Tento měsíc si připomínáme 150. výročí vydání knihy
O původu druhů
Charlese Darwina. Evoluční teorie, kterou Darwin vamp#160;této skvělé knize formuloval, se opírá o dva pilíře: o myšlenku vývoje samp#160;úpravami a o myšlenku přirozeného výběru.
Darwin věřil, že současné organismy jsou potomky mnohem jednodušších předků: že jsou to produkty ničím nepřerušených dědičných linií, které lze zpětně vysledovat až kamp#160;původu života. Dnes máme řadu důkazů, které tuto teorii podporují – od výzkumu starodávných zkamenělin až po poslední objevy vamp#160;oboru molekulární biologie.
Samp#160;myšlenkou vývoje druhů samp#160;úpravami však nepřišel Darwin. Již o padesát let dříve naznačil Jean-Baptiste Lamarck, že živé organismy jsou produkty dlouhého historického procesu transformace. Jím navržené evoluční mechanismy, které zahrnovaly také dědičnost vlastností vyvolaných okolním prostředím, si však nikdy nezískaly oblibu.
Klíčem kamp#160;dlouhodobému úspěchu Darwinovy teorie proto byla jeho druhá silná myšlenka – totiž že i ty nejsložitější vlastnosti organismů jsou výsledkem přirozeného výběru. Hypotéza přirozeného výběru poskytla vědecké vysvětlení tak rozmanitých jevů, jako jsou oči savců, ptačí křídla nebo schopnost rostlin měnit světlo vamp#160;cukry. Dnes existuje řada příkladů působení přirozeného výběru vamp#160;přírodě.
Oba pilíře evoluční teorie jsou výsledkem interakce mezi třemi výraznými rysy živých organismů: reprodukcí (jednotlivci produkují potomstvo), dědičností (podobným se rodí podobní) a odchylkou (někdy se potomek liší od rodičů). Kamp#160;přirozenému výběru dochází vždy, když rozdíly mezi jednotlivci ovlivňují počet jimi vyprodukovaných potomků. Jsou-li odchylky ovlivňující reprodukci
dědičné
, je výsledkem
evoluce
prostřednictvím přirozeného výběru. Pokud výběr upřednostňuje po mnoho generací určitý konkrétní směr – řekněme efektivní pohyb ve vzduchu –, může dojít kamp#160;vývoji složitých struktur, jako jsou křídla, a koordinovaných procesů letu.
Chceme-li proniknout do podstaty darwinismu, musíme samozřejmě pochopit tři procesy tvořící jeho jádro. Potřebujeme vědět, jak se organismy vyvíjejí a reprodukují, co a jak se dědí a jak vznikají dědičné odchylky.
Pohled biologů na tyto procesy se donedávna silně soustředil na geny, což nejlépe vyjádřil Richard Dawkins ve své představě „sobeckého genu“. Na dědičnost a reprodukci se pohlíželo prizmatem DNA a její replikace, zatímco na odchylky prizmatem nahodilých změn vamp#160;některých sekvencích DNA.
Objevy učiněné na sklonku dvacátého století však ukázaly, že dědičnost má mnohem větší význam než DNA. Dnes víme o několika mechanismech, díky nimž mohou mít buňky samp#160;totožnou DNA odlišné vlastnosti, které se přenášejí na buňky dceřiné. Tato
epigenetická
dědičnost je klíčovou součástí normálního vývoje mnohobuněčných organismů, jako jsme my.
Buňky slinivky a kůže se u člověka na první pohled liší, a přesto mají ve stejných sekvencích DNA stejné geny. Vlastnosti buněk se navíc dědí vamp#160;příslušných dědičných liniích, přestože stimuly, které během embryonálního vývoje způsobily rozdíly mezi nimi, dávno vymizely.
Epigenetická dědičnost se projevuje nejen
uvnitř
jednotlivce vamp#160;průběhu jeho vývoje, ale i
mezi generacemi
: jednotlivé buňky kvasinek nebo bakterií mohou přenášet epigenetické odchylky zamp#160;jedné generace na druhou a mnohobuněčné organismy je mohou přenášet prostřednictvím spermií a vajíček. Pokud se během vývoje organismu změní epigenetický stav jeho zárodečných buněk, může se tato odchylka přenést na potomstvo.
Dobrý příklad tohoto jevu přináší práce Michaela Skinnera a jeho kolegů, kteří zjistili, že vpraví-li se do těla těhotných krys chemická látka potlačující androgeny (mužské pohlavní hormony), může potomstvo těchto krys trpět nemocemi, které se dědí po několik generací. Existuje mnoho dalších příkladů dědičných epigenetických odchylek, zamp#160;nichž některé vyvolává okolní prostředí. Gal Raz a jedna zamp#160;nás (EJ) nedávno prošli vědeckou literaturu a objevili 101 případů epigenetické dědičnosti mezi generacemi bakterií, plísní, prvoků, rostlin a živočichů, přičemž nepochybujeme o tom, že toto je pouze špička obrovského ledovce.
Kromě buněčné epigenetické dědičnosti existují také další, negenetické způsoby, jimiž se mohou odchylky přenášet zamp#160;generace na generaci. Jakožto lidé si je velmi dobře uvědomujeme: znamenitým příkladem je přenos kulturních odchylek, jako je odlišné náboženské přesvědčení. Našli bychom však i řadu méně známých příkladů informací naučených nebo osvojených negenetickými prostředky od rodičů, ať už jde o techniku hledání obživy u opic a krys, oblibu určitých druhů potravin u králíků nebo dialekty zpěvu u ptáků a velryb.
Vědomí, že se dědičnost neomezuje pouze na DNA, má důsledky nejen pro medicínu a zemědělství, ale i pro evoluční teorii. Víme například, že některé těžkosti a útrapy spojené samp#160;okolním prostředím, například dočasné hladovění, mohou mít vliv na budoucí generace. Protože dědičné negenetické odchylky často vyvolává okolní prostředí, musíme vamp#160;evolučních studiích rozšířit naši představu dědičnosti a odchylek tak, aby zahrnovala i dědičnost osvojených odchylek, tedy onu zlehčovanou myšlenku, která tvořila součást Lamarckovy teorie.
Vamp#160;jistém smyslu se tedy musíme vrátit kamp#160;Darwinovu původnímu pluralistickému přesvědčení. Darwin na rozdíl od mnoha svých dogmatičtějších následovníků uznával, že osvojené odchylky mají vamp#160;evoluci své místo. Ve světle nově objevených epigenetických mechanismů by dnes darwinovská evoluce měla zahrnovat vývoj samp#160;epigenetickými i genetickými úpravami a přirozený vývoj osvojených i nahodilých odchylek. Rozhodně by se neměla omezovat na „sobecké geny“.
Tento měsíc si připomínáme 150. výročí vydání knihy O původu druhů Charlese Darwina. Evoluční teorie, kterou Darwin vamp#160;této skvělé knize formuloval, se opírá o dva pilíře: o myšlenku vývoje samp#160;úpravami a o myšlenku přirozeného výběru.
Darwin věřil, že současné organismy jsou potomky mnohem jednodušších předků: že jsou to produkty ničím nepřerušených dědičných linií, které lze zpětně vysledovat až kamp#160;původu života. Dnes máme řadu důkazů, které tuto teorii podporují – od výzkumu starodávných zkamenělin až po poslední objevy vamp#160;oboru molekulární biologie.
Samp#160;myšlenkou vývoje druhů samp#160;úpravami však nepřišel Darwin. Již o padesát let dříve naznačil Jean-Baptiste Lamarck, že živé organismy jsou produkty dlouhého historického procesu transformace. Jím navržené evoluční mechanismy, které zahrnovaly také dědičnost vlastností vyvolaných okolním prostředím, si však nikdy nezískaly oblibu.
Klíčem kamp#160;dlouhodobému úspěchu Darwinovy teorie proto byla jeho druhá silná myšlenka – totiž že i ty nejsložitější vlastnosti organismů jsou výsledkem přirozeného výběru. Hypotéza přirozeného výběru poskytla vědecké vysvětlení tak rozmanitých jevů, jako jsou oči savců, ptačí křídla nebo schopnost rostlin měnit světlo vamp#160;cukry. Dnes existuje řada příkladů působení přirozeného výběru vamp#160;přírodě.
Oba pilíře evoluční teorie jsou výsledkem interakce mezi třemi výraznými rysy živých organismů: reprodukcí (jednotlivci produkují potomstvo), dědičností (podobným se rodí podobní) a odchylkou (někdy se potomek liší od rodičů). Kamp#160;přirozenému výběru dochází vždy, když rozdíly mezi jednotlivci ovlivňují počet jimi vyprodukovaných potomků. Jsou-li odchylky ovlivňující reprodukci dědičné , je výsledkem evoluce prostřednictvím přirozeného výběru. Pokud výběr upřednostňuje po mnoho generací určitý konkrétní směr – řekněme efektivní pohyb ve vzduchu –, může dojít kamp#160;vývoji složitých struktur, jako jsou křídla, a koordinovaných procesů letu.
Chceme-li proniknout do podstaty darwinismu, musíme samozřejmě pochopit tři procesy tvořící jeho jádro. Potřebujeme vědět, jak se organismy vyvíjejí a reprodukují, co a jak se dědí a jak vznikají dědičné odchylky.
BLACK FRIDAY SALE: Subscribe for as little as $34.99
Subscribe now to gain access to insights and analyses from the world’s leading thinkers – starting at just $34.99 for your first year.
Subscribe Now
Pohled biologů na tyto procesy se donedávna silně soustředil na geny, což nejlépe vyjádřil Richard Dawkins ve své představě „sobeckého genu“. Na dědičnost a reprodukci se pohlíželo prizmatem DNA a její replikace, zatímco na odchylky prizmatem nahodilých změn vamp#160;některých sekvencích DNA.
Objevy učiněné na sklonku dvacátého století však ukázaly, že dědičnost má mnohem větší význam než DNA. Dnes víme o několika mechanismech, díky nimž mohou mít buňky samp#160;totožnou DNA odlišné vlastnosti, které se přenášejí na buňky dceřiné. Tato epigenetická dědičnost je klíčovou součástí normálního vývoje mnohobuněčných organismů, jako jsme my.
Buňky slinivky a kůže se u člověka na první pohled liší, a přesto mají ve stejných sekvencích DNA stejné geny. Vlastnosti buněk se navíc dědí vamp#160;příslušných dědičných liniích, přestože stimuly, které během embryonálního vývoje způsobily rozdíly mezi nimi, dávno vymizely.
Epigenetická dědičnost se projevuje nejen uvnitř jednotlivce vamp#160;průběhu jeho vývoje, ale i mezi generacemi : jednotlivé buňky kvasinek nebo bakterií mohou přenášet epigenetické odchylky zamp#160;jedné generace na druhou a mnohobuněčné organismy je mohou přenášet prostřednictvím spermií a vajíček. Pokud se během vývoje organismu změní epigenetický stav jeho zárodečných buněk, může se tato odchylka přenést na potomstvo.
Dobrý příklad tohoto jevu přináší práce Michaela Skinnera a jeho kolegů, kteří zjistili, že vpraví-li se do těla těhotných krys chemická látka potlačující androgeny (mužské pohlavní hormony), může potomstvo těchto krys trpět nemocemi, které se dědí po několik generací. Existuje mnoho dalších příkladů dědičných epigenetických odchylek, zamp#160;nichž některé vyvolává okolní prostředí. Gal Raz a jedna zamp#160;nás (EJ) nedávno prošli vědeckou literaturu a objevili 101 případů epigenetické dědičnosti mezi generacemi bakterií, plísní, prvoků, rostlin a živočichů, přičemž nepochybujeme o tom, že toto je pouze špička obrovského ledovce.
Kromě buněčné epigenetické dědičnosti existují také další, negenetické způsoby, jimiž se mohou odchylky přenášet zamp#160;generace na generaci. Jakožto lidé si je velmi dobře uvědomujeme: znamenitým příkladem je přenos kulturních odchylek, jako je odlišné náboženské přesvědčení. Našli bychom však i řadu méně známých příkladů informací naučených nebo osvojených negenetickými prostředky od rodičů, ať už jde o techniku hledání obživy u opic a krys, oblibu určitých druhů potravin u králíků nebo dialekty zpěvu u ptáků a velryb.
Vědomí, že se dědičnost neomezuje pouze na DNA, má důsledky nejen pro medicínu a zemědělství, ale i pro evoluční teorii. Víme například, že některé těžkosti a útrapy spojené samp#160;okolním prostředím, například dočasné hladovění, mohou mít vliv na budoucí generace. Protože dědičné negenetické odchylky často vyvolává okolní prostředí, musíme vamp#160;evolučních studiích rozšířit naši představu dědičnosti a odchylek tak, aby zahrnovala i dědičnost osvojených odchylek, tedy onu zlehčovanou myšlenku, která tvořila součást Lamarckovy teorie.
Vamp#160;jistém smyslu se tedy musíme vrátit kamp#160;Darwinovu původnímu pluralistickému přesvědčení. Darwin na rozdíl od mnoha svých dogmatičtějších následovníků uznával, že osvojené odchylky mají vamp#160;evoluci své místo. Ve světle nově objevených epigenetických mechanismů by dnes darwinovská evoluce měla zahrnovat vývoj samp#160;epigenetickými i genetickými úpravami a přirozený vývoj osvojených i nahodilých odchylek. Rozhodně by se neměla omezovat na „sobecké geny“.