Co je to život? Definovat život je těžší, než by se na první pohled mohlo zdát. Podíváme se, čím je život charakteristický a jakou roli hrála v evoluci DNA.

(hudba) Co je to život? Vše, čím jsme se dosud zabývali, mělo jedno společné: nebylo to živé. Nyní se až do konce tohoto pořadu budeme zabývat tím, co živé je a žijícími organismy. Biologové se domnívají, že vesmír životem překypuje, že život najdeme po celém vesmíru, ale vlastně o něm nic nevíme. Jediné místo, kde víme jistě, že život existuje, je naše Země. Proto ho také na Zemi zkoumáme. Co je život? Čím je tak zvláštní? Intuitivně asi tušíte, co činí život tak zvláštním, ale je velmi těžké ho přesně definovat. Pokusme se o hrubé srovnání. Porovnejme nějaké dvě velké věci. Například slona a Zemi. Můžu říct, že slon se pohybuje, ale Země je také poměrně pohyblivá. Můžu říct, že slon roste, ale i mladá Země během svého vývoje určitým způsobem povyrostla. Nebo můžu třeba říci, že slon, stejně jako všechny živé organismy, jedná úmyslně. Řekl bych, že se dostáváme blízko, ale stále to nemůžeme tvrdit s jistotou. Můžeme pouze určit některé vlastnosti, které pozorujeme na všech živých organismech. Nyní se pokusím popsat čtyři klíčové vlastnosti, které se zdají být shodné pro všechny živé organismy. První vlastností je látková výměna. Všechny živé organismy jsou tvořeny z buněk. Všechny buňky provádějí látkovou výměnu, tedy přijímají vnější energii a hmotu, aby se udržely v provozu a mohly pokračovat ve své činnosti. Tento složitý proces je řízen instrukcemi z hlavní molekuly, DNA, to je deoxyribonukleová kyselina, která je přítomna v každé buňce. Druhou vlastnost nazýváme homeostáza. Je to složité slovo, ale stojí za to si ho vysvětlit. Homeostázou nazýváme schopnost všech buněk a vlastně všech živých organismů, neustále se přizpůsobovat drobným změnám prostředí pomocí energie a látek procházející skrz metabolismus. Homeostázi také řídí instrukce, které můžeme najít v DNA. Třetí klíčovou vlastností je reprodukce. Jakkoli dobře buňky zvládají homeostázu, nakonec každá z nich, každý žijicí organismus vypoví službu a odumře, ale v tu chvíli přichází život s velmi chytrou fintou, jak přetrvat. Předtím, než jednotlivec zemře, vytvoří kopii sebe a své DNA a tyto kopie vysílá do světa. Takže i když zemře, jeho kopie přežijí. A tak funguje reprodukce. Čtvrté vlastnosti říkáme adaptace. Během mnoha generací se živočišné druhy v důsledku změn prostředí mění, přizpůsobují a odlišují. Daří se jim to kupodivu díky chybám při kopírování DNA. Občas udělá DNA chybu, ale kopie funguje. Když se to stane a vznikne nová verze, která plní všechny tyto funkce – látkovou výměnu, homeostázu, reprodukci, nazýváme ji novým druhem. Skoro to vypadá, jako by se DNA pomalu učila, jak vytvořit nový druh, který v novém prostředí umí nové věci. Tímto způsobem vznikla obrovská rozmanitost života kolem nás. (hudba) Látková výměna, homeostáza, reprodukce a adaptace jako by se navzájem doplňovaly. Látková výměna zajišťuje energii a látky potřebné pro neustálé drobné obměny homeostázy a také pro reprodukci. Díky adaptaci se živočišné druhy dokážou přizpůsobit velkým, dlouhodobým změnám prostředí. A to je klíčem k evoluci. Pomocí homeostázy a adaptace dokážeme vysvětlit, proč se zdá, že život má cíl. Jako by se vzpíral životnímu prostředí. Propojit tyto čtyři vlastnosti umějí pouze žijící organismy. Co je tedy spojuje? Odpovědí je obdivuhodná molekula jménem DNA. Zdá se, že DNA má zásadní podíl na všech čtyřech vlastnostech, které blíže určují život. Jak vznikla a jak funguje? Na úvahách o DNA je nejlepší to, že ji můžete přirovnat k programům svého počítače. DNA obsahuje instrukce pro výrobu bílkovin, které zajišťují správné fungování buněk. DNA také obsahuje informace, na základě kterých se sama reprodukuje a na základě kterých se reprodukují i buňky. Z čeho se DNA skládá a jak funguje? DNA je obrovská molekula skládající se z miliard atomů. Ty jsou uspořádány do dvou velkých řetězců. Každý řetězec má můstky pospojované jako příčky žebříku. Celé to pak jako žebřík i vypadá, pouze se stáčí tak, že tvoří dvojšroubovici, která je složena v jádru buňky. A funguje následovně. Genetická informace je vepsaná v můstcích pomocí zvláštního, čtyřpísmenného kódu. Molekula uvnitř buňky se pak přiblíží k DNA, najde její potřebnou část, přečte kód a poté se vrací zpátky a donutí proteiny udělat to, co DNA potřebuje. DNA se také umí sama zkopírovat. To funguje takto: Žebřík DNA se rozdělí napůl a každý můstek si v polévce látek, které ho obklopují, najde svůj protějšek, čímž vzniknou dvě totožná dvouvlákna DNA. Takto se tedy DNA kopíruje a tento proces je základem rozmnožování u všech živých organismů. DNA stojí v popředí moderního vnímání toho, jak život funguje. Anglickému přírodovědci Charlesu Darwinovi se už v 19. století podařilo pochopit, jak tyto změny nastávají a jak se život vyvíjí. Před Darwinem většina přírodovědců věřila, že živočišné druhy jsou neměnné, že se časem nemění. Někteří ale zkoumali fosilie a připadalo jim, že se druhy ve skutečnosti během času proměňují. Otázkou bylo jak. A tu se Darwin snažil zodpovědět. Darwin věděl, že šlechtitelé umí druh zvířete rychle změnit, a to jen během několika málo generací. Dělají to tak, že určují, kteří jedinci se budou množit a kteří ne. Když budete chtít vyšlechtit tlusté ovce, množit budete jen ty tlusté a nenecháte množit ty hubené. Tímto způsobem můžete poměrně rychle změnit rasu nebo druh. Darwin si povšiml, že v přírodě se děje něco podobného. Jako kdyby si sama příroda vybírala, kteří jedinci se rozmnoží a kteří ne. Představte si například orla. Orla s velmi dobrým zrakem. Bude mít spoustu jídla a bude se rozmnožovat. Představte si jiného orla, který vidí velmi špatně. Bude to mít mnohem těžší a jeho šance rozmnožit se budou minimální. Znamená to, že orel s dobrým zrakem bude mít daleko početnější potomstvo a časem budou jeho vlastnosti v rámci druhu mnohem běžnější. Ptáci jeho druhu se tedy změní a budou se podobat více orlovi s dobrým zrakem. Darwin si uvědomil, že opakuje-li se to po milion generací, je to mechanismus, který mění život. Příroda sama vybírá, kteří jedinci se rozmnoží. Nazval tento mechanismus přírodním výběrem a dovtípil se, že je to klíč k evoluci života. Ukázalo se, že evoluce je nekonečný proces. Životní prostředí se stále mění, proto se mění i živočišné druhy. Nikdy to nekončí. Když Darwin tuto teorii poprvé představil, v Británii 19. století se setkal se značnou skepsí. Dokonce přinesl i spoustu důkazů, zjevně ale ne dost a některým věcem navíc moc nerozuměl. Neměl například tušení o roli DNA. Od té doby se objevila spousta nových důkazů, které jeho teorii značně posílily. V moderní biologii má dominantní postavení. Určitě prostudujte důkazy evoluce i vy. Nejprve ty, které měl k dispozici Darwin. Ideálně si přečtete jeho úžasnou knihu „O původu druhů“. Je velmi čtivá. Je to klasika, která stojí za přečtení. Poté prostudujte novější důkazy. Nebudete litovat, protože Darwinovy myšlenky propojené s moderními poznatky o funkci DNA jsou pro pochopení principů života klíčové. (hudba)