11. Umysł i Ewolucja

Są przynajmniej trzy rodzaje pytań: co, jak i dlaczego?
Nie wystarczy zrozumieć co mamy w mózgu, z czego się składa, ani jak to działa, trzeba poszukiwać przyczyn, dlaczego pewne funkcje rozwinęły się w taki, a nie inny sposób.

Dlaczego świat jest taki, jaki jest? Prosta odpowiedź brzmi:
Wszystko jest takie, jakie jest, bo takie się zrobiło (D'Arcy Thompson, On Growth and Form, 1917).
Kiedyś było nieco inne, ale wszystko się zmienia i musi dostosować do reszty, organizmy ewoluują dostosowując się do swoich nisz ekologicznych, a w końcu przeważają te cechy, które są przydatne.
Człowiek zaadoptował się do niszy największej adaptacji, żyje od równika po bieguny.

Czy to znaczy, że można symulując ewolucję stworzyć inteligencję od nowa?
Wątpliwe, bo wszystkich przyczyn nie da się odtworzyć, ewolucja na wielu etapach mogła przebiegać całkiem inaczej gdyby warunki chociaż nieznacznie się zmieniły.
Zawsze inteligentne istoty by się zastanawiały: dlaczego jesteśmy tacy, jacy jesteśmy? Czemu mamy usta a nie dzioby? Czemu ręce a nie skrzydła?

Załóżmy, że 1 mld lat = ok. 30 dni, co z grubsza odpowiada wiekowi Wszechświata (ok. 13.7 mld lat, z błędem rzędu 0.2 mld);
1,4 mln lat = 1 godzina, 23000 lat = 1 minuta, 386 lat = 1 sek.

01.01	13.7 mld lat	Wielki Wybuch: powstanie Wszechświata.
		............................................
07.01	13 mld lat	Powstała Droga Mleczna, ok. 400 mld gwiazd powstało ze skupiska wodoru.
		............................................
03.08	4.6 mld lat	Powstanie Układu Słonecznego, najstarsze meteoryty; nieco wcześniej eksplozja supernowej 1A wyrzuciła ciężką materię, żelazo które mamy w jądrze ziemi i hemoglobinie.
01.09	4-4.5 mld lat	Powstanie planet, w tym Ziemi, z popiołu po supernowych; tabela stratygraficzna.
09.10	3.8 mld lat	Kończą się kataklizmy, najstarsze skały na Ziemi, ślady skamieniałych bakterii, chromosomy.
16.09	3.5 mld lat	Wirusy, bakterie prekariotyczne i mechanizm fotosyntezy (Sinice).
01.10	2-3 mld lat	Atmosferę Ziemi zatruwa tlen, 1.8 mld lat temu było go już ok. 15%.
08.11	1.8 mld lat	Rozwijają się komórki z jądrem (Eukaryota).
17.11	1.5 mld lat	Pojawiają się organizmy dwupłciowe.
		............................................
06.12	800 mln lat	Koniec wielkiego zlodowacenia (Ziemia-śnieżka).
13.12	600 mln lat	Metazoa, organizmy wielokomórkowe (gąbki, ukwiały, robaki).
15.12	570 mln lat	Kambr: początkowo plankton, sinice, glony, trylobity, archeocjaty (organizmy morskie), później eksplozja form życia, powstają główne typy organizmów.
16.12	490-450 mln lat	Ordowik, rozwój flory, głowonogi, 438 mln lat temu wymarło 85% wszystkich gatunków.
19.12	440-420 mln lat	Sylur: rośliny wychodzą na ląd, pierwsze kręgowce - bezszczękowce i ryby; wymieranie.
20.12	420-360 mln lat	Dewon: paprocie, widłaki, skrzypy, stawonogi, ryby dwudyszne i pierwsze zwierzęta lądowe (czworonogi); 364 mln lat temu wymarło 83% wszystkich gatunków.
21.12	360-300 mln lat	Karbon: rośliny szpilkowe, owady skrzydlate, płazy, gady.
23.12	300-250 mln lat	Perm: drzewa iglaste, miłorzębowe, gady ssakokształtne; 250 mln lat temu wymarło 90% organizmów morskich, przeszło 60% rodzin gadów i płazów, 30% rzędów owadów (wideo z encyclopedia.com, kopia lokalnie).
25.12	250-200 mln lat	Trias: pierwsze dinozaury - gady królują na Ziemi przez następne 4 dni i pod koniec okresu małe ssaki; 200 mln lat temu wymarło 80% gatunków morskich.
26.12	200-150 mln lat	Jura: wielkie gady wodne i lądowe, pierwsze ptaki (archeopteryks) i prawdopodobnie ssaki.
27.12	150-65 mln lat	Kreda: ssaki łożyskowe, wielkie wymieranie ok 75% gatunków (meteor?).
30.12	65-28 mln lat	Paleogen: koniec dinozaurów, wielkie wymieranie gatunków, rozwój ssaków i roślin okrytonasiennych.
31.12	28-7 mln lat	Miocen: jest już większość obecnie istniejących rodzin ptaków i ssaków, niektóre ssaki wracają do wody, pojawiają się drapieżniki i małpy człekokształtne.
31.12	7 mln lat	Praformy ludzkie, szybki rozwój mózgu, zmiany klimatyczne powodują częste zmiany ekosystemu.
31.12	2 mln lat	Dalszy rozwój mózgu (encefalizacja), kamienne narzędzia; Homo sapiens sapiens - przed 5 minutami; ostatnia epoka lodowcowa, cywilizacja, rolnictwo to 10-12 tys. lat, czyli ostatnie 30 sekund, spisana historia ludzkości to ostatnie 10 sekund roku.

Inne przykłady historii życia (Wikipedia), lub universe timeline, krótka historia świata.

Na ile są to pewne ustalenia? Sensacją 2010 roku było przesunięcie o 18 mln lat przy około 400 mln (a więc o 5%) datowania pojawienia się tetrapodów (czworonożnych kręgowców, których ślady odkryto w Górach Świętokrzyskich).
Historia życia na pewno zmieni się w szczegółach, ale mało prawdopodobne by paleontologia zmieniła się w bardziej dramatyczny sposób.

Kalendarze holoceński dodaje 10.000 lat do obecnego roku, z grubsza mierząc czas rozkwitu cywilizacji od końca epoki lodowcowej (około 12.000 lat temu).
Przez ostatnie 2 mln lat aż 90% czasu było w Europie zimno, większość lądu pokryta była lodem.
Średnie temperatury podlegają powolnym zmianom, np. w latach 1550-1850 panował mały okres lodowcowy.
Dlaczego topnienie lodowców jest dla nas tak zaskakujące, skoro topnieją od 12 tysięcy lat? Przed 1940 rokiem lodowce topniały szybciej!

Czemu co ok. 26 mln lat wymierało większość gatunków? Mogły to spowodować duże meteoryty, albo planetoidy, i powstające w wyniku tego superwulkany.

• Wniosek 1: czasu było niezmiernie dużo, wielkie katastrofy stwarzały szansę na pojawianie się nowych gatunków, które w stabilnych warunkach klimatycznych i przy zapełnionych niszach ekologicznych nie mają szans powstać.
• Wniosek 2: wszystkie gatunki muszą być na głębszym poziomie spokrewnione, widać to na poziomie mechanizmów komórkowych i genetyki.
• Wniosek 3: czas pomiędzy kolejnymi ważnymi wydarzeniami w historii rozwoju skraca się bardzo szybko.

Karol Darwin wydał "O pochodzeniu gatunków" w 1859 roku; jego biografię (White, Gribbin 1998) naprawdę warto przeczytać.
Biologia bez ewolucji nie ma sensu; ewolucja krytykowana jest przez tych, którzy jej zupełnie nie rozumieją.
Żadna inna teoria na pytania zadane poniżej: biologia ma sens tylko w świetle ewolucji.

• Dlaczego mamy tyle samo kręgów szyjnych co żyrafa i kret?
• Skąd wzięła się taka dziwna budowa mechanizmu słuchu, z młoteczkiem, kowadełkiem, strzemiączką, bębenkiem?
• Dlaczego mamy rzęski w uchu, oku, tchawicy i czemu są one takie jak u takie jak u orzęsków?
• Które zwierzęta mogą zastąpić człowieka w badaniach medycznych?
• Czy badania nad drożdżami moga nam coś powiedzieć o procesach starzenia u ludzi (np. gen i białko TOR)?

Wiele innych pytań tego rodzaju każdy może dopisać sam.

Zasady, na których opiera się proces ewolucji:

1. Konieczne są wzorce, np. geny, memy lub ciągi bitów.
2. Konieczna jest możliwość powielania wzorców.
3. Wzorce czasami powielane są z błędami lub ulegają zmianom (mutacjom).
4. Organizmy, powstające w oparciu o wzorce, konkurują ze sobą.
5. Zmienne środowisko faworyzuje pewne organizmy (dobór naturalny).
6. Tylko niektóre organizmy przetrwają do wieku reprodukcyjnego i ich wzorce zostaną skopiowane.

Modele komputerowe (kopia lokalnie) pokazują, jak nieznacznie większa przydatność pewnych cech budowy ciała (np. obecność plamki reagującej na światło) może w ciągu kilkuset pokoleń doprowadzić do wykształcenia złożonych organów, takich jak oko, na wiele sposobów.
Mechanizm ewolucji w rzeczywistym środowisku, w którym wiele różnych cech decyduje o przeżyciu, jest bardzo skomplikowany i nie zawsze w sieci wzajemnych poiązań można określić, kto jest najlepiej przystosowany: główny drapieżca może np. wymrzeć z różnych powodów i skrzydła przestają służyć strusiowi do latania.
Tempo ewolucji określone jest przez tempo uszkodzeń DNA minus tempo napraw.
Mutacje są możliwe dzięki promieniowaniu kosmicznemu, ultrafioletowemu, naturalnemu promieniowaniu tła, czynnikom chemicznym obecnym w środowisku.
Teoretycznie DNA mogło by się naprawiać bardziej sprawnie - widać to u zwierząt żyjących na terenie wysokiego promieniowania w okolicach Czernobyla - ale wtedy ewolucja by była niemożliwa. Jest to kolejny przykład kompromisu między stabilnością a plastycznością.
Ewolucja się nie cofa, te same mechanizmy używane są przez setki milionów lat, stąd podobieństwo genetyczne ludzi do nawet tak prymitywnych organizmów jak drożdże.

Przyczyny okresowego wielkiego wymierania i dużej śmiertelności organizmów w początkowym okresie rozwoju życia to:

• zmienność klimatyczna,
• drastyczne zmiany ekosystemu (np. pojawienie się tlenu w atmosferze),
• działalność wulkaniczna,
• upadki asteroid,
• ruch kontynentów, izolacja ekosystemów (wyspy, Australia),
• konkurencja między gatunkami.

Te czynniki, oraz wielka presja na zajmowanie wolnych nisz ekologicznych i lepsza adaptacja do nowych warunków spowodowały wymarcie 99% gatunków istniejących na Ziemi!
W pierwszym przybliżeniu wszystkie gatunki już wymarły ... a na naszych oczach wymiera reszta, ekosystemy bardzo zubożały.
Delfiny mają wiekie mózgi ale większa stabilność warunków w oceanach niż na lądzie oznacza mniejszy nacisk ewolucyjny na szybkie zmiany. Potrafią posługiwać się wielkimi muszlami by łapać w nie małe ryby wynosząc nad powierzchnie i wyjadając; ta umiejętność rozpowszechniła się szybko w ostatnich latach (Underwater times.
Wydaje się obecnie, że to katastrofy klimatyczne spowodowały skupianie się ludności na mniejszych obszarach, powstanie większych osiedli i rozwój cywilizacji.

Kilka często zadawanych pytań, wynikających z braku zrozumienia teorii ewolucji:

1. Człowiek nie może pochodzić od małpy.
   Oczywiście, że człowiek nie pochodzi od małpy. Ten przesąd pokazuje, jak krytycy ewolucji całkiem nie rozumieją o co chodzi w ewolucji. cofając się wstecz w czasie o miliony lat widzimy w materiale kopalnianym, jak zmieniał się homo sapiens i poprzedzający go praludzie, malała wielkość czaszki i umiejętności wytwarzania narzędzi. Zmieniały się również antropoidy i jeśli się cofnąć o 7 milionów lat widzimy już tylko prymitywne formy, praprzodka zarówno ludzi jak i człekokształtnych małp. Czy można zaprzeczać, że świat się zmieniał?
2. Człowiek jest zbyt złożony by mógł powstać przypadkiem: potrząsając worek z kośćmi nigdy nie ułożymy szkieletu.
   Oczywiście, że nie ułożymy. Ewolucja nie jest dziełem przypadku, tylko wynikiem doboru naturalnego, skomplikowanych oddziaływań.
   Małpy stukając przypadkowo w klawisze nie napiszą sonetu Szekspira, ale gdyby ich przeżycie zależało od wytworów ich działania to albo by wyginęły albo rozwinęły pożądane cechy i narzędzia.
   
   
3. Oko, ucho lub skrzydło jest przydatne dopiero w ostatecznej formie.
   Nieprawda, chociaż w sprawie oka nawet Darwin miał początkowo wątpliwości. Zwierzęta mają 9 różnych typów oczu (por. różnice u owadów, ślimaków, ryb i ssaków), powstały one około 40 razy niezależnie w wyniku ewolucji.
   Artykuł w Świecie Nauki (2011) opisuje ewolucję oka od plamki światłoczułej, przez dwie komórki reagujące na światło u pierścienic (jeszce nie widzenie tylko reakcje fototaktyczne i rytmy okołodobowe), matrycę takich komórek u trylobitów, oczy fasetkowe owadów, oczy ssaków i głowonogów. Dane pozwalające odtworzyć historię ewolucji pochodzą z analiz genomicznych oraz rozwoju embrionalnego.

   Dlaczego ucho ma taką dziwną budowę? Ucho, z kowadełkiem, młoteczkiem i resztą aparatu słuchowego, powstało z kości szczęki gadów, które opuszczają szczękę by wyczuwać wibracje. Komórki włosowate to pozostałość po wiciach organizmów jednokomórkowych, są również w oku.
   
   

4. Nie było dostatecznie dużo czasu, by mogły powstać nowe gatunki.
   Modele pokazują, że soczewka rybiego oka mogła powstać z komórek światłoczułych w czasie krótszym niż 0.5 mln lat (wideo z PBS).
   Wielkie okresy wymierania zwalniały liczne nisze ekologiczne, tempo ewolucji było zmienne.
   W przeszłości śmiertelność u rożnych gatunków była nadzwyczaj wysoka (rzędu 1 rozmnażającego się osobnika na 1000 urodzonych), więc tylko najlepiej przystosowane mają szansę przeżycia.
   Jak wyglądała by ewolucja człowieka przy takiej presji selekcyjnej?
   
   
5. Dlaczego powstały naczelne a nie inne zwierzęta? Może jednak był jakiś inteligentny projekt?
   Trąba słonia jest niezrównana, ma 6 grup mięśni zawierających 100.000 fragmentów (człowiek ma tylko 639 mięśni), macki ośmiornicy też ... czyli wszystko jest cudem.
   Coraz więcej zwraca się uwagę na błędy ewolucji: budowa organizmu jest daleka od doskonałości, od błędów w DNA (Avise, 2010), problemów anatomicznych (ślepa plamka oka, przebieg nerwów, jelit, przepuklina), po prowizorkę w mózgu (Marcus, 2009), medycyna ewolucyjna (Darwinowska) to niedawny wynalazek (Nesse, Williams, 1995).
   Richard Dawkins pokazał dziwaczną drogę nerwu krtaniowego wstecznego u żyrafy, najwyraźniej zabrakło tu inteligentnego projektanta.
6. To tylko teoria.

Teoria to nie spekulacje tylko spójny system pojęciowy porządkujący jakąś dziedzinę, opisujący i wyjaśniający relacje pomiędzy obserwacjami.
Nie ma "teorii inteligentnego projektu", bo takie rozumowanie wyjaśniając wszystko, czego nie rozumiemy stwierdzeniem "to inteligenty projekt", naprawdę niczego konkretnego nie wyjaśnia, nie pozwala formułować szczegółowych pytań ani udzielić na nie odpowiedzi.
Teoria inteligentnego spadania znana od czasów Newtona, głosi, że wytłumaczenie grawitacji wymaga zewnętrznego, inteligentnego bytu utrzymującego planety na swoich torach ... czy jest to alternatywna teoria?
Teoria cząstek elementarnych prowadzi do budowy akceleratorów za miliardy dolarów, teoria fazy skondensowanej w fizyce doprowadziła do rozwinięcia przemysłu elektronicznego wartego tryliony dolarów, a teoria ewolucji do rozwoju medycyny ewolucyjnej, która ma ogromną wartość.
Wraz z upływem czasu zarzuty zwolenników inteligentnego projektu znajdują swoje wyjaśnienie, mamy coraz lepsze teorie pokazujące ewolucję oka i przydatnośc prymitywnego mechanizmu widzenia, oraz wielu innych pozornie trudnych do wyjaśnienia zagadnień - zwolennicy inteligentnego projektu niczego nie próbują wyjaśniać, więc nigdy nie poznają prawdziwych (lub przynajmnej prawdopodobnych) mechanizmów ewolucji; z metodologicznego punktu widzenia to ich główna wina.

Ciekawe pytanie: czemu ludzie nie mający pojęcia o nauce i biologii w szczególności wypowiadają się na takie tematy?
Czy to, że trudno sobie wyobrazić skomplikowane mechanizmy oddziaływań środowiska i genów zachęca do wymyślania naiwnych, prostych wyjaśnień?
Znacznie mniej osób zajmuje się np. teorią ewolucji gwiazd, powstawaniem planet i pochodzeniem ciężkich pierwiastków, z których zbudowane jest nasze ciało, chociaż to również są procesy, które trudno sobie wyobrazić.
Teoria musi być falsyfikowana, np. gdyby skamienielina królika została znaleziona w pokładach geologicznych prekambryjskich teoria ewolucji miałaby poważny problem (jak zauważył J.B.S. Haldane).

Ernest von Häckel zauważył (1866) podobieństwo rozwoju embrionalnego wszystkich zwierząt.
"Rozwój ontogenetyczny (formy osobnika) powtarza rozwój filogenetyczny (ewolucyjne zmiany gatunków)", głosi jego teoria rekapitulacji.
Jest to błędna teoria, podobieństwo jest pozorne, rysunki obok zrobiono na podstawie pobieżnych obserwacji.
Ludzki zarodek nie przechodzi przez wszystkie etapy filogenezy; już Darwin słusznie zauważył, że wczesne stadia embrionów bliskich sobie gatunków są podobne do siebie, ale nie do dorosłych osobników.
Związki onto i filogenetyczne są znacznie bardziej skomplikowane, fantastyczne zdjęcia rozwoju zarodków pokazują jak wyrastają nogi i łapy u delfinów a potem są wchłaniane - ślady po wczesnych etapach ewolucji.

Jest zaledwie około 20 planów budowy organizmu, np. grzybów, stawonogów, mięczaków, roślin, owadów, gadów, ssaków itp, tymi zagadnieniami zajmuje się klasyfikacja biologiczna.
Miliony gatunków to wariacje na niewielką liczbę tematów. Trudno jest zmienić raz ustalony podstawowy plan genetycznej synchronizacji funkcji życiowych - wynika to z hierarchicznej natury kontroli genetycznej.

Niewielkie różnice w porządku i czasie włączania się poszczególnych genów w sieci interakcji wywołują duże różnice w budowie i w zachowaniu się organizmów.
Taksonomia lub systematyka molekularna znacznie ulepszyła metody tworzenia drzew filogenetycznych.
Początkowo teoria ewolucji zajmowała się drobnymi różnicami (np. kształt dzioba spokrewnionych ptaków na różnych wyspach).
Nieskończone wariancje skupiają się wokół ograniczonej liczby planów budowy organizmów, wynikających z przeporządkowania, powtarzania, podziału i zmiany skali.
Przejawia się to w niewielkich zmianach na poziomie genetycznym, chociaż morfologia może się zewnętrzne znacznie zmienić.
Bejan i Marden (2006) pokazali, jak wzorce ruchu zwierząt pływających, biegających lub latających, od ryb i płazów po ssaki, dają się wyjaśnić równaniami uwzględniającymi siłę, energię, masę i częstość; są to ogólne zasady budowy organizmów.

Algorytmy ewolucyjne, algorytmy genetyczne pozwalają na komputerowe symulowanie uproszczonych procesów ewolucji.
Sztuczne życie to dziedzina pokazująca rozwój całych populacji ewoluujących sztucznych żyjątek. Idee ewolucyjne pomagają w uczeniu się systemów sztucznych.

W 1896 roku James Mark Baldwin zauważył, że procesy uczenia się wpływają na zwiększenie szans przeżycia, ewolucja kulturowa może więc zmienić ewolucję biologiczną.
Zachowania wyuczone mogą w dłuższym okresie czasu stać się zachowaniami instynktownymi, są więc przekazywane z pokolenia na pokolenie; przypomina to dziedziczność według Lamarcka (i Łysenki), chociaż mechanizm przekazu nie jest związany z dziedziczeniem.
Kierunek i szybkość zmian mogą podlegać wpływom kulturowym na dwa sposoby:

• Genetyczna asymilacja: dziedziczone są nie tyle cechy związane z wyuczonymi zachowaniami, co tendencje do nabywania pewnych cech, zwiększających sukces reprodukcyjny.
• nisza ekologiczna: kultura prowadzi do rekonstrukcji środowiska, zmieniającej szanse przeżycia.

Np. bobry i ludzie uczą się zachowania które pomaga im przebudować swoje środowisko, zmieniając mechanizmy ewolucyjne.
Zwierzęta żyjące w grupach uczą się od siebie wielu zachowań, a sprawność tej nauki wpływa na szanse przeżycia; środowisko wybiera przydatne geny (przyczynowość odgórna, downward causation), ale i geny wpływają na budowę organizmu i jego szanse przetrwania, a więc i na środowisko (upward causation, przyczynowość oddolna).
Część genów nabywa selektywnej wartości dopiero w kontekście kultury: zdolności muzyczne nie zwiększają same z siebie szans przeżycia.
Wstręt do kazirodztwa jest związany z kulturowym tabu ale i biologicznie uzasadniony, przyczynia się do zdrowszego potomstwa.
Koewolucja genetyczno-kulturowa rozpatruje kulturę jako informację w ludzkich mózgach powstałą w wyniku procesów społecznych, podlegającą selekcji ewolucyjnej, stąd współzależności czyli ko-ewolucja.
Bibliografia efektu Baldwina jest spora.

Ewolucja dzieje się na naszych oczach. Legenda o japońskim klanie Heike, który przegrał (w 1185 r) z klanem Minamoto, a duch samurajów Heike wszedł w ciała krabów; od tego czasu rybacy wyrzucali do morza kraby z plamami na grzbiecie przypominającymi ludzkie twarze i mamy teraz japońskie kraby (Heike-gani) z całkiem ładnymi wizerunkami twarzy! Ćmy szybko ewoluują w halach przemysłowych, zmieniając kolor i zachowanie; bakterie zmieniają się najszybciej.

Liczne rasy psów i innych udomowionych zwierząt powstały w ciągu ostatnich 30.000 lat, prawdopodobnie początkowo były to wilki podobne do Husky, połowa powstała w ciągu ostatnich 100 lat.
Patrząc na wilki, przodków psów, trudno byłoby sobie wyobrazić, że tak szybko powstaną bernardyny, chihuahua czy pudelki.
Rasy małych psów powstały w wyniku mutacji jednego genu.
Wilki żyły z praludźmi już około 135.000 lat temu.
Ko-ewolucja człowieka i wilka: człowiek upodobnił się do wilka dzięki jego udomowieniu, ale zaszło to w czasach gdy ludzkie wspólnoty nie znały jeszcze "domu" (McGhee, 2002; Schleidt i Shalter, 2003).
Wilki współpracują w stadach nie tylko w czasie polowań, ale opieki nad potomstwem, kopania nor itd.
Dzięki tej współpracy ludzki węch uległ znacznemu osłabieniu.

Niektóre cechy organizmu mogą być przypadkowe, inne są istotne dla przeżycia. Wśród cech koniecznych do przetrwania wyróżnia się cechy sprzyjające doborowi płciowemu: może to być pokaz inteligencji, jak u altanników, lub pawi ogon. Do czego taki wielki i ciężki ogon jest przydatny? Paw pokazuje, jakie ma silne geny, pomimo takiego ogona dobrze sobie radzi, każda samica powinna to docenić. Trudno dociec, jakie znaczenie mają niektóre cechy, bo warunki życia zmieniały się szybko i takie cechy mogły być kiedyś przydatne.

Przykład koewolucji: paski zebry i muchy tse-tse. Dlaczego zebry mają paski? Najbardziej prawdopodobna teoria jest taka: Rozkład pasków zebr różni się w różnych częściach Afryki. Zebry przybyły na tereny afrykańskie około 2 milionów lat temu, bydło ponad 10 mln lat. Zebry nie są odporne na ukąszenia much tse-tse, bydło zdążyło się uodpornić ewoluując jednocześnie z muchami. Ukąszenia much tse-tse wywołują panikę wśród zebr i obojętność u bydła. Oko złożone (fasetkowe) muchy nie widzi pasiastej zebry przez falujące powietrze. Paski zwiększają też szanse przetrwania dzięki łatwiejszemu rozpoznawaniu się i koordynacji ucieczki w grupie; jest więc wiele współdziałających ze sobą czynników.

Jak można to udowodnić?
Muchy końskie i inne krwiożercze insekty najmnej chętnie siadają na modelach koni pomalowanych w czarno-białe paski (Egri i inn, 2012).
Płód zebry ma ciemną skórę, dopiero przed samymi narodzinami pojawiają się paski; w toku ewolucji potomstwo zostawiło najwięcej zebr, które miały białe plamy a później plamy łączące się w paski i w końcu zostały tylko zebry w paski.

Ile jest gatunków organizmów żywych?

• Bakterii około 10 mln
• Insektów ok. 1 mln
• Roślin 300 000.
• Grzybów ok. 100 000.
• Mięczaków 81 000, skorupiaków 40 000
• Ryb 29 300
• Ptaków 9 956
• Gadów 8 240, płazów 6 199
• Ssaków jest 5 416, w tym gryzoni ok. 2200, nietoperzy ok. 1100, naczelnych 424 gatunki.

Skąd się biorą nowe gatunki? Nagromadzenie drobnych zmian nie prowadzi do całkiem nowych gatunków.
To najbardziej kontrowersyjny temat związany z teorią ewolucji, jest tu wiele pomysłów.
Symbiogeneza to teoria (Mereszkowski, 1909; ) głosząca, że nowe gatunki powstają przez symbiotyczną integrację różnych gatunków, w tym bakterii.
Boris Mikhaylovich Kozo-Polyansky napisał w 1924 książkę "Symbiogeneza: Nowa zasada ewolucji", w której uznał zasady Darwina za odpowiedzialne za eliminację, a symbiogenezę za biologiczne innowacje.
Rzęski komórek pozwalają bakteriom i mikrobom takim jak pantofelki poruszać się, są w komórkach spermy, są obecne w zmodyfikowanej formie u kręgowców: mają je czopki i pręciki siatkówki oka, ma je ucho środkowe. Bakterie potrafią reagować na światło i poruszać się w kierunku zmian stężenia chemicznych cząsteczek, mogły należeć do rodziny krętków , reagującej ruchem na światło.

Teoria endosymbiotycznego pochodzenia mitochondriów i chloroplastów Lynn Margulis jest jej powszechnie uznawanym rozwinięciem.
Morskie ślimaki odżywiane fotosyntetycznie są pięknym przykładem takiej symbiozy.
Lynn Margulis, Symbiotyczna planeta, tłum. Marcin Ryszkiewicz, Warszawa 2000, Wydawnictwo CiS

Kościół Katolicki (ale poza tym niewiele innych organizacji religijnych) uznał teorię ewolucji za "coś więcej niż hipotezę".
Jednak człowiek uznawany jest za wyjątek, który stoi poza ewolucją.
Czy droga od komórki do szympansa nie jest znacznie dłuższa niż od szympansa do człowieka?

Co oznacza mieć umysł? Jeśli mieć umysł "oznacza możliwość nauczenia się operowania symbolami w taki sposób, by własna aktywność nadawała im znaczenie i czyniła je symbolami", to taniec pszczół może spełniać takie kryterium.
Owady takie jak mrówki i pszczoły wykazują zbiorową inteligencję znacznie wykraczająca poza indywidualne możliwości jednego owada; jest to inspiracją dla wielu "algorytmów rojowych" w inteligencji obliczeniowej, oraz symbiotyczną lub kolektywną inteligencję.
Hierarchiczne spojrzenie na inteligencję (Duch i Mandziuk, 2004).

• Neurony mózgu mogą lokalnie niewiele pamiętać, a ich wzajemne oddziaływania ograniczone są głównie przez powoli zmieniające się połączenia synaptyczne;
• grupy neuronów (minikolumny) mają złożone stany wewnętrzne i znacznie bogatsze oddziaływania,
• złożone z nich większe regiony mózgu biorą udział w tworzących się w dynamiczny sposób konfiguracjach oddziałujących ze sobą obszarów;
• na poziomie całych mózgów ten mechanizm się powtarza, w każdym jest bogata wiedza a ich współpraca umożliwia rozwiązywanie skomplikowanych problemów stojących przed społeczeństwem.

O istnieniu umysłów innych ludzi wnioskujemy na podstawie ich zachowania.
Obserwacje zwierząt prowadzone przez etologów pozwalają zrozumieć świat zwierząt.
Obraz świata tworzący się w umysłach zwierząt i ludzi jest odmienny od naszego, bo ich zmysły są odmienne, a mózgi filtrują z otoczenia inne informacje niż te, na które my reagujemy.

Najprostszy system nerwowy ma nicień C. elegans, żyjący w glebie, żywiący się bakteriami.
Ma 302 neurony, znany jest jego konektom (zbiór wszystkich połączeń neuronów), ma rozwinięte chemo i mechanoreceptory i wiemy o nim bardzo dużo.
Nie jest łatwo symulować procesy zachodzące w układzie nerwowym nicienia bo są one sprzężone z całą biochemią organizmu.

Złożoność form zachowania wyraźnie rośnie wraz ze wzrostem stopnia złożoności mózgu.
Normalne ludzkie zachowania są znacznie bardziej złożone niż zwierzęce, ale można dostrzec podobne formy zachowań i podobny poziom złożoności u różnych zwierząt i ludzi cierpiących na różne formy niedorozwoju mózgu.
Inteligencja zwierząt badana jest obecnie na wiele sposobów, zdolności zwierząt moga być wyrafinowane ale są silnie wyspecjalizowane, odmienne dla każdego gatunku.

Inteligencja ptaków.
Ptaki (kruki, papugi, kormorany, gołębie i inne) potrafią:

• liczyć do około 6,
• kojarzyć skomplikowane sygnały wizualne i słuchowe z nagrodami,
• wykazują znakomitą orientację przestrzenną,
• potrafią obejść przezroczyste przeszkody oddzielające je od pożywienia,
• potrafią uczyć się nowych zachowań przez wzajemną obserwację;
• kruki japońskie zrzucają orzechy na szosę by je rozjechały samochody;
• kruki oraz zięby Darwina używają gałązek do wyciągania insektów z drzew,
• kruk Betty zgiął nawet drut i użył go jako haczyka.

Wiele badań przeprowadzono nad gołębiami, które wykazują różnorakie inteligentne zachowania.
Zaskakujące wyniki z papugą żako o imieniu Alex osiągnęła Irene Pepperberg: papuga nauczyła się rozpoznawać pięćdziesiąt przedmiotów, rozróżniać siedem kolorów, pięć geometrycznych kształtów, nazywać relacje przestrzenne, oraz liczyć do sześciu, posługując się w sensowny sposób 150 słowami.
Arielle, wielka papuga Ararauna, zna około 4000 zwrotów; Another Kind of Mind: A Talking Bird Masters English, Arielle Publishing, 2007.
Fundacja Alexa i mówiące ptaki.

Julia Fischer z German Primate Center nauczyła Rico, psa rasy collie, odróżniać nazwy 200 zabawek, które potrafi przynieść; rozumie też prostą składnię (Word Learning in a Domestic Dog: Evidence for "Fast Mapping," by J. Kaminski, J. Call and Julia Fischer, Science, June 8, 2004).
Dialekty i rozwinięty język komunikacji piesków preriowych zbadał Con Slobodchikoff: różne okrzyki alarmowe odpowiadają różnym rodzajom drapieżców; okrzyki zmieniają się w zależności od rozmiaru, koloru i szybkości poruszania się zagrożenia; odgrywanie tych okrzyków prowadzi do specyficznych reakcji ucieczki.
Rozwój neuronów lustrzanych, pozwalających na imitacje, może być kluczem do powstania inteligencji, chociaż złożone życie społeczne i zmiany klimatyczne, wymuszające szukanie nowych sposobów na przeżycie na pewno też gra rolę.

Psy uznawane są za bardzo inteligentne, bo dobrze odczytują intencje człowieka.
Reakcje na polecenia słowne i gesty obejmują średnio 165 symboli, a u najbardziej inteligentnych ras nawet 250 (Live Science), są więc na poziomie 2-2.5 letniego dziecka.
Za najbardziej inteligentne uznano Border collie, pudel, owczarki niemieckie, Golden retrievers, dobermany, szetlandy i labradory, za najmniej charty afgańskie, basenji i buldogi.
Te informacje podaje The Stanley Coren, profesor psychologii z University of British Columbia w Vancouver (Intelligence of Dogs, 1994).
Jego testy polegały bardziej na ocenie stopnia wytrenowania psów niż inteligencji. Rezultaty innych badań potwierdziły ogólne wnioski Corena.

Świnie są bardziej inteligentne od psów.
W testach, które prowadził Stanley Curtis (Penn State University) używano joysticków i gier wideo, świnie uczyły się abstrakcyjnych rozróżnień typu "wskaż na określony obiekt", podczas gdy psy mogły się nauczyć tylko miejsca (np. lewy górny róg).
Świnie nauczyły się również poleceń "siad, skocz, przynieś" i pamiętały je przez lata uogólniając nauczone zachowania na różne przedmioty.
Świnie prowadzą złożone życie społeczne, mruczą do swojego potomstwa by je uspokoić, mają fazę REM snu w której wydają się mieć sny (wiele innych zwierząt również), dobrą orientację przestrzenną, uczą się na podstawie wzajemnej obserwacji, potrafią zwodzić inne świnie zapewniając sobie pożywienie.

Szczury zaskoczyły badaczy uwalniając inne szczury z klatek! 23 z 30 szczurów biorących udział w eksperymencie uwolniło inne zamknięte w klatkach szczury (klatki można było z zewnątrz otworzyć, ale nie od wewnątrz).
Chociaż szczury przepadają za czekoladą połowa wolała uwolnić innego szczura niż dobrać się do czekolady. W połowie eksperymentów swobodny szczur mając dosep do czekolady uwalniał swojego towarzysza zostawiają mu trochę czekolady.
Surykatki to żyjące stadnie w Afryce zwierzeta o silnie rozwiniętych więzach społecznych. Obserwowano samca alfa, który przez miesiąc opiekował się niewidomym maluchem, po czym zginał wybiegając z nory by odciągnąć uwagę polującego w okolicy geparda od nawołujacej surykatki.
W 2012 roku po raz pierwszy zaobserwowano psy dingo przysuwające stół z drugiego końca klatki by się po nim wspiąć do zawieszonego wysoko jedzenia.

Nie ma wątpliwości, że zwierzęta wykazują dużą inteligencję, reagują w świadomy sposób, zdolne są do nauki abstrakcyjnych rozróżnień, rozpoznawania indywidualnych osobników różnych gatunków, zachowań, które uznajemy za moralne, potrafią w celowy sposób rozwiązywać problemy, używać narzędzi.
Mózgi zwierząt do pewnego stopnia różnią się od mózgów ludzi, ale przetwarzają informację w podobny sposób.
Badacze są obecnie bardzo ostrożni by nie dać się nabrać na syndrom mądrego Hansa jak i szybkich ocen, które można pomylić z liczeniem. Koń Hans, żyjący na początku XX wieku, potrafił dodawać i literować wyrazy, przekonał o tym grono ekspertów. Znaki dawał mu podświadomie jego właściciel.
Koń nie nauczył się dodawać, ale robił coś, czego nie potrafią ludzie, zauważał subtelne zmiany ich zachowania.
Inteligencja zwierząt w jednym obszarze przekracza ludzką, a w innych jest daleko w tyle.

Samoświadomość u zwierząt: eksperymenty z lustrami prowadzone przez Gordona Gallupa świadczą o zdolności rozpoznawania siebie.
W czasie snu umieszcza się bezwonną plamę na ciele zwierzęcia i obserwuje jego zachowanie przed lustrem, w którym zwierzę się wcześniej oglądało.
Koty, psy, konie i większość innych zwierząt nie potrafi rozpoznać siebie w lustrze, traktuje odbicie jako inne zwierzę. Niektóre terytorialne ryby widząc swoje odbicie traktują je jako konkurenta i rozpoczynają zachowania godowe (postawcie lustro przed bojownikiem syjamskim!).
Test lustra przeszły szympansy (zwykłe i bonobo), orangutany, delfiny, orki, słonie (nie wszystkie), świnie, gołębie, sroki, kruki, sowy, niektóre papugi i dzieci, ale zwykle dopiero w 18-24 miesiącu życia, ale nie zdają go koty, psy czy małpy poza człowiekowatymi.
Goryle unikają kontaktu wzrokowego uznając to za działanie agresywne, ale Koko też przeszła test.
Delfiny są zainteresowane plamami narysowanymi na nich, ale nie oglądają się wzajemnie, mało zwracają uwagę na swój wygląd.
Niektóre małpy przed lustrem robiły do siebie miny, upiększały się, zachowując podobnie do ludzi; makaki przez parę dni potrafią chodzić z lustrem i stroić do niego miny.
Młode koty bawią się ze swoim odbiciem ale po paru dniach przestają się nim interesować, być może dlatego, że przewidują wszystkie ruchy odbitego kota, oraz nie czują jego zapachu i brakuje im informacji akustycznej. Jeśli poruszać lustrem kot będzie się interesował parę dni dłużej swoim odbiciem, ale nie rozpoznaje siebie.
Słonie i świnie potrafią znaleźć pokarm widziany tylko w lustrze (Povinelli, 1989).

Czy rozpoznanie w lustrze jest równoznaczne z samoświadomością? Trudno to jednoznacznie określić, bo nie mamy listy warunków, które wystarczy spełnić by uznać, że dana istota jest świadoma swojego istnienia.
Dzieci rozpoznają siebie w lustrze około 18 miesiąca i jest to skorelowane z pojawieniem się emocji wymagających samoświadomości, takich jak duma, wstyd lub poczucie winy, oraz z użyciem zaimka "ja" (Lewis 1990).
Około 4 roku życia dzieci przechodzą testy świadczące o zdolności do wyobrażenia sobie świata z innej niż swoja perspektywy, rozwijają więc "teorię umysłu", chociaż niektóre elementy rozwijają się wcześniej (np. zdolność do oszukiwania, znana również ptakom i ssakom).
Można więc przypuszczać, że poziom świadomości zwierząt nie przekracza poziomu 2-3 letnich dzieci, nawet mózgi naczelnych są zbyt proste by osiągnąć wyższy poziom.

Zwierzęta - od mrówek po szympansy - nie tylko walczą o terytorium ale prowadzą zorganizowane działania wojenne.
Mit " szlachetnego dzikusa" jest fikcją, normy nieagresywnego współżycia wśród ludzi są akceptowane powoli, ale widać tu pewien postęp ( Pinker, History of violence).
Na Nowej Gwineii w każdym pokoleniu ponad 10 procent młodych mężczyzn skazywano na karę śmierci za różne przewiny i nadmierną agresję.
Na 100,000 mieszkańców rocznie z powodu morderstw w USA ginie ok. 5 osób, w Polsce 1.3 (w 2010 r), wśród Yanomamo w Brazil (1970-74) było to koło 166 osób a wśród Hewa na Nowej Gwinei (1959-68) aż 778.

Istnieje ponad 400 gatunków małp naczelnych, w tym 4 człowiekowate (antropoidalne), najbliżej spokrewnione z człowiekiem: orangutany w jednej podrodzinie, i szympansy (dwa podgatunki), goryle oraz ludzie w drugiej podrodzinie, oraz liczne wymarłe gatunki pokrewne.

Szympansy oddzieliły się od przodków człowieka ok. 6 mln lat temu, goryle ok. 7 mln. lat temu, a człowiekowate od małp ogoniastych 35 mln lat.
Ze względu na podobieństwa budowy ciała i struktury DNA biolodzy nazwali człowieka "trzecim szympansem".

Badanie pokrewieństwa człowieka z naczelnymi jest nadal kontrowersyjne.
J. Grehan i J.H. Schwartz (2009) krytykują wyniki badań DNA i twierdzą, że orangutany są bliżej spokrewnione z ludźmi niż szympansy; pośród 63 cech unikalnych dla człekokształtnych ludzie mają aż 28 cech wspólnych z orangutanami a tylko dwie z szympansami i 7 z gorylami.
Długoletnie obserwacje zachowania orangutanów (Carel van Schaik) doprowadziły do przekonania, że kluczową rolę w rozwoju ich inteligencji pełni kultura, czyli umiejętność uczenia się od innych przez obserwację.
Orangutany używają gałązek do jedzenia owoców mających parzące fragmenty, podobnie jak ludzie pałeczki.

Różnice genetyczne homo sapiens i człowiekowatych, w procentach, są to tylko dane szacunkowe (rysunek obok ma stare dane), oparte na mutacjach, nie uwzględniając powtórzeń i usunięć fragmentów:

Takie tabele dają tylko bardzo przybliżone porównanie, podobieństwo jest różne w zależności od badanego obszaru genomu jak i wymaganej dokładności nakładania sekwencji.
Podobieństwo określa się w skomplikowany sposób różnymi metodami, za pomocą tempa mutacji, czyli "zegara" DNA i mitochondrialnego DNA, zmian pojedynczych genów, zmian sekwencji aminokwasów w białkach, jak również na podstawie wykopalisk (Portin 2007, 2008).
Tempo mutacji zmierzone bezpośrednio (6/2011) na podstawie porównania zmian DNA u jednego dziecka dla dwóch rodzin okazało się powolne, jedna mutacja na 85 mln nukleotydów, 30-50 zmian w całym genomie. Może to przesunąć wstecz czas rozchodzenia się gatunków.

Genom człowieka i szympansa różni ok. 35 mln polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNP, single nucleotide polymorphism).
Ok. 76% dokładnie zbadanych sekwencji ludzkiego genomu różni się w 1.2% SNP od genomu szympansa.
Ok. 2.7% różnic genomów to usunięcia i powtórzenia fragmentów, ale tylko niewielka część tych różnic ma wpływ na budowę organizmu; mniej niż połowa zmian nastąpiła u człowieka, nieco więcej u szympansa.
Liczba kopii genów u człowieka i szympansa może być mniejsza lub większa,93.6% genów występuje w jednakowej liczbie u obu gatunków: 755 genów różni się liczba kopii, w tym 689 jest bardzie liczna u człowieka a 26 u szympansa.

Dla zrozumienia różnic istotna jest "odległość ewolucyjna" tj. ocena liczby mutacji koniecznej do powstania takich różnic - powielenie dużego fragmentu może powstać w wyniku jednej mutacji dającej wiele różnic, ale nie zmieniającej w istotny sposób budowy i funkcji całego organizmu.
Zależy to od położenia genu w sieci powiązanych ze sobą procesów; dla genów związanych z białkami występującymi w korze mózgu około 17.4% powiązań pomiędzy genami jest unikalnych dla człowieka.
Zrozumienie procesów ewolucyjnych jest istotne między innymi by zrozumieć, dlaczego np. szympanse nie chorują na Alzheimera i inne choroby, które dotykają ludzi.
Zgodność DNA między małpami człekokształtnymi i innymi małpami to znacznie mniej, około 92.7%.

Ogólnie rzecz biorąc rodzina małp człekokształtnych dzieli z ludźmi około 97% DNA, ma bardzo zbliżoną budowę molekularną i fizyczną, w zasadzie identyczne neurony, wykazuje zdolności do komunikacji symbolicznej i prostych zachowań kulturowych.
W rozwoju mózgu szympansa jest o 3 podziały neuronów mniej niż u człowieka, w efekcie jego kora jest 8 razy mniejsza i zdolności intelektualne są odpowiednio mniejsze.
Za zmienność dziedziczną człowieka i innych gatunków odpowiadają drobne zmiany, rzędu 0.2% nukleotydów, z tego 85% to SNP.
Całkowite różnice genetyczne pomiędzy ludźmi są małe, rzędu 0.2%, ale związane są w większym stopniu z odmiennym uporządkowaniem fragmentów sekwencji (CNV, copy-number variants), czyli powtórzeniami i inwersjami. Takie zmiany strukturalne oceniane są na 0.12%, a zmiany na poziomie nukleotydów na 0.08%. Stąd wniosek, że w pewnym okresie pozostało bardzo niewielu praprzodków naszej linii ewolucyjnej.
Aktywność poszczególnych genów zmienia się wraz z wiekiem, mózg się reorganizuje, szczególnie szybko przed samymi narodzinami, ale nawet w wieku 50-70 lat zachodzą duże zmiany.
Zmiany w sekwencjach regulatorowych genów mogą mieć dalece idące konsekwencje dla budowy mózgu, białek z których składają się komórki glejowe i neurony, szybkości przewodzenia impulsów i liczby synaps, a więc również dla inteligencji.
Genetycy molekularni uważają życie społeczne za ważniejszy czynnik presji selekcyjnej prowadzącej do dużych mózgów niż sam ekosystem (Portin 2008).
Nieliczne geny związane z budową mózgu zmieniały się szybciej u hominidów niż u szympansów, a jeszcze wolniej u gryzoni.
Białko związane z genem FOX2 różni się tylko 3 pozycjami aminokwasów od białka myszy i orangutana, a 2 pozycjami od szympansa i goryla; pojedyncza mutacja powoduje duże problemy z artykulacją mowy.

Mowa wykracza poza prosty system sygnalizacji, znany zwierzętom.
Ptaki mają rozbudowany system sygnalizacji i chociaż ich pieśni są zróżnicowane to uczą się ich przez imitację z drobnymi błędami i znaczenie jest zwykle jednoznaczne: jestem silny, głośno śpiewam bo mam swoje terytorium i czekam na samicę.
Podobnie z pieśniami wielorybów: jest dużo wariacji (ta sama sekwencja nigdy się nie powtarza), wspólne tematy na pobliskich obszarach i całkiem odmienne na odległych, ale nie ma w nich nowych znaczeń (tak przynajmniej sądzą eksperci).
Małpy nie naśladują wokalnych dźwięków, nie łączą ich w sekwencje o zmiennej strukturze.

Czy mowa musi być liniowa?
Być może istnieje język obrazowo-dźwiękowy u delfinów? Czy echosonda pozwala przesyłać im obrazy a ich mózgi wykonują analogiczny program do analizy USG?
Specjaliści badający porozumiewanie się delfinów podejrzewają, że jest to Sono-Pictorial Exo-holographic Language (SPEL), czyli język pozwalający z fragmentów sygnałów sonicznych (odbitych ultradźwieków) odtworzyć konkretne obrazy.
8 plastikowych przedmiotów pokazano delfinowi, a następnie zapisano odbite od nich ultrdźwięki i odtworzono innym delfinom, które w 86% rozpoznały o który obiekt chodzi (J. Kassewitz, J.S. Reid, 2011). Autorzy twierdzą, że udało im się budować zdania zawierające rzeczowniki i czasowniki z sygnałów wysyłanych
Cymascope to technika wizualizacji sygnałów akustycznych, wibracje większej membrany lub powierzchni wody reagującej na akustyczny sygnał.

Jak by rozwijało się nasze myślenie, gdyby było czysto obrazowe, a nie oparte na sekwencyjnej mowie? Prawdopodobnie byłoby znacznie bardziej konkretne. Teraz słowa wywołują w nas skojarzenia i często niejednoznaczne obrazy, ale przesyłanie dosłowne obrazów byłoby bardziej jednoznaczne.

Próby uczenia szympansów języka migowego (ASL) kończą się na maksymalnie 200-250 symboli, konstrukcje zdaniowe mają do 7 znaków.
Nauczone szympansy porozumiewają się językiem migowym z ludźmi ale również między sobą.
Ludzkie niemowlęta potrafią się też posługiwać językiem migowym zanim zaczną kontrolować swój aparat głosowy.
Wyniki badań nad używaniem języka migowego do komunikacji z małpami znalazły interesujące zastosowania w opiece nad dziećmi autystycznymi.
Szympansy na wolności rozpoznają przynajmniej 66 różnych gestów, służących im do komunikacji (Hobaiter, Byrne, 2011).

Początki powstania języków naturalnych to temat kontrowersyjny, od 1866 roku Akademia Francuska nie przyjmuje prac na ten temat.
Lingwistyka ewolucyjna zrobiła w ostatnich latach postępy dzięki badaniom genetycznym, lingwistycznym jak i symulacjom komputerowym obrazującym proces nabierania sensu wymienianych symboli pomiędzy grupą robotów pracujących nad jednym zadaniem.
Tradycyjna szkoła "skokowa" pochodzenia języka: tylko człowiek ma "instynkt języka", protojęzyk powstał 50-200 tysięcy lat temu.
Szkoła "stopniowa": język człowieka to udoskonalona forma komunikacji zwierzęcej, mógł rozwinąć się z mowy gestów.
Utrata owłosienia zmusiła ludzi do używania mimiki twarzy, gestów i dźwięków do komunikacji ("Naga Prawda", N.H. Jablonski, Świat Nauki, marzec 2010)

Czy mowa małp to tylko syndrom "mądrego Hansa"?
Sama reakcja na polecenie nie wystarczy. Czy małpy mogą zrozumieć składnię?

Kanzi, szympans-pigmej (bonobo), rozumie całkiem złożone polecenia przekazywane mu przez słuchawki. Np. na pytanie "Czy możesz tak zrobić by pies ugryzł żmiję?", którego nigdy nie słyszał, Kanzi znalazł psa-zabawkę i włożył w jego pysk żmiję-zabawkę, zamykając pysk psa swoją ręką. W teście złożonym z 600 skomplikowanych gramatycznie pytań jego zachowania były w 74% poprawne.
Kanzi nauczył się rozbijać kamienie by tworzyć ostre krawędzie i używać ich do otwierania skrzynek.
Inne szympansy, które nauczono porozumiewania językiem migowymi i za pomocą symboli na tablicy to Washoe, Vicki, Sarah i Nim Chimpsky; kilka innych szympansów nie udało się wiele nauczyć.
Historia Nima (film z 2011 roku) wychowanego przez ludzi pokazuje, że przestał on już być zwykłym szympansem, wywołując etyczne kontrowersje związane z jego traktowaniem.
Nim potrafił używać około 125 symboli w odpowiednim kontekście, chociaż nie nauczył się gramatyki, składania symboli w nowy sposób. Nie wydaje się by poziom szympansa mógł przekroczyć poziom dwulatka. Pewne sukcesy odniesiono też z gorylem Koko i orangutanem Chantek.

Szympansy robią sobie proste narzędzia, zarówno "wędki" do wyciągania termitów, jak i dzidy (zaostrzone kije) do polowania.
Kapucynki w Brazylii używają ciężkich kamieni, które przynoszą z daleka, by rozbijać orzechy, suszone przez nie wcześniej na słońcu, ucząc się od siebie przez imitację.

Szympansy potrafią planować przyszłe działania. Szympans Santino z Zoo w Furuvik zbierał przed otwarciem ZOO kamienie, by dużo później rzucać nimi w turystów.
M. Osvath, Spontaneous planning for future stone throwing by a male chimpanzee. 19(5), R190-R191, 2009. Current Biology 2009.
Szympansy mają również teorię umysłu: po obejrzeniu wideo przedstawiającego jakąś problematyczną sytuację szympans potrafił wybrać zdjęcie, które zawierało element potrzebny do rozwiązania problemu, np. klucz do toworzneia klatki lub kij do ściągnięcia banana.
D. Premack, G. Woodruff, Does the chimpanzee have a theory of mind?

Prymatolog i etolog Francis de Waal udokumentował liczne przykłady zachowań opiekuńczych, altruistycznych, lojalności, przebaczenia, negocjacji pokojowych, kontroli agresji, zachowań stanowiących biologiczną podstawę decyzji moralnych. Homo sapiens jest według niego "małpą dwubiegunową", czymś pośrednim "pomiędzy szympansem a bonobo".
Szympansy bonobo zdolne są do silnej empatii, zdolne są "umrzeć z głodu, byle oszczędzić bliźnim cierpień", całe stado dostosuje się do jednego kulawego osobnika, może go chronić przed nadmierną agresją samca alfa, wzajemne pieszczoty (iskanie, seks) są dla nich źródłem więzi społecznych.
Szympansy właściwe są bardziej agresywne i preferują współzawodnictwo zamiast współpracy, samiec alfa kontroluje swój harem.

Opisano też szereg zachowań pokazujących empatię międzygatunkową, np. szympansicę Kuni pomagającą szpakowi, który uderzyła się o szybę i leżał oszołomiony. Nie jest to przypadek odosobniony.
Duży rozgłos zdobyła w 1996 roku gorylica Binti Jua, z ZOO w Chicago. Trzyletni chłopiec spadł z płotu jej ogrodzenia 8 metrów na beton i stracił przytomność. Gorylica ostrożnie wzięła go na ręce, zanurzyła w wodzie próbując ocucić i zaniosła do drzwi ogrodzenia. Chłopiec po 4 dniach w szpitalu wyzdrowiał. Zachowało się nagranie wideo tego wydarzenia.
Szympansy uważają pożywienie, seks i władzy za najważniejsze, odwzajemniają przysługi dzieląc się żywnością (strategia odwzajemniania), planują swoje działania.
W stadach szympansów zaobserwować można wszystkie ludzkie wady i zalety charakterów: od zemsty do współczucia, od poczucia sprawiedliwości do oszustwa, od bezinteresownej pomocy do okrucieństwa.
Widać silny konformizm, uczenie się od stojących wyżej w hierarchii, trzymanie się tego samego zachowania pomimo bardziej atrakcyjnych możliwości, np. jedzenia, co sprzyja tworzeniu różnych kultur (Hopper i inn 2011).
Być może jedynie emocje wymagające samoświadomości, takie jak wstyd, są zwierzętom niedostępne.
Niestety książek de Waala nie ma po polsku! Wiele ciekawych informacji jest na stronie Center for the Advanced Study of Ape and Human Evolution.

Inteligencja społeczna

Szympansy:

• urządzają grupowe polowania;
• porozumiewają się między sobą w trakcie polowań i podziału łupów;
• mają ustaloną hierarchię w stadzie;
• podział ról podobny jak u ludzi - polowanie i ochrona terytorium to domena samców, zbieranie owadów i wychowanie dzieci to zajęcia samic;
• dzieci przebywają 8 lat pod opieką matki ucząc się zachowań społecznych (w niewoli żyją do 60 lat);
• młode samice bawią się kijkami traktując je jak lalki;
• przy tworzacych się po silnych deszczach wodospadach obserwowano spontaniczne tańce i wpadanie w trans;
• niektóre ich zachowania (np. wynik łaskotania) można interpretować jako śmiech;
• używają i robią narzędzia, np. przygotowują kije do robienia dziur i cieńsze jako wędki na termity i mrówki, oraz kije z zaostrzonym końcem jako dzidy do polowania;
• jedzą aż 300 gatunków roślin i owoców;
• znają równie dużo gatunków, które należy omijać;
• znają radość odkrycia, reakcję "Eureka" - po okresie myślenia rozwiązują nietrywialne problemy, np. wlewając wodę do cylindra by orzeszek wypłynął do góry ;
• potrafią się nauczyć robić prymitywne narzędzia kamienne;
• prowadzą wojny plemienne;
• mimika małp naczelnych jest bardzo bogata, choć nie potrafią ukryć swoich prawdziwych uczuć;
• potrafią współpracować w czasie polowań;
• mają poczucie sprawiedliwości, ale potrafią też oszukiwać;
• uczą się przez obserwację innych szympansów i ludzi;
• wydają ostrzegawcze okrzyki jeśli w okolicy jest jakiś szympans, które jeszcze nie dostrzegł węża;
• zachodzi u nich ewolucja kulturowa: "wynalazki" przekazywane z pokolenia na pokolenie;
• lokalne obyczaje, sposoby pozdrowień, zachowania, sposób używania narzędzi, czyli kultura, różni się u grup szympansów żyjących na różnych terytoriach.

Film PBS Nova, pokazywany przez National Geographic, "Małpa geniuszem" (Ape Genius) pięknie ilustruje wyniki badań nad szympansami.
Problemem człowieka i w znacznie większym stopniu małp człekokształtnych jest regulacja emocjonalna, duża impulsywność, brak motywacji, brak wzajemnej stymulacji emocjonalnej.

Klikę pawianów w ZOO w Bronx cechuje wysoka inteligencja społeczna.
Przykład z książki Vitusa Dröschera, który opisuje: wyrafinowane formy powitań, intrygi, walka o władzę, kliki, etykieta "dworu" przywódcy, taktyczne oszustwa, radości i stresy, konieczność odreagowania, instytucja "chłopca do bicia", pomaganie silniejszemu, sojusze i zdrady, bunty i rewolucje.
Opis czy też film pokazujący zachowanie członków takiego stada przypomnia serial obyczajowy ...
Propozycja dyskutowana na Nowej Zelandii uznania antropoidów za "osoby" w sensie prawa, Projekt Wielkich Małp porównuje ich sytuację do umysłowo upośledzonych.

Różnice pomiędzy ludźmi i człekokształtnymi.
Mając znacznie większe mózgi ludzie są znacznie bardziej zorientowani na życie wewnętrzne, zajmując się własnymi wytworami, podczas gdy umysły zwierząt zorientowane są na analizę zdarzeń "teraz i tutaj", pozwalającą im przeżyć.
"Teoria umysłu", pozwalająca dziecku w wieku 4-5 lat spojrzeć na świat z czyjegoś innego punktu widzenia (i przekonywająco kłamać, by manipulować rodzicami), jest już unikalną cechą człowieka.
Małpy człekokształtne mają słabo rozwiniętą teorię innych umysłów, nie podążają wzrokiem za wskazówkami, nie mają potrzeby dzielenia się odkryciami z innymi.
Teoria umysłu? Przybliżona racjonalność bez symbolicznych odniesień (Pavinelli).
Ludzie wnioskują na temat intencji obserwowanych zwierząt lub ludzi oceniając ich działania w określonym środowisku, co pozwala im zrozumieć stany mentalne i cele stojące za zachowaniami.
Wood i inn. (2007) pokazali, że rezusy, tamarynki i szympansy w spontaniczny sposób też wyciągają takie wnioski na podstawie kontekstu działań.
Wyklucza to proste skojarzenia percepcji i działania; skojarzenia są konieczne, ale nie wystarczają do zrozumienia inteligencji.

Mechanizm nagrody i cierpliwość (Rosati i inn 2007).
Ludzie mogą sobie wyobrazić przyszłość i podejmować decyzje, które są dla nich korzystne w dłuższym okresie czasu.
Zwierzęta zorientowane są na teraźniejszość, są impulsywne, co utrudnia im współdziałanie wykraczające poza ewolucyjnie wykształcone zachowania grupowe.
Szympansy (bonobo i zwykłe) są tu wyjątkiem: wykazują dużą cierpliwość, czekając na nagrodę w postaci jedzenia dłużej niż dorośli ludzie, co nie jest zaskakujące bo ludziom na jedzeniu nie zależy tak bardzo jak szympansom.
Ludzie wykazują większą cierpliwość jeśli chodzi o nagrody pieniężne, mają odmienny mechanizm nagrody.

"Genom, w ogóle układ chromosomów, zawiera wręcz niewiarygodnie bogatą skarbnicę informacji, które zostały nagromadzone wskutek przebiegu w najwyższym stopniu pokrewnego uczeniu się metodą prób i błędów" (Konrad Lorenz).

Instynkt to wrodzona predyspozycja do pewnych zachowań, jest wynikiem mikroprogramów w mózgu sterujących zachowaniem.
U ludzi do instynktów zaliczyć można instynkt samozachowawczy, macierzyński, moralny, motywacyjny, poczucie sprawiedliwości; są też liczne reakcje instynktowne dotyczące percepcji, poczucia wstrętu, uczenia się mowy czy chodzenia na dwóch nogach.
Instynkty zwierząt można wyzwolić pobudzając prądem fragmenty śródmózgowia, lub zmienić instynkty gatunkowe przeszczepiając embrionom fragmenty mózgu innego gatunku - tworząc chimery.
Chimery kurczaków i japońskich przepiórek (1997): postawa i sposób nawoływania zamienia się jeśli przeszczepić fragment śródmózgowia i fragment tylnej części pnia mózgu.
Przeszczep przedniej części śródmózgowia wywołuje preferencje do reakcji na głos ptaka od którego przeszczepiono komórki. Chimera chodziła jak kurczak ale wydawała i reagowała na odgłosy przepiórki. Mózgi muszą być dostatecznie podobne by transplantacja się udała.

Na uniwersytecie Sun Yat Sena stworzono chimery różnych gatunków gryzoni wykorzystując komórki macierzyste.

Geep = koza + owca, wyhodowana w 1984 roku, zmieszane komórki na poziomie embrionalnym, ma kawałki skóry z sierścią i kawałki z wełną.
Naturalnie poczęte chimery to: liger = lew + tygrysica (wielka!), tiglon = lwica + tygrys, kot Ashera = hybryda serwala, azjatyckiego leoparda i kota, stojąc na łapach ma ok. 120cm.
Jest też osłomuł, zebroid i zebrula, zedonk i inne krzyżówki.
Większość chimer ma dla człowieka znaczenie czysto poznawcze, ale pamiętajmy, że muł (skrzyżowanie klaczy konia domowego z ogierem osła) to najbardziej znana przydatna chimera.

Czy powstaną chimery ludzkie?
Połączono DNA człowieka z DNA królika, krowy i owcy, na razie tylko na poziomie niewielu komórek, embriony rozwijały się do 3 dni, skończyło się na 32 komórkach, ale kto wie co się stanie w przyszłości.
Badania te motywowane są chęcią stworzenia przydatnych do przeszczepu ludzkich narządów w ciele zwierząt.
Opisano mikrochimeryzm, ponad 30 przypadków ludzi, którzy mają niektóre narządy z innymi chromosomami niż w komórkach z innych części ciała, co może się zdarzyć w wyniku podwójnego zapłodnienia.

Warto pamiętać, jak hipokrytyczny jest stosunek ludzi do zwierząt (czyli "mięska").
Wysoka inteligencja świń - wyższa niż psów - nie chroni ich przed złym traktowaniem, chociaż "ty świnio" jest może mniej pogardliwe niż "ty psie".
Psy potrafią lepiej nam się podlizywać (odczytywać ludzkie intencje), więc są uważane za inteligentne i są obecnie rzadko zjadane.

Literatura

Interesujące linki:
Archeowieści, prehistoria, paleontologia. | Becoming human | DNA Ancestry project | Medycyna ewolucyjna
Cognitive Evolution Group. | Cognitive Evolution Lab, Harward.
Język u zwierząt. | Canine cognition lab. All about chimps (infografika interakcyjna)

• Calvin William, Jak myśli mózg. Wydawnictwo CIS, Warszawa 1997
• Diamond J, Trzeci szympans. PIW 1992.
• Diamond J, Strzelby, zarazki i maszyny. Prószyński i S-ka, Poznań 2000
• Dawkins R, Samolubny gen, Prószyński 2007
• Dawkins Richard, Ślepy Zegarmistrz. PIW, W-wa 1994
• Dawkins Richard, Wspinaczka na szczyt nieprawdopodobieństwa, Prószyński 1998
• Dröscher V. B, Reguła przetrwania (PIW, Warszawa 1982)
• Goodall J, Przez dziurkę od klucza. 30 lat obserwacji szympansów (Prószyński i Ska 1995)
• Leakey R, Pochodzenie człowieka. Wydawnictwo CIS, Wwa 1995
• Marcus G, Prowizorka w mózgu. O niedoskonałościach ludzkiego umysłu. SAW Smak Słowa 2009
• Avise John, Inside the Human Genome, Oxford University Press 2010
• Bejan, A. & Marden, J.H. Unifying constructal theory for scale effects in running, swimming and flying. The Journal of Experimental Biology 209, 238-248, 2005.
• Bonner J, The Evolution of Culture in Animals (Princeton University Press, Princeton 1980)
• Ádám Egri et al. Polarotactic tabanids find striped patterns with brightness and/or polarization modulation least attractive: an advantage of zebra stripes. Journal of Experimental Biology, 2012 DOI: 10.1242/jeb.065540
• Duch W, Mandziuk J, Quo Vadis Computational Intelligence? In: Machine Intelligence. Quo Vadis? Eds: P. Sinčák, J. Vaščák, K. Hirota. Advances in Fuzzy Systems - Applications and Theory - Vol. 21, World Scientific, 2004, pp. 3-28
• Grehan J.R, Schwartz J.H, Evolution of the second orangutan: phylogeny and biogeography of hominid origins. Journal of Biogeography, 2009
• Hauser, M.D. The illusion of biological variation: a minimalist approach to the mind. W: M. Piattelli-Palmarini, J. Uriagereka & P. Salaburu (Eds.) "Of Minds and Language: The Basque Country Encounter with Noam Chomsky" Oxford University Press (w druku).
• Hammerstein P (red.) The Genetic and Cultural Origins of Cooperation. Cambridge: MIT Press, 2003
• Hauser, M.D., Chomsky, N, Fitch, W.T. (2002). The faculty of language: What is it, who has it, and how does it evolve? Science, 298, 1569-1579.
• Hobaiter C, Byrne R.W. The gestural repertoire of the wild chimpanzee. Anim Cogn. 2011 May 1;: 21533821
• Hopper, L. M., Schapiro, S. J., Lambeth, S. P. & Brosnan, S. F. (2011). Chimpanzees' socially maintained food preferences indicate both conservatism and conformity. Animal Behaviour. doi:10.1016/j.anbehav.2011.03.002
• Lewis M, Self-conscious emotions and the development of self. In Shapiro T, Emde RN (Eds), Affect: Psychoanalytic Perspectives. Madison, CT: International Universities Press, Inc, 1992, pp. 45-73.
• McGhee, Robert. (2002): Co-Evolution: New Evidence Suggests That To Be Truly Human Is To Be Partly Wolf. Alternatives, 28 (1).
• Moalem S, Prince J, Survival of the sickest. A Medical Maverick Discovers Why We Need Disease. HarperLuxe 2007.
• Nesse, R.M, Williams, G.C. Why We Get Sick: the New Science of Darwinian Medicine. Times Books, 1995.
• Povinelli, D.J. (2000). Folk physics for apes: The chimpanzee's theory of how the world works. Oxford: Oxford University Press
• Penn, D.C, Povinelli D.J. On Becoming Approximately Rational: The Relational Reinterpretation Hypothesis. Rational Animals, Irrational Humans. S. Watanabe, A. P. Blaisdell and L. Huber. Tokyo, Keio University Press (w druku).
• Penn, D.C, Holyak KJ, Povinelli D.J. Darwin’s mistake: Explaining the discontinuity between human and nonhuman minds. Behavioral and Brain Sciences 2008
• Pinker, S. The Better Angels of Our Nature: Why Violence Has Declined (2011)
• Portin P. Evolution of man in the light of molecular genetics: a review. Part I. Our evolutionary history and genomics. Hereditas 144(3):80-95, 2007; Part II. Regulation of gene function, evolution of speech and of brains. Hereditas 145(3):113-25, 2008.
• Pyysiäinen I, Hauser M. (2010) The origins of religion: evolved adaptation or by-product? Trends in Cognitive Sciences 14(3), pp 104-109
• Rosati, A.G., Stevens, J.R., Hare, B., & Hauser, M.D. (2007). The evolutionary origins of human patience: Temporal preferences in chimpanzees, bonobos, and human adults. Current Biology. 17(19): 1663-1668.
• Rowe TB, Macrini TE, Luo Z-X. Fossil Evidence on the Origin of the Mammalian Brain. Science, May 20, 2011. DOI: 10.1126/science.1203117
• Ryszkiewicz M, Nieodłączni towarzysze. Świat Nauki 2/2009.
• Savage-Rumbaugh E.S, Lewin R. Kanzi: The Ape at the Brink of the Human Mind (John Wiley & Son 1996)
• Schleidt W.M, Shalter M.D. (2003): Co-evolution of Humans and Canids: An Alternative View of Dog Domestication, Evolution and Cognition Vol. 9, No. 1.
• Schwartz J.H, The Red Ape: Orangutans and Human Origins, Revised and Updated. Westview Press, 2005.
• Shubin N.H, Nasze zimnokrwiste ciała. Świat Nauki 2/2009.
• S. Shultz, R. Dunbar. Encephalization is not a universal macroevolutionary phenomenon in mammals but is associated with sociality. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; DOI: 10.1073/pnas.1005246107
• Shreeve J, Zagadka neandertalczyka. W poszukiwaniu rodowodu współczesnego człowieka. Prószyński 1998.
  Temple G, Johnson C, Animals in Translation, Using the Mysteries of Autism to Decode Animal Behavior. Harvest Books 2006.
• Frans de Waal, Good Natured: The Origins of Right and Wrong in Humans and Other Animals (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1996);
• Frans de Waal, Peacemaking among Primates (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1989).
• Frans de Waal, The age of empathy (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1989).
• White M. Gribbin J, Darwin - żywot uczonego. Prószyński i S-ka, Warszawa 1998
• Wood, J, Glynn, D, Phillips, B. i Hauser, M. (2007). The perception of rational, goal-directed action in nonhuman primates. Science. 317(5843):1402-1405.