzący, że pod względem budowy anatomicznej jesteśmy urodzonymi biegaczami długodystansowymi.

Wykonanie Javatech | Prawa autorskie © S.P. Polityka polityka