Kitabı oku: «A férfi és a nő», sayfa 9
Viták
Darwin elmélete a maga korában nagy port vert fel. Sokan egyenesen eretnekségnek érezték gondolatait. Másokat az a gondolat bántott, hogy az ember a majomtól származik. Pedig ez csupán félreértés. Az elmélet szerint az ember és majom közös őstől származik. Persze hívei is akadtak, és olyanok is, akik szívesen tették próbára Darwin tudását.”
2.1.4 „Neodarvinizmus
(Írta: Wiandt Gábor, 2018.06.28.)
A darwinizmus továbbfejlesztése céljából kialakított, de azzal sok tekintetben ellentétes biológiai tanítás.
Tagadja a szerzett tulajdonságok öröklődését, a környezeti tényezők öröklődés-megváltoztató szerepét.
A szerves világ fejlődésének tényét azzal magyarázza, hogy az idioplazma a környezettől függetlenül a legkülönbözőbb változatokat adja, és ezekből a kiválogatás a legalkalmasabbakat tartja meg.
A kiválogatásnak mindenhatóságot tulajdonít. A létért folyó küzdelmet a csírasejtekbe helyezi az idioplazmának legkisebb részecskéi, a determinánsok közé. Ezt nevezi germinális szelekciónak.
Egy másik irányzata viszont a kiválasztás tehetetlenségét bizonyítja. A fajkeletkezést kizárólag a mutációkra alapozza, a kiválogatódásnak szerinte csak alkalmas mutációkat fenntartó, a károsakat pedig kiküszöbölő szerepe van.”
2.1.4.1 „Neodarwinizmus (modern evolúciós szintézis – neo-Darwinism modern synthesis)
https://regi.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tkt/oxford-typotex-biologiai/ch01s14.html
„A mikroevolúció (a populáció genetikai állománya változási) folyamatának ma is érvényes elmélete, amit 1920 és 1950 között dolgoztak ki; ez szintetizálja (összekombinálja) a klasszikus (mendeli) genetikából nyert bizonyítékokat (a többszörösen bizonyított mendeli génátviteli szabályokat) az evolúció természetes kiválogatódással zajló darwini elméletével (lásd darwinizmus), kiegészítve néhány olyan evolúciós tényező hatásával, amelyet a 19. században még nem ismerhettek. Mindezt a populációgenetika keretei között egységesen tárgyalja. Felhasználja a génekről és a kromoszómákról időközben szerzett modern ismereteket, hogy megmagyarázza a genetikai variációk forrását, amelyen a különféle kiválogatódások szelektíven hathatnak. Értelmezi az evolúciós tényezők (tehát a mutációk, a génáramlások, illetve a genetikai izolációk, a nem-véletlenszerű párosodások, vagyis a szexuális szelekciók, a többi természetes kiválogatódás, valamint a populáció tartós létszámcsökkenése következtében fellépő genetikai sodródás) hatásait a populáció génállományának (az allél- és a genotípus-gyakoriságoknak) nemzedékenkénti megváltozására. Ezzel lényegileg megalapozza a mikroevolúcióban látott változások értelmezését a genetikai síkon. A genetikai izoláció és a genetikai sodródás bizonyos mechanizmusaival értelmezni képes a valamikor egységes populációból új fajok felé tartó eltérő (divergáló) fejlődést is.”
2.1.4.2 „Ezt még Darwin sem tudta megmagyarázni az elméletében
https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=Ezt+meg+Darwin+sem+tudta+megmagyarázni+az+elmeleteben+
A modern biológia jelentős részben Charles Darwin evolúcióelméletére támaszkodik. Ennek lényege a természetes szelekció, amely szerint a természet a legrátermettebb, legjobban alkalmazkodott élőlények szaporodását, fennmaradását és túlélését segíti elő. Darwin elmélete azonban a genetika fejlődésével finomításra szorult. Érdekes módon éppen az evolúcióelmélet »antihősének« számító Lamarck néhány elképzelése jött kapóra a darwinizmus egyes hézagainak betöméséhez és egy egyesített evolúcióelmélet kidolgozásához – olvasható a környezeti epigenetikával foglalkozó neves amerikai biológus, Michael Skinner tanulmányában.
Amikor Darwin az 1850-es években kidolgozta evolúcióelméletét, úgy írta le a természetes szelekció hajtóerejét, hogy annak hátterében »ismeretlen molekuláris mechanizmusok« állnak. Az azóta eltelt több mint száz év alatt azután a genetikában és a molekuláris biológiában elért eredmények körvonalazták az evolúció működésének modern, neodarwinista elméletét.
Nem csak a mutáció befolyásolja az evolúciót.
A DNS-szekvenciák véletlenszerűen mutálódnak, és a környezethez való legjobb alkalmazkodást lehetővé tevő szekvenciákkal rendelkező organizmusok szaporodnak és maradnak fenn. Ezek a fajok uralnak egy niche-t addig, amíg a környezet meg nem változik, és újra be nem indul az evolúció motorja.
Kiderült azonban, hogy az evolúciónak ez a magyarázata nem teljes, és egyre több jel utal arra, hogy más molekuláris mechanizmusok is szerepet játszanak a fajok evolúciójában.
Az egyik gond Darwin elméletével az, hogy miközben a fajok kétségtelenül több adaptív jellemzőt (azaz fenotípust) fejlesztenek ki, a random DNS-szekvencia-mutációkról kiderült, hogy túl lassúak ahhoz, hogy sok megfigyelt változást megmagyarázzanak. A problémával tisztában lévő kutatók ennek kompenzálására egy sor különféle genetikai mechanizmust javasoltak. Például a genetikai sodródást, miszerint az egyedek egy kis csoportja drámai genetikai változáson megy át, vagy az episztázist, amelyben egy génkészlet elnyom egy másikat.
Nagyon alacsony a mutációs ráta.
De még ha léteznek is ilyen mechanizmusok, az összetett szervezetek, például az ember genetikai mutációs rátája drámaian alacsonyabb, mint egy sor tulajdonság változási frekvenciája az anyagcserebeli alkalmazkodástól kezdve a betegségekkel szembeni ellenállóságig.
A tulajdonságváltozatok gyors felbukkanását nehéz csupán a klasszikus genetikai és neodarwinista elmélettel megmagyarázni. A kiváló evolúcióbiológus, Jonathan B. L. Bard T. S. Eliot versét átírva mondta: »A fenotípus és a genotípus közé hull az árnyék.«
Milyen molekuláris mechanizmusok állnak a háttérben?
És a darwini elmélettel kapcsolatos problémák túlterjeszkednek az evolúciótudományon a biológia és az orvosbiológia más területeire. Például ha a genetikai öröklődés határozza meg a tulajdonságainkat, akkor miért vannak az ugyanazon génekkel rendelkező egypetéjű ikreknek rendszerint más betegségeik?
És miért van az, hogy csak olyan kevesen (gyakran kevesebb, mint 1 százalék) osztoznak közös genetikai mutáción, akik bizonyos betegségekben szenvednek? Ha a mutációs ráta véletlenszerű és állandó, akkor miért emelkedett sok betegség gyakorisága több mint tízszeresére csupán néhány évtizeden belül? Hogy lehetséges, hogy több száz környezetszennyező anyag képes megváltoztatni a betegségek felléptét, de a DNS-szekvenciát nem? Az evolúcióban és az orvosbiológiában a fenotípusos jegyek divergenciája sokkal gyorsabb, mint a genetikai változatosság és mutáció kialakulási rátája, de miért? – veti fel Skinner a tanulmányában.
A kérdés tehát összefoglalóan az: ha a természetes szelekció nem csupán a genetikai mutációk révén hat, akkor milyen molekuláris erők hozzák létre a tulajdonságvariációk teljes készletét, amelyek ahhoz szükségesek, hogy a természetes kiválasztás befejezze a munkát?
Újra előkerült Lamarck elképzelése.
Meglepő módon a kérdés megválaszolásához Jean-Baptiste Lamarck munkássága is hozzájárul. Lamarck 50 évvel Darwin előtt publikálta evolúciós elképzeléseit, és munkásságát sokáig teljes egészében a tudomány szemétdombjára vetették. Lamarck például olyanokat állított, hogy »a környezet közvetlenül meg tudja változtatni a tulajdonságokat, amelyek azután átöröklődnek a következő generációkra«. Egyik híres-hírhedt példája a zsiráfnyak meghosszabbodását magyarázta. Amikor a zsiráf egyre magasabbra igyekszik felnyúlni a levelekért, akkor „idegi folyadék” áramlik a nyakába, ez a folyadék meghosszabbítja a nyakat, és ez a változás át is öröklődik, állította Lamarck.
Az egyik kézzelfogható támpont majdnem egy évszázaddal azután jött, hogy Darwin közzétette elméletét. 1953-ban – ugyanabban az évben, amikor Watson és Crick felfedezte a DNS kettős spirál szerkezetét – az Edinburgh-i Egyetem fejlődésbiológusa, Conrad Waddington tett egy különös felfedezést.
Waddington észrevette, hogy azok az ecetmuslicák, amelyeket külső kémiai ingereknek vagy hőmérsékletváltozásnak tesznek ki az embrionális fejlődés alatt, különféle szárnystruktúrákat fejlesztenek ki. Azok a változások, amelyeket a kutatók egyetlen nemzedékben hoztak létre, továbböröklődnek az utódokba a leszármazási vonalban.
Színre lép az epigenetika.
Waddington a modern epigenetika szót használta a gyors változás jelenségének leírására. Különösen figyelemre méltó, hogy Waddington – még azelőtt, hogy Watson és Crick publikálta volna a DNS szerkezetét – felismerte, milyen hatást gyakorolhat a felfedezése az evolúcióelméletre. Az ecetmuslica szárnyainak egy generáció alatti megváltozása az eretnek Lamarck eredeti elképzeléseit támasztotta alá. Úgy tűnt, hogy a környezet közvetlenül képes befolyásolni a tulajdonságokat.
Noha Waddington leírta az epigenetika általános szerepét, semmivel sem volt jobban tisztában az ebben szerepet játszó molekuláris elemekkel vagy mechanizmusokkal, mint Lamarck vagy Darwin. Ahogy azonban a molekuláris biológia egyre jobban megfejtette az élet működését, úgy nyert egyre több értelmet Waddington – és tulajdonképpen Lamarck – elképzelése.
Noha a környezeti tényezők nagy többsége valóban nem változtatja meg a DNS molekuláris szekvenciáját, viszont befolyásol egy csomó epigenetikus mechanizmust, amely szabályozza a DNS működését, például be- vagy kikapcsolja a gének működését, vagy meghatározza, hogyan fejeződjenek ki a fehérjék – génjeink termékei – a sejtekben.”
Ide tartozó irodalomnak lehet-e tekinteni az alábbi cikket?
2.1.5 „A dinoszauruszok 20 millió évvel korábban jelenhettek meg
https://index.hu/tudomany/2016/11/10/a_dinoszauruszok_20_millio_evvel_korabban_jelenhettek_meg/
A dinoszauruszok eddigi legkiterjedtebb törzsfáját állították össze brit és amerikai paleontológusok – írja az MTI. Arra jutottak, hogy a dínók 250 millió évvel ezelőtt, vagyis az eddig feltételezettnél 20 millió évvel korábban kezdték el benépesíteni a Földet. Az őslények új törzsfáján közel ezer faj kapott helyet.
A paleontológusok új modellje szerint az első dinoszauruszok körülbelül 250 millió évvel ezelőtt jelentek meg. Az első madarak 165-172 millió évvel ezelőtt váltak le a dinoszauruszok törzsfájáról, a madarak összes ismert csoportja pedig a 108 millió és 69 millió évvel ezelőtti periódusban, a késő kréta időszakban fejlődött ki.
A modell szépséghibája, hogy a dinoszauruszok megjelenését 10 millió évvel korábbra teszi, mint ami a legrégebbi ismert fosszíliák kora. A legidősebb dinoszaurusz a 2013-ban azonosított Nyasasaurus parringtoni, amelynek maradványai még 1956-ban kerültek elő a Nyasza- vagy Malawi-tó környékén. A fosszíliák mindössze 240 millió évesek, ami azt jelenti, hogy a paleontológusoknak vakon meg kell bízniuk a matematikai modellezésben, legalábbis addig, amíg még korábbi fosszíliák nem kerülnek elő.
A kutatócsoport eredményei szerint azonban a dinoszauruszok megjelenését további 10 millió évvel korábbra ki lehet tolni. Ha a számításai helytállóak, kiderül, hogy a dinoszauruszoknak sikerült túlélniük a perm-triászi kihalási eseményt. A körülbelül 251 millió évvel ezelőtti nagy kihalás volt a földtörténet legpusztítóbb eseménye, amely a tengeri fajok 96, és a szárazföldi fajok 70 százalékának az eltűnéséért felelős.
A tanulmány a Biology Letters szaklapban jelent meg.”
Azért gondolom, hogy kapcsolódhat a korábban elhangzott, Darwini gondolatokhoz, és annak számtalan kritikájához, mert egy érdekes következtetés vonható le: a Földi világban a 250 millió évvel ezelőtti élőlényekkel kapcsolatban igazán még nem kutakodott senki abban a tekintetben, hogy ha igaznak tételezzük fel a Darwini „módosulással való származás” elméletét, akkor a dinoszauruszok „kihalásának” miért nem lettek utód-faji következményei? Márpedig az utánuk következő évmilliók, hasonló lényeket, mint a dinoszauruszok, nem produkáltak. Márpedig Földi viszonylatban lehettek olyan körülmények, amelyek az egész Földre hatással voltak, de olyan, hogy írmagja sem maradt a dinoszaurusz fajnak, elképzelhetetlen.
Természetesen a fantázia e tekintetben is határtalan lehet, mert a Föld egy adott fejlődési szakaszában, amikor a dinoszauruszok éltek, valamilyen törvényszerűség vagy technológia program szerint, amely kódolva volt a dinoszauruszokban, csalódást okozhatott. No nem a természetnek, hanem az alkotónak. Jelen esetben természetesen a sikertelen évmilliók lezárásának is tekinthetjük a dínók kihalását, mint ahogy be is következett.
2.2 „A növényvilág evolúciója és a darwini fejlődéselmélet
http://www.matud.iif.hu/2009/09dec/02.htm
Írta: Borhidi Attila, biológus, az MTA rendes tagja, PTE Növényrendszertani és Geobotanikai Tanszék • borhidi@ttk.pte.hu
A Darwin-emlékév kapcsán nem tűnik haszontalannak a növényvilág evolúciójáról szerzett ismereteinket a darwini fejlődéselmélet szemszögéből áttekinteni, és állításait a növényvilág szempontjából értékelni. Az egyik ok, amelyért ezt meg kell tennünk, az, hogy a darwini elmélet alapvetően az állatvilágban megfigyelt alkalmazkodási jelenségekre épült, holott a földi élet története szempontjából a kulcsfontosságú szerep a növényvilágé, amely a földi élő rendszereket működtető kozmikus energiaforrás egyetlen akceptoraként egyrészt a földi légkört az élő szervezetek számára élhető közeggé formálta, másrészt szerves tápanyaggal ellátta. Másként fogalmazva az állatvilág – az embert is beleértve – a növényvilág vendégeként éli földi életét.
Tanulmányomban szeretnék rávilágítani néhány momentumra, amelyek a darwini elméletet nemcsak zseniálisnak, hanem vitathatónak is ítélik.
A darwini elmélettel részben az a gond, hogy belőle már Charles Darwin életében ideológia lett, ami nem mindig kedvező egy tudós számára, és nem biztos, hogy ez a tény megegyezik a tudós eredeti szándékával. Kétségtelen, hogy hírneve már életében hatalmas mértékben megnőtt, és Darwin elméletéből nemcsak darwinizmus lett, hanem neodarwinizmus is, ami a 20. század második felének jelentős szellemi áramlatává vált.
Ez utóbbinak képviseletében Richard Dawkinst idézhetjük, Az önző gén és A vak órásmester című könyvek szerzőjét, aki többek között ezt írja: »A természet egyedüli órásmesterei a fizika vak erői, bár ezek nagyon különleges módon fejtik ki hatásukat. Egy valódi órásmester előrelátóan cselekszik: megtervezi fogaskerekeit és rugóit, valamint ezek kapcsolatait, miközben egy jövőbeli cél lebeg a szeme előtt. A természetes szelekciónak, a vak, tudattalan, automatikus folyamatnak, amit Darwin fedezett fel, és ami mai tudásunk szerint megmagyarázza az élet összes formájának létezését és látszólagos célját, semmilyen cél nem lebeg a szeme előtt. Nincs elméje és nincsenek lelki szemei, és nem tervez előre semmit. Nincs látomása, előrelátása, egyáltalán semmilyen látása nincs. Mondhatni ő játssza az órásmester szerepét a természetben, ráadásul ez az órásmester teljesen vak.« (Dawkins, 1986, 14.)
Ezzel szemben Darwinnak nem állt szándékában az élet összes formáinak, és különösen nem az élet keletkezésének megmagyarázása, amint maga írja: »Előre kell bocsátanom, hogy sem a szellemi képességekkel, sem az élet eredetével nem kívánok foglalkozni.« (Darwin, 1958, 331.). Úgy tűnik, hogy Darwin elméletét olyan elvárásokkal terhelték meg és teszik ma is, amelyeket nem biztos, hogy el tud viselni. Az sem szerencsés, ha egy tudományterület problémáinak megoldását egy másik tudományra hárítják át, amelyben az illető nem szakember. Egy biológus ne mondja azt, hogy a biológiai folyamatokat a »fizika vak erői« irányítják. Az élő szervezeteknek mindig is megvoltak az eszközeik, hogy a fizika »vak erőit« saját javukra fordítsák.
Egy vizsgálható fejlődésmodell: a szukcesszió
Az evolúció megítélésének fő nehézsége, hogy nem tudjuk lejátszani, mert ez az eseménysor egyszer zajlott le a Föld története során. De modellként vizsgálhatunk olyan jelenben lejátszódó folyamatokat, amelyek egyértelműen fejlődési folyamatok, és a szereplői növények. Ilyen például egy trópusi esőerdő regenerációja egy hurrikán által letarolt területen, ahol a talajt elvitte az erózió, és a környezetből indul el a terület újraerdősülése. A Karib-térségben, ahol ilyen természeti katasztrófák évente megtörténnek, számos alkalommal vizsgáltak ilyen folyamatokat, magam is vizsgáltam ilyet.
Azt látjuk, hogy a különböző szaporodási stratégiával rendelkező fajok meghatározott sorrendben váltják egymást a lepusztult termőhelyen és hoznak létre egy sekély termőtalajt, amelyen gyorsan növő puhafák alakítják ki az első erdei közösséget, amely 15-30 év alatt létrehoz egy 10-15 méter magas koronaszintű állományt. Ezt nevezzük első homeosztázisnak, vagyis a fejlődés első szakaszának. Ez a közösség igen nagy mennyiségű, gyorsan bomló szerves anyagot termel, amely felgyorsítja a talajképződési folyamatokat, és ezen a megnőtt tápanyagbázison újabb huszonöt-ötven év alatt kialakul magas fákból egy második, immár 25–30 m magas koronaszint. Ez a második homeosztázis, amelynek élettartama már 50–100 év, és amely alatt megtaláljuk az alsó koronaszintet is.
A trópusi esőerdők dinamikáját kevésbé ismerő szerzők már ezt az együttest valódi, kész trópusi erdőknek gondolják, és ezért írják tévesen, hogy a trópusi esőerdők ötven év alatt regenerálódnak. A fejlődésnek ugyanis még nincs vége. Ezután jelennek meg és nőnek fel a 40-50, esetleg 70 m magasra megnövő óriásfák, kialakítva a trópusi esőerdő harmadik, felső koronaszintjét. Ez a harmadik homeosztázis, amely 150-300 év alatt alakul ki, és az óriásfák koronaszintjében fejlődik ki a liánok és epifiton szervezetek óriási gazdagsága a bennük élő rovarok, madarak, emlősállatok hihetetlen változatosságú élővilágával együtt. Ez az a közösség, amelynek élete egyensúlyban van az éghajlati körülményekkel, vagyis annyi szerves anyagot termel, amennyit beépít a szervezetébe, és eközben fenntartja a talaj táperejét. Ezzel szemben az első két homeosztázis szereplői sokkal több szerves anyagot termeltek, mint amennyit testükbe beépítettek, és többlettermelésükkel a következő homeosztázis feltételeit teremtették meg.
Mindebből megállapítható, hogy a szukcesszió egy szakaszos fejlődési folyamat, amelyben felépítő és egyensúlyi fázisok váltják egymást. Ebben a folyamatban sem a fizikai, sem a biológiai erők nem vakon működnek, a folyamat annyira felismerhető momentumokból áll, hogy ezek ismeretében az erdővagyon nagysága és évi növekménye kiszámítható, amelyre gazdálkodási terv építhető, és vele, mint megújuló energiaforrással, fenntartható módon gazdálkodhatunk. Vagyis: a természeti erőforrásokkal való kiszámítható és tervezhető gazdálkodás ténye ellentmond az erőforrások vak és véletlenszerű keletkezésének.
Segíthetnek-e a molekulák?
Nagy várakozással tekintettünk az utóbbi két évtized molekuláris genetikai és taxonómiai kutatásaira, amelyek segítettek abban, hogy az örökítőanyag szerkezetéből, a DNS-molekula bázissorrendjeinek összehasonlításából megismerjük az evolúció eddig homályos részleteit, hogy az élő szervezetek hasonlóságára épített fejlődéselméleteket konkrét genetikai struktúrákkal igazoljuk. Azt vártuk, hogy a megismert génszekvenciák a lezajlott fejlődés sorrendjébe állítják a ma ismert növényvilágot, és végre megszületik az egyetlen hiteles evolúciós törzsfa, amely felrajzolja a növényvilág fejlődéstörténetét úgy, hogy közben betömi azokat a hézagokat, amelyeket a darwini elmélet nyitva hagyott. Munkatársaimmal magam is bekapcsolódtam ilyen kutatásokba.
Ahogyan ez lenni szokott egy új módszer bevezetésekor, a molekuláris genetikai-taxonómiai kutatások igen sok nyitott kérdést megoldottak. Az evolúciós törzsfák számos korábbi származástani feltételezését megerősítették, sok új meglepő eredményt is hoztak, de miközben sok korábbi tudáshézagot betömtek, nagy számban vetettek fel új problémákat is. (Borhidi, 2008)
A kladisztikai törzsfák azonnal két meglepetéssel szolgáltak. Korábban a morfológiai hasonlóságokra épülő törzsfákon úgy tüntettük fel a fejlődést, hogy a fejlettebb csoportokat a földtörténet során korábban megjelent, ismert fejletlenebb csoportokból származtattuk. Ezzel szemben a mai molekuláris törzsfák elágazásain mindenütt ismeretlen, feltételezett csoportok szerepelnek, amelyeket még megnevezni sem tudunk. Vagyis eljutottunk oda, hogy van egy olyan konkrét genetikai információkon felépülő evolúciós törzsfánk, amelynek valamennyi elágazási pontja hipotetikus. Úgy is fogalmazhatnánk, hogy amennyivel okosabbak lettünk a részleteket illetően, annyival bizonytalanabbak az egész megítélésében. Mai ismereteink ugyan kétségtelenül valósabbak, de az összkép homályosabbnak tűnik, mint volt korábban. A törzsfák másik problematikus eleme, hogy a fejlődés folyamatát ábrázoló származási vonalak mentén számok szerepelnek; azon tulajdonságok száma, amelyek a vonal végén szereplő növénycsoport kizárólagos sajátjai, amelyek a szomszédos, ún. »testvércsoporttól« megkülönböztetik. A probléma ott van, hogy a darwini evolúciós elmélet szerint a fejlődési vonalon nem tulajdonságoknak kellene szerepelniük, hanem kihalt fajoknak. Olyan szervezeteknek, amelyek a felsorolt tulajdonságoknak csak egy részével rendelkeztek, és nem a teljes kombinációval, aminek következtében a természetes szelekció áldozataivá váltak. De ilyen sikertelen próbálkozásokat megtestesítő, »átmeneti jellegű« fajokat nem ismerünk, csak a sikeres végeredményt. Röviden azt is mondhatnánk, hogy a molekuláris taxonómiai vizsgálatok nem erősítették meg egyértelműen a darwini hipotézist.
Folyamatos vagy szakaszos fejlődés?
Ha már most a fésű alakú kladogramokat valódi fa alakú törzsfává alakítjuk, ahogyan azt Podani János tankönyvében látjuk (Podani, 2003), rendkívül impozáns képet kapunk arról, hogy a devon kor óta a szárazföldi növények különböző csoportjai milyen sorrendben és milyen származási viszonyban jelentek meg az evolúció során. Ez a törzsfa szükségszerűen a mért és vizsgált genetikai távolságok léptékében készült, és a fejlődést a darwini elmélet lépcsőzetes folyamatában mutatja meg. Ha azonban ugyanezt a törzsfát a növénycsoportok megjelenésének időarányos léptékében helyezzük el, ahogyan megjelenésük a paleontológiai ismereteink szerint történt, merőben más képet kapunk, amely arról szól, hogy a növényvilág evolúciója négy nagy – időben elkülönülő – robbanásszerű szakaszra tagolódik, amelynek jellemzője, hogy mindegyik fejlődési szakasz kezdeti időszakát az új alakok viszonylag gyors és gazdag megjelenése jellemzi.
A négy nagy evolúciós robbanás: 1.) Az őstenger élővilágának kialakulása 2.) A növények partraszállása 3.) A nyitvatermő növények 4.) A zárvatermők robbanásszerű megjelenése.
Az első robbanás: az őstenger élővilága
A négy robbanás közül az első a kambriumkori őstenger élővilágának a kialakulása. Ez a korszak mintegy kétmilliárd esztendővel ezelőtt kezdődött, de magát az őstenger élővilágát csak a mintegy félmilliárd évvel ezelőtt keletkezett geológiai rétegekből ismerjük, mivel a korábban keletkezett földtani rétegek a földkéreg nyomása alatt átkristályosodtak, és a bennük tárolódott maradványok elpusztultak: a »kozmikus titkosszolgálat« a korábbi dokumentumokat kevés kivétellel megsemmisítette. A földi légkör ekkor még alig tartalmazott oxigént, ezért hiányzott a ma létező ózonpajzs, amely az élő sejteket megvédhette volna az UV-sugarak gyilkos hatásától. Ezért a növényvilág egy sugárzásmentes bunkerbe kényszerült, ahol a bunker szerepét a tenger látta el.
Az egysejtű élőlények fejlődésében mindjárt az elején két nagy csoport elkülönülése figyelhető meg: az egyostoros és a kétostoros egysejtűeké. Mindkét csoport tagjai úgy szerezték meg a fejlődésükhöz szükséges sejtszerveiket és a fotoszintézishez szükséges színtesteket, hogy más egysejtű élőlényeket faltak fel, melyek sejtmagja, illetve színtestei tovább éltek és működtek immár a gazdaszervezet belsejében, mint azok saját szervei. Ez a jelenség az ún. endoszimbiózis, amely számos alkalommal zajlott le, és különböző egysejtű élőlények kialakulásához vezetett. A kétostoros sejtek nem tudták megemészteni a felfalt színtesteket, amelyek még régi sejtfalukat is megőrizték, és tovább folytatták fotoszintetizáló tevékenységüket. Ezekből lettek a különböző algacsoportok, vagyis a növények. Az egyostoros sejtek erősebb »gyomorsavval« rendelkeztek, és sikerült megemészteniük a színtesteket is. Belőlük fejlődtek a gombák és az állatok.
Az UV-sugarak eleinte mélyen behatoltak a tenger felszíne alá. Ezért az első prokarióta és eukarióta növényi szervezetek 70-150 m mélységben alakultak ki, ahová csak a sötétzöld fénysugarak jutnak le, és ezért az első vízi növények a vörös színtestekkel rendelkező cianobaktériumok és vörös algák törzséből kerültek ki. Később a légkör magasabb oxigéntartalma már jobban megszűrte az UV-sugarakat, és kialakulhattak azok az algatörzsek, amelyek 20-70 m mélységben képesek fotoszintetizálni, ahol a fény kék színű. Itt a barna és sárga színtestekkel rendelkező, ún. chromista algák váltak uralkodóvá, mint a kovaalgák vagy a barnamoszatok. Még később jelent meg a zöldmoszatok túlnyomó része, amelyek csak 20 m mélységig tudnak fotoszintetizálni, és amelyek különösen a sekély tengerekben és a partközeli zónákban jutottak vezető szerephez. Az egyes algatörzseknek ez a mélységi rétegződése a tengerekben ma is megfigyelhető. Végül megjelentek a csillárkamoszatok, amelyek a szárazföldi létforma felé az átmenetet mutatják, mert ma is a folyótorkolatok brakkvizében és az édesvizekben fordulnak elő.
Az őstenger élővilágának kialakulását azért kell robbanásnak tekintenünk, mert a kambriumi őstengerben már szinte készen áll a teljes evolúció, hiszen megtaláljuk a kilenc algatörzs mellett a gerincesek kivételével mind a tizenhét állattörzset is. Sőt, az evolúciónak abból a nyolc nagy lépéséből, amelyeket Maynard-Smith és Szathmáry Eörs mutatott ki és elemzett (Maynard-Smith – Szathmáry, 1995), hat nagy lépés már az őstengerben megtörtént, gyakorlatilag a szemünk elől elrejtve, hiszen ezekről fosszilis maradványok szinte egyáltalán nem maradtak fenn.
Ezzel kapcsolatos érdekes élményem volt, hogy Dudich Endre professzor urat – aki a zoológia kiemelkedően legnagyobb szaktekintélye volt a 20. századi magyar biológiában – kérdeztem, hogy ő hogyan látja az evolúciót. Ez nagyon bizalmas kérdés volt, mert politikai szankciókat válthatott ki az ’50-es években Magyarországon. Ő azonban nem küldött el azzal, hogy »fiatalember, maga engem ne provokáljon«, hanem őszintén válaszolta: »Nézze, én ebben azért nem gondolkodom, mert korábban több éven át tengerbiológiával foglalkoztam, többek közt a Nápolyi Tengerkutató Állomáson, és úgy látom, hogy szinte a teljes állatvilág készen megtalálható a kambrium kori őstengerben, és a gerinceseknek csak azok az osztályai hiányzanak, amelyek a szárazföldi lét során jelentek meg.«
Felfogása cseppet sem egyedülálló. Simon Conway Morris Cambridge-i paleontológus, a Royal Society tagja is a kambriumi robbanásról ír: »Ma ugyan megfigyelhetők bizonyos átmeneti formák egyes fajok között, és ebből arra lehet következtetni, hogy a múltban is léteztek ilyenek. Mindazonáltal a végeredmény nagyon távol van a formák egy hézagmentes mintázatától, ami lehetővé tenné, hogy egy nyomozó kiolvassa belőle az élet családfáját egyszerűen úgy, hogy megkeresi a közbenső – élő és kihalt – formákat, amelyek elvben összekötik a fajokat. Ellenkezőleg, a biológusok a szerves forma diszkrét voltával és a közbenső formák általános hiányával szembesülnek« (Conway Morris, 1998, 4.).
Ugyanezt erősíti meg James Valentine A rendszertani törzsek eredetéről című tanulmányában: »Az élet fájának sok ága – nagy és kicsi egyaránt – kriptogén eredetű, azaz rejtett eredetű, ősei ismeretlenek. E hézagoknak egy részét bizonyosan az okozza, hogy a fosszilis leletanyag nem teljes. De ez nem lehet az egyetlen magyarázat egyes családoknak, a gerinctelenek sok rendjének, a gerinctelenek összes osztályának és a metazoa összes törzsének kriptogén természetére«. (Valentine, 2004, 35.)
Második robbanás: a szárazföld meghódítása
A második robbanás a devon korszakban következik be. Az őstenger algáinak kétmilliárd éves fotoszintetikus tevékenysége kellett ahhoz, hogy a földi légkör oxigéntartalma 10%-ra növekedjék, ami már elég vastag ózonpajzs kifejlődésére volt elegendő ahhoz, hogy a szárazföldön is megvédje az élőlényeket az UV-sugárzástól. Nem tudjuk, hogy a növények hogyan érzékelték, hogy már ki lehet jönni a szárazföldre. Alig tudunk sikertelen kísérletről annak ellenére, hogy a szárazföldi élet első kísérletéről van szó! Különösen szembetűnő, ha ezt összehasonlítjuk a sikeres növények bámulatos sokféleségének robbanásszerű megjelenésével. Ne feledjük, hogy mindjárt kezdetben olyan növényekkel találkozunk, amelyek már rendelkeznek kifejlett bőrszövettel, rögzítő szervvel és hajtásrendszerrel, pedig a vízi növénynek, ha szárazföldi életet kezd, meg kell alapoznia a növényi test stabil egyensúlyi helyzetét a légtérben. Ehhez a hajtás és ágrendszerek új szimmetriaviszonyait, új testformákat kell kifejlesztenie, és mindezt a genetikai kódba beillesztve átörökíteni.
A szimmetriatípusok azonnal nagy változatosságban jelentek meg; szinte egyszerre alakult ki a villás, az örvös és a főtengelyes elágazási rendszer, amelyek a devon kor óta eltelt több százmillió év alatt sem változtak jelentős mértékben. A kialakult szerv- és szövetrendszerek egyúttal megkapták a feladatukat is. A rögzítő szervnek meg kellett oldania az anyagfelvételt, a szilárdítást végző hajtásrendszernek a tápanyagok szállítását, az ágrendszernek pedig a légtérbe kifeszülve meg kellett oldania az energiafelvételt és a gázcserét.
A szexuális folyamatok terén is jelentős előrelépés történt azáltal, hogy egyre elterjedtebbé vált a heterospória, a kétivarúság, amely az öröklődést genetikailag stabilabbá, a változékonyságot és alkalmazkodóképességet pedig erősebbé tette. A heterospória azonban megkövetelte, hogy a megtermékenyítés szárazföldi körülmények között is üzembiztosan menjen végbe. A fejlődésnek ebben a stádiumában ez úgy oldódott meg, hogy a hím és a női ivarszerv igen közel került egymáshoz, és egyetlen harmatcseppben is megtörténhetett a megtermékenyítés. A módszer sikerét mutatja az a hatalmas alakgazdagság, amelyet korábban a karbon kor sajátjának tekintettünk, ám valójában már a devon kor ötvenmillió éve alatt kialakult.
