https://frosthead.com

Hvordan en kærlighed til blomster hjalp Charles Darwin med at validere det naturlige valg

Nævnelse af Charles Darwin fremhæver for de fleste billeder af utrygge victorianske sejladser, kæmpeskildpadder og galapagosfinker. De færreste af os forbinder Darwin med plantesex. Denne ære har en tendens til at gå til hans bedstefar, Erasmus Darwin, som skrev erotiske digte om emnet.

Selvom Darwins On the Origin of Species, der beskriver hans teori om evolution ved naturlig udvælgelse, har formørket al sin anden forskning, fortsatte hans karriere i over to årtier efter det landmærkeværks offentliggørelse. Meget af den aldrende naturlæger tid blev brugt på at studere botanik, og hans forskning producerede opdagelser, der, hvis han ikke var blevet berømt for naturlig udvælgelse, ville have gjort ham til en kendt botaniker.

Darwin sejlede på HMS Beagle fra 1831 til 1836, hvor han udforskede sydamerikas kyst og omgår verden. Men når han først vendte hjem i en alder af kun 27, forlod han aldrig Storbritannien igen. Dårligt helbred, der ville plage ham resten af ​​sit liv, kørte ham i 1842 til en stille bopæl i Down House, hans hjem i Kentish-landskabet, indtil hans død 40 år senere.

Selvom Darwin allerede havde gjort sig bekendt som videnskabsmand, blev disse sidstnævnte år næppe brugt på tomgang. Han forvandlede sine haver og drivhuse i Down House til et personligt laboratorium. I stedet for at rejse for at se fjerne eksotiske arter, havde Darwin eksemplarer medbragt til ham, svarende til fjerntliggende botanikere og samlere og arrangerede, at frø og planter blev sendt til sit hjem. Han lavede også turister over det britiske landskab for at observere indfødte orkideer, hvis former fascinerede ham. Darwin blev betaget af spørgsmålet om, hvorfor blomster kommer i så mange former, størrelser og arrangementer, når de alle er beregnet til at udføre det samme: befrugtning.

Darwin skrev om en række botaniske emner, herunder kødædende planter. Men hans vigtigste botanikværk var måske hans bog fra 1862 om orkideer, med titlen On the Various Contrivances by That British and Foreign Orchids er fertilized by Insects og om de gode effekter af intercrossing . I denne bog og andre skrev han om blomsterformer og krydsbestøvning, som ville give de strenge eksperimentelle data, der bragte hans teori om naturlig selektion udbredt accept i det videnskabelige samfund. Darwins eksperimenter med blomster ville også lægge grundlaget for det voksende felt inden for planteproduktiv biologi.

Efter offentliggørelsen af On the Origin of Species forventede Darwin pushback fra sine videnskabelige kammerater i form af kritik af teoriens evne til at forklare kendte fænomener - en række videnskabelige sparring, som han var forberedt på. Hvad han ikke forudså var angrebene på hans karakter som videnskabsmand. Fordi Origin primært var baseret på Darwins omfattende observationer, idet han brugte sin teori til at forklare, hvad han så, kritiserede dagens forskere det for manglende magt til at komme med forudsigelser og lede eksperimentering, som enhver nyttig teori burde.

Darwins krænkere antydede, at Origin ikke var andet end en overbærenhed over vilde spekulationer, en kardinal synd for en respektabel victoriansk mand. I sin undersøgelse af orkideer designede Darwin imidlertid meget strenge eksperimenter og fremsatte forudsigelser - hvilket viste sig at være korrekte - ved hjælp af hans teori om naturlig udvælgelse. For eksempel forudsagde han, at de utallige blomstertilpasninger, han så, eksisterede for at sikre, at blomster blev overskredet eller befrugtet af andre personer end dem selv. Han testede derefter denne hypotese med over et årti med pollineringseksperimenter og fandt, at selvbestøvning fører til lavere kondition og højere sterilitet. Indavlet planter, som indavlede dyr, klarer sig ikke godt, i det mindste over tid - et fænomen, der nu kaldes indavlsdepression.

Som Richard Bellon, lektor ved Michigan State University og specialist i videnskabshistorie fra det 19. århundrede, udtrykker det: ”Botanien viste virkelig [naturlige valg] kunne være et værktøj til at komme videre og opdage nye ting om den naturlige verden og forskere værdsætter teorier ikke så meget, fordi de fortæller dem, hvad de skal tænke, men fordi det giver dem ting at gøre ude i den naturlige verden. ”

At demonstrere sin teori om planter snarere end dyr flyttede også samtalen om naturlig selektion væk fra en intens og ufravigelig debat om menneskelig evolution til et mere sikkert og mere kendt område. Orkidéforskningen tog naturlig udvælgelse "ud af en af ​​disse meget omstridte verdener af abstrakte, religiøse og metafysiske spekulationer til den type arbejde, hvor du bare bare kommer ned og får dine knæ beskidte, " siger Bellon. ”Selv naturforskere, der var skeptiske eller i nogle tilfælde ulasteligt fjendtlige overfor evolutionen ved naturlig udvælgelse beundrede i det mindste det, han gjorde i denne type forskning. Hvis de er villige til at slutte sig til ham for at få deres knæ beskidte, kan de have denne samtale, hvor, hvis de talte om menneskelig oprindelse, de absolut ville forblive ved bjælkehoder. ”

Darwin anerkendte selv denne strategi i et brev til den amerikanske botaniker Asa Gray og kaldte hans orkidearbejde "en 'flankebevægelse' mod fjenden." I 1863, året efter offentliggørelsen af orkideer, havde den videnskabelige debat om naturligt udvælgelse ændret sig hans fordel.

Men vigtigheden af ​​Darwins botaniske arbejde slutter ikke med, at hans sejr overbeviste nutidige forskere om værdien af ​​hans naturlige udvælgelsesteori. Hans forskning udarbejdede et nyt paradigme til at studere blomstertilpasning, der forstærket hele området. ”Det er ikke kun, at Darwin udførte botanik, men han inspirerede bogstaveligt talt tusindvis af andre undersøgelser, store og små, der startede med hans grundlæggende antagelser og derefter fulgte dem op i andre typer arter og derefter andre miljøer, ” siger Bellon. Darwins forklaring af nysgerrige blomsterformer som et resultat af naturlig selektion snarere end det guddommelige skabers fantasifulde arbejde gjorde forskerne i stand til at forstå mange tidligere uforståelige fænomener. Vestigiale organer, eller organer, der var blevet nedbrudt og ubrugelige efterhånden som arten udviklede sig, gav mening for første gang. Det virkede ikke logisk, at Gud ville give en blomst med de skrumpede, ikke-funktionelle rester af en stemning, men det gav mening at en stemning, som ikke længere var nødvendig til effektiv reproduktion, ville forringes i løbet af mange generationer.

”Med hensyn til bare forskningsorganet havde [Darwins pollineringsarbejde] virkelig en varig arv, og stimulerede på en måde det, der er et enormt felt i dag: planteproduktiv biologi, ” siger Spencer Barrett, professor emeritus for økologi og evolutionær biologi ved University of Toronto. ”Det er svært at finde et udgave af de fleste af de øverste tidsskrifter inden for økologi og evolutionær biologi uden at se, at nogen offentliggør noget fra bestøvningen af ​​dette eller dets parringssystem osv. Du kan spore alt det tilbage på en måde til Darwin. ”

”Han var bestemt en botaniker, ” tilføjer Barrett. ”Der er ikke noget spørgsmål.”

Konklusionerne, som Darwin drager af sit arbejde med planter, står stort set op allerede i dag. Barrett mener, at denne lang levetid kan tilskrives udtømmeligheden af ​​hans eksperimenter og observationer. "Darwin var ikke tilfreds med at se på en art, " siger Barrett. "Han gjorde det bare om og om igen, i forskellige arter og forskellige familier. Han ønskede virkelig at få et resultat, der var generelt."

Darwin tilbragte flere år med at arbejde på planter end nogen anden type organisme. Han brugte botanik til at opbygge støtte til sin teori om evolution og grundlagde feltet for reproduktiv biologi i processen. Manden, der er kendt for at ryste biologiens verden helt til sin kerne, var aldrig lykkeligere end i de år efter Beagle- rejsen, gemt væk i sit drivhuslaboratorium i Down House, hvor han studerede blomster.

Som Darwin skrev i sin selvbiografi og henviste til sit arbejde med de blomsterformer af primulaer, "jeg tror ikke, noget i mit videnskabelige liv har givet mig så stor tilfredshed som at finde ud af betydningen af ​​strukturen af ​​disse planter."

Hvordan en kærlighed til blomster hjalp Charles Darwin med at validere det naturlige valg