Reklama

Czego nie pamiętają najstarsze sosny

Czego nie pamiętają najstarsze sosny

28.09.2020
Czyta się kilka minut
W przyrodzie ożywionej nie obowiązuje uniwersalna skala czasu. Przedstawiciele każdego gatunku myślą i żyją w różnym tempie.
W głębokich, zimnych i ciemnych wodach Atlantyku i Oceanu Arktycznego znalazły swoją niszę rekiny grenlandzkie. Wiodą najbardziej powolne życie spośród wszystkich kręgowców. Ich tempo metabolizmu jest niskie, a czas dojrzewania bardzo długi. LOUISE MURRAY / ALAMY / BEW
S

Sosny długowieczne – uznawane za rekordzistki pod tym względem – potrafią dożyć 5 tys. lat. Co najmniej. Po prostu najstarsze osobniki, które znamy, rosnące w kalifornijskich Białych Górach, aktualnie mają tyle lat na karku (na pniu?). Musiały być już bardzo wyrośniętymi drzewami, gdy egipscy robotnicy kończyli pracę nad Wielką Piramidą Cheopsa. Ile jeszcze porosną – nie wiadomo. Tak czy inaczej, żadne zwierzę nie może pochwalić się choćby zbliżonym wynikiem. Do tych najdłużej żyjących należą rekiny grenlandzkie, które mogą osiągać wiek kilkuset lat. Na drugim końcu skali długowieczności znajdują się m.in. muszki owocowe, przechodzące pełny cykl życiowy: od zapłodnionego jaja, po osobnika umierającego ze starości, w ciągu 40 dni. Wśród kręgowców tylko nieco lepszy wynik – około 8 tygodni – osiąga Eviota sigillata, maleńka rybka koralowa.

Nie wiemy oczywiście, jak to jest być osobnikiem należącym do innego gatunku, zwłaszcza tak różnego od nas jak muszka owocowa, rybka koralowa czy rekin. Możemy więc tylko spekulować, czy im samym całe ich życie będzie wydawać się krótkie, czy długie (zakładając, że posiadają jakąś formę subiektywności). Nasze spekulacje możemy jednak podeprzeć wynikami naukowych eksperymentów.

Żółw w kinie

W 2013 r. Kevin Healy z Trinity College w Dublinie i współpracownicy przeanalizowali raporty z pomiarów tzw. efektu zlewania się światła (ang. flicker fusion rate) u ponad trzydziestu gatunków kręgowców. Uczestnikom eksperymentu wyświetla się obrazek lub kształt, który miga z różną częstotliwością – w pewnym momencie tak szybko, że mózg nie jest w stanie nadążyć, a osobnikom zaczyna się wydawać, że widzą obraz wyświetlany ciągle. Występowanie tego efektu można potwierdzać m.in. w testach behawioralnych. Wystarczy nauczyć zwierzę (nagradzając je za poprawną reakcję), by za każdym razem spośród dwóch prezentowanych obrazków wskazywało ten, który miga, a nie ten wyświetlany stale, a potem sukcesywnie zwiększać częstotliwość migania. Gdy ta częstotliwość wzrośnie powyżej progu zlewania się światła, zwierzę przestanie poprawnie wskazywać pożądany obrazek – ponieważ oba będą wyglądać na wyświetlane ciągle.

Dla przedstawicieli różnych gatunków próg zlewania się światła przekroczony zostaje przy różnej częstotliwości migania. Jest ona tym wyższa, im szybciej oko dostarcza nowych obrazów do mózgu (albo im szybciej mózg potrafi analizować sygnały napływające z otoczenia). Oczywiście, w praktyce trudno taki schemat eksperymentalny zastosować u wszystkich gatunków, od muszki owocowej po wieloryba, dlatego dane naukowe w tym zakresie są dość ograniczone. Jednak wnioski z analizy Healy’ego i współpracowników i tak można uznać za co najmniej bardzo interesujące.


Kasper Kalinowski: W zależności od wieku, kultury, nastroju czy stanu zdrowia możemy różnie postrzegać mijające godziny, dni i lata.


 

Badacze ustalili, że wysokość progu zlewania się światła (szybkość przetwarzania sygnałów wzrokowych przez mózg) w największym stopniu zależy od rozmiarów ciała zwierzęcia i jego tempa metabolizmu. Stosunkowo małe zwierzęta o szybkim metabolizmie, takie jak szpaki, postrzegają zmiany w środowisku z o wiele wyższą rozdzielczością czasową niż zwierzęta o dużych rozmiarach i zwolnionym tempie przemiany materii, takie jak np. ważące blisko pół tony żółwie skórzaste. Te różnice mogą być wielokrotne. Co one w praktyce znaczą? Wyobraźmy sobie, że oglądamy film w kinie, siedząc obok szpaka i żółwia skórzastego. W dużym przybliżeniu: szpak postrzegałby film tak, jakby był odtwarzany w dwukrotnie zwolnionym tempie, a żółw – jakby został przyspieszony czterokrotnie. Tylko my bawilibyśmy się dobrze. Ta analogia z wielu powodów może nie być zbyt dokładna, ale niestety trudno o lepszą.

Ile spala koliber

W zidentyfikowanym powiązaniu tempa metabolizmu i rozmiarów ciała z szybkością przetwarzania informacji wzrokowych nie należy doszukiwać się bezwzględnego prawa przyrody. Chodzi raczej o ograniczenie albo „dylemat”, który napotykają gatunki w swoich historiach ewolucyjnych. Drapieżnik o sporych rozmiarach może wyspecjalizować się w polowaniu na małe, zwinne ofiary, prowadzące szybki metabolizm i rejestrujące zmiany otoczenia w nawet bardzo krótkich porcjach czasu. Jednak prawdopodobnie będzie musiał dokonać jakiejś udanej „inwestycji ewolucyjnej” – np. wytworzyć adaptacje, które czasowo zwiększą jego możliwości percepcyjne.

Przykładem takiej inwestycji w szybsze przetwarzanie informacji wzrokowych jest „system grzewczy”, który wyewoluował u miecznika (ryby-miecz). Drapieżniki te potrafią podnieść temperaturę komórek systemu wzrokowego nawet o kilkanaście stopni powyżej temperatury wody. Wyższa temperatura oznacza przyspieszony metabolizm – a to przekłada się na lepszą rozdzielczość czasową napływających do mózgu obrazów. Czas subiektywny miecznika prawdopodobnie zwalnia, a szanse na złapanie ofiary – rosną. Aktywacja tego systemu następuje wyłącznie podczas polowania. Gdy ryba po prostu odpoczywa, nie ma sensu tracić energii na podkręcanie metabolizmu i podgrzewanie oka.


Zuzanna Lamża: Wierzymy, że dla przychodzących po nas będziemy ważni. Przynajmniej ciekawi. Choćby śmieszni. Dlatego zostawiamy im nieznane nam dzieła literackie. I rolkę papieru toaletowego.


 

Także u tych gatunków, których przedstawiciele padają ofiarami polowań, ewolucja w kierunku szybszego metabolizmu oraz percepcji wzrokowej o wyższej rozdzielczości czasowej może być postrzegana jako inwestycja zwiększająca szanse w zmaganiach z drapieżnikami. Jeśli ich czas subiektywnie zwalnia, mogą skutecznie odpierać ataki, niczym Neo w filmie „Matrix” aktywujący słynny bullet time, podczas którego może spokojnie przyglądać się lecącym w powietrzu kulom. Ewolucyjne inwestycje zawsze wymagają jednak ponoszenia jakichś kosztów. Jeśli tempo przemiany materii jest wysokie, to organizm zużywa więcej energii. To zaś oznacza, że trzeba mu dostarczyć więcej pożywienia – albo przynajmniej powinno być ono lepszej jakości (np. dojrzałych owoców, a nie mało kalorycznych liści). Ale zmiana sposobu odżywiania nie jest prosta.

Jakimś rozwiązaniem byłoby np. nauczenie się nowych umiejętności albo utrzymanie kosztownego organu, który pozwala sprawniej zbierać żywność. Można też pójść w kierunku zmniejszenia rozmiarów ciała – małe organizmy mają małe potrzeby – lub wynaleźć jakiś sposób na zaoszczędzenie energii. Właśnie tak robią żyjące w Peru kolibry z gatunku Metallura phoebe. Te maleńkie ptaki wchodzą w torpor – potrafią obniżyć temperaturę ciała do zaledwie 3,3 stopni Celsjusza, co prowadzi do gwałtownego spowolnienia ich metabolizmu. Oczywiście, w takim stanie nie potrafią wiele zrobić – po prostu leżą jak nieżywe. Ale dzięki temu zachowaniu nie umrą z głodu i wycieńczenia w czasie zimnych, górskich nocy. Normalne tempo metabolizmu kolibrów jest ponad 70-krotnie większe od ludzkiego. Gdy są przytomne, muszą jeść w zasadzie bez przerwy.

Długowieczne rekiny grenlandzkie obrały odmienną strategię: w zimnej, ciemnej wodzie na sporych głębokościach (przekraczających nawet tysiąc metrów) prowadzą bardzo powolne życie. Uważa się, że samice osiągają dojrzałość płciową dopiero w wieku 150 lat. Ich tempo zużycia energii jest bardzo niskie, dlatego mogą się zadowolić posiłkami jedzonymi dość rzadko. Nie żeby miały jakiś wybór – pływają tak wolno, że właściwie nie wiadomo, jakim cudem udaje im się czasem upolować dorsze atlantyckie lub foki. Niegdyś uważano, że żywią się wyłącznie padliną.

Koszty iskania

Gdybyśmy zatem chcieli pospekulować na temat subiektywnego doświadczania upływu czasu przez zwierzęta, nie powinniśmy brać pod uwagę jedynie tego, ile dni albo lat jest w stanie przeżyć osobnik danego gatunku. Ważne jest także tempo, w jakim wiedzie swoje życie, a zwłaszcza – jak się wydaje – tempo, w jakim rejestruje i przetwarza sygnały z otoczenia. Nie ma algorytmu przeliczania takich danych, ale nie da się wykluczyć, że rekinowi grenlandzkiemu dziesięć lat może mijać szybciej niż muszce owocowej tydzień.

Różnice w tempie życia organizmów – dojrzewania, przetwarzania materii i sygnałów wzrokowych, rozmnażania się – zależą od skomplikowanych historii ewolucyjnych, jakie każdemu gatunkowi kreśli naturalna selekcja. Bogactwo stylów życia gatunków wynika z bogactwa nisz ekologicznych, jakie te gatunki zajmują. Nie ma uniwersalnych rozwiązań dla wyzwań, jakie niesie środowisko; nie ma adaptacji, które będą działać zawsze, w każdych warunkach. Ich kształt zależy od przypadkowych mutacji genetycznych, będących źródłem ewolucyjnej nowości, oraz od sita naturalnej selekcji, wyławiającej te mutacje, które przyczyniają się do tego, że organizmy nieco sprawniej radzą sobie w swoim środowisku. Zdobywają więcej pożywienia, skuteczniej unikają drapieżników, płodzą więcej potomstwa czy nawet… lepiej zarządzają czasem.


Magdalena Łanuszka: Pory roku, etapy ludzkiego życia, lęk przed śmiercią, ulotność, przemijanie. Motyw czasu w sztuce powraca często i na wiele sposobów.


 

Z ewolucyjnego punktu widzenia czas, jaki dane zwierzę ma do dyspozycji, jest bowiem zasobem – w tym samym sensie, w jakim zasobem jest drzewo owocowe, na którym można żerować, czy dziupla, w której można się schować. Ekolodzy ewolucyjni od dawna zajmują się ustalaniem tzw. budżetów czasowych zwierząt – sprawdzają, jak wiele czasu członkowie gatunku muszą poświęcać na odpoczynek, podróżowanie, żerowanie, a nawet utrzymywanie relacji społecznych. Jeśli budżet się nie „spina”, czyli gdy brakuje czasu na niezbędne czynności, pojawiają się presje selekcyjne. Populacja musi ewoluować.

Przynależenie do dużego stada samo w sobie zmniejsza prawdopodobieństwo tego, że dany osobnik padnie ofiarą drapieżnika – zwierzęta nie muszą więc inwestować w przyspieszony metabolizm (albo przestawiać się na nocny tryb życia) – równie dobrze mogą łączyć się w grupy. Ale i to wiąże się z kosztami, które najlepiej wyrazić można właśnie w postaci traconego czasu.

Każde stado, rozsadzane wewnętrznymi konfliktami, może się rozpaść. Żeby do tego nie doszło, zwierzęta muszą się angażować w zachowania, które prowadzą do rozładowywania grupowych napięć. Z reguły tym dłużej, im większe jest stado. Przykładem takich zachowań są małpie relaksacyjne sesje iskania – czyli wyczesywania futer innych osobników i wyłapywania z nich pasożytów. Żyjące w ogromnych stadach dżelady przeznaczają na iskanie nawet 10 proc. doby. To poważna inwestycja – osobniki mogłyby przecież przeznaczać ten czas na inne czynności, choćby zdobywanie pożywienia, znajdywanie partnera i płodzenie potomstwa. A jednak ta inwestycja musi się w tych konkretnych warunkach środowiska opłacać. Małpa, która rezygnuje z iskania, najwyraźniej ostatecznie radzi sobie gorzej niż inne osobniki. Gdyby tak nie było, dobór naturalny doprowadziłby do zaniku tego zachowania.


Ks. Michał Heller: Pewnego świętego zapytano: co byś zrobił, gdyby ci powiedzieli, że za dwie godziny będzie koniec świata? Odparł: dalej grałbym w szachy. To bardzo mądra odpowiedź.


 

W kontekście ewolucyjnym znaczenie ma zatem nie tylko to, jak zwierzę postrzega upływ czasu, ale także to, jak ten czas spędza. Każda wykonywana czynność kosztuje zwierzę zarówno energię, jak i czas. Osobnik, który go marnuje, może tak samo zostać odsiany przez naturalną selekcję jak ten, który marnuje żywność, nie potrafi obronić terytorium czy zabija własne potomstwo.

Życie wieczne

Można się jednak zastanawiać, dlaczego osobniki w ogóle muszą martwić się upływem czasu i jego ubocznymi skutkami. Czy nie byłoby prościej, gdyby nikt nie umierał z powodu starości? Istnieje przecież klasa komórek [komórki macierzyste – zob. artykuł Bartosza Kabały na s. 16], które potencjalnie mogą dzielić się w nieskończoność i regenerować każdy organ. Czy u zwierząt nie mogłyby po prostu powstać mutacje genetyczne sprawiające, że komórki macierzyste wiecznie odnawiałyby nasze psujące się ciała? Czy takie mutacje nie byłyby nadzwyczajnie korzystne dla ich posiadaczy – oraz ich potomstwa?

Selekcja naturalna stawia każdego osobnika przed dylematem: czy inwestować zasoby w siebie (naprawianie ciała i długowieczność), czy we własne potomstwo? Jeśli wokół krążą drapieżniki i zdarzają się wypadki, to zasoby często lepiej przeznaczać na wyprodukowanie kilku swoich kopii – własnych dzieci – niż na samego siebie. Z długowieczności nie będzie przecież pożytku, gdy w końcu i tak skończy się w cudzym żołądku albo zginie w płomieniach. Co więcej, jeśli historia ewolucyjna danego gatunku już tak się potoczyła, że osobniki stosunkowo szybko płodzą potomstwo, to naturalna selekcja w dużej mierze pozostanie „ślepa” na ich późniejsze, starcze potrzeby. Zmiany ewolucyjne zachodzą w końcu między pokoleniami, a nie w ramach cyklu życiowego osobnika.

Tylko w bardzo specyficznych środowiskach organizmy potrzebują wiele czasu na to, by się rozmnożyć – np. dlatego, że trudno znaleźć partnera albo wychować potomstwo. Jeśli przy okazji nie zagrażają im drapieżniki albo wypadki (tak jak sosnom), to rośnie szansa na to, że naturalne procesy starzenia się będą u nich hamowane – lub nawet wyeliminowane na dobre. W warunkach ziemskich wieczna młodość zazwyczaj nie jest jednak dobrą inwestycją. ©℗


Czytaj teksty dodatku Copernicus Festiwal 2020: Czas

Ten materiał jest bezpłatny, bo Fundacja Tygodnika Powszechnego troszczy się o promowanie czytelnictwa i niezależnych mediów. Wspierając ją, pomagasz zapewnić "Tygodnikowi" suwerenność, warunek rzetelnego i niezależnego dziennikarstwa. Przekaż swój datek:

Autor artykułu

Filozof i kognitywista z Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych oraz redaktor działu Nauka „Tygodnika”, zainteresowany dwiema najbardziej niezwykłymi cechami ludzkiej natury: językiem...

Dodaj komentarz

Usługodawca nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczane przez Użytkowników w ramach komentarzy do Materiałów udostępnianych przez Usługodawcę.

Zapoznaj się z Regułami forum

Jeśli widzisz komentarz naruszający prawo lub dobre obyczaje, zgłoś go klikając w link "Zgłoś naruszenie" pod komentarzem.

Zaloguj się albo zarejestruj aby dodać komentarz

© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]