Mer om flaskhalsar och civilisation

(Del 1. Del 2.)

Vi har etablerat att kataklysmiska händelser skulle kunna leda till selektionstryck för ökad intelligens på individnivå. Mer föränderlig miljö kräver mer intelligens, eftersom intelligens är förmågan att adressera okända problem snarare än att specialisera sig. (En analogi skulle kunna vara hur neurala nätverk inom AI är bra på domänspecifika saker, men inte på generell intelligens, om vi ska tro Gary Marcus. Som också säger att "one definition of intelligence is adaptively solving unknown problems," vilket lirar med Antropofagis resonemang.) Ett fall av detta kan vara megafaunans utdöende under YD, då människan tvangs lämna sin vana födokrog och bli mer sofistikerade samlar-jägare.

Vi har även etablerat att genetiska flaskhalsar pushar evolutionen upp en nivå, till kulturnivån. Det är variation som driver evolutionen, och genetiska flaskhalsar innebär en lägre genetisk variation. Om den genetiska variationen är låg och vi ändå har nya och ökande selektionstryck från what ever kataklysm som orsakar den genetiska flaskhalser, så kommer variation i fitness förklaras av andra faktorer än genetisk variation. (Relativt sett, såklart - den genetiska variationen är lägre men inte noll.) Om då en stor faktor i variation i beteende och livsföring är kultur, så kommer kultur bestämma fitness i ökande grad. I ena änden selekteras då (över lång evolutionär tid) för kognitiva och motoriska adaptioner som möjliggör ackumulation och tradering av kulturell kunskap. I andra änden selekteras (över kortare memetisk-evolutionär tid) för kulturellt bestämda beteenden och teknologier som ökar fitness. (I princip kan vi tänka oss en total genetisk homogenitet där beteendeskillnader är helt kulturellt bestämda - i så fall sker all selektion på kultur-nivån.)

Den stora frågan kopplat till YD och YDIH är om en sådan genetisk flaskhals-situation kan driva civilisationers framväxt. Det borde det kunna. Evolutionens hastighet bestäms av variation och av tyngden av selektionstryck. (På ett sätt driver en kataklysm utvecklingen i två riktningar - minskar (den genetiska) variationen och ökar samtidigt selektionstrycken. Kulturell evolution är en slags hack här, där variation kan upprätthållas trots genetisk flaskhals.) Om vi tänker oss att all luft plötsligt förvandlas till vatten så kommer mutationen" gälar" snabbt etablera sig i befolkningen. Och ju bredare genetisk variation det finns, desto fler möjliga pathways som evolutionen kan arbeta vidare på. Människoapor spridda över jordens varierande miljöer, som tävlar med kulturellt bestämda beteenden, kan komma att utveckla en höggradig kulturell särart.

Som vi gått igenom måste alla intermediära steg vara adaptiva för att en viss egenskap ska bli möjlig, evolutionärt sett:

"En gen (A) kan ge en fitnessfördel givet en annan gen (B). Om gen A ger samma fitnessfördel som i exemplet ovan, men gen B bara finns hos hälften av populationen, så är fitnessfördelen i genomsnitt bara 2,5 procent. För att gen A ska kunna spridas, måste gen B spridas. Gen B sprids givetvis bara om den har en fitnessfördel – ju större desto snabbare.

Komplexa anpassningar – adaptioner – består av ett flertal gener. Ett exempel är giraffen, Giraffa camelopardalis. Man har identifierat åtminstone 70 olika genvarianter som finns hos giraffen, men inte hos den närmaste släktingen okapin, Okapia johnstoni. Flera av generna inverkar på den adaption som giraffen gjort sig mest känd för: Den långa halsen. Oavsett om denna egenskap selekterats för på grund av möjligheten att nå högt belägen växtlighet, eller om det rör sig om sexuell selektion där giraffhonor av någon anledning börjat föredra hanar med längre hals, så är det ingen enkel sak att få en omkring två och en halv meter lång hals på plats.

De sju halskotorna måste förlängas. Hjärtat måste kunna pumpa upp blod till den avlägsna hjärnan, inklusive den knappt halvmeterlånga tungan. Den ovanliga kroppsplanen måste hantera artärtrycket som uppstår i huvudet när djuret böjer sig ner för att dricka, samt även det blodtrycksfall som inträder när giraffen åter reser sig upp. Dödvolymen i andningsapparaten är ett ytterligare potentiellt problem för ett djur med så långa luftvägar. Inget av detta verkar besvära giraffen, som alltså har gener på plats som kodar för lösningar. Forskare som kartlagt giraffens genom drar slutsatsen att kroppsformen liksom det kardiovaskulära systemet utvecklats parallellt, sedan dess att giraffens och okapins senaste gemensamma förfader levde för ca 11,5 miljoner år sedan."

Varje steg i utvecklingen mot giraffens nutida kroppsplan måste vara adaptiv. Samma sak som med fåglarnas fjädrar.

När selektionsvariansen relativt sett trycks upp på kulturnivån, och de allmänna miljöfaktorerna blir vidrigare och selektionstrycken därmed tyngre, så kommer den kulturella evolutionen gå snabbare i och med att kulturella adaptioner kommer att möjliggöra nya kulturella adaptioner. Meme A kan bara ge en fitnessfördel om meme B redan är etablerad i populationen. Och tillslut har giraffen en hals som heter Fyrtornet i Alexandrias.

***

Och ändå byggdes inte Rom på en dag. För att en civilisation ska uppstå behövs en lång rad av förutsättningar i form av matförsörjning och befolkningstäthet, som möjliggör division of labour och specialisering. Det tar väldigt lång tid att co-evolva med andra arter, dvs. domesticera djur och växter. Och som vi varit inne på var ekologiska faktorer en bidragande faktor till att mexica-folket kom igång sent med sin civilisation - det tog av olika anledningen lång tid att bygga upp en tillräcklig matförsörjning på de djur och växter som fanns att tillgå i Centralamerika.

Dock passar även denna bild rätt bra med "mer sofistikerad samlar-jägar-strategi under YD-perioden." Jag skriver genomgående just "samlar-jägare," istället för "jägar-samlare," eftersom större delen av kalorierna när det begavs sig troligen inte kom från jagat kött. En del av mer sofistikerade strategier har således troligen handlat om att nyttja växter på ett sätt som så småningom har lett till domesticering av dessa, och motsvarande med djur (t.ex. har jakt med hund varit en sjuhelvetes innovation när man ska jaga mindre villebråd i skogigare terräng, jämfört med att driva mammut nedför stup).

Så fort människor har börjat bli semiagrara har en pathway mot civilisation öppnats upp. Ju mer stabil matförsörjning, desto mer befolkning, och ju mer befolkning, desto mer specialisering. Ju större andel kalorierna som kommer från något som liknar odling, desto mer bofasta blir människorna, och ju mer bofasta människorna blir, desto mer måste de förlita sig på att odla.

Det vi dock kan konstatera är att utvecklingen mot fullfjädrad civilisation är väldigt långsiktig. En YD-kataklysm kan givetvis ha kickstartat en sådan långsiktig utveckling, t.ex. genom att eliminera megafaunan och innebära en genetisk flaskhals. Däremot kanske den långa, tuffa YD-perioden haft mer konsekvent påverkan på människans behov av att utveckla kulturella adaptioner för överlevnad.

Vilket kan relateras till den eventuella flaskhals-effekten av Toba-vulkanen för 70 000 år sedan. Som nämnts anför forskare numera att mänskliga kulturer blomstrade i t.ex. Indien när det begav sig, vilket underförstått motsäger flaskhals-hypotesen. En tanke är att en kataklysm av Toba-mått skulle kunna decimera populationen och ändå vara vara pådrivande för den kulturella utvecklingen. När livet blir värre blir det allt viktigare att förlita sig på kulturellt traderade teknologier. Kanske efterlämnar en liten hårt ansatt befolkning mer spår av kulturell verksamhet (verktygstillverkning etc.) än en stor befolkning som lever nakna i ett paradis där frukter faller från träden. Som också nämnt finns teorier just om att Toba-katastrofen tvingade fram nya adaptiva strategier som bidrog till att homo sapiens konkurrerade ut sina människosläktingar.

***

Det är svårt att dra några starkare slutsatser ur de här resonemangen, men möjligen börjar ett underlag växa fram för steg 2 i den intellektuella processen: Maila massa forskare.