Responsive image

Okiem biologa

Czy światem rządzi przypadek? Moim zdaniem najlepsza odpowiedź na to pytanie zawarta jest w tytule książki Jacques’a Monoda „Przypadek i konieczność”. Wszystko, co obserwujemy, jest mieszanką procesów deterministycznych i stochastycznych (losowych), choć być może część procesów, które postrzegamy jako stochastyczne, na niższym, nieznanym nam lub z przyczyn praktycznych niedostępnym poziomie reprezentuje chaos deterministyczny. Być może wyjaśni się to, jeśli fizykom uda się w końcu sformułować „teorię wszystkiego”.

Prawa fizyki bez wątpienia rządziły i dalej rządzą losami Kosmosu, jednak nie jest i nie będzie możliwe ścisłe przewidywanie jego historii. Jeszcze gorzej jest w biologii. Świat ożywiony podlega darwinowskiej ewolucji (konieczność w dziele Monoda), której filarem jest zmienność. Zmienność ta w ogromnej części wynika z losowych mutacji i historii życia poszczególnych osobników. W dużych populacjach losy poszczególnych osobników stają się mało ważne dla kierunku rozwoju całej populacji, podobnie jak losy poszczególnych atomów nie są istotne w reakcjach chemicznych, jednak populacje często są niewielkie, w ich historii pojawiają się wąskie gardła, a struktura przestrzenna uniemożliwia całkowicie losowe krzyżowanie się osobników. Na scenę wkracza selekcja. Jest ona nieunikniona, gdy istnieje zmienność (w populacjach istnieje ona niemal zawsze), ale już jej kierunek zależy od wielu czynników środowiska nieożywionego oraz tak wielu innych gatunków (których populacje same podlegają losowej zmienności i selekcji), że kierunku selekcji populacji nie jesteśmy w stanie na dłuższą metę przewidzieć. W pracach naukowych dotyczących ewolucji dumnie piszemy „przewidywania” (predictions), ale najczęściej są to tylko wyjaśnienia przeszłych zjawisk, a nie wiarygodne opisy tego, jak będą wyglądać losy populacji.

Światem, zwłaszcza światem zjawisk biologicznych, rządzi zatem w ogromnej mierze przypadek. Miliony lat ewolucji wyposażyły organizmy żywe w wewnętrzną sieć zależności, która umożliwia utrzymanie homeostazy w szerokim zakresie (także losowych) zmian genetycznych i środowiskowych. Gdy taka sieć zawiedzie, organizm umiera. Śmierć jednostki nie ma jednak tak wielkiego znaczenia w ewolucji, bo w niej bardziej niż losy osobników liczą się losy genów – a te występują w populacji w wielu kopiach i są nieco bardziej odporne na działanie sił przypadku.

W świecie ożywionym mamy więc do czynienia ze ścieraniem się przypadku – mutacji genetycznych, życiowych losów jednostek – i konieczności, związanej z selekcją. Choć selekcja jest kierunkowa, bo promuje korzystne mutacje i odsiewa niekorzystne, to jednak o tym, czy mutacje są korzystne, czy nie, decyduje aktualne środowisko. Które całe przecież podlega – częściowo losowym – zmianom.

Prof. Jan Kozłowski jest biologiem ewolucyjnym, pracownikiem Instytutu Nauk o Środowisku UJ i członkiem licznych towarzystw naukowych. Laureat „polskiego Nobla” – Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.