Paukščiai ir skrydis

Kūrybos paslaptys

Neseniai skridau į Londoną naujuoju „Boeing 787 Dreamliner“. Nepaisant žiniasklaidoje kilusio ažiotažo, galėjusio „Dreamliner“ keleiviams sukelti šiokių tokių nuogąstavimų, lėktuve nekilo joks gaisras, o pats skrydis iš esmės nesiskyrė nuo daugybės kitų mano patirtų skrydžių. Mano požiūriu, sėdynės buvo per mažos, per arti viena kitos ir per kietos. Vis dėlto tam tikrų skirtumų buvo. Didesni langai – maloni naujovė, be to, pro juos atsivėrė netgi šiek tiek nerimą keliantis vaizdas į gerokai išlinkusius lėktuvo sparnus.

Norint suprasti, kodėl „Dreamliner“ yra toks novatoriškas orlaivis, reikia pažvelgti giliau nei į jo išorę. Iš pirmo žvilgsnio jis atrodo kaip gana įprastas lėktuvas: turi įprastą skaičių sparnų ir reaktyvinių variklių, ilgą vamzdžio formos fiuzeliažą, vertikalią uodegą ir horizontalų stabilizatorių.

Tačiau „Dreamliner“ nuo kitų orlaivių skiriasi naudojamomis medžiagomis – didelę jo konstrukcijos dalį sudaro anglies pluošto kompozitai, pakeitę aliuminį. Be to, plačiau naudojamos elektrinės, o ne hidraulinės sistemos valdymo paviršiams judinti, taikomi kitokie orlaivio dalių gamybos, tiekimo ir galutinio surinkimo metodai. Žinoma, įsigilinus galima rasti ir daug kitų skirtumų, ypač reaktyviniuose varikliuose, dėl kurių jie veikia efektyviau. Tačiau esmė tokia: atidžiai neįsižiūrėjus „Dreamliner“ nesunku palaikyti tiesiog dar vienu įprasto keleivinio lėktuvo variantu, o ne iš tiesų novatorišku orlaiviu.

Panašiai galima pasakyti ir apie kolibrius.

Iš pirmo žvilgsnio jie atrodo kaip gana įprasti, tik labai maži paukščiai – turi du sparnus, uodegą, plunksnas, snapą ir kitus paukščiams būdingus požymius. Tačiau kolibriai yra novatoriški paukščiai, nes jų anatomija leidžia sparnus judinti taip, kaip kiti paukščiai nepajėgia. Jie gali kyboti ore tarsi sraigtasparniai ir skristi bet kuria kryptimi.

Tai nemenki gebėjimai, ką gerai rodo sunkumai, su kuriais susidūrė „Hawker Harrier“ ir JAV jūrų pėstininkams skirto F-35B „Lightning II“ kūrėjai. Kaip įprasto F-35 varianto – karinių oro pajėgų F-35A ar karinio jūrų laivyno F-35C – neįmanoma paversti ore kyboti galinčiu F-35B vien mažais, laipsniškais konstrukciniais pakeitimais, taip ir kolibriams būdingus specifinius prisitaikymus pasiekti vien mažais, nuosekliais žingsniais atrodo problemiška [1].

Tai tampa reikšminga problema, jei kolibrių kilmę mėginama aiškinti darvinistiniu mutacijų ir natūraliosios atrankos mechanizmu. Pats Darwinas Rūšių atsiradimo VI skyriuje rašė:

„Jei būtų galima įrodyti, kad egzistuoja koks nors sudėtingas organas, kuris jokiu būdu negalėjo susiformuoti per daugybę nuoseklių, nedidelių pakitimų, mano teorija visiškai žlugtų.“

Darwinas pridūrė: „Tačiau negaliu rasti nė vieno tokio atvejo.“

Molekuliniu lygmeniu vėliau buvo pasiūlyta nemažai pavyzdžių, kurie, jų šalininkų nuomone, galėtų atitikti Darwino nurodytą jo teorijos žlugimo kriterijų, nors pats Darwinas, suprantama, apie juos negalėjo žinoti. Darvinistinio evoliucijos aiškinimo šalininkai į šiuos argumentus atsako įvairiai, kartais net griežtai kaltindami neišmanymu tuos, kurie mano, kad tokios sistemos kelia problemų materialistiniam darvinizmui.

Kaip ir neredukuojamai sudėtingos molekulinės sistemos, prisitaikymų visuma, suteikianti kolibriams išskirtinius skrydžio gebėjimus, kelia iššūkį darvinizmui, ypač turint omenyje darvinistinį reikalavimą, kad kiekvienas laipsniškas pokytis turėtų kažkaip didinti tarpinių formų prisitaikomumą.

Kolibriai tarp stuburinių išsiskiria tuo, kad jų sparnų judėjimas kai kuriais aspektais primena ore kybančių vabzdžių, pavyzdžiui, bičių, sparnų darbą.

Įprasto paukščio sparno skelete didžiąją dalį sudaro žastikaulis, stipinkaulis ir alkūnkaulis, o riešo bei plaštakos kaulai – palyginti nedidelę sparno dalį. Kolibrių sparne didelę dalį sudaro tarpusavyje suaugę riešo ir plaštakos kaulai. Peties sąnarys taip pat pakitęs: jis leidžia ne tik įprastai judinti sparną aukštyn ir žemyn, bet ir sukti jį gerokai didesniu kampu.

Atrodo, kad tai yra viena svarbiausių kolibriams būdingo, vabzdžių skrydį primenančio judėjimo paslapčių – keliamoji jėga susidaro tiek sparnui judant žemyn, tiek aukštyn.

Šią ypatingą sparno ir peties sandarą papildo krūtinės raumenys, sudaryti beveik vien iš I tipo skaidulų. Jos leidžia ilgai išlaikyti fizinį krūvį – kituose organizmuose paprastai greičio sąskaita, tačiau kolibrių atveju, regis, taip nėra. Be to, svarbios ir kitaip prisitvirtinusios sausgyslės, leidžiančios labai trumpais raumenų susitraukimais išjudinti sparną per visą mosto amplitudę, visus šiuos judesius koordinuojančios smegenys ir daugybė kitų prisitaikymų. Visa ši sistema leidžia kolibriui zvimbti ore tarsi kamanei.

Tai nereiškia, kad apie kolibrių kilmę neįmanoma sukurti išgalvotų pasakojimų, kuriuose daugybė įsivaizduojamų tarpinių formų patenkintų materialistinį reikalavimą Kūrėją palikti už siužeto ribų.

Tačiau yra rimtų priežasčių, dėl kurių vieni pasakojimai yra įtikinamesni už kitus.

Dauguma racionalių žmonių „Boeing 787 Dreamliner“ ir F-35B konstrukcijos ypatybes pagrįstai aiškina genialių inžinierių darbu, ypač kalbėdami apie savybes, reiškiančias didžiulį technologinį šuolį, palyginti su kitais dabartiniais orlaiviais.

Taip yra todėl, kad visuotinė žmogaus patirtis rodo: didžiuliai technologiniai šuoliai atsiranda tada, kai genialūs protai ieško konkrečių problemų sprendimų.

Šiek tiek ištraukiant Louis’o Pasteuro žodžius iš jų pirminio konteksto: „Le hasard ne favorise que les esprits préparés“ – „Atsitiktinumas palankus tik pasirengusiam protui“ [2].

Atsitiktiniai įvykiai savaime nepadidina nei žinių, nei suprojektuotų objektų funkcionalumo. Pažanga įvyksta tada, kai žmogus pastebi tam tikrą reiškinį, supranta, kaip jis susijęs su tuo, kas jį domina, ir naują informaciją pritaiko.

Kitaip tariant, kad stebėjimas būtų naudingas, stebėtojui reikia tikslo – ar tai būtų siekis ką nors suprasti, ar rasti konkrečios problemos sprendimą.

Materialistinis darvinizmas a priori atmeta bet kokio proto dalyvavimą kuriant gyvuosius organizmus, juo labiau „pasirengusio proto“ veikimą. Todėl toks esminis konstrukcinis pokytis, kokio reikia pertvarkytai kolibrio sparno sandarai ir sudėtingiems jo judesiams, pagal šį požiūrį gali būti tik nekryptingų kaulų formos, raiščių tvirtinimosi vietų, elgsenos ir kitų savybių pokyčių rezultatas.

Prisitaikymai, leidžiantys kolibriams kyboti ore arba skristi atgal, kitomis aplinkybėmis būtų aiškinami kaip projektavimo rezultatas – panašiai kaip didesni „Dreamliner“ langai, nauji gamybos metodai ar išlinkę jo sparnai. Tačiau materialistinis darvinizmas dėl filosofinių priežasčių tokį paaiškinimą atmeta.

Ar yra kitų paukščių evoliucijos duomenų, kurie pagrįstų teiginį, kad kolibriams būdingi prisitaikymai jų ypatingam gyvenimo būdui išsivystė palaipsniui per „daugybę nuoseklių, nedidelių pakitimų“?

Iš esmės ne. Turimi duomenys iš tiesų rodo priešingą kryptį.

Kolibrių fosilijos retos, tačiau visos be išimties žinomos iškastinės kolibrių formos yra visiškai susiformavusios ir jau turi prisitaikymus, kuriuos siejame su unikaliu kolibrių skrydžio gebėjimu tarp stuburinių. Būtent todėl turimas fosilijas galima vienareikšmiškai priskirti kolibriams.

Tarpinių formų, kurios kolibrius sietų su bendresnės sandaros paukščiais, iki šiol nerasta.

Vienas artimiausių galimų pavyzdžių yra Eocypselus rowei – puikiai išlikusi fosilija, rasta Eoceno epochos Green River formacijoje Vajominge. Ypatinga ši fosilija tuo, kad joje išliko plunksnų kontūrai, todėl mokslininkai galėjo rekonstruoti, kaip tikriausiai atrodė šio paukščio sparnai.

Rekonstruotas sparnas savo forma buvo tarpinis tarp ilgų, siaurų čiurlių sparnų ir palyginti trumpų kolibrių sparnų, todėl E. rowei buvo pasiūlytas kaip abiejų šiuolaikinių paukščių grupių protėvis.

Gali būti, kad E. rowei sparnų proporcijos iš tiesų buvo tarpinės. Tačiau taip pat pažymėta, kad šis paukštis „nerodo nei čiurlių nuolatiniam sklandymui būdingų modifikacijų, nei kolibrių kybamajam skrydžiui reikalingų modifikacijų“ [3].

Taigi ši įspūdinga fosilija iš tikrųjų niekaip nepadeda atsakyti į klausimą, kaip kolibriai ir čiurliai įgijo savo iš esmės skirtingus, tačiau vienodai įspūdingus skrydžio būdus [4].

Tarpinių formų nebuvimą dar labiau išryškino Vokietijoje aptikta kolibrio fosilija [5].

Šiandien kolibriai natūraliai gyvena tik Amerikos žemynuose, todėl buvo manoma, kad ten jie ir išsivystė. Tačiau Europoje rastas iškastinis egzempliorius turi visus kolibriams būdingus prisitaikymus, taigi nerodo jokių evoliucijos požymių.

Kolibrių fosilijų metraštis atitinka dažnai pastebimą dėsningumą: visiškai susiformavę organizmai fosilijose pasirodo staiga.

Europoje rastą kolibrį galima aiškinti įvairiai. Įprastas evoliucinis paaiškinimas būtų toks, kad kolibriai kilo iš protėvių, gyvenusių tuo metu, kai Amerika dar nebuvo atsiskyrusi nuo Europos. Tačiau tai paukščių, o ypač kolibrių, evoliucijos pradžią nukeltų dar toliau į geologinę praeitį.

Tuomet kyla klausimas: kur yra šių ankstesnių formų fosilijos?

Materialistinis darvinizmas reikalauja manyti, kad turėjo egzistuoti tarpinės formos, apie kurias neturime jokių duomenų. Kolibrių atveju šią prielaidą priimti darosi vis sunkiau, kaupiantis naujiems įrodymams.

Yra rimtų priežasčių kai kuriuos paaiškinimus atmesti. Pavyzdžiui, kasdienė patirtis verčia tikėtis, kad sveikai mąstanti mama nepatikės, jog po audringo futbolo žaidimo svetainėje lempą sudaužė „Ponas Niekas“.

Kodėl tada „Poną Nieką“ turėtume priimti kaip paaiškinimą, iš kur atsirado kolibriai?

Racionalūs žmonės paprastai atmeta įsivaizduojamas priežastis, nes patirtis rodo, kad realiame pasaulyje reiškinius – nuo lėktuvų iki sudaužytų lempų – paaiškina realios priežastys. Kodėl kolibrių atveju turėtų būti kitaip?

Vis dėlto turime būti atsargūs ir nedaryti per toli siekiančių išvadų vien iš įrodymų stokos – įrodymų nebuvimas savaime nėra nebuvimo įrodymas. Tačiau ten, kur empirinių įrodymų nėra, reikia pripažinti, kad išvados grindžiamos kažkuo kitu nei empiriniai duomenys.

Tokiais atvejais išvados gali remtis filosofija, logika, teologija, autoritetais ar jausmais. Tiek, kiek šie dalykai laikomi patikimais orientyrais, jie gali paveikti tai, ką laikome tiesa. Tačiau moksle išvadų pagrindą turi sudaryti empiriniai duomenys.

Visuotinė patirtis rodo, iš kur kyla konstrukcinės naujovės. Sudėtingi ir tarpusavyje susiję kolibrių prisitaikymai leidžia jiems skristi taip, kaip nepajėgia kiti paukščiai. Todėl šie prisitaikymai tikriausiai neatsirado dėl nekryptingo darvinistinio mechanizmo – juos greičiausiai lėmė Projektuotojo veikimas.

Kitaip tariant, apie kolibrių konstrukcinių naujovių priežastį pagrįsta spręsti taip pat, kaip sprendžiame apie „Boeing Dreamliner“ ar F-35B orlaivių naujovių kilmę – laikyti jas genialios inžinerijos rezultatu.

dr. Timothy G. Standish
Geomokslų tyrimų institutas

Norite daugiau sužinoti apie projekto požymius paukščių pasaulyje? Žiūrėkite „Illustra Media“ dokumentinį filmą Flight: The Genius of Birds („Skrydis: paukščių genialumas“).

Šaltiniai

[1] Apie kai kuriuos kolibrių prisitaikymus, leidžiančius kyboti ore, žr.: Hedrick, T. L.; Tobalske, B. W.; Ros, I. G.; Warrick, D. R.; Biewener, A. A. 2011. Morphological and kinematic basis of the hummingbird flight stroke: scaling of flight muscle transmission ratio. Proceedings of the Royal Society B. Paskelbta internete. doi:10.1098/rspb.2011.2238.

[2] Šis Louis’o Pasteuro posakis plačiai cituojamas. Jis paimtas iš 1854 m. Lilio universitete skaitytos paskaitos.

[3] Ksepka, D. T.; Clarke, J. A.; Nesbitt, S. J.; Kulp, F. B.; Grande, L. 2013. Fossil evidence of wing shape in a stem relative of swifts and hummingbirds (Aves, Pan-Apodiformes). Proceedings of the Royal Society B, 280(1761). doi:10.1098/rspb.2013.0580.

[4] Čiurliai horizontaliai skrenda didesniu nei 110 km/h greičiu, todėl gali būti laikomi vienais greičiausių paukščių horizontaliame skrydyje. Didesnį greitį pasiekiantys paukščiai, pavyzdžiui, sakalai keleiviai, tai daro nerdami žemyn ir pasinaudodami gravitacija.

[5] Mayr, G. 2004. Old World fossil record of modern-type hummingbirds. Science, 304, p. 861–864.

Timothy G. Standish, „Birds and Flight“, Geoscience Research Institute, 2013 m. spalio 1 d.