Téma měsíce: Český biolog modifikuje Darwinovu vývojovou teorii

evoluce.jpg

Člověk se jako živočišný druh už dávno nevyvíjí. Eugenika, i kdyby byla morálně přípustná, je tedy prakticky neuskutečnitelná. Stejně tak většina organismů po určitém relativně krátkém čase vývojově ´zamrzne´. Evoluce probíhá poněkud jinak, než si představoval Darwin. Takto by se hodně heslovitě dala shrnout teorie, se kterou přišel český biolog, docent Jaroslav Flegr z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.

Jaroslav Flegr důrazně odmítá hned na začátku názor, že by popíral Darwinovu teorii. Na tom, že jednotlivé druhy vznikly ze společného předka, se nic nemění. A stejně tak se nic nemění na dalším Darwinově objevu, že vlastnosti, kterými jsou organismy přizpůsobeny okolnímu prostředí, vznikly mechanismem přirozeného výběru.

"To, co jsem udělal já, je modifikace, která skloubila starý, původní mechanismus Darwinovy teorie s novějšími poznatky, se závěry teoretických studií, které ukázaly, že u pohlavně se rozmnožujících organismů nemůže mechanismus přirozeného výběru fungovat tak jednoduše, jak si představoval Darwin."

Docent Flegr přitom upozorňuje na paleontologické doklady, které ukazují, že jednotlivé druhy se v přírodě nevyvíjejí postupně, jak si to představoval Darwin, ale jakoby skokem.

"Velké změny, třeba stavby těl některých skupin organismů, se objevují v paleontologickém záznamu najednou."

To, jak jsou organismy účelně přizpůsobeny svému prostředí, záleží na kombinaci více vlastností. A každá taková vlastnost je zase podmíněna určitou kombinací genů. Problém je v tom, že tato kombinace vlastností se u pohlavně rozmnožujících organizmů nedědí. Jedinci totiž nezískávají stejnou kombinaci genů, jakou měl některý z jeho rodičů, ale ´vyrábějí´ si nové kombinace z genů otce a matky

"Ten genotyp a tím pádem i ten fenotyp (souhrn vlastností a znaků organismu - pozn. ZV) vzniká vlastně v každé generaci úplně nově, novým namixováním genů."

To ovšem znamená, že potomek vůbec nemusí mít vlastnosti rodičů. Takže vlastně ani nemůže platit klasická evoluce, jak si představoval Darwin.

"A za takové situace musíme vzít na pomoc teorii her, a ta nám říká, že musí existovat nějaká stabilní rovnováha, stabilní zastoupení jednotlivých variant určitého genu v populaci a toto zastoupení my můžeme selekčním tlakem jakoby vychýlit z rovnováhy. Když ale přestaneme selektovat, tak se nám tam vrátí zpátky."

Jinými slovy řečeno, jednotlivé druhy pohlavně se rozmnožujících organismů, živočichů i rostlin, fungují tak, jakoby byly ´gumové´. Vždy se nakonec vrátí z nějakého selekčního vychýlení do své stabilní polohy. Druh je zkrátka vývojově ´zamrzlý´. Přesto ale nelze popřít, že evoluce skutečně probíhá i u pohlavně se rozmnožujících organismů. Jak je to možné? Docent Flegr vysvětluje, že existuje ´okamžik´, kdy se druh nechová takto ´gumově´. Je to bezprostředně po jeho vzniku. A kdy nový druh vzniká? Děje se tak po odštěpení malého počtu jedinců už existujícího druhu od většinové populace, například když malá subpopulace ztratí izolací, třeba někde na ostrově, zcela kontakt s většinovou populací. Odnese si přitom s sebou do izolace jen malou část genetické variability druhu. A pokud nyní dojde k mutaci určitého genu, ocitne se takový gen v každé generaci v podstatě v podobném genovém prostředí.

"Ta samá mutace se bude vyskytovat ve stejném genetickém kontextu u rodiče, jako u potomka a potomka potomků, protože všichni jsou v podstatě geneticky podobní tím, že se odštěpila malá část od původní velké variabilní populace. A za takové situace může probíhat klasická Darwinovská evoluce. Druh se vyvíjí. Nicméně postupně se v genofondu toho druhu, u všech jedinců toho druhu, začne zase hromadit genetická variabilita. Takže po nějaké době ten druh zase evolučně zamrzne a už reaguje na další selekční tlaky, jako by byl gumový."

Pojďme si tedy trochu zaspekulovat. Paleontologové předpokládají, že druh Homo sapiens je na Zemi zhruba 200 tisíc let. Kdyby se tedy před 200 tisíci lety ocitla malá část jedinců Homo sapiens na nějakém izolovaném místě a vydržela v izolaci dodnes, vyvinul by se tam jiný druh ´člověka´? Docent Flegr říká, že ne, protože už v té době se evoluce u člověka zastavila.

"Zdá se, že Homo sapiens je starší druh než jen 200 tisíc let. V každém případě už je dnes evolučně zamrzlý. Takže kdybychom vzali skupinku jedinců před 200 tisíci lety a skupinku dnešních lidí, myslím, že by to byl ten samý druh, protože už tehdy byl evolučně zamrzlý."

Kdy tedy dochází u určitého organismu k vývojovému ´zamrznutí´?

"Odhaduji, že období evoluční plasticity trvá zhruba jedno až dvě procenta doby existence druhu, což u savců může být 20 tisíc let."

Jestliže je dnes druh Homo sapiens už vývojově zamrzlý, mohli bychom konstatovat, že je i zbytečné strašit možností eugeniky, umělým ´vylepšováním´ člověka. Docent Flegr sice říká, že se eugeniky můžeme obávat, protože z etického hlediska je nepřijatelný už samotný proces, ale i kdyby se o to chtěl někdo pokusit, výsledek by nesplnil očekávání.

"Dokud by působil dostatečně silný selekční tlak, - problém je, jak selektovat druh, který má stejnou generační dobu, jako ten, kdo selektuje, to je dost obtížná záležitost - čím déle by se selektovalo, tím by to šlo pomaleji a hůř a po nějaké době by přestal na selekci odpovídat. Navíc v okamžiku, kdybychom ho takto zahnali až hodně daleko od původní rovnováhy, projevilo by se to velmi silně na životaschopnosti těch jedinců. To je jako u domestikovaných zvířat. U psů nebo u holubů se třeba selektuje mnohem snáz než u člověka, protože generační doba selektovaného je mnohem kratší než generační doba toho, kdo selektuje. Nicméně i tam narazíme na problém. My si může vytvarovat toho holuba nebo psa do libovolné velikosti, do libovolného tvaru - přeháním, ale v zásadě to tak vypadá. Pak se ale musíme smířit s tím, že s přešlechtěnými jedinci budeme muset neustále chodit za zvěrolékařem. Už je to zvíře tak vzdálené od fyziologického optima, že je to zaplaceno nižší životaschopností. A také, kdybychom si vzali nějaké vyšlechtěné plemeno psa a přestali selektovat, - nějakou dobu bychom ho nechali na pokoji, ani by se nemusel křížit s nějakou původní rasou, čistě bychom neodstraňovali ty, kteří se odchylují svým fenotypem - tak po několika generacích by se nám vrátil k tomu fyziologickému optimu, což by byl zřejmě nějaký univerzální voříšek."

Zůstává ještě jedna důležitá otázka. Jestliže vývoj, evoluce, určitého druhu probíhá jen dvě až tři procenta doby existence druhu, mohli bychom si z toho vypočítat, jak dlouho bude ještě trvat, než druh Homo sapiens vyhyne. Docent Flegr ale tvrdí, že tak jednoduché to není.

Docent Jaroslav Flegr, foto: Autor
"Období plasticity je u všech druhů přibližně konstantní. Záleží samozřejmě na velikosti druhu a asi na generační době, ale bude třeba u savců zaujímat zhruba stejně dlouhý časový úsek. Jak dlouho pak budete určitý druh dál přežívat, to už záleží na kombinaci spíše náhod, než nějaké zákonitosti."

Evolučně ´zamrzlý´ druh je prý na tom dokonce lépe než ´nezamrzlý´.

"Vlastně se podvolí změnám, ale v okamžiku, když se vnější podmínky vrátí zpátky, tak i ten druh se velmi rychle vrátí zpátky do původního stavu, protože si zachoval všechny geny, které jsou k tomu potřeba. Jenom snížil jejich frekvenci v populaci."

Svému osudu ale podle docenta Jaroslava Flegra nakonec Homo sapiens stejně neunikne.

"Můžeme si být celkem jistí, že lidský druh dříve nebo později vyhyne. Když budeme mít štěstí a nevyhubí nás nějaká katastrofa globálního charakteru, tak nás dříve nebi později vyhubí nějací paraziti nebo třeba nějaká virová infekce. To je zřejmě celkem pravidelný osud všech druhů, které jsou na Zemi."

Docent Flegr určitě ví, o čem mluví. Kromě evoluční biologie se na Přírodovědecké fakultě zabývá i imunologií parazitických nákaz.