Dzień Darwina na UW z koronawirusem w tle

Istnieje taka tradycja na uczelniach na całym świecie oraz towarzystwach propagujących naukę biologiczną, aby co roku organizować tzw. Międzynarodowe Dni Darwina. Przypomnę tylko w dużym skrócie, że Karol Darwin uważany jest współtwórcę (łącznie z Alfredem Wallacem) teorii ewolucji drogą mechanizmu selekcji naturalnej. Jego obserwacje świata przyrody, a następnie skonstruowanie hipotezy (ówcześnie nią była) na temat wyżej wymienionego mechanizmu ewolucji organizmów żywych było krokiem milowym w nauce biologicznej i w późniejszych czasach: ekologicznej. Mówi się, że jest to najważniejsze odkrycie w historii tych nauk. Współczesna syntetyczna teoria ewolucji, będąca skompilowaniem wiedzy na temat trendów w mechanizmie selekcji naturalnej, łącznie z dryfem genetycznym, migracją, mutacjami oraz zaawansowanej wiedzy z dziedziny genetyki, matematyki i teorii gier - jest w zasadzie uniwersalną teorią biologiczno-ekologiczną, dzięki której możemy tłumaczyć zależności przyczynowo-skutkowe w przyrodzie ożywionej na Ziemi.

Cytat pochodzi z "O powstawaniu gatunków" 1959 r., rys: Mariusz Uchman / FB: @rysunek.kontrolowany

W dniu 7 marca 2020 roku po trzech latach przerwy odbyły się dni Darwina (a właściwie to Dzień Darwina) na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego zorganizowanego przez Koło Naukowe Biologii Ewolucyjnej. Miałem przyjemność w nich uczestniczyć. Zacznę od tego, że obchody były bardzo specyficzne. Z powodu zagrożenia epidemiologicznego koronawirusem na pierwszym wykładzie - poza wykładowcami i organizatorami - było ok. 10-15 osób. Na kolejnych wykładach przybyło trochę ludzi, ale nie było ich w sumie więcej niż 25-30 osób. Z jednej strony to źle, bo mniej osób posłuchało interesujących prelekcji. Wykładowcy też chyba zazwyczaj wolą przemawiać do pełnej sali. Ale z mojego punktu widzenia miało to też swoje plusy. Atmosfera była bardzo kameralna, interaktywna, a wręcz swojska. Można było poznać większość wykładowców bliżej i zadawać im swobodnie pytania. Czułem się trochę jak na seminarium, ale w luźnej atmosferze. Bo w końcu nikt z uczestników nie będzie zdawał z tego egzaminu.

„Nic w biologii nie ma sensu jeśli jest rozpatrywane w oderwaniu od ewolucji”

Poza organizatorami pierwszy zabrał głos profesor Jerzy Dzik na temat „Ewolucyjnego elementu biostratygrafii”. Nie był to prosty wykład. Trzeba było się dobrze skupić, aby zrozumieć nowe terminy oraz zależności pomiędzy nimi. Profesor jako paleontolog jest specjalistą od kopalnej prehistorycznej części ewolucji biologicznej i tego dotyczył ten specjalistyczny wykład. Biostratygrafia bada wiek i pochodzenie skał na podstawie skamieniałości organizmów żywych oraz ich usystematyzowaniu w taksony. Ciekawą konkluzją profesora było to, że tylko odwołanie się do teorii ewolucji czyni z biostratygrafii naukę przyrodniczą. Według niego, jednak większość biostratygrafów woli pozostać w rewirze sztuk. Miał on tu na myśli uznaniowe sposoby na wydzielanie organizmów po pewnych cechach możliwych do zaobserwowania w skamieniałościach. Kladyści (czyli naukowcy zajmujący się filogenetycznym pochodzeniem rodowym organizmów) uznają odniesienie się do czasu geologicznego za nienaukowe.

Geograficzny zasięg wersji wirusa SARS-CoV-2 w dniu Darwina

Następnie odbyła się bardzo ciekawa część Dnia Darwina. Mianowicie: „Żywa Biblioteka - rozmowy z biologiami”. Dla uczestników jej funkcją była możliwość porozmawiania z wykładowcami przy stoliku na tematy, które są specjalnością danego naukowca. Jak już wspomniałem z powodu małej frekwencji, rozmowy miały charakter bardzo kuluarowy. Każdy z uczestników (jeśli chciał) miał do dyspozycji naukowca na naprawdę długi czas. Był wręcz niedobór chętnych w stosunku do przewidzianego na to czasu. Skrupulatnie to wykorzystałem. Porozmawiałem w bardzo miłej atmosferze z profesorem Piotrem Dawidowiczem na temat różnych ekosystemów i ich korelacji z różnorodnością gatunkową oraz przełożeniem na ich stabilność. Następnie zeszliśmy na społeczne znaczenie tzw. bioróżnorodności. Dzięki tej rozmowie rozwiałem sobie kilka swoich wątpliwości, które miałem. Następnie dosiadłem do dyskutującej młodzieży na temat antropogenezy z profesorem Pawłem Golikiem. Jako, że temat mnie interesuje od szkoły podstawowej, to chętnie uzupełniłem sobie własną pamięć ROM o najnowsze odkrycia naukowe w tej dziedzinie. Z ciekawostek profesor m.in. przekazał, że nie wydaje się, aby czynniki selekcyjne na poziomie molekularnym miały duży udział w kształtowaniu się współczesnego gatunku ludzkiego. Raczej wygląda to na dryf genetyczny, czyli czynniki losowe i szum molekularny. Na marginesie profesor twierdzi, ze ewolucja nie ma charakteru optymalizacyjnego. Poza stolikami można było zapoznać się z eksponatami i prezentacjami przygotowanymi przez sympatycznych studentów. Ze zrozumiałych względów dużą popularnością (jak na ilość uczestników) cieszyła się sprawa bieżąca, czyli wykres geograficzny aktualnej zmienności genetycznej (czyli już nieaktualnej po 5 dniach od wydarzenia kiedy to piszę) wirusa SARS-CoV-2.

Po tych atrakcjach wróciliśmy do sali wykładowej. Dr Barbara Pietrzak przygotowała prezentację na temat „Człowiek współczesny – owoc kamienia łupanego”. Dowiedzieliśmy się lub ugruntowaliśmy sobie podstawowe informacje o tym jakie czynniki selekcyjne mogły mieć wpływ na ewolucję Homo sapiens w paleolicie oraz jak tamte wydarzenia mogą oddziaływać na nas współcześnie. Można było się m.in. dowiedzieć jakimi ścieżkami następowała zdolność do trawienia laktozy w produktach mlecznych i w ogóle w jaki sposób wyselekcjonowały się populacje odżywiające się takimi smacznymi specyfikami neolitycznymi jak sery.

Prof. Dawidowicz prezentuje wykresy długowieczności populacji dafni

Profesor Piotr Dawidowicz opowiedział i pokazał na szczegółowych wykresach: „Do czego teoria ewolucji potrzebna jest ekologom”. Po wyjaśnieniu na czym polega nauka ekologiczna i współczesna metoda naukowa, profesor zaprezentował kilka myśli przewodnich od uznanych badaczy. Jedną z nich, która powtarzała się także w prezentacjach innych wykładowców, był cytat z genetyka Fieodosija Grigorjewicza Dobżanskiego (1900-1975): „Nic w biologii nie ma sensu jeśli jest rozpatrywane w oderwaniu od ewolucji”. Następnie przedstawił badania nad systemami hydrobiologicznymi, gdzie mogliśmy poznać interesujące interakcje ewolucyjne i różnice pomiędzy populacjami w takich specyficznych ekosystemach - jak oddzielone od siebie akweny w Dolinie Pięciu Stawów Polskich. Jednym z wniosków praktycznych z badań nad populacjami planktonu dafni - być może także dla ludzi - było to, co wyszło też w badaniach eksperymentalnych nad muszkami owocowymi, czyli zaobserwowany trend, że późniejsza reprodukcja sprzyja długowieczności, a organizmy zdolne do wczesnej większej reprodukcji niż inne, w warunkach optymalnych bez zagrożenia ze strony drapieżników - żyją krócej. Długowieczności sprzyja zdolności organizmu do dokonywania napraw swojego ciała, czyli regeneracji, a to nie pokrywa się, ze zdolnością do wczesnej zintensyfikowanej reprodukcji w młodym wieku. Długie zdrowie organizmu jest drogim kosztem, na które selekcja jako „bezwzględny księgowy”, często nie musi i nie może sobie pozwolić.

"Różnica między człowiekiem a innymi zwierzętami ma charakter ilościowy, a nie jakościowy"

Doktor habilitowana Marta Szulkin przedstawiła wielce interesujący mnie temat, czyli „Ewolucja w miejskim gąszczu”. Było m.in. o synurbizacji jakim ulegają miejskie populacje dzikich organizmów żywych. Z informacji, które zapamiętałem wynikało, że pewne miejskie populacje jednego gatunku mrówek okazały się bardziej zaadoptowane do średnio wyższej miejskiej temperatury, niż przedstawiciele wiejskiej populacji. I odwrotnie. Z badań, które pani doktor sama prowadzi nad ptakami miejskimi wynikało, że im większa ilość betonu i asfaltu wokół gniazda, tym mniejszy sukces reprodukcyjny. Wiąże się to prawdopodobnie z mniejszą ilością dostępnego pokarmu oraz jego odmiennością. Miejskie ptaki nie znajdują tylko tzw. robaczków, jak można się domyśleć. Ale nadmieniła, że gdzie indziej wykazano, iż miejskie populacje mają już tendencje do składania mniejszej ilości jaj.

Genetyk profesor Paweł Golik wprowadził nas w świat ewolucji molekularnej: „Darwin w genomie – o ewolucji genów”. Najpierw wyjaśnił kilka podstawowych terminów opisujących mechanizmy na podstawowych bytach ewolucyjnych, czyli informacji genetycznej zapisanej w kodzie. Było więc o selekcji naturalnej jako nieprzypadkowej zmiany częstości występowania alleli w populacji oraz o dryfie genetycznym, kiedy te zmiany są wynikiem losowych fluktuacji. Dowiedzieliśmy się, jakie mechanizmy odpowiadają, za usuwanie lub utrwalanie mutacji spośród niekorzystnych, neutralnych i korzystnych. Ciekawostką jest, że kiedy ich efekt niekorzystny jest niewielki, mutacje takie również mogą się również utrwalać na drodze selekcji, zwłaszcza w małych populacjach. Po za tym generalnie dobór utrwala korzystne mutacje, a dryf neutralne. Następnie było o tempie zmian ewolucyjnych oraz o trudnościach w poszukiwaniach tzw. genów człowieczeństwa. Na koniec w odróżnieniu od molekularnej zakodowanej informacji w genach, dowiedzieliśmy się nieco o ewoluujących „klockach lego”, czyli białkach.

Rozprzestrzenianie się cechy tolerancji laktozy u dorosłych Homo sapiens

Najczęściej kojarzymy budowanie przed ewolucję różnorodności jako postępujący wzrost złożoności. Jednak proces redukcji złożoności przebiega jednocześnie obok poprzedniego. Do tego odniosła się dr. Anna Karnowska w prelekcji: „Ewolucja redukcyjna – czyli kiedy strata się opłaca”. Na początku warto było przypomnieć, że chronologia w ewolucji nie oznacza postępu. Nie taki charakter mają zmiany ewolucyjne. Następnie pani doktor przedstawiła bardzo interesujące przykłady organizmów o którym wiemy, że posiadają zredukowane chloroplasty lub mitochondria, a nawet takie, które utraciły je całkowicie, choć nadal są eukariontami.

Na koniec wykład miał nieco inną tematykę, bo profesor Krzysztof Spalik zastanawiał się nad tym: „Dlaczego tak wiele osób nie przyjmuje do wiadomości faktu ewolucji?”. Pomimo specyfiki zagadnienia, profesor starał się podejść do problemu naukowo i przestawić dostępne badania nad populacjami ludzkimi oraz stopniowalną akceptacją dla faktów z teorii ewolucji przez poszczególne osób z różnych grup do których zostały przypisane. Nie obyło się bez kilku pikantnych ciekawostek jak zdjęcie swoistego muzeum w USA w kształcie wielkiej arki Noego z figurami lądowych dinozaurów w środku.

Pomimo niskiej frekwencji, dzień spędzony na Uniwersytecie Warszawskim na Wydziale Biologii uważam za bardzo udany i mam nadzieję, że dni Darwina będą kontynuowane w następnych latach. Tym razem już nie w atmosferze zagrożenia epidemiologicznego. Choć jak wcześniej zaznaczyłem, dla mnie samolubnie było to akurat korzystne.