Fragment książki "Najwspanialsze widowisko świata. Świadectwa ewolucji"

 

Zgódźmy się więc, że DNA nie jest żadnym planem. W odróżnieniu od Adama, który został stworzony w zupełnie dojrzałej postaci, realne zwierzęce organizmy rozwijają się z pojedynczej komórki, przechodząc przez stadia zarodka, płodu, niemowlęcia, dziecka, by wreszcie osiągnąć dojrzałość. Może gdzieś, na jakiejś odległej planecie, żywe istoty potrafią zbudować się od początku do końca (nie wiemy, czy w tym wypadku określenie „od stóp do głów” byłoby prawidłowe), łącząc zgodnie z instrukcją odpowiednie „biopiksele” w gotowy organizm. Jednak na naszej Ziemi wygląda to inaczej (mam zresztą poważne powody by przypuszczać, że gdzie indziej również – ale o tym piszę w innych swoich książkach).**

Historycznie alternatywą preformacjonizmu był epigenetyzm. Jeśli ten pierwszy mówił o szczegółowych planach, drugi bez wątpienia bliższy jest idei przepisu albo programu komputerowego. Współczesne encyklopedie podają zwykle z grubsza tak brzmiącą definicję epigenezy: „rozwój zarodka przez różnicowanie się komórek i powstawanie z nich tkanek i narządów”. Obawiam się jednak, że Arystoteles, który ukuł to pojęcie, raczej nie rozpoznałby w tych słowach własnego pomysłu.

W znanym podręczniku Principles of Development, autorstwa między innymi Lewisa Wolperta, epigenetyzm opisany jest jako koncepcja zakładająca stopniowy rozwój nowych struktur. W sensie ogólnym epigeneza jest oczywiście koncepcją prawdziwą, ale, jak to się mówi, diabeł tkwi w szczegółach. Skąd bowiem pierwotnie niezróżnicowane „coś" może „wiedzieć”, jak ma się stopniowo rozwijać, jeśli taki rozwój nie postępuje zgodnie z jakimś planem? Różnica, o której zaczynamy w tym momencie mówić (a to w pewnym sensie także różnica między preformacjonizmem a epigenetyzmem), dotyczy właśnie zasadniczej odmienności wszelkiej planowej architektury (konstrukcji) i czegoś, co nazywam „samokonstruowaniem”. Co znaczy konstruować coś zgodnie z planem, wszyscy doskonale wiemy – starczy spojrzeć na otaczające nas budynki czy na dowolne artefakty, wytwory ludzkiej ręki. Samokonstruowanie to pojęcie mniej oczywiste i dlatego zajmę się nim dokładniej, tym bardziej, że w biologii rozwoju mechanizm ten odgrywa rolę równie kluczową, jak dobór naturalny w ewolucji (choć absolutnie nie wolno tych pojęć ze sobą mylić). Zarówno dobór, jak i samokonstruowanie prowadzą do podobnych rezultatów – w wyniku automatycznych, niewyrozumowanych i nieplanowanych zdarzeń powstaje coś, co, przynajmniej na pierwszy rzut oka, wydaje się stworzone na podstawie perfekcyjnie opracowanego projektu.

J.B.S. Haldane, odpowiadając swojej sceptycznej słuchaczce, powiedział rzecz oczywistą, ale z pewnością nie zaprzeczyłby też, że rozwój pojedynczej komórki w coś tak złożonego jak ludzkie ciało to zdarzenie graniczące z cudem (żeby nie było wątpliwości - nigdy nie przekraczające tej granicy). Wiedza o zapisanych w DNA instrukcjach rzuca nieco światła na tę tajemnicę, jednak w dalszym ciągu jest ona trudna do ogarnięcia, choćby dlatego, iż wymaga zrozumienia, że instrukcje budowy organizmu same zawierają się w przebiegu tego procesu. To właśnie nazywam „samokonstruowaniem” (warto dodać, że pewną analogię znaleźć można w naukach komputerowych – na podobnej zasadzie programiści rozróżniają procedury „oddolne” od „odgórnych” ).

Wyobraźmy sobie najpierw architekta, który zaprojektował wspaniałą katedrę. Następnie poprzez hierarchiczną sieć poleceń cała operacja wznoszenia wielkiej świątyni podzielona została na odrębne etapy i procedury, te dzieli się na jeszcze mniejsze podetapy, a wreszcie powstaje zestaw stosunkowo prostych instrukcji, które następnie można spisać i przekazać poszczególnym murarzom, cieślom i witrażystom. Ci przystępują do pracy i nie ustają, póki nie powstanie budynek – dokładnie odpowiadający architektonicznym i technicznym planom oraz oryginalnym szkicom architekta. Tak właśnie działa projektowanie odgórne.

Projektowanie oddolne wygląda zupełnie inaczej. Jest nawet taka opowieść (osobiście zresztą nigdy w nią nie wierzyłem), że niektóre ze średniowiecznych europejskich katedr nigdy nie miały architektów. Nikt ich nie projektował. Po prostu zbierali się murarze i cieśle i każdy z nich we własnym kątku zaczynał budowę, nie zwracając zbytniej uwagi, co robią pozostali, i nie przejmując się żadnym ogólnym planem, a w pewnym momencie w jakiś (cudowny!) sposób z tej anarchii wyłaniała się zapierająca dech budowla. Gdyby tak było naprawdę, mielibyśmy świetny przykład oddolnej architektury. Cóż – może to piękna opowieść, ale katedry na pewno nie powstawały w taki sposób . Natomiast z grubsza na tej zasadzie powstają mrowiska czy kopce termitów i podobnie przebiega rozwój płodu. Dlatego właśnie rozwój biologiczny tak bardzo różni się od wszystkiego, do czego przywykliśmy, przynajmniej w aspekcie konstrukcyjnym.

***

PRZYPISY:

*  Redaktorzy tej książki ostrzegali mnie, że w czytelnikach tej książki All things bright and beautiful może nie budzić tak nostalgicznych wspomnień, jak we mnie. Dla tych, którzy nie wiedzą, co to za dzieło, wyjaśniam, iż jest to wiktoriański anglikański hymn napisany dla dzieci przez niejaką C.F. Alexander w roku 1848 i wykonywany aż do dziś. Pieśń ta stanowi wielką pochwałę piękna natury (a również politycznego status quo, przynajmniej we fragmentach), a jej refren brzmi  „The Lord God made them all” („Pan Bóg stworzył to wszystko”). Wspaniałą parodię tego hymnu napisał Eric Idle i znalazła się ona w jednym z programów Monty Pytona. Pochwała bożego dzieła w wykonaniu Pythona brzmi tak:

    All things dull and ugly / All creatures short and squat / All things rude and nasty / The Lord God made the lot.
    Each little snake that poisons / Each little wasp that stings / He made their brutish venom / He made their horrid wings.
    All things sick and cancerous / All evil great and small,/ All things foul and dangerous / The Lord God made them all.
    Each nasty little hornet / Each beastly little squid / Who made the spiky urchin? / Who made the sharks? He did!
    All things scabbed and ulcerous /All pox both great and small / Putrid, foul and gangrenous / The Lord God made them all.

(Ponieważ nie chcę być oskarżony z paragrafu o obrazę uczuć religijnych, utwór Idle’a pozostawiam w oryginale – przyp. tłum.).

 

**  To przypis przeznaczony dla osób profesjonalnie interesujących się relacjami między biologią a naukami komputerowymi. Charles Simonyi, niekwestionowany autorytet w dziedzinie projektowania programów komputerowych, po przeczytaniu jednej z wcześniejszych wersji tego rozdziału zwrócił mi uwagę, że „[…] przepis na jakikolwiek organ (oko, mózg, krew etc.) jest znacznie prostszy – w sensie liczby bitów czy, jeśli o genetyce mowa, par zasad – niż szczegółowy plan takiego organu. [Przy planach] ewolucja byłaby niemożliwa (w okresach krótszych niż, powiedzmy, 10100 lat), bo praktycznie nie ma szans, żeby minimalne odchylenia w planie mogły mieć jakikolwiek korzystny wpływ na organizm, podczas już drobne zmiany ‘przepisu’ mogą”. Nawiązując do moich „komputerowych biomorfów” i „artromorfów” (pisałem o nich w Rozdziale II) dr Simonyi dodał jeszcze: „Te twoje sztuczne istoty (programowane na użytek Ślepego zegarmistrza i Wspinaczki na szczyt nieprawdopodobieństwa) też są opisane za pomocą „przepisów”, a nie „planów”. Przecież plan musiałby składać się z bezładnej mieszaniny strzałek. Czy wyobrażasz sobie, że można śledzić przebieg ewolucji, zmieniając położenie punktu finalnego?”. Po kimś, kogo Bill Gates określił jako „najlepszego programistę wszech czasów”, można się spodziewać, że na komputerowych biomorfach raczej się zna, a ja mogę dodać, że nie myli się w ocenie realnych, żywych organizmów.