Vyučování evoluce v evropských školách – Závěr
Maciej Giertych
(Dokončení z Distance 4/11)
10. Darwin může být využit různými způsoby
Do společenských vztahů uvedl teorii evoluce Karel Marx. V dopise Ferdinandu Lassalleovi dne 16. ledna 1861 napsal: „Práce Darwina má velký význam, a to se mi hodí jako přírodní základ pro historický třídní boj.“17 Nepřekvapuje, že darwinizmus vládne dodnes. Během komunistické éry byla evoluční teorie prosazována ve všech školách, a to nejen proto, že poskytovala ateistickou alternativu k tradičnímu křesťanskému vysvětlení vzniku a původu života, ale také proto, že souvisela s požadavky na odstranění nežádoucích lidí. Darwinizmus byl spojen s Mičurinovou teorií, která hlásala, že získané znaky mohou být dědičné. To vedlo k naději, že výchovou lze ovlivnit dědičnost. Lidem byly vymývány mozky, a ti, kdo byli vůči vymývání rezistentní, byli ve jménu sociálního darwinizmu odstraněni.
Ve jménu přežití nejschopnějších se stával svět čím dál méně humánním.
Je zřejmé, že genocidy 20. století se pojí spíše s touhou vládnout ostatním lidem proti jejich vůli, než s eugenikou nebo třídním bojem. Avšak platí, že darwinizmus byl používán k ospravedlnění mnoha ukrutností, které doprovázely německé a ruské snahy o nadvládu nad ostatními lidmi. I během průmyslové revoluce odůvodňovali továrníci úsilí o finanční zisky nemilosrdnou soutěživostí, která byla považována za mechanizmus pokroku.
Jak správně poukázal Philip Trower v knize The Church and the Counter-Faith18, existují čtyři různá pojetí evoluční teorie, jež mají tendenci proniknout do myšlení Západu na počátku 21. století. Musíme mezi nimi rozlišovat. Uvádím je v návaznosti na Trowerovo pojednání.
Jako první se uvádí názor, že všechny formy života pocházejí z jedné životní formy. Nejedná se o původní Darwinovu myšlenku. Tento názor byl znám již u naturalistů, jakými byli v 18. a na počátku 19. století Georges-Louis Leclerc, Carl Linné a Georges Cuvier. Nezabývali se transformací jednoho organizmu v jinou formu (v té době se používal termín transformizmus), ale zařazováním živých tvorů do druhů, rodů, řádů, čeledí atd. v závislosti jejich vzájemných vztazích. Samozřejmě si všimli, že chybí spojovací mezičlánky, a to jak v oblasti žijících forem, tak ve fosilním záznamu. Darwin věděl, že bez těchto mezer v posloupnosti živého světa by nebylo možné navrhnout kritéria pro definování taxonu. Ve své knize O původu druhů (v kapitole 13) napsal: „Vymírání se týká pouze oddělených skupin: v žádném případě nedochází k jejich vytváření; neboť kdyby se jakákoliv forma, která kdy žila na zemi, náhle znovu objevila, bylo by zcela nemožné určit, od kterých jiných skupin mohla být odlišena, protože vše by se smíchalo dohromady…“
Druhé pojetí evoluce vychází z názoru, že přírodní výběr, nebo přežití nejschopnějších, je mechanizmus, který umožňuje transformaci jedné formy v jinou. To je skutečně Darwinův objev, a co víc, jde v podstatě o pravdu na úrovni vytváření rasy uvnitř populace, která je reprodukčně kompatibilní (obvykle, i když ne vždy, synonymem pro druhy). Pouze tento názor si zaslouží, aby byl označován jako darwinizmus. Přírodní výběr byl samozřejmě všeobecně znám i před Darwinem, protože lidé věděli, že slabší organizmy umírají spíše než zdravé. Avšak právě Darwin prosazoval, že tento proces může vést k rozvoji nových organických forem.
Šlechtitelství založené na selekci a izolaci je známo už od starověku (vinná réva, koně aj.), v tomto případě se ale jedná o rozšíření mechanizmu vytváření ras na tvorbu nových druhů a vyšších taxonů (jinak označovaných jako extrapolace makroevoluce z mikroevoluce), což je princip stojící v centru sporů o evoluci. Darwin očekával, že malé odlišnosti, vznikající generace po generaci během milionů let, mohly vést k vytváření nových orgánů nebo funkcí. Ale jaký má význam vyvíjející se orgán, dokud není vhodný k použití? Darwinisté se s tímto problémem neustále potýkají, zejména proto, že mnoho orgánů (např. oko) jsou na úrovni neredukovatelné komplexity, kterou nelze dosáhnout prostřednictvím jednoduchého kroku v transformaci.
Klíčovým bodem evoluce v tomto druhém slova smyslu je předpoklad transformace bez předvídání, že uvažuje o přirozeném výběru pouze jako o procesu, který směřuje náhodně, žádným určitým směrem.
Třetí pojetí evoluce spočívá ve stále pokračujícím procesu. V tom případě bychom očekávali, že se budeme setkávat s různými mezičlánky - a to nejen ve fosilním záznamu, ale i v mnoha podobách všude kolem nás v různých etapách dílčího vývoje. Avšak vše, co vidíme, jsou dokonale funkční a dobře adaptované organizmy, nebo špatně adaptované, které rychle eliminuje přirozený výběr. V současné době nikde nenacházíme orgány nebo jejich funkce ve stavu zvyšující se dokonalosti. Evolucionisté dávají přednost tomu, aby se na tento problém zapomnělo. Místo pojetí probíhající evoluce stojí zaměření na vztahy mezi lidmi, kteří neustále očekávají pokrok. V tom lze nalézt zdroj všech krutostí a zvěrstev doprovodné eugeniky, třídního boje a sociálního darwinizmu.
Nakonec je třeba poukázat na skutečnost, že teorie evoluce je také extrapolována na neživý svět, na celý vesmír. Všeobecně se má za to, že vše se neustále mění v něco jiného a lepšího, od absolutního chaosu Velkého třesku v jakousi idylu kosmické budoucnosti. Různé atomy a galaxie pochopitelně nesoutěží o přežití a nejsou předmětem přirozeného výběru. Proč tedy používat stejný termín evoluce i pro jejich vývoj? Zákonitosti a řád, které vidíme jak v mikrokosmu, tak v makrokosmu, a neměnné fyzikální a chemické zákony, které řídí vesmír, vyžadují vysvětlení. Pokud se složitost celé biosféry podařilo vysvětlit evolucí, proč nepoužít stejné koncepce pro neživý svět?
Konkrétní pozorovatelné skutečnosti se však vyvíjejí přesně opačným směrem. Genetická rozmanitost a počet druhů klesají, Slunce a hvězdy vyhořívají, celková energie vesmíru se sama sebou stravuje. Druhý zákon termodynamiky je neoblomný. Vládne entropie.
11. Úloha informací v biologii
(Následující výklad má spíše technický charakter)
Život je víc než jen chemie a fyzika. Zahrnuje rovněž informace, které jsou součástí biologické reality. Můžeme k tomu dojít studiem molekulární biochemie, ale také z hlediska matematických vztahů, logiky a transformace.
12. Srovnání s počítači
Existují určité analogie s počítačem. Počítač má tvar, rozměry, chemické složení, fyzikální parametry atd. To vše nazýváme hardwarem. Ale je tu také software, který je v současné době mnohem dražší než hardware. Jedná se o programy, databáze, soubory, kalkulační listy atd. Bez softwaru se počítač stává hromadou haraburdí. S instalováním softwaru se nemění tvar, hmotnost, chemické ani fyzikální parametry, ale počítač se stává funkčním. Prací s počítačem se dozvídáme některé skutečnosti, týkající se role informací při rozmanitých jednáních.
Je známo, že program může být zničen prostřednictvím závad vlastních disků. Víme, že je možné zkazit program chybou, omylem. Víme, že počítač se sám nikdy neopraví. Po poškození bude více či méně použitelný. Po případné změně počtu funkcí se program dále nevyvine. Víme také, že před chybou může být počítač chráněn příkazem nebo souborem před vymazáním, i když je vymazání přikázáno. Počítačový program má plán, účel, směr, který zadává programátor. Je zde inteligentní vstup.
13. Chovatelství
Podobně má chovatel plán, účel, směr, určený pro zamýšlené zlepšení. Šlechtění však nevytváří nové informace. Šlechtitel pouze vybírá mezi dostupnými informacemi v přírodě a snaží se vytvořit kombinace, které vedou k žádoucímu zlepšení chovného programu.
Přírodní reprodukční procesy zachovávají biologickou rozmanitost prostřednictvím rekombinace. Přirozený výběr probíhá na již existujících, stávajících organizmech. Snižuje počet a eliminuje genotypy, které nejsou přizpůsobeny danému životnímu prostředí. Nevytváří nic nového. Chovatelé nahrazují přírodní výběr svým vlastním výběrem, kde upřednostňují vlastnosti, které vyhovují lidským požadavkům.
14. Fyzika
V oboru fyziky mikrokosmu a makrokosmu existují pochybnosti o statistickém modelu vysvětlení reality. Existuje skupina odborníků, která upřednostňuje informační model. Mluví se o „Unitary Information Field Approach“ (UIFA), který vychází z předpokladu, že někde v kosmu je informační pole jako součást jeho existence. Závidí biologům, kteří našli informační pole v genetickém kódu. Je třeba zdůraznit, že umístnění této informace je známo teprve od poloviny 20. století. V době, kdy byla evoluční teorie předložena i v dalším průběhu času, kdy ovládla biologické myšlení, neměli jsme žádnou znalost, že existují informace pro realizaci biologických systémů a že jsou specificky umístěné v určitém místě živé buňky.
15. Osud informace
Nyní se podívejme na to, co se děje na základě informací akumulovaných v genetickém kódu v průběhu činnosti biologických systémů, nebo když s nimi člověk manipuluje. V následující tabulce jsou uvedeny některé z těchto biologických funkcí a lidských činností, které byly rozděleny na ty, jež informace snižují, smísí nebo zvyšují.
16. Snížení informace
Izolace biologické populace vede ke snížení genetické informace. Často se stává, že následkem podstatných změn životního prostředí zůstávají malá útočiště, kde přežívá omezený počet jedinců určitého druhu, a které vede ke tvorbě populace chudé na genetické zdroje. Příbuzenské křížení je důsledkem izolace obyvatel. K pohlavnímu rozmnožování dochází mezi příbuznými a v extrémních podmínkách pozorujeme i samo-opylení. To vede vždy k náhodné ztrátě některých informací. Tato ztráta určitých genů se označuje jako genetický drift. (Pro názornost lze proces přirovnat ke snížení počtu příjmení v malé skupině kolonistů, kteří žijí bez nových přistěhovalců po několik generací. Takový jev je znám a byl pozorován na několika karibských ostrovech během 18. a 19. století. Pokud dojde ke ztrátě genu, je to jednou pro vždy. Gen se nemůže sám znovu vytvořit. Může se pouze obnovit.
Selekce probíhá mnohem rychleji. Organizmy, které v daném prostředí nedokáží přizpůsobit, zahynou spolu se svými geny, které jsou zodpovědné za nedostatečnou přizpůsobivost. Důsledkem je rozvoj populace, která se přizpůsobí specifickým podmínkám lokality v tom smyslu, že je zbavena genotypů, které nedokáží žít v daném prostředí. Genofond je nižší v poměru k původnímu. Tento jev lze sledovat pozorováním vegetace na průmyslových skládkách. Mnoho semen na ně spadne, ale jen málo se přizpůsobí a přežívá. Může dojít k rozvoji populace přizpůsobením se prostředí skládky, například adaptací na zvýšený obsah těžkých kovů, ale taková generace je geneticky podstatně chudší než populace semen, která dopadla na skládku.
Na přizpůsobivosti na dané prostředí se zakládá mnoho činností šlechtitelů, které vedly ke zdomácnění zvířat a rostlin. Zdomácnělé rostliny a zvířata jsou geneticky chudší než volně žijící organizmy, ze kterých pocházejí. Hovoříme-li o genetickém vylepšení, máme na mysli „zlepšení“ z lidského hlediska. Pozorujeme zvýšení výnosu cukru z cukrové řepy nebo zvýšení dojivosti krav. Ale je to vždy na úkor některých dalších funkcí, které vyústí v „lepší“ odrůdy. Čím lepší jsou odrůdy, tím více jsou organizmy a rostliny závislé na lidech a jsou chudší v genetické rozmanitosti.
Chov i přizpůsobení v přírodě vedou k tvorbě plemen a odrůd, které jsou geneticky chudší než populace, ze kterých pocházejí. Všechna plemena psů mohou být vyšlechtěna z volně žijících vlků, ale není možné vyšlechtit z bernardýna rasu teriéra.
Je samozřejmě známo, že mutace mohou vést k poškození genů. Vzhledem k tomu, že jsme celou dobu vydáni napospas mutagenním účinkům (radiace, chemikálie), dochází k nárůstu poškození, čímž se zvyšuje počet vadných genů v populaci. Mluvíme o zvýšení genetického zatížení. Pokud se takové vadné geny setkají v homozygotě, jsou defekty zjevné a přirozená selekce vadný genotyp odstraňuje.
17. Přerozdělení informací
Populační genetika uznává rekombinace genů jako primární zdroj pro variace v přírodě. Všeobecně se přijímá, že panmixie se vyskytuje v přírodě. Panmixie je náhodné setkání gamet v procesu pohlavního rozmnožování. Každá gameta (pylové zrno, spermie, ovule, vaječné buňky) má svou vlastní genetickou identitu, a proto následkem spojení vznikne nový subjekt.
V extrémních případech dochází k hybridizaci, k setkání gamet různých druhů. Když je hybrid životaschopný a schopen plodnosti s jedním z rodičovských druhů, je možné se dostat k introgresi, což je vstup genů jednoho druhu do jiné populace.
Genetické inženýrství spočívá v přenosu genů z jedné populace do druhé jiným způsobem než prostřednictvím pohlavního rozmnožování. Parazit může zavést své geny do genomu hostitele a využít jeho metabolizmus pro své vlastní účely. Hmyz pilatka může přimět vrbové listy k produkci žluče, která je sice pro vrbu bez užitku, ale může být domovem pro hmyz. Genetika vrby je touto činností upravena. Její metabolický potenciál je využit v souladu s genetickou informací z cizího subjektu. Nyní se o to samé snažíme v genetickém inženýrství. Přenášíme geny z ryby na rajče. Smícháním genů z organizmů, které se nemohou v přírodě křížit, získáme geneticky modifikované organizmy.
V pohlavním rozmnožování pozorujeme mechanismus pro smísení genetických informací redukčním dělením. Během meiózy jsou informace zděděné po otci a matce přerozděleny. Během pachytene19 dochází ke crossing over20 částí chromatidů. V anafázi dochází k oddělení homologických chromozomů a společně se změněnými částmi vyměněnými v procesu „crossing over“ putují na opačné póly. V rámci tohoto procesu se chromozomy (nebo jejich části), které pocházejí z otce a matky, smísí tak, aby se každá vznikající haploidní buňka geneticky lišila.
Pokud haploidní buňka obsahuje gen, který je v určitému prostředí nepřizpůsobivý nebo nějak vadný, následuje ochuzení nebo přímo zánik gametofytu. V tomto směru se defektní nebo špatně přizpůsobené geny ztrácejí, pokud mají vliv na kvalitu gametofytu. Avšak po oplození v diploidní zygotu a výsledný sporofyt může špatně přizpůsobivý nebo vadný gen přežít, a to díky přítomnosti funkčně homologického genu jednoho oplodňujícího partnera. To označujeme jako dominanci některých genů nad geny recesivními. Výsledkem je zisk heterozygocity nebo genetická rozmanitost v populaci. To představuje přirozený mechanizmus ochrany nepotřebného genu v daném prostředí, ale snad užitečného v jiném, kde někteří potomci přežijí. Bohužel je to také mechanizmus, který chrání vadné geny, jež tvoří tzv. genetickou zátěž.
Smísení genů vychází i z migrace rostlin a živočichů. Každý druh neustále umísťuje nějaké potomky mimo rozsah současného výskytu. To se děje i v případě člověka. Pokud je umožněno křížení s místním obyvatelstvem, stávají se nově příchozí, ať už zahrnuti přirozeně nebo uměle, zdrojem nárůstu genetické biodiverzity. Podobně když nová území kolonizují druhy oddělené vlnami kolonizace z různých lokalit a pak se setkávají, dochází mezi nimi k rekombinaci a poskytují bohatou genetickou rozmanitost populace.
Vzhledem ke zjištění, že genetické zdroje naší planety se snižují, je nutno usilovat o opatření vedoucí k jejich ochraně. V současné době se o ochraně nebo dokonce o podněcování k větší biologické rozmanitosti často hovoří. Je třeba zdůraznit, že šlechtění a ochrana genofondu má na genetickou informaci opačný vliv. Šlechtěním je však možné záměrně zvýšit heterozygocitu21, aby byla zajištěna větší stabilita zlepšené populace.
Vysoce vyšlechtěné ryzí linie jsou obzvlášť hybridizovány, aby dosáhly heterozygocity. Chovná populace se často záměrně obměňuje, aby čelila ztrátě genů doprovázející selekci. Vysoce vyšlechtěné rostliny a zvířata potřebují lidskou ochranu. Obvykle potřebují speciální podmínky životního prostředí, které v přírodě umožní jen člověk (hnojiva, krmiva, antibiotika, pesticidy, herbicidy, atd.). Ale to není všechno. Vyžadují trvalou ochranu vzdáleného křížení. Musejí být v izolaci - jakmile je izolace přerušena, dochází ke vzniku kříženců; variety získané selekcí zplaňují.
18. Zvýšení informace
Existuje jen jeden mechanizmus, kterému je připisována zvyšující se genetická informace – mutageneze. Předpokládá se, že jednou za čas, kdy dochází k mutaci, je tato pozitivní v tom smyslu, že zavádí některé nové funkce nebo orgán, a tím dojde ke zvýšení záchranného potenciálu jednotlivce a populace z něho pocházející. Pozitivní mutace je jediným možným zdrojem nových informací. Celá evoluční teorie se opírá o existenci pozitivní mutace. Existují však příklady prospěšných mutací?
19. Darwinistická evoluce
Darwin pozoroval variace v rámci druhu (zobáčky pěnkav); sledoval adaptaci na různá prostředí a rozmanitost izolovaných populací (nyní označovaných jako genetický drift). Skutečnosti, které pozoroval, byly důsledkem rekombinace a snížení genetické informace. Přesto dospěl k závěru, že evoluce je přirozený proces, charakterizovaný nárůstem informace.
Jeho závěr byl nesprávný! Adaptace, které často označujeme jako mikroevoluci, nepředstavují příklady malých kroků v makroevoluci. Jedná se o proces v opačném směru!
V učebnicích po celé Evropě najdeme příklad můry, zvané Drsnokřídlec březový (Biston betulasa), která se vyskytuje na bílé kůře bříz. Bylo zjištěno, že změní své zbarvení na tmavou, je-li v průmyslových oblastech březová kůra pokryta sazemi. Když zmizely průmyslové zplodiny, zbarvení můry se vrátilo k původní bělavě šedé barvě. Tento příklad se označuje jako reverzibilní (vratná) adaptace, neboť byla zachována plodivá spojitost s populací můr žijících volně mimo znečištěnou oblast.
Přírodní výběr, který by měli zabezpečit ptáci požíráním můr, ponechává pouze noční motýly, kteří jsou nejméně vidět na březové kůře. Geny tmavého zbarvení jsou v současné době ve volně žijící populaci přítomné a budou převládat, pokud si to podmínky životního prostředí vyžadují. Tmavě zbarvená rasa nemá žádné nové genetické informace. Má jen určitou část informace přítomné v genotypu volně žijících organizmů. Ve skutečnosti se mění pouze proporce černé a šedé můry. Jedná se tedy pouze o rozdíly v počtu, nikoliv v druhu.
Dalším příkladem, na který často poukazují učebnice, je schopnost rostlin přizpůsobit se průmyslovým skládkám. Nová skládka je obvykle pustá, protože těžké kovy, které obsahuje, poškozují rostliny a způsobují neplodnost. Po určité době však skládka znovu zaroste. Rostliny se adaptují na nehostinnou půdu. O tomto jevu se prohlašuje, že se jedná o probíhající evoluci. Je ale známo již více než 50 let, že toto přizpůsobení neznamená nárůst evoluční hodnoty. Například tráva Festuca ovina L., která roste na skládkách v půdách bohatých na olovo, získá odolnost k tomuto kovu jako dominantní vlastnost. Avšak jakmile se rostliny dostanou mimo skládku, nastává silná selekce proti odolnosti. Proto se v běžných podmínkách tato adaptace okamžitě ztrácí v důsledku přirozeného výběru – poskytuje tedy stěží argument pro evoluci. Musíme zdůraznit, že tvorba odrůd a plemen není příkladem malého kroku v evoluci.
19. Poučení ze šlechtitelství
Šlechtitelská práce nás učí několik důležitých věcí.
Za prvé dnes víme, že existuje omezení pro možnost chovu v nějakém daném směru. Obsah informací v genofondu je omezený. V chovatelské činnosti můžeme využít pouze to, co je k dispozici a nic víc.
Za druhé víme, že naše vyšlechtěné variety potřebují izolaci, aby bylo zachováno jejich vylepšení. Bez izolace se v přírodě kříží s volně žijícími plemeny a odrůdami, a tím ztrácejí svou specificitu.
Za třetí víme, že vysoce vyšlechtěné, vylepšené variety jsou biologicky slabší než volně žijící jedinci. Bolestně si uvědomujeme, že volně žijící variety jsou pro chovnou činnost naprosto nezbytné. Musíme mít bohatý genotyp ve volné přírodě, abychom mohli provést selekci a vložit potřebné vlastnosti do naší vyšlechtěné variety jako nové požadavky chovného programu.
Abychom vše shrnuli, musíme se naučit, jak pracovat se zdroji genetické informace, které máme k dispozici v přírodě, neboť jsou omezené a mohou být nenávratně ztraceny.
20. Mutace
Nyní je třeba se zmínit o mutacích, které jsou jediným možným zdrojem nové genetické informace. Studiem mutací jsme se zabývali více než 70 let a nyní je třeba připustit některá závěrečná stanoviska.
Za prvé pozorujeme všeobecný pokles zájmu o mutagenezi jako chovnou metodu. Většina laboratoří celého světa uzavírá své programy studia mutací. Pomocí mutageneze byly získány některé užitečné variety, ale pouze ojediněle, navíc jsou užitečné pouze z lidského pohledu. Byly získány některé trpasličí formy, užitečné jako zásobní kořenové rouby nebo jako skalničky. Některé velmi citlivé rostliny jsou využívány pro monitorování znečištění životního prostředí. Byly vyšlechtěny partenokarpické (bezsemenné) odrůdy pomerančů. Existuje mnoho odrůd okrasných květin, které byly zbaveny některých přírodních pigmentů prostřednictvím mutageneze. Vždy však získáváme rostlinu biologicky chudší a obvykle slabší, než je její nemutovaný předchůdce. Rostliny jsou zbaveny vlastností, které jsou nezbytné či užitečné v přírodních podmínkách.
Víme, že četné mutace jsou škodlivé. Máme z nich strach. Snažíme se chránit sebe a genofond volně žijících organizmů před různými mutagenními činiteli. Odmítáme jaderné zkoušky, nadměrné záření paprsků X, azbest atd. Pokud vede mutagenní prostředí k pozitivním mutacím, mnohonásobně je překryjí negativní destruktivní mutace.
Známe mnoho biologicky neutrální mutací. U nich dochází ke změnám buď v nekódované části genomu, nebo v genetickém kódu. Změny však neovlivňují funkčnost bílkovin, jež kódují. Tyto varianty se vztahují k alelám. Při kopírování textu můžeme udělat chyby. Pokud chyby nemění význam textu, považujeme je za neutrální. Pokud je význam zachován, změny jsou tolerovány, ale běžně nás obtěžují. I v genomu je neutrální informační změna tolerována, ale pokud snižuje funkčnost bílkoviny, kterou kóduje, a to dokonce mírně, potom dojde k selekci. Pokud je však změněn smysl, je významně pozměněna funkčnost, můžeme hovořit o negativní, nebo pozitivní změně.
Pozitivní mutace se spíše předpokládají, než aby je někdo pozoroval. Odrůdy a plemena organizmů jsou běžně odolné vůči lidmi vytvořeným chemickým látkám (herbicidy, fungicidy, pesticidy, antibiotika apod.). Odrůdy se vyvíjejí pouze po průzkumu působení daných látek. Při rozboru argumentů je nutné si nejprve uvědomit, že nové formy nejsou nové druhy. Obvykle nepřinášejí plody jako v původní populaci, a po ukončení působení chemické látky mizí. Proto se chovají podobně jako reverzibilní adaptace Biston betulasa. Je docela dobře možné, že přizpůsobení bylo dosaženo rekombinací. Existuje jen velmi málo příkladů, kdy je dokumentována změna v genomu, jež zodpovídá za nově vytvářenou odolnost vůči chemické látce.
U známých příkladů lze prokázat, že změna zahrnuje ochranu přirozené funkčnosti. Nejedná se tedy o vytvoření něčeho nového, ale o ochranu něčeho již existujícího.
21. „Evoluce“ odolnosti vůči atrazinu
Uveďme nyní jeden podrobný příklad: Amaranthus hybridus L. (laskavec rozkladitý – hladký prasečí plevel) je plevel, který se adaptoval na herbicid zvaný atrazin, který byl vyvinut speciálně pro boj s tímto plevelem. Působení spočívá v tom, že se atrazin váže na bílkovinu (QB) kódovanou genem psbA, který hraje důležitou roli v procesu fotosyntézy. Tento protein-atrazinový komplex zabraňuje fotosyntéze. V rezistentní varietě dochází v sektoru bílkoviny, na kterou se připojuje atrazin, ke změně aminokyseliny serinu na glycin. Tato změna ve vazební afinitě postačuje ke vzniku rezistence na atrazin. V genomu je serin kódován tripletem AGT (adenin, guanin, thymin), zatímco glycin je kódován GGT (guanin, guanin, thymin). Tato změna nastala v psbA genu v pozici 682. Takto mutace jednoho z nukleotidů adenin na guanin poskytuje laskavci rezistenci vůči atrazinu. To je prohlašováno za pozitivní mutaci, která poskytuje rostlinám Amaranthus hybridus novou funkci – odolnost vůči herbicidu.
Je však třeba upozornit, že mutovaná forma snižuje funkčnost bílkoviny QB. Proto, jakmile je používání atrazinu ukončeno, původní volně žijící forma laskavce se vrací. Takto je přírodním výběrem upřednostňována původní volně žijící forma, a ne forma odolná vůči atrazinu.
V experimentálních podmínkách, při použití buněčných kultur Nicotiana tabacum cv., které nechal Samsun ošetřit atrazinem, došlo ke změně v 264 kodonu v chloroplastu psbA genu ze serinu (AGT) na threonin (ACT). Tato jediná záměna nukleotidu (guanin na cytosin) také poskytuje odolnost vůči atrazinu, která byla neměnná, pokud nepokračoval selektivní tlak. Byla zjištěna obdobná odolnost vůči atrazinu, a to v případě nahrazení serinu treoninem v buňkách brambor. Tato skutečnost ale nebyla testována v polních podmínkách.
Jaké jsou závěry?
Začneme tím, že mutované bílkoviny plní stejnou funkci ve fotosyntéze jako dříve. Proto je pro organizmus otázka mutace ve výše uvedených případech (laskavec, tabák, brambory) neutrální pro záměnu serinu za treonin, nebo mírně škodlivá v případě záměny serinu za glycin.
Získaná rezistence poskytuje ochranu stávající životně důležité funkce, která byla inhibována syntetickou chemikálií, vnesenou do životního prostředí. Nejedná se o novou funkci, ale o ochranu původní. To lze srovnat se získáváním odolnosti vůči různým chorobám pomocí očkování.
V přírodě může nastat zdvojení sekvence genu. Někdo by mohl tvrdit, že laskavec může dosáhnout zdvojení mutované sekvence genomu, poněvadž si udržuje oba typy, jak volně žijícího (za běžných podmínek), tak typu mutovaného, v situaci, kdy je atrazin uvolňován do životního prostředí. Kromě toho by bylo možné namítnout, že vývoj nových přípravků na ochranu rostlin by mohl vést k dalším mutacím, které by podobně neutralizovaly jejich účinky. Následná duplikace laskavcem by mohla vést k uchování mnoha variant proteinu QB nebo jiných cílových proteinů, schopných vypořádat se s možnou přítomností celého seznamu herbicidů v životním prostředí. Nejedná se však o víc, než o ochranu stávajících funkcí, jako když se bráníme očkováním proti různým nemocem.
Z toho plyne, že používat poznatky o odolnosti laskavce na atrazin získanou mutací pro důkaz pozitivní mutace, nebo jako důkaz malého kroku v evoluci, je nepatřičné.
22. Ochrana funkčnosti
Existují různé způsoby, jimiž může být v přírodních podmínkách chráněna funkčnost. Jedním z těchto mechanizmů je přírodní výběr. Odstraněním defektních forem chrání přirozený výběr populaci před degenerací.
Přírodní výběr se vyskytuje rovněž na úrovni buněk. Uvnitř tkáně odstraní defektní buňky, aby se nemohly dále množit.
Existují různé mechanizmy k opravě defektů. Jedním z nich je například hojení ran. Existují i další, a to na úrovni genomu. Chybné nukleotidové sekvence mohou být v některých případech opraveny. Stejně tak, jak to známe u počítačových programů, kde může být činných i několik korekčních mechanizmů na základě zpětné vazby, podobně může proběhnout korekce i v biologických systémech.
Konečně mají biologické systémy metody identifikace a neutralizace cizích invazních činidel. Na individuální úrovni tuto schopnost označujeme jako imunitu. Bílkovina, která napadá organizmus, je rozpoznána, a jsou vytvářeny protilátky na její zneškodnění. Tyto imunologické adaptace se mohou vyskytovat i na úrovni populace. Organizmus, který se biologicky přizpůsobí k boji proti cizí chemikálii, se rozmnožuje a nahrazuje celou původní populaci, která byla vystavena silnému selekčnímu tlaku chemické látky. Závěry o takovém případu jsem podrobně popsal výše (odolnost vůči atrazinu) a lze je učinit analogicky při pozorovaní různých onemocnění, odolných vůči různým antibiotikům a jiným lékům.
Adaptace, která maří účinnost chemické látky jako ničící, je pozitivní jen ve smyslu obrany stávajících funkcí. Chrání totiž schopnost využívat stávajících užitečných informací. Neznamená to však, že poskytuje nové informace nebo vytváří nové funkce či nové organizmy.
V žádném případě se nejedná o podporu teorie evoluce.
23. Informace a čas
Existují dva pohledy na vesmír. Pokud se jedná o vztah k informacím a času, můžeme říci, že jedna představa začíná úplným chaosem na počátku času (Big Bang). Dále popisuje postupné shromažďování informací prostřednictvím evoluce částic, molekul, (anorganických) sloučenin, organických sloučenin a života ve vývoji k člověku, směrem ke zlepšování a rozvoji informace, ke slavné budoucnosti zvyšujícího se informačního obsahu. Druhá představa vychází ze slavného a hojného počátku, po němž následuje postupný rozpad, vymírání druhů, degenerace genů, plýtvání energií a pohyb směrem k nevyhnutelnému konci viditelné skutečnosti.
Našim smyslům a našemu vědeckému poznání je dostupný jen malý zlomek času, který je předmětem těchto představ. Velkou otázkou zůstává, zda v čase, který máme k dispozici, pozorujeme nárůst informace nebo pokles. Jak zjišťujeme, všechny vědecké důkazy poukazují na pokles! Je nejvyšší čas uvést školní osnovy v Evropě v soulad s touto skutečností.
24. Závěrečné poznámky
Debat nad evoluční teorií nebude ubývat. Hojně probíhají ve Spojených státech a mají vzrůstající tendenci také v Evropě. Nemůžeme před nimi utéct. Děti ve školách musejí vědět, že se jedná o téma vhodné k diskusím a čeho se diskuse týká.
Ve skutečnosti existují dvě debaty. Jedna ideologická, druhá vědecká. Ideologická konfrontace je na obou stranách velmi silně motivována světonázorovým postojem. Ateisté věří, a já trvám na slovu věří, v evoluci. Potřebují ji k ospravedlnění svého ateizmu. Na druhé straně stojí kreacionisté, věřící v Boha Stvořitele, který učinil vše z ničeho svou vlastní vůlí. Do této kategorie lze zařadit i zastánce teorie Inteligentního designu. Evoluce narušuje jejich pohled na stvoření. Tato ideologická diskuse nevede ke shodě a jakékoliv množství slov danou situaci neřeší.
Dále probíhá diskuse mezi vědci. Existují lidé, kteří uznávají dosažitelná fakta jako důkazy procesu přeměny druhů od jednoduchých organizmů ke složitějším, od několika k mnoha typům. Oponenti, a já sám patřím do této skupiny, považují tyto důkazy za naprosto nedostatečné, ve skutečnosti důkazy zcela chybí. Důkazy totiž naopak ukazují na stázi, stálost forem života (např. plozením apod.), nebo dokonce na opačný proces devoluce, tedy neustálé snižování a pokles informací v biosféře. Zde lze diskutovat a nastřádané důkazy pro a proti evoluci mohou být podrobeny kritickému hodnocení podle některých rigorózních postupů všeobecně přijímaných v mezinárodní vědecké komunitě.
Zda dovolit, aby byl první ideologický typ diskuse předkládán ve školách a v jaké podobě, závisí na náboženské nebo bezbožecké filosofii vlastníků školy. Je zřejmé, že v církevních školách, ať už křesťanských, muslimských nebo židovských, by se mělo hovořit o příběhu stvoření a opačné názory by měly být předmětem kritiky. V ateistických školách by tomu mělo být naopak. V nábožensky indiferentních školách by měly být tolerovány obě, aniž by jedna z nich byla žákům vnucována. Věřící ve stvoření mohou obě teorie odmítnout a podporovat teorii evoluce za předpokladu, že se v procesu vývoje uzná role Stvořitele. V této aktuální pozici se dnes nachází katolická církev. Pro ateisty je irelevantní, co si věřící myslí o roli Stvořitele v evolučním procesu, pokud ji nejsou povinni přijmout. Avšak pro ateisty nepřipadá ideologicky v úvahu nevěřit v evoluci.
Vědecká diskuse o evoluční teorii by měla být předložena na všech typech škol. Žáci by měli vědět, že vědci se liší ve svých názorech a zejména, že dochází ke konfrontaci ve sporné otázce evoluce. Každý objev a každé pozorování musí být podrobeno vědeckému zkoumání a hodnoceno z hlediska vlastní empirické podstaty. Hypotéza je pouhou hypotézou, dokud několik nezávislých pozorovatelů neprokáže, že platí. Pak se stává teorií. Avšak jak hypotézy, tak i teorie jsou pouze orientační, dokud se neobjeví nové údaje, které je mohou podpořit, změnit nebo odmítnout. Vědeckým zákonem se stávají, až když dosáhnou stavu, který umožňuje falzifikaci.
Podle Wikipedie: „Falzifikace (vyvratitelnost nebo testování), je logická možnost prokázání, že tvrzení je nepravdivé na základě pozorování nebo fyzickým pokusem.“ „Falzifikovatelný“ neznamená nepravdivý, ale spíše, že něco lze vyvrátit. Pokud bylo prokázáno, že tvrzení je nepravdivé, pak jsou naopak některé opačné příklady nebo výjimky z tohoto tvrzení prokázány pozorováním nebo experimentem. Falzifikovatelnost je ve vědě a ve filozofii vědy důležitý pojem. Někteří filozofové a vědci, především Karl Popper, tvrdí, že hypotéza, poučka, teze či teorie je vědecká pouze tehdy, je-li falzifikovatelná.
Falzifikace závisí na předložení výsledku, který, pokud by byl získán, by diskvalifikoval teorii. Albert Einstein stanovil, že E = mc2. Pokud může kdokoliv opakovaným experimentem prokázat, že za určitých okolností E ≠ mc2, pak by tato teorie byla diskvalifikována. Bez takového důkazu platí. Archimédes tvrdil, že těleso ponořené do kapaliny ztrácí tolik hmotnosti, jaká je hmotnost kapaliny tělesem vytlačená. Pokud by kdokoliv mohl dokázat, že ztráta hmotnosti je odlišná, diskvalifikovalo by to Archimédův zákon.
Evoluce zatím dospěla do stádia, kdy všichni připouštějí, že některé konkrétní výsledky by ji mohly diskvalifikovat. Z tohoto důvodu se nejedná o vědecký zákon, a proto by neměla být teorie evoluce tímto způsobem vyučována. Dokud nebude potvrzena, měla by být ve školách předkládána jako neprokázaná vědecká teorie, která má své stoupence i odpůrce. A co víc, teoretické argumenty pro a proti evoluci by měly být předloženy nestranně. Žáci se musejí učit, jak správně hodnotit údaje, jak vést diskuse na kontroverzní témata. Musejí se naučit samostatně myslet. Vyučovací proces by neměl záviset pouze na předávání údajů. Rovněž se musejí naučit, jak využít vlastní odůvodnění.
Tímto apeluji na všechny, kdo zodpovídají za stanovení školních osnov v Evropě, aby se zasadili o nestranný způsob vedení diskuse o teoriích evoluce a kreace.
Poznámky:
*Text původně vyšel u vydavatelství Ostoja pod názvem O ewolucji w szkołach europejskich, www.ostoja.pl, 2008, překlad Antonín Malach.
K. Marx a F. Engels „Listy Wybrane“ Książka i Wiedza 1951, s. 159, bod 52.
Philip Trower, The Church and the Counter-Faith, Family Publications, Oxford 2006.
Viz http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_isbn-80-7080-587-0/pdf/079.pdf.
Viz http://cs.wikipedia.org/wiki/Crossing-over.
Pokud je v jedné kopii genu přítomná vada, tedy mutace, gen nefunguje, ale může ho nahradit ještě druhá zdravá kopie a navenek se tedy tato vada vůbec neprojeví. Tomuto stavu se říká přenašečství (heterozygocita) a znamená, že člověk s touto vadou (mutací) v jedné kopii genu může tuto kopii přenést na svého potomka. V případě, že jsou oba rodiče dítěte nositelé (tzv. heterozygoti), je zde jisté riziko, že dítě zdědí od každého rodiče chybnou kopii genu (nazýváme ho potom homozygotom) a dojde u něj k rozvoji genetického onemocnění. K onemocnění tedy dochází tehdy, když jsou obě kopie genu chybné (zmutované).