Zamrzlá evoluce

Aneb je to jinak, pane Darwin

 

Jaroslav Flegr

 

Kapitola 1

 

Je tomu již zhruba 150 let, co vyšlo první vydání knihy „O původu druhu přirozeným výběrem“ 1.1§. V tomto díle nejslavnější biolog všech dob Charles Darwin jako první napsal a zdůvodnil, že živočišné a rostlinné druhy vznikly a stále vznikají v přírodě postupným vývojem ze společného předka. Vysvětlil, že silou pohánějící rozrůzňování druhů je přirozený výběr, přednostní přežívání a rozmnožování  nejzdatnějších jedinců. Přirozený výběr tak zároveň uspokojivě vysvětluje účelné přizpůsobení organismů podmínkám jejich prostředí. Darwinovy myšlenky sice narazily na silný odpor tehdejší nábožensky orientované společnosti, v odborných kruzích se jim však dostalo téměř okamžitě všeobecného přijetí. Jeho teorie evoluce byla v průběhu času nesčíslněkrát potvrzena a do současnosti zůstává základem všech vědeckých evolučních teorií.

            Předpokládám, že  žádné tvrzení předchozího odstavce čtenáře nijak zvlášť nepohoršuje. A přesto, s výjimkou vcelku nepříliš zajímavého konstatování, že od prvního vydání Darwinovy knihy uplynulo zhruba 150 let, jsou všechna ostatní v podstatě nepravdivá. Charles Darwin (1809-1882) rozhodně nebyl prvním biologem, který předložil odborné veřejnosti ucelenou teorii vývoje druhů postupnou evolucí ze společného předka, neboť právě toto udělal již o 50 let dříve Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) ve svém stěžejním díle Filosofie zoologie 1.2§. Motorem pohánějícím rozrůzňování druhů dost možná není přirozený výběr, ale zcela jiné evoluční mechanismy, které budeme probírat v kapitole 4. Přirozený výběr, tak jak ho popsal Darwin, sice umožňuje vysvětlit vznik účelných vlastností u bakterií, nedostačuje však k vysvětlení těchto vlastností u naprosté většiny takzvaných vyšších organismů 1.3§. Darwinovy myšlenky byly až nečekaně příznivě přijaty širokou veřejností. Naproti tomu řada evolučních biologů proti nim vznesla a v průběhu času ještě postupně vznášela poměrně závažné námitky. Darwinova teorie byla opravdu následně mnohokrát potvrzena. Současně se však v průběhu času objevila řada skutečností, které její platnost v mnohém zpochybňují nebo přinejmenším omezují. Ve světle současných poznatků již Darwinův model evoluce nemůžeme považovat  za základ vědeckých teorií týkajících se vzniku a vývoje života. A právě o tom a o teorii která by mohla Darwinovu teorii nahradit by měla být tato kniha.

            Aby bylo hned od začátku jasno: nic proti Darwinovi. Podobně jako on a naprostá většina mých kolegů i já jsem přesvědčen, že organismy vznikaly během nesmírně dlouhého období trvání Země jeden z druhého přirozenou cestou biologické evoluce.

 

1.1&Evoluce: Evolucí se obvykle rozumí postupný vývoj jakékoli soustavy s „pamětí“, tj. jakékoli soustavy která odpovídá na vnější vlivy v závislosti na tom, s jakými vlivy se již setkala v minulosti. To znamená že můžeme mluvit stejně dobře o evoluci jazyků, automobilových karoserií či dámských účesů, jako o evoluci kaprovitých ryb. Evoluce může být přímá, zpětná i cyklická. Jedním z mnoha typů evoluce je biologická evoluce. Je zajímavá především tím, že v jejím průběhu samovolně vznikají organismy, tj. systémy účelně přizpůsobené využívání nejrůznějších zdrojů prostředí, tedy mezi jinými třeba takoví obdivuhodní tvorové jako mouchy octomilky, kokosové palmy, jeseteři a čtenáři této knihy.

 

Ve srovnání s Darwinem mám pro toto své přesvědčení mnohem více věcných dokladů, poznatků které nashromáždili biologové během 150 let, jež uplynuly od vydání „O původu druhů přirozeným výběrem“. Na rozdíl od většiny zastánců tradičních proudů v evoluční biologii se však domnívám, že způsob vzniku a vývoje druhů působením přirozeného výběru je jiný, než jak ho popsal Darwin a než jak se nám ho snaží ukázat současné učebnice. Dále jsem přesvědčen, že rozdíly mezi darwinistickým a novým modelem evoluce mají zásadní vliv na naše chápání průběhu řady přírodních dějů. Mnohé z těchto dějů, které je obtížné pochopit v myšlenkovém rámci starších evolučních teorií, a které probíhají, ačkoli v darwinovském světě by probíhat neměly, je možné celkem jednoduše vysvětlit v rámci nového modelu.

V čem tedy spočívá  jádro mého kacířství: Zatímco původní Darwinova teorie předpokládá, že druhy, se kterými se v přírodě setkáváme, jsou evolučně plastické a více či méně ochotně odpovídají na selekční tlaky prostředí – tj. účelně se přizpůsobují jeho změnám, nová teorie 1.4§ naopak předpokládá, že naprostá většina druhů nic takového nečiní a ani činit nemůže. Jedná se totiž o druhy, které  budu dále označovat jako  evolučně zamrzlé. Tyto druhy na změny ve svém prostředí odpovídají jako guma – zpočátku se tlaku prostředí podvolí a částečně se pozmění, čím se však jejich vlastnosti více odchylují od původního stavu, tím větší odpor tlaku kladou, až v určitý okamžik na sebesilnější tlak prostředí přestanou odpovídat. Zatímco v darwinovském  světě se všechny druhy radostně vyvíjejí a neustále se mění v odpověď na nové a nové požadavky měnícího se prostředí, ve  světě zamrzlé plasticity zůstávají druhy víceméně  neměnné a povětšinou pouze smutně čekají, až se změny v jejich prostředí nahromadí v takové míře, že jim nezbude nic jiného než způsobně vyhynout. Proč tomu tak je, a také kde se berou nové druhy, jak je možné že jsou druhy účelně přizpůsobeny svému prostředí a jak může v takovémto evolučně zamrzlém světě vůbec docházet k evoluci na tomto místě neprozradím. Jestliže však knihu neodložíte předčasně, dostane se vám odpovědí i na tyto otázky.

            Doufám, že se mi v předchozích odstavcích podařilo vzbudit zvědavost čtenářů a že tedy mohu začít hned následující kapitolu úvodním představením obecně známého Darwinova modelu biologické evoluce. V dalších kapitolách budeme postupně probírat nejdůležitější novinky, o které ve 20. století obohatil Darwinovu  teorii neodarwinismus. V osmé kapitole se budeme věnovat evoluci dawkinsovské, tj. teorii sobeckého genu. Jedná se o model evoluce, který měl vyřešit obtíže neodarwinistické teorie s vysvětlováním evoluce u pohlavně se rozmnožujících organismů. Tento model 1.5§ předpokládá, že to, co se nám navenek jeví jako darwinistická evoluce, je ve skutečnosti jakési loutkové divadlo, které pro sebe uspořádaly jednotlivé geny v rámci svého závodu o co nerychlejší zmnožování svých kopií. V deváté a desáté kapitole si ukážeme, že ani model sobeckého genu zásadní problém evoluce u pohlavně se množících organismů nevyřešil. Jestliže čtete knihy stejným systémem jako moje žena, tj. začínáte číst někde v polovině knihy, pak dvě tři kapitoly přeskočíte, z kapitoly 16 si přečtete všechna přídavná jména a z kapitoly 17 všechna slovesa  a v případě, že vás kniha i za těchto okolností zaujme, vrátíte se možná ke kapitole s nejhezčími obrázky, doporučoval bych vám začít právě kapitolou osm a následně byste si mohli „střihnout“ i kapitoly 9 a 10. (Já vím, že právě vy tyto řádky nejspíš nečtete, případně je čtete už úplně nakonec, ale třeba se vám kniha otevřela náhodou právě tady – proč to tedy nezkusit.) Rozhodně byste však neměli přeskočit kapitolu 11, která je z hlediska toho, co chci říct, naprosto klíčová. Právě v ní je představen model evoluce, o kterém se domnívám, že nejlépe odpovídá současným poznatkům evoluční biologie a paleontologie. V dalších sedmi kapitolách knihy budou postupně představeny doklady podporující platnost nového modelu a některé jeho zajímavé důsledky. V poslední kapitole přijde zamyšlení nad tím, proč v učebnicích stále ještě převládá Darwinův model evoluce a jaké jsou šance na změnu a na přijetí nového modelu, který vcelku bez viditelnějšího výsledku klepe na dveře přinejmenším od 60. let minulého století.

Jestliže se čtenář-nebiolog v textu občas ztratí, nebo například neporozumí určitému technickému termínu (a nezachrání ho ani odkaz v rejstříku), nemusí se tím příliš vzrušovat. Doporučuji v takovém případě číst klidně dál, a ono se to téměř jistě za chvíli samo vytříbí.A ještě jedna technická poznámka pro mou ženu a ostatní „skokany“. Každá kapitola končí odstavcem, který stručně a přehledně shrnuje její hlavní poselství a naznačuje, co bude předmětem kapitoly příští. Je jasné, že pravověrný skokan se jen těžko nechá připravit o požitek objevování vlastní cesty knihou tím, že by v ní listoval (a ještě k tomu odpředu dozadu!) a zastavoval se u každého z těchto závěrečných odstavců. Pro skokany méně pravověrné by však právě tento postup mohl představovat ještě snesitelný ústupek.          

            Čtenáři populárně naučných knih (mne nevyjímaje) jsou dnes až nechutně zhýčkaní. Proto bývá zvykem uspořádat text tak, že se v něm střídají obtížnější oddíly s oddíly velmi lehkými. Optimální je, když se podaří prokládat odbornou látku příběhy z přírodovědeckých výprav do exotických krajů, případně líčením zákulisí jednotlivých objevů, ve kterém nesmí chybět pokud možno veselé příhody jejich účastníků. Nic takového bohužel nemohu učinit. Na výpravách v exotických krajích jsem sice strávil poměrně dost času, žádnou evoluci jsem tam však nepotkal a předkládat tento fakt jakožto doklad teorie zamrzlé plasticity se mi přeci jenom poněkud příčí. Vzhledem k tomu, že jsem spíše introvert a polovinu svého profesního života jsem navíc strávil na té špatné straně železné opony, nemohu čtenářům nabídnout ani dojmy z osobních setkání s významnými evolučními biology současnosti. Zvolil jsem nakonec řešení, na které mne přivedla moje dlouholetá zkušenost s přednášením kurzu „Praktická metodologie vědy“ pro studenty magisterských oborů biologie Přírodovědecké fakulty Karlovy University. Z odezvy studentů jsem totiž zjistil, že některé méně známé a méně zřejmé stránky vědeckého řemesla připadají posluchačům nejen vcelku zajímavé, ale někdy i docela zábavné. A proč se tedy o ně nepodělit i s širším publikem, zvláště když to navíc může pomoci zasadit předkládanou látku do širšího rámce současné vědy 1.6§. Nemusíte však mít obavu, pozvánku do exotické krajiny hypotéz, grantů a citačních ohlasů můžete, ale také nemusíte přijmout. Jestliže nebudete chtít nahlédnout pod pokličku současné vědy, nebo když vás bude můj úhel pohledu příliš pohoršovat, stačí když budete přeskakovat příslušné žluté rámečky. I tak vám pochopitelně část svých zkušeností tu a tam nenápadně podstrčím, bude se to však dít v míře doufám snesitelné.

            Ještě raději pár slov k mému úhlu pohledu. Vystudoval jsem biologii buňky a většinu své dosavadní vědecké činnosti jsem věnoval molekulární fylogenetice a evoluční parazitologii. Stejně jako moji kolegové získávám na své vědecké projekty peníze od vědeckých agentur, pravidelně publikuji články v mezinárodních časopisech, přednáším na univerzitě a vychovávám své magisterské a doktorandské studenty. Rozhodně nejsem ani vědeckým disidentem, který ignorován okolím si bádá kdesi daleko za okrajem hlavního proudu vědy, ani vědeckou celebritou, která vždy pluje v samém středu hlavního proudu a která je tudíž pravidelně zvána jako plenární řečník na vědecké kongresy. Jsem jedním z mnoha vědců, kteří se pohybují kdesi mezi oběma krajnostmi a přitom se znovu a znovu radují z toho, že měli v životě to neskutečné štěstí, že se mohou ve svém povolání věnovat činnosti, která je baví ze všeho nejvíc – objevovat dosud neobjevené. Bohu (či slepé náhodě) a daňovým poplatníkům za to budiž nehynoucí dík.

            Výsledky mého nepříliš rozsáhlého statistického průzkumu (zeptal jsem se Franty a Karla) ukazují, že polovina čtenářů přeskakuje v knihách předmluvy a úvody. Jak již patrně většina čtenářů tuší, vzal jsem si z této skutečnosti ponaučení a učinil příslušné protiopatření. Předmluvu, kterou jste právě dočetli, jsem rafinovaně pojmenoval Kapitola jedna. Takových triků mám možná v zásobě ještě více.  Knihu „Zamrzlá  evoluce“ jsem totiž začal psát mimo jiné proto, abych se odreagoval po sedmi rocích sepisování odporně tlusté učebnice evoluční biologie 1.7§ (dělal jsem to zcela dobrovolně a občas mne to i docela bavilo, ale čeho je moc, toho je příliš). Takže, vážení čtenáři, zkuste se raději předem připravit na možnost, že se k Vám budu chovat občas poněkud familiérně (za což se zde ne zcela upřímně omlouvám). Dopředu ani zcela nevylučuji, že si z Vás občas i trochu vystřelím. Tím nemyslím, že bych Vám vědomě podstrkoval nepravdivé informace nebo snad úmyslně zamlčoval fakta, které by se mi nehodila do krámu. Selektivní paměť je pochopitelně potvora, takže raději předem počítejte s tím, že s větší pravděpodobností zmíním výsledky, které jsou v souhlase s mou oblíbenou teorií nežli ty, které jí odporují. V tomto ohledu se však můj text nebude nijak zvlášť odlišovat od textů jiných autorů. Nezaujaté zcela objektivní knihy nejspíš neexistují a kdyby existovaly, nebyly by ke čtení. Předem rovněž přiznávám, že se v roli autora populárně naučného díla budu místy chovat poněkud neukázněně – tu a tam možná nechám témata plynout poněkud volněji, než bývá zvykem. Jako například v první polovině příští kapitoly.