Najwspanialsze widowisko świata. Świadectwa ewolucji

W zasadzie coś takiego powinno być od dawna oczywiste. Przecież jeśli krzyżujesz samca i samicę, spodziewasz się syna albo córki, a nie hermafrodyty. ^{[ 5 ]} W sumie to oczywiste i nie trzeba być geniuszem, żeby coś takiego wymyślić, nie ruszając się nawet z fotela. W końcu doświadczenie podpowiada, że zasada „wszystko albo nic" powinna obowiązywać dla wszystkich cech, nie tylko dla płci. Zresztą Darwin był już naprawdę bardzo blisko tego odkrycia i zatrzymał się dosłownie w ostatniej chwili. Oto, co pisał w roku 1866 do Alfreda Wallece’a:

Mam wrażenie, że Pan nie do końca zrozumiał, co mam na myśli, pisząc o niemieszaniu się różnych odmian. To nie odnosi się do płodności. Pozwolę sobie wytłumaczyć to panu na przykładzie — otóż skrzyżowałem ze sobą dwie odmiany groszku pachnącego, bardzo różniące się ubarwieniem, i uzyskałem, nawet z tego samego strączka, rośliny dokładnie takie, jak rodzicielskie; żadna nie miała barwy pośredniej. Coś takiego musi dziać się również z Pańskimi motylami [...]. Z pozoru zakrawa to na cud, ale nie wiem, czy doprawdy jest to coś bardziej cudownego, niż to, że każda samica na tym świecie rodzi zawsze bądź to męskiej, bądź żeńskiej płci potomstwo."

Jak widzimy zatem Darwin istotnie był bardzo bliski odkrycia Mendlowskiego prawa niemieszania się genów (jak dziś byśmy je nazwali). ^{[ 6 ]} W pewnym sensie mamy tu analogię do często podnoszonego (głównie przez poszkodowanych i ich apologetów) zarzutu, jakoby to inni uczeni epoki wiktoriańskiej, na przykład Patrick Matthew i Edward Blyth, odkryli dobór naturalny przed Darwinem. W pewnym sensie to prawda, przyznawał to zresztą sam autor O powstawaniu gatunków, moim zdaniem jednak wszelkie dowody świadczą, że żaden z poprzedników nie docenił wagi swego odkrycia. Odmiennie niż Darwin i Wallace nie dostrzegli oni w doborze ogólnej zasady o uniwersalnym znaczeniu, fenomenu zdolnego kierować ewolucją i doskonaleniem się wszystkich żywych bytów. Podobnie korespondencja Darwina wskazuje, że istotnie był on bardzo bliski odkrycia natury dziedziczności, ale nie pojął wagi „reguły niemieszania", w szczególności zaś nie zrozumiał, że właśnie wpadł na trop rozwiązania wielkiej zagadki, dlaczego różne odmiany automatycznie nie znikają z populacji. To zadanie pozostawił dopiero dwudziestowiecznym naukowcom, ^{[ 7 ]} choć ci musieli budować swe wyjaśnienia na odkryciach Grzegorza Mendla, który najwyraźniej wyprzedził swój czas.

Przejdźmy więc może zatem do koncepcji „puli genetycznej". Rozważmy na początek dowolną populację rozmnażającą się płciowo — na przykład szczury z zagubionej gdzieś na środku południowego Atlantyku Wyspy Wniebowstąpienia. Na wyspie wszystkie szczurze geny nieustannie ulęgają przetasowaniu. Nie obserwujemy jednak żadnego procesu („wewnętrznej tendencji") do ujednolicania się populacji, kolejne pokolenia nie są mniej zróżnicowane od generacji rodziców i wcale nie dzieje się tak, by z czasem wyspę zaludniały wyłącznie do znudzenia szare i niemal identyczne szczury. Nie — geny pozostają nienaruszone, mimo że z każdym nowym pokoleniem znajdują się w nowym organizmie; nie zlewają się i nie zanieczyszczają wzajem. W każdym momencie każdy gen tkwi w ciele swego „posiadacza", (no, chyba że właśnie przenosi się do nowego szczurzego ciała za pośrednictwem spermy), ale jeśli przyjrzymy się wybranej przez nas populacji z perspektywy wielu pokoleń, zobaczymy, że wszystkie szczurze geny na wyspie poprzemieszczały się w zupełnie nowe konfiguracje, zupełnie tak jak karty w starannie przetasowanej talii. Tyle że tym razem talią jest pula genów.

Jak sądzę, szczurza pula genów na tak niewielkiej i odizolowanej wyspie jak Wyspa Wniebowstąpienia jest całkiem samowystarczalna i raczej dość dobrze „zmieszana" — przez zmieszanie rozumiem, że jakikolwiek niedawny przodek konkretnego szczura mógł żyć gdziekolwiek na wyspie, ale raczej nie poza nią (pominąwszy pojedyncze przypadki gryzoni, którym udało się zejść na ląd z cumujących u brzegu wyspy statków). Natomiast pula genetyczna szczurów zamieszkujących tak rozległy ląd jak Eurazja będzie już oczywiście o wiele bardziej zróżnicowana. Szczur z Madrytu większość swoich genów otrzymał po przodkach żyjących w zachodniej części Starego Kontynentu, a nie na przykład w Mongolii lub na Syberii, i to nie ze względu na jakieś szczególne bariery blokujące przepływ genów (choć te oczywiście też istnieją), ale przede wszystkim z powodu odległości, jakie wchodzą w grę. Płciowe tasowanie to proces czasochłonny i trochę musi minąć, nim jakiś gen przedostanie się z jednego krańca kontynentu na drugi. Nawet jeśli nie ma barier fizycznych (jak rzeki czy łańcuchy górskie), przepływ genów przez wielki ląd jest tak powolny, że aż kusi, by uznać, że pula genetyczna to byt dość „kleisty". Dlatego właśnie szczur władywostocki większość swych genów zawdzięcza zwykle przodkom ze wschodu. Niemniej pula genetyczna szczurów eurazjatyckich oczywiście wciąż „miesza się", tak jak na Wyspie Wniebowstąpienia, tyle że nie tak homogenicznie. Jak już mówiłem, winne są głównie odległości, ale nie tylko, istnieją też bowiem pewne naturalne bariery geograficzne, jak łańcuchy górskie, szerokie rzeki czy pustynie, które mocno ingerują w przepływ genów, co strukturalizuje i komplikuje pulę genetyczną, ale oczywiście te problemy i zakłócenia nie sprawiają, by sam koncept przestał być użyteczny. Idealnie wymieszana pula genetyczna to abstrakcja, byt o statusie identycznym jak prosta w geometrii. Realne pule genetyczne, nawet w tak odizolowanych środowiskach jak Wyspa Wniebowstąpienia, stanowią jedynie przybliżenie tego ideału, bo nawet tu zmieszanie genów jest tylko częściowe. Oczywiście im mniejsza wyspa i im mniej poprzedzielana naturalnymi barierami, tym pula genetyczna każdego gatunku bliższa będzie ideału „perfekcyjnego wymieszania".

Kończąc to krótkie wprowadzenie do problematyki puli genetycznej, warto dodać, że każde pojedyncze zwierzę należące do populacji można traktować jako próbkę puli genetycznej jego czasów (a raczej należałoby powiedzieć: czasów jego rodziców). Nie ma żadnego wewnętrznego mechanizmu, który sprawiałby, że w takiej puli pewne geny zaczynają występować częściej, a inne rzadziej. Gdy do takiego systematycznego wzrostu (lub spadku) częstości występowania określonego genu dochodzi, właśnie wtedy — i dokładnie wtedy — mamy do czynienia z ewolucją. W tym momencie oczywiście pojawia się nowe, fascynujące pytanie: dlaczego częstość występowania określonych genów zaczyna systematycznie rosnąć lub spadać? To rzeczywiście interesujący problem i we właściwym czasie do niego wrócimy.

Ciekawa rzecz przydarzyła się z pulami genetycznymi psich ras. Hodowcy pekińczyków czy dalmatyńczyków usilnie starają nie dopuścić do przenikania genów z jednej puli do drugiej. Prowadzi się specjalne „księgi reprodukcyjne" (rodowodowe, stud books), sięgające wiele pokoleń wstecz, a skrzyżowanie ras to najgorsze, co może się zdarzyć prawdziwemu hodowcy. Jest niemal tak, jakby każda z hodowli była zamknięta na własnej malutkiej Wyspie Wniebowstąpienia i jak najstaranniej odseparowana od innych, w tym wypadku jednak barierą dla genów nie są morskie odmęty, a stworzone przez ludzi reguły. Geograficznie hodowle mogą być zupełnie nierozdzielone, ale faktycznie pozostają odseparowane, bo to właściciele decydują, kto i z kim ma się rozmnażać. Oczywiście czasem te reguły zostają złamane. I tak jak na każdej wyspie może pojawić się szczur, który zdołał przedostać się na brzeg z okrętu, tak, dajmy na to suczka whippet ^{[ 8 ]} może uciec właścicielom na spacerze i zadać się ze spanielem, ale szczeniaki z tego związku, jakkolwiek uroczymi i ślicznymi pieskami miałyby się okazać, nigdy nie zostaną wpuszczone na wyspę „Hodowla Whippetów", ta bowiem na zawsze ma pozostać czysto whippecią. Z punktu widzenia hodowli niewiele taki mezalians zmienia, jako że inne „czystej krwi" whippety gwarantują, że pula genetyczna na whippeciej wyspie pozostanie niezanieczyszczona. I takich stworzonych przez człowieka „wysp" są dziś setki, a każdą zamieszkuje jedna psia rasa. To oczywiście czysto wirtualne wyspy, bo nie rozdzielają ich żadne geograficzne bariery — hodowlane whippety czy szpice duże można spotkać w wielu krajach, na wielu kontynentach i za pomocą samochodów, samolotów czy statków geny tych psiaków nieustannie przenoszą się z miejsca na miejsce. Ale nawet jeśli genetyczne (wirtualne) wyspy pekińczyka, boksera i bernardyna geograficznie nakładają się na siebie, to — pominąwszy ewentualne skoki w bok suczki, która urwała się podczas spaceru — pule genetyczne tych ras pozostają ściśle odseparowane.

[ 5 ] Na farmie, na której spędziłem dzieciństwo, mieliśmy jedną wyjątkowo złośliwą i agresywną krowę. Nazywała się Arusha. Arusha istotnie miała charakterek i stwarzała poważne problemy. Pewnego dnia pan Evans, jeden z pastuchów, powiedział: „Moim zdaniem Arusha to musi być coś pomiędzy bykiem a krową".

[ 6 ] Wciąż pokutuje mit, jakoby Darwin posiadał oprawiony rocznik owego niemieckiego czasopisma, w którym Mendel opublikował swoje odkrycia, ale te właśnie stronice, na których tekst był zamieszczony, pozostały nierozcięte i tak odnaleziono je po śmierci Darwina. Źródłem tego memu jest prawdopodobnie fakt, iż w papierach Darwina istotnie odnaleziono publikację W.O. Focke’ego noszącą tytuł Die Pflanzen-mischlinge, której autor wspominał o odkryciach Mendla, i rzeczywiście stronice, na których to czynił, nie były rozcięte. Trzeba jednak dodać, iż Focke nie przywiązywał wielkiej wagi do wyników Mendla i nic nie wskazuje, by zrozumiał ich olbrzymie znaczenie, nie jest więc jasne, czy doceniłby je Darwin, nawet gdyby przeczytał właściwe strony. Poza tym Darwin nie najlepiej władał niemieckim. Możliwe, że gdyby przeczytał prace Mendla, historia biologii potoczyłaby się inaczej. Możliwe jednak też, że sam Mendel nie do końca uświadamiał sobie znaczenie własnych odkryć — gdyby tak było, może napisałby do Darwina. Byłem w Brnie, w klasztorze, w którym pracował Gregor Mendel, i miałem nawet w ręku należące do niego (niemieckie) wydanie O powstawaniu gatunków z własnoręcznymi notatkami na marginesach, co jednoznacznie wskazywało, że musiał przeczytać dzieło Darwina.

[ 7 ] Ta rewolucja rozpoczęła się w roku 1908 od prac uroczo ekscentrycznego angielskiego matematyka (i miłośnika krykieta) G.H. Hardy’ego oraz (niezależnie) niemieckiego lekarza Wilhelma Weinberga. Kontynuowali ją i doprowadzili do „szczęśliwych narodzin" współczesnej genetyki populacyjnej — znów niezależnie — wybitny genetyk i statystyk Ronald Fisher oraz współtwórcy teorii, J.B.S. Haldane i Sewell Wright.