ÎIVÉ ZÁHLAVÍ / 1
2/ ÎIVÉ ZÁHLAVÍ
ACADEMIA 2007 ÎIVÉ ZÁHLAVÍ / 3
KATALOGIZACE V KNIZE NÁRODNÍ KNIHOVNA âr Flegr, Jaroslav Zamrzlá evoluce, aneb, Je to jinak, pane Darwin / Jaroslav Flegr. Dotisk 1. vyd. Praha : Academia, 2007. 328 s. (Galileo; sv. 4) ISBN 978-80-200-1526-6 575.8 * 575.858 * 575.822 evoluãní biologie evoluãní teorie evoluãní genetika populárnû-nauãné publikace 575 Obecná genetika. Obecná cytogenetika. Evoluce Jaroslav Flegr, 2006 Preface Stanislav Komárek, 2006 ISBN 978-80-200-1526-6 4/ ÎIVÉ ZÁHLAVÍ
Vûnováno památce dvou v znamn ch evoluãních biologû konce dvacátého století, S. J. Goulda a J. Maynarda Smitha, syntézou jejichï objevû (teorie pfieru ovan ch rovnováh a teorie evoluãnû stabilních strategií) vznikla teorie zamrzlé evoluce.
Obsah P EDMLUVA Zamrzlé vzpomínky a evoluãní trendy v evoluãní biologii 13 1 V ECHNO JE JINAK, NEÎ SE ZDÁ 17 2 VZNIK DARWINISMU ANEB CO A JAK VLASTNù DARWIN (NE)OBJEVIL 24 Jak jsme omylem objevili funkci Rh-faktoru 25 Kterak Darwin vodil ãtenáfie za nos 32 Co a jak vlastnû Darwin objevil 37 Proã byli biologové (na rozdíl od iroké vefiejnosti) z evoluãní teorie ne Èastní 44 Darwinismus vrací úder pádná (ale dobfie utajená) odpovûì brnûnského opata 48 Shrnutí a upoutávka 53 3 KTERAK SE DARWINISMUS STAL NORMÁLNÍ VùDOU A V âem SPOâÍVALA NOVÁ SYNTÉZA 55 Proã se pfiíroda fiídí Mendelov mi zákony aneb trocha stfiedo kolské látky nikoho (doufám) nezabije 56 Jak se darwinismus zmûnil v neodarwinismus a jak se stal normální vûdou 60 Vûdo, jsi ty vûbec normální? 63 Shrnutí a upoutávka 66 4 VZNIK ROZDÍLÒ MEZI DRUHY NÁHODA, NEBO NUTNOST? 67 Darwinova (témûfi neznámá) teorie vznikání druhû 68 O podílu náhody na polid tûní ãlovûka (a poopiãení opice) 70 ÎIVÉ ZÁHLAVÍ / 7
Makroevoluce pfiíbûh pfieïívání ÈastlivcÛ 70 Náhoda v mikroevoluci co je nahofie, je i dole 75 Co dûlají my i v parku, kdyï nemají co dûlat driftují 78 StopafiÛv prûvodce mikroevoluãní galaxií 81 Shrnutí a upoutávka 85 5 JAK VZNIKÁ U ORGANISMÒ KOMPLEXITA A ORGANIZOVANOST A CO TO VLASTNù JE? 87 Co je to sloïitost hmm, to je dost sloïité 87 O vzniku komplexity (a organizovanosti) samoorganizací 93 Sníh a hry tfiídûní z hlediska stability 95 O vzniku komplexity (a organizovanosti) pasivní evolucí aneb evoluãní fu efiina 100 Jak (a proã) si zeditovat DNA zeptejme se trypanozom 103 Hlavou (ani zadkem) zeì neprorazí 108 Shrnutí a upoutávka 110 6 O VZNIKU DRUHÒ BEZ ÚâASTI P IROZENÉHO V BùRU 111 Sympatrická speciace neuraï se, sousede, ale s tebou se nemnoïím 111 Alopatrická speciace v dáli za horama pláãe moje máma 116 Reprodukãní izolace na poãkání, speciace do druhého dne 119 Speciace bez sexu no to by umûl kaïd 123 Shrnutí a upoutávka 125 7 KTERAK DARWINISMUS P EÎIL SVOU SMRT FREKVENâNù ZÁVISLÁ SELEKCE A TEORIE EVOLUâNù STABILNÍCH STRATEGIÍ 126 O Jeníãkovi a Mafience a frekvenãnû závislé selekci 126 Holubice a jestfiábi aneb kdo si hraje, nezlobí 132 Koho by je tû zajímala biologická zdatnost! 136 Tisíce jestfiábû a holubic v nás 137 Revoluce, která se nekonala 142 Shrnutí a upoutávka 144 8 / ÎIVÉ ZÁHLAVÍ
8 VZNIK TEORIE SOBECKÉHO GENU DARWINE, POZOR, NùKDO TI JDE PO KRKU 145 Sobeck gen koneãnû se nûco dûje 145 Loutkové divadlo 151 Pohádka o zlém Modrovousovi 154 Sobeck gen a konec vycenûn ch tesákû a zkrvaven ch pafiátû 158 Shrnutí a upoutávka 162 9 NA KAÎDÉHO JEDNOU DOJDE ANEB KOSTLIVEC VE SK ÍNI TEORIE SOBECKÉHO GENU 164 V echno patnû, zpátky na stromy 164 Jak netrénovat veslafisk oddíl 167 Ani Darwin, ani Dawkins, tak tedy kudy dál? 169 Shrnutí a upoutávka 171 10 TEORETICKÉ ÚVAHY JSOU PùKNÁ VùC, ALE CO NA TO ZELEN STROM ÎIVOTA? 173 Kolik genû se vejde na piãku jehly a kolik jich dûlá jeden znak? 173 Dvû a dvû je minus sedm aneb o genov ch interakcích 176 A co to prostû vyzkou et? 181 Darwinovo sladké tajemství 185 Shrnutí a upoutávka 186 11 A KDE SE TEDY BERE BIOLOGICKÁ EVOLUCE? 187 Gumov svût 187 Hádanka a její fie ení je to prosté, mil Watsone 189 Bájeãn plastick svût 191 Bájeãn zamrzl svût 193 Shrnutí a upoutávka 196 12 A CO NA TO PALEONTOLOGICKÁ DATA? 197 O chybûjících meziãláncích a evoluci skokem 197 Probuzení ípkové RÛÏenky a teorie pfieru ovan ch rovnováh 200 ÎIVÉ ZÁHLAVÍ / 9
Dvû vysvûtlení (a jak si z nich vybrat to nejspí patné) 203 Shrnutí a upoutávka 210 13 A CO NA TO GENETICKÁ DATA? 211 Jak nezmûfiit dûdiãnost 211 Vût í je lep í (no a co má b t?) 214 Mikroevoluce není makroevoluce 215 Shrnutí a upoutávka 216 14 EVOLUâNÍ PLASTICITA V POKUSECH PROVEDEN CH MATKOU P ÍRODOU 218 Proã jsou druhy na oceánsk ch ostrovech divné? 218 Asexuální druhy pomaleji, ale lépe 221 Proã se p enice kazí rychleji neï Ïito mikroevoluce samospra n ch druhû 224 Moudrá po etilost sira Sebrighta 226 Selekce v nás a dûdûní získan ch vlastností 228 Proã jsou jednovajeãná dvojãata stejná? 229 Naroubovaná rajská jablíãka a velk podvod, kter moïná podvodem nebyl 231 Jak se dûlá (divná) moucha 237 Shrnutí a upoutávka 238 15 EKOLOGICKÉ DÒSLEDKY TEORIE ZAMRZLÉ PLASTICITY ANEB SBOHEM BÁJEâN DARWINOVSK SVùTE 239 Proã nás my i je tû neseïraly? 239 Proã nás bakterie je tû neseïraly? 240 Proã asexuální druhy milují extrémy? 242 Drobná vsuvka o mravencích 243 Drobná vsuvka o my ích a lidech 244 Proã asexuální druhy milují extrémy pokraãování 245 Pozor! Invaze! 246 Za v echno mûïe parazit 248 Za v echno mûïe obnovená plasticita (jak také jinak) 252 Jak se hasí povodeà 254 10 / ÎIVÉ ZÁHLAVÍ
Shrnutí a upoutávka 255 16 MOHLA BY TEORIE ZAMRZLÉ PLASTICITY VYSVùTLIT EXISTENCI EVOLUâNÍCH TRENDÒ? 257 Ve svûtû zamrzl ch druhû to chodí jinak 257 Kde se berou evoluãní trendy? 258 Není v bûr jako v bûr 260 Jak chcípáãek slavnû zvítûzil nad supermy í (v druhovém v bûru) 262 Kde se vzal sex? 265 Tfiicátá první (a zajisté koneãnû ta správná) hypotéza vzniku sexuality 268 Velk m se to speciuje 271 Trendy ve svûtû zamrzajících druhû 272 Shrnutí a upoutávka 273 17 POSEZENÍ V HOSPODù S DOBR MI A PATN MI DRUHY DANIELA FRYNTY 274 Proã se nedá ptakopysk chovat na vlnu 276 A jsme doma zamrzlá plasticita 278 Shrnutí a upoutávka 279 18 MOHLA BY TEORIE ZAMRZLÉ PLASTICITY VYSVùTLIT VZNIK A UDRÎENÍ ALTRUISTICKÉHO CHOVÁNÍ? 280 âím se je tû li í plastické a zamrzlé druhy? 281 Îe by pfieci skupinová a mezidruhová selekce? 282 Sbohem eugeniko! 284 Shrnutí a upoutávka 287 19 NùKOLIK SLOV ZÁVùREM ANEB CO TO VLASTNù CELÉ MùLO ZNAMENAT 289 Poznámky k textu 294 Rejstfiík textû v rámeãcích (boxíky) 320 Rejstfiík 323 ÎIVÉ ZÁHLAVÍ / 11
12 / ÎIVÉ ZÁHLAVÍ
P EDMLUVA Zamrzlé vzpomínky a evoluãní trendy v evoluãní biologii Jaroslava Flegra znám uï tfiicet let tedy podstatnû déle, neï jsme se pfiedtím neznali. KdyÏ pustím své vzpomínky do volného v bûhu, hned se mi vybaví záfiící a evoluãnû zvídav mladík, s kter m jsem nûkolikrát procestoval zemû v chodního Balkánu a od nûhoï jsem koncem 70. let poprvé sly el magická slova chemostat, turbidostat, sobeck gen a Richard Dawkins. Jak známo, maturaãní proces pozvolna pfiechází v senescenãní a ztratili jsme za ta léta trochu na mladistvém pelu, náhradou jsme se ponûkud obalili tituly. Podnes v ak oba zajisté v mnohém pfiipomínáme velikého Charlese Darwina, zaslouïilého, leã dnes uï pfiekonaného (viz titul knihy) zakladatele evoluãních nauk (vysoká inteligence a invenãnost, vá niv a upfiímn zájem o poznání Ïivého svûta, jeho pûvodu a v voje, neochvûjná vûrnost poznan m pravdám atd. v ak to znáte podle sebe). Jaroslav Flegr mi snad nezazlí, fieknu-li, Ïe Darwina pfiipomínám je tû v jednom aspektu také jsem po ãtyfiicet let choval rûzná plemena domácích holubû a pro zábavu je rûznû kfiíïil a selektoval. UÏ tehdy mi bylo divné,ïe by umûl v bûr mûl b t totoïn s pfiírodním a nové druhy by mûly vznikat v pfiírodû podobnû jako voláãi ãi pávíci v holubnících britsk ch chovatelû. Ne Ïe by umûl v bûr nebyl schopen rychle a razantnû zmûnit vzhled a vlastnosti chovan ch zvífiat:kdo nevûfií,aè si zkusí. PotíÏ je jinde.v sledek se podobá spí e osazenstvu pitálu sv. Jakuba, a ãím více se morfologicky, etologicky ãi velikostnû odch lí od v chozího stavu, tj. holuba skalního, tím je uboïej í a ménû schopn Ïivota. Extrémní v sledky lechtûní uï ani nevylétnou na stfiechu, ani neodchovají samy holoubata v teorii by tomu tak ov em b t nemû- ÎIVÉ ZÁHLAVÍ / 13
lo. Nápadn je i rychl návrat libovolné populace domácích holubû po ochabnutí dozoru chovatele k v chozímu stavu, tj. zhruba k divokému skalnímu holubovi. Cel fenomén mi byl nápadn uï ze studií,ale bylo v povaze doby,ïe se k vûfiení pfiedkládala fiada podivností, napfi. brzké vítûzství proletáfiské revoluce.v hou- tinû podobn ch trablû jsem nakonec na holuby a ostatní domestikanty pozapomnûl. Poznamenejme, Ïe i vyuãování evoluãní teorii se tehdy nevidûlo rádo, a vzpomínám si na pouãení, které nám udûlil jeden z tehdej ích pedagogû: Proã je ze v ech ÏivoãichÛ na druhy zdaleka nejvíce broukû? ProtoÏe mají pevné krovky, které je chrání pfied útoky nepfiátel. A proã je ze v ech broukû na druhy zdaleka nejvíc drabãíkû? ProtoÏe mají krovky velmi zkrácené a mohou se volnû pohybovat Pfiiznám se,ïe uï vdevatenácti se mi na tom zdálo cosi divného, byè jsem tehdy docházel k závûru, Ïe logika není pro Ïivot nejlep ím vodítkem. O to vût í radost jsem mûl po letech, kdyï jsem dostal k proãtení rukopis této knihy. Cel prapodivn fenomén s domestikanty do ní zapadal a ona ta zamrzlá evoluce Leã nebudu pfiedbíhat a vyzrazovat pikantní tajemství, uï proto ne, Ïe konzument si knihu, jak doufám, fiádnû zakoupil a nemûïe b t pfiipraven o proïitek proniknutí k jádru vûci, coï vyïaduje bedlivé proãtení textu od první do poslední stránky. V sledek Flegrova usilování je pozoruhodn v nûkolika rovinách, z nichï nikoli nepodstatná je i ta, kde získal ãas k jejímu napsání. Po zralé úvaze se totiï rozhodl, ve snaze pojistit pfied ztroskotáním jednostranné investice do memû,vypustit do svûta i své geny,a to hned na dvou sice roztomil ch, ale téï velmi nezbedn ch vehikulech. Od svého nûkdej ího vzoru Richarda Dawkinse se Flegr li í tím, Ïe svou inovaci neprezentuje jako pokraãování darwinovské ortodoxie (vzpomeàme DawkinsÛv termín new orthodoxy,aã se v podstatû jednalo o herezi jako hrom), ale jako kacífiství. Je to zfiejmû v âechách, tradiãnû bohat ch na hereze nejrûznûj ího typu, mnohem perspektivnûj í cesta, jak prorazit. Jen je nutno vymyslet nûjaké kacífistvo kapitální, protoïe ta drobná budí v mûstû Praze uï od pfielomu 14. a 15. vûku shovívavé pousmání. Je rov- 14ÎIVÉ ZÁHLAVÍ /
nûï vynikající, Ïe kniha byla vydána ãesky: jednak to zvy uje pravdûpodobnost jejího dochování (anglick ch textû o evoluãní biologii je spousta, ale aï se najde fragment ãeského, to bude na katedfie paleolingvistiky poprask, nemluvû o tom, jak snadno mûïe v izolované populaci nenápadnû probûhnout speciace), jednak uvádí ãeskou mládeï srozumitelnû nejen do evoluãní biologie nového typu, ale i do vûdeckého zákulisí. A tak bude mladá generace biologû a zájemcû o studium této disciplíny uvedena do Ïivota, aniï by bylo nutné je rovnou úplnû zkazit. Evoluãní biologie je pro jedince, ktefií v ní pfiímo nejedou, disciplína zvlá tní. Abychom mohli v jejích pravidlech hry správnû a úspû nû fungovat, musíme uvûfiit v fiadu v chozích premis. Je to zejména pfiesvûdãení, Ïe hmota je cosi nadaného jen inercií, pasivní v plà prázdnoty, nûco bez vlastní aktivity, nefiku-li nûãeho, jako je intence, ãi snad dokonce zámûr ãi vûle. Kde se potom tyto vlastnosti, projevující se tfieba u ãlovûka prozíravostí ãi plánovitostí, u nás sam ch vzaly (pokud nechceme vûfiit, Ïe spadly pfiímo z nebes), se uï nefie í. Îivé organismy totiï nûjakou, jakkoli nevûdomou intencionalitu, která by hezky a jednodu e, ale nevûdecky vysvûtlovala tfieba fenomén dlouhodob ch evoluãních trendû, mít nemohou (ne lo by aï tak o to vidût ve svûtû nûjaké nadpfiirozené jevy ãi zásahy, spí e o to, jak budeme chápat, co jsou ty pfiirozené ). RovnûÏ je nutno uvûfiit, Ïe vûdeck m vysvûtlením je pouze nûjaká metafora vzatá ze svûta lidsk ch strojû,tj.mechanomorfní,a korunou dûkazû matematick model. Pokud tomuto pevnû uvûfiíme ãi si ani neuvûdomíme,ïe by se dalo myslet jinak, jsme prav mi evoluãními biology dne ních dnû. Jsem upfiímnû zvûdav, jak se inovaãní FlegrÛv pokus podafií, neboè plavat v nûãem v rámci pravovûfií proti mejnstr mu je velmi nejisté. AÈ nezoufá, Ïe po jeho epochálním ãlánku v Rivista di Biologia dosud ne tûkl pes. Po mém stejnû epochálním ãlánku o zacílené evoluci mot lích kreseb (Zool. Jahrb. Syst. 1989: 217 254) taky ne tûkl.ba za Ïivota velikého Johanna Gregora M. ne tûkl rovnûï a tento se nakonec ze zoufalství vûnoval opatování, bankovním funkcím a sledování poãasí. BohuÏel má drobná ÎIVÉ ZÁHLAVÍ / 15
práce, mezi intelektuály v ãesk ch zemích tak oblíbená (namátkou Petr V.: Kritick úvod do teorie pfiírodního v bûru, 1996), na chod velké vûdy ãi velk ch dûjin jen minimální vliv. Ten se mûní vût inou náhle,tím,ïe zanedbávaná polarita se náhle po letech vyhrne na povrch a nebere si rukaviãky (po pádu komunismu, kter v znam trïních sil zcela popíral, nastalo jejich vá nivé uctívání nová móda se ífií lavinovitû, podobnû jako samiãky vût inou upfiednostàují ten typ sameãkû, kter chtûjí i ostatní). Trochu se obávám, aby léta úplného popírání jakéhokoli byè sebeparciálnûj ího a sebenevûdomûj ího fungování intence v Ïivém svûtû nevyústila pfievratem v naprost opak: v e je v sledkem plánu a zámûru jednoho a centrálního, v tomto pfiípadû Boha-Stvofiitele. Raketov vzestup a ífiení kreacionismu je vedle kolapsu komunismu druh m nejvût ím spoleãensk m divem,kter jsem zaïil, nemám z nûj ov em pfiíli radost. Svût, kde na mnoha kníïecích stolcích sedí pfiísní muïové se svat mi knihami, nevûstí v tomto smyslu mnoho dobrého. Pfiál bych krásné, ãtivé a vtipné Flegrovû knize a její centrální my lence lep í osud, neï byla sudba hypotetického invenãního albánského teologa, kter pfii el na brilantní a mnohé vysvûtlující kacífistvo krátce pfiedtím, neï Enver HodÏa vyhlásil První ateistick stát. Pevnû doufám, Ïe pfiedchozí ãerná vize je jen v razem nevûdom ch du evních pochodû polohumanitního karohlída, kter se probíral dûjepisn mi knihami víc, neï je pro zdárné provozování vûdy zdrávo, a Ïe pfiíteli Flegrovi nebude na stará kolena Ïivofiiti, jsa s nevolí trpûn na katedfie inteligentního dyzajnu. Pfiedpokládám, Ïe stejnou radost z knihy jako já budou mít i ãtenáfii z irok ch fiad ãeskojazyãného obyvatelstva krom biologû je dobfie pfiístupná i zvídavému laikovi s alespoà stfiedo kolsk m vzdûláním: zevrubné vysvûtlování základních genetick ch i jin ch biologick ch pojmû je plnû na místû, nechceme-li ov em podlehnout publikaãnímu nihilismu v tom smyslu, Ïe ti, co vûdí, stejnû vûdí, a ti, co nevûdí, stejnû nepochopí, a tudíï je lep í nepsat nic. Ale teì uï, mil ãtenáfii, vzhûru k poznávání, jak je to s evolucí doopravdy. Stanislav Komárek 16ÎIVÉ ZÁHLAVÍ /
1 V ECHNO JE JINAK, NEÎ SE ZDÁ Je tomu jiï zhruba 150 let, co vy lo první vydání knihy O vzniku druhû pfiirozen m v bûrem. 1 V tomto díle nejslavnûj í biolog v ech dob, Charles Darwin, jako první napsal a zdûvodnil, Ïe Ïivoãi né a rostlinné druhy vznikly a stále vznikají v pfiírodû postupn m v vojem ze spoleãného pfiedka. Vysvûtlil, Ïe silou pohánûjící rozrûzàování druhû je pfiirozen v bûr,pfiednostní pfie- Ïívání a rozmnoïování nejzdatnûj ích jedincû. Pfiirozen v bûr tak zároveà uspokojivû vysvûtluje úãelné pfiizpûsobení organismû podmínkám jejich prostfiedí. Darwinovy my lenky sice narazily na siln odpor tehdej í náboïensky orientované spoleãnosti, v odborn ch kruzích se jim v ak dostalo témûfi okamïitû v eobecného pfiijetí. Jeho teorie evoluce byla v prûbûhu ãasu nesãíslnûkrát potvrzena a do souãasnosti zûstává základem v ech vûdeck ch evoluãních teorií. Pfiedpokládám, Ïe Ïádné tvrzení pfiedchozího odstavce ãtenáfie nijak zvlá È nepohor uje. A pfiesto,s v jimkou vcelku nepfiíli zajímavého konstatování, Ïe od prvního vydání Darwinovy knihy uplynulo zhruba 150 let, jsou v echna ostatní v podstatû nepravdivá. Charles Darwin (1809 1882) rozhodnû nebyl prvním biologem, kter pfiedloïil odborné vefiejnosti ucelenou teorii v voje druhû postupnou evolucí ze spoleãného pfiedka, neboè právû toto udûlal jiï o 50 let dfiíve Jean-Baptiste Lamarck (1744 1829) ve svém stûïejním díle Filosofie zoologie. 2 Motorem pohánûjícím rozrûzàování druhû dost moïná není pfiirozen v bûr, ale zcela jiné evoluãní mechanismy, které budeme probírat v kapitole 4. Pfiirozen v bûr, tak jak ho popsal Darwin, sice umoïàuje vysvûtlit vznik úãeln ch vlastností u bakterií, nedostaãuje v ak k vysvûtlení tûchto vlastností u naprosté vût iny takzvan ch vy ích organismû. 3 Darwinovy my lenky byly aï V ECHNO JE JINAK, NEÎ SE ZDÁ / 17
neãekanû pfiíznivû pfiijaty irokou vefiejností. Naproti tomu fiada evoluãních biologû proti nim vznesla a v prûbûhu ãasu je tû postupnû vzná ela pomûrnû závaïné námitky. Darwinova teorie byla opravdu následnû mnohokrát potvrzena. Souãasnû se v ak v prûbûhu ãasu objevila fiada skuteãností, které její platnost v mnohém zpochybàují nebo pfiinejmen ím omezují. Ve svûtle souãasn ch poznatkû jiï DarwinÛv model evoluce nemûïeme povaïovat za základ vûdeck ch teorií t kajících se vzniku a v voje Ïivota. A právû o tom a o teorii, která by mohla Darwinovu teorii nahradit, by mûla b t tato kniha. Aby bylo hned od zaãátku jasno: nic proti Darwinovi. Podobnû jako on a naprostá vût ina m ch kolegû i já jsem pfiesvûdãen, Ïe organismy vznikaly bûhem nesmírnû dlouhého období trvání Zemû jeden z druhého pfiirozenou cestou biologické evoluce. 1.1 Evoluce Evolucí se obvykle rozumí postupn v voj jakékoli soustavy s pamûtí, tj. jakékoli soustavy, která odpovídá na vnûj í vlivy v závislosti na tom, s jak mi vlivy se jiï setkala v minulosti. To znamená, Ïe mûïeme mluvit stejnû dobfie o evoluci jazykû, automobilov ch karoserií ãi dámsk ch úãesû jako o evoluci kaprovit ch ryb. Evoluce mûïe b t pfiímá, zpûtná i cyklická. Jedním z mnoha typû evoluce je biologická evoluce. Je zajímavá pfiedev ím tím, Ïe v jejím prûbûhu samovolnû vznikají organismy, tj. systémy úãelnû pfiizpûsobené vyuïívání nejrûznûj ích zdrojû prostfiedí, tedy mezi jin mi tfieba takoví obdivuhodní tvorové jako mouchy octomilky, kokosové palmy, jesetefii a ãtenáfii této knihy. Ve srovnání s Darwinem mám pro toto své pfiesvûdãení mnohem více vûcn ch dokladû, poznatkû, které nashromáïdili biologové bûhem 150 let, jeï uplynula od vydání O vzniku druhû pfiirozen m v bûrem. Na rozdíl od vût iny zastáncû tradiãních proudû v evoluãní biologii se v ak domnívám, Ïe zpûsob vzniku a v voje druhû pûsobením pfiirozeného v bûru je jin, neï jak ho popsal Darwin a neï jak se nám ho snaïí ukázat souãasné uãebnice. Dále jsem pfiesvûdãen, Ïe rozdíly mezi darwinistic- 18 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN
k m a nov m modelem evoluce mají zásadní vliv na na e chápání prûbûhu fiady pfiírodních dûjû. Mnohé z tûchto dûjû, které je obtíïné pochopit v my lenkovém rámci star ích evoluãních teorií a které probíhají, aãkoli v darwinovském svûtû by probíhat nemûly, je moïné celkem jednodu e vysvûtlit v rámci nového modelu. V ãem tedy spoãívá jádro mého kacífiství: Zatímco pûvodní Darwinova teorie pfiedpokládá, Ïe druhy, se kter mi se v pfiírodû setkáváme, jsou evoluãnû plastické a více ãi ménû ochotnû odpovídají na selekãní tlaky prostfiedí, tj. úãelnû se pfiizpûsobují jeho zmûnám, nová teorie 4 naopak pfiedpokládá, Ïe naprostá vût ina druhû nic takového neãiní a ani ãinit nemûïe. Jedná se totiï o druhy,které budu dále oznaãovat jako evoluãnû zamrzlé.tyto druhy na zmûny ve svém prostfiedí odpovídají jako guma zpoãátku se tlaku prostfiedí podvolí a ãásteãnû se pozmûní, ãím se v ak jejich vlastnosti více odchylují od pûvodního stavu, tím vût í odpor tlaku kladou, aï v urãit okamïik na sebesilnûj í tlak prostfiedí pfiestanou odpovídat. Zatímco v darwinovském svûtû se v echny druhy radostnû vyvíjejí a neustále se mûní v odpovûì na nové a nové poïadavky mûnícího se prostfiedí, ve svûtû zamrzlé plasticity zûstávají druhy víceménû nemûnné a povût inou pouze smutnû ãekají, aï se zmûny v jejich prostfiedí nahromadí v takové mífie, Ïe jim nezbude nic jiného neï zpûsobnû vyhynout. Proã tomu tak je a také kde se berou nové druhy, jak je moïné, Ïe jsou druhy úãelnû pfiizpûsobeny svému prostfiedí,a jak mûïe v takovémto evoluãnû zamrzlém svûtû vûbec docházet k evoluci, na tomto místû neprozradím. JestliÏe v ak knihu neodloïíte pfiedãasnû, dostane se vám odpovûdí i na tyto otázky. Doufám, Ïe se mi v pfiedchozích odstavcích podafiilo vzbudit zvûdavost ãtenáfiû a Ïe tedy mohu zaãít hned následující kapitolu úvodním pfiedstavením obecnû známého Darwinova modelu biologické evoluce.v dal ích kapitolách budeme postupnû probírat nejdûleïitûj í novinky, o které ve 20. století obohatil Darwinovu teorii neodarwinismus.v osmé kapitole se budeme V ECHNO JE JINAK, NEÎ SE ZDÁ / 19
vûnovat evoluci dawkinsovské, tj. teorii sobeckého genu. Jedná se o model evoluce, kter mûl vyfie it obtíïe neodarwinistické teorie s vysvûtlováním evoluce u pohlavnû se rozmnoïujících organismû.tento model 5 pfiedpokládá,ïe to,co se nám navenek jeví jako darwinistická evoluce, je ve skuteãnosti jakési loutkové divadlo, které pro sebe uspofiádaly jednotlivé geny v rámci svého závodu o co nejrychlej í zmnoïování sv ch kopií.v deváté a desáté kapitole si ukáïeme, Ïe ani model sobeckého genu zásadní problém evoluce u pohlavnû se mnoïících organismû nevyfie il.jestliïe ãtete knihy stejn m systémem jako moje Ïena, tj. zaãínáte ãíst nûkde v polovinû knihy, pak dvû tfii kapitoly pfieskoãíte,z kapitoly 16 si pfieãtete v echna pfiídavná jména a z kapitoly 17 v echna slovesa, a v pfiípadû, Ïe vás kniha i za tûchto okolností zaujme, vrátíte se moïná ke kapitole s nejhezãími obrázky, doporuãoval bych vám zaãít právû kapitolou osm a následnû byste si mohli stfiihnout i kapitoly 9 a 10. (Já vím, Ïe právû vy tyto fiádky nejspí neãtete, pfiípadnû je ãtete aï úplnû nakonec, ale tfieba se vám kniha otevfiela náhodou právû tady proã to tedy nezkusit.) Rozhodnû byste v ak nemûli pfieskoãit kapitolu 11, která je z hlediska toho, co chci fiíct, naprosto klíãová. Právû v ní je pfiedstaven model evoluce, o kterém se domnívám, Ïe nejlépe odpovídá souãasn m poznatkûm evoluãní biologie a paleontologie. V dal ích sedmi kapitolách knihy budou postupnû pfiedstaveny doklady podporující platnost nového modelu a nûkteré jeho zajímavé dûsledky.v poslední kapitole pfiijde zamy lení nad tím, proã v uãebnicích stále je tû pfievládá DarwinÛv model evoluce a jaké jsou ance na zmûnu a na pfiijetí nového modelu, kter vcelku bez viditelnûj ího v sledku klepe na dvefie pfiinejmen ím od 60. let minulého století. JestliÏe se ãtenáfi-nebiolog v textu obãas ztratí nebo napfiíklad neporozumí urãitému technickému termínu (a nezachrání ho ani odkaz v rejstfiíku), nemusí se tím pfiíli vzru ovat. Doporuãuji v takovém pfiípadû ãíst klidnû dál a ono se to témûfi jistû za chvíli samo vytfiíbí.a je tû jedna technická poznámka pro mou Ïenu a ostatní skokany. KaÏdá kapitola konãí odstavcem, kte- 20 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN
r struãnû a pfiehlednû shrnuje její hlavní poselství a naznaãuje, co bude pfiedmûtem kapitoly pfií tí. Je jasné, Ïe pravovûrn skokan se jen tûïko nechá pfiipravit o poïitek objevování vlastní cesty knihou tím, Ïe by v ní listoval (a je tû k tomu odpfiedu dozadu!) a zastavoval se u kaïdého z tûchto závûreãn ch odstavcû. Pro skokany ménû pravovûrné by v ak právû tento postup mohl pfiedstavovat je tû snesiteln ústupek. âtenáfii populárnû nauãn ch knih (mne nevyjímaje) jsou dnes aï nechutnû zh ãkaní. Proto b vá zvykem uspofiádat text tak, Ïe se v nûm stfiídají obtíïnûj í oddíly s oddíly velmi lehk mi. Optimální je, kdyï se podafií prokládat odbornou látku pfiíbûhy z pfiírodovûdeck ch v prav do exotick ch krajû, pfiípadnû líãením zákulisí jednotliv ch objevû, ve kterém nesmí chybût pokud moïno veselé pfiíhody jejich úãastníkû.nic takového bohu- Ïel nemohu uãinit. Na v pravách v exotick ch krajích jsem sice strávil pomûrnû dost ãasu,ïádnou evoluci jsem tam v ak nepotkal a pfiedkládat tento fakt jakoïto doklad teorie zamrzlé plasticity se mi pfieci jenom ponûkud pfiíãí.vzhledem k tomu, Ïe jsem spí e introvert a polovinu svého profesního Ïivota jsem navíc strávil na té patné stranû Ïelezné opony, nemohu ãtenáfiûm nabídnout ani dojmy z osobních setkání s v znamn mi evoluãními biology souãasnosti. Zvolil jsem nakonec fie ení, na které mne pfiivedla moje dlouholetá zku enost s pfiedná ením kurzu Praktická metodologie vûdy pro studenty magistersk ch oborû biologie Pfiírodovûdecké fakulty Karlovy univerzity.z odezvy studentû jsem totiï zjistil, Ïe nûkteré ménû známé a ménû zfiejmé stránky vûdeckého fiemesla pfiipadají posluchaãûm nejen vcelku zajímavé,ale nûkdy i docela zábavné. A proã se tedy o nû nepodûlit i s ir ím publikem, zvlá tû kdyï to navíc mûïe pomoci zasadit pfiedkládanou látku do ir ího rámce souãasné vûdy. 6 Nemusíte v ak mít obavu,pozvánku do exotické krajiny hypotéz, grantû a citaãních ohlasû mûïete, ale také nemusíte pfiijmout. JestliÏe nebudete chtít nahlédnout pod pokliãku souãasné vûdy nebo kdyï vás bude mûj úhel pohledu pfiíli pohor- ovat, staãí, kdyï budete pfieskakovat pfiíslu né Ïluté rámeãky. V ECHNO JE JINAK, NEÎ SE ZDÁ / 21
I tak vám pochopitelnû ãást sv ch zku eností tu a tam nenápadnû podstrãím, bude se to v ak dít v mífie doufám snesitelné. Je tû radûji pár slov k mému úhlu pohledu. Vystudoval jsem biologii buàky a vût inu své dosavadní vûdecké ãinnosti jsem vûnoval molekulární fylogenetice a evoluãní parazitologii. Stejnû jako moji kolegové získávám na své vûdecké projekty peníze od vûdeck ch agentur, pravidelnû publikuji ãlánky v mezinárodních ãasopisech, pfiedná ím na univerzitû a vychovávám své magisterské a doktorandské studenty. Rozhodnû nejsem ani vûdeck m disidentem, kter ignorován okolím si bádá kdesi daleko za okrajem hlavního proudu vûdy, ani vûdeckou celebritou, která vïdy pluje v samém stfiedu hlavního proudu, a která je tudíï pravidelnû zvána jako plenární fieãník na vûdecké kongresy. Jsem jedním z mnoha vûdcû, ktefií se pohybují kdesi mezi obûma krajnostmi a pfiitom se znovu a znovu radují z toho, Ïe mûli v Ïivotû to neskuteãné tûstí, Ïe se mohou ve svém povolání vûnovat ãinnosti, která je baví ze v eho nejvíc objevovat dosud neobjevené.bohu (ãi slepé náhodû) a daàov m poplatníkûm za to budiï nehynoucí dík. V sledky mého nepfiíli rozsáhlého statistického prûzkumu (zeptal jsem se Franty a Karla) ukazují, Ïe polovina ãtenáfiû pfieskakuje v knihách pfiedmluvy a úvody. Jak jiï patrnû vût ina ãtenáfiû tu í, vzal jsem si z této skuteãnosti ponauãení a uãinil pfiíslu né protiopatfiení. Pfiedmluvu, kterou jste právû doãetli, jsem rafinovanû oznaãil jako první kapitolu. Takov ch trikû mám moïná v zásobû je tû více. Knihu Zamrzlá evoluce jsem totiï zaãal psát mimo jiné proto, abych se odreagoval po sedmi rocích sepisování odpornû tlusté uãebnice evoluãní biologie 7 (dûlal jsem to zcela dobrovolnû a obãas mne to i docela bavilo, ale ãeho je moc, toho je pfiíli ).TakÏe, váïení ãtenáfii, zkuste se radûji pfiedem pfiipravit na moïnost, Ïe se k Vám budu chovat obãas ponûkud familiérnû (za coï se zde ne zcela upfiímnû omlouvám).dopfiedu ani zcela nevyluãuji,ïe si z Vás obãas i trochu vystfielím.tím nemyslím, Ïe bych Vám vûdomû podstrkoval nepravdivé informace nebo snad úmyslnû zamlãoval fakta, která 22 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN
by se mi nehodila do krámu. Selektivní pamûè je pochopitelnû potvora, takïe radûji pfiedem poãítejte s tím, Ïe s vût í pravdûpodobností zmíním v sledky, které jsou v souhlase s mou oblíbenou teorií, neï ty, které jí odporují. V tomto ohledu se v ak mûj text nebude nijak zvlá È odli ovat od textû jin ch autorû. Nezaujaté,zcela objektivní knihy nejspí neexistují,a kdyby existovaly,nebyly by ke ãtení.pfiedem rovnûï pfiiznávám,ïe se v roli autora populárnû nauãného díla budu místy chovat ponûkud neukáznûnû tu a tam moïná nechám témata plynout ponûkud volnûji, neï b vá zvykem. Jako napfiíklad v první polovinû pfií tí kapitoly. Poznámky pod ãarou byly z technick ch dûvodû umístûny na konci knihy.v tomto jediném pfiípadû jsem v ak uãinil v jimku. Chtûl bych totiï na tomto místû podûkovat v em sv m kolegûm, studentûm, znám m i znám m m ch znám ch, na kter ch jsem rukopis bûhem minulého roku testoval.vzhledem k tomu, Ïe jich bylo asi 30 a mnohé z nich ani neznám jménem, musím to bohuïel uãinit touto hromadnou formou. Dûkuji jim za mnoïství cenn ch pfiipomínek a podnûtû t kajících se jak vûcné,tak formální stránky textu.ostatnû za to samé pfiedem dûkuji i budoucím ãtenáfiûm knihy, ktefií mohou své pfiipomínky posílat na adresu j@flegr.eu. Errata i dal í nov materiál t kající se textu budu uvefiejàovat na adrese: frozenevolution.com. Projekt byl podporován grantem M MT 0021620828. V ECHNO JE JINAK, NEÎ SE ZDÁ / 23
2 VZNIK DARWINISMU ANEB CO A JAK VLASTNù DARWIN (NE)OBJEVIL Kdo se ponofií do knihy O vzniku druhû pfiirozen m v bûrem, brzy zjistí, Ïe Darwin byl nejen geniálním biologem, ale ivelmi schopn m autorem vûdeck ch pojednání.kniha je totiï sepsána s ohledem na budoucí ãtenáfie a zejména na moïné kritiky velmi chytfie. KdyÏ vysvûtluji studentûm, jak mají psát odborn ãlánek,na pfiedním místû zdûrazàuji dûleïitou zásadu: kapitola Úvod se pí e nakonec.tato kapitola má ãtenáfii ukázat, co bylo úãelem dané studie a proã ji bylo nutné provést právû nyní a právû námi zvolen m zpûsobem. Vûda má totiï z hlediska psaní úvodû jednu dosti nepfiíjemnou vlastnost: ne vïdy nám odpoví právû na tu otázku, kterou jsme si v okamïiku zahájení vûdeckého projektu poloïili. Velmi ãasto se ukáïe, Ïe nejvût ím pfiínosem projektu je objev,ke kterému jsme do li 2.1 Odborn ãlánek Vûdecké v sledky se v souãasnosti uvefiejàují obvykle formou struãného ãlánku v nûkterém z mnoha tisíc odborn ch ãasopisû. Vûdeck ãlánek se obvykle skládá ze struãného Abstraktu, shrnujícího nejdûleïitûj í v sledky, z kapitoly Úvodu, jehoï úkolem je pfiedstavit úãel studie a zasadit ji do ir ího rámce oboru, z kapitoly V sledky, obsahující nijak nekomentované v sledky studie (namûfiili jsme to a to, rozdíl byl/nebyl statisticky v znamn ), a z kapitoly Diskuse, ve které je uvedeno, co si myslíme, Ïe na e v sledky znamenají, jak se shodují ãi neshodují s dosavadními poznatky a co z nich dále vypl vá. âlánek b vá zakonãen podûkováním lidem, ktefií k dokonãení studie pfiispûli (ale zase ne tolik, abychom je zafiadili mezi spoluautory ãlánku), a grantov m agenturám, které ná v zkum financovaly (viz Box 7.8 na str. 143), a dále seznamem literatury, kterou v ãlánku citujeme (viz Box 2.6 na str. 30). Celkovû má ãlánek (v biologick ch oborech) obvykle 2000 6000 slov a 3 6 grafû a tabulek, tj. zabírá v ãasopise 4 12 stran. 24 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN
zcela neãekanû pfii studiu úplnû jin ch jevû. Nejnázornûj í bude doloïit toto tvrzení na skuteãném pfiíkladu ze Ïivota na í laboratofie. Jak jsme omylem objevili funkci Rh-faktoru KdyÏ jsme v na í laboratofii studovali vliv nákazy parazitick m prvokem Toxoplasma na v konnost nakaïen ch osob, zjistili jsme vcelku oãekávateln fakt, Ïe jedinci s cystami prvoka v nervové a svalové tkáni reagují na jednoduché podnûty pomaleji. 1 Tomu se není tfieba ani pfiíli divit, neboè úplnû stejnû ovlivàuje toxoplazma v konnost nakaïen ch my í. 2 Podstatnû v znamnûj í v ak byl urãitû jin, zcela neãekan objev. Zjistili jsme, Ïe nákaza pûsobí odli nû na v konnost osob Rh-negativních a Rh-pozitivních. 2.2 Toxoplazma Toxoplazma je v rozvinutém svûtû moïná nejroz ífienûj í prvok parazitující u ãlovûka. Jeho koneãn m hostitelem (tj. hostitelem, ve kterém se rozmnoïuje pohlavnû) jsou koãkovité elmy. NakaÏená koãkovitá elma vyluãuje s trusem do okolí odolné cysty (oocysty), které se mohou dostat s potravou ãi vodou do tûl mezihostitelû. Mezihostitelem mûïe b t jak koli pták ãi savec, vãetnû ãlovûka. V tûle mezihostitele se toxoplazma mnoïí pouze nepohlavnû a vytváfií zde ve svalové a nervové tkáni klidová stadia, tzv. tkáàové cysty. JestliÏe koãkovitá elma uloví nakaïeného mezihostitele a pozfie tkáàové cysty, nakazí se a v vojov cyklus parazita se tím uzavfie. âlovûk se nejãastûji nakazí pojídáním syrového ãi nedovafieného masa nebo nedostateãnû omytou zeleninou kontaminovanou zeminou obsahující oocysty. U zdravého ãlovûka se nákaza projeví podobnû jako bûïné virové ãi bakteriální onemocnûní a rychle odezní. Îivotaschopné cysty ov em zûstanou v nervové a svalové tkáni doïivotnû. JestliÏe se v ak nakazí tûhotná Ïena, mû- Ïe (ale také nemusí) dojít k pfienosu nákazy na plod a ten mûïe utrpût závaïná po kození. Budoucí maminky by proto nemûly jíst nedovafiené maso a patnû umytou zeleninu a nemûly by ãistit koãiãí toalety. VZNIK DARWINISMU / 25
2.3 Rh-negativní a Rh-pozitivní osoby Osoby je moïné rozdûlit do dvou skupin li ících se pfiítomností urãité formy proteinu na povrchu ãerven ch krvinek. Rh-pozitivní osoby (tûch je v evropské populaci asi 80 %) mají na ãerven ch krvinkách pfiíslu né molekuly, zatímco Rh-negativním tato molekula chybí (ve skuteãnosti tam obvykle je, ale je pozmûnûná to nás v ak nyní nemusí zajímat). JestliÏe se pfienese krev Rh-pozitivní osoby do tûla osoby Rh-negativní, vytvofií se zde proti pfiíslu né molekule protilátky, které budou krvinky pocházející od Rh-pozitivní osoby niãit. K pfienosu krve z Rh-pozitivní osoby mûïe dojít pfii transplantaci nebo pfiirozenou cestou u tûhotn ch Rh-negativních Ïen, které ãekají (s Rh-pozitivním otcem) Rh-pozitivní dítû. V minulosti pfiítomnost tûchto protilátek váïnû ohroïovala Ïivot a zdraví dal ích dûtí stejné Ïeny. U nenakaïen ch osob byla v konnost Rh-negativních jedincû v raznû lep í neï jedincû Rh-pozitivních. U osob nakaïen ch v ak byla situace opaãná. Rh-negativní osoby mûly v dûsledku nákazy v konnost v raznû sníïenou,tj.vykazovaly v raznû del í reakãní ãasy, zatímco osoby Rh-pozitivní mûly v konnost sníïenou pouze mírnû, pfiípadnû nezmûnûnou (obr. 1.1).To by mohlo vysvûtlovat funkci Rh-proteinu.Ve vût inû zemí je toxoplazmou nejspí e doïivotnû nakaïeno 20 80 % obyvatelstva.v minulosti bylo riziko nákazy jistû mnohem vy í, a to zejména v oblastech s velk m v skytem koãkovit ch elem.takovou oblastí je tfieba Afrika, kde b vá i dnes nakaïeno pfies 90 % obyvatelstva. JestliÏe byla vût ina lidí v populaci nakaïena tímto parazitem, mohla pfiedstavovat Rh-pozivitita, zvy ující odolnost proti nepfiízniv m úãinkûm nákazy, v znamné zv hodnûní a pfiíslu n gen se mohl 2.4 Gen Jeden ze základních pojmû moderní biologie, pomocí kterého je oznaãována vloha pro urãitou vlastnost. Na konkrétním v znamu slova gen se v ak kupodivu neshodnou ani odborníci z rûzn ch oborû. Jasno v tomto bodu mají molekulární genetici, pro které je gen souvisl úsek molekuly DNA. Evoluãní biologové sice vûdí, Ïe je to nesmysl a Ïe takhle gen definovat nelze 3, ale ti jsou dnes v zanedbatelné men inû, takïe kdyby se mûli za svou prav- 26 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN
du poprat, urãitû by si odnesli pofiádn v prask. Proto radûji mlãky zatínají zuby a tváfií se, Ïe je v echno v pofiádku (a obvykle stfiídavû pouïívají pojem gen jak v pûvodním, tak v molekulárnûbiologickém v znamu). Pojem gen by se v celé knize dal nahradit slovem vloha. DÛvod, proã nevyjdu vstfiíc ãtenáfiûm-nebiologûm a proã ho slovem vloha nenahradím, spoãívá pfiedev ím v tom, Ïe budu muset místy pouïívat i jiné odborné termíny, které jsou od slova gen odvozeny. Napfiíklad genotyp, genom, genofond. Vlohotyp, vlohom a vlohofond hm, to by mi asi nepro lo. Rh-faktor Rh-faktor Obr. 1.1 Rozdíly ve vlivu nákazy parazitem Toxoplasma na reakãní ãasy Rh-negativních a Rh-pozitivních muïû. Na jednoduché podnûty nejrychleji reagují nenakaïení ( edé sloupce) Rh-negativní muïi. Po nákaze (bílé sloupce) se v ak jejich reakãní ãasy v raznû prodlouïí. Rh-pozitivní muïi reagují na jednoduché podnûty pomaleji, jejich reakãní rychlost v ak po prodûlané nákaze témûfi neklesne. Reakãní ãasy jsou na grafu vyjádfieny nikoli v milisekundách, ale v tzv. Z-skórech (v odchylkách od prûmûrné hodnoty). Horní grafy transfuzní stanice v Praze 2, dolní grafy transfuzní stanice na Zbraslavi. Levé grafy 1. minuta testu, pravé grafy 2. minuta testu. VZNIK DARWINISMU / 27
ífiit v populaci. Nemusí b t proto náhoda, Ïe mezi pûvodními obyvateli Afriky Rh-negativní osoby témûfi nejsou. Naproti tomu v Evropû,kde vïdy byly v porovnání s Afrikou divoké koãkovité elmy velmi vzácné a kde koãku domácí chovaly po cel stfiedovûk a velkou ãást novovûku pouze dosud neupálené ãarodûjnice, musela b t toxoplazmóza velmi vzácná. Není divu, Ïe právû zde se roz ífiila varianta genu odpovûdná za Rh-negativitu, a tedy vût í v konnost osob nenakaïen ch toxoplazmózou. 4 VraÈme se zpátky k pofiadí psaní jednotliv ch kapitol odborného ãlánku. Vûdeck ãlánek musí naprosto pravdivû informovat ãtenáfie o získan ch v sledcích. Bylo by v ak krajnû nerozumné do jeho úvodu popravdû napsat, Ïe jsme se na zaãátku vûbec nezajímali o Rh-faktor, ale Ïe pûvodním úãelem na í studie bylo testovat tzv. manipulaãní hypotézu,jmenovitû zjistit, zda parazitick prvok Toxoplasma gondii prodluïuje reakãní ãasy nakaïen ch jedincû (napfi. rychlost, s jakou dokáïou zmáãknout tlaãítko poté, co se jim na obrazovce poãítaãe objeví bíl bod), ãímï zvy uje pravdûpodobnost svého pfienosu z mezihostitele (za normálních okolností my i) do trávicího traktu svého koneãného hostitele koãkovité elmy. Vzhledem k nedostateãn m prostorov m moïnostem na eho zvûfiince 2.5 Manipulaãní hypotéza Podle manipulaãní hypotézy fiada parazitû cílenû a specificky mûní chování sv ch hostitelû, a zvy uje tak pravdûpodobnost svého pfienosu na hostitele dosud nenaka- Ïené. Napfiíklad se pfiedpokládá, Ïe toxoplazma mûïe sniïovat strach nakaïen ch hlodavcû z koãkovité elmy nebo sniïovat rychlost, s jakou dokáïou reagovat na jednoduché podnûty. 5 Paraziti pfiená ení pohlavním stykem by mohli zvy ovat sexuální aktivitu svého nositele nebo pfiitaïlivost nakaïen ch samcû pro samiãky. V nûkter ch pfiípadech ovlivàuje parazit chování svého hostitele pfiímo, napfiíklad pomocí cílen ch zásahû do nervové soustavy (vzteklina), v nûkter ch pfiípadech nepfiímo, napfiíklad tím, Ïe bakterie vyvolávající mor po kodí ústní ústrojí blechy, takïe mûïe kousat, nemû- Ïe se v ak nasát krve, coï zpûsobí, Ïe má nakaïená blecha stále hlad a pokou e, a tedy i nakazí více hostitelû. 28 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN
a nestydatû vysok m cenám laboratorních zvífiat jsme se rozhodli pouïít místo laboratorních my í lidské dobrovolníky. A Rh-faktor jsme sledovali pouze proto, Ïe jako pokusné osoby jsme vyuïívali dobrovolné dárce krve, u kter ch byly pfiíslu né údaje tak jako tak k dispozici. Ne, ne, ne, tfiikrát ne! Tohle jsme pfiiznat opravdu nemohli. Vûdecké objevy pfiece nemají co vznikat souhrou Èastn ch náhod, ale jako v sledek pfiedem pfiipraveného a peãlivû zacíleného projektu (viz box 7.8 na str.143).jestliïe mûl mít ãlánek alespoà jakous takous anci úspû nû projít recenzním fiízením vûdeckého ãasopisu (viz box 2.7 na str. 31), bylo tfieba do jeho úvodu napsat nûco úplnû jiného. Napfiíklad Ïe pfiítomnost Rh-pozivitních a Rh-negativních osob v lidské populaci je evoluãní záhada, Ïe by za ni mohla b t zodpovûdná rozdílná citlivost nositelû obou variant pfiíslu ného genu vûãi vlivu nûkteré infekce. Pfiitom v znamn m kandidátem na roli pûvodce infekce je Toxoplasma gondii,která v minulosti infikovala velké procento lidské populace. Sem muselo pfiijít pár citací na ãetnost v skytu toxoplazmózy v lidské populaci (vãetnû nejspí e jiï dávno zastaralé práce uvádûjící 80% ãetnost v skytu toxoplazmózy u obyvatel PafiíÏe). O tomto parazitovi je známo, Ïe zhor- uje v konnost nakaïeného mezihostitele (sem patfiily citace prací dokládajících na jedné stranû sníïenou v konnost nakaïen ch laboratorních hlodavcû a na druhé stranû jedna na e dfiívûj í práce o prodlouïení reakãních ãasû u nakaïen ch osob a jedna o více neï dvojnásobné pravdûpodobnosti dopravní nehody u osob s toxoplazmózou 6 ).Na konci úvodu bylo tfieba zdûraznit, Ïe pro pochopení biologického v znamu Rh-faktoru není v souãasnosti nic naléhavûj ího neï provést v konnostní testy u Rh-pozitivních a Rh-negativních osob zdrav ch a naka- Ïen ch toxoplazmózou a sledovat, zda v souladu s na í v chozí hypotézou budou Rh-negativní a Rh-pozitivní osoby na nákazu odpovídat odli nû. Dostateãnû drz autor by navíc napsal (a jistû i nûjak odûvodnil), Ïe zvlá tû vhodnou modelovou skupinou jsou dobrovolní dárci krve. VZNIK DARWINISMU / 29
2.6 Citace V odborném textu nelze jen tak nûco plácnout, ve kerá na e tvrzení musíme mít nûãím podloïená. Buì musíme na e tvrzení odûvodnit, nebo musíme ukázat, Ïe tuto vûc tvrdil (a tedy nûjak zdûvodnil) jiï nûkdo jin pfied námi. K tomu druhému slouïí tzv. citace pfiímo do textu se napí e jméno ãi jména autorû pfiíslu ného zdroje a rok jeho publikování a na konec textu umístíme seznam literatury obsahující navíc název pfiíslu ného ãlánku a ãasopis nebo knihu, kde byl publikován. Samozfiejmû, nejlep í by bylo uvést autora, kter danou vûc objevil nebo zdûvodnil jako první. V praxi se to v ak ani zdaleka nedodrïuje. Autofii ãlánkû obvykle citují ty zdroje, ze kter ch se o dané vûci dozvûdûli oni sami. Teoreticky by v ak mûlo b t moïné se dostat pfies fietûzec citací v postupnû star ích a star ích ãláncích aï k pûvodnímu zdroji. Vûdeãtí pracovníci jsou rádi citováni v pracích jin ch autorû. Úãelem fiady citací v odborn ch ãláncích je tak v první fiadû potû it (ãi korumpovat) pfiíslu né kolegy, ktefií mohou b t recenzenty daného ãlánku, a rozhodovat tak o jeho pfiijetí do tisku (viz box 2.7 na str. 31) nebo alespoà mohou v budoucnosti na oplátku citovat na e ãlánky ve sv ch pracích. Není asi sporu, Ïe takto pojatou kapitolu Úvod lze sepsat teprve poté, co dokonãíme kapitolu V sledky, v níï si ujasníme, co jsme vlastnû v na í studii zjistili a co si mûïeme dovolit zvefiejnit, a kapitolu Diskuse, v níï si ujasníme, co vlastnû na e v sledky znamenají, pfiesnûji fieãeno, jak je budeme v na em ãlánku vysvûtlovat ãtenáfiûm. Zasvûcen m asi nemusím vykládat, Ïe se nemusí vïdy jednat o jedno a totéï. Pro nezasvûcené abychom v budoucnu mûli pfiíleïitost zjistit, jak se vûci skuteãnû mají, musíme si v první fiadû zajistit moïnost provozovat vûdu. To s sebou nese i nutnost získávat na na e projekty peníze, a tedy i produkovat v sledky, kter mi mûïeme institucím poskytujícím peníze na vûdu i na emu zamûstnavateli doloïit svou vûdeckou v konnost. V sledky, kter mi se mûfií v konnost vûdecké práce, nejsou objevy, které uãiníme, ale poãet publikací, které protlaãíme do tisku, a dále poãet citací tûchto prací v ãláncích na ich kolegû. Skuteãn v znam vûdeckého objevu se totiï zpravidla ukáïe aï po mnoha letech, zatímco provádût 30 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN
hodnocení v konnosti vûdeck ch pracovníkû a vûdeck ch t mû musíme z mnoha dûvodû prûbûïnû. JestliÏe tedy v prûbûhu vyhodnocování dat napfiíklad zjistíme, Ïe odli n m zpûsobem na nákazu toxoplazmou reagují mu- Ïi a Ïeny, coï na i hypotézu o vlivu toxoplazmy na souãasn v skyt Rh-pozitivních a Rh-negativních osob v populaci sice nevyvrací, ale ãiní sloïitûj í, musíme si dobfie rozváïit, zda do prvního ãlánku zahrneme jak v sledky získané u muïû, tak v sledky získané u Ïen. Recenzenti a editofii odborn ch ãasopisû, ktefií rozhodují o tom, zda bude ná ãlánek uvefiejnûn ãi nikoli, nemívají rádi pfiíli sloïité hypotézy Tím konãím ponûkud ob írné líãení pfiíkladu z mé laboratofie avracím se zpátky k Darwinovi (Kdo to fiekl,ïe uï bylo na ãase!?). 2.7 Recenzní fiízení v odborném ãasopise JestliÏe vûdeck pracovník uãiní nûjak objev (a dokonce i kdyï Ïádn objev neuãiní), musí o sv ch v sledcích napsat ãlánek do odborného ãasopisu. Rukopis ãlánku za le editorovi ãasopisu a ten ho pak za le zpravidla dvûma aï tfiem recenzentûm, tj. odborníkûm, ktefií pracují v daném oboru a pokud moïno se zab vají stejnou nebo podobnou problematikou. âasto se jedná o ãleny redakãní rady daného ãasopisu, autory prací, jejichï v sledky nebo teorie jsou v ãlánku zmiàovány (zejména pokud jsou zde zmiàovány v negativních souvislostech), pfiípadnû autory, ktefií v daném ãasopise uvefiejnili ãlánky s obdobnou tematikou v minulosti. Tito recenzenti (pakliïe se zrovna nejedná o va e známé, ktefií vám fandí nebo ktefií budou va i pfiízeà v budoucnu potfiebovat) se snaïí v ãlánku najít chyby, pro které by ho mohli zamítnout. JestliÏe v ãlánku Ïádné v znamnûj í chyby neobjeví, ale nûco se jim na v sledcích stejnû nebude líbit (napfiíklad to, Ïe je neobjevili oni sami), nûjaké nedostatky si vymyslí (autor dostateãnû nediskutuje moïnost, Ïe, místo metody xy by bylo vhodnûj- í pouïít metodu yx), navrhnou editorovi zamítnutí ãlánku nebo alespoà jeho zásadní pfiepracování (coï za souãasné situace nadbytku rukopisû ãlánkû znamená ve v sledku obvykle totéï). Jestli- Ïe se jim ãlánek naopak líbí, jste jim sympatiãtí nebo jestliïe se jim hodí, aby vá ãlánek byl uvefiejnûn (tfieba proto, Ïe na nûj doká- Ïou ve sv ch pracích navázat, nebo proto, Ïe jejich vlastní ãlánky v nûm citujete v pozitivních sou- VZNIK DARWINISMU / 31
vislostech), doporuãí editorovi vá ãlánek k uvefiejnûní. Koneãné rozhodnutí o osudu ãlánku je v ak stejnû na editorovi, kter se mûïe, ale také nemusí fiídit doporuãením recenzentû. Recenzenti by mûli b t pro vás neznámí, ve skuteãnosti v dobré polovinû pfiípadû je moïné odhalit, o koho se jedná. Zejména v pfiípadû kladn ch posudkû se jejich autofii zpravidla postarají o to, abyste jejich totoïnost dokázali odhalit. V nûkter ch ãasopisech recenzenti nedostanou od editora informaci, kdo je autorem daného ãlánku, v jin ch se zase recenzent musí pod svûj posudek podepsat. Provedené studie v ak ukázaly, Ïe kvalita posudkû je tím ovlivnûna minimálnû. O nûco kvalitnûj í posudky údajnû pí ou mlad í recenzenti a recenzenti, ktefií se vyznají ve statistice. Kterak Darwin vodil ãtenáfie za nos Ve svém zásadním díle O vzniku druhû pfiirozen m v bûrem Darwin hned v úvodu pí e, Ïe hlavním dûvodem jeho zájmu o studium vzniku a v voje druhû, a tedy i hlavním dûvodem vytvofiení teorie biologické evoluce byly nûkteré skuteãnosti t kající se roz ífiení rostlin a ÏivoãichÛ a dále podobnosti dne ní a vymfielé fauny Ameriky,kter ch si v iml,kdyï se plavil jako pfiírodovûdec na v zkumné lodi Beagle kolem JiÏní Ameriky. Z hlediska vûdeckého marketingu je takov to v chozí bod úvodu vûdeckého díla velmi správn. Pfiinejmen ím v polovinû 19. století, tedy v dobû, kdy oficiální metodologie vûdy byla zaloïena na Baconovû empirismu, pozitivismu a induktivní metodû. Bez ohledu na to, jaké metodické pfiístupy tehdej í vûdci ve skuteãnosti pouïívali, zaklínali se navenek základním principem induktivní metody, tj. nejprve nasbíráme vûdecká data, a to bez jakékoli pfiedbûïné hypotézy, jak by snad mûla vypadat a co by mûla znamenat, a teprve následnû na základû vyhodnocení takto nasbíran ch dat vytvofiíme hypotézu vysvûtlující charakter získan ch dat, a tedy i pfiíslu n dûj, kter je za charakter dat zodpovûdn. Darwin byl ve své dobû jedním z mála pfiírodovûdcû, kter se pfii své práci tomuto návodu na jedinû správn vûdeck postup vzepfiel a dokonce otevfienû hájil opaãn pfií- 32 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN
2.8 Empirismus, pozitivismus a induktivní metoda To by bylo na dlouhé povídání. Pfiípadní váïní zájemci nechè nahlédnou do filosofického slovníku. Pro tento okamïik urãitû postaãí fiíci, Ïe podle pfiedstav filosofie vûdy 19. století je tfieba ve vûdû vycházet ãistû z vypozorovan ch a namûfien ch dat a pfiímo z tûchto dat (tedy z jednotlivostí) odvodit obecné zákonitosti. stup v podstatû moderní hypoteticko-deduktivní popperovskou metodu. Pfii ní se nejprve vytvofií hypotéza o tom, jak by mohl urãit jev fungovat, co by mohlo b t jeho podstatou. Na základû této hypotézy se odvodí, jak by mûla vypadat urãitá data v pfiípadû její platnosti a v pfiípadû její neplatnosti, a teprve následnû se vytipovaná data schopná rozhodnout o platnosti ãi neplatnosti dané hypotézy nasbírají. Darwin sám kdesi napsal, Ïe sbírat data bez pfiedchozí pfiedstavy o tom, jak by mohla nakonec vypadat ao ãem by mohla rozhodnout, je ãinnost stejnû po etilá, jako vydat se na pláï a tfiídit tam oblázky podle barvy a velikosti.pfiesto se v úvodu své slavné knihy drïel tradiãní osnovy a alespoà navenek pfiedstíral pouïití zavedené induktivní metody. Je pfiitom 2.9 Sir Karl Raimund Popper (1902 1994) Patrnû nejv znamnûj í filosof vûdy 20. století. Zab val se napfiíklad otázkou potvrditelnosti (verifikovatelnosti) a vyvratitelnosti (falzifikovatelnosti) vûdeck ch teorií (viz také box 3.8 na str. 66). Pro evoluãní biologii je zajímav tím, Ïe ji vlastnû nikdy nepochopil a pfiitom se o ní velmi autoritativnû vyjadfioval. Pro âechy zase tím, Ïe zemfiel témûfi bezprostfiednû poté, co mu staroslavná Univerzita Karlova udûlila ãestn doktorát. VÛbec se zdá, Ïe ãestn doktorát ãi cena mé rodné alma mater je jednou z nejnebezpeãnûj ích událostí, která kdy mûïe ãlovûka potkat. Je vlastnû s podivem, Ïe se pravomoci udûlovat ceny a ãestné doktoráty Univerzity Karlovy je tû nestaly pfiedmûtem pfiísné mezinárodní kontroly. Jen namátkou, politická mapa Blízkého v chodu mohla vypadat úplnû jinak, kdyby nûkdo vãas varoval áha Muhammada Rézu Páhlavího pfied riziky plynoucími z pfiijetí ãestného doktorátu Univerzity Karlovy. 7 VZNIK DARWINISMU / 33
témûfi jisté, Ïe ke své teorii evoluce dospûl úplnû jinak za pouïití hypoteticko-deduktivní metody. Nic jiného mu ostatnû nezb valo. I kdyï materiál, kter si pfiivezl ze své slavné v pravy ke bfiehûm JiÏní Ameriky, v sobû informaci svûdãící pro evoluãní vznik druhû obsahoval, fiekl bych, Ïe se nejednalo o informaci natolik do oãí bijící, aby pfiesvûdãila o existenci evoluce vûdce nezaujatû pozorujícího pfiírodu. Vezmûme si napfiíklad známé Darwinovy pûnkavy,uvádûné ve v ech uãebnicích jako v born doklad evoluce. Jedná se o skupinu blízce si pfiíbuzn ch druhû strnadovit ch ptákû Ïijících na GalapáÏském souostroví. Obdobn m a dokonce je tû lep ím pfiíkladem jsou i atovníci Ïijící na Havajském souostroví, coï je pro zmûnu naopak skupina ptaãích druhû blízce pfiíbuzn ch pûnkavám. Je velká koda, Ïe se jim nedostalo názvu Wallaceovi strnadi (po druhém nezávislém objeviteli evoluãní teorie). AlespoÀ na tomto místû tuto neomluvitelnou chybu zoologického názvosloví napravím. Pro strnady ze skupiny Darwinov ch pûnkav i pro pûnkavy ze skupiny Wallaceov ch strnadû je typické, Ïe vytváfiejí skupiny sice blízce pfiíbuzn ch, ale zpûsobem Ïivota, a tedy i tûlesnou stavbou pomûrnû nepodobn ch druhû. Nûkteré druhy se specializovaly na sbûr mal ch semínek, jiné na louskání tvrd ch semen, dal í na lov hmyzu a dal- í napfiíklad na vydlabávání larev hmyzu zpod kûry a ze dfieva. Jednotlivé druhy tak obsadily na svém souostroví témûfi v echny ekologické niky, jaké mají na pevninû obsazeny zcela odli né druhy ptákû ze vzájemnû nepfiíbuzn ch skupin. Blízká pfiíbuznost druhû vyskytujících se na stejném souostroví nasvûdãuje tomu, Ïe jednotlivé druhy nevznikají nezávisle jeden na druhém, ale vïdy jeden z druhého. Kdyby druhy stvofiil BÛh nebo kdyby snad vznikaly nezávisle jeden na druhém samoplozením z neïivé hmoty, asi by se na obou souostrovích vyskytovali podobnû jako na pevninû nûjací dlaskové, vylupující tvrdá semena, nûjaké s korky, Ïivící se drobn m hmyzem, a nûjací datlové, vydlabávající larvy ze dfieva, pfiípadnû by pfiíslu ná nika zûstala neobsazená. JestliÏe v ak druhy tvofií biolo- 34 / ZAMRZLÁ EVOLUCE ANEB JE TO JINAK, PANE DARWIN