1 Co je evoluce
Termínem evoluce se označují etapy a procesy změny hmoty a její organizace.
Po etapě kosmická evoluce spojené se vznikem Země následovala etapa chemické a biochemické evoluce spojené se vznikem života. Další etapu představuje evoluce biologická, která je spojena s vývojem živých struktur. Biologická evoluce je soubor změn, které proběhly a probíhají v populacích, druzích i ve vyšších taxonech. U jedinců a populací vznikají účelné vlastnosti, které jsou výhodné pro další přežití organizmu. Je to samovolný proces, jehož projevem jsou změna stavby, funkcí a vzájemných vztahů organizmů. Biologická evoluce je primárně založena na genetických změnách. Ty jsou následně ovlivněny abiotickými i biotickými faktory. Pro živé systémy je charakteristická složitost, komplexita a samoorganizace k vyšší složitosti. Kulturní evoluce navazuje na biologickou evoluci. Je to negenetický přenos a změna informací. Kulturní evoluce má kumulativní charakter. Kulturní evolucí se v biologii míní negenetický přenos informace mezi rodiči a mláďaty nebo mezi členy téže skupiny živočichů (předávání zkušeností apod.).
Evoluční biologie je obor biologie, který studuje vlastnosti procesy biologické evoluce a její konkrétní mechanismy. Řeší, jak a proč se organismy ve tvarech a funkcích mění (či nemění), shrnuje poznatky z genetiky, z molekulární biologie, obecné i systematické biologie a paleontologie.
Evoluční procesy lze posuzovat z různých hledisek. Evoluce molekulární zahrnuje evoluci genomu, plazmonu a jejich produktů. Evoluce funkcí zahrnuje vznik mnohobuněčnosti, sexuality, různých způsobů přenosů genetické informace aj. Evoluce organismů zahrnuje evoluční procesy vedoucí ke vzniku druhů a vyšších taxonů. Evoluce společenstev a ekosystémů zahrnuje procesy vedoucí ke vzniku společenstev organizmů a procesy, které způsobují změny v jejich složení.
LITERATURA
Doskočil, J. Praha.: Evoluční biologie. – UK, Praha. 1994.
Flegr, J.: Evoluční biologie. – Academia. 2005.
2 Evoluční hypotézy
2.1 Před Darwinem
Carl von Linné (1707-1778) byl švédský lékař a přírodovědec přednášející v Uppsale od roku 1741. Zbýval se zejména studiem rostlin. Zavedl systematické roztřídění a binomickou (binární) nomenklaturu organismů. V roce 1735 vydal první díl Systema naturae, ve kterém v celkem dvanácti vydáních (starší vydání bez obrázků), se snažil popsat veškeré tehdy známé organismy. Věřil v neměnnost druhů, avšak všímal si proměnlivosti při šlechtění rostlin. Popsal i několik vymřelých druhů.
Georg Louis Leclerc de Buffon (1707-1788) byl francouzský přírodovědec, který poukazoval na změny klimatu. Vysvětlil odlišné flory a fauny na kontinentech historicky - postupným osídlováním, migrací v dávné minulosti. Považoval fosilie za zbytky vymřelých živočichů a rostlin.
Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) byl francouzský přírodovědec, který se systematicky zabýval paleontologie bezobratlých, zejména měkkýšů. Shrnul tehdejší evoluční myšlenky (transformismus) z počátku 19. století v díle Philosophie zoologique. K jeho hlavním myšlenkám patřilo (1) uspořádání organismů podle složitosti do tzv. gradace. Vyslovil předpoklad, že složitost organismů odpovídá jejich postupnému objevování se na Zemi, tedy je první se objevili prvoci, a další složitější organizmy se postupně objevovaly transformací jednodušších v organismy složitější. Dále se domníval, že (2) prostředí má přímý vliv na organizmy. Změny a nové vlastnosti prostředí přímo vedou ke vzniku nových druhů. Jedinci se přizpůsobují prostředí a tato přizpůsobení se stává dědičnými. Podmínka bylo, že vlivy prostředí se nemění během mnohých generací. Významnou myšlenkou byla (3) kritika teorie o neměnnosti druhu. Předpokládal, stejně jako badatelé v jeho době, že nad evolucí a pokrokem vládne neměnitelný řád, že je jakási snaha po sebezdokonalování a pokroku.
Georges Cuvier (1769 1832) byl členem francouzské akademie a zakladatel srovnávací anatomie. Zjistil, že podle morfologie určité kosti je možno soudit na tvar kostí ostatních (tzv. korelační zákon). Věřil v neměnnost a vymřelé druhy považoval za oběti vymírání vlivem kataklyzmat. Neznával vývoj druhů a věřil v nové stvoření po lokálních katastrofách. Jeho žáci dovedli myšlenky až k absurdnosti, neboť rozeznávali celkem 27 takových událostí.
2.2. Charles Darwin a jeho období
Charles Darwin (1809 - 1882) byl nejprve studentem teologie v Cambridge v Anglii. Měl silný zájem o přírodní vědy, sám sebe považoval za geologa. V roce 1831 se vydal lodí Beagle na cestu po Jižní Americe, tropické Polynésii a Austrálii a vrátil se zpět v 1836. V roce 1839 publikoval knihu Přírodopiscova cesta kolem světa, ve které popsal cestu lodí Beagle. Další roky žil v Kentu v Anglii (osada Down), kde žil jako soukromý badatel. Zabýval se řadou biologických problémů, mimo jiné opylením, šlechtitelstvím a taxonomií svijonožci. Vedl korespondenci s řadou jiných přírodovědců, mimo jiné i v Indonésii žijícím Alfredem Russelem Wallacem. Na jeho podnět, po společné přednášce s A.R. Wallacem rychle v roce 1859 vydává On the Origin of Species by Means of Natural Selection (O původu druhů přírodním výběrem). V tomto díle o 15 kapitolách shrnul obrovské množství důkazů o přírodním a pohlavním výběru. K problematice vzniku člověku se vrátil o dvanáct let později v roce 1871. Kniha The descent of the man (Původ člověka) byla silně kontroverzní v tehdejší anglické společnosti.
Princip Darwinovy teorie vycházel z představy přírodního výběru, při kterém přežívají náhodně lépe vybavení a tedy zdatnější jedinci, jejichž výhodnější vlastnosti jsou při rozmnožování předávány do dalších generací. Významnou roli rovněž hraje pohlavní výběr, spočívající ve výběru jedince opačného pohlaví za účelem rozmnožování.
Podle Darwina přírodní a pohlavní výběr umožňuje progresívní vývoj organizmů a vede k divergentnímu vývoji, tj. k situaci, kdy linie mateřského druhu se štěpí do dvou či více vývojových linií, které jsou přizpůsobeny jiným podmínkám. Diverzifikace umožňuje, že na jednotce plochy se uživí větší množství organizmů díky větší potravní (rozmnožovací aj.) specializaci.
Thomas Henry Huxley (1825-1895) byl anglický lékař a proslulý řečník, který podnikl cestu kolem světa. Byl významným propagátorem myšlenek Ch. Darwina.
Ernst Haeckel (1834-1919) byl německý lékař, profesor na Jenské univerzitě, botanik a znalec bezobratlých. Prováděl významná morfologická studia. K jeho významným myšlenkám patří sestavení vývojové řady (fylogeneze) organismů. Zabýval se ontogenezí a propagoval teorii, že ontogenetický vývoj je určitým opakováním fylogenetického vývoje, tzv. biogenetický zákon. Ve tvarech organismů hledal symetrické zákonitosti podobně jako je tomu u krystalových tvarů nerostů.
2. 3 Po Darwinovi
2.3.1 Neolamackismus
Ke konci 19. století byly Darwinovy myšlenky o přírodním výběru podrobovány kritice a některými badateli byly považovány za překonané. Kritické myšlenky jsou zahrnovány pod označení neolamackismus. Neolamackismus předpokládal, že přizpůsobení v průběhu života jedince mohou být předány do další generace. V té době ještě nebylo známo, že informace je přenášena pouze nukleovými kyselinami a nikoliv cytoplazmou, jak předpokládaly někteří badatelé. Myšlenka ortogeneze, tzv. přímočaré evoluce, byla podporována mnohými paleontology. Tato teorie vycházela z předpokladu, že vývoj je řízen samotnými organizmy a že některé trendy pokračují bez ohledu na přírodní výběr. Takové trendy mohou vést ke znakům, které nejsou adaptivní a mohou být až nevýhodné pro přežití. Mutacionismus předpokládal, že nové druhy vznikají mutací a že vliv přírodního výběru je omezený z hlediska přežití nového organizmu.
2.3.2. Nová evoluční syntéza
Ve
2.3.3. Evoluční biologie po nové evoluční syntéze
Po objevení významu DNA a zavedení výpočetní techniky a molekulární biologie se ukázalo, že většina mutací se fenotypově neprojevuje. Na konci šedesátých let 20. století byla vyslovena neutrální teorie molekulární evoluce Motoo Kimurou (1924-1994). Tato teorie minimalizuje evoluční úlohu přírodního výběru. Říká, že většina mutačních změn je náhodná a zdůrazňuje fixaci selekčně neutrálních mutací. V DNA jsou četné synonymní mutace a je významný polymorfismus proteinů. Pravděpodobnost substituce kterékoliv aminokyseliny na kterémkoliv místě bílkovinného řetězce je stálá, je závislá jen na astronomickém času a nikoliv na délce generací, velikosti populací či životních podmínkách. Totéž platí i pro náhodnosti substitucí v kódující DNA. Neutrální teorie molekulární evoluce tvrdí, že zachování či vymizení genu je náhodné. Tyto změny slouží jako molekulární hodiny. Tím, že podstatná část evoluce probíhá skrytě a fenotypově se neprojeví, velká část mutací není kontrolována přírodním výběrem. Mutace jsou však zásobárnou genetické variability. Molekulární evoluce je rovnoměrnější než evoluce morfologická.
Nové přístrojové metody, zejména v molekulární biologii, genetice a ve výpočetní technice umožnily na konci 20. století a začátku 21. století nové přístupy k poznání zákonitostí ontogenetického vývoje. Tento nový trend ve výzkumu evoluce vychází z rozkrytí vlivu genů, zejména regulátorových (Hox-genů) a je označován zkratkou evo-devo z termínu evolutionary developmental biology. Je to v současné době velmi progresivní směr biologického výzkumu.
3.4 Kreacionismus
Kreacionismus je myšlenkový proud, který popírá evoluční procesy v přírodě. Velmi sílí v současné době v religionisticky zaměřených zemích, ale i v USA a v Evropě. Kreacionismus se snaží podpořit víru v existenci Boha jako entity, která tvořila a řídí tento svět. Kreacionisti selektivně zkreslují údaje a napadají některé vědecké zákony a teorie (např. zpochybňují neměnnost poločasu rozpadu radioaktivních prvků a stratigrafické zákony jako principy k určení stáří Země apod.). Kreacionisti mají dostatek prostředků na agresivní propagandu svých názorů prostřednictvím publikací, muzeí a dokonce institucí zabývajících se výzkumem „stvoření“. Moderní směr kreacionismu je skryt pod pojmem inteligentní desing. Tento myšlenkový směr tvrdí, že některé orgány živočichů a rostlin jsou natolik složité, že nemohly vzniknout náhodně bez předem existujícího (=„Božího“) plánu. Cílem je zavedení teorie inteligentního designu jako alternativní teorie k Darwinově evoluční teorii ve školní výuce.
LITERATURA
Brownová, J.: Darwinův Původ druhů. Biografie. – Beta. 2007.
Collins, F. S.: Boží řeč. Vědec předkládá důkazy ve prospěch víry. – Columbus. 2011.
Dawkins, R: Boží blud. – Galileo. Academia. 2010.
Johnson, P. E.: Spor o Darwina. – Návrat domů. 1996.
Johnson, P. E.: Darwin. Portrét génia. – Barrister & Principal. 2012.
Larson, E. J.: Evoluce. Pozoruruhodný příběh z dějin vědecké teorie. – Slovart. 2009.
Leakey, R. E.: Darwinův původ druhů v ilustracích. – Panorama 1989.
Ruse, M.: Charles Darwin. – Galileo, Academia. 2011.