Atli Harðarson
Uppruni tegundanna
1. hluti: Lífríkið gert skiljanlegt

Á síðasta ári kom Uppruni tegundanna eftir Charles Darwin (1809-1888) út í íslenskri þýðingu Guðmundar Guðmundssonar. Þýðingin er gefin út í lærdómsritaröð Hins íslenzka bókmenntafélags og sómir sér vel þar innan um önnur menningarsöguleg stórvirki.
   Það kann að hljóma ótrúlega að náttúrufræðirit frá árinu 1859 sé spennandi skemmtilestur. En bók Darwins er svo leiftrandi snjöll og frábærlega skrifuð að hún heillar lesendur nú ekkert síður en fyrir 146 árum síðan. Mér virðist þýðing Guðmundar afar vel unnin. Hún er á lipru máli og ljósu og sama má segja um fróðlegan inngang sem ritaður er af Örnólfi Thorlacius.
   Fyrir daga Darwins voru á kreiki ýmsar hugmyndir um að lífið á jörðinni hefði þróast og breyst í aldanna rás. Árið sem Darwin fæddist og hálfri öld áður en Uppruni tegundanna kom út hafði Frakkinn Jean Babtiste de Lamarck (1744-1829) sent frá sér bók þar sem rætt er um að afkvæmi erfi áunna eiginleika foreldra sinna og stofnar breytist smám saman af þeim sökum. Þróunarkenning Lamarcks hafði mikil áhrif meðal líffræðinga langt fram á tuttugustu öld. Til að glöggva okkur á henni getum við tekið dæmi af gíraffa með sinn langa háls. Hugsum okkur að fyrir löngu síðan hafi forfeður gíraffanna þurft að nærast á laufi af háum trjám og þeir hafi því teygt sig eftir lauflöðum og þessar teygjuæfingar hafi lengt hálsinn á þeim ofurlítið (svona eins og maður mundi kannski lengjast um örfáa millimetra ef hann stundaði það á hverjum degi að teygja úr sér sem mest hann getur). Ef áunnir eiginleikar erfast munu gíraffakálfar fæðast með ögn lengri háls vegna þess hvað foreldrar þeirra voru duglegir að teygja sig. Haldi þetta áfram kynslóð eftir kynslóð verður hálsinn sífellt lengri og lengri.
   Lamarck gerði sér trúlega engar hugmyndir um að gerólíkar tegundir gætu átt sameiginlega forfeður. Kenning hans átti ekki að skýra uppruna tegundanna heldur aðeins hvernig einstakar tegundir lífvera eða ef til vill tegundaflokkar breyttust og löguðu sig að aðstæðum fyrir eigin viðleitni til þroska.
   Hugmynd Darwins um náttúruval er mjög ólík kenningu Lamarks. Samkvæmt náttúruvalskenningunni gegnir viðleitni gíraffa til að teygja sig engu hlutverki í þróun hins langa háls heldur hefur hann þróast þannig að afkvæmi eru ólík foreldrum sínum með tilviljanakenndum hætti og sum ögn meira á langveginn en önnur. Þegar lítið er um fæðu eiga þau sem geta teygt snoppuna örlítið lengra upp í loftið auðveldara með að ná í laufblöð og deyja því síður úr hungri áður en þau ná að tímgast. Þar sem afkvæmi erfa meðfædda eiginleika foreldra sinna munu gíraffar sem fyrir tilviljun hafa háls í lengra lagi að jafnaði eignast heldur hálslengri afkvæmi en hinir. Þannig rækta náttúrulegar aðstæður tegundarinnar smám saman upp lengri og lengri háls með því að þeir sem eru of stuttir til að ná upp í laufkrónur trjánna lifa ekki nógu lengi til að auka kyn sitt.
   Fyrsti kaflinn í Uppruna tegundanna fjallar um kynbætur á nytjastofnum, enda gerði Darwin ráð fyrir að náttúran noti svipaða aðferð og bændur sem kynbæta nytjastofna. Bóndi sem vill rækta upp sterka dráttarklára setur graðhest ekki fyrst í stífa þjálfun og lætur hann svo serða meri sína til að hún eignist sterkbyggt folald (eins og kenning Lamarcks gæfi tilefni til), heldur velur hann til undaneldis þær skepnur sem eru sterkbyggðastar frá náttúrunnar hendi en slátrar hinum án þess að þær eignist nein afkvæmi. Við náttúruval eru það aðstæðurnar sem stjórna því hvaða einstaklingar eignast flest afkvæmi en við kynbætur eru það hagsmunir bóndans. Í báðum tilvikum verður þróunin vegna þess að þeir sem hafa heppilega meðfædda eiginleika eignast að jafnaði fleiri afkomendur en hinir.
   Hugsum okkur að forfeður gíraffa hafi verið með stuttan háls og stofninn hafi greinst, hluti hans flutt á svæði þar sem næringarríkustu laufin eru á fremur háum trjám og hluti hans haldið til þar sem næga næringu er að hafa án þess að teygja sig mjög hátt. Í aldanna rás þróast þessir tveir stofnar í ólíkar tegundir, annar verður að gíröffum og hinn að óköpum. Engin leið er að segja til um nákvæmlega hvenær stofnarnir tveir breytast úr tveim afbrigðum sömu tegundar í tvær tegundir. Samkvæmt kenningu Darwins eru engin skýr skil milli tegunda. Hann segir (á bls. 122) að það sé enginn eðlismunur á tegund og afbrigði og hugtakið tegund sé aðeins „notað til hægðarauka um hópa af afar áþekkum einstaklingum.“
   Darwin áleit ekki aðeins að svipaðar tegundir ættu sameiginlega áa heldur að öll dýr og allar plöntur, alls staðar og á öllum tímum, væru skyld innbyrðis. (Bls. 214) Hann lýsir lífinu á jörðinni sem einu risastóru ættartré. (Bls. 215 - 16) Ef við rekjum ætt manns nógu langt aftur komum við að sameiginlegum forfeðrum allra manna. Sé enn rakið aftur finnast sameiginlegir áar manna og simpansa sem uppi voru fyrir nokkrum milljónum ára. Sé enn haldið niður eftir ættartrénu komum við að sameiginlegum ættfeðrum og ættmæðrum allra fremdardýra - og svo niður um tugmilljónir ára að foreldrum allra spendýra. Við sem jörðina byggjum erum öll skyld þótt skyldleikinn sé misnáinn.
   Meginatriðin í kenningu Darwins má draga saman á þá leið að:

a) Allar lífverur á jörðinni eru skyldar og ekki eru nein skörp skil milli tegunda.
b) Náttúruval skýrir sundurgerð lífsins og hvernig afkomendur sömu lífveru þróast í ólíkar áttir og mynda fyrst ólík afbrigði innan sömu tegundar og síðan ólíkar tegundir.

Hugmyndin um náttúruval er afskaplega einföld. Hún byggist á þeim forsendum að: Afkvæmi erfi eiginleika foreldra sinna; Sum afkvæmin séu þó ólík foreldrum sínum að einhverju leyti; Stundum sé afkvæmi frábrugðið foreldrum sínum á einhvern þann veg sem eykur líkurnar á að það eignist sjálft marga afkomendur.
   Ef arfgengur eiginleiki veldur aukinni hæfni til að koma afkvæmum á legg fjölgar einstaklingum sem hafa hann með hverri nýrri kynslóð og þeim sem hafa hann ekki fækkar að sama skapi þar sem stofnstærðin takmarkast af fæðuframboði og öðrum umhverfisþáttum. Þar sem nýir og nýir eiginleikar af þessu tagi koma fram sem tímar líða breytast stofnar lifandi vera smám saman og ef tveir hópar sömu tegundar einangrast hvor frá öðrum verða þessar breytingar ekki eins hjá báðum, svo þar kemur að tveir hópar af sömu tegund verða að ólíkum tegundum.
   Snilld Darwins var einkum í því fólgin að átta sig á hversu máttug þessi einfalda hugmynd er og rökstyðja með ótal dæmum úr lífríkinu að náttúruval skýri tilurð og eiginleika tegundanna. Í Uppruna tegundanna byggir hann á rannsóknum og reynslu kynbótamanna, athugunum líffræðinga og jarðafræðinga á núlifandi skepnum og steingervingum, sinni eigin skoðun á lífríki margra heimshluta sem hann kannaði á 5 ára ferð sinni umhverfis jörðina og fjölda tilrauna og rannsókna sem hann sjálfur og fleiri höfðu unnið. Fyrir daga Darwins var allur svona fróðleikur aðeins sundurlausar staðreyndir, en hann sýndi hvernig líffræðin myndar skipulegt kerfi og allt lífríkið er skiljanlegt út frá hugmyndinni um náttúruval. Eitt dæmi af mörgum er hvernig Darwin skýrir tilveru vanþroskaðra eða rýrnaðra líffæra:

Í náttúrunni er algengt að finna dæmi um líffæri eða líkamshluta sem svo furðulega er ástatt um. Til að mynda hafa öll karlkyns spendýr leifar af mjólkurkyrtlum og ég býst við að þumalvængur á vænghnúum fugla samsvari vanþroskuðum fingrum. Í mörgum snákategundum er annað lungað vanþroskað og í öðrum eru leifar af mjaðmagrind og afturlimum. (Bls. 611)

Leifar af mjaðmagrind í snák eru skiljanlegar í ljósi þess að snákar eru afkomendur dýra sem höfðu afturfætur til gangs og svipað má segja um önnur dæmi sem hér eru tilgreind. En gefum Darwin aftur orðið:

Rýrnuðum líkamshlutum má líkja við bókstafi í rithætti orða sem breyta engu um framburð þeirra, en þó veita þeir mikilsverðar upplýsingar um uppruna orðanna. Álykta má út frá kenningunni um að kynslóðir taki breytingum, að engin alvarleg mótsögn felist í því að líffæri kunni að vera vanþroskuð, rýrnuð, óstarfhæf og jafnvel algerlega upprætt, enda má segja fyrir um það og skýra samkvæmt lögmálinu um erfðir, en á hinn bóginn ganga þessar staðreyndir þvert á viðteknar skoðanir um sköpun. (Bls. 618-19)

Fjölmargir menntamenn nítjándu aldar voru uppteknir af hugmyndum um þróun og sögulega framvindu og í hugum margra þeirra rann kenning Darwins saman við hugmyndir um þróun af öðru tagi. Hér má t.d. nefna kenningar: Lamarcks um þróun sem stjórnast af viðleitni lifandi vera; Karls Marx um samfélagsþróun sem er knúin áfram af stéttabaráttu; Herberts Spencer um að samkeppni á markaði sé aflvaki framfara. Í bók sinni Evolution - The history of an Idea segir Peter J. Bowler að „hugmyndir um þróun sem voru á kreiki á seinni hluta nítjándu aldar voru að miklu leyti af öðru tagi en eiginlegur darwinismi. Að menn hafi fallist á einhvers konar hugmynd um þróun á árunum milli 1860 og 1870 skyldi því aðgreint frá því ferli sem leiddi til þess að hugmyndin um náttúruval varð ríkjandi í líffræði næstum heilli öld síðar.“ (University of California Press 1983, bls. 23)
   Nú til dags er hugtakið darwinismi haft um þá kenningu að þróun lífsins hafi orðið fyrir náttúruval og ekkert annað. En á síðustu áratugum nítjándu aldar var þetta orð notað um alls konar þróunarhyggju. Darwinismi í nútímaskilningi varð ekki ríkjandi fyrr en um miðja tuttugustu öld þegar menn höfðu áttað sig á eiginleikum erfðaefnisins og gert sér ljóst að áunnir eiginleikar geta ekki erfst með þeim hætti sem Lamarck hugði. Það leið því langur tími frá því Uppruni tegundanna kom út þar til eiginlegur darwinismi varð ríkjandi. Lengst af voru hugmyndir um marksækna þróun á kreiki. Darwin var sjálfur tvístígandi í afstöðu sinni til kenninga Lamarcks. Hann virðist raunar hafa talið að náttúruval hefði mest að segja en erfðir áunninna eiginleika hefðu líka áhrif, enda útilokar þetta ekki hvort annað og á þessum tíma vissi enginn hvernig erfðir virka og því var engin leið að útiloka að áunnir eiginleikar gætu erfst. Um þetta segir Darwin í inngangi sínum að Uppruna tegundanna:

Ég er þess fullviss að tegundir geta breyst; að þær sem við teljum til sömu ættkvíslar eru beinir afkomendur annarra og útdauðra tegunda, á sama hátt og afbrigði tiltekinnar tegundar eru afkomendur hennar. Ég er einnig sannfærður um að náttúrulegt val hefur verið það meginafl sem mótaði tegundirnar, en þó ekki hið eina. (Bls. 63)

(Birist í Lesbók Morgunblađsins 22. október 2005)