https://frosthead.com

Hogyan segítette a virágok szerelme Charles Darwint a természetes válogatás érvényesítésében

Charles Darwin megemlítésével a legtöbbjük a varázslatos viktoriánus tengeri utak, óriás teknősök és a Galapagos pintyek képeit idézi fel. Kevés ember társítja Darwint a növényi szexhez. Ez a megtiszteltetés nagyapjától, Erasmus Darwin-tól kap, aki erotikus verseket írt a témáról.

Noha Darwinnak a fajok eredete című, a természetes szelekcióval történő evolúció elméletét leíró összes többi kutatása elmaradt, karrierje több mint két évtizede folytatódott a mérföldkőnek számító mű publikálása után. Az öregedő természettudósok idejének nagy részét a növénytan tanulmányozására töltötte, és kutatásai olyan felfedezéseket eredményezett, amelyek ha nem vált híressé a természetes szelekciót, ismert botanikussá tette volna őt.

Darwin 1831 és 1836 között a HMS Beagle- on vitorlázott, felfedezve a Dél-Amerika part menti területeit és körüljárva a világot. De ha egyszer csak 27 éves korában tért haza, soha többé nem hagyta el Nagy-Britanniát. Az egész életen át sújtó egészsége 1842-ben egy nyugodt rezidenciához vezetett a Down House-ban, a Kentish vidéki otthonában, haláláig 40 évvel később.

Noha Darwin már tudósának hírneve volt, az utóbbi éveket alig töltött tétlen időben. A Down House kertjét és üvegházát személyes laboratóriummá változtatta. A távoli egzotikus fajok meglátogatása helyett Darwin a példányokat elhozta neki, távoli botanikusokkal és gyűjtőkkel egyeztetve, valamint a magvak és növények házba küldésének megszervezésével. A brit vidéki térségben is csapkodott, hogy megfigyelje az őshonos orchideákat, amelyek formái elbűvölték őt. Darwini elbűvölte a kérdés, hogy miért vannak olyan formájú, méretű és formájú virágok, amikor mind ugyanazt a célt szolgálják: a megtermékenyítést.

Darwin számos botanikai témáról írt, beleértve a húsevő növényeket. De a legfontosabb botanikai munkája talán az 1862-es orchideákról szóló könyve, melynek címe: A különféle vándorlások, amelyek révén a brit és a külföldi orchideákat rovarok megtermékenyítik, és az keresztezés jó hatása . Ebben a könyvben és másokban a virág formáiról és a keresztporzásról írt, amelyek szigorú kísérleti adatokat szolgáltatnának, amelyek a természetes szelekció elméletét széles körben elfogadták a tudományos közösségben. Darwin virágkísérletei szintén megalapoznák a növényi szaporodásbiológia kialakuló területén.

A fajok eredete közzétételét követően Darwin tudományos kortársaitól való visszatérést várt az elmélet ismert jelenségek magyarázatának képességének kritikája formájában - egy tudományos sparring, amelyre felkészült. A tudós karakterével szembeni támadásokat nem látta el. Mivel az Eredet elsősorban Darwin átfogó megfigyelésein alapult, és az elmélettel magyarázta el látását, a mai tudósok azt kritizálták, hogy nincs hatalma előrejelzések készítéséhez és a kísérletek irányításához, mint bármely hasznos elméletnek szüksége lenne.

Darwin megrontói azt sugallták, hogy az Origin nem más, mint a vad spekuláció kényeztetése, amely bíboros bűn egy tiszteletreméltó viktoriánus tudomány ember számára. Az orchideák tanulmányozása során azonban Darwin rendkívül szigorú kísérleteket készített és előrejelzéseket tett - amelyek igaznak bizonyultak - a természetes szelekció elmélete alapján. Például azt jósolta, hogy a számtalan virágos alkalmazkodás létezik, amely biztosítja, hogy a virágokat kiiktassák vagy megtermékenyítsék nem magánszemélyek. Ezután kipróbálta ezt a hipotézist több mint egy évtizedes beporzási kísérletekkel és megállapította, hogy az önbeporzás alacsonyabb fitneszt és nagyobb sterilitást eredményez. A beltenyésztett növények, mint például a beltenyésztett állatok, legalábbis az idő múlásával nem viselkednek jól - ezt a jelenséget ma beltenyésztéses depressziónak nevezik.

Ahogyan Richard Bellon, a Michigan Állami Egyetem docens és a 19. századi tudományos történelem szakember mondja: „A botanika valóban megmutatta, hogy a [természetes szelekció] eszköz lehet a továbblépéshez és új dolgok felfedezéséhez a természet világában, és a tudósok az elméleteket nem annyira azért értékelik, mert azt mondják nekik, mit kell gondolkodni, hanem azért, mert ez ad nekik tennivalót a természetben. ”

A növényekkel, nem pedig az állatokkal kapcsolatos elméletének demonstrálása szintén elmozdította a természetes szelekcióról folytatott beszélgetést az emberi evolúcióról folytatott intenzív és kifogástalan vitáról a biztonságosabb, ismeretlenebb területre. Az orchidea-kutatás a természetes válogatást „az absztrakt, vallási és metafizikai spekulációk e nagyon vitatott területeinek egyikéből a munka típusához vezetett, ahol egyszerűen leereszkedsz, és térdére koszosodsz” - mondja Bellon. „Még azok a természettudósok is, akik szkeptikusak voltak, vagy egyes esetekben valószínűleg ellenségesek voltak a természetes szelekció általi evolúcióval kapcsolatban, legalább csodálkoztak, amit ő végzett az ilyen típusú kutatások során. Ha hajlandóak csatlakozni hozzá, hogy térdük koszossá váljon, akkor megbeszélhetik ezt a beszélgetést, ahol ha emberi eredetről beszélnének, akkor abszolút maradna a loggerheadsen. ”

Maga Darwin elismerte ezt a stratégiát az Asa Grey amerikai botanikusnak címzett levelében, amelyben orchideaművét „ellenség elleni mozgalmának” nevezte. 1863-ra, az orchideák megjelenését követő évre a természetes szelekcióval kapcsolatos tudományos vita eltolódott az az ő szívessége.

De Darwin botanikai munkájának fontossága nem ér véget annak a győzelmének, amely a mai tudósokat meggyőzi a természetes szelekció elméletének értékéről. Kutatása új paradigmát határozott meg a virág adaptációjának tanulmányozására, amely az egész területet élénkítette. "Nem csak az, hogy Darwin botanikát végzett, hanem szó szerint ezer más - nagy és kicsi - tanulmányt inspirált, amelyek alapvető feltételezéseivel kezdődtek, majd ezeket követik más fajokra, majd más környezetekre" - mondja Bellon. Darwin magyarázata a kíváncsi virágformákról, amelyek a természetes szelekció eredményei voltak, nem pedig az isteni alkotó ötletes munkája, lehetővé tette a tudósok számára, hogy megértsék a korábban érthetetlen jelenségeket. A vestigiális szervek, vagy azok a szervek, amelyek a faj fejlődésével leromlottak és használhatatlanok, első ízben voltak értelmesek. Nem tűnt logikusnak, hogy Isten virágot ajándékozna meg a zsugorodott, nem működő porzómaradványokkal, de értelme volt annak, hogy a hatékony reprodukcióhoz már nem szükséges porzó sok generáció során romlik.

"A kutatás egészét tekintve [Darwin beporzási munkája] valóban tartós örökséggel bírt, és bizonyos módon ösztönözte a mai hatalmas területet: a növényi szaporodásbiológiát" - mondja Spencer Barrett, az ökológia és az evolúció emeritus professzora. biológia a torontói egyetemen. „Nehéz felvetni az ökológia és az evolúciós biológia legfontosabb folyóiratainak számát anélkül, hogy látnánk, hogy valaki publikál valamit ennek beporzásáról, vagy ennek párosító rendszeréről stb. Mindezek visszavezethetőek bizonyos értelemben Darwinig. ”

"Természetesen botanikus volt" - tette hozzá Barrett. - Nincs kérdés.

Az a következtetés, amelyet Darwin a növényi munkájából vonott le, nagyrészt még ma is állnak. Barrett szerint ezt a hosszú élettartamot kísérletei és megfigyelései kimerültségének tulajdoníthatja. "Darwin nem volt elégedett azzal, hogy megnézte az egyik fajt" - mondja Barrett. "Újra és újra csak megtette, különböző fajokban és különböző családokban. Nagyon szerette volna elérni egy általános eredményt."

Darwin több évet töltött növényeken, mint bármely más organizmus. A botanikával támogatta evolúcióelméletét, és a folyamat során megalapította a növényi szaporodásbiológia területét. A biológia világának a magjára rázó ismert ember soha nem volt boldogabb, mint azokban az években, amikor a Beagle- út után a Down House-ban lévő üvegház-laboratóriumába virágoztak és virágot tanulmányoztak.

Ahogy Darwin írta önéletrajzában, hivatkozva a primulas virágos formáival kapcsolatos munkájára: "Nem gondolom, hogy tudományos életében senki olyan nagy megelégedést adott volna nekem, mint e növények szerkezetének értelmezésével."

Hogyan segítette a virágok szerelme Charles Darwint a természetes válogatás érvényesítésében