EVOLUČNÍ TÁNÍ V PRAZE Respekt | 29.9.2015 | Rubrika: Civilizace | Strana: 61

EVOLUČNÍ TÁNÍ V PRAZERespekt | 29.9.2015 | Rubrika: Civilizace | Strana: 61 | Autor: PETR TUREČEK | Téma: Přírodovědecká fakulta


Proč může být teorie českého vědce Jaroslava Flegra převratem v pohledu na vývoj života

Před více než sto padesáti lety vyšla stěžejní kniha Charlese Darwina O původu druhů. Evoluční teorie, kterou přináší, v principu platí dodnes, přesto nedokáže uspokojivě zodpovědět některé otázky: Proč nacházíme mezi zkamenělinami tak málo přechodných forem? Proč máme často pocit, že organismy nejsou svému prostředí přizpůsobeny dokonale, a přesto se už dále nijak nemění? Vysvětlení se možná nyní rodí v Praze, a kdyby se prosadilo, stalo by se další výraznou korekcí klasického darwinismu, převratem srovnatelným s těmi nejvýznamnějšími posuny v evoluční biologii v uplynulém století.
Určité vysvětlení nastíněných otázek nabízí teorie zamrzlé evoluce, na které její autor – evoluční parazitolog z Přírodovědeckéfakulty Univerzity Karlovy Jaroslav Flegr – pracuje již od roku 1998. Letos v dubnu ji představil v nové knize Evoluční tání aneb O původu rodů. Vývoj kolem ní se vyplatí sledovat. Je to mimo jiné příběh o tom, jak obtížně se prosazují myšlenky, jež se rodí mimo velká vědecká centra.

Podivná myšlenka z „Východu“

Ve fosilním záznamu je každý druh vymezen velice zřetelně. Zdá se, jako by se jednoho dne objevil prakticky odnikud, aby po milionech let utěšené prosperity pokojně vyhynul, aniž by se za celou tu dobu nějak výrazně změnil. Podle klasického darwinismu by se přitom měnit měl.
I při studiu evoluce lidského druhu narážíme na podobný vzorec. Po zeměkouli se v minulosti pohybovala slušná řádka hominidů, přičemž dodnes nedokážeme přesně určit, kteří z nich jsou našimi skutečnými předky. Je sice pravda, že nejstarší nalezené kosti rodu Australopithecus pocházejí z ranější doby než pozůstatky příslušníků rodu Homo, ale oba rody žily stovky tisíc let vedle sebe, aniž bychom naráželi na očividné známky přeměny australopitéků v tvory, které už nazýváme lidmi.
Darwinova teorie rozhodně není chybná, myšlenka přirozeného výběru ovšem prošla určitými korekcemi: Podle genocentrického pohledu na evoluci, jenž vznikl v šedesátých letech minulého století v Británii, spolu o přežití nesoupeří jedinci, jak tvrdil Darwin, ale jednotlivé alely, varianty genů, které se vyskytují v řetězci DNA na stejném místě a určují znaky organismu, třeba barvu očí. Tu alelu, jež se bude vyskytovat u největšího počtu potomků, je možné považovat za vítěze evolučního zápasu.
I Flegrova teorie zamrzlé evoluce je plodem genocentrismu. Počítá však s tím, že většina znaků organismu je výsledkem interakce mnoha genů. Nedává velký smysl mluvit o „genu pro vysoké čelo“ nebo „genu pro vysoké IQ“. Neexistuje také například alela, která by za všech okolností přidávala deset centimetrů k výšce postavy. Podle Flegra je mnohem častější, že totožná alela v určitém kontextu – společnosti jiných alel, v níž se v organismu ocitla – velikost těla zvýší, v jiném sníží.
U nepohlavně se množících organismů, například bakterií, kde se potomstvu předává celý soubor genů najednou, to nemá na průběh evoluce vliv. Jsou tvárné, na selekci, přirozený výběr, reagují jako plastelína. Nová výhodná alela (třeba taková, která zvýší odolnost proti antibiotikům) se šíří do dalších generací. Evoluce probíhá zvolna, nicméně tak, jak si to představoval Darwin.
U pohlavních druhů je však situace podle Flegra jiná (proč, o tom více v rámečku Krátký okamžik tání). Jsou obvykle „zamrzlé“ a na selekci odpovídají jako guma, tedy elasticky. Změně podmínek se dokážou přizpůsobit jen do určité míry a po uvolnění selekčního tlaku se rychle vracejí do původní podoby. Holubi na náměstích českých měst jsou potomky zdivočelých holubů nejrůznějších plemen, a přesto se k nerozeznání podobají holubu skalnímu, z něhož byli domácí holubi vyšlechtěni. Tlak způsobený šlechtěním vymizel a holub se vrátil k původnímu vzhledu. Tuto část teorie zamrzlé evoluce, takzvanou teorii zamrzlé plasticity, prezentoval Jaroslav Flegr knižně již v roce 2007 (získal tehdy cenu Magnesia Litera).
Teorie zároveň připouští, že za určitých podmínek může druh opět „rozmrznout“. Mělo by k tomu docházet například při kolonizaci, kdy se malá skupinka jedinců oddělí od původní populace a dá vzniknout novému druhu. Každý rod, který v přírodě či ve fosilním záznamu pozorujeme, by měl být produktem takové výjimečné události evolučního rozmrznutí.
Náš druh je ještě poměrně mladý a navíc u něj nedávno došlo k obrovskému zvětšení populace, je tedy možné, že je stále do určité míry plastický. Výrazněji by se ale mohl změnit například tehdy, pokud bychom kolonizovali jinou planetu a zabránili fyzickému kontaktu kolonizátorů se Zemí nebo po katastrofě, jež by vyhladila celé lidstvo s výjimkou hrstky šťastlivců.
Flegrova teorie tedy nabízí neotřelý pohled na vývoj života na Zemi. Vysvětluje třeba zmíněnou skutečnost, že se vymřelé druhy po celou dobu své existence zdánlivě neměnily; podle Flegra by měl vývoj druhu probíhat jen krátce a navíc ve chvíli, kdy je jeho populace málo početná, a tedy ve fosilním záznamu obvykle nezastoupená. To však teorii automatické přijetí nezajišťuje. Při vysvětlování chybějící kontinuity ve sbírkách zkamenělin si evoluční biologové obvykle vystačí například s rychlými změnami prostředí, které promění existující formy života natolik bleskově, že to nezanechá stopy. Vzhledem k tomu, že evoluce musí nutně probíhat, přijde většině odborníků zbytečné kultivovat teorie, podle kterých by po většinu času probíhat neměla. Teorie zamrzlé plasticity tak zůstává poměrně kontroverzní.
O osudu revolučních vědeckých myšlenek navíc často rozhoduje móda. Kdyby byl Flegr, parazitolog, jenž se zabývá také například vlivem toxoplazmózy na lidské chování, zaměstnancem prestižní anglosaské univerzity, bořilo by se mu staré paradigma podstatně snáz. On ale působí na nepříliš známé univerzitě v bývalém východním bloku, vědeckým konferencím se vzhledem ke své plachosti vyhýbá a má ve zvyku chlubit se skutečností, že jeden z jeho článků odmítli v sedmnácti odborných časopisech. Tyto výstřednosti mohou zahraniční badatele odrazovat, neboť je pro ně na první pohled těžké rozlišit, jestli se jedná o lysenkistickou habaďůru, nebo seriózní vhled do evoluční problematiky.
Na druhou stranu kdyby byl Flegr doma třeba v Oxfordu, možná by se svou teorií nikdy nepřišel. Originální myšlenky mnohdy vznikají tak nějak „na švu“. Skutečnost, že se zamrzlá evoluce vyloupla někde mezi Východem a Západem, totalitou a demokracií, biologií a filozofií, není vlastně překvapivá. Publikována je ovšem v národním jazyce, v knihách, které jsou někde na pomezí popularizace a odborného textu. Překlad (nepříliš zdařilý) rozšířeného vydání Zamrzlé evoluce z roku 2007 vydával autor vlastním nákladem. To vše přijetí teorie příliš nepomáhá.

Planeta švábů

V nové knize se Flegr věnuje kromě zamrzlé plasticity i dalším aspektům zamrzlé evoluce. Tvrdí například, že některé znaky organismů mohou „rozmrzat“ snáze než jiné. Vede to k takzvanému třídění z hlediska stability: zatímco pomíjivé struktury libovolně vznikají a zanikají, ty trvanlivé, které jsou zpočátku mnohem vzácnější, začnou postupem času převládat, protože jak se jednou objeví, nelze se jich snadno zbavit. Analogicky je tomu také i v neživé přírodě: ve vesmíru přetrvávají hvězdy, planety i celé galaxie, zatímco oblaka prachu a plynu nejsou kvůli působení gravitace stabilní.
Možným dokladem toho, že se podobný mechanismus v přírodě skutečně uplatňuje, je skutečnost, že se od sebe jednotlivé druhy liší pouze v určitých detailech, zatímco například počet končetin je téměř u všech skupin živočichů nesmírně konzervativní. Podobné určující vlastnosti získaly organismy podle Flegra už kdysi dávno, kdy mohly tyto znaky ještě „rozmrzat“.
Život tedy nemůže volně přeskakovat mezi drahami, na něž byl kdysi nasměrován. Kdyby dnes na Zemi vyhynuly všechny druhy živočichů kromě švábů, obnovili by švábi za několik milionů let skoro veškerou současnou druhovou bohatost. Na zemi, ve vzduchu i ve vodě by se to hemžilo roztodivnými tvory – ti by však nepřipomínali dnešní ryby, savce ani ptáky. Místo toho by byli všichni jen do určité míry pozměněnými šváby. Přizpůsobili by se novým podmínkám pouze modifikací evolučně proměnlivých znaků.
Množství proměnlivých znaků se ovšem kvůli třídění z hlediska stability postupně zmenšuje. Pravěké ryby měly tlamy plné nerozlišených zubů (podobně jako současní žraloci) s velkým evolučním potenciálem, zatímco my, koně a lvi (jejich potomci) máme zubů málo a každý z nich plní určitou specifickou funkci. Může se stát, že všechny pohlavně se rozmnožující organismy kvůli tomu jednou zcela ztratí schopnost odpovídat na selekci a v měnícím se prostředí vyhynou? Možné to je. Rozhodně to ale nebude znamenat konec života na Zemi.
Teorie navíc připouští, že nedostatek plastických znaků lze řešit symbiózou s jinými organismy. Těmito aspekty teorie zamrzlé evoluce se zabývá další evoluční biolog z pražské Přírodovědecké fakulty Jan Toman, jehož kniha Pohlavní rozmnožování optikou evoluce rovněž vyšla v první polovině tohoto roku.
Pro přijetí Flegrovy teorie může být důležité právě to, že na jeho práci navazují jiní. Aby se vědec dostal do učebnic, nemusí přesvědčit své učitele, ale své žáky; Flegr se obklopil perspektivní skupinou mladých vědců, mezi nimiž není problém narazit na jedince, kteří zamrzlou evoluci nejen chápou (a věří jí), ale její myšlenky dále rozvíjejí. Například Jan Toman už je typický evoluční biolog západního střihu, který je schopen šířit teorii zamrzlé evoluce konvenčním způsobem na mezinárodní půdě.
Pokud se zamrzlá evoluce stane součástí biologického středního proudu, může mít zajímavé důsledky. Genocentrické vnímání života výrazně rezonovalo v celé společnosti, vedlo k filozofickým debatám a podílelo se na vzniku nového ateismu. Zamrzlá evoluce tento pohled překonává díky tomu, že neumožňuje uvažovat o jednotlivých alelách jako o příčinách určitých jevů (bylo by například marné hledat gen zodpovědný za altruismus). Svým způsobem tak vrací povahu evoluce a života na úroveň znaků a celých organismů.
Podporu z ní může čerpat rovněž teorie skupinové selekce, podle níž může přirozený výběr operovat nejen na úrovni alel či jedinců, ale také na úrovni skupin, třeba těch, v nichž žijí lovci a sběrači – zvýhodňovat jednu skupinu vůči jiné. Teorie teď není příliš populární, neboť se soudí, že zájmy alel (případně jednotlivců) vždy zvítězí nad zájmy skupin nepříbuzných jedinců, takže přirozený výběr na úrovni skupin nefunguje. Pokud se však vlohy pro sobectví, případně altruismus nešíří konzistentním způsobem z rodičů na potomky, mohou časem v rámci druhu převážit populace s velkým podílem altruistů, protože nesobečtí jedinci nejsou v dlouhodobém měřítku znevýhodněni tím, že by měli méně potomků.
Člověk tedy není otrokem svých genů, je odsouzen ke svobodě, a měl by být dobrý. Když se k tomu přidá eschatologická pachuť, která plyne z významu třídění z hlediska stability, je zaděláno na myšlenkové podhoubí nového pohledu na svět.
To, že evoluce neprobíhá nutně na úrovni jednotlivců, ale na úrovni alel, se začalo v základních učebnicích objevovat až téměř dvacet let po publikaci Sobeckého genu Richarda Dawkinse, která je jakýmsi manifestem genocentrické evoluční biologie. Dejme tedy zamrzlé evoluci čas. Možná se nakonec prosadí, přesto, že profesor Flegr „na konference jezdit nebude a nebude“, jak prohlašuje v závěru Evolučního tání. Q Autor působí na Přírodovědecké fakultě UK
a v Národním ústavu duševního zdraví.


***

Krátký okamžik tání Podle J. Flegra nemůže přirozený výběr u pohlavně se rozmnožujících druhů pracovat obvyklým způsobem, upřednostňovat jednoznačně některé alely před jinými. Je to hlavně tím, že každý potomek zdědí jednu polovinu genetické informace od otce a druhou od matky. Alely se tak v každé generaci ocitnou v odlišné společnosti a není předem známo, nakolik bude pro daný organismus jejich přítomnost prospěšná. Dostane-li se však určitá populace organismů do prostředí, kde panují odlišné podmínky, může nastat změna. Populace bude živořit, zůstane málo početná a její genetická variabilita se sníží; možná vymře. Jedné z mnoha však bude přát štěstí a za nějaký čas se rozroste. Teprve v tu chvíli může skutečně přijít ke slovu přirozený výběr: nové alely, které náhodou vzniknou mutací alel stávajících, se pokaždé ocitnou v téměř stejné společnosti (kvůli malé genetické variabilitě), a lze tedy určit, zda jsou výhodné, či nikoli. Populace na krátký čas „rozmrzne“.