Úvod do evoluce a přirozeného výběru Evoluce a přirozený výběr jsou hybateli vývoje druhů na Zemi.

Asi nejméně pochopený vědecký pojem, o který se v současnosti pře spíše laická veřejnost, nežli vědci, je koncept evoluce. Kdykoliv slyšíme o evoluci, a nemusí to být nutně v kontextu biologie, představujeme si, že se něco mění, vyvíjí. A tak když lidé mluví o evoluci v každodenním kontextu, mají na mysli určitou změnu. Teď prosím omluvte moje kreslířské schopnosti. Vidí shrbeného opičáka, jak jej znají z obrázků v Národním muzeu. Shrbený opičák se skloněnou hlavou. Lépe už to nenakreslím. To je opičák. Můžeme mu nasadit klobouk. A následují obrázky, kde se opičák postupně vzpřimuje, až se promění v chlapíka, který právě s nadšením vyrazil do práce. Jde už zcela vzpřímený. A předpokládá se, že chodit vzpřímený je lepší, než chodit shrbený. Ale tenhle chlapík už nemá ocas. Smažu ho. Tenhle ještě ocas má. Nakreslím ocas, jak má být. Promiňte mi moje neumělé kresby. Ale všichni to nejspíš známe z muzeí. Řada stále více vzpřímených opic a na konci stojí lidé dnešního typu. A tady se zrodila představa o tom, že se opice změnily v lidské bytosti. Mnohokrát jsem takové obrázky viděl, dokonce i na hodinách biologie a ve vědecké společnosti. Říká se: "A opice se vyvinuly v lidi." nebo "Opice se vyvinuly v naše předky.", tím je myšlen ten, který stál skoro vzpřímeně, byl pořád ještě trochu shrbený, vypadal trochu jako opice, ale trochu jako člověk. A tak dále a tak dále. Chtěl bych to teď uvést na pravou míru. Přestože tento proces proběhl a u těchto tvorů se časem hromadily změny, možná naši předci vypadali takhle a časem se podobali tomuto, ale jejich evoluce vůbec nebyl aktivní proces. Nejde, aby si tahle opice řekla: Chci, aby moje děti vypadaly jako tenhle, takže donutím svou DNA k takovým změnám, aby moje dítě vypadalo takhle. DNA neví, jak má co být. DNA si nemůže říci: Je lepší chodit vzpřímený a ne shrbený jako opice, takže se pokusím nějak proměnit ve vzpřímeného chlapíka. Tak evoluce nefunguje. Není to tak, jak si někteří lidé představují. Představme si strom. Máme strom a na jeho horních větvích je spousta dobrého ovoce. Horní větve nesou spoustu šťavnatých plodů. Jsou to třeba jablka. A u něj třeba žije nějaké zvíře podobné krávě, nebo raději podobné koni, a říká si: Hrome, jak rád bych se k těm jablkům dostal. A tak proto, že se chce dostat k jablkům na horních větvích, se po generace snaží natáhnout k horním větvím, krky se jim stále více protahují, až jsou z nich žirafy. Toto není evoluce ani nic z toho, co zahrnuje, ačkoliv se zdá, že dnešní pojetí evoluce nás nutí tímto způsobem uvažovat. Evoluce ve skutečnosti je, jak já raději říkám, přirozený výběr. Přirozený výběr, poznamenejme si to. Přirozený výběr. Znamená to, že v každé populaci žijících organismů existují variace. To je velmi důležité slovo: variace. Znamená, že existují mnohé obměny. Když se podíváte na děti ve škole, uvidíte takové variace. Někteří jsou vysocí, někteří drobní, někteří mají světlé vlasy, jiní tmavé. A tak dále a tak dále. Variace jsou všudypřítomné. Proces přirozeného výběru znamená, že faktory prostředí zvýhodňují určitou variantu znaku. Některé obměny nejsou příliš důležité, jiné jsou zásadní. Každá učebnice biologie uvádí jeden opravdu velmi zajímavý příklad, je jím motýl drsnokřídlec březový. Tito motýli ještě před průmyslovou revolucí v Anglii... pokusím se nakreslit pěkného motýla, abyste měli správnou představu, nakreslím jich víc, abychom měli hned několik těchto motýlů. A ještě jeden drsnokřídlec březový. Mezi drsnokřídleci byly určité rozdíly. Někteří byli více skrvnití, takže vypadali třeba takto. Přidám ještě další barvu, bílé skvrny. Někteří vypadali takto, jiní vypadali zase takto. Samozřejmě měli také černé skvrny. Někteří z motýlů možná měli sotva pár skvrn. Máme tu tedy různé barevné odchylky, jaké byste našli v každé populaci. Po tisíciletí žili tito motýli v přirozených barevných obměnách, které je nijak v životě neomezovaly. Jenže najednou přichází do Anglie průmyslová revoluce a továrny začínají chrlit oblaka sazí, protože parní stroje fungují díky spalování uhlí. A všechno, co kdy bývalo bílé nebo šedé, například kmeny stromů... nakreslím tu nějaký kmen. Kmeny třeba bývaly šedé nebo bělavé, některé stromy vypadaly možná takhle, a našim motýlům to poměrně vyhovovalo, jiné stromy měly kmeny zase tmavé, jenže průmyslová revoluce vše pokryla sazemi ze spalovaného uhlí a všechny kmeny stromů najednou vypadaly takto: Byly úplně černé nebo mnohem tmavší než předtím. Takže zcela náhle došlo k radikální změně životního prostředí motýlů. Co ovlivní jejich přirozený výběr? Jednou z hrozeb pro tyto motýly jsou ptáci a jejich schopnost je spatřit. Životní prostředí motýlů výrazně ztmavlo a vy si můžete domyslet, co nastalo: Ptáci teď můžou najít tuto kořist mnohem snadněji než tuto kořist, protože tenhle šťastlivec je na černém pozadí hůře pozorovatelný. Ne že by ho ptáci nenašli, najdou všechny, ale tohoto motýla sezobnou mnohem častěji. Takže si můžete představit, co se stane, když ptáci uloví tyto motýly před rozmnožováním nebo během reprodukce. Tito černí se budou rozmnožovat častěji a najednou začne přibývat motýlů, kteří vypadají jako oni. Najednou bude všude více těchto motýlů. Takže co se tu stalo? Měli motýli nějaký záměr nebo podnikli nějakou aktivní změnu? Vypadá to, že černé zbarvení je velmi chytrý tah. Vidíte, že okolí ztmavlo, počkáte pár generací motýlů a najednou je většina motýlů černých a vám se zdá, že jsou geniální. Všichni se rozhodli zčernat, aby se lépe skryli před ptactvem. Ale tohle se nestalo. V celé jejich populaci existovalo mnoho variací. A stalo se to, že jakmile se vše pokrylo sazemi tito tvorové a jejich potomci měli mnohem menší šance na rozmnožení. Tito motýli se rozmnožovali víc a víc, zatímco tyto sezobali ptáci dříve, než se stačili rozmnožit, nebo v průběhu rozmnožování, takže nezplodili dostatek potomků a tak se černé zbarvení stalo dominantním rysem. Tak drsnokřídlec březový přestal být skvrnitý. Možná si říkáte: OK, to je jeden příklad, jenže to nestačí. Přirozený výběr by se měl vztahovat se na cokoliv. Právě přirozený výběr může vysvětlit, že jsme se vyvinuli z jednoduché bakterie, nebo z samostatně se replikující RNA, o které budu mluvit někdy příště. Chápu, že potřebujete více důkazů a nějaký příklad ze současnosti. Nejlepším příkladem bude zřejmě chřipka, obyčejná chřipka. Příště připravím další videa o tom, co jsou to viry a jak se šíří. Viry jsou mimochodem fascinující, protože vlastně nevíme, zda jsou živí. Jsou to ve skutečnosti jen malé shluky DNA, případně RNA, o kterých se později dozvíme, že je to genetická informace. Jsou uzavřené v proteinových obalech, v takto úhledném geometrickém uspořádání. A to je vše, co jsou. Viry opravdu nejsou jako klasické živé organismy, které se aktivně pohybují či mají aktivní metabolismus a podobně. Viry jen přenášejí tuto malou DNA do jiných organismů, které ji mohou zpracovat a dále využít k výrobě dalších virů. O virech bychom mohli natočit celou řadu videí. Chřipka je také virus. Každý rok se vyskytuje trochu jiný typ tohoto viru, který zahrnuje určité varianty. Můžu je teď rozlišit podle počtu teček. Tohle bude chřipka, která se přenáší na lidi, a náš imunitní systém, o kterém bychom také mohli natočit celou řadu videí, reaguje na přítomnost viru a rozpoznává jej a může jej napadnout dříve, než způsobí v těle větší neplechu. Jistě tušíte, co se stane, pokud jde o běžnou chřipku. Označím všechny viry dvěma tečkami, a později si povíme, co tyto tečky znamenají, a jak se rozpoznají. Řekněme, že imunitní systém pozná chřipku podle dvou teček. Tělo si řekne: Když jsou tu tyto malé zelené potvory s dvěma tečkami, není to pro mě dobré. Takže bude lepší, když je napadnu a zničím dřív, než napadnou celý imunitní systém, DNA a zbytek těla. Jakmile se imunitní systém naučí rozpoznávat tento virus, dochází k velmi účinnému přirozenému výběru. Jak se imunitní systém může učit, o tom si ještě povíme. Systém začne tyto viry napadat. Jenže chřipka je poměrně zákeřná. Ale není to úmyslné, viry nejsou cítící objekty. Ale chřipka je zákeřná tím, že se soustavně mění. Nemáte nikdy stejné viry chřipky, vždycky jsou tu obměny, takže například naprostá většina virů chřipky má dvě tečky, ale čas od času se vyskytne virus s jednou tečkou, jeden má tři tečky, a zřejmě je to jen náhodná mutace, náhodně se to stane možná jen jednomu z... teď si vymýšlím... jednomu z milionu těchto virů, že má jen jednu tečku místo dvou. Ale co se stane, jakmile se lidský imunitní systém naučí bránit proti tomuto viru se dvěma červenými tečkami? Tento odlišný virus nebude muset soupeřit s ostatními viry, aby nakazil lidský organismus. Bude mít lidskou DNA pro sebe. Bude pak mnohem úspěšnější. Takže další rok, až chřipka zaútočí, až lidé začnou kýchat a šířit viry na kliky dveří a všude jinde, tento virus se stane novým typem chřipky. Takže když pozorujete tento proces, vidíte, že každý rok máme nový typ chřipky. A to je evoluce a přirozený výběr v reálném čase. Skutečně se to děje! Nestane se to během milionů a milionů let. Ačkoliv většina významných jevů v životě kolem nás i uvnitř nás jsou založeny na procesech vyvinutých za miliony a miliony let, ale tady změnu vidíme již za rok. Dalším příkladem můžou být antibiotika a bakterie. Bakterie jsou malé pohyblivé buňky, budeme o nich ještě mluvit, které normálně žijí, mají metabolismus a vše ostatní. Mimochodem, je dobré si zapamatovat, že pokud je řeč o infekci, je to buď virová infekce, kdy viry napadají DNA a využívají vaše buněčné procesy ke svému rozmnožování, nebo může jít o bakteriální infekci. Tu způsobí malé pohyblivé buňky, které uvolňují jedy, a ty mají za následek nevolnost a jiné obtíže. Tyto bakterie mohou být zničeny antibiotiky. Anti-biotika. Správně je to bez pomlčky. Antibiotika. Antibiotika napadají bakterie, zabíjí je. Když přijdete k lékaři a řeknete mu: Je mi špatně, asi mám bakteriální infekci. Potřebuji antibiotika. Rozumný lékař řekne: antibiotika vám jen tak nedám, protože čím více antibiotik užíváte, tím více nových verzí bakterií stvoříte. Měl bych být opatrný se slovem stvoříte, protože je vlastně aktivně netvoříte, ale abych to nějak dořekl, pravděpodobně tak umožníte rozvoj bakterií rezistentních vůči antibiotikům. Jak je to možné? Dejme tomu, že... dejme tomu, že máme nespočet těchto zelených bakterií. A jednou za čas se objeví jedna, která je malinko jiná než ostatní. Celá populace bakterií vám způsobí stejné onemocnění. Tato bakterie má jen náhodnou odchylku, v její DNA došlo k drobné změně. Nicméně všechno jsou to bakterie, které byste ve svém těle nechtěli. Imunitní systém je dokáže zlikvidovat, ale když jich je moc, můžou vás zabít nebo způsobit vážnou nemoc. Kdyby začali brát antibiotika všichni, kteří nejsou opravdu nemocní, nebo když je opravdu vážně nepotřebují, dostanou antibiotika, která zelené bakterie spolehlivě ničí. Ale co se stane, když náhle zabijete spoustu zelených bakterií? Modré bakterie pak získají celý ekosystém, o který musely bojovat se zelenými, aby si také něco ukořistily z vašeho těla. Ale teď jsou samy a můžou se množit dle libosti. Zdůrazňuji, že v tom nebyl žádný záměr, žádný úmyslný proces, kdy by si řekla: Koukejte, jsem bakterie, ale jsem chytřejší než vy a přetvořím se tak, abych se ubránila antibiotikům. Ne, jsou to jen nahodilé změny a mutace, které se u virů a bakterií běžně dějí. Ale tak výhodná je třeba jen jedna změna z milionu. Ale jakmile zničíte všechny její konkurenty, tato nová bakterie se rychle namnoží a stane se dominantní bakterií. Najednou jsou pracně vyvinutá antibiotika proti zeleným bakteriím zcela bezcenná. Takto můžeme dát vzniknout superbakterii. O ní už jste možná slyšeli. Ne že by se superbakterie sama stvořila. Vznikne díky našemu hubení jejích konkurentů a my ji pak nedokážeme zničit, protože všechny léky jen pomůžou ničit její konkurenty. A tato bakterie bude dále mutovat. Pokud budeme používat antibiotika příliš často, budeme podporovat selekci bakterií, na které antibiotika nebudou působit. Ale myslím, že jsem už mluvil dost dlouho, i když je to téma opravdu fascinující. Tohle video jsem chtěl udělat jako první lekci o biologii, protože biologie je studium o životě. Můžeme se bavit o tom, co je to život, jestli viry jsou živé organismy nebo ne, ale pokud opravdu chcete studovat živé organismy, musíte vždy vycházet z myšlenky přirozeného výběru. Mohli bychom letět na jinou planetu, kde žijí tvorové bez DNA, nebo mají v buňkách uchovaný nějaký jiný typ dědičné informace, nebo se rozmnožují nějakým jiným způsobem, nebo základy jejich buněk netvoří uhlík, ale křemík. a kdybychom na této planetě chtěli studovat biologii, všechny naše znalosti o biologii, virech a DNA by byly k ničemu. Ale pokud rozumíme tomuto konceptu přirozeného výběru, tedy že prostředí ovlivní výběr a že neexistuje žádný aktivní proces, ale jen náhodné jevy, změny, které řídí jen náhoda, tyto změny se rozšíří za nepředstavitelně dlouhou dobu, hromadí se a dále šíří s velmi důležitými následky. Povíme si o tom v dalším videu. Brzy na viděnou!