2020. feb 27.

Az evolúció alakja

írta: BME FTT
Az evolúció alakja

Jelen posztban a paleontológia, vagyis őslénytan, illetve az evolúcióbiológia 20. századi történetének egyik legizgalmasabb szeletét fogom bemutatni: azt az időszakot, amelyet a tudománytörténészek paleobiológiai forradalomnak neveznek.

A 70-es évek első felében a paleontológián belül megjelent egy olyan mozgalom, ami a tudományterületnek az evolúciós tudományokon belüli újrapozícionálását tűzte ki célul. A gyakorlatban ez azt jelentette, hogy a paleontológia, ez a tradicionálisan a geológia és a biológia között elhelyezkedő kevert tudomány, a geológiától a biológia felé kell közeledjen, hogy így érdemben hozzá tudjon szólni az evolúcióról folyó diskurzushoz: erre a hangsúlyváltásra utal az új diszciplína elnevezése, a paleobiológia is. A 70-es évek második felében és a 80-as években ebből a laza mozgalomból egy aktív intézményi és intellektuális programmal rendelkező aldiszciplína lett. Ennek a paleobiológiai mozgalomnak az egyik, ha nem a legfontosabb alakja Stephen Jay Gould volt, aki kiterjedt tudománynépszerűsítő munkássága révén 2002-es haláláig Carl Sagan mellett az amerikai tudományos közélet egyik legfontosabb alakja volt.

Stephen Jay Gould

Gould 1972-ben Niles Eldredge-el közösen publikált egy nagy hatású tanulmányt, amelyben lefektették a megszakított egyensúly elképzelését: azt a modellt, ami a paleobiológia egyik legfontosabb, ugyanakkor legnagyobb vitát kavaró elméleti hozzájárulása volt az evolúcióbiológiához. Mit is állított Gould és Eldredge ebben a tanulmányban? A fosszilis adatok értelmezésének Darwin óta tartó problémája volt az, hogy ha feltételezzük, hogy a fajok átalakulása földtörténeti léptékben is lassú és nagyjából állandó tempójú folyamat, ahogy ezt Darwin állította A fajok eredetében, akkor a fosszilis rekordban – vagyis a földi élet történetének ősmaradványok általi dokumentációjában – lépten-nyomon átmeneti formákkal kellene találkoznunk. Tehát olyan sajátosságokkal bíró ősmaradványokat kellene találniuk a kutatóknak, amik erről a lassú és fokozatos morfológiai változásról tanúskodnak. A helyzet azonban – ahogy ezzel már maga Darwin, illetve kortársai is tisztában voltak – nem ez, hanem ennek éppen ellenkezője vagyis hogy az egyes fajok évmilliókon át változatlan formában léteznek, az új fajok pedig látszólag a semmiből jelennek meg a kőzetrétegekben; azaz a darwini elképzelés által sugallt elvárások és az adatok között látszólag feszültség van. Darwin ezt a feszültséget a fosszilis rekord hiányosságaival magyarázta: azért nem látunk túl sok átmeneti formát, mert ezek a fosszilizációs és geológiai folyamatok pusztító hatásainak eredményeiként megsemmisültek, illetve eleve nem is fosszilizálódtak. Gould és Eldredge modellje ebbe visz egy csavart: azt mondják, hogy ezeket a lyukakat ne az adat hiányaként értelmezzük, hanem tekintsük az evolúció működéséről árulkodó adatnak.

Mire alapozzák ezt az elképzelést? Azt mondják, hogy induljunk ki a fajképződésnek egy másik modelljéből, amit allopatrikus speciációnak nevezünk. Az ‘allopatrikus’ azt jelenti, hogy különböző elterjedési területen végbemenő: egy faj populációja valamilyen esemény – például egy olyan katasztrofikus esemény, mint egy vulkánkitörés vagy hegycsuszamlás – miatt elkülönül a faj többi populációjától. Ilyen esetekben az olyan genetikai folyamatok, mint a például a genetikai drift földtörténeti értelemben gyors – tehát például tízezer év alatt végbemenő – evolúciós változásokat eredményeznek, és ennek eredményeként kialakul egy új faj. Ez a megszakítottság-komponense a megszakított egyensúly-modellnek: a morfológiai változatlanságnak azt az egyensúlyi állapotát, amit Eldredge és Gould sztázisnak nevez, valamilyen esemény megszakítja, ez pedig földtörténeti értelemben gyors fajképződést eredményez. 

Példa az allopatrikus speciációra, amikor egy fizikai gát miatt nem szaporodnak tovább egymással az egyedek

Dióhéjban ez a megszakított egyensúly elképzelése, azonban a megszakított egyensúlynak is van egy története, ami a tudománytörténészek számára érdekes lehet. Milyen tudományon kívüli szempontok érvényesültek a megszakított egyensúly bevezetésekor, milyen retorikai stratégiákkal igyekezett Gould és Eldredge elfogadtatni az elképzelést? Ennek a kérdésnek az egyik legérdekesebb eleme, hogy milyen szerepet játszottak a vizuális reprezentációk, az evolúció grafikus ábrázolásai a megszakított egyensúly korai történetében. Milyen szempontok mozgatják a tudósokat azoknak a grafikus ábrázolásoknak a létrehozásakor, amelyek segítségével az elképzelésüket igyekeznek elfogadtatni, mégpedig mint ahogy a megszakított egyensúly esetében is láthatjuk, egy olyan közegben, ahol a vita fókusza annak résztvevőinek függvényében, illetve időben is változik.

Gould és Eldredge az eredeti, 1972-es tanulmányukban a megszakított egyensúly elképzelését – ahogy már említettem – a fosszilis rekord egy újfajta olvasataként vezették be, szemben a régi olvasattal, amely a fosszilis rekordban megfigyelhető lyukakat a geológiai folyamatoknak degradáló hatásaival magyarázza. Erre az elnevezésre bevezetnek egy terminust, a filetikus gradualizmust, ami ilyen alakban előtte nem létezett. Állításuk szerint a filetikus gradualista kép egy olyan filozófiai hagyomány örököse, ami naiv módon feltételezi, hogy lehetséges tiszta megfigyelés, amely nincs az elméleteink által sugallt előzetes elvárásaink szűrője által torzítva. A filetikus gradualizmus, mint az evolúcióbiológia ortodox alapállása azt sugallja, hogy „lyukakról”, hiányról van szó abban az esetben amikor nem ősmaradványok kontinuus morfológiai sorozatát találjuk. Gould és Eldredge az ortodoxiát annak kanonikus ábrázolásain keresztül támadják, cikkükben a filetikus gradualizmus több tankönyvi illusztrációja is szerepel. Nézzük meg az alábbi képet, amely egy feltételezett rendszertani csoport morfológiai változásának mintázatát ábrázolja egy fajképződési eseménykor. A fajból B és C új fajok jönnek létre x és y átmeneti formákon keresztül. A morfológiai változás mindkét leszármazási ág esetében uniform módon történik: amíg B faj héja fokozatosan keskenyebbé és hosszúkásabbá válik, addig C faj laposabbá és szélesébbé. A két faj kialakulása egy kitüntetett morfológiai sajátosság mentén, azonos idő alatt, azonos lépésben történik.

Egy feltételezett rendszertani csoport morfológiai változásának mintázata

Tanulmányuk végén bemutatják a filetikus gradualista képnek egy olyan sematikus ábrázolását, ami az élet fájának régi ábrázolási konvencióját követi. Míg a vertikális tengely az időt, a horizontális tengely a morfológiai változatosságot reprezentálja: ahogy egy fa ágai egyre szövevényesebbek lesznek, úgy lesz a földi élet is egyre diverzebb és szerteágazóbb, ahogy egyre több rendszertani csoport jelenik meg. Másrészt ahogy minden ág egy közös törzsből ered, úgy minden jelenlegi és valaha volt faj egyetlen közös ősre vezethető vissza, amelyből a jelenlegi változatosság kialakulhatott. Ez az evolúciónak az a kanonikus ábrázolása, amit Gould egy későbbi esszéjében ‘tölcsérnek’ nevez: egy kezdeti pontból, a közös ősből az idő előrehaladtával kúpszerű alakzat jön létre, ahogy a földi élet diverzitása lassú és fokozatos tempóban egyre növekszik.

A filetikus gradualizmus

Gould és Eldredge megszakított egyensúlyi modellje ezzel a filetikus gradualista képpel kíván szakítani. Az alábbi ábra ismét csak egy hipotetikus leszármazási ágat mutat, ami az eddigi evolúciós fáktól szándékoltan elütő módon van megrajzolva. A fajképződési eseményeket a szaggatott vonal jelöli a lehetséges morfológiai változások háromdimenziós terében: minden morfológiai változás hirtelen történik, a geológiai értelemben rövid fajképződési eseményekkor. Ezt a hirtelenséget reprezentálja a szaggatott és a vastag vonalak hosszúságának különbsége. Míg az evolúció gradualista ábrázolásai a fajok lassú és organikus változásának képét jelenítik meg, addig itt a teljesen függőleges vastag vonalakkal és az ezek közti éles törésekkel a hosszú távú stabilitás és robbanásszerű változás evolúciós mintázata jelenik meg.

A megszakított egyensúly 3D-s mintája

iért is érdekes ez az egész? A megszakított egyensúly vizuális reprezentációinak vizsgálata rávilágít arra, hogy a tudósoknak milyen tervezési kérdésekkel kell szembenézniük, amikor az elképzeléseiket támogató grafikus ábrázolásokat kialakítják. Ezek az ábrázolások nem ártatlanok, nem pusztán illusztrálják azt, amit a tudományos szövegekben írásban, állítások formájában megfogalmaznak, hanem olyan új jelentésrétegeket alakítanak ki, amelyek hozzájárulnak a komplex tudományos viták létrejöttéhez. Az ábrázolások, melyek például az egyetemi tankönyvekben sokszorozódnak, majd idővel kanonizálódnak, kutatók generációi számára meghatározzák azt, hogy bizonyos problémákról milyen módokon gondolkoznak, milyen előfeltevésekkel élnek. De egy tágabb kontextusban meghatározzák az adott diszciplínán kívüli tudósok, illetve a laikusok elképzeléseit bizonyos kérdésekre, jelen esetben az evolúció tempójára vonatkozóan.

A megszakított egyensúly története azért különösen érdekes ebből a szempontból, mert az elképzelés nem maradt a paleontológia diszciplínán belül, hanem abból kilépve sokkal tágabb hatást gyakorolt. Az 1980-as évek legelejétől kezdődően kilépett a paleobiológia lokális szintjéről, és a tágabban vett evolúcióbiológia egyik nagy vitájának központi eleme lett. Ez főleg Gould két 1980-as cikkének köszönhető, amelyekben halottnak nyilvánította az 1930-as évek óta az evolúcióbiológia alapvető keretelméletéül szolgáló neodarwini szintézist, és felvázolta az evolúció egy új, hierarchikus képét. Erre számtalan ellenreakció érkezett, ami végső soron azt eredményezte, hogy a megszakított egyensúly, illetve ezen keresztül Gouldnak a paleontológia feladatára vonatkozó agendája az addigaknál nagyságrendekkel szélesebb körben vált ismertté. Ez természetesen együtt járt új vizuális reprezentációk megjelenésével. 

Ez a szélesebb körben való elterjedés eredményezte, hogy az elképzelés bizonyos értelemben önálló életre kelt: egyfelől más diszciplínák importálták a megszakított egyensúly koncepcióját, a legnagyobb hatást például a politikatudományi diskurzusra gyakorolta, ahol különböző policyk, például először az amerikai választási rendszer alakulását magyarázták ilyen módon. Ez egyébként bizonyos értelemben egybecseng Gould és Eldredge elképzelésével, akik az 1972-es tanulmányt követő 1977-es cikkükben a megszakított egyensúlyt mint a változás, a különböző komplex rendszerek változásának egyfajta általános metafizikai koncepciójaként írták le. Másfelől, ahogy az elképzelés újabb és újabb közönségeket ért el, a tudomány publikus felfogását is aktívan formálta, és politikai jelentőségre is szert tett. Ebben nagy szerepe volt Gould népszerű tudományos írói munkásságának, amely az 1970-es évek végétől vált egyre hangsúlyosabbá. Azáltal, hogy a tudományos viták intézményes kereteiből kilépve, a nyilvánosság előtt kritizálta a neodarwinizmust mint az evolúcióbiológia egyeduralkodó kutatási programját, kiszabadította a szellemet a palackból, és a kreácionizmus - vagyis a teremtett világ hívei - a megszakított egyensúlyt saját nézeteik alátámasztására kezdték felhasználni. 

Bárdos Dániel a BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszékének egyetemi tanársegéde. A PTE-n szerzett filozófusi diplomát, már az alapszak óta érdeklődik a biológia filozófiája, elsősorban a paleontológiával kapcsolatos filozófiai kérdések iránt. Kutatási területe a többszintű szelekciós elképzelések, különösen a fajszelekció paleobiológiai modellekben betöltött szerepe, valamint a paleobiológia és az evolúcióelmélet egymáshoz való viszonya. A Filozófia, a Kutatásmódszertan, valamint a Tudományfilozófia tantárgy oktatója.

Szólj hozzá

evolúció tudománytörténet paleontológia paleobiológia