TEMA MESECA
Darwin in evolucijska misel

Letos zaznamujemo dve okrogli obletnici, povezani s Charlesom Darwinom: 200-letnico njegovega rojstva in 150-letnico objave njegove najbolj znane knjige O izvoru vrst z naravnim odbiranjem. Poglejmo, kako je Darwin s svojo logiko in znanstvenim delom odkril osnovni zakon evolucije živih bitij, naravno selekcijo (ali bolj pravilno prevedeno, naravno odbiranje), ter kakšen pomen je imela in še ima ena najodmevnejših knjig vseh časov.

V začetku 18. stoletja je v Evropi prevladovalo mišljenje, zakoreninjeno v krščanstvu in antični filozofiji, da je Zemlja stara nekaj tisoč let, da so bila vsa bitja ustvarjena in se ne spreminjajo ter da je bil človek ustvarjen za dominacijo nad drugimi bitji.

Od leve proti desni: Australopithecus africanus, Homo rudolfensis, Homo erectus, Homo heidelbergensis, Homo neanderthalensis, Homo sapiens. Kronološko zaporedje primerkov (modelov) ponazarja ćloveško evolucijo. FOTOGRFIJA: British Council z dovoljenjem  Prirodoslovnega muzeja v Londonu

Med razsvetljenstvom 18. stoletja pa so se počasi ustvarjale razmere za spremembo tega pogleda, saj so znanstveniki spoznali, da naravne sile obličje Zemlje neprestano spreminjajo, odkrili so množico izumrlih oblik življenja, kar je pomenilo, da mora biti Zemlja mnogo starejša kot le nekaj tisočletij. V naravoslovju so se porodile ideje, da se tudi vrste, ki Zemljo poseljujejo, s časom spreminjajo. Z Lamarckovo hipotezo o dedovanju pridobljenih lastnosti (1809) je bil narejen prvi korak k razumevanju spreminjanja vrst. Čeprav lamarkizem ni podal pravilne razlage, je vseeno postavil temelj za znanstveno razpravo o evoluciji, pojmu, ki edini zadovoljivo razloži nastanek in pestrost življenja na Zemlji in ki ga tesno povezujemo z enim največjih mislecev naravoslovja – Charlesom Darwinom.

Iz življenja velikega naravoslovca
Kot peti otrok premožne angleške družine se je v kraju Shrewsbury v Angliji 12. februarja 1809 rodil Charles Robert Darwin. Oče je bil zdravnik, mati mu je umrla, ko mu je bilo devet let. Leta 1825 je v rodnem kraju maturiral, nato študiral medicino na Univerzi v Edinburghu. Študija ni končal, saj so se mu zdela predavanja dolgočasna, operacije pa mučne. Na univerzi se je raje posvečal naravoslovnim debatam, pomagal pa je tudi v univerzitetnem muzeju, kjer se je naučil klasifikacije rastlin. Zaradi zanemarjanja študija medicine ga je leta 1829 oče poslal na Univerzo Cambridge, kjer je študiral teologijo z namenom, da bi postal anglikanski duhovnik. Bolj kot študij pa so ga tudi tam zanimale druge aktivnosti, kot so lov, jahanje in zbiranje hroščev. Kljub temu je diplomiral leta 1831. V času študija bogoslovja sta nanj globoko vplivala geolog Adam Sedgwick in botanik John S. Henslow. Prav Henslow je predlagal Darwina kot idealnega kandidata za dvoletno odpravo na ladji Beagle.

Darwinova študijska soba na posestvu Down House kmalu po njegovi smrti leta 1882. Acel H. Haig, bakrorez.
Slika: British Council z dovoljenjem Johna vam Wyhea, The Complete Work of Charles Darwin Online

Tako se je Charles Darwin, namesto da bi se posvetil cerkveni karieri, z dvaindvajsetimi leti vkrcal na ladjo Beagle kot neplačani naravoslovec na znanstveni odpravi po morjih okrog južnoameriške obale in južnega Pacifika. Njegova naloga je bila študij geoloških formacij ter fosilnih in živečih organizmov na otokih in kontinentih. Odprava je namesto dveh trajala pet let in je zaokrožila svetovne oceane, Darwin pa je, medtem ko je kapitan Beagla in vodja odprave Robert Fitzroy s svojimi možmi pregledoval in kartiral obale, preživel večino časa na kopnem, kjer je zbiral geološke in biološke primerke ter skrbno beležil svoja opažanja narave in ljudi. V Braziliji je bil navdušen nad tropskim gozdom ter zgrožen nad sužnjelastništvom. V Patagoniji in v Čilu je na kopnem našel morske in kopenske fosile, doživel potres ter spoznal, da se zemeljsko površje dviga in spušča v dolgih časovnih obdobjih, ter razmišljal o nastajanju in izumiranju vrst. Na Galapaških otokih je ogledoval kopenske želve, ameriške kose, ščinkavce in druga bitja ter opazil, da vsak otok poseljujeta svojevrstni, čeprav med seboj ozko sorodni flora in favna.

Splošno prepričanje je, da je ravno tam razvil svojo teorijo o spremenljivosti vrst. Potovanje je ladjo vodilo še do Avstralije, kjer je Darwin opazil razliko med vrečarji in sesalci drugod po svetu, preko Kokosovih otokov, Mauritiusa in južne obale Afrike. Na jadranju proti domu je Darwin zapisal, da bi njegova nova spoznanja lahko osvetlila izvor vrst ter ogrozila doktrino njihove nespremenljivosti.

Po velikem potovanju že znan!
Leta 1836, ko se je vrnil s potovanja, je bil Darwin po zaslugi Henslowa v Angliji že poznan v znanstvenih krogih. Z mnogimi takrat uglednimi naravoslovci se je dogovoril za prevzem in opis biološkega materiala, ki ga je prinesel ali poslal z odprave. Anatomske preparate je obdeloval Richard Owen, ptiče John Gould, Henslow je prevzel rastline. Rezultati so bili fascinantni. Owen je opisal elemente izumrle južnoameriške megafavne, npr. orjaške lenivce in kopitarje. Gould je varietete galapaških ščinkavcev imel za dvanajst samostojnih vrst. Darwin je s somišljeniki debatiral o ideji o transmutaciji vrst, po kateri se ena vrsta lahko spremeni v drugo. Leta 1837 je narisal svoj znani diagram genealoške povezave vrst, ki je bil prvo evolucijsko drevo in nad katerim je napisal »I think«, mislim.

Darwin je bil iz bogate družine, zato mu ni bilo nikoli treba služiti denarja za preživetje – razmišljal je, pisal, raziskoval in marljivo beležil dejstva v prid svoje teorije transmutacije vrst. Medtem je trpel za neznano boleznijo, ki mu je delo oteževala. Pisal je biološke in geološke članke, ki jih je predstavljal kolegom v angleških združenjih, ter zoološka dognanja s svojega potovanja, ki so izhajala kot monografije. Objavil je okoli petindvajset knjig z geološkimi, potopisnimi, biološkimi in drugimi temami. Pa še zanimivost. Med Darwinovimi zapiski sta se ohranila dva papirja iz leta 1838, na enem je pisalo »Marry« (poročiti se), na drugem »Not Marry« (ne poročiti se). Očitno je bil v dilemi. Med morebitnimi prednostmi zakona je navedel, da je družica stalna družba, vsekakor boljša od psa. Med razlogi proti zakonu pa je navedel »manj denarja za knjige« in »strašansko izgubo časa«. Leto kasneje se je poročil s svojo sestrično Emmo Wedgwood, ki mu je kasneje rodila deset otrok.

Slavna teorija
Darwin je svojo teorijo nastanka vrst razvijal dvaindvajset let. Medtem je preučeval rastlinstvo in živalstvo, med drugim nastanek koralnih grebenov, osem let je raziskoval rake vitičnjake in pisal o njih ter o homolognih organih (organi istega nastanka in zgradbe, a z različnimi funkcijami) med vrstami. Raziskoval pa je tudi umetno selekcijo vrst, ki jo izvaja človek pri domačih živalih, saj je verjel, da v naravi obstaja podoben proces. Na Darwinovo razmišljanje o naravnih procesih so med drugim vplivala dela geologa Charlesa Lyella (Principles of Geology) in ekonomista Thomasa Malthusa (An Essay on the Principle of Population). Prvi je osvetlil dejstvo, da se tudi Zemlja spreminja in ni statična ter da enake naravne sile kot v preteklosti še danes postopoma spreminjajo njeno obličje. Drugi pa je trdil, da je za rast človeške populacije omejujoča količina hrane, ki je na voljo. Za Darwina je to pomenilo odkritje, da v naravi stalno poteka boj za obstanek. Darwinova nova teorija naravnega odbiranja je predpostavljala, da v populacijah obstaja mehanizem spreminjanja, po katerem določene oblike preživijo, se parijo in prenašajo lastnosti na naslednjo generacijo. Tako nastajajo nove vrste organizmov, medtem ko manj uspešne oblike izumrejo.

Kamnite znamke z živalmi in pokrajinami, ki jih Darwin opisuje v svojem znamenitem dnevniku Potovanje na ladji Beagle.    AVTORICA: Mja Šubic, FOTOGRAFIJA: Tomaž Lunder

Darwin je nadalje verjel, da imajo vsi sorodni organizmi skupnega prednika. Glede na nestatičnost okolja in omejujoče dejavnike bi vsaka naslednja generacija vsebovala oblike, ki jih favorizira okolje.
Kljub kontroverznosti teorije evolucije z naravnim izborom in gorečemu nasprotovanju cerkvenih krogov je bil Darwin spoštovan za časa svojega življenja. Leta 1839 je bil izvoljen v Royal Society, 1878 tudi v francosko Akademijo znanosti. Leta 1882 je bil z državniškim pogrebom, kar je bilo redko za nedvorne osebnosti, častno pokopan v opatiji Westminster.

Pomen knjige Nastanek vrst
Ideje o nestalnosti, spremenljivosti vrst so bile v 19. stoletju radikalne in jih je javnost večinoma zavračala. Tradicionalni odpor je bil predvsem v verskih krogih, ki so bili mnenja, da so vrste ustvarjene in nespremenljive. Celo nekateri biologi so trdili, da Darwin ne more dokazati svoje teorije ter da so bile vrste, kljub morebitnemu spreminjanju, še vedno nekoč ustvarjene. Strokovna in laična javnost je kljub temu že za časa Darwinovega življenja v glavnem sprejela evolucijo kot teorijo spreminjanja živega sveta. Mnogi danes trdijo, da je bila teorija evolucije v tistem času zrela in da je visela tako rekoč v zraku, Darwin pa je bil po spletu okoliščin tisti, ki mu jo pripisujemo. Kot bomo videli, je to le delno res.

Čeprav se je o spreminjanju življenja govorilo in pisalo pred Darwinom in čeprav je esej o naravnem izboru objavil istočasno z Wallaceom, je prav Darwin moralni avtor teorije.
Darwin je svoje videnje spreminjanja vrst  povzel najprej v osnutku teorije, kasneje še v daljšem eseju, ki ga je dal v branje prijateljem. Botanik Joseph D. Hooker je bral in komentiral osnutek teorije, vendar je bil do nje skeptičen, Lyell pa kljub zanimanju ni doumel veličine Darwinovih idej. Celo Thomas H. Huxley, kasneje zvest privrženec evolucije, ji je v začetku nasprotoval.

Istočasno z Darwinom se je dognanju o evoluciji najbolj približal Alfred Russel Wallace, zbiralec bioloških primerkov, ki je potoval po jugovzhodni Aziji in se preživljal s prodajanjem primerkov muzejem. Wallace in Darwin sta si dopisovala in vedela, da razmišljata o podobnih naravnih zakonih ter da Darwin piše knjigo o naravnem izboru, vendar Darwin v Wallaceu, ki je deloval daleč stran od angleških združenj, ni videl tekmeca, vse dokler ni Wallace leta 1858 poslal Darwinu članka o svojem videnju naravnega odbiranja. Darwin je v strahu, da ga bo Wallace prehitel, predlagal, da idejo objavita istočasno. Istega leta so Darwinovi kolegi prebrali oba članka v Linnéjevem društvu, medtem ko se je Darwin posvečal bolni hčeri, Wallace pa je bil na Malajskem (danes indonezijskem) otočju. Šele naslednjega leta, 1859, je Darwin objavil »izvleček« svojega kapitalnega dela – knjigo O izvoru vrst, ki je bila takoj razprodana. V njej je predstavil svoje argumente za evolucijo, čeprav te besede v vsej knjigi ni uporabil, razen glagola 'razvijati' (angl. evolve) v zadnjem stavku.

Knjiga, ki jo na kratko imenujemo Izvor vrst, je postavila temelj razumevanja ali vsaj priznavanja naravnega procesa, ki ga imenujemo evolucija oziroma bolj opisno »nasledstvo s spreminjanjem« (angl. descent with modification). Izvor vrst, ki je nato izšel v šestih predelanih izdajah, je morda najodmevnejša znanstvena knjiga vseh časov. Darwin je do spoznanja, da spreminjanje in izvor vrst potekata po načelih naravnega odbiranja, prišel izključno po poti opažanja in logičnega razmišljanja, seveda pa v času pred poznavanjem zakonov genetike še ni mogel razumeti dejanskega mehanizma dedovanja. Miniti je moralo še skoraj pol stoletja do ponovnega odkritja zakonov populacijske genetike (čeprav je Gregor Mendel postavil temelje za to disciplino že v Darwinovem času) ter ugotovitve, da se deduje po celičnih strukturah, imenovanih kromosomi.

V obdobju tako imenovane moderne sinteze (1936–1947) oz. v času nastanka neodarvinizma so bili postavljeni temelji za razumevanje procesa evolucije in dedovanja, saj so raziskovalci prvič združili nova dognanja iz populacijske genetike z idejami naravnega odbiranja. Skoraj stoletje po izidu Izvora vrst je prišlo do odkritja genskega koda, ko sta ameriška raziskovalca Watson in Crick leta 1953 opisala strukturo DNK. Danes moderna evolucijska biologija sloni v veliki meri na genetiki in razumevanju molekularnih mehanizmov dedovanja. Res je, da evolucija lahko poteka tudi na druge načine, ki jih Darwin ni poznal, vendar lahko trdimo, da proces naravnega odbiranja (ki vključuje spolno selekcijo) igra ključno vlogo v spreminjanju živih bitij.

Zato lahko brez pretiravanja trdimo, da je Darwinova knjiga temelj evolucijske biologije, ta pa je skupni imenovalec vseh bioloških znanosti. Darwin je postal sinonim za moderno dojemanje življenja in evolucija je splošno sprejet nauk naravnih procesov. Celo Wallace je leta 1886 med predavanji v ZDA govoril o darvinizmu, kar pomeni, da je zasluge za zgodnje razumevanje naravnega odbiranja priznaval prav Darwinu.

Več v oktobrski številki revije GEA.

BESEDILO: Matjaž Kuntner