Student World

***následující text je úryvkem z knihy Jaroslav Flegr: Zamrzlá evoluce
(redakčně upraveno, kráceno)
první úryvek z knihy Jak chcípáček slavně zvítězil nad supermyší viz
http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/BDEB4A8F0C0157DEC12572200067A875

Můj přítel a kolega Daniel Frynta moc rád chová myši, hady a ještěry. Takto postižených osob se mezi námi pohybuje určitě více, ale můj přítel Daniel je navíc zoolog a etolog, takže si tuto zajímavou psychickou úchylku dokáže docela dobře sám před sebou a do určité míry i před svým okolím zdůvodnit. A tak má doma zhruba desítku pokojů naplněných terárii a co chvili si nosí domů další a další metry šupinatých či chlupatých miláčků. Zatímco běžným teraristům přinášejí jejich chovanci především estetické a citové prožitky, pro Daniela představují chovanci v první řadě zdroj intelektuálních podnětů. Dobrý přírodovědec se pozná podle toho, že dokáže odpovědět na otázky, na které jeho kolegové odpovědět neumějí. Výborný přírodovědec, jako třeba právě Daniel, se pozná podle toho, že si navíc dokáže položit otázky, které si nikdo z jeho kolegů zatím nepoložil.
Není tomu tak dávno, co Daniel v jednom restauračním zařízení nacházejícím se v těsné blízkosti naší fakulty při druhém půllitru světlého piva (to je to správné množství na zahájení nejplodnějších rozhovoru o fungování přírody, po čtvrtém jde již kvalita rozhovoru velmi rychle dolů) nadhodil problém, který mu už delší dobu vrtal hlavou. „Je zvláštní a mohlo by být i důležité, že se některé druhy zvířat při chovu v zajetí bez problémů rozmnožují a jiné nikoli, a místo toho vesele chcípají při první, byť sebemenší zámince. Přitom se může jednat o dva blízce příbuzné a vzhledem i ekologickými nároky velmi podobné druhy.“ A hned nabídl několik možných řešení, které by bylo možno pokusně ověřit (nejlépe na nových myších a hadech, které by výlučně za tímto účelem zakoupil do svých chovů). První možností by mohly být „špatné geny“. Aby se příslušníci určitého druhu mohli dobře rozmnožovat v zajetí, musí se náhodným řízením osudu sejít dobrá chovná skupina. Samci a samice, přesněji řečeno jejich geny, v ní musí k sobě správně pasovat, jinak se sice budou zvířata z nouze také pokoušet o rozmnožování (co taky celé dny v teráriu dělat) ale mláďata budou mít nekvalitní genotypy a budou umírat, jak již bylo řečeno, při první vhodné zámince. Problém je však v tom, že se celý jev pravidelně opakuje, bez ohledu na to, kdy a kde byli dospělí jedinci daného „špatného druhu“ v přírodě získáni. Prostě, některé druhy se v zajetí chovat dají, jiné nikoli.
Vzhledem k tomu, že vlastní bezprostřední příčinou úmrtí zvířat bývá obvykle nějaké parazitární onemocnění, přišlo na přetřes i druhé možné vysvětlení. Některé druhy mohou mít kvalitní imunitní systém, takže se dobře vyrovnají s novými patogeny, se kterými se zákonitě setkají v zajetí, zatímco jiné druhy mají špatný imunitní systém, v důsledku čehož snadno podléhají novým patogenům.
Jak je však možné, že obě skupiny druhů vytvářejí v přírodě zhruba stejně početné populace? Na první pohled se může zdát, že odolné druhy by měly nejen v zajetí, ale i v přírodě mnohem lépe prospívat, než druhy s nekvalitním imunitním systémem. Tento problém jsme (stále ještě při druhém pivu) myslím úspěšně rozřešili. Ve skutečnosti se populace úspěšného a příbuzného neúspěšného druhu nemusí příliš lišit svou početností. A mohou za to z velké části právě paraziti, kteří v přírodě působí mimo jiné jako jakýsi stabilizující faktor, vyrovnávající šance úspěšných a neúspěšných. Účinnost přenosu parazita z hostitele na hostitele totiž stoupá se zvyšující se hustotou hostitelské populace. Tento vzestup může být velmi strmý. U parazitů předávaných přímým kontaktem mezi jedinci může být rychlost šíření parazita úměrná druhé mocnině hustoty populace (tj. počtu jedinců žijících na stejném území), neboť počet náhodných kontaktů mezi jedinci je přímo úměrný druhé mocnině hustoty populace. Z toho ovšem mimo jiné plyne, že větší a zejména hustší populace úspěšných druhů jsou v přírodě vystaveny větší parazitární zátěži než menší a řidší populace druhů neúspěšných. Tak se může stát, že dva druhy lišící se drasticky životaschopností, a tedy i rychlostí množení, se ve skutečnosti nakonec mohou lišit pouze velmi málo velikostí a hustotou svých přírodních populací. I ten malý rozdíl v hustotě populací stačí k tomu, aby některý druh parazita, případně některé druhy parazitů, srovnaly náskok, který by jinak dávala úspěšnějšímu druhu jeho větší životaschopnost.

Proč se nedá ptakopysk chovat na vlnu

Spokojeni nalezeným řešením dílčí otázky jsme si objednali další pivo a s vervou jsme se pustili do dalšího souvisejícího problému. Nemohla by být existence kvalitních a nekvalitních druhů vysvětlením faktu, že do dnešní doby se podařilo domestikovat pouze naprosté minimum druhů?
V tomto případě se jedná o známý a velice nápadný jev. V přírodě se vyskytují tisíce ptačích a savčích druhů. Z nich však bylo v minulosti domestikováno jen zcela zanedbatelné procento. To samé platí i pro kulturní rostliny. Chyběla našem předkům fantazie, trpělivost, motivace, nebo to doopravdy z nějakého objektivního důvodu nešlo? Co když je skutečně možné úspěšně domestikovat, stejně jako úspěšně chovat v teráriích, jenom určité malé procento „kvalitních“ druhů a u ostatních se nám to nepodaří, kdybychom se na kousky rozkrájeli?
Nebudu již prozrazovat, při kterém dalším pivu se stočila řeč zpátky na možné příčiny rozdílů v kvalitě jednotlivých druhů. Ještě by čtenář mohl dojít ke zcela chybnému závěru, že učitelé Přírodovědecké fakulty Karlovy Univerzity holdují alkoholu. Na uvažovaném jevu (už zase mluvíme o dobrých a špatných druzích, nikoli o alkoholismu učitelů pražské Přírodovědecké fakulty) je mimo jiné zajímavé i to, že se zdá, jako by mezi kvalitními a nekvalitními druhy vedla poměrně ostrá hranice. V biologii je málo co úplně černé či úplně bílé, většinou se zde setkáváme spíše s různými vzájemně přecházejícími odstíny šedi. Právě proto jsou biologové dobře vycvičeni v rozpoznávání případných nespojitostí. Zrovna v případě kvalitních a nekvalitních druhů se zdá, jako by zde nějaká nespojitost, tj. poměrně ostrá hranice, byla. Některé druhy jsou odolné a snadno v chovech vydrží, a zejména tyto druhy se prodávají a nakupují na teraristických burzách, a některé druhy v zajetí téměř nelze udržet, a ty do svých chovů nakupuje pouze Daniel a jemu podobní nepoučitelní dobrodruzi. A nic mezi tím, tedy přesněji řečeno, velmi málo mezi tím. Právě tato nespojitost v kvalitě druhů by mohla být klíčem k pochopení podstaty celého jevu. Je vcelku málo důvodů, proč by se druhy měly dělit na dvě vyhraněné skupiny na základě kvality imunitního systému. Vzhledem k tomu, že imunitní systém představuje nesmírně složitý propletenec vzájemně spolupracujících, často však poměrně samostatných mechanismů, měli bychom v přírodě vidět více méně spojité kontinuum sahající od druhů s velmi nekvalitním až po druhy s velmi kvalitním imunitním systémem. Takovou situaci však v případě chovatelných a nechovatelných druhů nepozorujeme.

A jsme doma – zamrzlá plasticita

Neleží náhodou příčina chovatelnosti a domestikovatelnosti některých druhů někde úplně jinde? Nemůže nám vysvětlení nabídnout teorie zamrzlé plasticity? Podle ní by totiž skutečně měly existovat dvě skupiny druhů, na jedné straně menší skupina druhů evolučně plastických a na druhé straně velká skupina druhů evolučně zamrzlých. Je dosti pravděpodobné, že druhy evolučně plastické budou schopny lépe dlouhodobě přežívat v extrémních podmínkách zajetí a budou také schopné snadnější domestikace. Takže, podivný a značně exotický kur bankivský, divoký předek kura domácího, by mohl být relativně mladým druhem, který zatím nestačil evolučně zamrznout, zatímco tetřevi, koroptve a tetřívci by mohli být evolučně zamrzlí, a tedy pro účely domestikace nepoužitelní. To už by se dalo nějak testovat – například vzít si do ruky atlas savců nebo ptáků a podívat se, zda právě domestikované druhy zvířat nejsou podezřele mladé a nejsou například součástí skupin několika blízce příbuzných, možná ještě křížitelných druhů. V případě zemědělsky využívaných rostlin by se zase mělo jednat především o druhy schopné nepohlavního množení (např. roubovatelné, nebo s hlízami či oddenky) nebo alespoň samosprašné. Jak je to s domestikovanými zvířaty nevím (ovšem mám pocit, že například ovce a kozy se mezi sebou i s dalšími divokými druhy kříží velmi ochotně a něco podobného jsem myslím zaslechl i o domácích turovitých). V případě kulturních rostlin je však myslím situace zcela jasná. Například je známo, že naprostá většina odrůd ovocných stromů byla získána jako somatičtí mutanti (tj. na jedné z větvi stromu se začaly vytvářet jiné plody) a byly dále množeny výhradně nepohlavně, například roubováním. U rostlin u kterých se nepohlavní množení nedaří (ořechy, jedlé kaštany) jsou naše šlechtitelské úspěchy podstatně menší.
Teď mě dodatečně napadá – jednou z příčin, proč až doposud biologové vystačili s představou nepřetržité evoluční plasticity všech druhů, může být i to, že prováděli své výzkumy prakticky vždy právě s těmi několika málo skutečně evolučně plastickými druhy, které úspěšně chovali ve svých zvěřincích nebo pěstovali na svých pokusných polích. Zatím jsem neslyšel, že by někdo prováděl úspěšný selekční pokus na jeřábku lesním nebo na hrabáči kapském. To se to pak prokazuje evoluční plasticita, když do pokusů zařazujeme pouze ty druhy, které již dříve prokázaly evoluční plasticitu tím, že vydržely v podmínkách našich chovů nebo byly dokonce úspěšně domestikovány.
A jak tedy dopadla naše debata s Danielem na téma kvalitní a nekvalitní druhy? Samozřejmě skvěle. Se zvyšujícím se počtem čárek na účtence jsme plynule přešli k jiné, tématicky příbuzné problematice a s plným nasazením a s vydatnou pomocí přítomných kolegů jsme se konečně zapojili do oblíbeného diskusního programu „Chvilka s pomluvou“.

***tento text je úryvkem z knihy Jaroslav Flegr: Zamrzlá evoluce
(redakčně upraveno, kráceno)
Academia, Praha, 2006, objednávka http://www.kosmas.cz/knihy/132373/zamrzla-evoluce/

Anotace vydavatele:
Většina biologů i studentů přicházejících studovat biologii na vysokou školu se domnívá, že evoluční biologie je v podstatě uzavřená kapitola vědy. Ale co když je všechno úplně jinak? Co když právě evoluční biologie v 70. a 80. letech uplynulého století prodělala v naprosté tichosti zcela zásadní revoluci, po níž by se vlastně měly od základu přepsat veškeré učebnice tohoto oboru? Co když je i nový model evoluce vycházející z dawkinsovsko-hamiltonovské teorie sobeckého genu, založené na soupeření různých variant téhož genu o předání co největšího počtu vlastních kopií do dalších generací, stejně chybný jako původní model Darwinův, a vbrzku nás proto čeká revoluce další? A nemohla by stávající model nahradit například teorie takzvané zamrzlé evoluce? Teorie, která předpokládá, že naprostá většina druhů, se kterými se v přírodě setkáváme, není schopná se evolučně vyvíjet, ani když jsou vystaveny sebesilnějšímu selekčnímu tlaku, a tak pouze pasivně čekají, až se změny v jejich prostředí nahromadí v takové míře, že jim nezbude, než způsobně vyhynout. 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? Odpověď na uvedené otázky, jakož i otevřený a někdy poněkud svérázný pohled do zákulisí dnešní vědy nabízí tato kniha.

autor