Niekompletne oko ewolucji

224

Jednym z największych wyzwań stojących przed ewolucyjnym modelem jest to, że nie jest on w stanie wyjaśnić, jak złożone organy i organizmy posiadające wzajemnie zależne części mogły kiedykolwiek wyewoluować.

Zasadniczy problem polega na tym, że przypadkowe mutacje nie mogą zaplanować z góry stopniowego projektu, a pojawienie się szeregu mutacji zmierzających do jednego celu i to w tym samym czasie, prowadzących do powstania nowego organu, jawi się jako zupełnie nieprawdopodobne. W systemach złożonych z wzajemnie zależnych części, w których nic nie działa, póki wszystkie niezbędne części nie są w pełni funkcjonalne, dobór naturalny powinien był wyeliminować nieprzystosowane organizmy z dodatkowymi bezużytecznymi, rozwijającymi się częściami, którym daleko jeszcze do funkcjonalności.

Chroniczny stan zapalny

Od dwóch stuleci toczy się spór w kwestii genezy oka. Ci, którzy wierzą w Boga Stwórcę, twierdzą, że nie do pomyślenia jest, aby sądzić, że tak skomplikowany narząd jak oko mógł powstać sam z siebie, podczas gdy ci, którzy skłaniają się ku naturalistycznym poglądom, twierdzą, że mogło to nastąpić w odpowiednio długim czasie.

Większość ewolucyjnych postępów w rozwoju oka, jak zdolność rozróżniania między kolorami, byłaby bezużyteczna, jeśli nie następowałby odpowiadający im postęp w rozwoju mózgu, aby rozwinąć zdolność interpretowania różnych kolorów. Oba procesy zależą od siebie nawzajem, gdy chodzi o użyteczność funkcjonowania. Ponadto fakt, że różne rodzaje oczu [u zwierząt] można uszeregować od prostych do złożonych, nie dowodzi, że jedne ewoluowały z drugich. Wiele zwierząt ma jakiegoś rodzaju „oko” zdolne reagować na światło. Są to fascynujące struktury, różniące się znacząco między sobą. Prosty morski robak ma bardzo zaawansowane oko, podczas gdy słynny łodzik piękny ma bardzo proste oko. Stopień złożoności oczu nie trzyma się ewolucyjnego wzorca. Niektóre jednokomórkowce (protisty) mają prostą plamkę światłoczułą. Dżdżownice mają światłoczułe komórki, zwłaszcza na końcach ciała. Niektóre robaki morskie mogą mieć ponad 10 tysięcy „oczu” na swoich czułkach, a skromna czaszołka ma intrygujące oko w kształcie kubka. Organizmy takie jak kraby, niektóre robaki, mątwy, ośmiornice, owady i kręgowce (ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki) mają oczy, które nie tylko wykrywają światło, ale także pozwalają dostrzegać obrazy. Choć mątwa znacząco różni się od człowieka, jej oczy są zdumiewająco podobne do naszych. Ogromne mątwy, osiągające długość 21 metrów i nurkujące na znaczne głębokości, gdzie jest niewiele światła, potrzebują ogromnych oczu, zdolnych pochłaniać możliwie jak najwięcej światła. Te potwory są wyposażone w największe oczy, jakie występują na ziemi. Oko mątwy wyrzuconej przez ocean na Nowej Zelandii miało średnicę 40 centymetrów. Dla porównania, nasze oczy mają ok. 2,5 centymetra średnicy.

Oczy stosują wiele różnych systemów do budowania obrazów. U kręgowców, w tym u ludzi, z przodu oka znajduje się soczewka, która skupia światło wpadające do oka na światłoczułej siatkówce znajdującej się z tyłu oka, tworząc tam ostry obraz. U zwierząt takich jak łodzik piękny soczewka nie występuje. Zamiast tego niewielki otwór pozwala zlokalizować światło na różnych częściach siatkówki. Owady tworzą obrazy w zupełnie inny sposób, używając małych „stożków” zwanych omatidiami. Istnieje szereg innych złożonych systemów oczu o różnym sposobie działania współzależnych części, w tym zdumiewający system niewielkiego widłonoga, który tworzy obraz w sposób podobny jak kineskopowy telewizor — przez szybkie skanowanie. Wszystkie te różne, złożone systemy narządu wzroku zbudowane z wielu współzależnych elementów podważają pogląd, że oczy mogły ewoluować jedne z drugich przez drobne, stopniowe zmiany.

Badania nad trylobitami pozwoliły odkryć zdumiewające fakty dotyczące ich oczu. Trylobity są uważane przez ewolucjonistów za jedne z najbardziej starożytnych zwierząt, a jednak niektóre ich gatunki mają zdumiewająco złożone oczy. Ich soczewki są zbudowane z kalcytu (węglanu wapnia). Kalcyt jest skomplikowanym minerałem, który zagina promienie światła wchodzące i wychodzące pod różnym kątem, w zależności od orientacji kryształu. W oczach trylobitów kalcyt tworzący soczewki ma idealną orientację, aby zapewnić właściwą ogniskową. Ponadto soczewka jest ukształtowana w szczególny sposób, korygujący rozmycie ogniskowej (aberrację sferyczną) występujące w zwyczajnych soczewkach. Tego rodzaju projekt świadczy o zaawansowanej wiedzy z dziedziny optyki. Jest to szczególnie godne uwagi, gdyż przeglądając skamieliny, znajdujemy oczy trylobitów jako jedne z pierwszych, a więc nie wydaje się, aby miały jakiś ewolucyjny pierwowzór.

Fascynujący organ

Oczy o zaawansowanej budowie, takie jak ludzkie, o których już dość sporo wiemy, są cudem złożoności. Poniższy opis jest nieco techniczny, ale nawet pobieżne przeczytanie go daje ogólne pojęcie o tym, jak fascynującym są organem.

Oko jest w głównej mierze niemal zupełnie pustą kulą z bardzo złożonymi aparatami ukształtowanymi w jej zewnętrznej ścianie. Wnętrze większej części oka jest wyścielone bardzo ważną siatkówką, organem światłoczułym, reagującym na światło dostające się do oka przez otwór zwany źrenicą. Siatkówka jest bardzo skomplikowana, składa się z wielu warstw komórek. Warstwa najbliższa powierzchni oka to bardzo ważna warstwa barwnikowa siatkówki. Warstwa ta zawiera barwnik, który gromadzi rozproszone światło oraz odżywia komórki następnej warstwy bliższej wnętrza, składającej się z pręcików i czopków. Te pręciki i czopki są bardzo ważnymi komórkami — fotoreceptorami wykrywającymi światło dochodzące do oka. Pręciki służą głównie do wykrywania słabego światła, podczas gdy trzy rodzaje czopków wykrywają jaśniejsze i kolorowe światło.

Końce podłużnych pręcików i czopków bliższe warstwie barwnikowej, czyli skierowane na zewnątrz oka, mają liczne dyski. Te dyski zawierają szczególne białko zwane rodopsyną, a jeden pręcik może zawierać 40 milionów cząsteczek tego białka. Kiedy światło dociera do cząsteczki rodopsyny, sprawia, że zmienia ona kształt. Ta reakcja jest przekazywana przez kilka kolejnych rodzajów molekuł w „lawinowej” reakcji, która powoduje natychmiastową zmianę ładunku elektrycznego na powierzchni słupka czy czopka, co oznacza, że światło zostało wykryte przez komórkę. Następnie cały proces zostaje odwrócony w przygotowaniu na kolejne przyjęcie światła. W procesie tym uczestniczy kilkanaście różnych rodzajów molekuł białka. Wiele z nich to wyjątkowe białka niezbędne w procesie widzenia. Jest to kolejny przykład nieredukowalnej złożoności stanowiącej ogromne wyzwanie dla ewolucjonizmu.

Zmiana ładunku elektrycznego na powierzchni słupków i czopków jest przekazywana dalej jako impuls elektryczny do złożonej sieci komórek nerwowych. Te komórki stanowią warstwę położoną najbliżej wnętrza (środka) oka, na drugim końcu słupków i czopków. Z warstwy komórek nerwowych informacja jest wysyłana do mózgu przez nerw wzrokowy.

W siatkówce jednego oka znajduje się ponad 100 milionów komórek światłoczułych (pręcików i czopków), a informacja pochodząca od tych komórek jest częściowo przetwarzana w warstwie komórek nerwowych. W tej warstwie zostało zidentyfikowanych ponad 50 różnych rodzajów komórek nerwowych. Staranne badania pozwalają nieco zrozumieć działanie tych komórek. Na przykład jeśli określony obszar jest stymulowany, informacja z komórek wokół zostaje stłumiona, aby zwiększyć kontrast. Tego rodzaju przetwarzanie jest dokonywane na kilku poziomach analizy dochodzącego światła. Jest to bardzo złożony proces obejmujący mechanizmy sprzężenia zwrotnego. Wiemy też, że inne obwody w tych komórkach nerwowych służą wykrywaniu ruchu, ale musimy się jeszcze bardzo dużo dowiedzieć o funkcjach tych różnych rodzajów komórek w tej warstwie.

W gruncie rzeczy obraz, który widzimy, nie powstaje w naszych oczach, choć intuicyjnie tak się nam wydaje. Oko jedynie gromadzi i wstępnie przetwarza informację, a następnie wysyła ją do ośrodka wzroku w tylnej części kory mózgowej, gdzie obraz jest syntezowany. Bez mózgu nic byśmy nie widzieli. Miliony bitów informacji są błyskawicznie przekazywane z oka do mózgu przez nerw wzrokowy. W mózgu, jak się wydaje, dane są rozpakowywane i analizowane pod względem różnych składowych, takich jak jasność, kolor, ruch, kształt i głębia. Następnie wszystkie są składane w zintegrowany obraz. Nie trzeba dodawać, że ten proces jest niewiarygodnie złożony, niezwykle szybki i odbywa się bez żadnego świadomego wysiłku z naszej strony.

Zaawansowane oczy zawierają szereg innych systemów złożonych ze współzależnych części — systemów, które nie mogą działać, jeśli nie mają wszystkich elementów składowych. Mechanizm analizy jasności światła i sterowania rozmiarem źrenicy to jedno. System określający ogniskową światła wpadającego do oka i zmieniający kształt soczewki, aby zachować ostrość obrazu na siatkówce, to drugie. Do tego dochodzi jeszcze szereg złożonych systemów poprawiających widzenie, jak mechanizm kierujący oboje oczu na ten sam obiekt.

Wszystkie te czynniki nasuwają pytania dotyczące mnóstwa współzależnych elementów. Na przykład: na co zdałby się system, który wykrywa brak zogniskowania obrazu w oku, gdyby nie istniał mechanizm mogący dostosować kształt soczewki i sprawić, że obraz stanie się ostry? W stopniowym scenariuszu ewolucyjnym te rozwijające się mechanizmy nie miałyby wartości przetrwania, gdyż większość ich części, jeśli nie wszystkie, byłaby bezużyteczna bez innych części. Tu, jak w wielu innych miejscach, mamy do czynienia z typowym dylematem: co było pierwsze — kura czy jajko? Jedno i drugie jest niezbędne do przetrwania.

Darwin w książce O powstawaniu gatunków napisał: „Gdyby udało się wykazać, że istniał jakikolwiek organ, który nie mógł zostać ukształtowany przez liczne, następujące po sobie, drobne modyfikacje, to moja teoria załamałaby się zupełnie. Ale nie potrafię znaleźć takiego przypadku”. Darwin przeszedł wprost do problemu braku wartości przetrwania u rozwijających się współzależnych części, mówiąc o „licznych drobnych modyfikacjach”. Są to dokładnie warunki, w których powolnie rozwijające się, współzależne części nie mogłyby działać, póki inne części nie byłyby obecne, a zatem nie mogłyby mieć wartości przetrwania przez długi czas. Tak więc, jak zasugerował Darwin, jego teoria zupełnie się załamała.

ARIEL ROTH

[Artykuł jest skrótem rozdziału z książki autora pt. Nauka odkrywa Boga, Wydawnictwo „Znaki Czasu”, Warszawa 2019].

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj