Nauka, evolucija i kreacionizam: Evolucija i priroda nauke

Ovo je prvo poglavlje brošure Nauka, evolucija i kreacionizam, koju je 2008. godine objavio Institut za medicinu Nacionalne akademije nauka SAD, privatne, neprofitne, samopodstičuće institucije koja bira istaknute učenjake zbog njihovih doprinosa u istraživanju, a posvećena je napretku nauke i tehnologije i njihovom korišćenju za opštu dobrobit. Nacionalna akademija je osnovana 1863. godine poveljom Kongresa SAD, sa obavezom da savetuje federalnu vladu po pitanjima nauke i tehnologije.

Više od vek i po naučnici su sakupljali dokaze koji šire naše razumevanje i činjenica i procesa biološke evolucije. Oni istražuju kako se evolucija dogodila i nastavlja da se događa.

Na primer, 2004. godine tim istraživača je došao do izuzetnog otkrića. Na ostrvu na dalekom severu Kanade oni su pronašao fosil dugačak četiri stope sa posredničkim osobinama između ribe i četvonožne životinje. Imao je škrge, krljušti i peraja, pa je verovatno većinu života provodio u vodi. Ali je takođe imao i pluća, pokretni vrat i čvrsti skelet peraja koji bi mogao da podrži njegovo telo u veoma plitkoj vodi ili na kopnu.

Tiktaalik, fosil i rekonstrukcija

Ranija naučna otkrića fosilizovanih biljaka i životinja su već pružila značajne podatke o okruženju u kome je ovo stvorenje živelo. Pre oko 375 miliona godina, ono što je sada ostrvo Elesmer (Ellesmere Island) na teritoriji Nunavut (Nunavut Territory) u Kanadi, bilo je deo široke ravnice koju su presecali mnogi krivudavi rečni tokovi. Drveće, paprati i druge drevne biljke rasle su na obalama tokova, stvarajući bogato okruženje za bakterije, gljive i jednostavne životinje koje su se hranile raspadajućom vegetacijom. Velike životinje još uvek nisu živele na kopnu, ali su Zemljini okeani sadržavali mnoge vrste riba, dok su se neke od tih vrsta hranile biljkama i životinjama u plitkim slatkovodnim tokovima i močvara.

U slučaju organizama koji se seksualno razmnožavaju, vrsta predstavlja grupu individua koje mogu da se međusobno ukrštaju [i ostavljaju plodno potomstvo, prim. prev.].

Paleontolozi su prethodno pronašli fosile nekih od tih riba plitkih voda. Kosti u njihovim perajama su bile čvršće nego kod ostalih ribljih vrsta, možda im omogućavajući da se proguraju kroz kanale sa gustom vegetacijom, a uz škrge su imale i primitivna pluća. Paleontolozi su takođe našli, u nešto mlađim sedimentima, fosile ribolikih životinja koje su Tiktaalikove "noge"verovatno provodile deo vremena na kopnu. Poznate kao rane tetrapode (reč koja se odnosi na njihove četiri noge), imale su izmenjena prednja i zadnja peraja koja su ličila na primitivne noge, kao i druge osobine prilagođene životu van vode. Ali paleontolozi nisu pronašli fosil prelazne životinje od riba plitkih voda do životinja sa udovima.

Tim koji je otkrio novi fosil je odlučio da se usresredi na daleki sever Kanade kada su u literaturi primetili da taj prostor sadrži sedimentne stene taložene nekih 375 miliona godina, što je upravo vreme tokom koga evolucija predviđa da su ribe plitkih voda načinile prelaz na kopno. Tim je do lokacije avionima i helikopterima putovao satima, a mogli su da rade tek par meseci svakog leta pre nego što bi sneg počeo da pada. Tokom četvrtog leta rada na terenu pronašli su ono što su predvideli da bi mogli da nađu. Na površini stene na padini brda, otkrili su fosil stvorenja koje su nazvali Tiktaalik (na jeziku Inuita severne Kanade ovo znači velika slatkovodna riba). Tiktaalik je i dalje imao mnoge osobine ribe, ali je takođe imao odlike krakteristične za rane tetrapode. Što je najvažnije, njegova peraja su sadržavala kosti koje su oblikovale dodatke nalik udovima koje je životinja mogla da koristi i kao potporu i da bi se kretala.

Predviđanje koje sledi iz više od stoleća nalaza evolucione biologije nalaže da je rana vrsta koja je ponikla iz Zemljinih okeana pre nekih 375 miliona godina bila predak vodozemaca, reptila, dinosaurusa, ptica i sisara. Otkriće Tiktaalika snažno podupire to predviđanje. Zaista, glavne kosti u našim rukama i nogama su slične opštoj konfiguraciji koju nalazimo kod Tiktaalika.

Daleki sever Kanade, poslednje konačište Tiktaalika

Otkriće Tiktaalika, iako je od ključne važnosti za potvrđivanje predviđanja evolucione biologije, samo je jedan primer među mnogim nalazima koji se događaju svake godine, a koji dodaju dubinu i širinu naučnom razumevanju biološke evolucije. Ova otkrića ne dolaze samo iz palentologije, već i iz fizike, hemije, astronomije i bioloških disciplina. Teoriju evolucije podržava toliko puno zapažanja i eksperimenata da preovlađujuća većina naučnika više ne dovodi u pitanje da li se evolucija desila i nastavlja da se dešava, pa umesto toga istražuju procese evolucije. Naučnici su sigurni da će novi dokazi nastaviti da podržavaju osnovne komponente evolucije, baš kao što su to činili poslednjih 150 godina.

Proučavanje evolucione biologije je promenilo naše razumevanje života na ovoj planeti. Evolucija pruža naučno objašnjenje za pitanje zašto ima toliko puno različitih vrsta organizama na Zemlji i kako su svi organizmi na ovoj planeti deo evolucionog niza. Ona pokazuje zašto su neki organizmi srodni iako koji izgledaju sasvim drugačije, dok su drugi organizmi, koji izgledaju slično, tek udaljeno srodni. Ona uzima u obzir izgled ljudi na Zemlji i otkriva biološke veze naše vrste sa drugim živim bićima. Ona objašnjava kako su različite grupe ljudi međusobno povezane i kako smo pridobili mnoge od svojih osobina. Ona omogućava razvoj novih i efikasnih načina za zaštitu od stalno evoluirajućih bakterija i virusa.

Evolucija tetrapoda

Biološka evolucija se odnosi na promene osobina organizama tokom više generacija. Do razvoja genetike početkom dvadesetog veka, biolozi nisu razumeli mehanizme zadužene za nasleđivanje osobina sa roditelja na potomke. Genetika je pokazala da nasledne osobine potiču iz DNK koja se prosleđuje iz jedne generacije ka drugoj.

DNK je dezoksiribonukleinska kiselina, biološki molekul sastavljen od manjih delova poznatih pod imenom nukleotidi koji su međusobno povezani u dugačke lance. Nizovi ovih nukleotida sadrže informacije koje ćelije koriste da rastu, dele se u ćerke ćelije i da stvaraju nove proteine.

DNK sadrži segmente koje zovemo geni i koji upravljaju proizvodnjom proteina potrebnih za rast i funkcionisanje ćelija. Geni takođe upravljaju rastom jednoćelijskog jajeta do višećelijskog organizma. DNK je stoga odgovorna za kontinuitet biološkog oblika i funkcionisanja tokom generacija.

Ipak, potomci nisu uvek potpuno isti kao njihovi roditelji. Većina organizama bilo koje vrste, uključujući i ljude, genetski su različiti do određene mere. Kod organizama koji se seksualno razmnožavaju, gde svaki roditelj daje potomku jednu polovinu svog genetskog materijala (potomak dobija punu količinu genetskog materijala kada se spoje ćelije sperme i jajeta), DNK dva rioditelja se kod potomaka kombinuje na nove načine. Takođe, DNK može da prođe kroz promene zvane mutacije od jedne do sledeće generacije i  kod organizama koji se seksualno reprodukuju i kod organizama koji se reprodukuju aseksualno (kakve su bakterije).

Kada se dogodi mutacija DNK organizma, može da se desi više stvari. Mutacija može da dovede do promena osobina koje omogućavaju organizmu da bolje iskoristi resurse svoje okoline, čime se poboljšava njegova mogućnost da preživi i ostavi potomke. Na primer, mogla bi da se pojavi riba sa malom promenom u svojim perajama što joj omogućava se lakše kreće kroz plitku vodu (što se desilo u nizu koja je vodio ka Tiktaaliku); insekt bi mogao da dobije drugačiju nijansu boje što bi mu omogućilo da izbegne da ga grabljivci vide; muva bi mogla da ima promenu u šarama na krilima ili u načinu udvaranja koja uspešnije privlači partnere.

Ako mutacija povećava preživljivost organizma, taj organizam će verovatno imati više potomaka nego ostali članovi populacije. Ako potomak nasledi mutaciju, broj organizama sa naprednom osobinom će rasti iz generacije u generaciju. Na ovaj način, osobina – i genetski materijal (DNK) koji je za tu osobinu odgovoran – tokom vremena će u populaciji postajati sve češća. Nasuprot ovome, organizmi sa štetnom ili škodljivom mutacijom će ređe prosleđivati svoju DNK budućim generacijama pa će osobina koje sledi iz takve mutacije postajati ređa ili će biti izbačena iz populacije. Evolucija se sadrži u promenama naslednih osobina populacija organizama kroz izmene uzastopnih generacija. Populacije organizama evoluiraju, ne pojedine jedinke.

Izdvojenost reproduktivnog uspeha organizama sa naprednim osobinama je poznata kao prirodna selekcija, pošto priroda bira osobine koje poboljšavaju sposobnost organizama da prežive i razmnožavaju se. Veštačka selekcija je sličan proces, ali u ovom slučaju ljudi, a ne okruženje, biraju željene osobine udešavajući da se razmnožavaju životinje i biljke ta upravi tim osobinama. Veštačka selekcija je proces odgovoran za razvoj rasa domaćih životinja (recimo psi, mačke, konji) i sorti biljaka (recimo ruže, lale, kukuruz).

Camille Pissaro, Žetva, 1882.

 Prim. prev: Klasičan primer veštačke selekcije je razlika u dužini stabljike pšenice pre 100 godina i sada. Na gornjoj slici iz 1882. godine vidi se da je tada stabljika pšenice praktično bila visoka koliko i čovek, dajući time veliku količinu slame, ali i slabije zrno. Današnje stabljike pšenice su znatno kraće, gurajući na taj način mnogo više energije u plod.

Evolucioni biolozi su otkrili strukture, biohemijske procese i puteve i ponašanja koja izgleda da su veoma očuvana među i tokom generacija. Neke vrste su doživele minimalne promene svoje telesne strukture tokom miliona godina. Na nivou DNK neki geni, koji kontrolišu proizvodnju biohemikalija ili hemijske reakcije koje su od ključne važnosti za funkcionisanje ćelije, pokazuju male varijacije kod vrsta koje su veoma udaljeno povezane. Pogledajte, na primer, sekvence DNK za dva različita gena koji su sačuvani kod bliskih kao i kod udaljenih vrsta na sledećoj slici, pregledu sličnosti jednog gena (čija mutacija dovodi do cistične fibroze kod čoveka) od naduvane ribe (puffer fish) do šimpanze.

Poređenje sličnosti u radu jednog gena

Ipak, prirodna selekcija takođe može da ima drastično različite evolucione efekte u  različitim vremenskim periodima. Tokom perioda od tek dve generacije (ili, u nekim potvrđenim slučajevima, čak i u jednoj generaciji), evolucija proizvodi relativno male, mikroevolucione promene organizama. Na primer, mnoge bakterije koje uzrokuju bolesti su evoluirale pojačanu otpornost na antibiotike. Kada bakterija doživi promenu koja povećava njenu sposobnost da se odupre efektima antibiotika, ona može da preživi i stvori više svojih kopija, dok će neotporna bakterija biti ubijena. Bakterije koje izazivaju tuberkulozu, meningitis, stafilokokne infekcije, bolesti koje se prenose seksualnim putem i druge bolesti su redom postale ozbiljni problemi jer su razvile otpornost na sve veći broj antibiotika.

Gupiji u borbi za opstanakDrugi primer mikroevolucione promene dolazi iz eksperimenta na gupi-ribama koje žive u reci Aripo (Aripo River) na ostrvu Trinidad. Gupije koji žive u reci su jele veće vrste riba, koje jedu i mlade i odrasle, dok gupije koji žive u malim potocima, koji se ulivaju u reku, jedu manje ribe koje se uglavnom hrane mladima. Gupiji iz reke brže odrastaju, sitniji  su i rađaju više sitnijih potomaka nego gupiji u potocima, pošto su gupiji sa ovim osobinama sposobniji da izbegnu grabljivce u reci nego krupniji gupiji. Kada su gupiji iz reke prebačeni u potok u kome nije bilo prethodne populacije gupija, evoluirali su osobine veoma slične onima iz potočnih gupija tokom nekih 20 generacija.

Postupne evolucione promene mogu, obično tokom veoma velikih perioda vremena, da stvore nove vrste organizama, uključujući i nove vrste. Oblikovanje novih vrsta se obično dešava kada se jedna podgrupa vrste tokom dugog vremenskog perioda uglavnom pari unutar svoje podgrupe. Na primer, podrgupa može postati geografski odvojena od ostatka vrste, ili podgrupa može da koristi resurse na način koji ih odvaja od ostalih članova iste vrste. Kako se članovi podgrupe pare između sebe, oni nagomilavaju genetske razlike u odnosu na ostatak vrste. Ako se reproduktivna izolacija nastavi tokom dužeg vremena, članovi podgrupe više ne mogu da odgovore na udvaranje ili druge signale članova originalne populacije. Konačno, genetske promene postaju tako suštinske da članovi različitih podgrupa više ne mogu da stvore plodno potomstvo čak i ako se pare. Na ovaj način postojeće vrste mogu da sistematski stvaraju nove vrste.

Tokom veoma velikih vremenskih perioda, stalne pojave razvršćavanja mogu da stvore organizme koje su veoma različite od svojih predaka. Iako svaka nova vrsta liči na vrstu od koje je nastala, nove vrste sukcesivno mogu da se sve više odvoje od predačkog oblika. Ova divergencija predačkog oblika može biti posebno dramatična kada evolutivna promena omogući grupi organizama da zauzme novo stanište ili koristi resurse na suštinski novi način.

Kornjača koja leže jaja na kopnu, a živi u vodiRazmotrimo, recimo, stalnu evoluciju tetrapoda pošto su životinje sa udovima počele da žive na kopnu. Kako su nove vrste biljaka evoluirale i prekrile Zemlju, pojavile su se nove vrste tetrapoda sa mogućnostima zbog koji su mogle da iskoriste ova nova okruženja. Rani tetrapodi su bili vodozemci koji su provodili deo svog života na kopnu ali su nastavljali da ležu jaja u vodi ili u vlažnom okruženju. 340 miliona godina evolucije amniotskih jaja, koja imaju strukturu tvrde ili kožaste opne i dodatne membrane koje omogućavaju embionima da prežive u suvim okruženjima, bio je jedan od ključnih događaja u evoluciji reptila.

Rani reptili su se razvili u nekoliko glavnih nizova. Jedan niz je vodio do reptila, uključujući dinosauruse, kao i do ptica. Drugi niz je pre 200 do 250 miliona godina rodio sisare.

Evolucioni prelaz od reptila ka sisarima je posebno dobro fosilno zabeležen. Uzastopne fosilne forme teže da imaju veće mozgove i specijaliziranija čula, vilice i zube prilagođene za efikasnije žvakanje i jelo, udove postepeno pomerane od postrance ka naniže, dok je ženski reproduktivni trakt ubrzano sposoban da podrži unutrašnji razvoj i ishranu mladih. Mnoge biološke novine koje se viđaju kod sisara mogu biti pridružene evoluciji toplokrvnosti, koja je omogućila aktivniji stil života u mnogo širem rasponu temperatura nego kod hladnokrvnih reptilskih predaka.

Zatim, pre između 60 i 80 miliona godina, grupa sisara poznata kao primati se prvi put pojavljuje u fosilnim ostacima. Ovi sisari su imali snalažljive ruke i noge, oči usmerene ka napred, te čak i veće i kompleksnije mozgove. Ovo je niz iz koga su evoluirali drevni i sadašnji čovek.

Evolucija sisara

Napredak u razumevanju evolucije tokom prethodna dva stoleća daju predivan primer kako radi nauka. Naučno znanje i razumevanje se gomila međuodnosom opažanja i tumačenja. Naučnici sakupljaju informacije posmatranjem prirodnog sveta i izvodeći eksperimente. Oni dalje predlažu kako se sistemi koje proučavaju ponašaju u opštem slučaju, zasnivajući svoja objašnjenja na podacima koje su sakupili iz svojih eksperimenata i drugih opažanja. Oni proveravaju svoja objašnjenja sprovodeći dodatna opažanja i eksperimente pod drugačijim okolnostima. Ostali naučnici nezavisno potvrđuju opažanja i sprovode dodatna istraživanja koja mogu da vode kao još finijim objašnjenjima i predviđanjima o budućim opažanjima i eksperimentima. Na ovaj način, naučnici stalno stižu do tačnijih i sveobuhvatnijih objašnjenja konkretnih aspekata nauke.

U nauci, objašnjenja moraju biti zasnovana na pojavama koja se zbivaju u prirodi. Prirodni događaji su, u principu, ponovljivi i stoga mogu biti nezavisno provereni. Ako su objašnjenja zasnovana na navodnim silama koje nisu deo prirode, naučnici nemaju način da potvrde ili opovrgnu takva objašnjenja. Svako naučno objašnjenje mora biti proverljivo – mora da postoji moguća opažajna posledica koja bi mogla da potvrdi ideju ali takođe i one posledice bi mogle da je odbace. Jedino ako je predloženo objašnjenje na neki način uokvireno tako da neki dokazi mogu da ga opovrgnu, ono može biti predmet naučnog proveravanja.

Nauka je korišćenje dokaza za oblikovanje proverljivih objašnjenja i predviđanja prirodnih pojava, kao i znanje stvoreno kroz ovaj proces.

Pošto se opažanja i objašnjenja međusobno dograđuju, nauka jeste kumulativna aktivnost. Ponavljanje opažanja i eksperimenata stvaraju objašnjenja koja preciznije i sveobuhvatnije opisuju prirodu, a zauzvrat ta objašnjenja predlažu nova opažanja i eksperimente koji mogu biti iskorišćeni za proveravanje i proširenje objašnjenja. Na ovaj način se složenost i područje naučnih objašnjenja tokom vremena poboljšava, kako sledeće generacije naučnika, obično koristeći tehnološke inovacije, rade na popravljanju, pročišćavanju i proširivanju rada njihovih prethodnika.

U nauci nije moguće dokazati sa potpunom sigurnošću da je dato objašnjenje potpuno i konačno. Neka od objašnjenja koja su naučnici davali su se pokazala kao netačna kada su testirana daljim opažanjima i eksperimentima. Novi instrumenti mogu da daju opažanja koja otkrivaju ograničenost postojećih objašnjenja. Mnoge naučne ideje koje su jednom prihvaćene su danas prepoznate kao netačne ili da važe u ograničenoj oblasti.

Ipak, mnoga naučna objašnjenja su tako temeljno proveravana da je veoma neverovatno da će se suštinski izmeniti novim opažanjima ili novim eksperimentima. Ova objašnjenja naučnici prihvataju kao istinite i činjenične opise prirodnog sveta. Atomska struktura materije, genetska osnova nasleđivanja, kretanje krvi, gravitacija i kretanje planeta, kao i procesi biološke evolucije prirodnom selekcijom su tek neki od primera veoma velikog broja naučnih objašnjenja koja su nesumnjivo potvrđena.

Nauka nije samo način poznavanja i razumevanja. Nauka je način razumevanja koji se razlikuje od drugih načina u svojoj potrebi za empirijskim dokazima i proverljivim objašnjenjima. Pošto se biološka evolucija tiče događaja koji su takođe u cenru pažnje religije – uključujući stvaranje biološke raznovsnosti i posebno stvaranje ljudi – evolucija je bila sporna društvena ideja od kada su je prvi put osmislili Čarls Darvin i Alfred Volas (Alfred Russel Wallace) 1858. godine.

Merkati u borbi za opstanak

Danas, mnoge religijske veroispovesti prihvataju da je biološka evolucija proizvela raznovrsnost živih bića tokom milijardi godina istorije Zemlje. Mnogi su dali izjave da su evolucija i osnove njihove vere kompatibilni. Naučnici i teolozi su jasno pisalu o njihovom čuđenju i strahopoštovanju nad istorijom kosmosa i života na ovoj planeti, objašnjavajući da ne vide sukob između njihove vere u Boga i dokaza za evoluciju. Religijske veroispovesti koje ne prihvataju događanje evolucije obično su one koje veruju u bukvalno čitanje religijskih tekstova.

Nauka i religija su zasnovane na različitim vrstama ljudskog iskustva. U nauci, objašnjenja moraju da budu izvučena iz istrage prirodnog sveta. Naučna opažanja ili eksperimenti koji se sukobljavaju sa objašnjenjima konačno moraju da vode ka izmenama objašnjenja ili čak napuštanju objašnjenja. Nasuprot ovome, religijske činjenice ne zavise isključivo od empirijskih dokaza, nisu obavezno promenjene u svetlu sukobljenih dokaza i obično uključuju nadprirodne sile ili bića. Pošto one nisu deo nauke, nadprirodna bića ne mogu biti predmet interesovanja nauke. U tom smislu, nauka i religija su odvojene i usmerene ka gledištima ljudskog razumevanja na različite načine. Pokušaji suprotstavljanja nauke i religije stvaraju polemiku tamo gde ne treba da postoji.

Komentari su onemogueni.