Student World

Médii proběhla zpráva o "senzaci", kterou je pravděpodobného nález předka člověka starého 6-7 milionů let. Mění kus lebky, čelist a několik zubů tvora pojmenovaného Sahelantopus tchadensis skutečně naše představy o evoluci? Je pravda, že molekulární hodiny lhaly a k oddělení vývojových větví člověka a šimpanze došlo dříve, než se původně soudilo? Několik otázek, týkajících se nálezů hominida z Čadu, jsme položili evolučnímu biologovi Janu Zrzavému, docentu Jihočeské univerzity.

Otázka:
Pokud vím, molekulární hodiny udávají, že šimpanzi a lidé se rozešli asi před 6 miliony let. To je skoro přesně jako stáří sahelantropa, který by už měl být předkem člověka. Je v tom nějaký problém?

Odpověď:
Je. Takzvané molekulární hodiny totiž pocházejí pouze a výhradně z porovnávání rozdílů v molekulárních sekvencí – to, co opravdu víme, je, že se dejme tomu sekvence nukleotidů v genu člověka a v srovnatelném genu šimpanze liší o 1%. Pokud platí, že množství nukleotidů odlišujících sekvence dvou druhů víceméně pasivně odráží, v jak vzdálené minulosti se oba druhy oddělily, bylo by možné použít míru genetické podobnosti jako přímé měřítko geologického stáří – molekulární podobnost by hrála stejnou roli jako fosilní záznam. Těžká věc – někdy to tak asi i funguje, ale někdy spolehlivě ne; rychlost molekulární evoluce téže sekvence se často prudce mění.
Navíc relativní vzdálenost dvou sekvencí musíme převést – když už věříme na molekulární hodiny – do absolutních hodnot, nějak ji kalibrovat, což nelze dělat jinak než srovnáním s dobře dokumentovaným fosilním záznamem. Neboli víme, že třeba ptáci a krokodýlové se oddělili před nějakou dobou, známe procento genetické odlišnosti jejich sekvencí, a pomocí trojčlenky vypočítáme, kdy se oddělili lidé a šimpanzi.
Věc má několik háčků – za prvé musíme každou sekvenci kalibrovat zvlášť, protože každá se vyvíjí jinak rychle (i když třeba konstantní rychlostí), za druhé touto metodou nemůžeme věrohodně odhadovat stáří evolučních událostí podle sekvencí, jejichž rychlost evoluce se mění (což jsou jistě všechny, některé víc, jiné míň – ale všimněte si, že na nestejnou rychlost evoluce nějaké sekvence těžko přijít, když a priori uvěříme na použitelnost molekulárních hodin), za třetí fosilnímu záznamu není co věřit, pokud jde o absolutní stáří evolučních linií, neboť nic nenasvědčuje tomu, že by linie nemohla být starší než nejstarší nález.
Neboli nezbývá, než zpracovat co nejvíc různých sekvencí a podívat se, jestli nedávají více či méně srovnatelné výsledky. Pokud jde o lidi a šimpanze, dospělo se k závěru, že k oddělení došlo před 4-8 miliony let, nejspíš tak nějak před 6-7 miliony.
Objev sahelantropa bych tedy přirovnal k objevu člověka vysokého 188 cm, kdybychom věděli (na základě nějakého statistického výzkumu), že lidé měří 160-190 cm.

Otázka:
Spadá nález skutečně až do doby po oddělení obou větví?

Odpověď:
Víceméně asi ano, ale rigorózní fylogenetickou analýzu zatím nikdo nepředložil. Může jít o nejprimitivnějšího známého příslušníka lidské linie, ale ze samotného stáří nálezu to nelze jednoznačně vyvodit, na to je fosilní záznam na bázi lidské linie evidentně příliš fragmentární. Jinak by koneckonců nepřicházely revoluční objevy tohoto typu každý rok (Ardipithecus ramidus 1995, Orrorin tugenensis 2001, Kenyanthropus platyops 2001, řada nových druhů rodu Australopithecus, Sahelanthropus tchadensis 2002, snad – snad! – i Samburupithecus kiptalami 1998, což je fylogeneticky hodně nejasný tvor).

Otázka:
Máme před sebou vůbec předka člověka? Nejde spíše o nějakou větev boční, jak se časem ukázal ramapithecus?

Odpověď:
To jsou dvě otázky, které bohužel – mám aspoň takové tušení – antropologové směšují. Případ ramapitek byl prostě fylogenetický omyl – je to lidoop podle všeho patřící do rodu třetihorního rodu Dryopithecus, z dnešních organismů asi nejpříbuznější orangutanům. Tohle asi sahelantropovi nehrozí, i když se už objevily názory konkurenčního týmu, že je to vlastně protogorila a že domněle lidské znaky jsou ve skutečnosti znaky samičí.
Problém je jinde – i když bude sahelantrop příbuznější člověku než ostatním lidoopům, neboli i když bude patřit do lidské evoluční linie, neznamená to, že je přímým předkem člověka, protože i lidská linie se samozřejmě větvila.
Dnes totiž víme dost natvrdo, že štěpení linií je skoro výlučným způsobem vznikání nových druhů neboli speciace – tradiční víra, že se občas druh X jako celek změní v druh Y příliš neodpovídá tomu, co nám říká jak populační genetika, tak evoluční biologie. Čili sahelantrop dost pravděpodobně přímým předkem člověka není, spíše více či méně blízkou sesterskou skupinou člověka.
I kdyby koneckonců o přímého předka opravdu šlo, dokázat to nelze. Jaké vlastnosti by měl splňovat předek dejme tomu savců? Musí vykazovat všechny unikátní evoluční novinky savců, ale nesmí vykazovat unikátní evoluční novinky žádné podskupiny savců (tedy nesmí to být ani vačnatec, ani hlodavec) ani žádné svoje vlastní unikátní novinky. Pokud by je měl, nejde o předka savců, ale o příslušníka samostatné, třeba extrémně primitivní a extrémně bazální podskupiny savců.
A tím jsme u kořene věci – předek se vyznačuje tím, že něco nemá. Taková věc se těžko dokazuje, zvláště když jde o fosilii. I když najdeme fosilní lebku, která bude uvedená kritéria splňovat, nemůžeme tušit, neměl-li tento tvor odvozenou stavbu ledvin nebo odvozené svatební chování. Nemůžeme tedy vědět, zda to je či není předek savců – neboli nejsme schopni předka savců prokazatelně identifikovat. Což samozřejmě pro předky člověka platí taky, možná ještě víc, když si uvědomíme, jak extrémně blízkými organismy se tu zabýváme – člověk a šimpanz se geneticky liší trochu víc než 1% znaků, neboli sahelantrop, australopitek a člověk jsou jistě totožní z nějakých 99% — co na tom chcete zkoumat na zubech či fragmentech kostry?

Otázka:
Jako zajímavost se uvádí, ze nález pochází z oblasti na západ od velkého zlomu. Je to opravdu takové překvapení?

Odpověď:
Není. Popis prvního druhu starého hominida z Čadu pocházejí už z roku 1996 (Australopithecus bahrelghazali), nicméně jde o formy výrazně bližší člověku i mladší než sahelantrop (cca 3,5 milionu let). Zkrátka už víme, že evoluce člověka neprobíhala pouze východně od Riftového údolí (to je ten severo-jižní řetězec jezer ve východní Africe), jenže to si antropologové mysleli pouze na základě faktu, že se toto údolí začínalo rozevírat zhruba ve stejné době, kdy se rozštěpila lidská a šimpanzí linie, a na základě chybění západních fosilií – jenže na západě se taky míň kopalo.

Otázka:
Co dodat? Mění se díky čadskému nálezu naše představy o evoluci člověka? Co nález znamená podle vás?

Odpověď:
Zatím nic moc. Myslím, že to nejdůležitější o evoluci člověka získáváme srovnáváním dnešního člověka a dnešních lidoopů (jejichž fylogenetické vztahy známe zcela precizně) a že to tak i zůstane. Paleontologie nám může něco říct o konkrétním čase a prostoru, kdy a kde antropogeneze probíhala, a samozřejmě o pořadí změn – jestli se šimpanz a člověk liší v deseti znacích, které lze na fosiliích vystopovat, mohli se samozřejmě diferencovat různými způsoby.
Antropologie už prošla několika dogmatickými periodami, věřila na rukocentrismus i mozkocentrismus, teď asi vstupuje do období postavocentrismu.
Detailní poznání pořadí evolučních změn v průběhu antropogeneze pak může i leccos říct i o funkčních vztazích mezi jednotlivými evolučními novinkami, a tedy i cosi o selekčních tlacích, které člověka formovaly.
Na tomto místě je užitečné podotknout, že nemáme vůbec žádnou obecnou teorii rychlosti evoluce – a že se tedy nemůžeme divit, že nějaká evoluční změna je "příliš rychlá". Rychlost evoluční změny závisí přinejmenším na intenzitě selekce a na velikosti populace, v které se tato selekce děje: první můžeme leda zhruba odhadovat, o druhém obvykle nemáme ani tušení.
Často se lidé diví například "příliš rychlému" (a tedy zázračnému) vzniku lidského mozku. Proti hypotéze nápadně rychlé evoluce lidského mozku lze ovšem stejně oprávněně postavit protihypotézu, že evoluce lidského mozku byla rychlá tak akorát. Je dobré si uvědomit, že mnohé evoluční změny proběhly – zrovna u člověka – opravdu nápadně rychle. Schopnost většiny dospělých lidí trávit mléko, mezi savci ojedinělá, je adaptací na domestikaci ovcí, koz a krav, tedy na událost, k níž došlo před 7-9 tisíci lety. Jiné evoluční změny jsou zase nápadně pomalé a většina evolučních změn je tak někde uprostřed.
Těžko říct, jak dlouho by mělo vlastně odlišení lidského mozku od mozku lidoopího trvat, aby byli uspokojeni lidé, kterým pár milionů let připadá příliš málo – v každém případě by takovou hypotézu o "správné rychlosti evoluce lidského mozku" měli explicitně předložit oni.

autor Pavel Houser