Červen 2007

Příroda není zase tak krutá

S Jaroslavem Flegrem o jeho zamrzlé evoluci a Darwinově chybě. Doc. RNDr. Jaroslav Flegr, CSc., (1958) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze a působí zde na katedře parazitologie, kde se zabývá protozoologií, molekulární taxonomií a evoluční biologií. Jeho tým jako první popsal vliv parazita Toxoplasma gondii na lidskou psychiku a chování a na pravděpodobnost narození synů či dcer. Je autorem rozsáhlé učebnice Evoluční biologie, do širšího povědomí veřejnosti vstoupil díky své knize Zamrzlá evoluce, v níž populární formou vysvětluje svou teorii vývoje druhů, která popírá panující evoluční teorie Ch. Darwina a R. Dawkinse. Kniha v minulých dnech získala ve své kategorii cenu Magnesia Litera.

Dá se říci, že vaše teorie zamrzlé evoluce popírá Darwina. V čem se podle vás mýlil?

V tom úplně základním ne. Nemýlil se, když říkal, že existuje evoluce a že organismy vznikly jeden z druhého postupnou cestou. Pravdu měl i v tom, že vznik účelných adaptivních struktur organismů – třeba ploutví nebo křídel – se dá vysvětlit přirozeným výběrem, ve kterém vyhrávají ti, kteří jsou lépe přizpůsobeni přírodním podmínkám, v nichž žijí. V čem ale pravdu neměl, je tvrzení, že přirozený výběr může tímto způsobem měnit druhy, které už známe a které se v přírodě vyskytují. Abychom byli přesní: pro organismy, které se rozmnožují nepohlavně, Darwinova teorie platí beze zbytku. Pohlavně se rozmnožujícím organismům ale chybí jedna základní vlastnost nutná pro fungování darwinistické evoluce – dědičnost biologické zdatnosti. Geny rodičů se totiž namixují u mláďat v úplně nových kombinacích a úplně jinak na sebe vzájemně působí. Dobré vlastnosti rodičů se proto nesčítají ani neprůměrují, ale mohou klidně vymizet. Prakticky se to projeví třeba tak, že se silným a rychlým rodičům může narodit slabý a pomalý potomek, a naopak.

Obecná představa ale je, že se „dobré geny“ sčítají. Kdy si vědci všimli opaku?

Vlastně už ve 30. letech 20. století. Teprve v šedesátých letech si ale někteří evoluční biologové a genetici – například William Hamilton a později Richard Dawkins – uvědomili, že to může mít zásadní dopad na fungování evoluce. Upozornili, že k pochopení toho, jakým způsobem se vyvíjejí druhy u pohlavně se rozmnožujících organismů, je potřeba se zaměřit o jednu úroveň níž. Podívat se, jak mezi sebou soutěží jednotlivé varianty genů, takzvané alely, v rámci jednoho místa na chromozomu.

O co mezi sebou varianty genů ale můžou soutěžit?

O to, která z nich se ve větším počtu kopií předá do další generace a která z nich lépe naprogramuje svůj nosič – Dawkins říkal vehikl, vozíček – tedy živé organismy, v jejichž buňkách varianta genů sedí. Dawkins navrhl elegantní řešení: tvrdí, že evoluce probíhá darwinovským mechanismem jen na povrchu. Ve skutečnosti mezi sebou nesoutěží organismy, ale jednotlivé varianty genů. Pro laika to vypadá jako nevýrazná změna pohledu, vyplývají z ní ale zásadně jiné důsledky.

Chtělo by to asi nějaký konkrétní příklad.

Představte si zvíře, které mívá ve vrhu běžně deset mláďat – pět samečků a pět samiček –, obvykle však dokáže uživit osm z nich. A představte si, že na takzvaném Y chromozomu – to je ten chromozom, který mají pouze samci – vznikne nová mutace, říkejme jí modrovousovská. Ta způsobí, že její nositel zabije své čerstvě narozené dcery. Takový samec vychová vždy pět synů, a nikoli čtyři dcery a čtyři syny jako jedinec s nemutovaným genem. Podle Darwina se modrovousovská varianta genu nemůže šířit – snižuje počet potomků svého nositele, tedy jeho biologickou zdatnost. Podle Dawkinse se naopak modrovousovská varianta šířit bude, její nositelé ji předají do další generace v pěti, nikoli pouze ve čtyřech kopiích. Pravdu má Dawkins a jeho teorie sobeckého genu.

Co pak tvrdíte vy ve své teorii?

Teorie zamrzlé plasticity říká, že Dawkins a Hamilton se nemýlili v tom, že Darwinova teorie je špatná, ale mýlili se v řešení, které nabídli. Důvodů je sice víc, ale snad postačí, když řeknu pouze jeden. Geny mají proti organismům tu výhodu, že se do dalších generací předávají v nezměněné podobě – pokud nedojde k mutaci, což je velmi vzácné –, problém je ale v tom, že jejich účinek na organismus je v každé generaci jiný. Ani tady se nově získané vlastnosti nesčítají. Gen totiž nevyvolává a nemění vlastnosti organismu izolovaně od svého okolí. Jaký bude mít účinek na vzhled a chování organismu, závisí na tom, jaké další geny se s ním vyskytují v daném jedinci. Stejný gen tak může u jednoho rodiče kódovat rezistenci proti malárii a u potomka, vzhledem k tomu, že bude mít za sousedy jinou sadu genů, může vyvolávat úplně jinou vlastnost. Ani teorie Dawkinse a Hamiltona tedy nedokáže vysvětlit evoluci u pohlavně se rozmnožujících organismů. Jenže my víme, že evoluce probíhá. Takže potřebujeme nějaký mechanismus, který by to vysvětlil a spojil tuto zkušenost s našimi znalostmi fungování genetiky.

Jaké řešení navrhuje teorie zamrzlé plasticity?

Tvrdí, že pohlavně se rozmnožující druhy sice mohou podléhat evoluci, ale jen bezprostředně po svém vzniku. A to ještě ale jenom tehdy, když druh vznikl takzvanou peripatrickou speciací – když se maličká část populace odštěpí od té velké mateřské a osídlí místo, kde nikdy nežila, třeba nějaký ostrov. A tam, v izolaci, se může začít vyvíjet. Odnese si totiž jenom malou část genetického polymorfismu, což znamená, že všechny geny jsou zhruba stejné. Potom je jedno, jak se v jedincích promíchávají – určitá alela, varianta genu, se vždycky ocitne zhruba ve stejné společnosti jako u rodičů. Vypadá to podobně, jako byste chtěl míchat balíček karet, kde by byla jen srdcová esa.

Jak ale za takových podmínek vznikne nový druh?

Jakmile se u druhu, který je geneticky stejnorodý, vyskytne nějaká nová mutace, která je výhodná u rodičů, bude nejspíš výhodná i u potomků, protože bude působit v kontextu podobné sady genů. Nový druh se tedy nějakou dobu může vyvíjet nejen podle Dawkinsovy teorie, ale dokonce podle Darwinovy představy.

Vaše teorie je tedy vlastně návratem k původní představě.

Až na jeden zásadní rozdíl – zatímco podle Darwina se druhy vyvíjejí po celou dobu své existence, podle mé teorie se vyvíjejí jen chvíli, řekněme jedno až dvě procenta doby své existence. Potom se v jejich genofondu nahromadí spousta variant od jednotlivých genů a populace se začne chovat, jako by byla evolučně zamrzlá, nebo spíš evolučně gumová. Když třeba budeme selektovat v populaci velké jedince, druh se opravdu začne zvětšovat. Jde to ale čím dál hůř a hůř.

Proč?

Protože v polymorfní populaci těžko úplně zvítězí nějaká varianta genů. Zvítězit zde mohou jen evolučně stabilní strategie – to jsou ty, které jakmile převládnou v populaci, nemohou být už vytěsněny žádnou jinou.

To ale převrací vžité představy o krutosti přírody. Už nevítězí zdatnější, jak tvrdil Darwin, ale ti nejstabilnější.

Přesně. Můžeme vychýlit zastoupení jednotlivých variant genů, ale čím dál jsme od rovnováhy, tím nám to jde hůř, a po nějaké době přestane populace na náš selekční tlak odpovídat. Jakmile pak přestaneme selektovat, vrátí se navíc do původního stavu. Takže druhy, které dnes v přírodě pozorujeme, jsou možná z 98 % druhy evolučně zamrzlé.

To připomíná šlechtění plemen psů nebo holubů.

Je to dost podobné. Šlechtitel dokáže vytvarovat příslušníky daného plemene do nejroztodivnějších forem. Po určité době ale jeho přešlechtění miláčci ztrácí životaschopnost a plodnost, takže další šlechtění končí. Kdybychom vypustili příslušníky některé vyšlechtěné rasy domácích zvířat do volné přírody, během malého počtu generací by se nejspíš vrátili působením přirozeného výběru ke své původní formě – u holubů k formě holuba skalního, u psů k formě „univerzálního voříška“.

Z pohledu laika tedy evoluce probíhá podle Darwina a Dawkinse a vy jste ve své teorii jen upravil její dynamiku.

Ne tak docela. Nejnápadnější rozdíl je skutečně v dynamice – druhy se nevyvíjejí kontinuálně, ale ve skocích. Vznikne nový druh, deset dvacet tisíc let se jeho podoba a vlastnosti mění, ale pak zamrzne, pět milionů let zůstává stejný a nakonec vyhyne. Na první pohled se může zdát, že v tom není velký rozdíl, ale ve skutečnosti z toho plynou i další skutečnosti, které jsou v mnoha směrech významné a zároveň docela překvapivé.

V čem?

Třeba v tom, že naprostá většina druhů, které známe, je odsouzena k zániku. Některé možná budou mít štěstí a dají vzniknout nějakému novému druhu. Bude to ale stejně jen malinká část mateřské populace. Zbytek starého druhu prostě vymře. Podle mé teorie také například není většina druhů optimálně přizpůsobena podmínkám, v nichž nyní žijí, ale spíš těm, které panovaly v době jejich zrodu. Čím víc se podmínky těm původním vzdalují, tím hůř se v nich evolučně zamrzlému, a tedy zastaralému druhu žije. Jeho populace jsou čím dál menší a zmenšuje se i území, na kterém se vyskytuje. V zásadě můžeme říci, že vzácné druhy jsou ty, které jsou evolučně nejstarší. Naopak hojné druhy jsou ty, které byly plastické ještě nedávno, a které jsou proto relativně dobře přizpůsobené momentálním podmínkám. Zajímavých „prohlédnutí“ a „objevů“ je díky nové teorii mnohem více, ale přece je zde nebudu všechny prozrazovat – koho to zajímá, ať si koupí moji knihu, tam to všechno je.

Jak dlouho trvá aktivní perioda přeměny druhu?

Deset až dvacet tisíc let. Mohu se ale mýlit. Člověku to možná přijde jako dlouhá doba, ale v paleontologickém záznamu takový okamžik skoro nic neznamená a ani ho v něm nenajdete. Proto si také biologové Stephen Jay Gold a Niles Eldredge všimli, že v rozporu s tím, co předpokládal Darwin, se v paleontologickém záznamu druhy objevují jakoby už hotové. Na úrovni druhů chybí ty neustále hledané mezičlánky.

Co může „plastický“ druh za těch dvacet tisíc let stihnout?

Leccos. Třeba ze zvířete velikosti myši vznikne slon. Záhadou pro paleontology není to, jak se z malého zvířete stane velikánské, ale proč to v přírodě trvá tak dlouho. Když se totiž podíváte, s jakou rychlostí pěstitelé holubů vytvářejí nová plemena... No, a teorie zamrzlé plasticity ukazuje, že dlouhý čas je potřeba proto, poněvadž druhy mohly na selekční tlak odpovídat jen velmi krátkou chvíli. Pak zamrzly a čekalo se na další speciaci.

Ve své knize píšete, že teorie zamrzlé plasticity vysvětluje i paradox vzniku pohlavního rozmnožování. Jak?

Já si nejsem jistý, že říkám, zda vysvětluje paradox pohlavního rozmnožování. Spíš proč jsou pohlavně se rozmnožující druhy tak úspěšné. Mají totiž tu výhodu, že ve střednědobém horizontu dokáží odpovídat na selekční tlaky mnohem rychleji než druhy rozmnožující se nepohlavně. Mají v sobě totiž ukrytou bohatou genetickou variabilitu, a když se změní přírodní podmínky, reagují rychleji a během několika generací vytlačí nepohlavní druh. To je v biologii dobře známý fakt. Teorie zamrzlé plasticity to ještě rozšiřuje a říká, že jakmile se vrátí přírodní podmínky zpátky k normálu, pohlavní druhy se zase rychle vrátí do původního stavu. Oproti tomu nepohlavní druhy se totálně přizpůsobují novým podmínkám, dotáhnou to dál, jenže pak už se třeba nedokáží dost rychle vrátit zpátky, když se podmínky náhle vrátí k normálu. A vymřou. V proměnlivém světě, kde se často mění podnebí a biotické faktory, je výhodnější být gumový než plastický.

A v čem je pohlavní rozmnožování vlastně paradoxní?

Protože se na první pohled zdá být nepohlavní rozmnožování výhodnější než pohlavní. Organismy, které neznají sex, nepotřebují samečky. A jediná samička, která se rozmnožuje partenogeneticky bez účasti samečka a rodí samé partenogenetické samice, se množí dvojnásobně rychleji než normální pohlavní samička. Mělo by to tedy být tak, že u všech pohlavních druhů dříve nebo později vzniknou partenogenetičtí jedinci, kteří časem vyhrají nad těmi normálně se rozmnožujícími. A to se nestává. Evoluční biologové si s tím dlouho lámali hlavu, vymysleli spoustu teorií, ale žádná z nich není moc uspokojivá. Teorie zamrzlé plasticity by to vysvětlit mohla – viz odpověď na předchozí otázku.

V jakém evolučním stadiu je člověk – je zamrzlým, nebo gumovým druhem?

Člověk je určitě zamrzlým druhem, je tady strašně dlouho. V průběhu času se mění, reaguje na změnu prostředí tělesně, ale jeho genetická výbava zůstává stejná. Jako druh se nemění.

A co kdyby se stal člověk objektem nějakého šlechtitelského experimentu? Vrátil by se do „plastického“ stavu?

V případě, že by šlechtitel dohlédl na to, kdo se s kým bude rozmnožovat, a měl by na začátku jen hodně malou populaci, tak by se to teoreticky mohlo povést.

Kdybychom tedy vzali malou populaci současných lidí a vysadili je na jiné planetě s přijatelnými podmínkami pro život, vyvinul by se z nich nový druh?

Asi ano. Pomineme-li etické problémy, je tam však jedno velmi velké ale. Museli bychom ten experiment „udělat“ řekněme tisíckrát a museli bychom počítat s tím, že by populace osadníků stále vymírala v důsledku genetických poruch vyplývajících z příbuzenského křížení. Až jednou by se to možná povedlo. Takhle „velkoryse“ ovšem může provádět své evoluční pokusy pouze příroda. Člověk, i když pracuje obvykle spíše s mouchami octomilkami než se svými bližními, je obvykle rád, když provede svůj pokus pětkrát, maximálně desetkrát.

Paleoantropologové tvrdí, že člověk současného typu, Homo sapiens sapiens, vznikl v době, kdy jeho evoluční předchůdce – člověk vzpřímený – existoval už déle než milion let, a měl by tedy být dávno „evolučně zamrzlý“. Není to v rozporu s vaší teorií?

Vůbec ne. Takhle to právě obvykle chodí. Od starého, dávno zamrzlého druhu se neustále odštěpují malé populace, naprostá většina z nich brzy vyhyne, případně splyne s původní velkou populací. Ale přibližně jednou za dobu existence druhu má některá z odštěpených populací štěstí – nevyhyne, zbaví se genetického polymorfismu, čímž přejde do plastického stavu, vyvine se v něco nového a nakonec třeba vytlačí původní druh.

Takže člověku nezbývá než vyhynout?

Proč ten fatalismus? Můžeme se alespoň snažit. Nebo, když dojde na nejhorší, můžeme třeba peripatricky odspeciovat – na nějakém ostrově se izoluje skupina lidí, řadou postupných mutací se přizpůsobí změněným podmínkám, čímž vznikne nový lidský druh, který nás nahradí. Je ale třeba si uvědomit, že rodičovský druh bude sice Homo sapiens sapiens, ovšem naprostá většina populace do genové výbavy vznikajícího druhu nepředá nic – jinak by se ostatně nemohl stát evolučně plastickým a nemohl by se postupnými mutacemi přizpůsobit novým podmínkám. Pokud tedy budeme mít tu smůlu, že se zásadním způsobem změní naše životní prostředí, a zároveň štěstí, že náš druh skutečně odspeciuje, tak skoro 100 % z nás nebude mít s novým druhem nic společného. Samozřejmě to budou naši příbuzní, budou mít s námi společné předky, ale naprostá většina příslušníků našeho druhu už nezanechá potomky.

Jaké jsou ohlasy na vaši teorii zamrzlé plasticity?

Teorii jsem publikoval v roce 1998 standardní formou v mezinárodním odborném časopise Rivista di Biologia, abstrakt článku je k dispozici v nejdůležitější databázi Web of Science, článek je přístupný v internetu. Nikdo ho zatím ještě neodcitoval, ale to není v evoluční biologii zase nic tak výjimečného. Hamiltonova teorie evoluce založená na soutěži variant genů, která dnes v podstatě nahradila původní Darwinovu teorii, se dostala do obecného povědomí a do učebnic teprve poté, co ji pro širší veřejnost populární formou převyprávěl Dawkins v knize Sobecký gen.

Takže vás to netrápí?

Současná věda funguje tím způsobem, že není obtížné publikovat kvalitní články, které potvrzují, případně mírně rozvíjejí stávající teorie. Jestliže však chcete přijít s nějakou principiálně novou teorií, musíte se připravit na to, že s publikací budou potíže. Když jste dostatečně trpělivý, nakonec se to podaří, nejspíš to ale nebude v příliš prestižním časopise. A málo prestižní časopisy se málo čtou a články v nich publikované se málo citují. Cizí články totiž citujeme nejčastěji proto, abychom podpořili své výsledky nebo závěry, které na základě výsledků děláme. Když budeme podporovat své závěry pomocí výsledků publikovaných v druhořadém časopise, příliš si tím v očích čtenářů a recenzentů nepomůžeme. I náš vlastní článek by mohl nakonec skončit v druhořadém časopise.

Jak tedy propašovat radikálně novou teorii do povědomí ostatních biologů?

Zadními vrátky. Můžu ji publikovat například v nerecenzovaném sborníku a následně s ní tak dlouho objíždět kongresy, až si na ni – a na mne – ostatní kolegové zvyknou. Já nerad cestuji po kongresech, a tak jsem zvolil druhou možnou cestu. Teorii jsem předložil v populární, a doufám že i zábavné formě široké veřejnosti a sázím na to, že si ji budou číst budoucí nebo současní studenti biologie. A z nich se časem stanou moji kolegové. Když už to v evoluční biologii jednou vyšlo s teorií sobeckého genu, proč by se to nemohlo podařit teorii zamrzlé plasticity? Samozřejmě že nejvíce záleží na tom, zda se mi podaří vydat nedávno dokončený anglický překlad knihy v nějakém zavedeném mezinárodním vydavatelství.

Před časem jste přišel s teorií, že parazit Toxoplasma gondii, kterým se můžeme nakazit např. zeleninou znečištěnou kočičími výkaly nebo syrovým masem, mění lidské chování: zpomaluje třeba reakce svých hostitelů. Jakého přijetí se teorii dostává v zahraničí?

V tomto případě se nejedná o teorii, ale o pozorování. A i když naše výsledky vlastně ukazují, že celosvětově je toxoplazmóza nepřímo odpovědná za statisíce obětí dopravních nehod, nebude se nejspíš jednat o objev tak významný jako zamrzlá plasticita.

Proč myslíte?

Protože jsou naše práce nejen opakovaně citovány jinými autory, což, jak jsem před chvílí říkal, se u opravdu zásadních prací neděje. Studie dokazující zvýšené riziko dopravní nehody u toxoplazmou nakažených osob – u nás se to týká asi třiceti procent obyvatelstva – už dokonce byla nezávisle potvrzena na jiném zahraničním pracovišti. My jsme ji zopakovali nedávno taky a přitom jsme zjistili, že skutečnost je ještě mnohem zajímavější, než naznačovaly výsledky původní práce. Ale to už na tomto místě prozrazovat nebudu, čtenáři Respektu si budou muset počkat, až naši studii otiskneme v odborném časopise. Anebo si pozorně přečíst druhou kapitolu mojí knihy, do které jsem naše nejnovější výsledky nenápadně vpašoval.

(Respekt, www. respekt.cz)

S Jaroslavem Flegrem o jeho zamrzlé evoluci a Darwinově chybě. Doc. RNDr. Jaroslav Flegr, CSc., (1958) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze a působí zde na katedře parazitologie, kde se zabývá protozoologií, molekulární taxonomií a evoluční biologií. Jeho tým jako první popsal vliv parazita Toxoplasma gondii na lidskou psychiku a chování a na pravděpodobnost narození synů či dcer. Je autorem rozsáhlé učebnice Evoluční biologie, do širšího povědomí veřejnosti vstoupil díky své knize Zamrzlá evoluce, v níž populární formou vysvětluje svou teorii vývoje druhů, která popírá panující evoluční teorie Ch. Darwina a R. Dawkinse. Kniha v minulých dnech získala ve své kategorii cenu Magnesia Litera.

Dá se říci, že vaše teorie zamrzlé evoluce popírá Darwina. V čem se podle vás mýlil?

V tom úplně základním ne. Nemýlil se, když říkal, že existuje evoluce a že organismy vznikly jeden z druhého postupnou cestou. Pravdu měl i v tom, že vznik účelných adaptivních struktur organismů – třeba ploutví nebo křídel – se dá vysvětlit přirozeným výběrem, ve kterém vyhrávají ti, kteří jsou lépe přizpůsobeni přírodním podmínkám, v nichž žijí. V čem ale pravdu neměl, je tvrzení, že přirozený výběr může tímto způsobem měnit druhy, které už známe a které se v přírodě vyskytují. Abychom byli přesní: pro organismy, které se rozmnožují nepohlavně, Darwinova teorie platí beze zbytku. Pohlavně se rozmnožujícím organismům ale chybí jedna základní vlastnost nutná pro fungování darwinistické evoluce – dědičnost biologické zdatnosti. Geny rodičů se totiž namixují u mláďat v úplně nových kombinacích a úplně jinak na sebe vzájemně působí. Dobré vlastnosti rodičů se proto nesčítají ani neprůměrují, ale mohou klidně vymizet. Prakticky se to projeví třeba tak, že se silným a rychlým rodičům může narodit slabý a pomalý potomek, a naopak.

Obecná představa ale je, že se „dobré geny“ sčítají. Kdy si vědci všimli opaku?

Vlastně už ve 30. letech 20. století. Teprve v šedesátých letech si ale někteří evoluční biologové a genetici – například William Hamilton a později Richard Dawkins – uvědomili, že to může mít zásadní dopad na fungování evoluce. Upozornili, že k pochopení toho, jakým způsobem se vyvíjejí druhy u pohlavně se rozmnožujících organismů, je potřeba se zaměřit o jednu úroveň níž. Podívat se, jak mezi sebou soutěží jednotlivé varianty genů, takzvané alely, v rámci jednoho místa na chromozomu.

O co mezi sebou varianty genů ale můžou soutěžit?

O to, která z nich se ve větším počtu kopií předá do další generace a která z nich lépe naprogramuje svůj nosič – Dawkins říkal vehikl, vozíček – tedy živé organismy, v jejichž buňkách varianta genů sedí. Dawkins navrhl elegantní řešení: tvrdí, že evoluce probíhá darwinovským mechanismem jen na povrchu. Ve skutečnosti mezi sebou nesoutěží organismy, ale jednotlivé varianty genů. Pro laika to vypadá jako nevýrazná změna pohledu, vyplývají z ní ale zásadně jiné důsledky.

Chtělo by to asi nějaký konkrétní příklad.

Představte si zvíře, které mívá ve vrhu běžně deset mláďat – pět samečků a pět samiček –, obvykle však dokáže uživit osm z nich. A představte si, že na takzvaném Y chromozomu – to je ten chromozom, který mají pouze samci – vznikne nová mutace, říkejme jí modrovousovská. Ta způsobí, že její nositel zabije své čerstvě narozené dcery. Takový samec vychová vždy pět synů, a nikoli čtyři dcery a čtyři syny jako jedinec s nemutovaným genem. Podle Darwina se modrovousovská varianta genu nemůže šířit – snižuje počet potomků svého nositele, tedy jeho biologickou zdatnost. Podle Dawkinse se naopak modrovousovská varianta šířit bude, její nositelé ji předají do další generace v pěti, nikoli pouze ve čtyřech kopiích. Pravdu má Dawkins a jeho teorie sobeckého genu.

Co pak tvrdíte vy ve své teorii?

Teorie zamrzlé plasticity říká, že Dawkins a Hamilton se nemýlili v tom, že Darwinova teorie je špatná, ale mýlili se v řešení, které nabídli. Důvodů je sice víc, ale snad postačí, když řeknu pouze jeden. Geny mají proti organismům tu výhodu, že se do dalších generací předávají v nezměněné podobě – pokud nedojde k mutaci, což je velmi vzácné –, problém je ale v tom, že jejich účinek na organismus je v každé generaci jiný. Ani tady se nově získané vlastnosti nesčítají. Gen totiž nevyvolává a nemění vlastnosti organismu izolovaně od svého okolí. Jaký bude mít účinek na vzhled a chování organismu, závisí na tom, jaké další geny se s ním vyskytují v daném jedinci. Stejný gen tak může u jednoho rodiče kódovat rezistenci proti malárii a u potomka, vzhledem k tomu, že bude mít za sousedy jinou sadu genů, může vyvolávat úplně jinou vlastnost. Ani teorie Dawkinse a Hamiltona tedy nedokáže vysvětlit evoluci u pohlavně se rozmnožujících organismů. Jenže my víme, že evoluce probíhá. Takže potřebujeme nějaký mechanismus, který by to vysvětlil a spojil tuto zkušenost s našimi znalostmi fungování genetiky.

Jaké řešení navrhuje teorie zamrzlé plasticity?

Tvrdí, že pohlavně se rozmnožující druhy sice mohou podléhat evoluci, ale jen bezprostředně po svém vzniku. A to ještě ale jenom tehdy, když druh vznikl takzvanou peripatrickou speciací – když se maličká část populace odštěpí od té velké mateřské a osídlí místo, kde nikdy nežila, třeba nějaký ostrov. A tam, v izolaci, se může začít vyvíjet. Odnese si totiž jenom malou část genetického polymorfismu, což znamená, že všechny geny jsou zhruba stejné. Potom je jedno, jak se v jedincích promíchávají – určitá alela, varianta genu, se vždycky ocitne zhruba ve stejné společnosti jako u rodičů. Vypadá to podobně, jako byste chtěl míchat balíček karet, kde by byla jen srdcová esa.

Jak ale za takových podmínek vznikne nový druh?

Jakmile se u druhu, který je geneticky stejnorodý, vyskytne nějaká nová mutace, která je výhodná u rodičů, bude nejspíš výhodná i u potomků, protože bude působit v kontextu podobné sady genů. Nový druh se tedy nějakou dobu může vyvíjet nejen podle Dawkinsovy teorie, ale dokonce podle Darwinovy představy.

Vaše teorie je tedy vlastně návratem k původní představě.

Až na jeden zásadní rozdíl – zatímco podle Darwina se druhy vyvíjejí po celou dobu své existence, podle mé teorie se vyvíjejí jen chvíli, řekněme jedno až dvě procenta doby své existence. Potom se v jejich genofondu nahromadí spousta variant od jednotlivých genů a populace se začne chovat, jako by byla evolučně zamrzlá, nebo spíš evolučně gumová. Když třeba budeme selektovat v populaci velké jedince, druh se opravdu začne zvětšovat. Jde to ale čím dál hůř a hůř.

Proč?

Protože v polymorfní populaci těžko úplně zvítězí nějaká varianta genů. Zvítězit zde mohou jen evolučně stabilní strategie – to jsou ty, které jakmile převládnou v populaci, nemohou být už vytěsněny žádnou jinou.

To ale převrací vžité představy o krutosti přírody. Už nevítězí zdatnější, jak tvrdil Darwin, ale ti nejstabilnější.

Přesně. Můžeme vychýlit zastoupení jednotlivých variant genů, ale čím dál jsme od rovnováhy, tím nám to jde hůř, a po nějaké době přestane populace na náš selekční tlak odpovídat. Jakmile pak přestaneme selektovat, vrátí se navíc do původního stavu. Takže druhy, které dnes v přírodě pozorujeme, jsou možná z 98 % druhy evolučně zamrzlé.

To připomíná šlechtění plemen psů nebo holubů.

Je to dost podobné. Šlechtitel dokáže vytvarovat příslušníky daného plemene do nejroztodivnějších forem. Po určité době ale jeho přešlechtění miláčci ztrácí životaschopnost a plodnost, takže další šlechtění končí. Kdybychom vypustili příslušníky některé vyšlechtěné rasy domácích zvířat do volné přírody, během malého počtu generací by se nejspíš vrátili působením přirozeného výběru ke své původní formě – u holubů k formě holuba skalního, u psů k formě „univerzálního voříška“.

Z pohledu laika tedy evoluce probíhá podle Darwina a Dawkinse a vy jste ve své teorii jen upravil její dynamiku.

Ne tak docela. Nejnápadnější rozdíl je skutečně v dynamice – druhy se nevyvíjejí kontinuálně, ale ve skocích. Vznikne nový druh, deset dvacet tisíc let se jeho podoba a vlastnosti mění, ale pak zamrzne, pět milionů let zůstává stejný a nakonec vyhyne. Na první pohled se může zdát, že v tom není velký rozdíl, ale ve skutečnosti z toho plynou i další skutečnosti, které jsou v mnoha směrech významné a zároveň docela překvapivé.

V čem?

Třeba v tom, že naprostá většina druhů, které známe, je odsouzena k zániku. Některé možná budou mít štěstí a dají vzniknout nějakému novému druhu. Bude to ale stejně jen malinká část mateřské populace. Zbytek starého druhu prostě vymře. Podle mé teorie také například není většina druhů optimálně přizpůsobena podmínkám, v nichž nyní žijí, ale spíš těm, které panovaly v době jejich zrodu. Čím víc se podmínky těm původním vzdalují, tím hůř se v nich evolučně zamrzlému, a tedy zastaralému druhu žije. Jeho populace jsou čím dál menší a zmenšuje se i území, na kterém se vyskytuje. V zásadě můžeme říci, že vzácné druhy jsou ty, které jsou evolučně nejstarší. Naopak hojné druhy jsou ty, které byly plastické ještě nedávno, a které jsou proto relativně dobře přizpůsobené momentálním podmínkám. Zajímavých „prohlédnutí“ a „objevů“ je díky nové teorii mnohem více, ale přece je zde nebudu všechny prozrazovat – koho to zajímá, ať si koupí moji knihu, tam to všechno je.

Jak dlouho trvá aktivní perioda přeměny druhu?

Deset až dvacet tisíc let. Mohu se ale mýlit. Člověku to možná přijde jako dlouhá doba, ale v paleontologickém záznamu takový okamžik skoro nic neznamená a ani ho v něm nenajdete. Proto si také biologové Stephen Jay Gold a Niles Eldredge všimli, že v rozporu s tím, co předpokládal Darwin, se v paleontologickém záznamu druhy objevují jakoby už hotové. Na úrovni druhů chybí ty neustále hledané mezičlánky.

Co může „plastický“ druh za těch dvacet tisíc let stihnout?

Leccos. Třeba ze zvířete velikosti myši vznikne slon. Záhadou pro paleontology není to, jak se z malého zvířete stane velikánské, ale proč to v přírodě trvá tak dlouho. Když se totiž podíváte, s jakou rychlostí pěstitelé holubů vytvářejí nová plemena... No, a teorie zamrzlé plasticity ukazuje, že dlouhý čas je potřeba proto, poněvadž druhy mohly na selekční tlak odpovídat jen velmi krátkou chvíli. Pak zamrzly a čekalo se na další speciaci.

Ve své knize píšete, že teorie zamrzlé plasticity vysvětluje i paradox vzniku pohlavního rozmnožování. Jak?

Já si nejsem jistý, že říkám, zda vysvětluje paradox pohlavního rozmnožování. Spíš proč jsou pohlavně se rozmnožující druhy tak úspěšné. Mají totiž tu výhodu, že ve střednědobém horizontu dokáží odpovídat na selekční tlaky mnohem rychleji než druhy rozmnožující se nepohlavně. Mají v sobě totiž ukrytou bohatou genetickou variabilitu, a když se změní přírodní podmínky, reagují rychleji a během několika generací vytlačí nepohlavní druh. To je v biologii dobře známý fakt. Teorie zamrzlé plasticity to ještě rozšiřuje a říká, že jakmile se vrátí přírodní podmínky zpátky k normálu, pohlavní druhy se zase rychle vrátí do původního stavu. Oproti tomu nepohlavní druhy se totálně přizpůsobují novým podmínkám, dotáhnou to dál, jenže pak už se třeba nedokáží dost rychle vrátit zpátky, když se podmínky náhle vrátí k normálu. A vymřou. V proměnlivém světě, kde se často mění podnebí a biotické faktory, je výhodnější být gumový než plastický.

A v čem je pohlavní rozmnožování vlastně paradoxní?

Protože se na první pohled zdá být nepohlavní rozmnožování výhodnější než pohlavní. Organismy, které neznají sex, nepotřebují samečky. A jediná samička, která se rozmnožuje partenogeneticky bez účasti samečka a rodí samé partenogenetické samice, se množí dvojnásobně rychleji než normální pohlavní samička. Mělo by to tedy být tak, že u všech pohlavních druhů dříve nebo později vzniknou partenogenetičtí jedinci, kteří časem vyhrají nad těmi normálně se rozmnožujícími. A to se nestává. Evoluční biologové si s tím dlouho lámali hlavu, vymysleli spoustu teorií, ale žádná z nich není moc uspokojivá. Teorie zamrzlé plasticity by to vysvětlit mohla – viz odpověď na předchozí otázku.

V jakém evolučním stadiu je člověk – je zamrzlým, nebo gumovým druhem?

Člověk je určitě zamrzlým druhem, je tady strašně dlouho. V průběhu času se mění, reaguje na změnu prostředí tělesně, ale jeho genetická výbava zůstává stejná. Jako druh se nemění.

A co kdyby se stal člověk objektem nějakého šlechtitelského experimentu? Vrátil by se do „plastického“ stavu?

V případě, že by šlechtitel dohlédl na to, kdo se s kým bude rozmnožovat, a měl by na začátku jen hodně malou populaci, tak by se to teoreticky mohlo povést.

Kdybychom tedy vzali malou populaci současných lidí a vysadili je na jiné planetě s přijatelnými podmínkami pro život, vyvinul by se z nich nový druh?

Asi ano. Pomineme-li etické problémy, je tam však jedno velmi velké ale. Museli bychom ten experiment „udělat“ řekněme tisíckrát a museli bychom počítat s tím, že by populace osadníků stále vymírala v důsledku genetických poruch vyplývajících z příbuzenského křížení. Až jednou by se to možná povedlo. Takhle „velkoryse“ ovšem může provádět své evoluční pokusy pouze příroda. Člověk, i když pracuje obvykle spíše s mouchami octomilkami než se svými bližními, je obvykle rád, když provede svůj pokus pětkrát, maximálně desetkrát.

Paleoantropologové tvrdí, že člověk současného typu, Homo sapiens sapiens, vznikl v době, kdy jeho evoluční předchůdce – člověk vzpřímený – existoval už déle než milion let, a měl by tedy být dávno „evolučně zamrzlý“. Není to v rozporu s vaší teorií?

Vůbec ne. Takhle to právě obvykle chodí. Od starého, dávno zamrzlého druhu se neustále odštěpují malé populace, naprostá většina z nich brzy vyhyne, případně splyne s původní velkou populací. Ale přibližně jednou za dobu existence druhu má některá z odštěpených populací štěstí – nevyhyne, zbaví se genetického polymorfismu, čímž přejde do plastického stavu, vyvine se v něco nového a nakonec třeba vytlačí původní druh.

Takže člověku nezbývá než vyhynout?

Proč ten fatalismus? Můžeme se alespoň snažit. Nebo, když dojde na nejhorší, můžeme třeba peripatricky odspeciovat – na nějakém ostrově se izoluje skupina lidí, řadou postupných mutací se přizpůsobí změněným podmínkám, čímž vznikne nový lidský druh, který nás nahradí. Je ale třeba si uvědomit, že rodičovský druh bude sice Homo sapiens sapiens, ovšem naprostá většina populace do genové výbavy vznikajícího druhu nepředá nic – jinak by se ostatně nemohl stát evolučně plastickým a nemohl by se postupnými mutacemi přizpůsobit novým podmínkám. Pokud tedy budeme mít tu smůlu, že se zásadním způsobem změní naše životní prostředí, a zároveň štěstí, že náš druh skutečně odspeciuje, tak skoro 100 % z nás nebude mít s novým druhem nic společného. Samozřejmě to budou naši příbuzní, budou mít s námi společné předky, ale naprostá většina příslušníků našeho druhu už nezanechá potomky.

Jaké jsou ohlasy na vaši teorii zamrzlé plasticity?

Teorii jsem publikoval v roce 1998 standardní formou v mezinárodním odborném časopise Rivista di Biologia, abstrakt článku je k dispozici v nejdůležitější databázi Web of Science, článek je přístupný v internetu. Nikdo ho zatím ještě neodcitoval, ale to není v evoluční biologii zase nic tak výjimečného. Hamiltonova teorie evoluce založená na soutěži variant genů, která dnes v podstatě nahradila původní Darwinovu teorii, se dostala do obecného povědomí a do učebnic teprve poté, co ji pro širší veřejnost populární formou převyprávěl Dawkins v knize Sobecký gen.

Takže vás to netrápí?

Současná věda funguje tím způsobem, že není obtížné publikovat kvalitní články, které potvrzují, případně mírně rozvíjejí stávající teorie. Jestliže však chcete přijít s nějakou principiálně novou teorií, musíte se připravit na to, že s publikací budou potíže. Když jste dostatečně trpělivý, nakonec se to podaří, nejspíš to ale nebude v příliš prestižním časopise. A málo prestižní časopisy se málo čtou a články v nich publikované se málo citují. Cizí články totiž citujeme nejčastěji proto, abychom podpořili své výsledky nebo závěry, které na základě výsledků děláme. Když budeme podporovat své závěry pomocí výsledků publikovaných v druhořadém časopise, příliš si tím v očích čtenářů a recenzentů nepomůžeme. I náš vlastní článek by mohl nakonec skončit v druhořadém časopise.

Jak tedy propašovat radikálně novou teorii do povědomí ostatních biologů?

Zadními vrátky. Můžu ji publikovat například v nerecenzovaném sborníku a následně s ní tak dlouho objíždět kongresy, až si na ni – a na mne – ostatní kolegové zvyknou. Já nerad cestuji po kongresech, a tak jsem zvolil druhou možnou cestu. Teorii jsem předložil v populární, a doufám že i zábavné formě široké veřejnosti a sázím na to, že si ji budou číst budoucí nebo současní studenti biologie. A z nich se časem stanou moji kolegové. Když už to v evoluční biologii jednou vyšlo s teorií sobeckého genu, proč by se to nemohlo podařit teorii zamrzlé plasticity? Samozřejmě že nejvíce záleží na tom, zda se mi podaří vydat nedávno dokončený anglický překlad knihy v nějakém zavedeném mezinárodním vydavatelství.

Před časem jste přišel s teorií, že parazit Toxoplasma gondii, kterým se můžeme nakazit např. zeleninou znečištěnou kočičími výkaly nebo syrovým masem, mění lidské chování: zpomaluje třeba reakce svých hostitelů. Jakého přijetí se teorii dostává v zahraničí?

V tomto případě se nejedná o teorii, ale o pozorování. A i když naše výsledky vlastně ukazují, že celosvětově je toxoplazmóza nepřímo odpovědná za statisíce obětí dopravních nehod, nebude se nejspíš jednat o objev tak významný jako zamrzlá plasticita.

Proč myslíte?

Protože jsou naše práce nejen opakovaně citovány jinými autory, což, jak jsem před chvílí říkal, se u opravdu zásadních prací neděje. Studie dokazující zvýšené riziko dopravní nehody u toxoplazmou nakažených osob – u nás se to týká asi třiceti procent obyvatelstva – už dokonce byla nezávisle potvrzena na jiném zahraničním pracovišti. My jsme ji zopakovali nedávno taky a přitom jsme zjistili, že skutečnost je ještě mnohem zajímavější, než naznačovaly výsledky původní práce. Ale to už na tomto místě prozrazovat nebudu, čtenáři Respektu si budou muset počkat, až naši studii otiskneme v odborném časopise. Anebo si pozorně přečíst druhou kapitolu mojí knihy, do které jsem naše nejnovější výsledky nenápadně vpašoval.

(Respekt, www. respekt.cz)