Sidneyia, 22. travnja 2011. godine

fossil, Sidneyia, Burgess Shale, Cambrian explosion

Knjiga "Wonderful Life" (W.W. Norton & Co., New York, 1989) >> Stephena Jay Goulda bavi se mnogim temama. Osnovna ideja koju Gould pokušava progurati je da je evolucija prilično nepredvidiv proces i da njen ishod, tj. preživljavanje određenih vrsta, određenih anatomskih planova nije posljedica tvrdih zakona nego niza slučajnosti. Takve slučajnosti, a i katastrofalni događaji, blago forsiraju, daju prednost jedanom obliku života, a u kaskadi posljedica takve prednosti događa se određena povijest. Ta je evolucijska povijest mogla biti i posve drukčija uz samo malu promjenu slučajnosti, mi fizičari bismo rekli "početnih uvjeta".

U teoriji dinamičkih sustava postoji koncept koji se zove orbitalna nestabilnost. On znači da su putanje (povijesti) sustava takve da mala promjena početnih uvjeta vodi do eksponencijalnog razilaženja budućnosti (putanja) sustava, tj. da dva beskonačno slična trenutka u povijesti, samo minorno različita, mogu dovesti do posve različitih budućnosti nakon dovoljno dugog vremena (evolucije). Ovakvi sustavi se u fizici obično nazivaju "kaotičnim", a "nestabilnost i ne-neminovnost sadašnjosti" Gould naziva kontingencijom. Osnovni eksperiment koji ima u vidu je "ponavljanje" toka evolucije uz samo male promjene (početnih) uvjeta i iz toga konstruira moguće sadašnjosti/budućnosti koje su bile, fizikalno gledano, gotovo jednako vjerojatne kao i ova naša. Razlog zbog kojeg se nisu ostvarile ne može se naći u fizici (npr. boljoj anatomskoj prilagođenosti ili superiornosti određenog tjelesnog dizajna s obzirom na hidrodinamiku) nego samo u slučajnosti - samo mala slučajnost i nalazimo Zemlju u današnjem trenutku bez sisavaca, bez života na kopnu osim kukaca, ili čak i bez višestaničnog života, a kamoli samosvijesti i inteligencije. (Prvi put sam čitao o eksperimentu "ponavljanja povijesti" u knjizi How Nature Works >> Pera Baka. Bak ideju pripisuje Gouldu, ali je i njegova knjiga vrlo zanimljiva jer govori o eksperimentima stvarnog "premotavanja" i ponavljanja povijesti jednostavnih sustava).

Ništa u nastanku Homo Sapiensa nije neizbježno niti eksplicitno zapisano u evolucijskom toku - činjenica da smo mi tu je luda sreća i neponovljiva povijesna slučajnost.

No, to se, prema Gouldu, tiče samo konkretne evolucije mnogostaničnog života. On ipak smatra da u samom nastanku nekog života u uvjetima prije 4 milijarde godina na Zemlji mora biti neke neizbježnosti, neke kemijske/fizikalne usmjerenosti. To smatram i ja.

fossil, Sidneyia, side view

Gould svoje teze iznosi i podupire kroz studiju (pre)kambrijskih fosila otkrivenih u području Kanade koje se zove >> Burgess Shale. Njegov pristup je i znanstveni i znanstveno-povijesni i znanstveno-sociološki (kad se bavi likom i djelom >> Charlesa Doolitlea Walcotta (1850-1927), utjecajnog i izrazito konzervativnog znanstvenika koji je otkrio nalazište Burgess Shale). Gouldov talent za jednostavni prikaz relativno kompleksne tematike je značajan.

Fosili nađeni na lokalitetu Burgess Shale su posebni po mnogo čemu, najviše po tome što se većina njih izgleda ne može uklopiti u postojeću taksonomiju. Možda se nešto od objavljivanja Gouldove knjige i izmijenilo, čitam >> na Wikipediji da su stavovi izneseni u toj knjizi izazvali različite reakcije, neke i vrlo negativne. Kako god bilo, temeljne Gouldove ideje preživljavaju bez obzira na "točnu" interpretaciju fosilnih nalaza iz Burgess Shale, jer su prilično opće.

Osim što je materijal koji Gould iznosi vrlo zanimljiv s mnogo stajališta, knjigu krase i izvrsne ilustracije među kojima se izdvajaju one koje je načinila Marianne Collins. Njene 3D rekonstrukcije fosila načinjene su u tehnici preciznog crteža, a sjenčenje je ostvareno "točkanjem", tj. dobro planiranim rasporedom točkica koje daju dojam sjene i trodimenzionalnosti. To je vrlo dugotrajna i mukotrpna tehnika, ali rezultati koje je Collins dobila su izvrsni. To je i meni dalo poticaj da na osnovu njenih rekonstrukcija, ali i fotografija i crteža fosila probam načiniti trodimenzionalni model jednog od tih kambrijskih stvorova. Odlučio sam se za Sidneyiu, jer je taj fosil izvrsno očuvan i dokumentiran. Moje rekonstrukcije tog stvora prate tekst u ovom postu.

fossil, Sidneyia, top view

Slijedi nekoliko zanimljivijih dijelova teksta koje sam posebno izdvojio dok sam čitao knjigu (prijevod na hrvatski jezik je moj):

Prema tradicionalnom darvinističkom stajalištu, morfologije imaju povijesti koje ograničavaju njihove budućnosti, ali genetski materijal ne "stari". Razlike u brzinama i obrascima promjene su odgovori nepromjenjivog materijalnog substrate (gena i njihovih djelovanja) na promjene u okolišu koje nameću pritisak prirodnog odabira. Ali možda genetski sustavi zaista "stare" u smislu da "teže opraštaju značajno restrukturiranje" (da citiram frazu J. W. Valentinea, koji je mislio dugo i duboko o ovom problemu). Možda moderni organizmi ne bi mogli stvoriti niz fundamentalno novih dizajna, bez obzira na ekološku priliku.
fossil, Sidneyia, front view
Osnovni princip člankonoškog dizajna je metamerizam, konstrukcija tijela iz proširenog niza ponovljenih segmenata. Ključ za člankonošku diversifikaciju je u tome da početni oblik sastavljen od brojnih, gotovo identičnih segmenata može evoluirati redkucijom i fuzijom segmenata, i specijalizacijom u početku sličnih dijelova na različitim segmentima, u široki niz divergentnih anatomija koje se vide u naprednim člankonošcima.
fossil, Sidneyia, back view
fossil, Sidneyia, bottom view

Zamisao o "modularnom dizajnu" spominje se u knjizi nekoliko puta i to mi je privuklo pozornost jer sam ja o tome dosta razmišljao u arhitekturalnom kontekstu, ali i u kontekstu "minimalnog oblika", tj. oblika koji udovoljava nekim fizikalnim ograničenjima proizvodeći jednake module u određenoj strukturi, geometrijskom rasporedu. Na primjer, drvo rasporedom svojih "modula"-listova rješava problem postizanja velike površine izložene svjetlu. Biološka rješenja možda nisu najbolja (u fizikalnom smislu minimalnosti odn. optimalnosti), ali neka rješenja jesu. Ako je evoluirao recept za proizvodnju lista, onda se možda višestrukim ponavljanjem istog recepta može postići neki napredak? Tim idejama se jednom namjeravam vratiti.

fossil, Sidneyia, sea

Inače, kao zanimljivost navodim i činjenicu da se u knjizi spominje i Kurt Vonnegut (!) i njegovo, evolucijom inspirirano djelo Galapagos (vidi >> OVDJE što sam ja o tome imao reći). Gouldu se Galapagos dopao više nego meni. Gould spominje i Ernsta Haeckela, o kojem sam ja također malo pisao >> OVDJE. Gould ga navodi u prilično negativnom kontekstu jer smatra da su njegove ilustracije "drva života", tj. evolucijskog grananja, ukorijenile zamisao da evolucija proizvodi sve više oblika, sve bolje prilagođenih okolišu. Na osnovu uvida u Burgess Shale fosile, Gould razvija zamisao da je moguće da evolucija u vrlo kratkom vremenu proizvede ogroman broj dizajna, anatomskih planova, od kojih "decimacijom" tj. izumiranjem u velikom postotku, preživi samo nekoliko (ne nužno "najboljih"). Ti dizajni se fiksiraju u evolucijskoj budućnosti / "zrelosti" i ne mijenjaju u značajnoj mjeri. To je prema Gouldu razlog zbog kojeg u današnjim oblicima života postoje tolike razlike u dizajnu. U nekoj dalekoj evolucijskoj prošlosti (prekambrij) možda je postojao kontinurani prijelaz između različitih anotomskih rješenja, dizajna.

<< Naš rat svakdašnji Pogrešni ikozaedri >>

Zadnji put osvježeno: 22. travnja 2011. godine.