Razvojna biologija

Čak i da prihvatimo evolucionističku ideju postojanja nekog prvog jednostavnog živog bića, valja nam razmotriti kako se to prvo živo biće postupnopretvorilo u druga živa bića, uključujući čovjeka. Jedan izvor dokaza o takvom postupnom razvoju je fosilni zapis. Podrobnim istraživanjem  ljudskog fosilnog zapisa, utvrdili smo da ljudi postoje od prvih razdoblja početka života na Zemlji. Drugi tip dokaza može se pronaći u razvojnoj biologiji. Većina životinja razvija se iz oplođenih jajašaca, koja se razvijaju u embrije, koji se potom oblikuju u potpuno razvijene organizme. Način na koji se odvija taj proces, osnovni je predmet proučavanja razvojne biologije.

Darvinisti tvrde da u razvojnoj biologiji mogu pronaći dokaz evolucije.

Darvinisti često ističu da u određenoj etapi svojega razvoja, ljudski embrij nalikuje ribljem, što navode kao dokaz evolucije. Ustvari, na određenom stupnju razvoja, embriji svih kralježnjaka nalikuju ribljim embrijima i, prema tome, jedni drugima. Sam je Darwin rekao: "... embriji sisavaca, ptica, riba i gmazova međusobno [su] veoma slični." Prema njemu, to se najbolje može objasniti činjenicom da su odrasli primjerci tih vrsta: "... modificirani potomci nekog pra-pretka." Nadalje, pretpostavio je da nam: "... razvojna etapa embrija ili ličinke pokazuje, više ili manje potpuno, razvijeno stanje pra-pretka čitave skupine" (Darwin, 1859., str. 338, 345). Drugim riječima, početno riboliko stanje embrija kralježnjaka nalikuje prvobitnom odraslom kralježnjaku iz kojega su se navodno razvili svi današnjikralježnjaci - izvorno smo svi bili ribe. No, logiku takvog zaključivanja pobija pogrešna procjena sličnosti embrija.

Proces kojim se embrij razvija u zrelu jedinku zove se ontogeneza, a evolucijski proces kojim se zajednički predak navodno razvija u različite potomke, naziva se filogenezom. Mnogi su darvinisti, u većoj ili manjoj mjeri, vjerovali da razvoj embrija kralježnjaka odražava evolucijski proces kojim je on nastao. Kako je objasnio njemački darvinist Ernst Haeckel: "... ontogeneza je rekapitulacija filogeneze." To je stajalište Haeckel ilustrirao objavljivanjem niza slika razvoja embrija nekoliko vrsta kralježnjaka, od kojih je svaki prvotno nalikovao ribi, nakon čega se razvio u svoj karakterističan oblik. Poslije se ustanovilo da je Haeckel krivotvorio slike, kako bi prve razvojne etape ribolikih embrija više nalikovale njegovoj ilustraciji nego li je to slučaj u prirodi. Haeckel je službeno proglašen krivim za taj prekršaj pred akademskim sudom Sveučilišta u Jeni. Usprkos tomu, njegova ilustracija embrija kralježnjaka čak se i danas često objavljuje u udžbenicima o evoluciji.

Osim krivotvorenja slika u klasičnim ilustracijama embrija kralježnjaka, postoji i druga obmana. Prve slike embrija, koje pokazuju impresivne sličnosti, zapravo su slike srednje etape razvoja embrija. Da takva ilustracija  uključuje prve etape razvoja embrija, uključujući jajne stanice, stekao bi se posve drukčiji dojam.

Jaja, jednostanični začeci embrija svih životinja, međusobno se veoma razlikuju. Jaja ptica i gmazova iznimno su velika. Riblja jajašca uglavnom su manja, no vidljiva ljudskim okom. Ljudsko jajašce, s druge strane, mikroskopske je veličine.

Prva etapa razvoja embrija je cijepanje, dioba jajašca u stanice. Svaka skupina kralježnjaka ima svoj obrazac diobe, koji se znatno razlikuje od ostalih. Tijekom razdoblja dijeljenja, utvrđuje se temeljni položaj tijela (od prednje do stražnje strane). Potom slijedi faza gastrulacije, u kojoj se razvija osnovni oblik tijela životinje. Tijekom gastrulacije stanice se počinju odvajati u različita tkiva. Kao i u slučaju dijeljenja, obrasci gastrulacije također se znatno razlikuju među različitim vrstama životinja. Radi toga, u tomu se stadiju razvoja embriji međusobno veoma razlikuju (Nelson, 1998., str. 154; Wells, 1998., str. 59; Elinson, 1987.).

Tek u sljedećoj etapi embrionalnog razvoja, faringulaciji, embriji riba, gmazova, ptica i sisavaca počinju privremeno nalikovati jedni drugima, točnije, malim ribama. U stadiju faringulacije, svi embriji imaju mala nabrana tkiva u području grla, koja nalikuju škrgama. Kod riba ti nabori postaju škrge, no u drugih životinja oblikuju unutarnje uho i štitne žlijezde.

Stoga ljudski i embriji drugih sisavaca, kao i životinja i gmazova nikada nemaju škrge (Wells, 1998., str. 59). Nakon stadija faringulacije, embriji se izgledom ponovno razlikuju.

U cjelini, umjesto da je potvrđuje, embrionalni razvoj kralježnjaka uvjerljivo pobija evoluciju. Prema evolucionističkoj teoriji, sve metazoe (višestanična bića) nedvojbeno imaju zajedničkog pretka. Taj predak je imao određeno osnovno tijelo. Promjena tog osnovnog tijela iziskivala bi promjene u genima, koji upravljaju prvim embrionalnim stadijima razvoja tog osnovnog tijela. No, prema teoriji evolucije, geni koji upravljaju prvim razvojnim stadijima nisu mogli biti podvrgnuti velikoj promjeni. Takve bi promjene izazvale goleme poremećaje u razvoju organizma, uzrokujući njegovu smrt ili ozbiljnu deformaciju. Tomu svjedočimo danas. Kako kaže Nelson (1998., str. 159): "Svi eksperimentalni dokazi upućuju na to da se razvoj, u slučaju kada je poremećen, prekida ili odvija unatrag, kroz brojne alternativne putove do svoje početne putanje." Prema tome, kako tvrdi većina evolucionističkih biologa, pozitivne mutacije mogu se dogoditi samo u genima odgovornima za kasnije stadije razvoja organizma.

Iz teorije evolucije proizlazi da su prve etape razvoja živih bića prilično slične. No, kako smo vidjeli, one se znatno razlikuju jedna od druge (Nelson, 1998., str. 154). Naprimjer, nakon prve diobe jajašca, embriji različitih životinja različitim putovima dosežu stadij gastrule. Razvojni biolog Eric Davidson (1991., str. 1), nazvao je tu raznolikost obrazaca cijepanja 'intelektualno uznemirujućom'. Način na koji su svi ti veoma različiti obrasci prvih razvojnih stadija proizašli iz nekog zajedničkog pretka, prilično je tajanstven. Richard Elinson je postavio pitanje (1987., str. 3): "Ako se proces embriogeneze odvijao suzdržano, kako je došlo do tako velikih promjena u najranijim etapama embriogeneze?" Za njega to predstavlja 'zagonetku'.

Neki su pretpostavili (Thomson, 1988., str. 121-122) da su rane promjene u razvoju očito moguće, jednostavno stoga što su se očito dogodile. To je karakterističan primjer slijepog vjerovanja u teoriju evolucije. Nelson kaže (1998., str. 158): "Imajte na umu da se to gledište u cijelosti osniva na pretpostavci o zajedničkom podrijetlu. Ne postoje gotovo nikakvi eksperimentalni dokazi da su 'promjene u ranom razvoju moguće'. Upoznat sam samo s jednim primjerom nasljednih promjena u obrascima cijepanja metazoa."

Drugim riječima, postoji samo jedan eksperimentalno potvrđen slučaj genske promjene u ranom stadiju razvoja životinje, koja je prešla na njezine potomke. Riječ je o mutaciji koja se odvija u ranom stadiju razvoja puža

Limnaea peregra, a koja određuje samo smjer zavinutosti kućice puža (s desna nalijevo) (Nelson, 1998., str. 170, citirajući Gilberta, 1991., str. 86). To nije osobito značajna promjena, koja ne predstavlja neku novu biološku značajku.

Dakle, danas ne postoji nijedan eksperimentalni dokaz da promjene u prvim razvojnim etapama mogu rezultirati stvaranjem organizama sposobnih za život s novim značajkama. Neki znanstvenici pretpostavljaju da su se takve promjene, premda nisu moguće u današnjim organizmima, mogle dogoditi u prvim razdobljima evolucije, i da su vjerojatno rezultirale velikim promjenama osnovnih tijela. Foote i Gould smatraju (1992., str. 1816) da je to pretpostavljeno rano razdoblje razvojne fleksibilnosti završilo prije više stotina milijuna godina, na kraju 'kambrijske eksplozije', kada su se navodno razvili svi osnovni oblici tijela današnjih živih bića. Nakon kambrijske eksplozije uslijedio je: ".. svojevrstan genetsko i razvojni zastoj." To dokazuje, kažu Foote i Gould, činjenica da se od kambrija nije razvio nijedan novi osnovni oblik tijela. Nadalje, oni kažu da danas ne postoje bića s velikim mutacijama gena koji upravljaju prvim razvojnim stadijima (Foote i Gould, 1992., str. 1816). Ali, to razdoblje rane promjenjivosti osnovnih tjelesnih oblika, prouzročene promjenama koje su se dogodile u prvim etapama embrionalnog razvoja, čisto je spekulativno. Znanstvenici ne uspijevaju iznaći nijedan konkretan razlog zašto su, s biomolekularnog gledišta, kambrijska stvorenja uspjela preživjeti takve velike mutacije.

Nelson kaže (1998., str. 168): "U posvemašnjem nedostatku nekog mehanističkog razumijevanja, a radi potrebe prilagođavanja zahtjevima filozofije prirode koja tvrdi, u svjetlu obilja nepotkrijepljenih dokaza, da se složena bića razvijaju od jednostavnijih neupravljanom mutacijom i selekcijom, pretpostavlja se postojanje zlatnih razdoblja evolucije (tj. kambrijska eksplozija). Međutim, bez obzira na malu vjerojatnost da su takva razdoblja doista postojala, neodarvinisti su skloni ideji postojanja takvih zlatnih doba makroevolucije do te mjere, da bez propitkivanja prihvaćaju vidljiva ograničenja organske građe i funkcije - jer ta ograničenja sadrže u sebi prvobitan diskontinuitetet razvoja jednog organizma iz drugoga."

Diskontinuitet pretpostavlja inteligentnu konstrukciju zasebnih vrsta.

Znanstvenici ne uspijevaju iscrpno objasniti kako su se ti osnovni organizmi (ili Bauplans) razvili od nekog zajedničkog pretka procesom evolucije.

Bruce Wallace (1984., citat u: Nelson, 1998., str. 160) govori o nekim problemima modifikacije osnovnog organizma:

"Bauplan organizma ... može se zamisliti kao raspored genskih prekidača koji upravljaju tijekom razvoja embrija i kasnijeg razvoja jedinke; takva se kontrola mora na ispravan način odvijati istodobno i sekvencijski u zasebno diferenciranim tijelima.

Selekcija, prirodna i umjetna, koja uzrokuje morfološke i druge razvojne promjene, to čini mijenjajući postavke i okidače tih prekidača ... U pokušaju pretvaranja jednog organizma u drugi, koji je još uvijek svrsishodan, najveću poteškoću predstavlja resetiranje brojnih kontrolnih prekidača na način koji će jedinki omogućiti uredan (somatski) razvoj." To se može usporediti s pokušajem pretvaranja motora od šest cilindara u motor od osam cilindara, uz istodobno održavanje rada motora tijekom svih promjena.

Arthur kaže (1987., citat u: Nelson, 1998., str. 170):"... na kraju moramo priznati da ustvari ne znamo kako nastaju osnovni organizmi."

Što se tiče načina na koji geni upravljaju velikim promjenama u osnovnim organizmima pri stvaranju novih organizama, znanstvenici još uvijek ne mogu u cijelosti objasniti kako geni upravljaju razvojem osnovnog organizma bilo koje vrste. R. Raffi T. Kaufman (1991., str. 336) ukazuju na stanje današnje znanosti, koja: "... trenutno ne može objasniti čak ni kako geni upravljaju morfogenezom jednostavnih metazoa." Svaki čovjek prvotno ima oblik stanice - oplođenog jajašca. Jajašce se nakon toga počinje dijeliti na više stanica. Svaka stanica sadrži identičnu DNK, no stanice se pretvaraju u različita tkiva i strukture. Danas još uvijek nije jasno kako se to točno događa, čak ni u najmanjim višestaničnim organizmima.

Neki znanstvenici vjeruju da 'homeotički' geni pružaju odgovor na problem specifikacije osnovnih tijela i njihova razvoja u organizam. Biolozi su krajem 19. st. uvidjeli da dijelovi tijela nekih životinja katkad nalikuju drugim dijelovima tijela. Naprimjer, ticalo kukaca može se razviti u oblik noge (koje se stanje naziva antenopedija). Takvi se oblici nazivaju homeotičkima.

Prefiks 'homeo' znači 'sličan', 'jednak', pa bi homeotička noga bila dio tijela koji nalikuje nozi. U 20. st. je otkriven gen odgovoran za mutaciju koja uzrokuje antenopediju u voćnim mušicama i nazvan je

Antp. No, ovdje nije bitno pitanje kako umjesto ticala može narasti noga, nego kako su tako složene strukture, noge i ticala, uopće nastale, što genetičari i razvojni biolozi do danas još nisu uspjeli potpuno objasniti.

Osim

Antp, u voćnim mušicama postoje i drugi homeotički geni, kao što je Pax-6, koji je povezan s razvojem oka. Walter Gehring i njegovi kolege 1995., god. su mutirali gen Pax-6, uslijed čega su na ticalu i nogama voćnih mušica izrasle oči. Pax-6 je sličan kod muha i sisavaca (uključujući ljude). Dio toga gena (vezivni segment DNK) otkriven je i u crvima i lignjama (Quiring i dr., 1994.). Istraživači su zaključili da je Pax-6: "...glavni koji upravlja morfogenezom oka" i da je univerzalan kod višestaničnih životinja (Haider i dr., 1995., str. 1792).

Ali Wells ističe (1998., str. 56-57): "Ako isti gen može 'odrediti' tako radikalno različite strukture kao što su... oči kukaca i oči ljudi i lignji, tada taj gen zapravo ne određuje ništa osobito." Dodaje: "Osim što nam govore kako embrij usmjerava svoje stanice prema jednoj od nekoliko ugrađenih razvojnih staza, homeotički geni nam ne govore ništa o načinu na koji se oblikuju biološke strukture."

Što se tiče oka, evolucionisti trebaju objasniti kako se ta komplicirana biološka struktura razvila ne samo jednom, već više puta. Istaknuti biolozi L. von Salvini-Palwen i Ernst Mayr kažu (1977.): "... prvi beskralježnjaci ili barem oni iz kojih su se razvile razvijenije vrste, nisu imali fotoreceptore" i da su se: "... fotoreceptori neovisno razvili u najmanje 40, a vjerojatno čak i 65 ili više različitih razvojnih vrsta."