Student World

Biologie je nejenom vědou přírodní, ale také historickou. Živé systémy se od těch neživých liší mj. právě tím, že disponují čímsi na způsob paměti, a pokud zkoumáme živé organismy, ptáme se také po jejich evoluční příbuznosti. Při kreslení rozsáhlých "stromů života" můžeme dnes vycházet nejen z morfologických pozorování, ale na pomoc nám přicházejí také analýzy molekulární biologie.

Zjednodušeně řečeno, pokud budeme uvažovat cosi jako střední dobu mutace, potom míra příbuznosti více druhů odpovídá míře příbuznosti jejich nukleových kyselin. Analýza příslušných sekvencí vnáší přitom do biologické systematiky velmi potřebné objektivní kritérium. Intuitivní přístup, v rámci kterého určovali příbuzenské vztahy v určité skupině specialisté na daný taxon podle svého odhadu, narážel totiž na řadu obtíží – ani odborníci se totiž mnohdy nedokázali shodnout.
Kromě porovnávání genových sekvencí (tj. kusů DNA) se pro posouzení příbuznosti často využívá i analýza ribonukleové kyseliny, především ribozomální RNA. Ostatně, právě tyto sekvence jsou zřejmě evolučně nejstarší částí živé hmoty vůbec a upomínají ještě na RNA svět existující v pozemských mořích před zhruba 4 miliardami let.
Určování příbuznosti živých organismů podle analýzy DNA přináší řadu překvapivých výsledků. Ukazuje se, že vývojové stromy probíhaly na řadě míst jinak, než jsme dosud předpokládali.
Mnohdy bývá problémem už samotné vymezení skupiny, v rámci které chceme prozkoumat evoluční vztahy. Postupujeme obvykle tak, že si vezmeme nějakého typického zástupce skupiny, o jehož zařazení není pochyb. Posléze jdeme proti proudu času zpět po vývojovém stromě a přidáváme další a další druhy/skupiny. Ve chvíli, kdy se nám zdá, že bychom již přidávali něco jiného než členy naší skupiny, je vymezení taxonomického uskupení skončeno. Není to však vždy jednoznačné a záleží spíše na nás, kdy si při "nabalování" dalších vývojových větví řekneme "už dost".
V případě rostlin je takovým problémem třeba otázka, zda do této skupiny máme zařadit také zelené řasy. Mezi nimi jsou zvlášť zajímavou skupinou tzv. parožnatkovité řasy (Charophyceae), přímí předchůdci všech suchozemských rostlin. U této skupiny řas se jako první objevila mnohobuněčnost a také celuosní buněčná stěna.
Zajímavým problémem je také určení doby vzniku vyšších suchozemských rostlin z parožnatkovitých řas. Nejstarší fosilní záznamy spor pocházejí ze staršího ordoviku (zhruba před 470 miliony lety), analýza založená na porovnávání sekvencí DNA ovšem posouvá oddělení vyšších rostlin daleko dozadu, dokonce až do prekambria.
Za zmínku ještě stojí, že analýza DNA ukázala, že přesličky a prutovky se od některých druhů kapradin liší méně než tyto druhy mezi sebou. Z tohoto důvodu tedy můžeme přesličky i prutovky zařadit přímo mezi kapradiny. Také dosavadní chápání evolučních vztahů v rámci semenných rostlin se zřejmě ukáže jako nesprávné.
A jaké další nové poznatky vnesly molekulární analýzy právě do systematiky a chápání evoluce rostlin? Je to například tzv.plastidový paradox. Jako jeden z hlavních znaků rostlin se dlouho uváděla přítomnost plastidů, tedy organel zodpovědných především za fotosyntézu. Tyto organely vznikly pohlcením fotosyntetizujících mikroorganismů (především sinic) větší buňkou. Problém však je, že, jak se nově ukázalo, na tomto základě nelze příliš stanovovat evoluční blízkost organismů – k podobnému pohlcení totiž došlo během vývoje nezávisle na sobě několikrát. Zdrojem pro plastid nebyla vždy sinice, ale někdy i přímo zelená řasa (v takových případech je plastid vlastně eukaryotickou buňkou v eukaryotické buňce). Jak se tedy ukazuje, horizontální přenos genetické informace nemusí být realizován jen prostřednictvím virů.
Stopy plastidů mají i někteří prvoci, například původce malárie. Ten sice již neprovádí fotosyntézu, ale předpokládá se, že biochemický aparát plastidů používá pro vlastní metabolismus mastných kyselin.

Zdroj: Podle přednášky Marka Eliáše v rámci Biologických čtvrtků ve Viničné

autor Pavel Houser