Historia naszej świadomości. Jak po czterech miliardach lat ewolucji powstał świadomy mózg ebook

Mike’owi Gazzanidze,

mojemu mentorowi i przyjacielowi

Wstęp

Historia naszej świadomości traktuje o ewolucji zachowania. Zachowania nie tylko ludzi lub innych ssaków czy nawet innych zwierząt. To książka o tym, że zachowanie pojawiło się wraz z powstaniem pierwszych istot żywych, czyli organizmów. Te jednokomórkowe drobnoustroje, przodkowie bakterii, z którymi dzielimy planetę, musiały w celu przetrwania robić w dużej mierze to samo co my – unikać niebezpieczeństwa, zdobywać składniki pokarmowe, utrzymywać odpowiedni poziom płynów i temperatury oraz rozmnażać się. Historia naszej świadomości opowiada o tym, jak późniejsze organizmy wykorzystywały zachowanie w celu zaspokajania tych samych ogólnych wymogów przetrwania. Ale podobieństwa są zrozumiałe jedynie w kontekście różnic, dlatego zasadniczym celem tej książki jest wyjaśnienie tych cech, które nas najbardziej wyróżniają: języka, kultury, zdolności do myślenia i rozumowania oraz refleksji nad tym, kim jesteśmy. Zdolności te są nowe, lecz ich prakorzenie sięgają początków życia.

Krótko przed przystąpieniem do pisania Historii naszej świadomości przeczytałem książkę E.O. Wilsona Znaczenie ludzkiego istnienia. Zachwycił mnie pomysł jednowątkowych minirozdziałów i postanowiłem zrobić tak samo. Rozdziały Historii naszej świadomości mają zatem charakter bardzo krótkich „myśli” czy też „medytacji”, samodzielnych szkiców poświęconych jednemu wąskiemu zagadnieniu. Starałem się je zmieścić w półtora do dwóch tysięcy słów i w większości przypadków mi się to udało. Chciałem też wzorem Wilsona napisać krótką książkę, ale na tym polu nie poszło mi już tak dobrze.

Rozdziały pogrupowane są tematycznie, jeśli więc czytelnika interesuje konkretnie powstanie życia, zachowanie bakterii lub pojawienie się rozmnażania płciowego, rozwój życia od form jednokomórkowych do wielokomórkowych albo wykształcenie układów nerwowych, kluczowa rola gąbek i krążkopławów w ewolucji ludzi, rozwój zdolności poznawczych lub emocji bądź też stan wiedzy na temat świadomości i mózgu – to może przeczytać po prostu odpowiednie fragmenty. Ale tych czytelników, którzy przeczytają Historię naszej świadomości od początku do końca, książka poprowadzi w górę drzewa życia, ukazując związek zdolności przetrwaniowych pradawnych drobnoustrojów z naszymi wyjątkowymi zdolnościami przetrwania i rozwoju dzięki myśleniu i odczuwaniu, zdolnościami do refleksji nad naszą osobistą przeszłością i przyszłością oraz przyszłością naszego gatunku.

To moja czwarta samodzielna książka. Podczas pracy nad pierwszą nauczyłem się czegoś ważnego. Nie ma lepszego sposobu na zweryfikowanie, co naprawdę się wie – i czego się nie wie – na temat swojej dziedziny, niż pisanie o niej. Z Historią naszej świadomości sprawa wyglądała jednak trochę inaczej. Od samego początku wiedziałem, że jeśli mam pisać o historii życia, muszę zrobić solidny research. Pierwszą część książki napisałem bardziej z pozycji dziennikarza naukowego niż eksperta. Dlatego kiedy miałem poczucie, że brakuje mi kompetencji, zwracałem się o pomoc do ekspertów (mam nadzieję, że udało mi się zrobić z niej dobry użytek). Kiedy doszedłem do tematyki, na której „się znam”, jak zwykle nie mogłem się nadziwić rozmiarom własnej niewiedzy i wtedy również radziłem się kolegów po fachu.

Dziękuję bardzo Wam wszystkim, którzy służyliście mi swoją wiedzą: Tyler Volk (prebiotyczna chemia i początki życia), Nick Lane (narodziny życia), Karl Niklas (narodziny organizmów wielokomórkowych oraz rola eksportu i ujednolicenia dostosowania), Sarah Barfield (segregacja komórek linii płciowej), Ralph Greenspan i Takeo Katsuki (zachowanie krążkopławów), Iñaki Ruiz-Trillo (pierwotniakowi przodkowie organizmów wielokomórkowych), Linda Holland (wczesne pochodzenie zwierząt dwubocznych; dywergencja pierwoustych i wtóroustych; dywergencja strunowców od innych wtóroustych oraz kręgowców od innych strunowców), Maja Adamska (fizjologia i zachowanie gąbek), Sten Grillner (układy nerwowe wczesnych kręgowców), Eric Nestler (epigenetyka i zachowanie), Betsy Murray (ewolucja percepcji i systemów pamięci), Charan Ranganath (percepcja i pamięć), Cecilia Heyes i Thomas Suddendorf (wykluczenie nieświadomych wyjaśnień przed formułowaniem stwierdzeń na temat świadomości u ludzi i zwierząt), Nathaniel Daw (namysł poznawczy), Marian Dawkins (antropomorfizm), Liz Romanski, Helen Barbas, Roozbeh Kiani i Todd Preuss (kora przedczołowa), Hakwan Lau i Steve Fleming (metapoznanie i świadomość), Karl Friston (kodowanie predykcyjne), Richard Brown (filozofia umysłu), David Rosenthal (teoria świadomości wyższego rzędu) oraz Christophe Menant („ja”, świadomość i zło).

Zależało mi na tym, aby Historia naszej świadomości była opowieścią nie tylko werbalną, lecz również wizualną. Gdy wspomniałem o tym zaprzyjaźnionej artystce Heide Fasnacht, poleciła mi swojego zdolnego studenta. Prace Caia da Silva Sorrentino zrobiły na mnie wrażenie i kiedy przygotował kilka próbek na podstawie wstępnej wersji tekstu, nie miałem już żadnych wątpliwości. Caio opracował doskonałą koncepcję ilustracji przypominających ryciny biologiczne z końca XIX wieku, łącznie z ręcznie pisanymi literami. Jest rzeczywiście utalentowanym grafikiem i współpraca z nim była dla mnie przyjemnością. Historia naszej świadomości ogromnie zyskała dzięki jego wizji.

Kiedy pisałem poprzednią książkę, Lęk, moja żona Nancy Princenthal pracowała nad swoją książką na temat artystki Agnes Martin, za którą później otrzymała nagrodę amerykańskiego PEN Clubu w dziedzinie biografii. Zaczęliśmy i skończyliśmy praktycznie w tym samym czasie i nasze małżeństwo przetrwało tę rywalizację. Przetrwało również kolejny podwójny maraton, który właśnie dobiegł końca – Historię naszej świadomości z mojej strony i książkę na temat przemocy seksualnej w sztuce lat siedemdziesiątych ze strony Nancy. Nie napisałbym swojej książki w takiej samej postaci, gdyby nie jej moralne wsparcie i fachowa redakcja fragmentów, z którymi miałem kłopot. Nasz syn, Milo LeDoux, filolog klasyczny, który został prawnikiem specjalizującym się w rynkach kapitałowych, od czasu do czasu dorzucał przy kolacji celne milenijne uwagi. Kiedy na przykład wspomniałem, że ludzkie zachowanie często jest kontrolowane w sposób nieświadomy, zażartował: „To jak jeżdżenie teslą”. Milo ma w książce jeden czy dwa swoje przypisy.

Rick Kot, mój redaktor z wydawnictwa Viking, a przyjaciel w życiu, przeprowadził mnie przez moje trzy ostatnie książki. Pomagał mi ukształtować koncepcję każdej z nich i porządkował teksty, kiedy je za bardzo zachwaszczałem. Trudno wymarzyć sobie lepszego partnera wydawniczego niż Viking. Cały zespół działał fantastycznie podczas pracy nad tą i poprzednimi książkami, które u nich opublikowałem. Przy tej szczególnie pomogły mi Norma Barksdale, Katie Hurley, Claire Vaccaro i Cassie Garruzzo.

Dziękuję również mojej agentce, Katince Matson z Brockman Inc. Prowadziła mnie za rękę przy czterech moich książkach, podrasowując propozycje, żeby zyskały na atrakcyjności w oczach wydawców, i służąc przydatnymi radami po drodze.

Uniwersytet Nowojorski (NYU) jest moją wspaniałą przystanią naukową od 1989 roku. Uniwersytet i moja rodzima jednostka akademicka, Center for Neural Science, wspierały mnie na każdym etapie i umożliwiły mi połączenie pracy naukowej z pisaniem książek, a nawet w pewien sposób pomogły mi zostać muzykiem.

William Chang prowadzi moje biuro na NYU od prawie dwóch dekad. Odgrywa kluczową rolę za kulisami, pilnując między innymi porządku w tekstach i ilustracjach. Mogłem też zawsze liczyć na ogromną pomoc Claudii Farb i Miana Hou, dwojga innych wieloletnich pracowników uniwersytetu. Dziękuję również wszystkim studentom, doktorantom, wizytującym badaczom oraz innym naukowcom, z którymi na przestrzeni lat miałem okazję współpracować.

Na koniec chciałbym podziękować za przyjaźń, współpracę muzyczną i stymulację intelektualną byłym i obecnym członkom mojego zespołu Amygdaloids: Tylerowi Volkowi, Danielli Schiller, Ninie Curly, Geraldowi McCollumowi, Amandzie Thorpe i Colinowi Dempseyowi. Jesteśmy „czadowymi” naukowcami.

Prolog

Dlaczego właśnie...?

Kiedy wspomniałem znajomej, że piszę książkę o historii życia, zapytała: „Dlaczego właśnie ty to robisz?”. Wiedziała, że w pracy naukowej zajmowałem się głównie badaniem szczurzych obwodów mózgowych, które stanowią podłoże behawioralnych reakcji na zagrożenie, skupiając się na tym, jak uzyskane informacje mogą pomóc w zrozumieniu przynajmniej niektórych aspektów ludzkich emocji, zwłaszcza strachu i lęku.

Część odpowiedzi na pytanie mojej znajomej jest taka, że jeśli naprawdę chcemy zrozumieć naturę człowieka, musimy zrozumieć jej ewolucyjną historię. Biolog Theodosius Dobzhansky powiedział kiedyś: „Nic w biologii nie ma sensu, jeśli jest rozpatrywane w oderwaniu od ewolucji” – i dotyczy to również zachowania.

Idea, że zachowanie i ewolucja są wzajemnie ze sobą powiązane, nie jest specjalnie nowa. Podkreślał to już Darwin, podobnego zdania byli pionierzy etologii, tacy jak Niko Tinbergen i Konrad Lorenz. Behawioryści, którzy zdominowali psychologię w pierwszej połowie XX wieku, nie zwracali większej uwagi na ewolucję, ale współcześni psychologowie i neurobiologowie uważają ją za kluczowy czynnik.

Próby zrozumienia ewolucji zachowania, zwłaszcza w neurobiologii, skupiają się przede wszystkim na związkach między blisko spokrewnionymi grupami, na przykład między ludźmi a innymi ssakami. Dzieje się tak z oczywistych przyczyn. Mózg kontroluje zachowanie, więc badania, jak ewoluowały mózgi w takich grupach, pomagają wyjaśnić ewolucję zarówno ich samych, jak i naszego repertuaru zachowań. Istnieją jednak również ważne powody ku temu, by zajrzeć głębiej. Badania porównawcze ssaków (często gryzoni) i bezkręgowców (takich jak muchy i robaki) wskazują na związek między jednymi a drugimi i odsłaniają mechanizmy działania pamięci u ludzi. W tej książce postanowiłem sięgnąć jeszcze głębiej, naprawdę bardzo głęboko – aż do początków życia, a nawet jeszcze dalej, do tak zwanych prebiotycznych warunków chemicznych, które umożliwiły powstanie reakcji biologicznych, a tym samym życia na Ziemi.

Zawsze interesowała mnie ewolucja mózgu i zachowania, ale nigdy nie zabrałem się za ten temat w sposób systematyczny. W 2009 roku w ramach urlopu naukowego spędziłem trochę czasu w Cambridge, gdzie zaprzyjaźniłem się z Sethem Grantem, neurobiologiem, którego poznałem, kiedy pracował na stażu podoktorskim w laboratorium noblisty Erica Kandela na Columbia University. Tam rozpoczął badania nad ewolucją genów wpływających na plastyczność synaptyczną, żeby lepiej zrozumieć biologiczne mechanizmy uczenia się i pamięci, i kontynuował je w Cambridge.

Seth odkrył podobieństwa w genach związanych z plastycznością między gryzoniami a ślimakami morskimi, sugerujące, że jedne i drugie zdolność do uczenia się mogły odziedziczyć po wspólnym przodku, który żył przed setkami milionów lat. Co jeszcze bardziej interesujące, niektóre z tych genów występują w jednokomórkowych pierwotniakach. Jest to o tyle istotne, że zwierzęta i dzisiejsze pierwotniaki mają wspólnego pierwotniakowego przodka, który żył ponad miliard lat temu. Część genów związanych z uczeniem się w naszym układzie nerwowym mogliśmy zatem otrzymać za pośrednictwem takich mikrobiologicznych przodków.

Te wyniki mogą wprawić w osłupienie kogoś, kto ma jakąś wiedzę na temat pierwotniaków. Większość ludzi, jeśli w ogóle się nad tym zastanawia, uważa zachowanie, zwłaszcza zachowanie wyuczone, za wytwór układu nerwowego. Ale pierwotniaki są przecież organizmami jednokomórkowymi i nie mają układów nerwowych, ponieważ do tego potrzebne byłyby specjalne komórki – neurony – a one posiadają tylko jedną komórkę do wszystkiego. Mimo to ich repertuar zachowań wcale nie jest ubogi – oddalają się od szkodliwych substancji i zbliżają do substancji pożytecznych, a nawet wykorzystują przeszłe doświadczenia do sterowania bieżącymi reakcjami, co sugeruje, że obdarzone są zdolnością uczenia się i zapamiętywania. Logiczny wniosek jest taki, że zachowanie, uczenie się i pamięć nie wymagają w rzeczywistości układu nerwowego.

Było to dla mnie niezmiernie odkrywcze, więc zrobiłem małe rozpoznanie, żeby sprawdzić, co wiadomo na temat behawioralnych zdolności tych jednokomórkowych organizmów. Znalazłem doniesienia, że nie tylko odpływają od niebezpieczeństwa i zbliżają się do pożywienia, lecz również przemieszczają się do lub od określonych substancji chemicznych bądź źródła światła słonecznego w celu zachowania równowagi płynów albo regulowania temperatury wewnątrz komórki w stosunku do otoczenia. Pierwotniaki podejmują nawet zachowania reprodukcyjne – seks – żeby przedłużyć swój gatunek.

Pierwotniaki są stosunkowo młodymi jednokomórkowcami, pojawiły się bowiem około dwóch miliardów lat temu, kiedy wyewoluowały z innych znanych jednokomórkowych stworzeń – bakterii, które są najstarszymi organizmami, istniejącymi na Ziemi od 3,5 miliarda lat. Bakterie przejawiają wiele rodzajów zachowań obserwowanych u pierwotniaków, ale robiły to pierwsze. Zbliżają się do tego, co im służy, a oddalają od tego, co im szkodzi, potrafią nawet uczyć się na podstawie doświadczenia, co w ich świecie jest dla nich pożyteczne, a co szkodliwe. Nie rozmnażają się jednak płciowo; po prostu dzielą się na pół. Z płci i seksu słyną eukarionty, które wyewoluowały z bakterii i obejmują pierwotniaki oraz zwierzęta.

Kiedy zwierzęta, przejawiając zachowania związane z obroną, gospodarką energetyczną, równowagą płynów i rozmnażaniem, nieruchomieją/uciekają, jedzą, piją i kopulują, zarówno naukowcy, jak i laicy często widzą w tym wyraz określonych stanów psychicznych – świadomie odczuwanych przeżyć, takich jak strach, głód, pragnienie i przyjemność seksualna. W ten sposób tak naprawdę rzutujemy nasze własne przeżycia na inne organizmy. Biorąc pod uwagę, jak archaiczne są te zachowania i że pojawiły się na długo przed powstaniem układów nerwowych, powinniśmy chyba z większą ostrożnością czynić takie atrybucje na podstawie naszych własnych stanów umysłowych.

W tej książce będę przekonywał, że takie zachowania przetrwaniowe (survival behaviors) sięgają początków życia. Zwierzęta wykształciły później neurony i obwody, które zwiększyły sprawność i skuteczność takich zachowań. Niemniej wszystkie organizmy, czy to złożone z tylko jednej komórki, czy z miliardów komórek, podejmują tego rodzaju aktywności, by utrzymać się przy życiu i zdrowiu.

Ludzie doznają świadomych przeżyć przy podejmowaniu własnych zachowań przetrwaniowych, więc wydaje się nam, że te odczucia i zachowania muszą być ze sobą ściśle powiązane – że uczucia są przyczynami zachowań. A ponieważ inne bliskie nam zwierzęta (na przykład inne ssaki) zachowują się w sposób podobny do nas w sytuacjach, gdy ich dalsze przetrwanie staje się niepewne, i mają podobne obwody kontrolujące te zachowania, to sądzimy, że także u nich zachowania przetrwaniowe znajdują się pod kontrolą świadomych odczuć emocjonalnych.

Przedstawię jednak świadectwa empiryczne, które zupełnie odwracają tę logikę. Pokażę, że istnieją mocne dowody na to, iż zarówno u ludzi, jak i u innych ssaków zachowania przetrwaniowe są kontrolowane przez te same systemy mózgowe, ale nie są to systemy odpowiedzialne za świadome odczucia, które przeżywamy, gdy sami przejawiamy takie zachowania. Zachowania i odczucia zachodzą jednocześnie nie dlatego, że odczucia sterują zachowaniem, lecz dlatego, że obwody nerwowe odpowiedzialne za jedne i drugie reagują na te same bodźce.

Zachowania przetrwaniowe mają zatem bardzo archaiczne pochodzenie, co decyduje o ich uniwersalnym charakterze. Natomiast rodzaj przeżyć, które ludzie nazywają świadomymi odczuciami – czyli emocjami – jest moim zdaniem o wiele młodszym wynalazkiem, powstałym w ludzkim mózgu prawdopodobnie zaledwie kilka milionów lat temu na drodze zmian ewolucyjnych, którym nasz gatunek zawdzięcza język, kulturę i samoświadomość. Ta idea zapewne będzie dla niektórych, a może nawet dla wielu kontrowersyjna, ponieważ wydaje się odmawiać zwierzętom świadomych przeżyć. Mam jednak nadzieję, że wysłuchają mnie nawet osoby, które sceptycznie podchodzą do takiego spojrzenia na świadomość zwierząt.

Tak naprawdę wcale nie przeczę, że zwierzęta miały świadome przeżycia. Chodzi mi o to, że ich ewentualne świadome przeżycia są prawdopodobnie bardzo odmienne od naszych, gdyż każdy gatunek ma nieco inny mózg. A zważywszy na to, że w przeżyciach świadomych, jakie są naszym udziałem, istotną rolę odgrywają obwody mózgowe o unikalnych właściwościach, niewystępujących u innych zwierząt – a nawet u pozostałych naczelnych – powinniśmy ostrożnie przypisywać podobnego rodzaju przeżycia świadome innym zwierzętom. Ale stwierdzenie, że zwierzęta nie mają tego rodzaju przeżyć co my, ludzie, nie znaczy, że w ogóle nie mają przeżyć. To, że nie cierpią na przykład w taki sam sposób jak my, nie znaczy, że wcale nie cierpią. Choć naukowa ocena występowania świadomości u innych zwierząt jest ogromnie trudnym zadaniem, pod koniec książki pozwolę sobie na spekulacje na temat rodzaju świadomych przeżyć, do których mogłyby być zdolne inne naczelne i ssaki, wziąwszy pod uwagę właściwości ich mózgów.

Uznanie, że obwody neuronalne, które kontrolują zachowania przetrwaniowe, są odmienne od tych, które zespalają w całość nasze emocje i inne przeżycia świadome, pozwala spojrzeć na nasz związek z głęboką historią życia w nowy sposób. Tak jak wszystkie gatunki jesteśmy podobni do gatunków, z których wyewoluowaliśmy, ale jesteśmy też z definicji od nich różni. Żeby sobie w pełni uzmysłowić naszą odmienność, musimy maksymalnie precyzyjnie ustalić zarówno podobieństwa, jak i różnice, opierając się na nauce, a nie intuicji.

Choć genealogią biologicznych mechanizmów przetrwania zajmowałem się od 2009 roku, publicznie po raz pierwszy głos na ten temat zabrałem w artykule Rethinking the Emotional Brain opublikowanym w 2012 roku. Od tamtego czasu wątek ten poruszałem w wielu tekstach i wykładach. W Historii naszej świadomości konsoliduję i rozwijam idee, nad którymi rozmyślałem, w ogólną wizję tego, w jaki sposób staliśmy się tym, kim jesteśmy – prowadząc wywód od początków życia w pierwotnych drobnoustrojach do pojawienia się naszej zdolności do świadomego zdawania sobie sprawy z istnienia naszego własnego „ja” oraz naszych myśli, wspomnień i emocji.

Część 1

Nasze miejsce w przyrodzie

Rozdział 1. Głębokie korzenie

Rozdział 2. Drzewo życia

Rozdział 3. Nadchodzą królestwa

Rozdział 1

Głębokie korzenie

„Jesteśmy swoimi mózgami”. To stwierdzenie jedni uważają za bezsprzeczne, inni zaś za niedorzeczne. Nie ulega wątpliwości, że od naszych mózgów zależy istota tego, kim jest każdy z nas. Dzięki mózgom możemy myśleć, odczuwać radość i smutek, komunikować się za pomocą mowy, wspominać chwile z własnego życia oraz przewidywać, planować i martwić się o swoją wyobrażoną przyszłość.

Ewolucyjną historię ludzkiego mózgu (rys. 1.1) przedstawia się zwykle w kategoriach blisko z nami spokrewnionych zwierząt, zwłaszcza ssaków i innych kręgowców. Mówi się często o tym, że za sprawą możliwości naszego układu nerwowego mamy bardziej rozwinięte funkcje behawioralne i poznawcze w porównaniu z naszymi naczelnymi przodkami wyposażonymi w mózgi, które wywodziły się od mózgów innych ssaków. Mówi się również, że ssaki i ich mózgi wyewoluowały z gadzich przodków, a gady i płazy wyewoluowały z ryb, które z kolei wyewoluowały z bezkręgowców.

Spostrzeżenia dotyczące funkcji psychicznych innych kręgowców niewątpliwie rzucają światło na to, jak ukształtowały się nasze mózgi i jak kształtują naszą psychikę, istotę naszego jestestwa, obejmującego zarówno cechy, które w sobie lubimy, jak i te, których wolelibyśmy nie mieć. Uważam jednak, że to często spotykane podejście ma swoje ograniczenia. Przypomina próbę zrozumienia historii komputerów cyfrowych, w której za punkt wyjścia przyjmuje się pierwsze urządzenia zbliżone do dzisiejszych komputerów – „komputery osobiste” Commodore, Apple i IBM z końca lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku. A przecież teoretyczne podstawy obliczeń cyfrowych zostały opracowane na długo przed powstaniem tych urządzeń. Jeśli więc chcemy dowiedzieć się, jak działają współczesne komputery, możemy uczyć się o nich i ich bezpośrednich poprzednikach. Ale żeby zrozumieć, w jaki sposób przybrały obecny kształt i dlaczego działają tak, a nie inaczej, musimy poznać ich prapoczątki – ich ewolucję od analogowych przodków, w tym przodków nieelektronicznych (na przykład liczydeł).

Tak samo jeśli chcemy naprawdę zrozumieć złożone funkcje psychiczne naszych mózgów, musimy spojrzeć daleko – bardzo daleko – w historię. Głębokie korzenie naszego mózgu oraz jego zdolności poznawczych i behawioralnych są niewidoczne niczym korzenie drzewa; żeby je odsłonić i zrozumieć, musimy kopać w głąb. Nie możemy zatrzymać się na innych ssakach, innych kręgowcach, ani nawet na bezkręgowych przodkach kręgowców. Musimy sięgnąć aż do pradawnych mikroorganizmów jednokomórkowych, pierwotnych form życia na Ziemi[1].

Dlaczego w celu zrozumienia genezy ludzkiego mózgu i jego funkcji musimy spoglądać tak daleko w przeszłość? Organizmy jednokomórkowe, takie jak bakterie, nie mają przecież układu nerwowego, nie mówiąc już o mózgu. Dlaczego nie możemy po prostu skupić się na zwierzętach z mózgami albo przynajmniej z układami nerwowymi, skoro naszym celem jest zrozumienie ludzkiego mózgu? Kluczowym argumentem tej książki, jak powiedzieliśmy w prologu, jest to, że podstawowe mechanizmy związane z przetrwaniem zostały wynalezione przed miliardami lat przez pierwsze udane organizmy żywe, które przekazały swoje rozwiązania wszystkim następnym organizmom.

Wraz z pojawieniem się organizmów wielokomórkowych problem sterowania aktywnością behawioralną służącą przetrwaniu stawał się coraz bardziej złożony – potrzebna była koordynacja aktywności komórek znajdujących się w różnych częściach ciała. Doprowadziło to najpierw do powstania prostych rozproszonych układów nerwowych zwanych sieciami nerwowymi u takich zwierząt, jak stułbie i krążkopławy, a ostatecznie układów nerwowych z centralnymi ośrodkami sterującymi, czyli mózgami.

Cechy komórkowe, które pozwoliły wczesnym prymitywnym organizmom przetrwać i rozmnożyć się, zostały zatem przekazane dalej i stanowią podłoże historii życia w znanej nam formie (zob. frontyspis). Nie zamierzam jednak śledzić wzajemnych powiązań biologicznych między organizmami na Ziemi – przedsięwzięcie to podejmowano już wielokrotnie – lecz pokazać, że pochodzenie zachowań, które przejawiamy rutynowo w codziennym życiu, jest starsze, niż zwykliśmy sądzić.

Zachowanie nie jest, wbrew powszechnemu mniemaniu, głównie narzędziem umysłu. Ludzkie zachowanie może rzecz jasna odzwierciedlać intencje, pragnienia i obawy świadomego umysłu. Ale kiedy spojrzymy w głąb historii zachowania, możemy wyciągnąć tylko jeden wniosek: że przede wszystkim jest ono narzędziem przetrwania, zarówno w przypadku pojedynczych komórek, jak i bardziej złożonych organizmów posiadających świadomą kontrolę nad częścią swoich działań. Związek zachowania z aktywnością umysłową, tak samo zresztą jak sam umysł, jest wtórnym wytworem ewolucji.

Aby w pełni pojąć, w jaki sposób za sprawą naszych mózgów możemy być tym, kim jesteśmy, musimy zrozumieć strategie przetrwania, które zostały wbudowane w pradawne organizmy jednokomórkowe, zachowane w prymitywnych wielokomórkowych formach życia, przejęte przez wyspecjalizowane komórki zwane neuronami, kiedy u wczesnych bezkręgowców wykształciły się układy nerwowe, utrzymane w układach nerwowych bezkręgowych przodków kręgowców, a następnie spożytkowane przez ludzi i wszystkie inne zwierzęta w codziennym życiu, niezależnie od stopnia prostoty lub złożoności ich ciała.

Jedynie analiza historii naturalnej życia na Ziemi pozwoli nam wyodrębnić unikalne cechy, w które stopniowo były wyposażane ewoluujące organizmy i których rezultatem jest posiadany przez nas rodzaj mózgu wraz z jego funkcjami. Nie znaczy to, że ludzkie zachowanie można w pełni zrozumieć w kategoriach prastarych reakcji koniecznych do przetrwania. Chodzi o to, że musimy dowiedzieć się, które aspekty ludzkiego zachowania są powiązane z procesami odziedziczonymi po innych organizmach, by lepiej zrozumieć, które nie są z nimi powiązane.

Rozdział 2

Drzewo życia

Aż do drugiej połowy XIX wieku wzajemne powiązania żywych organizmów wyobrażano sobie generalnie jako progresję, która wyniosła ludzi ponad wszystkie inne ziemskie stworzenia. Hierarchia Arystotelesa, nazywana „drabiną natury” (scala naturae) lub „drabiną bytów”, opierała się na złożoności obserwowalnych cech organizmów. Ludzie, jako najbardziej złożone istoty, znajdowali się na górze. Obecność krwi była kryterium odróżniającym grupę, którą dziś nazywamy kręgowcami, od bezkręgowców, a w obrębie bezkręgowców te, które posiadały muszle (np. małże, omułki i ostrygi), zaliczano do odrębnej klasy o cechach pośrednich między zwierzętami a roślinami. W średniowieczu chrześcijańscy teologowie na podstawie opowieści o stworzeniu z Księgi Rodzaju oraz Arystotelesowskiej drabiny bytów zaproponowali hierarchię według kryterium „doskonałości” rozumianej jako stopień zbliżenia do Boga. W „wielkim łańcuchu bytu” ludzie, stworzeni na obraz Boga, byli najdoskonalszymi ze wszystkich organizmów na Ziemi. Szczególnie istotna w tej tradycji jest idea, że całe życie rozpoczęło się mniej więcej równocześnie, około sześciu tysięcy lat temu, kiedy Bóg osiedlił w rajskim ogrodzie stworzenia, których najsłynniejszymi przedstawicielami byli ludzie, jabłka i węże; od tamtej pory różne organizmy istnieją w takiej samej, niezmienionej od początku postaci.

W XIX wieku zaczął wyłaniać się inny pogląd, który ukształtowały dzieła Alfreda Russela Wallace’a i Charlesa Darwina. To Darwin jednak zyskał szczególne miejsce w historii i na nim właśnie się skupimy.

W wydanej w 1859 roku książce O powstawaniu gatunków Darwin napisał, że współczesne organizmy wyewoluowały z wcześniejszych form w ciągu długich okresów czasu – w istocie o wiele dłuższych niż podawane w wersji biblijnej kilka tysięcy lat. Opierając się na własnych obserwacjach przyrodniczych oraz obserwacjach poczynionych przez wcześniejszych filozofów i uczonych, Darwin przekonywał, że relacja między organizmami przypomina bardziej rozgałęziające się drzewo, „drzewo życia”, niż linearną drabinę sugerowaną przez tradycyjne metafory: „Zielone i pączkujące pędy mogą wyobrażać istniejące gatunki, a gałązki powstałe w poprzednich latach – długie następstwo wygasłych gatunków”.

U podstawy pnia znajduje się to, co Darwin nazwał „formą pierwotną”, czyli organizm, z którego stopniowo wyewoluowały wszystkie inne formy życia, z nich zaś jedne przystosowały się i przetrwały, a inne wyginęły. Zrywając z tradycją judeochrześcijańską, która traktowała organizmy jako unikalne, niepowiązane ze sobą stworzenia, Darwin argumentował, że wszystkie organizmy żywe łączy ze sobą to wspólne pochodzenie.

Choć drzewo życia stanowi trafniejsze naukowo wyobrażenie przyrody niż metafora drabiny czy schodów, nie zawsze pozwala uniknąć wniosku, że ludzie zajmują szczególne miejsce w naturze. Biolog Ernst Haeckel spopularyzował pod koniec XIX wieku Darwinowskie drzewo życia w kilku ilustrowanych publikacjach. Jedna z nich zawiera słynny „Rodowód człowieka” (rys. 2.1), który przedstawia rozgałęzione drzewo, ale główne grupy zwierząt są na nim umieszczone jedna na drugiej wzdłuż pnia, a na samym czubku drzewa znajdują się ludzie. Mało prawdopodobne, by Haeckel, który sam wniósł pionierski wkład w rozwój biologii, zamierzał sugerować, że ludzie są wytworem pojedynczego, liniowego postępu życia. Niezależnie jednak od intencji uczonego jego diagram sugeruje naiwnemu widzowi, że ludzie są „najwyższymi” organizmami na Ziemi, punktem końcowym długiego rozwoju życia.

Podręczniki z połowy XX wieku nadal umieszczały ludzi na szczycie drzewa życia. Wynikało to między innymi z tego, że według dominującej wówczas teorii ewolucyjnej ludzki mózg był melanżem mózgów naszych kręgowych przodków: mózg gadzi znajdował się pod mózgiem wczesnossaczym, który z kolei mieścił się pod późniejszym i „wyższym” rodzajem ssaczego mózgu występującym u naczelnych, a zwieńczenie stanowił mózg ludzki. Założenie, że jesteśmy wierzchołkiem ewolucyjnej piramidy, nadal w pewnych kręgach wpływa na poglądy na temat ewolucji i funkcji mózgu, a także na temat natury ludzkiego umysłu i kwestii związanych z etyką i moralnością. Bardzo trudno nam porzucić ideę, że jesteśmy celem życia na Ziemi.

Przekonanie o wyjątkowości naszego gatunku jest dla wielu ludzi niekwestionowanym założeniem. Dla wierzących to ustanowiony przez Boga fakt; dla humanistów jest to wyraz uznania naszych szczególnych zdolności myślenia i odczuwania. Ale tak jak nasz gatunek pojawił się w wyniku zmiany, tak i my nieustannie się zmieniamy. Każde poczęte dziecko otrzymuje niepowtarzalny zestaw genów, który nie istniał nigdy wcześniej. To, co dzisiaj uchodzi za szczególne, może okazać się czymś prozaicznym w organizmach, które wyłonią się z nas w przyszłości; będą one miały swoje własne cechy, odróżniające je od nas, będą zatem wyjątkowe na swój sposób.

W pewnym sensie jesteśmy więc wyjątkowi, jeśli „wyjątkowość” rozumiemy jako inność. Przyjmując to kryterium, każdy organizm, jako odmienną formę życia, można uznać za wyjątkowy. Wyzwanie jednak polega na tym, aby dokładnie ustalić, czym różnimy się od innych gatunków, żebyśmy antropocentrycznie nie odmawiali cech przysługujących innym organizmom ani też antropomorficznie nie przypisywali im cech, których mogą nie posiadać.

Kiedy mówimy o swojej historii rodzinnej, swoim „drzewie genealogicznym”, odnosimy się do zbioru maleńkich pędów na gałązkach znajdujących się bardzo, bardzo daleko od ludzkiej gałązki drzewa życia. Tak jak interesuje nas historia naszej rodziny, ponieważ jest naszą własną historią, tak ewolucyjna historia naszego gatunku jest naszą ludzką historią i jesteśmy nią osobiście zainteresowani. Ale nasz gatunek jest zaledwie jedną z wielu gałązek na jednej z wielu gałęzi drzewa życia. To gałązka, która nas szczególnie obchodzi, i punkt, z którego patrzymy na historię życia, ale nie dlatego, że zajmujemy wyjątkowe miejsce w naturalnym porządku rzeczy.

Rozdział 3

Nadchodzą królestwa

Próby klasyfikacji świata przyrody podejmowali już najdawniejsi uczeni. Grecy nazywali to „dzieleniem natury na członki”[2]. Arystoteles rozczłonkował świat przyrody na trzy kategorie – rośliny, zwierzęta i ludzi. Różnica między nimi, jak wyjaśniał, polegała na tym, że rośliny potrafią jedynie się odżywiać i rozmnażać, podczas gdy zwierzęta dodatkowo obdarzone są zdolnością czucia i ruchu, ludzie zaś różnią się od zwykłych zwierząt tym, że obdarzeni są również myśleniem, czyli rozumem. Zdolności te odzwierciedlały trzy rodzaje dusz: rośliny miały duszę wegetatywną, zwierzęta, które Arystoteles nazywał bydlętami, miały duszę zmysłową, a ludzie – duszę rozumną.

Kategorie, które są wynikiem takich klasyfikacji, noszą nazwę królestw, a ich liczba zmieniała się w czasie (tab. 3.1). W XVI wieku słynny taksonom Karol Linneusz zrewidował schemat Arystotelesa, dzieląc świat organizmów żywych na rośliny, zwierzęta (w tym ludzi) i minerały. Wynalezienie mikroskopu w XVII wieku doprowadziło do odkrycia drobnoustrojów, czyli jednokomórkowych organizmów niewidocznych gołym okiem. Ernst Haeckel nazwał je protistami (co oznacza „pierwsze”) i dodał Protista do Plantae (roślin) i Animalia (zwierząt), tworząc system życia złożony z trzech królestw. Dzięki wynalezieniu mikroskopu elektronowego w XX wieku okazało się, że niektóre drobnoustroje mają jądro komórkowe, w którym wyodrębnione jest DNA, podczas gdy inne są pozbawione jądra i ich DNA jest rozproszone w całej komórce. Jednokomórkowe organizmy posiadające jądro (np. ameba, pantofelek i algi) pozostały w królestwie Protista, natomiast organizmy bez jąder (bakterie) umieszczono w królestwie Monera, które podzielono na dwie grupy: Bacteria (bakterie) i Archaebacteria (archeony). Później dodano jeszcze Fungi (grzyby i drożdże) jako kolejną grupę wielokomórkowców i w ten sposób powstał system sześciu królestw, który jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym sposobem klasyfikacji przyrody[3]. Jak zobaczymy później, organizmy niemające jądra (bakterie i archeony) nazywane są prokariontami, a te, których komórki zawierają jądro, noszą nazwę eukariontów (protisty, rośliny, grzyby i zwierzęta).

Tabela 3.1: Ewolucja poglądów na królestwa życia

2 KRÓLESTWA

3 KRÓLESTWA

4 KRÓLESTWA

5 KRÓLESTW

6 KRÓLESTW

Rośliny

Rośliny

Monera

Monera

Bakterie

Zwierzęta

Zwierzęta

Protisty

Protisty

Archeony

Minerały

Rośliny

Rośliny

Protisty

Zwierzęta

Grzyby

Rośliny

Zwierzęta

Grzyby

Zwierzęta

Współcześni biologowie nadal posługują się metaforą rozgałęziającego się drzewa przy opisywaniu relacji wewnątrz królestw i pomiędzy nimi, ale starają się unikać sugestii, że ludzie stanowią końcowy punkt rozwoju ewolucyjnego. Na dzisiejszych ilustracjach drzewa życia każde z sześciu królestw jest przedstawiane jako konar drzewa, a poszczególne grupy organizmów jako gałęzie odchodzące od konaru danego królestwa (rys. 3.1).

Klasyfikacja nie zatrzymuje się na królestwach, ponieważ obejmują one wiele różnych podgrup organizmów. Linneusz starał się stworzyć zhierarchizowany system porządkujący te grupy w coraz węższe kategorie. Od niego wywodzi się popularny sposób klasyfikacji organizmów w obrębie królestw na kolejne jednostki: typ, gromada, rząd, rodzina, rodzaje i gatunki. Klasyfikacja naszego gatunku wygląda następująco: królestwo zwierząt (Animalia), typ strunowce (Chordata), podtyp kręgowce (Vertebrata), gromada ssaki (Mammalia), rząd naczelne (Primates), rodzina człowiekowate (Hominidae), rodzaj człowiek (Homo) i gatunek rozumny (sapiens).

Schematy klasyfikacji żadną miarą nie stanowią powrotu do koncepcji, że różne rodzaje organizmów są unikalnymi stworzeniami powstałymi de novo. Są one jak najbardziej zgodne ze stanowiskiem Darwina, że każdy żyjący obecnie organizm w ten czy inny sposób spokrewniony jest ze wszystkimi obecnymi i dawnymi członkami każdego z królestw, ponieważ wszystkie formy życia wywodzą się z pierwotnego wspólnego przodka.

Przypisy