Skąd się wzięła długa szyja żyrafy? Karol Darwin i jego teoria ewolucji www.uniwersytetdzieci.pl
Karol Darwin 1809-1882
W roku 2009 obchodzimy dwusetną rocznicę urodzin Karola Darwina Wszyscy o nim słyszeli, prawie każdy potrafiłby powiedzieć, że był on wielkim brytyjskim przyrodnikiem...
...ale co on właściwie takiego odkrył?
...ale co on właściwie takiego odkrył? Ewolucję? To znaczy to, że gatunki zwierząt i roślin nie są takie same od początku świata, ale mogą powstawać nowe (a niektóre wymierać)?
Nie, na to wpadli już inni wcześniej (między innymi rodzony dziadek Karola, Erazm Darwin)... Karol Darwin zaproponował dobre wyjaśnienie tego procesu. To znaczy wyjaśnił, jak to się dzieje, że się gatunki mogą zmieniać, a nawet mogą z nich powstawać nowe gatunki...
Posługując się przykładem popularnym w tamtych czasach można powiedzieć, że wyjaśnił, skąd się wzięła długa szyja żyrafy. Czyli moja szyja!
No bo istnienie takiej szyi przyznacie sami wprost domagało się wyjaśnienia......zwłaszcza, że żyrafa ma w swojej szyi tyle samo kręgów, ile większość ssaków zaledwie siedem! Zresztą my, ludzie, też mamy siedem kręgów szyjnych.
Jedno proponowane wtedy wyjaśnienie było takie: kiedyś żyrafy (pra-żyrafy) miały krótkie szyje,
Jedno proponowane wtedy wyjaśnienie było takie: kiedyś żyrafy (pra-żyrafy) miały krótkie szyje,
Jedno proponowane wtedy wyjaśnienie było takie: kiedyś żyrafy (pra-żyrafy) miały krótkie szyje, ale tak się starały sięgać wysoko do najwyższych gałęzi drzew......i tak bardzo się starały wyciągać szyje...
Jedno proponowane wtedy wyjaśnienie było takie: kiedyś żyrafy (pra-żyrafy) miały krótkie szyje, ale tak się starały sięgać wysoko do najwyższych gałęzi drzew... Jak ja bym chciała mieć długą szyję!...i tak bardzo się starały wyciągać szyje...
...że stopniowo ich szyje wydłużały się... i wydłużały... i wydłużały......aż wreszcie stały się takie długie jak u dzisiejszych żyraf.
Ale z tym wyjaśnieniem jest jeden bardzo duży problem: Jeśli rodzice kogoś z Was świetnie mówią po francusku, to Wy sami i tak będziecie się musieli od podstaw tego francuskiego nauczyć inaczej nie będziecie go znać. Dziedziczy się po rodzicach takie cechy, które oni mają w swoich genach, a nie takie, których nabyli w ciągu swojego życia. Gdyby zatem jakaś żyrafa drogą usilnych starań wydłużyła sobie szyję, to jej dzieci by tego po niej nie odziedziczyły tak jak dzieci mistrza kulturystyki nie odziedziczą po nim rozrośniętych mięśni. (ale widzicie, oni w czasach Darwina nie wiedzieli jeszcze nic a nic o genach)
Darwin natomiast zaproponował...
Darwin natomiast zaproponował... Ale może wyjaśnijmy po kolei...
Słusznie, po kolei. Po kolei to było tak, że Darwin zwrócił uwagę na kilka rzeczy, które właściwie wszyscy wokół siebie widzieli, ale nie dostrzegli ich znaczenia. Pierwsze, na co zwrócił uwagę, to była wielka rozmaitość hodowlanych odmian zwierząt takich jak psy, konie, kury, krowy i temu podobne.
No bo spójrzcie tylko sami: To są wszystko psy
A to są wszystko świnie
I widząc to wszystko Darwin powiedział:
I widząc to wszystko Darwin powiedział: Skoro od czasu, gdy ludzie udomowili zwierzęta, pojawiło się tyle dających się hodować odmian, to trudno przypuścić, by nowe odmiany nie pojawiały się również w naturze...
Bo przecież istnieje zmienność... No właśnie, zmienność żywych organizmów to była druga ważna rzecz, zauważona przez Darwina.
Chodzi o to, że jeśli się uważnie przyjrzeć, to się okaże, że nawet w obrębie jednego gatunku czy jednej odmiany organizmy choć trochę się od siebie różnią.
Chodzi o to, że jeśli się uważnie przyjrzeć, to się okaże, że nawet w obrębie jednego gatunku czy jednej odmiany organizmy choć trochę się od siebie różnią. Jeden zając troszkę mniejszy,
Chodzi o to, że jeśli się uważnie przyjrzeć, to się okaże, że nawet w obrębie jednego gatunku czy jednej odmiany organizmy choć trochę się od siebie różnią. Jeden zając troszkę mniejszy, drugi troszkę większy,
Chodzi o to, że jeśli się uważnie przyjrzeć, to się okaże, że nawet w obrębie jednego gatunku czy jednej odmiany organizmy choć trochę się od siebie różnią. Jeden zając troszkę mniejszy, drugi troszkę większy, jeden ma troszkę krótsze uszy,
Chodzi o to, że jeśli się uważnie przyjrzeć, to się okaże, że nawet w obrębie jednego gatunku czy jednej odmiany organizmy choć trochę się od siebie różnią. Jeden zając troszkę mniejszy, drugi troszkę większy, jeden ma troszkę krótsze uszy, drugi troszkę dłuższe...
Chodzi o to, że jeśli się uważnie przyjrzeć, to się okaże, że nawet w obrębie jednego gatunku czy jednej odmiany organizmy choć trochę się od siebie różnią. Jeden zając troszkę mniejszy, drugi troszkę większy, jeden ma troszkę krótsze uszy, drugi troszkę dłuższe......i tak dalej.
Jeśli przyjrzymy się sobie samym, to też zauważymy, że różnimy się od siebie. Ci z Was, którzy byli na wykładzie, odcisnęli w plastelinie swoje przednie górne zęby.
Jeśli na tych odciskach zmierzyć każdemu szerokość jego przednich górnych siekaczy (tzw. jedynek )... O tak:
A potem policzyć, ile osób ma zęby o szerokości 14 mm, ile o szerokości 15 mm i tak dalej...
A potem policzyć, ile osób ma zęby o szerokości 14 mm, ile o szerokości 15 mm i tak dalej......i zrobić wykres, na którym będzie to widać w postaci słupków...
liczba osób To będzie to wyglądało tak: 40 35 30 25 20 15 10 5 0 14-14,9 15-15,9 16-16,9 17-17,9 18-18,9 19-19,9 20-20,9 21-21,9 22-22,9 klasy wielkości [mm] Co widać na tym rysunku? Przede wszystkim to, że chociaż wszyscy słuchacze wykładu byli w podobnym wieku, to wcale nie mają jednakowych zębów.
liczba osób To będzie to wyglądało tak: 40 35 30 25 20 15 10 5 0 14-14,9 15-15,9 16-16,9 17-17,9 18-18,9 19-19,9 20-20,9 21-21,9 22-22,9 klasy wielkości [mm] Jedni mają większe zęby, inni mniejsze. Zauważcie, że najwięcej jest osób mających takie średnie ani bardzo małe, ani bardzo wielkie...
liczba osób To będzie to wyglądało tak: 40 35 30 25 20 15 10 5 0 14-14,9 15-15,9 16-16,9 17-17,9 18-18,9 19-19,9 20-20,9 21-21,9 22-22,9 klasy wielkości [mm] I to jest bardzo typowy obraz, jeśli się coś zmierzyło w naturze... Gdybyśmy zamiast Waszych zębów zmierzyli uszy zajęcy, albo liście dębów, albo zważyli słonie wykres byłby bardzo podobny!
liczba osób To będzie to wyglądało tak: 40 35 30 25 20 15 10 5 0 14-14,9 15-15,9 16-16,9 17-17,9 18-18,9 19-19,9 20-20,9 21-21,9 22-22,9 klasy wielkości [mm] Tak właśnie wygląda zmienność osobników tego samego gatunku, na którą zwrócił uwagę Karol Darwin. Oczywiście nie musi zawsze chodzić o rozmiary może to być zmienność ubarwienia, szybkości biegu i tak dalej...
I jeszcze jedna ważna uwaga: nie wszystkie młode organizmy mogą przeżyć...
No bo zastanówmy się: jedna mucha domowa może w ciągu swojego życia złożyć około 2000 jajeczek. Czyli z jednej muchy mamy po kilku tygodniach 1000 par i każda z nich może dać kolejne 1000 par (to już milion) i... Strasznie dużo liczenia.
Dość powiedzieć, że potomstwo sześciu much po dziesięciu pokoleniach ważyłoby mniej więcej tyle, ile... kula ziemska.
A skoro nie żyjemy pod zwałami much (ani żadnych innych organizmów), to jasne jest, że nie wszystkie młode muchy (ani zające, ani dęby, ani wieloryby), które przychodzą na świat, mają okazję pozostawić potomstwo. Ważne pytanie brzmi: skoro nie wszystkim może się udać, to którym z nich się to udaje?
Udaje się tym, które są najlepiej przystosowane do warunków, w jakich żyją.
Udaje się tym, które są najlepiej przystosowane do warunków, w jakich żyją. Ale co to znaczy: przystosowane?
Wróćmy może do naszej żyrafy...
No właśnie, wróćmy. Nareszcie. Żyrafy, jak wiadomo, żywią się roślinami.
A żyją w Afryce, gdzie co roku jest susza i po jakimś czasie cała trawa jest zjedzona albo wyschnięta i pozostają do zjedzenia liście na drzewach
No i zjawiają się różni chętni na te liście (wśród nich nasza pra-żyrafa o niezbyt długiej szyi)
I wkrótce wszystkie liście, do których dało się dosięgnąć, są już zjedzone.
Ale gdyby w tym towarzystwie pojawiła się długoszyja kuzynka naszej pra-żyrafy, to wszystkie liście z najwyższych gałęzi miałaby dla siebie.
Zatem jeśli się zastanowimy nad naszymi dwoma żyrafami:
Zatem jeśli się zastanowimy nad naszymi dwoma żyrafami: tą z krótszą szyją
Zatem jeśli się zastanowimy nad naszymi dwoma żyrafami: tą z krótszą szyją i tą z dłuższą szyją...
Zatem jeśli się zastanowimy nad naszymi dwoma żyrafami: tą z krótszą szyją i tą z dłuższą szyją... (różnice na tych rysunkach są oczywiście mocno przerysowane Darwin mówił o różnicach rzędu kilku czy kilkunastu centymetrów)
...a właściwie nie nad nimi samymi, tylko nad ich potomstwem, to dojdziemy do wniosku, że żyrafa o dłuższej szyi, jako lepiej odżywiona, zdoła pozostawić więcej potomstwa, niż jej kuzynka o nieco krótszej szyi...
O właśnie!
O właśnie! W ten sposób żyrafy o długich szyjach pozostawią więcej potomstwa, które - tak jak one będzie miało długie szyje.
I stopniowo coraz więcej i więcej będzie żyraf z długimi szyjami, aż pozostaną tylko takie. Bo były lepiej przystosowane to znaczy w ich przypadku: lepiej się potrafiły najeść.
No i do dziś nikt nie zaproponował lepszego rozwiązania. I pewnie najbardziej podziwiamy Darwina za to, że całą swoją teorię opracował w gruncie rzeczy na podstawie faktów, które wszystkim były znane od dawna. Tylko, że wszyscy nie potrafili z nich wyciągnąć wniosków. A on potrafił.
No dobrze, ale czy cokolwiek nam wiadomo o jakichś krótkoszyich pra-żyrafach? Owszem, znamy z wykopalisk kilka gatunków, które musiały być przodkami dzisiejszych żyraf. Ale jest coś znacznie lepszego...
Żyjący obecnie kuzyn żyrafy OKAPI!
Okapi, choć jest kuzynem żyrafy, ma, jak widać, niezbyt długą szyję. Czyżby w swoim naturalnym środowisku nie musiał wysoko zadzierać głowy?
Zgadza się! Bo o ile żyrafy żyją na sawannach, czyli w okolicach wyglądających tak: To okapi zamieszkują dżungle, gdzie jest znacznie więcej do zjedzenia dla roślinożerców z krótką szyją:
No i w przypadku okapi te z nieco krótszą szyją nie były nic a nic gorzej przystosowane do życia w swoim środowisku niż te z nieco dłuższą. I okapi mają takie zwyczajne szyje, choć są bliskimi krewnymi żyraf. Całkiem tak, jakby można zgadywać na podstawie teorii Darwina. Tylko wiecie co? Darwin nie miał pojęcia, że istnieje na świecie okapi. Europejczycy odkryli to zwierzę dopiero kilkadziesiąt lat po jego śmierci.