Naturligt urval; eller apor skriver Shakespeare

Vad har universitetet för roll när det gäller att redovisa alternativa förklaringsmodeller? Jag har alltid tyckt att det är fruktbart att separera mellan vetenskapliga idéer och ickevetenskapliga idéer. I vissa situationer är inte skottet helt vattentätt mellan dessa två idékategorier. Det är vanligt att folk från just den alternativa sidan tar upp scenariot att morgondagens kunskap kan te sig som galna idéer idag. Exempel finns och visst har det många gånger varit så. Jag tänker på personer som Lynn Margulis och Johannes Kepler. Lynn kom på tanken att de eukaryota cellerna – de celler som har cellkärna och andra små organeller och finns i din, eller i en svamps kropp – uppstod genom att enklare organismer, som bakterier, slukade varandra så en större cell uppstod som i sin tur har massa enklare miniceller inuti.  Hennes idé ansågs kockobananas av bemötande kollegor – idag är det den teorin för uppkomsten av eukaryota celler som har bäst stöd. Kepler, stackaren, kom på att himlakropparnas banor är elliptiska. Stor upptäckt och hans plats inom vetenskapshistoria är given. Han fick varken vidare värst stöd eller uppskattning.

Ek med stjärnhimmel

Stackars Kepler som såg stjärnhimmeln och himlakroppar på ett helt nytt sätt utan att andra trodde på hans, bättre, idéer. Bild ur boken Quercus. Ekens mångfald (2010). Klick på bilden leder till boksida.

Jag har suttit och förberett en föreläsning om evolutionsbiologi i dagarna (tack Niklas Janz för att jag fick bygga min föreläsning på din). Jag tänker varken prata om Margulis idéer eller om planeters rörelse utan om just evolutionsbiologi. I Sverige behandlas evolutionsbiologin mest som vetenskap medan skapelseberättelsen har en mer fiktiv flärd över sig. Personligen har jag tyckt att det är meningslöst att på en föreläsning ta upp den kristna skapelseberättelsen i till exempel termer som kreationism eller intelligent design. (Jag tar ju inte upp andra religiösa berättelser heller.) Varför? Jo, jag tycker att idéer/teorier inte måste tas upp bara för att någon organisation tycker det, eller för att det kan vara politiskt relevant. Om personerna som försöker övertyga andra om en idé förträfflighet inte själv är beredd att ge upp den om den visar sig vara dålig, tycker jag vi skippar just den idén, den förtjänar inte någon plats på den vetenskapliga scenen. Bara för att man pratar om evolutionsteorin måste man inte ta upp skapelseberättelser. Evolutionsteorin faller inte inom någon specialfall, det finns ingen extra tolerans mot just det här vetenskapliga ämnet. Det är helt enkelt den bästa beskrivningen vi har idag för att förstå hur arter uppstår och förändras. Men, visst är det så att många kommer bråka om någon kommer med en bra ny teori som tvingar oss att slänga andra idéer, precis så som skedde med Kepler och Margulis. Men skapelseberättelserna (kristna, hinduiska och diverse kätterska motsvarigheter) har redan slängts på den vetenskapshistoriska sophögen just för att de inte verkar förklara det vi ser när vi finner fossil, gör experiment eller bygger livets träd. Det vill säga när vi undersöker livets utveckling och arters förändring.

Trots denna motvilja att föra in kreationism i klassrummet tycker jag ett exempel är både lysande och informativt när man vill tala om den potentiella kraften som finns i processen evolution genom naturligt urval. Evolution anklagas ofta från just kreationister för att vara en enkom slumpmässig process. Du har säkert hört det; inte blir det ett flygplan om man slänger ihop alla flygplansdelar i en hög på marken, det krävs lite hjärna för att få ihop flygplanet. Men det intressanta är att när man ser sig omkring i världen så är den övertydlig med att vara full av just ickeslump. Allt verkar så – ändamålsenligt.

Ulk på korall

Det verkar inte vara en slump att tångulkar (painted frogfish) kan se ut exakt som svampdjur. Den här individen satt längre än tre månader på den här platsen mitt på den grunda sjögräsängen på Bunakens östra sida. Småfiskar som simmar framför gapet, i tron att det bara är ett svampdjur, blir förvånade när munnen öppnar sig och bokstavligen suger i sig småfisken, ner i magen. Augusti, 2012, Bunaken, Indonesien.

Man kan då lyfta fram ett annat berömt exempel på att slumpen visst kan bringa ordning, alltså genom en slump! Ta en apa, ge henne en skrivmaskin och tid, massor av tid, då kommer hon av slumpskäl skriva Shakespeares samlade verk. Det här är bevisat genom Satsen om oändligt många apor (eller Infinite monkey theorem på engelska). Men är slumpen så bra, egentligen? Richard Dawkins använder sig av det här exemplet i sin bok The Blind Watchmaker (1986) på ett förjänst fullt sätt. Polonius bekräftar för Hamlet att ett moln ser ut som en kamel men Hamlet ändrar sig och säger: ”Methinks it is like a weasel.” Vi tar meningen om det vesslelika molnet vilken Shakespeare sätter i Hamlets mun och frågar oss hur lång tid skulle det ta för en slumpmässig apa att bara skriva den meningen? Alltså inte hela verket Hamlet och inte heller Shakespeares samlade verk utan bara denna korta mening:

Methinks it is like a weasel

Meningen är 28 tecken lång (inklusive mellanslag) och varje tecken kan bestå av en av 26 bokstäver eller ett mellanslag. Nu tänkte jag räkna lite annorlunda än Dawkins för jag tycker det blir roligare så, har jag räknat fel påpeka gärna i en kommentar nedan. Ok, i genomsnitt kommer det alltså krävas (27^28) 11 972 515 182 562 000 000 000 000 000 000 000 000 000 försök för apan innan den lyckas slumpskriva meningen

Methinks it is like a weasel

Om vi nu antar att det tar en apa c:a 10 sekunder att trycka ner 28 tangenter så kommer det här lilla projektet då ta, i genomsnitt,  379 645 965 961 505 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 år. Herre-min-je. Uttryckt annorlunda är det ”lite” under  3,8 följt av 47 nollor. Om vi jämför det här med hur lång tid jorden funnits här, på sin plats i denna mörka rymd, så har jorden bara funnits en sisådär 4 600 000 000 år. Ett mycket litet tal om man jämför med apskrivmaskinstalet ovan.

Vi tar en liten paus här och fyller den med en första slutsats följt av en lugnande bild. Första slutsatsen är att slumpen ger möjligheter, men det tar skrämmande lång tid. Tid som inte har funnits så som vi hittills känner universum. Här följer en lugnande bild.

Lugn bild

Blad av gul näckros i en Sörmlandssjö. Tagen för några år sedan en sen sommarkväll.

Nu till slutfasen: ut du blinda minneslösa slump, in du kumulativa urval. Det är just det urval leder till, ett kumulativt ansamlande av egenskaper som haft goda konsekvenser för sina bärare. Om vi nu tar samma apa, vi antar att apan överlevt det första försöket och nu ska få göra ett nytt försök, fast med en liten förändring, som just har med urval att göra. I Dawkins bok har han gjort ett program i sin dator som slumpar fram serier med bokstäver. En första serie såg ut så här:

Y YVMQKSPFTXWSHLIKEFV HQYSPY

Men om apan nu, av slump, får till ett rätt tillslag så att till exempel första bokstaven blir ”M” så använder vi urvalsprincipen och sparar denna väg mot den kompletta meningen:

M YVMQKSPFTXWSHLIKEFV HQYSPY

Notera det understrukna ”M”:et som stämmer med målmeningen:

Methinks it is like a weasel

Efter trettio slumpade generationer, där bokstäver som stämmer överens med målmeningen, ser Dawkins simulering ut så här (korrekta bokstäver understrukna):

METHINKS IT ISSLIKE A WEFSEY

Helt sjukt vad snabbt detta går i jämförelse med den rena, minneslösa, slumpmetoden apan började med. Det liknar något, redan efter 30 försök! Det är färre försök än nollor i förra metoden. Känner att utropstecken inte klarar av att uttrycka min entusiasm här, så tänk utropstecken^11 eller något dylikt. När Dawkins körde sitt program i datorn tog det 64 generationer innan Y YVMQKSPFTXWSHLIKEFV HQYSPY blev till METHINKS IT IS LIKE A WEASEL, andra körningen tog det 41 generationer. Dessa siffror är så väsensskilda från de siffror vi pratade om innan, kommer du ihåg; 3,8 följt av 47 nollor?

Makak

Jo du, celebesmakaker har minsann testats på slumpmässiga-apan-Shakespeare-problemet! Den här celebesmakaken sitter på en strand på norra Sulawesi (tidigare Celebes) och är mitt uppe i en paus, juli 2012.

Men nu kan man ju tänka att det här bara är hypotetiska exempel. Inte skulle man ge skrivmaskiner till apor?!? Jo, det bästa i kråksången är att människor faktiskt har gett apor skrivmaskiner! Eller en dator. På ett zoo i Paignton, södra England, gav man en grupp celebesmakaker en dator i ett plastskydd men med hål ovanför tangenterna för att möjligggöra skrivande. Det här var ett konstprojekt som faktiskt mynnade ut i en bok kallad Notes towards the Complete Works of Shakespeare. Två uppenbara frågor infinner sig, vad innehåller boken och hur gick det? Jo, det blev c:a fem sidor text, mest med bokstaven ”S”. Klicka och läs hela boken vettja! Datorn då, jo alfahannen började slå sönder plastlådan, sen kissade och bajsade dem mest på den. Celebesmakaker är mycket utforskande och nyfikna apor.

För att komma tillbaka till ursprungsfrågan; vad universiteten har för roll när det gäller att lyfta fram idéer som det råder vetenskapligt konsensus om att de inte kan förklara den värld vi ser framför oss. Jag tycker nog fortfarande att vi ska hålla på med sån’t, om det inte är något särskilt man vill ha sagt. I det här fallet tycker jag en aspekt av evolutionsbiologin – naturliga urvalet – kan diskuteras kraftfullare om den kontrasteras mot den nidbild som framför allt den nordamerikanska kreationiströrelsen står för. Den slumpmässigt skrivande apan är illustrativ.

Så här står vi, med naturligt urval som en inte enbart slumpmässig process. Drag som leder till överlevnads- och reproduktionsfördelar ackumuleras i en art eller population, på ett sjukt effektivt sätt. Men, att skapandet av variation i sig är slumpmässigt och kan leda till att vi idag har 9 000 olika fågelarter eller att man kan snorkla och dyka med 3 000 olika fiskarter om man reser till Bunaken är hårresande för mig på samma sätt som att försöka förstå att jorden faktiskt är 4,6 miljarder år gammal. Det blir bara jobbigt. För att avsluta det här inlägget med friskt sinne gör vi en tidsresa tillbaka till internet år 2000 när ett litet gäng kloka studenter skrev sidan Tingus Tänkus. Minns du kanske den? Här är deras banner:

Banner

Tingus tänkus gamla fina banner.

Jag tänkte avsluta med ett citat där de skriver, under punkt nr. 14:

”Vi har kommit på att det är trist att prata om universum när

ingen vet någonting. Peter berättade att han ofta fastnade i ”- Vad kommer

utanför det då da?” – diskussionen.  Nuförtiden håller han för öronen

och repeterar  ”- Ingenting” jättemånga gånger tills den andra frågar om de ska

byta ämne.”

Så vi nöjer oss med att prisa kraften hos naturligt urval för nu, och struntar i för stora tal och för långa tidsrymder. ”Ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting, ingenting…”

Tack waybackmachine för citatet ovan 😀

EDIT: Fixade död länk. Rättade ett missat ord, varför skriver man blogginlägg sent på kvällen…

Advertisements

2 responses to “Naturligt urval; eller apor skriver Shakespeare

  1. Du säger: ”Om personerna, som försöker övertyga andra om en idés förträfflighet, inte själva är beredda att ge upp den om den visar sig vara dålig, tycker jag vi skippar just den idén.”

    Du talar då om religiösa uppfattningar, men spontant så tänkte jag att den policyn gott kunde gälla generellt. Varför ska man ödsla möda på att debattera med någon som tydligt visar att han hellre dör än överger sin ståndpunkt? Vad har mänskligheten över huvud taget för nytta av dessa mentala sengångare?

    Men så slogs jag av tanken att dessa bromsklossar kanske ändå har någon form av konstruktiv funktion i den kulturella evolutionen. De orubbliga bromsklossarna är ju faktiskt inte orubbliga – det tar bara längre tid att övertyga dem.

    En minoritet av människorna är kreativa nydanare som ifrågasätter allt, och ständigt lanserar nya idéer. Utan dem bleve det ingen kulturell evolution alls.

    Majoriteten söker trygghet i det oföränderliga, och får ångest om någon talar om förändringar. Den värsta sorten ser nydanarna som Djävulens anhang, och mobbar dem.

    Tänk om det vore tvärt om. Tänk om majoriteten av människorna vore innovativa och förändringsbenägna. Skulle den kulturella evolutionen då bli snabbare och effektivare, eller skulle den bli överhettad och haverera? Kanske är bromsklossarna inte bromsklossar, utan ett nödvändigt kylsystem?

    För övrigt är ditt kåseri är förstklassigt. Bilderna är – som vanligt – hänförande.

    Hälsningar
    Basti

    • Wow, det är ju ett helt forskningsprogram du lägger fram här! Ett generellt fenomen, rent teoretisk, verkar vara att ”konservatism” i många situationer kan löna sig på bekostnad av att lära nytt själv eller genom andra. Knepiga frågor om ett spännande ämne.

      För att det ska bli mer produktiv kultur krävs det att fler faktorer än förändringsbenägenhet och lära sig av andra. En viktig aspekt är t ex att vara kräsen med vilka idéer som accepteras, i artiklar har kollegor kallat det ett slags adaptivt filter för vilken slags kultur man ”bör” acceptera. Så du har en klar poäng.

      Tack också, kul att du svarar med i princip ett helt nytt inlägg på inlägget! Och tack för dina snälla ord 🙂

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s