Student World

Přesto tomu však ale v některých případech tak je. Proč?

***opět článek již publikovaný na ScienceWorldu – tentokrát v hluboké minulosti, před asi 7 lety…

Pokud se podíváte na počet nohou, očí či kusadel, liché číslo zde téměř nenajdete. U okvětních lístků květin se občas najde např. symetrie podle násobků trojky (tj. např. devět lístků). Hvězdice mají pět chapadel. Když se však zaměříme na prvočísla větší než 5, začnou nám v živé přírodě povážlivě chybět.
Zajímavou výjimkou je cikáda Magicicada septendecim, která skutečně vykazuje životní cyklus o délce 17 let. Po tuto dobu žije larva cikády pod zemí, pak se z kukly vylíhne dospělý hmyz, velmi rychle se na povrchu rozmnoží, naklade vajíčka a rychle zemře. Proč 17 let?
Jedna teorie říká, že tento životní cyklus je dán parazity, kteří napadali pouze dospělé jedince. Pokud bude hostitelský organismus mít životní cyklus o velikosti prvočísla (jiná cikáda ho má 13 let), nevejdou se do něj opakované životní cykly jeho parazitů (např. po dvou letech).
Simon Singh v knize Velká Fermatova věta (Academia, Praha, 2000) tvrdí, že cikáda se takto může setkat jen s parazitem, který má životní cyklus 1 rok nebo 17 let. Jednoletý cyklus by znamenal, že by parazit musel na cikádu čekat 16 let (respektive 16 probuzení, 16 otáček cyklu apod.), což by zřejmě nepřežil.
17letý cyklus by však vznikl mutací z předešlého cyklu 16letého. Společný násobek by v tomto případě byl 272 let, kdy by parazit na cikádu nenarazil. V tomto období zřejmě parazit vyhynul, jeho 17letý cyklus se tedy vůbec neměl šanci vytvořit. 17letý cyklus cikád je tedy reliktem této doby, závodu s parazitem, který již dnes nemá žádné opodstatnění, uzavírá Singh.

Konstrukce je to fascinující a může na ní leccos být. Obsahuje však jeden zřejmě falešný předpoklad, a to sice, že k 17letému cyklu se lze dostat jen přes cyklus 16letý. Ono to ale zřejmě není tak, že by někde byly geny, z nichž každý odpovídá 1 roku cyklu a ty by mohly mutací přibývat pouze po jednom, nebo se nějak rozkopírovávaly po genomu parazita či cikády. Jedna mutace může zřejmě klidně udělat z ročního cyklu sedmnáctiletý, a to najednou – přičemž další potřebné změny se předtím v genomu např. pouze hromadily, aniž měly fenotypový účinek. Až do té mutace poslední.

Navíc: skutečně mají všechny cikády v dané oblasti 17letý cyklus nastaven úplně stejně? Z řady důvodů může dojít k posunům, aniž by se obecně měnila délka cyklu (samozřejmě, že takový posun je však relativně nevýhodný a musí k němu dojít současně na více místech, aby se jedinci mohli navzájem potkat a rozmnožit – jakmile se ale najde dost takových jedinců, dostaví se i výhody celého posunu).
Parazit by měl i další možnosti, jak se proti strategii cikády bránit – mohl by např. v mezičase parazitovat na nějakém jiném organismu (to je dosti běžné, řada cizopasníků prochází v různých stadiích svého života různými hostiteli). Zvýšit dobu jedné své generace na 17 let pro něj není výhodné i z jiných důvodů – parazitické organismy preferují kratší dobu života jedné generace, než mají jejich hostitelé. Rychleji probíhající mutace jim pak umožňují nacházet klíče k biochemickým zámkům hostitelského organismu.

I přes určité výhrady k výše popsané koncepci však zůstává faktem, že jiný podobně elegantní výklad, pokud pomineme parazity, zřejmě k dispozici nemáme. Číslům v živé přírodě obecně stojí za to věnovat pozornost – kde ještě jinde narazíme na velká prvočísla?

autor Pavel Houser