Θεσσαλονίκη, 28 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2006

Θεωρία της Εξέλιξης και Νεοδαρβινισμός Θεωρία της Εξέλιξης και Νεοδαρβινισμός

Θ. Ι. ΑμπατζόπουλοςΘ. Ι. Αμπατζόπουλος

Τομέας Γενετικής, Ανάπτυξης & Μοριακής ΒιολογίαςΤομέας Γενετικής, Ανάπτυξης & Μοριακής Βιολογίας

Τμήμα ΒιολογίαςΤμήμα Βιολογίας

Η ζωή μπορεί...

• να είναι ΑΙΩΝΙΑ

(ιδέα της αιώνιας ζωής)

• να εμφανίστηκε ΞΑΦΝΙΚΑ

(θεωρίες αιφνίδιας εμφάνισης της

ζωής)

• να δημιουργήθηκε ΣΤΑΔΙΑΚΑ

(προέλευση μέσω εξελικτικής

διαδικασίας)

Θεωρίες της Θεωρίες της αιφνίδιας εμφάνισηςαιφνίδιας εμφάνισης της ζωής της ζωής

• δημιουργισμός

(αναζήτηση Ανώτερου Όντος - Δημιουργού,

θεολογική προσέγγιση, Kelvin 1862)

• αυτόματη γένεση

(καταρρίφθηκε από τον Pasteur - 1860)

• πανσπερμία

(ζωή από το διάστημα)

Θεωρίες της Θεωρίες της πανσπερμίαςπανσπερμίας

• κοσμική πανσπερμία

(Hoyle & Wickramasinghe 1937, 1981)

• πλανητική πανσπερμία

(Arrhenius)

• κατευθυνόμενη πανσπερμία

(Crick 1981)

Πρωτόγονη Γη και η ηλικία τηςΠρωτόγονη Γη και η ηλικία της

• πετρώματα Isua: καθηλωμένη αρχέγονη

φωτοσύνθεση, ηλικίας 3,8 δισ. ετών (Ponamperuma

1979)

• αρκετός χρόνος για μια σταδιακή προέλευση της

ζωής

• εκλείπει η αναγκαιότητα / παραδοχή αιφνίδιας

εμφάνισης

• 1859: διατύπωση της θεωρίας της εξέλιξης =

συνεχής αλλαγή μέσω μικρών συσσωρευτικών

τροποποιήσεων

• Απαρχή της ζωής

• Διαμερισματοποίση

πρωτοκυττάρων

• Παγκόσμιος γενετικός κώδικας

φωτοσύνθεσ

η

Ευκαρυωτικά κύτταρα – συμβιωτική

υπόθεση

Αμφιγονική αναπαραγωγή

3,5

2,7

1,2

600 - 400Ευμετάζωα

340Πτήση αρθροπόδων

160Πτήση Θηριοπόδων

140Αγγειόσπερμ

α

1Ανθρώπινη γλώσσα

Γιατί έχουμε δυσκολίες να κατανοήσουμε Γιατί έχουμε δυσκολίες να κατανοήσουμε

και να αποδεχθούμε τη θεωρία της και να αποδεχθούμε τη θεωρία της

εξέλιξης;εξέλιξης;

Είναι θέμα δομής ανθρώπινου εγκεφάλου

• καταλαβαίνει: το κυνήγι, τη συγκομιδή, το

ζευγάρωμα, την ανατροφή των παιδιών

• αντιλαμβάνεται: αντικείμενα μεσαίου

μεγέθους σε σχετικά περιορισμένο χώρο που

κινούνται με μέτριες ταχύτητες και σε

αυστηρά τρεις διαστάσεις

Είναι θέμα δομής ανθρώπινου εγκεφάλου

Πρόβλημα να κατανοήσουμε:

• μικροκλίμακες (τρισεκατομμυριοστά του

δευτερολέπτου), μακροκλίμακες

(δισεκατομμύρια χρόνια), γιατί βρίσκονται

μακριά από την έννοια του βιολογικού μας

χρόνου

• απειροελάχιστα σωματίδια που δεν έχουν

συγκεκριμένη θέση

• χώρους που δεν έχουν όρια

Κι όμως, όλα αυτά είναι απλά για τους φυσικούς

και περιγράφονται με ανώτερα μαθηματικά

Υπάρχει διαφορά βιολογίας και φυσικής;Υπάρχει διαφορά βιολογίας και φυσικής;

Ίσως η μόνη διαφορά είναι η πολυπλοκότητα των

βιολογικών αντικειμένων

Οι λειτουργίες ενός απλού κυττάρου είναι αδύνατο

– προς το παρόν – να περιγραφούν με μαθηματικά

Πόσο μάλλον αυτές των 10 τρισεκατομμυρίων

κυττάρων που οργανώνονται – αλληλεπιδρούν

αρμονικά, με απόλυτη ακρίβεια και αξιοθαύμαστη

αρχιτεκτονική για να δώσουν μια λειτουργική

«μηχανή»Είναι δυνατό να είναι τυχαίο;Είναι δυνατό να είναι τυχαίο;

Πραγματεία του Πραγματεία του PaleyPaley

• κλασική περίπτωση ρολογιού – ωρολογοποιού

ή

• φυσικά υλικά αντικείμενα = απλά, αυθύπαρκτα,

χωρίς σκοπό

• βιολογικά αντικείμενα = πολύπλοκα,

σχεδιασμένα και κατασκευασμένα για να

επιτελούν κάποιο σκοπό

Αναγκαιότητα αναζήτησης κάποιου δημιουργού

Υπάρχουν «τυφλές» δυνάμεις της φυσικής Υπάρχουν «τυφλές» δυνάμεις της φυσικής

που λειτουργούν με ιδιαίτερο τρόπο;που λειτουργούν με ιδιαίτερο τρόπο;

Ένα καλό παράδειγμα είναι η φυσική επιλογή που

είναι:

• τυφλή

• ασυνείδητη

• αυτόματη διαδικασία

• χωρίς νου και βούληση

• καμιά προνοητικότητα Είναι ένας «τυφλός ωρολογοποιός» (Dawkins 1994)

Ποιες είναι οι ιδιότητες ενός πολύπλοκου Ποιες είναι οι ιδιότητες ενός πολύπλοκου

αντικειμένου;αντικειμένου;

• έχει ετερογενή δομή;

• είναι τα συστατικά του ιδιαίτερα

διαρρυθμισμένα;

• είναι απίθανο να προκύψει τυχαία η

διαρρύθμιση; (συναρμολόγηση ενός αεροπλάνου)

• φτιάχτηκε με κάποια σκοπιμότητα γνωστή εκ

των προτέρων;

• είναι η αποφυγή του θανάτου;

Υπακούουν τα έμβια αντικείμενα στους Υπακούουν τα έμβια αντικείμενα στους

νόμους της φυσικής;νόμους της φυσικής;

• υπάρχει υπερφυσικό στοιχείο ή «ζωτική

δύναμη»;

• είναι λάθος να προσπαθούμε να εφαρμόσουμε

τους φυσικούς νόμους στο σύνολο και όχι στα

μέρη

• το πρόβλημα του φυσικού είναι να κατανοήσει

την αρχή των φυσικών νόμων

• το πρόβλημα του βιολόγου είναι να κατανοήσει

την πολυπλοκότητα

Το πρόβλημα των υπεραπλουστεύσεων Το πρόβλημα των υπεραπλουστεύσεων

• παράδειγμα του νεκρού πουλιού: παραβολική

τροχιά και πτώση στο έδαφος

• το ζωντανό θα πετάξει όχι γιατί «κατανίκησε»

το νόμο της βαρύτητας αλλά γιατί πέταξε λόγω

συνισταμένης δράσης πολλών μυών, νευρώνων,

άλλων συστημάτων και κατανάλωσης ενέργειας

Ή πρόβλημα άγνοιαςΉ πρόβλημα άγνοιας

Όταν δε γνωρίζεις τη λειτουργία της ατμομηχανής,

τότε αυτή ωθείται από κάποια «μυστηριώδη κινητήρια

δύναμη»

Πότε βιολόγοι και φυσικοί θα ήταν επιτυχημένοι;

Όταν ο βιολόγος φτάσει σε οντότητες τόσο άπλες

ώστε να μπορεί να τις παραπέμψει στους φυσικούς

Η πολυπλοκότητα ως αποτέλεσμα Η πολυπλοκότητα ως αποτέλεσμα

συσσωρευτικών αλλαγών (συσσωρευτική συσσωρευτικών αλλαγών (συσσωρευτική

επιλογή)επιλογή)

Ο βιολόγος θα πρέπει:

1. να αντιληφθεί τις μικρές αλλαγές και τη

σκοπιμότητά τους

2. να απαντήσει γιατί επικράτησαν

3. πως καταγράφηκαν ως πληροφορίες στο

γενετικό υλικό ή πως ψηφιοποιήθηκαν σε μια

κωδικοποιημένη βάση δεδομένων

Η αξία των μικρών αλλαγώνΗ αξία των μικρών αλλαγών• είναι εξαιρετικά απίθανο τα πολύ

καλοσχεδιασμένα έμβια όντα να έχουν

εμφανιστεί τυχαία

• μπορεί όμως να προέκυψαν από βαθμιαίους

μετασχηματισμούς ή απλές αφετηρίες, τόσο

απλές ώστε να είναι τυχαίες

• αν κάθε διαδοχική αλλαγή είναι αρκετά απλή σε

σχέση με τον προκάτοχό της, τότε θα μπορούσε

να εμφανιστεί τυχαία

• ωστόσο, τα απλά αυτά τυχαία βήματα δίνουν

ένα τελικό αποτέλεσμα κάθε άλλο παρά τυχαίο

σε σχέση με την αφετηρία

Όλα αυτά είναι τόσο απλά να τα κατανοήσουμε

όσο απλό είναι να αντιληφθούμε ότι τρώγοντας

μια μπριζόλα καταβροχθίζουμε ποσότητα

καταχωρημένης πληροφορίας ίσης με 100

δισεκατομμύρια αντίτυπα της εγκυκλοπαίδειας

Μπριτάννικα

Προβλήματα του νεοδαρβινισμούΠροβλήματα του νεοδαρβινισμού

• πως είναι δυνατόν σε μια διαδικασία τόσο

βαθμιαία και συνεχή να προκύπτουν απόλυτα

διακριτές οντότητες όπως είναι τα είδη;

• πως είναι δυνατό να ποσοτικοποιηθούν οι

εξελικτικοί παράμετροι και να περιγραφούν οι

εξελικτικές δυνάμεις;

• πως να περιγραφούν με μαθηματικές σχέσεις

έννοιες όπως η γενετική διαφοροποίηση (εύρεση

γενετικών αποστάσεων), τα μεταλλακτικά

βήματα, οι γονιδιακές συχνότητες, το μοριακό

ρολόι, κ.ά.

Ερωτήσεις:Ερωτήσεις:• Πόσα γονίδια απαιτούνται για την ειδογένεση;

• Με ποιο τρόπο μπορούν να χαρτογραφηθούν

αυτά τα γονίδια;

• Τί σημαίνει μοριακή ανάλυση των γονιδίων

ειδογένεσης;

• Κατά πόσο ορισμένα γενετικά φαινόμενα

οδηγούν σε ειδογένεση;

• Υφίσταται τελικά η φυσική επιλογή ή όλα είναι

αποτέλεσμα τυχαιότητας/γενετικής

παρέκκλισης;

Ευχαριστώ πολύ