Darvinisti

Bilo je to poslednje što je objavio. Čovek koji mu je poslao bubu bio je mladi obućar i prirodnjak – amater Volter Dravbridž Krik. Obućar se na kraju oženio i dobio sina koji se zvao Hari, a ovaj sina Fransisa.

Fransis Krik će 1953. godine, zajedno s mladim Amerikancem Džemsom Votsonom, doći do otkrića koje je neumoljivo vodilo ka pobedonosnoj potvrdi gotovo svega što je Darvin zaključivao u vezi sa evolucijom.

Ta potvrda nije došla od fosila, niti od uzoraka živih bića ili seciranja njihovih organa. Došla je iz knjige. Votson i Krik su otkrili da svi organizmi nose hemijski kod svog stvaranja u sopstvenim ćelijama, tekst pisan jezikom zajedničkim za sveukupan život: jednostavnim četvoroslovnim kodom DNK.

„Sva organska bića koja su na ovoj Zemlji ikad živela potiču od nekog samo jednog prvobitnog oblika“, pisao je Darvin. Iskreno rečeno, on je o tome samo nagađao. Da bi razumeli priču o evoluciji – njenu povest i njen mehanizam – darvinisti ne moraju da nagađaju. Oni konsultuju genetičke zapise.

Uzmimo, na primer, čuvene zebe s Galapagosa. Darvin je mogao da vidi da su im kljunovi različito oblikovani – neki su bili široki i duboki, drugi su bili izduženi, treći mali i kratki. On je naslutio (i to ne odmah) da su uprkos tim razlikama sve galapagoske zebe bliski srodnici. „Kad vidimo taj postepeni prelaz i razliku u građi u jednoj maloj, uskopovezanoj grupi ptica“, pisao je on u „Putovanju Bigla“ (The Voyage of the Beagle), „možemo lako zamisliti da se, usled prvobitno malog broja ptica na ovom arhipelagu, jedna vrsta raširila i izmenila na različite načine.“

Ovo je takođe bilo nadahnuto nagađanje. Ali, analizom sličnosti njihovih genetičkih kodova, naučnici danas mogu da potvrde da galapagoske zebe zaista potiču od jedne jedine vrste (ptice čiji je najbliži današnji srodnik mali mrki travar (Tiaris obscurus)).

Osim što potvrđuje postojanje evolucije, DNK takođe pokazuje, na najosnovnijem nivou, kako ona preoblikuje žive stvari. Nedavno su Arhat Abzhanov i Klif Tejbin sa Univerziteta Harvard izdvojili upravo one gene odgovorne za neke od tih oblika kljunova. Geni su nizovi lanca DNK koji, kad ih ćelija aktivira, stvaraju određeni protein. Abzanov i Tejbin su otkrili da, kada se aktivira gen za protein BMP4 (naučnici koriste reč „eksprimira“) u rastućoj čeljusti zebinog embriona, to čini kljun širim i dubljim. Taj gen je najjače eksprimiran kod velike zebe trkalice (Geospiza magnirostris), koja svoj snažni kljun koristi za razbijanje velikih semenki i orašastih plodova. Kod ostalih vrsta zeba, gen eksprimira protein kalmodulin, koji kljun čini dugim i tankim. Taj gen je najaktivniji kod velike zebe kaktusova (Geospiza conirostris), koja svoj izduženi kljun koristi da traži semenje u plodu kaktusa. Na jednoj drugoj ostrvskoj grupi, uz obalu Floride okrenutu ka Meksičkom zalivu, obalski miševi (Peromyscus polionotus) imaju svetlije krzno od onih koji žive u unutrašnjosti. Ono ih bolje prikriva na svetlom pesku: sove, jastrebovi i čaplje pojedu više onih slabije prerušenih miševa, što dopušta ostalima da se više razmnožavaju. Hopi Hokstra, takođe s Harvarda, i njene kolege utvrdili su da razlike u boji stvara promena jednog slova u jednom genu, što smanjuje proizvodnju pigmenta u krznu. Ova mutacija se javlja otkad su se ta ostrva formirala pre manje od 6000 godina.

Darvinova najveća ideja bila je u tome da je za raznovrsnost karakteristika koje se primećuju među povezanim vrstama najodgovornija prirodna selekcija. Sada mi u kljunu zebe i krznu miša možemo zaista da vidimo ruku prirodne selekcije na delu, kako oblikuje i menja DNK gena i njihovu ekspresiju da bi organizam prilagodila njegovim posebnim okolnostima.

Darvin, koji je pretpostavljao da se evolucija odvija krajnje sporo i da je uočljiva samo na fosilima, bio bi u jednakoj meri oduševljen još jednim otkrićem. Na primeru istih tih galapagoskih zeba, darvinisti mogu da posmatraju evoluciju kako se odvija u realnom vremenu. Piter i Rozmari Grant, sada na Univerzitetu Prinston, započeli su 1973. godine jednogodišnje posmatranje populacije zeba na galapagoskom ostrvu Dafne Major. Ubrzo su otkrili da su zebe evoluirale u toku jedne godine, jer su se uslovi na ostrvu kolebali od vlažnih prema suvim i obrnuto.

Na primer, u početku su na tom ostrvu živele samo dve vrste zeba trkalica koje su se tamo redovno razmnožavale, od kojih je jedna bila srednja krupnokljuna zeba trkalica (Geospiza fortis) koja se hranila malim semenkama. Kad je 1977. godine ostrvo pogodila žestoka suša, pa su se male semenke proredile, zebe trkalice su bile prisiljene da jedu veće, tvrđe semenke. One s većim kljunovima su bolje prolazile, tako da su preživljavale i tu karakteristiku su prenosile na svoje potomstvo.

Sledeća promena se dogodila pošto je 1982. stigao jedan suparnik: velika krupnokljuna zeba trkalica (Geospiza magnirostris), koja takođe jede veliko, tvrdo semenje. Dugo godina su obe vrste živele jedna pored druge i 2002. godine su obe postale neobično brojne. Ali tada je nastupila suša i do 2005. godine ostalo je u životu svega 13 krupnokljunih i 83 čvrstokljune zebe trkalice. Primetno je bilo to da su, umesto da se prilagođavaju na sušu tako što će jesti veće semenke, kao što su to činile 28 godina ranije, preostale čvrstokljune zebe trkalice dobile su izrazito male kljunove, budući da su se u suparništvu sa svojim većim srodnicama borile za zauzimanje niše i preživljavanje na vrlo sitnom semenju. Zeba s manjim kljunom nije nova vrsta zebe, ali Piter Grant misli da je dovoljno samo nekoliko takvih epizoda za stvaranje novih vrsta koje se više ne bi ukrštale sa svojom roditeljskom vrstom.

Ova varijacija kod galapagoskih zeba je klasičan primer „adaptivne radijacije“, pri čemu svaka vrsta evoluira od zajedničkog pretka zbog iskorišćavanja neke posebne hrane. Još jedna čuvena radijacija se dogodila na drugoj vrsti ostrva – ostrvima vode, za razliku od kopnenih ostrva.

U jezerima i rekama afričkog Velikog tektonskog rova živi oko 2000 vrsta riba ciklida koje su se razvile od manjeg broja predaka, od kojih neke u tren oka geološkog vremena. Na primer, Viktorijino jezero, najveće od tih jezera, bilo je potpuno suvo pre samo 15.000 godina. Svih 500 vrsta ciklida u tom jezeru otada je evoluiralo iz malog broja vrsta nejasnog porekla. Jednako kao pomenute zebe, riblje vrste ciklida prilagođene su hrani u različitim staništima, poput kamenitih ili peščanih delova jezerskog dna.

Jedne vrste jedu alge i poseduju gusto nanizane zube prikladne za grebanje i izvlačenje biljne materije, dok se druge hrane puževima i imaju grube i snažne čeljusti kojima mogu da drobe njihove ljušture. A koji je gen odgovoran za razvoj tih čeljusti? To je gen za protein BMP4 – isti onaj gen koji čini da kljun galapagoske zebe trkalice bude dubok i širok. Ima li boljeg dokaza za ispravnost Darvinovog verovanja u zajedništvo svih vrsta od otkrića da isti gen obavlja isti posao kod ptica i kod riba na različitim kontinentima? U „Postanku vrsta“ Darvin je taktično izbegao da progovori o tome da bi po njegovoj teoriji to zajedništvo trebalo da obuhvati i ljudsku vrstu. Deset godina kasnije on je tu stvar otvoreno izneo u „Poreklu čoveka“ (The Descent of Man). Bio bi oduševljen da je mogao da zna kako izvestan gen, nazvan FOXP2, igra presudnu ulogu u normalnom razvoju kako ljudskog govora tako i ptičjeg pevanja.

Simon Fišer i njegove kolege sa Univerziteta Oksford su 2001. godine otkrili da mutacija u tom genu uzrokuje govorne smetnje kod ljudi. On je kasnije pokazao da je kod miševa taj gen neophodan za učenje redosleda brzog kretanja; bez njega mozak ne stvara veze koje bi u normalnom slučaju pamtile ono što je naučeno. Kod ljudi, po svoj prilici, FOXP2 ima ključnu ulogu u učenju istančanih titraja usana i jezika kojima mi izražavamo svoje misli.

Konstans Šarf s Berlinskog slobodnog univerziteta je potom otkrila da je upravo taj isti gen aktivniji u jednom delu mozga mladih australijskih zebica (Taeniopygia guttata) u vreme kada te ptice uče da pevaju. Vraški domišljato, njena grupa je zarazila mozgove ovih zeba jednim posebnim virusom koji je nosio kao u ogledalu izokrenutu kopiju određenog dela gena FOXP2, koja je ugušila prirodnu ekspresiju tog gena. Posledica je bila da su ptice ne samo pevale varirajući više nego obično već su i netačno oponašale pesme odraslih – na veoma sličan način na koji deca s mutiranim FOXP2 genima nepostojano i netačno kopiraju govor.

Današnji darvinisti detaljno vide kako pritisci poput suparništva i životne sredine koja se menja mogu da iznedre nove vrste. Ali Darvin je predlagao još jednu evolutivnu pokretačku silu: polnu selekciju. U Viktorijinom jezeru, ribe ciklide imaju vid prilagođen svetlu okolne životne sredine – u većim dubinama, gde se raspoloživa svetlost pomera prema crvenom kraju spektra, njihovi receptori vida su skloniji crvenoj svetlosti, dok bliže površini bolje vide u plavom.

Ole Zehauzen s Univerziteta u Bernu i Švajcarskog federalnog instituta za nauku o vodama i tehnologiju otkrio je da su se kod mužjaka ciklida razvile upadljive boje zbog privlačenja pogleda ženki: tipično crvene prema dnu jezera, a plave u plićoj vodi. Očigledno je da se plave i crvene populacije genetički razilaze – iz čega bi se dalo naslutiti da predstavljaju dve različite vrste u procesu nastajanja.

Ako je prirodna selekcija opstanak najprilagođenijih (izraz koji je skovao filozof Herbert Spenser, a ne Darvin), onda je polna selekcija razmnožavanje najerotičnijih. To kao raskošnu posledicu ima stvaranje oružja, ukrasa, pesama i boja, naročito kod mužjaka.

Darvin je verovao kako neki od tih ukrasa, poput jelenskih rogova, pomažu mužjacima u njihovoj međusobnoj borbi za ženke; drugi, poput paunovih repova, pomažu mužjacima da „očaraju“ (njegov izraz) ženke kako bi pristale na parenje. Bila je to, pošteno rečeno, ideja rođena iz očaja, jer ga je beskorisna lepota zabrinjavala kao očigledan izuzetak među bezobzirno praktičnim tvorevinama prirodne selekcije. Američkom botaničaru Asi Greju je u aprilu 1860. pisao da: „od pogleda u pero paunovog repa, kad god se zagledam u njega, hvata me mučnina!“

NATIONAL GEOGRAPHIC SRBIJA U FEBRUARSKOM BROJU DONOSI:

- Darvinovi prvi putokazi

- Moderni Darvini

- Bekstvo iz Severne Koreje

- Glasovi iz kripte

- Ptičija oaza na Slanom kopovu

Više o februarskom izdanju National Geographic Srbija saznajte na: www.nationalgeographic-srbija.com.