Κάρολος Δαρβίνος

[Δροσος Γεωργιος]

Το μακρύ ταξίδι του Δαρβίνου.

Καθε χρόνο στις 12 Φεβρουαρίου γιορτάζεται διεθνώς η ημέρα γέννησης του Κάρολου Δαρβίνου ή «Darwin Day». Μια ευκαιρία να τιμήσουμε τόσο τις ανατρεπτικές εξελικτικές ιδέες του όσο και την επιστημονική διερεύνηση της βιοποικιλότητας και της ποικιλομορφίας της ζωής στον πλανήτη Γη

Η εικόνα της διαρκούς εξέλιξης της ζωής στον πλανήτη Γη, που προέκυψε από τις έρευνες του Δαρβίνου, ήταν -και εξακολουθεί να είναι!- όχι μόνο καινοφανής, αλλά και βαθύτατα επαναστατική. Εκεί όπου ένας προδαρβινικός φυσιοδίφης έβλεπε μόνο προδιαγεγραμμένη φυσική αρμονία και μη μεταβλητότητα, ένας δαρβινιστής βλέπει ότι ο αγώνας για την επιβίωση και την αναπαραγωγή των οργανισμών ενός πληθυσμού εξαρτάται από τις ιδιαίτερες προσαρμοστικές ικανότητές τους, αλλά και από τις περιβαλλοντικές αλλαγές ή τις μη προβλέψιμες καταστροφές που από κοινού τους επιβάλλουν είτε να εξελίσσονται, είτε να εξαφανίζονται.

Ο Κάρολος Ροβέρτος Δαρβίνος γεννήθηκε στις 12 Φεβρουαρίου του 1809. Ηταν το πέμπτο παιδί μιας ιδιαίτερα εύπορης αστικής οικογένειας, ο πατέρας του ήταν επιτυχημένος γιατρός, ενώ ο παππούς του, ο Ερασμος Δαρβίνος, ήταν βικτοριανός γιατρός, φυσικός φιλόσοφος και ποιητής, διάσημος για τις πρώιμες εξελικτικές απόψεις του. Παρά τις μέτριες σχολικές επιδόσεις του λοιπόν ο Κάρολος Δαρβίνος όφειλε, ακολουθώντας την οικογενειακή παράδοση, να σπουδάσει Ιατρική στο Εδιμβούργο.Ομως, αντί για τις απαιτητικές ιατρικές σπουδές, ο νεαρός Κάρολος προτιμούσε να επιδίδεται σε πολύ πιο απολαυστικές και επωφελείς δραστηριότητες: εκδρομές, γεωλογικές περιηγήσεις, φυσιοδιφικές συλλογές, αθλήματα και συμπόσια. Εξάλλου η εικόνα και μόνο του ανθρώπινου αίματος και του πόνου τού προκαλούσαν έντονη δυσφορία. Ετσι, έπειτα από οικογενειακό συμβούλιο, ο πατέρας του αποφάσισε να τον στείλει στην περίφημη θεολογική σχολή του Κέμπριτζ με την προοπτική να γίνει ένας αξιοσέβαστος… αγγλικανός κληρικός.Απογοητευμένος από την επιπολαιότητα του γιου του, ο πατέρας του θα του στείλει στο Κέμπριτζ ένα γράμμα στο οποίο μεταξύ άλλων του έγραφε: Τα μόνα πράγματα που σε ενδιαφέρουν είναι το κυνήγι, τα σκυλιά και να πιάνεις ποντίκια: αν συνεχίσε«ις έτσι είναι βέβαιο ότι θα γίνεις η συμφορά του εαυτού σου και της οικογένειάς σου»! Παρά τις γονικές παροτρύνσεις, τα επόμενα τρία υπέροχα χρόνια στο Κέμπριτζ ο νεαρός Κάρολος θα έχει την ευκαιρία να αποκτήσει νέους φίλους, μαζί με τους οποίους θα συνεχίσει να εμβαθύνει και να τελειοποιεί τα πραγματικά ενδιαφέροντά του (φυσική ιστορία, γεωλογία, κυνήγι, συμποσιακές φιλοσοφικές συζητήσεις).Μεταξύ των εκλεκτών φίλων του στο Κέμπριτζ ήταν και ο καθηγητής Βοτανικής και Γεωλογίας, Τζον Στίβενς Χένσλοου, ο οποίος ως επιστημονικός μέντορας του πολλά υποσχόμενου νεαρού φυσιοδίφη θα του προτείνει τον Αύγουστο του 1831 μία θέση φυσιοδίφη (χωρίς μισθό) στη μεγάλη ερευνητική αποστολή του πλοίου «Beagle».Εχοντας μόλις ολοκληρώσει τις πανεπιστημιακές σπουδές του και χωρίς να έχει καμία πρόθεση να γίνει κληρικός, ο Δαρβίνος δέχτηκε πρόθυμα να κάνει τον γύρο του κόσμου με το «Μπιγκλ» σε ένα ταξίδι που επρόκειτο να διαρκέσει περίπου δύο χρόνια, αλλά τελικά κράτησε σχεδόν πέντε: από τον Δεκέμβριο του 1831 μέχρι τον Οκτώβριο του 1836.

Η σημασία της ερευνητικής περιπέτειας με το «Μπιγκλ»

Στη διάρκεια αυτού του ταξιδιού ο νεαρός Κάρολος θα συλλέξει τα απαραίτητα παρατηρησιακά δεδομένα που αρχικά θα κλονίσουν την πίστη του στη μονιμότητα των βιολογικών ειδών και θα τον οδηγήσουν αργότερα στην επαναστατική θεωρία του για την εξέλιξη μέσω της φυσικής επιλογής. Το πέρασμα από τον αφελή θεοκρατικό δημιουργισμό της νεότητας στον αδιαπραγμάτευτο επιστημονικό εξελικτισμό της ωριμότητας σηματοδοτεί μια αποφασιστική τομή στη διανοητική ζωή του πατέρα της σύγχρονης εξελικτικής θεωρίας.Διάφοροι αξιόλογοι ιστορικοί της επιστήμης επιχειρήσαν να ανασυγκροτήσουν και να αποτιμήσουν, λιγότερο ή περισσότερο επιτυχώς, το πώς αυτή η μοναδική ταξιδιωτική εμπειρία επηρέασε τη σκέψη του Δαρβίνου. Πάντως οι περισσότεροι συμφωνούν ότι τόσο κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του με το «Μπιγκλ» όσο και αμέσως μετά την επιστροφή του στην Αγγλία, το 1836, ο νεαρός Δαρβίνος ήταν ένας δημιουργιστής, που εντούτοις είχε αρχίσει να αμφιβάλλει τόσο για τη μονιμότητα των βιολογικών ειδών όσο και την ανάγκη επίκλησης ενός Θεού για τη δημιουργία τους. Διότι αν πράγματι τα είδη εξελίσσονται, τότε ο Δημιουργός τους θα έπρεπε διαρκώς να αναθεωρεί την ειδική και εξ ορισμού τελεονομική πράξη της δημιουργίας τους!«Μετά την επιστροφή του στην Αγγλία το 1836 ήταν ακόμη δημιουργιστής. Εγινε εξελικτιστής προφανώς τον Μάρτιο του 1837, ενώ δούλευε πάνω στις ορνιθολογικές συλλογές του και ιδιαίτερα μέσα από τις συζητήσεις του με τον ορνιθολόγο Τζον Γκουλντ (John Gould). Είναι βέβαιο ότι τον Ιούλιο του 1837 είχε πλέον αποδεχτεί πλήρως την εξέλιξη μέσω κοινής καταγωγής» όπως επισημαίνει ο Ernest Mayr, ένας από τους κορυφαίους εξελικτικούς βιολόγους και ιστορικούς των βιολογικών ιδεών στο βιβλίο του «Ο Δαρβίνος και η γένεση της εξελικτικής σκέψης» (εκδ. Σύναλμα).Πάντως τα επόμενα είκοσι χρόνια μετά την επιστροφή του στην Αγγλία ο Δαρβίνος επέδειξε μια εντυπωσιακή αναβλητικότητα και απροθυμία στο να εκθέσει δημοσίως τα συμπεράσματα των συστηματικών ερευνών του. Αν και, όπως αποκαλύπτουν η αλληλογραφία και τα σημειωματάριά του, το πρόβλημα που τον απασχολούσε κυρίως εκείνη την περίοδο ήταν το ερώτημα της ειδογένεσης: μπορούν τα είδη να αλλάζουν στον χρόνο και να μετεξελιχθούν σε νέα είδη; Κι αν ναι, με ποιο ακριβώς τρόπο συμβαίνει αυτό.Θεωρωντας ότι διαθέτει ήδη επαρκή εμπειρικά δεδομένα, σχεδίαζε να γράψει ένα μεγάλο βιβλίο για την καταγωγή των ειδών. Μια πρώτη, πιο συνοπτική εκδοχή αυτού του βιβλίου θα κυκλοφορήσει στο Λονδίνο, στις 24 Νοεμβρίου του 1859 (βλέπε φωτό αριστερά), με τίτλο «Περί της καταγωγής των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής». Ενα έργο θεμελιώδες και θεμελιωτικό για τη μετέπειτα πορεία όχι μόνο της επιστημονικής, αλλά και ευρύτερα της νεότερης δυτικής σκέψης.Σημειωτέον ότι εκείνη την εποχή ο Δαρβίνος απέφευγε συστηματικά να μιλά για «εξέλιξη» (evolution), όρος που στην τότε αγγλική σήμαινε αποκλειστικά προδιαγεγραμμένη ανάπτυξη ενός οργανισμού ή ευρύτερα ενός φαινομένου, επομένως για να περιγράψει τις αλλαγές που επέρχονται σε ένα ζωικό ή φυτικό είδος από τη φυσική επιλογή προτιμούσε τον όρο «μεταλλακτισμός» (transmutation).

Επί πέντε σχεδόν χρόνια -από τις 27 Δεκεμβρίου 1836 μέχρι τις 2 Οκτωβρίου 1836- ο 22χρονος φυσιοδίφης θα κάνει τον γύρο του κόσμου με το «Μπιγκλ». Το «HMS Beagle» ήταν ένα εξερευνητικό ιστιοφόρο πλοίο του Βασιλικού Ναυτικού της Βρετανίας, είχε μήκος μόλις 27 μέτρα και φάρδος 8 μέτρα και το πλήρωμά του ήταν 74 ναυτικοί. Γεγονός που καθιστούσε πολύ δύσκολες τις συνθήκες συμβίωσης αλλά και τις υγειονομικές συνθήκες μιας αποστολής χαρτογράφησης και εξερεύνησης σε ανεξερεύνητα μέρη, που είχε προγραμματιστεί να διαρκέσει το πολύ τρία χρόνια, ενώ τελικά κράτησε σχεδόν πέντε χρόνια.Παρ’ όλα αυτά για τον νεαρό φυσιοδίφη αυτό το επικίνδυνο ταξίδι ήταν ό,τι καλύτερο θα μπορούσε να ονειρευτεί για να αποκτήσει ταχύτατα πείρα στην έρευνα πεδίου. Τα επόμενα πέντε χρόνια ο νεαρός Δαρβίνος θα εξερευνήσει κάποιες ακτές, την ενδοχώρα και ορισμένα νησιά της κεντρικής και νότιας Αμερικής, αλλά και την Αϊτή στην Καραϊβική, την Αυστραλία, τη Νέα Ζηλανδία καθώς και μερικά νησιά στον Ατλαντικό και τον Ειρηνικό ωκεανό!Από τις εξερευνήσεις του στην ενδοχώρα της Βραζιλίας, της Αργεντινής, της Παταγονίας, στη Γη του Πυρός και κυρίως στο σύμπλεγμα των νήσων Γκαλαπάγκος προέκυψαν πλήθος άγνωστα γεωλογικά, ζωολογικά, οικολογικά και παλαιοντολογικά στοιχεία που δεν επιβεβαίωναν τις καθιερωμένες επιστημονικές απόψεις και -όπως θα διαπιστώσει κατόπιν- μάλλον συνηγορούσαν υπέρ μιας εναλλακτικής εξελικτικής θεωρίας.Ωστόσο όλα αυτά τα ερευνητικά δεδομένα που είχε συλλέξει θα τα επεξεργαστεί ο Δαρβίνος νηφάλια και θα τα συσχετίσει μεταξύ τους υπό το πρίσμα μιας εξελικτικής προσέγγισης μόνο μετά την επιστροφή του στη Αγγλία. Για αυτό και πολλά χρόνια μετά ο καταξιωμένος πια Δαρβίνος δεν θα διστάσει να περιγράψει αυτό το πενταετές ταξίδι ως «το πιο σημαντικό γεγονός της ζωής μου».

https://physicsgg.me/2023/02/11/το-μακρύ-ταξίδι-του-δαρβίνου/

[Δροσος Γεωργιος]

Κι όμως, η Εξέλιξη δεν απαιτεί πάντα αλλαγές στο DNA.

Η φυσική επιλογή δεν είναι ο μόνος μηχανισμός της Εξέλιξης, επιβεβαιώνει πείραμα στο φυτό του ρυζιού.

Εξελικτικό πείραμα που διήρκεσε μια δεκαετία έδειξε ότι το φυτό του ρυζιού μπορεί να αποκτά αντοχή στο κρύο χωρίς γονιδιακές προσαρμογές, εύρημα που έρχεται να προστεθεί στις ενδείξεις για έναν μηχανισμό που αποκλίνει από το βασικό δόγμα της εξελικτικής θεωρίας.Η κρατούσα άποψη θέλει τα είδη να προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους αποκλειστικά μέσω της φυσικής επιλογής μεταλλάξεων που προκύπτουν τυχαία.Η μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Cell αφορά ένα διαφορετικό είδος κληρονομήσιμων χαρακτηριστικών, τα οποία προκύπτουν από τους λεγόμενους επιγενετικούς παράγοντες –μόρια που συνδέονται στο μόριο του DNA και ρυθμίζουν τη λειτουργία των γονιδίων χωρίς να αλλάζουν τις αλληλουχίες τους.Οι ερευνητές της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών ήταν περίεργοι να μελετήσουν πώς η όρυζα, η οποία κατάγεται από τροπικά κλίματα, προσαρμόστηκε στις χαμηλές θερμοκρασίες των βόρειων χωρών όπου έχει επεκταθεί η καλλιέργειά της.Η ομάδα πειραματίστηκε με μια ασιατική ποικιλία (Oryza sativa L.) που παράγει ελάχιστους πόρους σε χαμηλές θερμοκρασίες. Τα φυτά τοποθετήθηκαν για μια εβδομάδα σε έναν θάλαμο με σταθερή θερμοκρασία 15 βαθμών πριν αφεθούν να συνεχίσουν την ανάπτυξή τους σε πιο ζεστό περιβάλλον.Σπόροι συλλέχθηκαν από τα πιο παραγωγικά φυτά και, αφότου φύτρωσαν, υποβλήθηκαν στην ίδια δοκιμασία. Όταν το πείραμα έφτασε στην τρίτη γενιά, ορισμένα φυτά είχαν αποκτήσει αντοχή στο κρύο και έδιναν αφθονία σπόρων. Το χαρακτηριστικό αυτό διατηρήθηκε στις επόμενες πέντε γενιές, ήταν δηλαδή κληρονομήσιμο.Τα φυτά απέκτησαν αντοχή μέσα σε μόλις τρεις γενιές, πολύ ταχύτερα από ό,τι θα αναμενόταν αν οι αλλαγές προέρχονταν από γονιδιακές προσαρμογές μέσω της φυσικής επιλογής, αναφέρουν οι ερευνητές. Η ομάδα χρειάστηκε χρόνια για να επιβεβαιώσει τα ευρήματα και να δείξει ότι το γονιδίωμα της νέας ποικιλίας δεν διέφερε σε σχέση με τους προγόνους της.Η πραγματική διαφορά αποκαλύφθηκε με εξειδικευμένες εργαστηριακές αναλύσεις που αποκάλυψαν επιγενετικές διαφορές: η ανθεκτική στο κρύο ποικιλία έφερε λιγότερες χημικές τροποποιήσεις σε ένα γονίδιο με την ονομασία ACT1.Η απομάκρυνση αυτών των επιγενετικών παραγόντων από άλλα φυτά αύξανε την παραγωγικότητά τους σε χαμηλές θερμοκρασίες, ενώ η προσθήκη τους σε ήδη προσαρμοσμένα φυτά τα έκανε ευάλωτα στο κρύο. Σε συνδυασμό, τα ευρήματα αυτά καταδεικνύουν αιτιώδη σχέση.Φαινόμενα επιγενετικής κληρονομικότητας έχουν καταγραφεί και σε ζώα. Για παράδειγμα, παλαιότερη έρευνα είχε δείξει ότι τα ποντίκια που εκπαιδεύονται να φοβούνται μια συγκεκριμένη μυρωδιά δίνουν απογόνους με αυξημένη ευαισθησία στην ίδια οσμή.Τα τελευταία χρόνια οι επιγενετικοί παράγοντες προσελκύουν μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον και στον άνθρωπο, αν και οι περισσότερες μέχρι σήμερα μελέτες αφορούσαν παθήσεις και όχι ωφέλιμες προσαρμογές.Η μελέτη της επιγενετικής κληρονομικότητας έχει μόλις αρχίσει.

https://www.in.gr/2025/06/10/in-science/episthmes/ki-omos-ekseliksi-den-apaitei-panta-allages-sto-dna/