Explore
New documentary: Dismantled: A Scientific Deconstruction of the Theory of Evolution
The online premiere has ended, but you can order the DVD or Blu-ray here.

Drugi potniki: Rastline in živali

Vesoljska ladja Zemlja – Priročnik za potnike, 3. poglavje

SEZNAM VSEBINE

Zahvala

Predgovor

Uvod

1 Vesoljska ladja: Planet Zemlja

2 Vesoljska obleka: Osupljivo človeško telo

3 Drugi potniki: Rastline in živali

4 Razlaga opazovanj

5 Naseljevanje vesoljske ladje

6 Končne meje

7 Vprašanje o času

8 Potnik sopotnikom

Epilog


Avtorja:  in David Coppedge
prevod Franc Novak (ustvarjen.si)

Prilagojenost organizmov na okolje v Vesoljski ladji Zemlja je osupljiva: ribe so prilagojene za plavanje, ptice za letenje in rastline za zbiranje in obdelavo sončne svetlobe – to so samo nekateri izmed draguljev v velikanski zakladnici življenja. V tem poglavju si jih bomo ogledali nekaj, najprej pa spregovorimo o učinkovitosti in optimalnosti.

Popolnost načrta

Skrbno proučevanje leta ptic in netopirjev, delfinovega sonarja, navigacije morskih želv in množice drugih organizmov je nekatere znanstvenike navedlo na sklep, da so mnoge vrste dosegle neke vrste ʻnirvanoʼ inženiringa: optimalni načrt in izvedbo. Na nek način so živali in rastline dosegle najboljšo možno izvedbo glede na omejitve okolja. To pomeni, da bi bilo praktično nemogoče izboljšati načrt. To smo že videli v primeru človeškega očesa, kjer valovna vodila omogočajo neposredno povezavo med fotonom in receptorjem. Kasneje bomo pri molekularnih strojih, kakršna sta ATP sintaza in bakterijski biček, videli, da oba delujeta v bistvu s 100% izkoristkom – to je dosežek, za katerega se je v inženiringu smatralo, da ni mogoč. Po desetletjih raziskav, ko so skušali razvozlati fotosintezo rastlin, so biokemiki odkrili, da svetlobni receptorji v kloroplastu delujejo kot kvantne antene, ki so sposobne ujeti posamezni foton svetlobe – vendar kloroplast uporablja tudi ʻdušilneʼ mehanizme, ki preprečijo pregrevanje ob močni svetlobi. Bolje kot to se v inženiringu ne da.

Vedno več ʻoptimalnih izvedbʼ odkrivajo tudi pri velikih sistemih v rastlinskem in živalskem kraljestvu. Tako so na primer odkrili, da je razmak med škrgami optimalen za vsrkavanje kisika. Pri netopirjih kot las drobne mišice držijo membrane napete za maksimalno fleksibilnost med manevri v zraku. Osja samica ima želo za izločanje jajčec, imenovano ovipositor, ki je v primerjavi z njeno velikostjo ʻsilno dolgoʼ, vendar tanjše od človeškega lasu, kljub temu pa lahko s svojimi nazobčanimi robovi, ki so obdani s cinkom, predre olesenelo kožo nezrele fige. Mravlje obvladajo strategijo iskanja hrane, ki rešuje dobro znano optimizacijsko uganko, imenovano ʻproblem kitajskega poštarjaʼ – kako najti najbolj učinkovito pot med več točkami. Ptice imajo sistem za izogibanje trkom, ki jati pol milijona škorcev omogoča letenje v formaciji, ne da bi se zaletavali med seboj – o čem takem lahko piloti bojnih letal samo sanjajo.

Sistemi za letenje

Vir: Wikimedia Commons14460-feather
Slika 3-1. Deli letalnega peresa

Pomislite na krila in peresa ptic. Letalna peresa so čudež načrtovanja vse navzdol do mikroskopskega merila. Zelo lahka, nepremočljiva in fleksibilna imajo letalna peresa mikrostrukturo v obliki kaveljcev in reberc, ki je močna, a ne težka. Nekaterim ptičjim vrstam to omogoča, da skoraj vse življenje preživijo v zraku. Za ptiče hudournike so izmerili, da preživijo v zraku do deset mesecev brez pristanka.1

Rast perja na dinozavru mu ne bi omogočila, da bi vzletel. Pri leteči živali mora vsak sistem delovati skladno, da izpolni stroge zahteve za polet. Pri pticah je težišče kompaktno zaradi mišic, ki se nahajajo pod krili. Prebavni sistem je načrtovan za maksimalno učinkovitost. Kosti so votle z oporniki in prečniki, ki dajejo maksimalno trajnost ob minimalni teži. Edinstvena ptičja pljuča omogočajo prehod zraka v eni smeri. Oblike kril, nog in repa so natančno uglašene za letenje.

Kot biološki razred ima večina ptic skupne opisane lastnosti. Če gledamo znotraj razreda Aves (ptice), odkrijemo dodatne specializirane lastnosti: kolibriji lahko lebdijo v zraku zaradi edinstvenih ramenskih kosti, ki se vrtijo do 140 stopinj; arktične čigre lahko letijo od enega zemeljskega pola do drugega in se nezmotljivo vračajo na isti otok, s katerega so odletele; škorci letijo v formaciji v ogromni jati pol milijona ptic; ptice, ki se potapljajo, imajo oči, ki se v trenutku prilagodijo na stiku zraka in vode, da lahko vidijo pod vodo; neleteče ptice, kot so noji, lahko tečejo hitreje od konja. Pingvini so edine ptice, ki nimajo votlih kosti, saj za plavanje potrebujejo bolj goste kosti.2

Specializacije znotraj kategorij

Podobna opazovanja o kategorijah lastnosti in specializacijah lahko naredimo glede poljubne skupine. Izberite si poljubno skupino rastlin ali živali, živečih ali izumrlih, in našli boste primere natančne prilagoditve na okolje, tako splošne kakor tudi specifične. Ribe so v splošnem idealni plavalci, vendar so v kategoriji rib vrste z edinstveno prilagoditvijo: bokoplavutarice, ki lahko zavrtijo oči na hrbtno stran glave, leteče ribe, ki lahko jadrajo po zraku, globokomorske ribe, ki lahko v temi privabijo plen s svetlečimi vabami. Glede barvitosti in vzorcev na ribah se zdi, da nimajo omejitev, čeprav imajo vse ribe enak osnovni telesni načrt.

Med sesalci so sloni z dolgimi gibkimi rilci; bobri so sposobni z glodanjem podreti drevesa in zgraditi jezove; giboni se zibljejo po drevesih spretneje kakor cirkuški akrobati. Med glavonožci so hobotnice, ki lahko imitirajo druga morska bitja in izginejo na skali; velikanski lignji se lahko spopadejo s kiti; sipe lahko ustvarijo hitro menjajoče se barvne vzorce na svoji koži. Med žuželkami so kačji pastirji, ki se lahko parijo med lebdenjem v zraku in procesirajo ʻoptični pretokʼ informacij z uporabo specializiranih organov vida; čebele si gradijo šesterokotne panje in s plesom sporočajo informacije o razdalji do hrane in njenem kotu glede na položaj sonca; mravlje so v osnovi zavzele svet ter vplivajo celo na njegovo geologijo in klimo.3

Evolucionisti bi nas radi prepričali, da so vse te prilagoditve na okolje posledica neusmerjenih naravnih procesov. Nobene inteligence ni bilo pri tem, pravijo, samo videti so načrtovane z namenom. Morda je bilo potrebno redko zaporedje mutacij, da so prišli do končnega produkta, vendar je prilagojenost organizma na okolje tisto, kar je navsezadnje ostalo od skoraj dobrega, ki je izumrlo. Če bi bilo to res, bi še vedno imeli razlog za osuplost nad tolikimi končnimi izdelki – ptičjimi krili, očmi sesalcev – ki so dosegli skoraj popolnost preko neusmerjenega procesa. To se morda celo zdi čudežno.

Čebele in rože

Rastline potrebujejo čebele, ki učinkovito opravljajo opraševanje. Čebele uporabljajo cvetni prah za hrano in tudi za proizvodnjo medu. Ali so se čebele in rože razvile neodvisno in potem po naključju razvile medsebojno sinergijsko razmerje, ki je zdaj potrebno obema?

Vir: Fotolia14460-honeycomb
Slika 3-2. Čebelje satovje
Šesterokotna mreža voščenih celic,
ki jih zgradijo skromne čebele

Samoopraševanje se pri rastlinah res dogaja tudi brez pomoči žuželk, vendar je to zelo neučinkovit proces. Večinoma je odvisen od zunanjih motenj, kot je veter, da odnese cvetni prah iz moškega organa (prašnika) in ga odloži na ženskem organu (pestiču). Če bi se morale cvetice zanašati samo na samoopraševanje, bi postale zelo redke, ker bi bila reprodukcija in proizvodnja semen neučinkovita in bi bilo število novih rastlin precej manjše. Toda brez cvetnega prahu mnoge žuželke ne bi imele kaj jesti.

Čebele so mnogo več kot le učinkovite opraševalke. Gradijo geometrijsko popolne panje in tvorijo skupnosti, ki imajo številne medsebojne vloge. Njihovi panji so, tako kot pri termitih, klimatizirani, da se ličinke lahko učinkovito izvalijo. Ko v panju postane prevroče, posebne specializirane delavke prezračijo notranjost s svojimi krili. Najbolj osupljivo pri vsem pa je, da se čebele sporazumevajo z zapletenim ʻplesnimʼ jezikom, s katerim tovarišicam v panju sporočijo, v kateri smeri je hrana, merjeno glede na kot sonca, razdaljo do tja in kvaliteto hrane. To drugim čebelam omogoča, da s sabo odnesejo ravno toliko hrane, da dosežejo vir – ne preveč, da jih ne obteži niti premalo, da jim ne zmanjka goriva pred prihodom na cilj.

Nedavne raziskave so pokazale, da čebele za deljenje informacij izkoriščajo tudi polarizirano svetlobo. Vse to opravljajo z drobcenimi možgani, ki so čudež mikroinženiringa. Z 950.000 nevroni, ki so stisnjeni v prostoru, velikem kot bucikina glavica, so čebelji možgani osupnili biologe zaradi svojih pojmovnih sposobnosti, ki se kosajo z možgani primatov.

Čebelja prehrana prihaja izključno od pelodov, ki jih proizvajajo cvetoče rastline. Rastline potrebujejo čebele, da prenesejo cvetni prah od prašnikov na pestič. Žuželke in rastline po evolucijski teoriji loči velikanska genetska vrzel. Kako so torej slepi procesi evolucije ustvarili to tesno simbiotsko ureditev? To je samo ena izmed osupljivih interakcij v naravi, kakršne imenujejo ʻmedsebojna simbiozaʼ, kjer so popolnoma različna bitja dobro prilagojena na sodelovanje v njihovo skupno korist.

Rarog

Ta barviti rak je pritegnil pozornost morskih biologov zaradi svojih neverjetnih sposobnosti. Rarog je edina znana žival, ki ima oči, sposobne zaznati krožno polarizirano svetlobo. To bitje vidi bolje kakor človek. Ima šestnajst barvnih senzorjev v primerjavi z našimi tremi in lahko vidi tudi v ultravijoličnem delu spektra. Njegove oči so prekrite s posebnim sončnim zaslonom, ki mu služi tudi kot spektralni filter.

Vir: Wikimedia Commons14460-mantis-shrimp
Slika 3-3. Rarog

Že to bi bilo dovolj, da pritegne pozornost, toda rarog ima še eno zlato medaljo z živalskih olimpijskih iger: ima namreč najtrše kladivo v živalskem kraljestvu. Njegove klešče udarjajo tako hitro (s pospeškom 10.000 g-jev), da z enim samim udarcem lahko razbije steklo v akvariju! Znanstveniki želijo raziskati, kako lahko klešče udarijo tako hitro in tako močno – da razvijejo silo, ki je tisočkrat večja od teže živali – in da to med levitvijo počnejo po tisočkrat vedno znova. Revija Science je to imenovala »strašno biološko kladivo, odporno proti poškodbam.«4

Rarog se zdi ʻpredimenzioniranʼ za samo preživetje. Prav gotovo bi lahko preživel z mnogo manj, tako kot preživijo mnoga druga morska bitja, če bi bil njegov edini cilj preživeti in se razmnoževati. Avtu ni treba biti Ferrari, da se lahko pelje po ulici. Kako lahko evolucijska teorija pojasni tako izjemne sposobnosti? Primerov takih ʻnepotrebno dobrih izvedbʼ je v živem svetu še več.

Diatomeje

Okoli 20% kisika, ki ga vdihavamo, proizvedejo male enocelične alge, imenovane diatomeje. Čeprav so premajhne, da bi jih videli brez mikroskopa (pet do deset bi jih lahko spravili na glavico bucike), so ene najlepših bitij na zemlji. Kakih 100.000 nenavadnih vrst diatomej obstaja v različnih geometrijskih oblikah – krogih, paličicah, trikotnikih, zvezdah in še bolj zapletenih oblikah – ki so spredaj in zadaj okrašene z zapletenimi vzorci.

Vir: Sestavljena slika / Anatoly Mikhatsov / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.014460-diatoms
Slika 3-4. Diatomeje
Alge, ki gradijo mikroskopske steklene hišice.

Diatomeje živijo v steklenih hišicah, ki jih zgradijo iz silicija, raztopljenega v sladki ali slani vodi. Lupini se skladata kakor obe polovici škatlice za tablete. Vzorci na lupini so tako podrobni, da so jih proizvajalci mikroskopov dolgo uporabljali za preizkušanje kvalitete optike. Kako lahko ta drobna bitja ustvarjajo take umetnine iz materiala, raztopljenega v morski vodi? Kako lahko slepo, enocelično bitje ve, kako ustvariti peterokrako zvezdo?

Diatomeje so med najštevilčnejšimi bitji na planetu. Nek strokovnjak za diatomeje jih je imenoval »najpomembnejši mali organizmi, za katere večina ljudi sploh še ni slišala.« One »opravljajo velikansko vlogo pri ohranjanju delovanja zemeljskega ekosistema,« je dejal in opozoril, da so, poleg proizvodnje kisika, glavne pri obnovi kremena, ki tvori približno četrtino zemeljske skorje.5 Bele pečine pri Dovru in nekatere druge velikanske geološke formacije so zgrajene skoraj v celoti iz ostankov diatomej. Odvisni smo od njih, vendar vse do odkritja mikroskopa nismo mogli občudovati njihove lepote. Videti je, da je Stvarnik nekaj skrivnosti v svoji zakladnici prihranil, da jih bodo odkrile kasnejše generacije.

Razširjanje semena

Rastline imajo mnogo bistroumnih metod za razširjanje svojega semena; tu lahko omenimo samo nekaj primerov. Repinec se prime na obleko in krzno živali (to je bil navdih za velkro). Kokosovi orehi in stroki mangrov lahko plujejo preko oceana in naselijo oddaljene obale. Nekatera semena so odporna na prebavne sokove in potujejo skozi prebavni trakt ptic ali sesalcev, ko jih ti prenašajo daleč od izhodišča. Nekatera semena pa se izstrelijo kot topovske krogle iz stroka, ki je pod tlakom. Na primer, strok reličnika je narejen tako, da se pri sušenju ustvarja velika natezna obremenitev. Najrahlejši dotik lahko sproži eksplozijo, ki seme izstreli do petnajst metrov daleč.

Vir: Pexels.com14460-dandelion-seeds
Slika 3-5. Potniki na velike razdalje
Regratova semena

Nekatera od najbolj zanimivih semen so tista, ki jih prenaša veter. Kdo se ne nasmehne ob iznajdljivosti grma, ki se, ko seme dozori, odlomi od korenin, da ga veter kotali naokrog? Rastlina tako postane zelo učinkovit sejalni stroj. Regratova semena – radost mnogih otrok – lahko v vetru letijo kilometre daleč. Javorova semena delujejo kot popolne male helikopterske lopatice, ki jih vzgonski veter lahko odnese daleč od drevesa; njihova izvedba je vzbudila zanimanje inženirjev aeronavtike.

Celo to pa po iznajdljivosti presegajo semena, ki vrtajo in semena, ki se plazijo, kar se razkrije šele pri opazovanju posnetkov v časovnih presledkih. Nepomembna kalifornijska rastlina, imenovana filaree, zvije svoj semenski strok, ki se lahko hitro odpre, v sveder, ki se dejansko lahko zavrta v tla. Ali pa vlakna divjega ovsa, ki se spremenijo v biološke motorje, ko padejo na tla. Čeprav so ločeni od rastline, se njihovo delo šele začne. Izmenjava vlažnih in suhih ciklov zaradi dneva in noči povzroča, da se vlakna povijajo v smeri urinega kazalca in v nasprotni smeri ter postanejo motorizirani propelerji za nanje pritrjena semena. Na posnetkih s časovnim presledkom so semena videti kot mali roboti ali hrošči, ki hitijo po tleh. Lahko se celo zakopljejo v tla in se zasejejo brez poljedelčeve pomoči.

Vir: iStockPhoto14460-archer-fish
Slika 3-6. Riba strelec

Riba strelec

V Indiji živi mala sladkovodna riba, ki lahko z vodnim curkom zbije hrošča z veje nad vodo. Ta ʻriba strelecʼ je zbudila zanimanje fizikov, saj mora premagati več fizikalnih problemov, da to lahko naredi.6 Ko riba gleda izpod vodne gladine navzgor na ciljnega hrošča, mora upoštevati spremembo lomnega količnika svetlobe za vodo in zrak. Sposobna mora biti zanesljivo oceniti razdaljo. Nato mora z usti ustvariti pravšnjo silo, da zbije hrošča, ki se verjetno trdno oklepa veje. Kljub temu riba strelec le redko zgreši, celo do višine treh metrov.

Nadaljnje raziskave so pokazale, da riba dejansko natančno uglasi svoje curke za poseben udarec. Upočasnjeni video posnetki so pokazali, da riba pljune niz pljunkov, kasnejši med njimi letijo hitreje. Curki se spojijo v vodno topovsko kroglo, ki ima mnogo večji učinek kakor bi ga imel en sam. Kako se je ta mala riba naučila fizike? Nek biolog, ki je to opazoval, se je spraševal, če morda ta riba razvija spoznavne sposobnosti, podobne človekovim, kajti po evolucijskem pojmovanju je metanje kopij privedlo našo vrsto do razvoja večjih možganov.

Kolibrijev jezik

Skoraj vsakdo uživa ob pogledu na kolibrije z njihovimi barvitimi peresi, ko lebdijo v zraku in celo letijo vzvratno, ko švigajo od cveta do cveta in nabirajo nektar. Njihove ramenske kosti in krila so posebno prilagojeni za tako gibanje, kar dovoljuje krilom (za razliko od drugih ptic), da rotirajo in dosežejo vzgon tako pri zamahih naprej, kakor tudi pri zamahih nazaj. Kolibrijev hitri metabolizem zahteva zelo visok srčni utrip, da lahko s krili zamahne do 70-krat na sekundo.

Vir: Creation Ministries International14460-hummingbird-tongue2
Slika 3-7. Kolibrijev jezik
Zvijajoča se zajemalke zbirajo nektar na viličastem jeziku.

Drugo presenetljivo lastnost so odkrili nedavno. Gre za način, kako kolibri srka nektar. Jezik ni samo organ, podoben slamici, ki s kapilarnim delovanjem vleče nektar, ampak je v dobro načrtovana ʻzajemalkaʼ. Ko jezik seže globoko v cvet in doseže območje nektarja, se razcepi na dva niza. Vsak od njih je opremljen z drobcenimi zajemalkami, pritrjenimi na podporno gred. Zajemalke se v tekočini avtomatsko odvijejo. Ko kolibri jezik potegne nazaj, se vsaka zajemalka ovije okoli tekočine in jo tesno zapre ter s tem ustvari dve cevi, polne nektarja, ki se zdaj vrneta v usta.

Kasneje so odkrili še en domiselni vidik tega načrta. Kolibri splošči svoj jezik, ko zapusti konico kljuna. Ploščat ostane dokler ne doseže nektarja, šele potem se razširi. To dobesedno počrpa nektar v jezik in ga hitro napolni. Potem se zajemalke zaprejo in prenesejo ves tovor ptici v usta.7

To dejanje ne potrebuje nobene mišice; vse je avtomatsko. Zgodi se v manj kakor 1/20 sekunde, več tisočkrat na dan. Težko bi si predstavljali človeški izdelek, ki bi bil tako nežen in bi lahko deloval tako konsistentno vsak dan in to več let.

Ptice na vejah

Ptičje noge imajo skupni vzorec, vendar je vsaka vrsta ptic posebno prilagojena glede na lastne potrebe. Kokoši, na primer, prebijejo največ časa z brskanjem po tleh, medtem ko se detli trdno oprijemljejo drevesnih debel. Ornitologi (biologi, ki proučujejo ptice) so odkrili pomembne razlike pri razporedu nožnih prstov in kitah, ki jih premikajo.

Ptice, kot so kokoši in kanarčki, imajo tri prste usmerjene naprej in enega nazaj. Imajo eno samo kito, ki usmerja vse štiri prste. Ko ptica pristane na veji in upogne koleno, kita avtomatično potegne koleno in kot s kleščami sklene prste okoli veje, kar je velika prednost, ko mora ptica spati na drevesu. Prsti se razklenejo šele takrat, ko ptica iztegne nogo.

Ptice, ki plezajo in se plazijo, na primer majhne dolgorepe papige in žolne, imajo dva prsta usmerjena naprej in dva nazaj. Te ptice imajo dve kiti, eno za sprednji par prstov in drugo za zadnjega, kar je popolno za podporo njihove teže na deblu. Ptice ujede – sove, sokoli in orli – imajo kremplje, ki kažejo v vse štiri smeri, z ločeno kito za vsak krempelj. Zaradi tega lahko zgrabijo plen in ga premikajo. Če torej ponovimo, obstajajo skupine živali, ki imajo enake splošne lastnosti, vsaka vrsta pa je opremljena z ravno tisto obliko teh lastnosti, ki ustreza njihovi posebni potrebi.

Električne jegulje

Za električne jegulje iz Amazonke pravijo, da lahko ʻprižgejo neonsko luč, ubijejo konja na 20 čevljev in ločijo med prijateljem in sovražnikom na 40 čevljev.ʼ Kako lahko biološki organizem, narejen iz vodnega tkiva, generira elektriko? Instrumenti, s katerimi sem delal na JPL, so uporabljali kovino in so morali biti suhi. V avtomobilih imamo res lahko akumulatorje s tekočim elektrolitom, vendar jih po navadi ne skušamo uporabiti pod vodo!

Polkovnik Lyell M. Rader je v svoji knjigi Romance and Dynamite opisal, kako ta riba proizvaja elektriko:

Mehanizem, ki ustvarja električno napetost, se nahaja v treh kolonah vzdolž njenega telesa. Te kolone so nekakšni napetostni elementi, sestavljeni izmenoma iz prevodnega in dielektričnega ali izolacijskega tkiva. Vsaka kolona lahko pri veliki jegulji generira 300 voltov in 10 amperov. Vezane so v serijo (negativni pol prve na pozitivni pol druge). Na tak način je njihov skupni udarec 900 voltov in 10 amperov, kar je idealen ubijalski tok za sladke vode.

Električni skat slanih oceanskih voda je po obliki zelo drugačen, vendar ima v glavnem enako opremo. Ima tri kolone, vsaka proizvaja napetost 300 voltov pri toku 10 amperov, vendar so te kolone vezane vzporedno, ne v serijo (negativni poli skupaj in pozitivni poli skupaj). Pri tej vezavi ostane udarec 300 voltov, toda tok je trikraten, torej 30 amperov. To je popolni ubijalski tok za slano vodo.8

Rader se sprašuje, kako je lahko neko bitje prišlo do te genialne električne naprave samo s poskušanjem in napakami, poleg tega pa še do krmiljenja stikal, ki je pri teh dveh vrstah zelo različno. »Nobena od teh vrst nima raztaljenih stikalnih površin niti ožganih kontaktov,« je zapisal; bitja so izvedena s pravo ʻpolprevodniško fizikoʼ, ki generira elektriko pod vodo, jo shranjuje in sprosti na ukaz.

Kako je sploh lahko nastalo tako čudo? Rader opozarja na štiri izvedbene zahteve:

Nekatera bitja so res videti neverjetno čudna, vendar je vsem skupna ena stvar: vse delujejo. Za to morajo izpolnjevati štiri zahteve hkrati: prvič, kompleksna aparatura; drugič, nagonsko znanje za upravljanje z opremo; tretjič, motivacija, ki sproži delovanje ob pravem trenutku; in četrtič, bitje je v okolju, kjer se popolnoma prilega v naravno ravnovesje z ravno pravim razmerjem prednosti in slabosti ter pravim razmerjem rojstev in smrti.9

Dovolj osupljivo bi bilo, če bi se te zahteve uresničile s poskušanjem in odpravljanjem napak že samo pri eni vrsti. Zdaj pa razmislite, da obstaja oprema za proizvodnjo elektrike ali električna oprema za zaznavanje pri več nesorodnih organizmih: električne jegulje (ribe s kostmi), električni skati (hrustančaste ribe) in celo pri kljunašu (sesalec). Evolucionisti z vso resnostjo učijo, da se je ta sposobnost neodvisno razvila šestkrat samo pri ribah! To imenujejo ʻkonvergentna evolucijaʼ, a gre bolj za izmikanje razlagi z zamahom roke, kakor za resnični znanstveni poizkus razlage učinkov s pomočjo racionalnih vzrokov.

Losos

Pogled na losose, ki preskakujejo vodne slapove in se izogibajo krempljem lačnih medvedov, je eden znamenitih prizorov, ob katerih uživamo v TV oddajah o naravi. Toda to je samo majhno poglavje v osupljivi zgodbi. Mladi lososi se izležejo z magnetnim zemljevidom, ki jih več let kasneje vodi tisoče milj nazaj do rojstnega kraja. Zapomnijo si tudi vonjave svojega rojstnega kraja s pomočjo ʻzemljevida dišavʼ, zgrajenega iz osupljive ʻkombinacijske kodeʼ, ki se vpiše v možgane na osnovi organov za vonjanje. Ko mladi lososi plavajo navzdol po toku, si zapomnijo oboje, majhne spremembe magnetizma (jakost in smer magnetnega polja) in spremembe v koncentraciji vonja ter si s tem ustvarijo zemljevid poti. Te informacije potrebujejo kasneje, ko odrastejo.10

Mladi lososi prebijejo nekaj dni na rečnem ustju, da se privadijo na slano vodo. Ta osupljivi proces vključuje več drastičnih fizioloških sprememb. Molekularne črpalke v škrgah spremenijo smer črpanja, tako da sol črpajo ven iz krvi, namesto v kri. Ledvice drastično zmanjšajo izločanje urina in riba popije več vode. Sladkovodne ribe so zdaj pripravljene za vstop v slani ocean.

Doraščajoči lososi preplavajo stotine, včasih tisoče milj, ko raziskujejo brezpotja oceana, sledeč nevidnim tokovom in nagonsko vedo, kje so najboljša nahajališča hrane. Več let kasneje se v njih prebudi sla po razmnoževanju. Kako bodo te ribe priplavale nazaj? Ptice in metulji se lahko orientirajo po soncu in zvezdah, večina oceana pa je brezoblična. Lososov nezmotljivi občutek za smer izhaja iz njihovega natančnega občutka za magnetizem. Drobcene pege magnetita v njihovih možganih se orientirajo po zemeljskem magnetnem polju. Ribe uporabljajo ta kompas skupaj z ʻmagnetnim zemljevidomʼ, da najdejo pot nazaj v svoj domači potok.

Ko se bližajo rečnemu ustju, se lososov izziv šele začenja. Znova morajo obrniti svojo fiziologijo in se prilagoditi na sladko vodo. Potem plavajo ʻproti tokuʼ in preko močnih slapov, ki jih preskakujejo z močjo svojih mišic, v smeri vonja po domu. Mnogi med njimi na tej poti postanejo žrtve lačnih medvedov in drugih plenilcev. Toda klic rojstnega kraja je močnejši in lososova navigacijska oprema omogoča, da najdejo rojstni kraj. Njihovi organi vonja so dovolj natančni, da ločijo spremembe vonja, ki so velikostnega reda nekaj delcev na milijardo, ko potujejo mimo različnih pritokov reke.

Vir: Illustra Media / Living Waters film14460-salmon
Slika 3-8. Odlični navigatorji
Lososi na svojih selitvah iz oceana v svoj domači potok uporabljajo zemljino magnetno polje.

Ko so po več letih odsotnosti spet doma, se lososi drstijo. Ko je delo opravljeno in energija porabljena, se prepustijo toku, da jih odnese nazaj proti morju in poginejo. Ta osupljivi življenjski cikel ponovi nova generacija mladic, ki se izleže z magnetnim zemljevidom in nagoni, ki jih potrebujejo.

To so samo izseki mnogovrstnega ʻsistema sistemovʼ, kjer so vsi koordinirani, vsak od njih pa z boljšo specifikacijo kot smo jo mi uporabili v vesoljskem programu. Večina rib ima vzdolž svojih bokov ʻstranske linijeʼ, ki delujejo kot natančno uglašeni zaznavni organi za določanje tokov in električnih lastnosti vode. Ribje mišice so urejene v plasti v obliki črke W, imenovane miomeri in potekajo od glave proti repu (to lahko vidimo pri lososih, ki jih kupimo v ribarnicah), kar jim daje prožnost za plavanje. Sploh pa nismo spregovorili o očeh, ušesih, živčnih in prebavnih sistemih ter vseh drugih sistemih, ki jih lososi delijo z vretenčarji.

Ali bi se lahko ti sistemi razvili po neusmerjenih naravnih procesih? Če ne bi bili vsi na mestu in delovali usklajeno, ne bi bilo nobenega potomca. Ne selijo se vsi lososi, toda tisti, ki se, se lahko prilagodijo na spreminjajoče se okolje in oprema, ki je za to potrebna, je silno natančna. Poizkusi so pokazali, da se losos orientira na magnetno polje, ki je prešibko, da bi ga zaznala magnetna igla kompasa. Vsaka molekula vonja se kot ključ v ključavnico prilega senzorjem vonja v nosnih prehodih. Fiziološka oprema za prilagoditev iz sladke v slano vodo in nazaj je nepoenostavljivo kompleksna; če ne bi bilo vseh delov, bi riba umrla. Vse, kar losos potrebuje za vsako življenjsko fazo, je prisotno, dobro delujoče in to od rojstva do smrti.

Metamorfoza

Vse žuželke doživljajo dramatične spremembe, ko v svojih življenjskih fazah prehajajo iz jajčeca, v ličinko, bubo in odraslo žival, toda nobena ni tako spektakularna kakor pri metuljih in moljih. Pomislite na razliko med gosenico in metuljem. Gosenica se samo plazi, metulj pa se dvigne v zrak na tankih krilih. Gosenica jé liste, metulj pije nektar. Gosenica nima spolnih organov, metulji se razmnožujejo z jajčeci in spermo. Oči in noge gosenic so popolnoma drugačni od izrazitih okončin, kril in sestavljenih oči metuljev. Odrasli metulji imajo tudi tipalke s skrajno občutljivimi organi za vonjanje, s katerimi zaznajo šibke feromone na razdaljo enega kilometra in pol.

Najbolj fantastični med vsemi metulji – pravzaprav v vsem živalskem kraljestvu – so vrste, ki se selijo. Metulji monarhi iz Severne Amerike vsako leto potujejo 4.800 kilometrov iz Kanade v Mehiko. Približno vsaka četrta generacija se izleže s posebno sposobnostjo, da preživijo šest mesecev namesto običajnih 6 do 8 tednov. Ta ʻmetuzalemska generacijaʼ leti skoraj neprekinjeno na točno ista drevesa, kjer so njihovi pra-prastarši prebili preteklo zimo, čeprav pred tem nikoli niso leteli po tej poti. Kako to naredijo? Znanstveniki niso prepričani, vedo pa, da se lahko orientirajo po zemeljskem magnetnem polju, položaju sonca in morda tudi po položaju zvezd. Nedavno so odkrili, da monarhe še presega neka druga vrsta metuljev: angleški osatniki (angl. painted lady). Znanstveniki so odkrili, da na letnih potovanjih preletijo osupljivih 9.600 kilometrov.

Vir: Pexels.com14460-monarch-butterfly
Slika 3-9 . Metulj monarh
Te žuželke izvajajo neverjetna selitvena mojstrstva.

Šolarji se učijo, kako gosenice stkejo kokon (pri metuljih se imenuje buba), iz katerega se po približno dveh tednih izleže odrasla žuželka. Kaj se dogaja v tej skrivnostni kamrici? Znanstveniki vedo, da se večina tkiva gosenice razkroji v tekočino, ki je skoraj brez oblike. Iz teh recikliranih delov določeni krmilni organi, imenovani vzorčni diski (angl. imaginal disks), usmerjajo nastajanje tipalk, ustnih delov, nog, kril, spolnih organov in vseh ostalih delov, ki jih bodo potrebovali metulji za svoje življenje v zraku. Z magnetno resonanco in računalniško tomografijo so posneli zamotan proces nastajanja podrobneje kot kadarkoli, vendar mnogo podrobnosti še vedno ostaja skrivnost. Eno pa je gotovo: ko se odrasla žival izleže, je v nekaj minutah popolnoma operativna, leti in uporablja vso to novo opremo. Dokumentarni film o tem to ponazarja s prvim serijsko grajenim avtomobilom Model-T, ki okoli sebe zgradi garažo, razstavi svoje dele in jih ponovno sestavi v helikopter.11 To je morda podcenjevanje. Gre za popolnoma novo izvedbo!

Vir: Armon / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.014460-monarch-butterfly-chrysalis
Slika 3-10. Buba monarha

Pomislite, kako velik izziv je to za evolucijsko teorijo. Gosenice se ne morejo razmnoževati. Ko se gosenica zabubi, se v osnovi zapre v lastno krsto. Če njeni geni ne morejo imeti v mislih oddaljenega cilja – metulja, in ne morejo pravilno slediti vsem postopkom, bo to bitje poginilo. Iz tega se po naravni selekciji ne bi razvilo nič. Pomislite, koliko usklajenih mutacij bi se moralo zgoditi v ravno pravšnji meri, da se odrasel metulj ne bi samo izlegel iz bube, ampak da bi imel delujoča krila in spolne organe, da bi nadaljeval vrsto v naslednjo generacijo. In kako se je v vrsto treh normalnih generacij vrinila metuzalemska generacija, s posebno dolgo življenjsko dobo in močjo preleteti 4.800 km in kako ve, kam naj leti? Verjeti, da je slepi, neusmerjeni proces vse to napravil prav, je enako kot verjeti v mnogokratne čudeže.

Hrošč bombarder

Eden meni najljubših primerov bitij, ki zanikajo evolucijo, je hrošč, ki strelja vroče eksplozivne izstrelke na svoje sovražnike. Hrošč bombarder izziva evolucijo, kajti hrošč bi ob morebitni napaki razstrelil samega sebe! Ta osupljiva žuželka ima v svojem zadku dve ločeni komori, eno za razstrelivo (vodikov peroksid) in drugo za detonator (hidrokinon). Ti kemikaliji morata biti ločeni in v neaktiviranem stanju. Ko se zmešata v izgorevalni komori, ju je treba aktivirati ob ravno pravem času v pravilnem razmerju in na pravilen način, sicer bi bil hrošč žrtev lastnega orožja in se ne bi mogel razmnoževati.

Kako bi se tak sistem lahko evolucijsko razvil? Vse je moralo delovati pravilno od samega začetka, sicer ne bi noben potomec ugledal luči sveta, da bi srečno odkritje prenesel naslednji generaciji. Rader pojasnjuje:

Da hrošč preživi, morajo biti vsi ti sistemi v brezhibnem delovnem stanju. Topovi brez razstreliva bi bili nesmiselni. Ena kemikalija brez druge ne bi eksplodirala. Brez inhibitorja bi kemikaliji razstrelili hrošča na koščke. Brez anti-inhibitorja pa hrošč sploh ne bi mogel sprožiti eksplozije. Brez shranjevalnih komor ne bi imel kemikalij, ko bi jih potreboval. Brez močno ojačanih, toplotno odpornih izgorevalnih cevi in topov, bi toplota, ki se pri tem sprošča, hrošča skuhala.

Vir: Wikimedia Commons14460-bombardier-beetle
Slika 3-11. Hrošč bombarder

Toda najbolj osupljiv med vsemi je nitkam podobni prožilni komunikacijski sistem. Hrošč identificira potencialnega sovražnika; počaka, da sovražnik odpre svoja usta; potegne proti-inhibitor kot udarno iglo na puški; nameri svoje topove; in pošlje vročo eksplozijo strupenega plina iz svojega zadka v usta napadalca ter s tem ukroti njegov apetit po hroščih. Teh pet funkcij se mora odviti v popolnem časovnem zaporedju v delčku sekunde.12

To pa še ni vse. Posnetki s hitro kamero so pokazali, da hrošč namesto enega samega eksplozivnega izbruha izstreli niz strelov. To mu daje boljši nadzor nad eksplozijo in preprečuje povratni sunek, ki bi ga odpihnil v zrak. Hrošč lahko svoje orožje natančno usmeri v širokem kotnem območju. Da lahko uporablja vse te kontrole, potrebuje dodatno ʻmožgansko programsko opremoʼ.

Nič čudnega torej, da kreacionisti radi izpostavljajo hrošča bombarderja kot izziv evoluciji. Zavedamo se, da so evolucionisti iznajdljivi pri proti-argumentih; po dejstvih vam lahko pripovedujejo zgodbe in predstavljajo, kako je lahko bila serija mutacij v milijonih letih naravno izbrana, da je ustvarila take stvari. Opozoriti moramo, da njihovi pogledi nujno potrebujejo domišljijske zgodbe. Nepoenostavljivo kompleksnih sistemov, kakršen je hrošč bombarder, ne bi smeli pričakovati v evolucijskem svetu naključnih dogodkov.

Ateist Richard Dawkins je dal znamenito izjavo: »Biologija je študij kompliciranih stvari, ki dajejo videz, da so bile načrtovane z namenom.«13 Z drugimi besedami, vsakdo se strinja, da so reči res videti načrtovano. Da bi zanikali načrtovanost, se morajo evolucionisti odločiti proti očitnemu. Zato je Francis Crick dejal svojim kolegom evolucionistom: »Biologi se morajo ves čas zavedati, da tisto, kar vidijo, ni bilo načrtovano, ampak se je razvilo.«14

Praktično načrtovanje

Povsod navzoče optimalne izvedbe v življenju so vzbudile živahno in rastočo vejo znanosti, imenovano biomimetika – posnemanje izvedb v naravi. Čemu bi nekaj načrtovali čisto od začetka, ko pa nam narava že kaže najboljšo možno rešitev za mnoge probleme, s katerimi se soočamo? Iz tega nastajajočega področja lahko naštejemo samo nekaj primerov, toda biomimetika je zdaj zelo aktiven raziskovalni program. Na podlagi ʻbioinspiracijeʼ, ki izhaja iz izjemnih dosežkov narave, so nedavno vzpostavili cele univerzitetne oddelke za ʻbiomimikrijoʼ. Ti oddelki prejemajo milijone dolarjev iz državnih virov, pogosto vojaških. Tu je samo nekaj primerov:

  • Inženir je iznašel pršilo za večnamensko rabo, oblikovano po vzoru hrošča bombarderja.
  • Načrtovalci solarnih panelov si prizadevajo posnemati fotosintezo.
  • Mornarica financira raziskave, da bi izdelali boljše podmornice, navdihnjene po ribah.
  • Znanstveniki za materiale si prizadevajo posnemati pajkovo svilo, ʻidealni materialʼ, ki je raztegljiv in močan, na enoto teže močnejši od jekla in bolj fleksibilen od kevlarja.
  • Proizvajalci keramike proučujejo ostrige in zobe, da bi izdelali material, ki se sam popravlja in ki preživi razpoke.
  • Načrtovalci robotov posnemajo mravlje, termite in ščurke zaradi njihove sposobnosti navigacije na neravnem terenu in komunikacije v skupinah.
  • Izumitelji so ustvarili miniaturni dron, ki lahko lebdi kakor kolibrij.
  • Izdelovalci avtomobilov bi radi naredili vetrobransko steklo s ʻsuper-hidrofobnimiʼ lastnostmi lotusovega lista. Ne bi več potrebovali brisalcev!
  • Optični inženirji zavidajo barvno-odbojnim lastnostim lusk na krilih vešč, ko načrtujejo različne aplikacije, ki segajo od oblačil vse do strategij proti ponarejanju.
  • Vir: Biomimetics and Dexterous Manipulation Laboratory, Stanford University, bdml.stanford.edu/twiki/bin/view/Rise/Stickybot, Wikimedia Commons CC BY-SA 3.014460-stickybot
    Slika 3-12. Robot po vzoru gekona
    Posnema njegove sposobnosti plezanja po gladkih navpičnih površinah
  • Inženirji se učijo, kako gekoni lahko plezajo po gladkih stenah in steklu, da bi izdelali robote, ki bi lahko plezali enako.
  • Proizvajalci medicinske opreme študirajo vitičnjake in školjke, ki se pritrdijo na potopljeno površino, da bi spoznali, kako narediti bio-razgradljivo lepilo za kirurške vsadke, medtem ko bi ladjedelničarji radi posnemali lepljivost teh školjk za podvodna dela.
  • Tovarne bi rade proizvedle robotske roke, ki bi posnemale občutljivost in fleksibilnost slonovega rilca.
  • Vir: Wikimedia Commons14460-robotic-elephant-trunk
    Slika 3-13. Robotski rilec
  • Računalniški znanstveniki poskušajo posnemati računalniške strategije človeških možganov.

Seznam tehnologij, ki jih navdihuje biologija, je dolg in zanimiv. Prav lepo povzema to, kar že ves čas govorimo: živi svet je svet popolnega načrtovanja. Biomimetika je znanstveni pristop, ki je osredotočen izključno na načrtovanje. Ničesar ne dolguje Darwinovi teoriji. Navdihuje novo generacijo mladih znanstvenikov. Pospešuje poglobljeno razumevanje biologije in vodi k praktičnim aplikacijam, ki lahko izboljšajo naše življenje. To je lepota znanosti, osredotočene na načrtovanje.

Paul Nelson, filozof biologije, se spominja nauka, ki ga je naučil njegov oče: »Če nekaj deluje, se to ne dogaja po naključju.«15 Biologija deluje. Deluje resnično, resnično dobro.

To je bil hitri pogled na nekatere živalske in rastlinske čudeže v biologiji Vesoljske ladje Zemlja. Ta tehnologija kar vpije po razlagi. V naslednjem poglavju se bomo kritično ozrli na nekatere današnje najbolj razširjene znanstvene teorije.

Viri

  1. For 10 months out of the year, common swifts live in mid-air, Science Daily, 27 Oct. 2016, sciencedaily.com/releases/2016/10/161027123227.htm. Nazaj na besedilo.
  2. Za več informacij o kolibrijih, arktičnih čigrah in škorcih si oglejte dokumentarni film Illustra Media Flight: The Genius of Birds, flightthegeniousofbirds.com. Nazaj na besedilo.
  3. Dorn, R. I., Ants as powerful biotic agent of olivine and plagioclase dissolution, Geology 42(9):771-774, July 2014, doi: 10.1130/G35825.1. Nazaj na besedilo.
  4. Weaver, J. C., et al., The Stomatopod Dactyl Club: A Formidable Damage-Tolerant Biological Hammer, Science 336(6086):1275-1280, 8 June 2012,science.sciencemag.org/content/336/6086/1275. Nazaj na besedilo.
  5. Alverson, A., The Air You Are Breeathing? A Diatom Made That, Live Science, 10 June 2014, livescience.com/46250-teasing-apart-the-diatome-genome.html. Nazaj na besedilo.
  6. Sarfati, J., Archer fish use advanced hydrodynamics, Creation 36(3):36-37, July 2014, creation.com/archer-fish. Nazaj na besedilo.
  7. Rico-Guera and Rubega, The hummingbird tongue is a fluid trap, not a capillary tube, Proceedings of the National Academy of Sciences 108(23):9356-9360, 7 June 2011, doi: 10.1073/pnas.1016944108. Delovanje jezika je animirano v dokumentarcu Illustra Medie Flight: The Genius of Birds, in ga lahko vidite na spletu flightthegeniousofbirds.com/clips.php. Nazaj na besedilo.
  8. Rico-Guevara, Fan and Rubega, Hummingbird tongues are elastic micropumps, Proceedings of the Royal Society B, 19 Aug 2015, doi: 10.1098/rspb.2015.1014. Nazaj na besedilo.
  9. Rader, L.M., Romance and Dynamite, Crest Books, 1998. Nazaj na besedilo.
  10. Življenjski slog pacifiškega lososa je opisan v dokumentarcu Illustra Medie Living Waters: Intelligent Design in the Oceans of the Earth (2015). Animacijo lososovega čuta za vonj lahko vidite na: livingwatersthefilm.com/clips.php. Nazaj na besedilo.
  11. Metamorphosis: The Beauty and Design of Butterflies, Illustra Media, 2011. Animacijo Modela-T si lahko ogledate na metamorphosisthefilm.com/clips.php. Nazaj na besedilo.
  12. Rader, Romance and Dynamite. Nazaj na besedilo.
  13. Dawkins, R., The Blind Watchmaker, W.W. Norton & Company, p.1, 1986. Nazaj na besedilo.
  14. Crick, F., What Mad Pursuit, Basic Books, p. 138, 1990. Nazaj na besedilo.
  15. Flight: The Genious of BirdsNazaj na besedilo.

Helpful Resources

Spacecraft Earth
by Dr Henry Richter with David F Coppedge
US $14.00
Soft Cover