poniedziałek, 14 grudnia 2015

Nowa jakość ewolucji: geny kontra memy

Dziwić może niektórych fakt, że dotychczas ani jeden artykuł na blogu nie był poświęcony memetyce (jeśli komuś nasunęła się analogia do podobnej w nazwie genetyki, to słusznie). Prawdą jest, że stosunkowo niedawno temat ten mnie silniej zajął, a wcześniej miałem gdzieś w świadomości, że istnieje coś takiego jak mem i to wszystko. Jak już się domyślacie tematem tego artykułu będzie memetyka, ewolucja kulturowa właśnie. Czyli o tym jak memy pokonują geny, a kiedy te drugie trzymają na smyczy te pierwsze.

Pixabay


Geny

Zakładam, że większość z Was, być może wszyscy, zna słowo „mem”. W mowie potocznej oznacza ono obrazek (często z komentarzem) przekazujący jakąś ideę, żart, wyśmiewający coś, parodiujący czy promujący. Mało kto wie jednak skąd się ten wyraz wziął i jakie jest jego ścisłe znaczenie. Autorem jest dobrze na świecie znany biolog Richard Dawkins. Wprowadził je w swojej książce „Samolubny gen” omawiającej zjawisko doboru naturalnego w sposób prosty i przystępny często posługując się przyjaznymi metaforami czy przykładami ze świata przyrody. W czasie premiery, czyli w latach 70 XX wieku idea głosząca, że podstawową jednostką ewolucji są geny (ich grupy), a nie całe osobniki nie była tak popularna, jak dzisiaj. 

fenotyp
         fenotypy muszli Donax viriabilis, the de Bivort lab          
O czym właściwie mówimy? Każdy gen podlegający ekspresji (czyli tłumaczony na język RNA lub białkowy w wyniku, odpowiednio transkrypcji i translacji) daje efekty w postaci fenotypu. Czyli jeśli jakiś gen koduje przykładowo dany kolor włosów czy oczu to fenotypem są np. brązowe oczy. Wszystkie cechy naszego organizmu fundamentalnie wynikają z sekwencji DNA (czyli z sekwencji nukleotydów składających się na tę cząsteczkę), która ulega ekspresji, zatem od tego co dokładnie kodują dane geny zależy przeżywalność osobnika w aktualnym środowisku. Doborowi podlegają więc geny (całe ich grupy, gdyż większość cech uwidacznia się w fenotypie na skutek działania wielu genów), a dalej – to co powstaje w wyniku ich ekspresji, czyli konkretne osobniki. Cechy determinowane sekwencją DNA są oczywiście modyfikowane czynnikami środowiskowymi, mutacjami, rekombinacją czy transferem genów (a te trzy, tak samo jak i regulacja ekspresji genów także mogą być „kierowane” wpływem środowiska), ale czy tylko? 

Wracając do pojęcia memu. Jak tłumaczy autor i twórca, Richard Dawkins, słowo to ma być analogiczne do genu („gene” i „meme”) w nazwie. Pochodzi od greckiego „mimesis” oznaczającego naśladownictwo. W języku francuskim oznacza „taki sam”, a w angielskim nawiązuje do „memory” – pamięć. Wprowadzenie go (choć istniało już wcześniej, z nie tak dokładnym objaśnieniem i pod mniej chwytliwą nazwą – kulturgenu) okazało się być konieczne dla analizowania ewolucji wyżej uorganizowanych neurofizjologicznie i społecznie gatunków zwierząt. Wynika to z faktu, że, jak się okazuje, kultura i jej ewolucja wpływają na ewolucję biologiczną choć same z sekwencji DNA nie wynikają.

Zanim wyjaśnię ogólnie, jak i na konkretnych przykładach, w jaki sposób kulturowość wśród zwierząt wpływa na ewolucję biologiczną, chciałbym uzasadnić, oczywiście idąc za argumentacją twórców memetyki, ale też wtrącając coś od siebie, dlaczego memy w ogóle uznaje się za analogiczne do genów jednostki i czym one dokładnie są nie tylko w internetowym slangu, ale w ujęciu naukowym oraz co pomimo analogii, odróżnia je od genów. Potrzebujemy jeszcze raz, ale bardziej funkcjonalnie zobrazować czym są geny, jak i dlaczego ulegają ekspresji oraz, co będzie w tej chwili najważniejsze, co sprawiło, że się replikują i dlaczego proces ten wciąż zachodzi w bilionach organizmów na Ziemi.

Ekspansja genów

Wiemy dzisiaj zarówno z eksperymentów, jak i z logicznego dociekania, posiadając odpowiednią wiedzę, że zachodzenie ewolucji chemicznej – czyli powstawanie bardziej skomplikowanych związków chemicznych z prostszych, w tym związków organicznych, naturalnie (bez udziału człowieka) – jest jak najbardziej możliwe. Mamy też pewność, że powstanie życia (jakkolwiek by go teraz nie definiować), zajście biogenezy też jest niczym mniej i więcej, jak faktem do zaakceptowania (nie wiemy w tej chwili dokładnie jak powstało i być może nigdy się nie dowiemy, ale to nie zmienia tego, o czym dalej i jest teraz nieistotnym wtrąceniem). Jedną z podstawowych cech określających życie jest zdolność do rozmnażania (kopiowania się, replikowania). W innym wypadku – niezależnie od nośnika (dajcie się ponieść wyobraźni i pomyślcie, choćby bez naukowych podstaw, czysto fantastycznie, o potencjalnych, rozmaitych formach życia, jakie mogłyby występować) – po prostu by ono nie istniało.

Pierwotne sekwencje RNA (lub co prawdopodobne innego nośnika informacji genetycznej, przodka RNA) musiały się replikować, bo inaczej by nas dzisiaj nie było. Z czasem środowisko kierunkowało ewolucję prareplikatorów w stronę posiadania błony komórkowej. Najprawdopodobniej na wczesnych etapach ewolucji ziemskiego życia zaszła też endosymbioza – wchłonięcie prakomórki przez inną prakomórkę, w wyniku czego powstały mitochondria, a u przodków roślin także chloroplasty. Z czasem prareplikatory otoczone błonami tworzyły kolonie (bądź też przechodziły podziały nie rozłączając się po ich zakończeniu lub też rosły, wytwarzając błony i dzieląc tym samym większą jednostkę na mniejsze – komórki) w wyniku czego nastąpiło powstanie wielokomórkowców.

toczek kolonia
kolonia jednokomórkowych glonów z rodzaju toczek (Volvox),
fot. Frank Fox, www.mikro-foto.de, Wikimedia

Do dnia dzisiejszego geny replikują się, a także ulegają bardziej skomplikowanym procesom, które konieczne były do zachowania struktury komórki, kolonii komórek, tworzenia tkanek, organów i całych, wielokomórkowych makroorganizmów. Są to wspomniane wcześniej procesy składające się na ekspresję genów, takie jak transkrypcja czy translacja i inne „około tematyczne”. Mówienie o konieczności do zachowania struktury jest oczywiście uproszczeniem i pewną metaforą – geny nie czuły i nie czują żadnej konieczności, po prostu te, które to robiły, przetrwały, te które tego nie robiły – wyginęły.

Ewolucja informacji

Efektem ewolucji, jednym z jej triumfów, była specjalizacja komórek w neurony i tkankę nerwową. Ich niezbędność na pewnym etapie rozwoju była tak samo konieczna, jak wcześniejsza ewolucja ekspresji genów. Ponieważ ekologiczne nisze dla „bezmózgowców” (organizmów bez komórek nerwowych) były już zajęte dobór naturalny wymusił wytworzenie czegoś więcej, czegoś, co umożliwiało dalszą penetrację środowiska, a tym czymś okazały się właśnie komórki mięśniowe (miocyty) i neurony, pozwalające na lepsze przystosowanie – korzystniejszą reakcję na warunki atmosferyczne, konkurentów, pasożyty itd., dając tym samym możliwość zasiedlenia innego miejsca w ekosystemie czy w łańcuchu pokarmowym. Dalsza specjalizacja w tkanki dała początek pierwszym jądrom nerwowym, a efektem ich późniejszej ewolucji jest (między innymi) ludzki mózg.

komórki nerwowe hipokampa, Methoxy Roxy
Tworzenie społeczności (jednogatunkowych jak i wielogatunkowych), które w wielu przypadkach okazywało się korzystne dla konkretnych osobników (zwiększało szanse na sukces rozrodczy danej jednostki, jej perspektywy przetrwania, np. uniknięcia ataku drapieżnika czy łatwiejszy dostęp do pożywienia), sprzyjało powstawaniu informacji w stadzie. Nie były to wiadomości wychodzące na drodze chemicznej lecz wynikające z gestów czy mowy albo śpiewu (także np. u ptaków czy waleni). Chociaż sama zdolność do ich powstawania i odbierania jest możliwa dzięki ewolucji biologicznej (wytworzenie mózgu, narządów zmysłów), to los informacji i idei jaką niesie dany gest, śpiew czy zestaw słów, dalej był już w znacznej mierze niezależny. Jednak nie całkowicie, czego dowodem może być ograniczenie, wynikające z fizjoanatomii i behawioru danego gatunku czy gatunków (jeśli powiemy naszemu kotu, że bicie dzieci jest złe, to on i tak tego nie zrozumie, bo jest biologicznie do tego niezdolny).

Memy

Idea, jakakolwiek, przenoszona drogą informacji społecznej jest jednostką analogiczną do genu, jest memem – podstawowym czynnikiem ewolucji kulturowej. To zaś o czym przed chwilą napisałem – ograniczenia fizjologiczne, anatomiczne i zachowania danego gatunku – w pewnym stopniu uzależniają powodzenie powielania się memów (idei, mód u danych gatunków) od genów, przynajmniej na początku ich kariery. Wiemy już czym ogólnie są memy. Debatować można nad tym czy memem jest cały utwór śpiewany przez jakiegoś ptaka (bądź człowieka na przykład w reklamie) czy tylko wpadająca w ucho jego część (na przykład czy memem może być cały hymn skoro mało kto pamięta więcej, niż jedną czy dwie zwrotki), a może memem stanie się coś dopiero wówczas, gdy inny osobnik to podchwyci i tym samym owym mem zostanie powielony (zajdzie jego replikacja). 

memetyka
                                     Pixabay                                      
Niezależnie od dyskusji na ten temat faktem jest, że tak jak gen (a dokładniej rzecz biorąc geny - pamiętamy, że za wiele cech odpowiada wiele genów), podstawowa jednostka doboru naturalnego może się replikować i wywierać wpływ na środowisko, w którym bytuje (czyli organizm, który jest jego właścicielem, a nawet środowisko, w którym ów właściciel funkcjonuje), tak samo mem może się powielać, będąc podstawową jednostką doboru kulturowego. Dobór kulturowy z kolei, jak i cała ewolucja kulturowa przeplata się i koewoluuje z doborem naturalnym, dlatego też podobnie jak genetyka, memetyka (ale tutaj tylko dla organizmów bardziej wyspecjalizowanych i zwykle społecznych) stała się jedną z dziedzin składających się na biologię ewolucyjną.

Ponieważ w niedługiej skali czasu i na stosunkowo niewielkiej liczbie gatunków możemy obserwować wpływ dziedziczenia społecznego na ewolucję, memetyka nie jest tak uniwersalna w teorii ewolucji, jak jej fundamentalne podstawy genetyczne. Co nie znaczy, że to się kiedyś nie zmieni. Rozmnażanie płciowe też do pewnego momentu w historii naturalnej nie istniało i do dziś, choć ekspansywnie się rozpowszechniło, nie jest całkowicie uniwersalne. Mimo to jest ono obecnie bardzo ważnym elementem powstawania zmienności i tym samym opisywania mechanizmów ewolucji przez teorię ewolucji biologicznej.

Memy prawie jak geny

Powróćmy jednak do analogii między genami, a memami, między genetyką, a memetyką oraz do różnic jakie napotkamy podczas wytykania podobieństw. Na pewno uwagę zwraca fakt, że memy w przeciwieństwie do genów nie posiadają określonej, materialnej struktury, a przynajmniej dotychczas takowej nie odkryto. Istnieją w pamięci, replikują się poprzez sposoby rozprzestrzeniania informacji. To pierwsze, co je odróżnia od genów. Druga fundamentalna różnica to dużo mniejsza zerojedynkowość (chociaż geny ściśle rzecz biorąc też takie nie są, to memy w porównaniu do nich są zdecydowanie mniej zero-jedynkowe, jeśli można to tak określić). Ewolucja memów może być (i bardzo często jest) znacznie szybsza od ewolucji genetycznej (a same memy ewolucję tę mogą przyspieszać) i choć bardzo często postępuje stopniowo, to niekoniecznie z pokolenia na pokolenie, jak ma to miejsce w przypadku genetycznego dziedziczenia.

   geny są bardziej konserwatywne od memów, Pixabay      
Istnieje jednak wiele cech wspólnych. Główną z nich jest wymieniona już analogiczna zdolność do replikacji (oczywiście na zupełnie innych płaszczyznach i w inny sposób). Kiedy ktoś Wam po raz pierwszy wyjaśnił, że rasizm jest zły, a Wy tę myśl uznaliście za słuszną – w tym właśnie momencie antyrasistowski mem zreplikował się w Waszej głowie, tak samo jak genom replikuje się podczas podziału komórkowego. Sekwencje DNA ulegają mutacjom, co choć w skali jednego życia przysparza kłopoty ze zdrowiem to w dłuższej perspektywie czasu gwarantuje zmienność. Dobór naturalny wyeliminuje te mutacje, które nie zwiększyły szans przetrwania osobników je posiadających.

Memy także mutują. Kontynuujmy przykład rasizmu i antyrasizmu. Jeżeli opowiem Wam, że rasizm jest zły, ponieważ prowadzi do bezsensownej krzywdy, podejmę próbę jego replikacji. Załóżmy, że ta się udała, ale Wy opowiadając o rasizmie kolejnym osobom do argumentacji antyrasistowskiej dorzucacie przykłady ekonomiczne. W ten sposób zmutowaliście mem antyrasistowski. Jeśli zmienicie jakieś słowo zasłyszanej, melodyjnej piosenki i taką ją będziecie nucić, stworzycie mutacje właśnie tego memu, zmieniając go o pomylone słowo.

Ewolucja kulturowa

Dobór kulturowy analogicznie do doboru naturalnego jedne memy będzie preferował, a inne eliminował. Słusznie często przytaczany mem religii czy wiary (chociaż niewykluczone jest, że sama „potrzeba” wiary wynika z ewolucji biologicznej) jest preferowany, bo wspierany całym systemem różnych memów – wierzeń, które ewoluowały „powoli” na przestrzeni wielu, wielu lat. Przy rozwoju nauki mem na racjonalizm powoli zaczął wypierać część memów religijnych. Mem na antyrasizm rozpowszechnił się globalnie stosunkowo niedawno – dopiero w XX wieku znoszono segregacje rasowe i dyskryminację rasową. Obecnie mem na równe traktowanie mniejszości seksualnych replikuje się na całym świecie z zawrotną prędkością.

Mniejsze (to moje określenie) memy np. wpadające w ucho piosenki robią szybką karierę, ale zwykle równie prędko zanikają (chociaż idea jaką niosły niekoniecznie – tutaj możemy też zwrócić uwagę na problematykę definicji memu, o której wcześniej napisałem, przy ustalaniu istoty genów też takowe konflikty występują). Takie same krótkotrwałe sukcesy w skali ewolucji biologicznej osiągać mogą geny, po to by szybko wyginąć (np. przez zbyt wysublimowaną specjalizację uniemożliwiającą szybkie przystosowanie do nagłych zmian klimatycznych).

ewolucja kulturowa
Pixabay

Poza analogią replikacji, ekspresji, występowaniem mutacji i rekombinacji, tak samo jak w genetyce mamy w memetyce pojęcie socjotypu, będące analogicznym do fenotypu. Ten drugi to objawiające się cechy powstałe przez działanie genów (na początku podałem przykład z kolorem oczu), pierwszy to objawy wynikające z idei niesionych przez memy. Czyli, powiedzmy, piosenka antyrasistowska jako mem będzie w socjotypie dawała postawę antyrasistowską. Memotyp podobnie jak genotyp określa samą informację w nim zawartą – to, że usłyszymy taką piosenkę, nie znaczy jeszcze, że ją podchwycimy (pozwalając na zreplikowanie się tego memu w naszym mózgu), natomiast samo to, że jest ona antyrasistowska jest jej memotypem.

Geny kontra memy

Tak jak napisałem, dochodzić może do antagonizmu (konkurencji), nie tylko pomiędzy jednym memem, a drugim czy memogrupą taką czy inną (analogiczną do sprzężonych czy współdziałających, mających też często wpływ na wiele cech – plejotropowych – genów), nie tylko pomiędzy jednym genem, a innym (bądź też allelami, jeśli mamy heterozygoty, czyli dwie, czasem więcej, dawki genu różniące się między sobą w efekcie, jaki wywierają na organizm, gdy dojdą do głosu – ulegną ekspresji), ale także pomiędzy memem i genem, a w praktyce często z całym genomem lub wieloma genami.

Pierwszym przykładem, jaki rzuca się na przód jest adopcja. Zaopiekowanie się nie swoimi dziećmi, jak własnymi uchodzi za szlachetne i godne pochwały i naśladowania. Taka postawa to oczywiście efekt działania memu promującego ideę adopcji, jako czegoś pozytywnego (dodałbym, że słusznie, ale nie chcę teraz wchodzić tematykę bioetyki, ideologii itp.), który rozpowszechnił się na całym świecie. Z punktu widzenia ewolucji genetycznej danego osobnika jest to zachowanie niekorzystne, ponieważ poświęca on czas i energię na zwiększenie szansy przetrwania nie swoich genów, a jednak odniosło u naszego gatunku ogromny sukces właśnie poprzez ewolucję kulturową. Jest to typowy przykład antagonizmu pomiędzy genami, a memami, pokazujący jak ewolucja kulturowa nachodzi funkcjonalnie na biologiczną.

Pixabay
Inną, także dosyć jasną sytuacją, w której memy pokonują geny jest powszechna – tu już nie tak szeroko, jak powyższy przykład, ale wciąż – akceptacja antykoncepcji (nawiasem mówiąc może tu wystąpić antagonizm pomiędzy memem religii i memem akceptacji stosowania antykoncepcji). Działamy wbrew podstawowej regule życia, tak u jego historycznych podstaw, jak i później, zapobiegając rozmnażaniu. Przytaczać można kolejne przykłady, jak mem (moda) na palenie papierosów, które w dodatku sprawia, że dana osoba wpada w swego rodzaju pułapkę ewolucji czy wyostrzony (z naszego punktu widzenia) konflikt adopcyjny w postaci opiekowania się innymi gatunkami – psem, kotem itd. Synergią memów i genów jest odwrotnie do pierwszego przykładu promowanie zakładania rodziny, rozmnażania się.

Część z Was zauważyła zapewne coś nurtującego. Zadajmy sobie pytanie dlaczego w ogóle czujemy niezależną od kulturowych wzorców potrzebę zaopiekowania się porzuconym dzieckiem czy zwierzęciem? Jest to wynik m.in. empatii, a ta przynajmniej częściowo wynika z ewolucji biologicznej (chociaż z wpływem nań ewolucji kulturowej). Można więc powiedzieć, że geny (podobnie jak przy papierosach) wpadły we własne sidła – stworzyły empatię, na której bazuje mem sprzeczny z „interesem” samych genów. Empatię można też uznać za element dający siłę memom antyrasistowskim i innym o charakterze promowania tolerancji.

Kulturowość w biologii ewolucyjnej

Czy memy i ewolucja kulturowa mogą znacząco wpływać na ewolucję biologiczną? Powinniśmy zadać to pytanie dwukrotnie, w odniesieniu do dwóch różnych sytuacji, gdyż musimy uwzględnić współczesny postęp naukowy i techniczny dający nam dostęp do technik inżynierii genetycznej i rozrodu. W tym właśnie wypadku bez dyskusji możemy, uogólniając oczywiście, powiedzieć, że ewolucja kulturowa jak najbardziej wpływać może na ewolucję biologiczną, a wręcz ją kreować. Mamy możliwość jako ludzkość, by przenosić geny od jednych gatunków do innych, wspomagać się doborem sztucznym, projektować nowe osobniki na wczesnym etapie rozwoju zarodkowego itp. Kultura sprawia, że wpływamy w skali globalnej na klimat, zmieniając tory naszej ewolucji. Takich przykładów ze współczesnej cywilizacji człowieka znajdziemy mnóstwo.

Pixabay
Pytanie, czy w środowisku bardziej pierwotnym, bez udziału nauki i techniki, ewolucja kulturowa mogła w jakimś stopniu determinować tę genetyczną i jeżeli tak, to jak, kiedy, czy znane są takie przypadki nie tylko u człowieka, ale i innych zwierząt?  Przed okresem triumfu nauki ewoluować kulturowo mogły na przykład memy na grzebanie zmarłych, co z kolei wywarło wpływ na ewolucję biologiczną gatunku w kierunku jeszcze silniejszej integracji społecznej, oczywiście na (statystyczną) korzyść danego osobnika. Wymienić można też rysowanie na twarzach barw plemiennych, wojennych etc., które mogły mieć silne oddziaływanie na ewolucję w kontekście doboru płciowego (atrakcyjność danych malunków na twarzy dla płci przeciwnej), podobnie jak ubiór. Wśród innych gatunków, niż człowiek standardowo wymienia się śpiew ptaków (w badaniach i dzięki obserwacjom wykazano, że memy ptaków w postaci ich śpiewów także ulegają mutacjom i rekombinacjom). Przykładów ze świata ssaków (zwłaszcza naczelnych) jest tak wiele, że materiał ten nadawałby się na napisanie odrębnego artykułu.

Co (kto) wygrywa?
Kończąc podsumować można, że chociaż memy nie są w przeciwieństwie do genów jednostkami materialnymi o określonej strukturze, to faktem jest, że istnieją, replikują się i mutują oraz rekombinują analogicznie jak sekwencja DNA. Mają wpływ na ewolucję niektórych zwierząt, szczególnie żyjących społecznie ssaków oraz ptaków śpiewających. Czasem mogą „przejąć władzę” nad genami, czego udało im się dokonać zwłaszcza w naszej populacji. Dobór naturalny w tradycyjnym rozumieniu coraz słabiej oddziałuje na ludzi (dostęp do medycyny, pomoc socjalna itp. pozwalają na rozmnażanie się osobom „słabszym”, które naturalnie by nie przeżyły bądź też nie wydałyby na świat potomstwa lub wydały je w mniejszej liczbie), dobór kulturowy – przeciwnie, wpływa na naszą populację coraz silniej. Pytaniem otwartym jest: co z ewolucją „zrobią” memy mając do swojej dyspozycji współczesną i przyszłą inżynierię genetyczną w rękach człowieka? 

7 komentarzy:

  1. Na początku było Słowo
    a Słowo było u Boga,
    i Bogiem było Słowo.

    Jeśli za "słowo" podstawimy "mem" to wyjdzie że Dawkins jest ultra chrześcijaninem...

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Nie, nie wyjdzie...

      Usuń
    2. no jak nie? Choć tezy zawsze można stawiać :) Ciekawy artykuł, musiałeś się napracować :)

      Usuń
  2. Uczyłam się o memach na psychologii, bardzo ciekawy temat, dzięki za przypomnienie i przybliżenie tych kwestii:)

    OdpowiedzUsuń
  3. Podziwiam ilość informacji, którą tutaj zawarłeś. Należę do tej większości osób, która nie miała pojęcia skąd wywodzą się memy, kojarząc je jedynie z rysunkami (nie zawsze) zabawnymi tekstami. Dobrze dowiedzieć się czegoś nowego i poszerzyć horyzonty.

    OdpowiedzUsuń
  4. Kurczę, wcześniej niby wiedziałem czym są memy, ale dzięki temu artykułowi fajnie się to jakoś w mojej głowie ułożyło :D

    OdpowiedzUsuń
  5. Bardzo interesujący tekst. Nie miałam nawet pojęcia o takich kwestiach.

    OdpowiedzUsuń