Darwinizmus opět v “ohrožení“?

Od vydání Darwinova Vzniku druhů přirozeným výběrem se vždy čas od času vynořují více nebo méně věcné kritiky jeho teorie, jejichž poslední vlnu prožíváme v současnosti. Tomu do určité míry přispívá celková atmosféra doby. Vidíme projevy iracionality v nejrůznějších podobách: klerikalizmus, spojený mnohdy s kreacionizmem (např. seriál v TV, některé články v tisku), alternativní medicína, psychotronika, senzibilové, horoskopy v týdenících, létající talíře, ale také výbuchy nacionalizmu, rasizmu, fašizmu... To ovšem neznamená, že skutečně seriózní současní kritikové darwinizmu patří do této společnosti. Věatšina z nich má hluboký zájem přispět k vyjasnění problematiky mechanizmů evoluce. Jsou ovšem i takoví, pro které „popasování se“ s Darwinem slouží k tomu, aby ukázali svou originalitu, důležitost. Připomíná mně to Ernesta Hemingwaye, který na příměru boxerského utkání uvádí, že „začal úplně nenápadně a porazil pana Turgeněva, po tvrdém tréninku porazil pana Maupassanta, s panem Stendhalem měl ve druhém kole bodovou převahu, ale nikdo by jej nedostal do ringu s panem Tolstojem, pokud by se nepomátl na rozumu“ – uzavírá sebekriticky.

Připomeňme si jen stručně některé z vážných kritik darwinizmu, jak se v minulosti objevovaly. Nepatří k nim ovšem ani minulý, ani současný „vědecký“ kreacionizmus (L. Bělka, Vesmír 70, 671, 1991/12). Nejvýstižněji jej charakterizuje bývalý prezident projektu vynikajících amerických středoškolských učebnic Biological Sciences Curriculum Study profesor W. W. Mayer slovy „The arrogance of ignorance“, jako klasický příklad protievolucionistického názoru křesťanského i islámského fundamentalizmu, vycházejícího z víceméně záměrného nicnevědění.

Více než sto let recidivující kritiky vycházely mnohdy z jednostranného pohledu, vytržení určité složky, aspektu darwinizmu, a z takových soubojů vycházel pak darwinizmus spíše posilněn, obohacen o nové poznatky, které nemohly být Darwinovi v jeho době ještě známy. Na počátku našeho století to byla polemika mezi biometriky a mendelisty, tj. zastánci kontinuitní a diskontinuitní variace, pokračující ve dvacátých a třicátých letech sporem mezi paleontology a mutacionisty. To byly v podstatě diskuse mezi specialisty nově se rozvíjejících vědních disciplín a koneckonců se ukázalo, že nálezy a názory si vlastně neprotiřečí, nýbrž že se doplňují. Dovršením této etapy byla nová syntéza, neodarwinizmus čtyřicátých let, spočívající v integraci mendelizmu a náhodných mutací do darwinistického přirozeného výběru při nadprodukci potomstva, vedoucího k adaptaci k měnícím se podmínkám prostředí. Jeho hlavním nástrojem se stává populační genetika.

Za určitou kritiku darwinizmu ze snad považovat kladizmus, který vychází z rozvětvujících se diagramů (kladogramů) vzájemných vztahů, hierarchie organizmů. Ve své moderní, transformované formě se odříká evolučního pohledu vůbec a tvrdí, že se zabývá jen uspořádáním přírody. Tím připomíná předevoluční Naturfilozofii J. W. Goetha nebo G. St. - Hilairea. Distancuje se od původního spojení kladizmu s fylogenezí (W. Hennig). Jde spíše o záležitost vylepšení techniky systematického výzkumu, fylogenetiky. Takže koneckonců nezávisle na odříkání se darwinizmu je kladistika v širších souvislostech svými exaktními přístupy (nikoli všemi závěry!) pro rozvíjení tohoto učení spíše prospěšná než nebezpečná. Numerické metody kladizmu využívá téměř celá fylogeneticky orientovaná molekulární biologie.

Britský filozof Karl Popper pokládá darwinizmus spíše za metafyziku než za vědu, a to zejména proto, že není vědecky ověřitelný. Testovatelné jsou však všechny jeho složky – selekce, kompetice, mechanizmy speciace atd. – jak o tom svědčí nesčetné studie publikované např. v prestižním časopise Evolution. Darwinizmus je syntetickou teorií, spojující mnoho oblastí v integrovaný celek.

Pozoruhodným příspěvkem k evoluční teorii je v sedmdesátých letech neutralizmus Japonce M. Kimury, kritizující neodarwinizmus s vševládnoucí darwinovskou selekcí v evoluci. Vychází z molekulárněbiologických poznatků, z tzv. molekulárních hodin, které spočívají na záměně nukleotidů DNA v čase, vedoucí k mutacím probíhajícím v podstatě pravidelně. Podle Kimurova názoru je však většina těchto mutací neutrální, nepodléhá přirozenému výběru, a přece je nositelem výrazných fenotypových změn v průběhu evoluce. Většina evolučních změn na molekulární úrovni není podle Kimury vyvolána darwinovskou selekcí, ale je náhodnou fixací selekčně neutrálních nebo skoro neutrálních změn genetickým driftem. Spor neutralistů a selekcionistů v posledních patnácti letech rozhodně nebyl neužitečný. U organizmů se skutečně objevují neselektované znaky. To je ostatně i dávno známým důsledkem pleiotropního působení genů, kdy selektovatelná mutace určitého znaku vyvolá současně změnu znaků dalších, které jsou z hlediska adaptace bez významu. Podstaty darwinizmu se však neutralizmus nedotkl. I samotný Kimura uznává rozhodující úlohu přirozeného výběru v adaptivní evoluci. Jak říká známý darwinista E. Mayr: individuum je předmětem selekce jako celek a nezáleží na tom, kolik neutrálních nebo skoro neutrálních mutací nese. Darwinizmus nikterak není ohrožen důkazem, že ne veškerá evoluce je adaptací.

V současné době se ukázalo, že rychlost záměn nukleotidů v evoluci se liší v závislosti na rychlosti metabolizmu, která zase souvisí mimo jiné s velikostí těla. Tak např. u kytovců je rychlost záměn malá, u primátů střední, u ježovek vysoká, vyšší je u teplokrevných (savci, ptáci), nižší u studenokrevných obratlovců. Může to být důsledek mutagenního účinku volných radikálů i zvýšené rychlosti syntézy DNA při vyšším metabolizmu. Ostatně vzhledem k “degenerovanosti“ genetického kódu, tj. že některá aminokyselina může být kódována i několika různými trojicemi nukleotidových bází, je jasné, že větší bezprostřední význam než nukleotidy mají pro vývoj fenotypu aminokyseliny proteinů. Je ovšem i mnoho selekčně neutrálních proteinů, jak o tom svědčí jejich rozsáhlý polymorfizmus.

Kritikou neodarwinizmu s jeho gradualizmem, tj. postupným, rovnoměrným výběrem mutací malého rozsahu, je představa přerušovaných rovnováh (punctuated equilibria) N. Eldredgea a S. J. Goulda. Podle nich fosilní nálezy ukazují, že evoluce neprobíhala rovnoměrně, nýbrž nové druhy se objevovaly náhle. Tato období speciací jsou zároveň obdobími morfologických změn. Představa není ovšem v rozporu s darwinizmem, nýbrž opět jej obohacuje o nové pohledy. Druh je skutečností, nikoli fikcí, konvencí. Evoluce selekcí probíhá nejen na úrovni individuální, jak předpokládá neodarwinizmus, ale i na dalších, polozávislých úrovních – molekulární i druhové. Moderní syntéza neodarwinizmu není sice nesprávná, ale je neúplná. Objevení se významných evolučních novinek může být důsledkem uvolnění selekčního tlaku v určitém období, což má za následek zvýšenou fenotypovou variabilitu. To ostatně ukázal již Darwin na domestikovaných zvířatech. Některé z četných mutací jsou pak v novém, změněném prostředí podrobeny selekci, vedoucí k adaptacím, dochází k evoluční internalizaci prostředí. Jednotnost divokých populací v určitém časovém období je výsledkem stabilizující selekce. To však neznamená, že v takovém období je populace dokonale adaptována, statická. Aby udržela krok s evolučními (genetickými) změnami koexistujících konkurentů, nepřátel, se zdroji potravy i s neživým prostředím, musí se od generace ke generaci měnit. Je to „princip Červené královny“ (podle Alenky v říši divů Lewise Carrolla), tj. že „je nutné stále běžet, aby se zůstalo na místě“ (L. van Valen). Podle nelineárního dynamického přístupu k evoluční stabilitě D. A. Randa a H. B. Wilsona jsou gradualizmus a přerušované rovnováhy spíše různými stranami téže mince než protichůdnými teoriemi. Po dlouhá období změn prostředí mohou oba procesy probíhat současně. Při „evolučních katastrofách“ (kterými však není myšleno vymření mnoha druhů) náhle vymizí evolučně stabilní stav a nastává rychlá evoluce ve stav odlišný na základě využití variabilní fenotypické výbavy populace.

Podle Goulda je jedním z nejvýznamnějších jevů v evoluci heterochronie, posun projevu jednotlivých genů v ontogenezi následujících generací, vedoucí k výrazným změnám fenotypu. Tím se dostáváme ke stále výraznější úloze vývojové biologie, studia individuálního vývoje v poznání procesu evoluce. V neodarwinistickém pojetí evoluce nebylo vlastně k ontogenezi přihlíženo. Dnes víme, že změny genového působení v časném vývoji mohou mít dalekosáhlé důsledky pro výsledný fenotyp a projevovat se jako makromutace. Vývojová biologie ukazuje, jaký význam mohou mít zejména mutace tzv. regulačních genů, řídících projevy strukturních genů (Vesmír 72, 553, 1993/10). Např. mutace homeotických genů přinášejí diskontinuitní fenotypické efekty. Pozoruhodné jsou nálezy o shodném lineárním uspořádání genů v chromozomu a na nich závislých orgánů v jedinci, a zvláště pak o shodných regulačních genových systémech u bezobratlých i obratlovců. Ukazuje to na konzervatizmus regulačních systémů v evoluci na rozdíl od adaptivních změn v odpovědi na tyto systémy, tj. strukturních genů.

Ukázalo se dále, že evoluce neprobíhá zcela libovolně, náhodně, nýbrž v průběhu ontogeneze vznikají určitá vývojová omezení. Současné fylogenetické inovace jsou výsledkem minulých adaptací, které se staly nezvratnými a jsou zakódovány ve vývoji. Vývojová omezení nemají nic společného s teleologickými představami tzv. ortogeneze, jsou však významnou složkou ovlivňující směr evoluce. Do kategorie vývojových omezení ostatně spadá i dávno známý Dollův zákon ireverzibility, podle kterého komplexní orgán jednou v evoluci ztracený nevzniká při svém znovuobjevení nikdy ze stejných zdrojů jako obdobný orgán, který v evoluci vymizel.

Vždy znovu se objevuje lamarckovská otázka dědičnosti získaných vlastností. Je ovšem třeba připomenout, že sám Darwin tuto možnost původně neodmítal a nepovažoval ji za protiklad své teorie přirozeného výběru. V minulosti se různé nálezy svědčící pro dědičnost vlastností získaných v individuálním životě ukázaly mnohdy jako falzifikáty (Kammererovo barvení mloků, lysenkizmus aj.). V poslední době se však objevily některé seriózní práce, které se zdály lamarckovské dědičnosti nasvědčovat. Tak to byly před několika lety pokusy naznačující možnost dědičnosti imunologické tolerance získané v individuálním životě (R. M. Gorczynski a E. J. Steele 1980, 1981), o jejím přenosu na potomstvo od imunologicky tolerantního otce u myší. Opakování pokusů a jejich prověrka (viz mj. Milana Haška a jeho skupinu v ČSAV) tyto výsledky nepotvrdily. Zdánlivá dědičnost by mohla být záležitostí endogenních retrovirů s horizontálním přenosem. Zvláštní pozornost poutají v současné době pokusy J. Cairnse a spol. (1988), ukazující zvýšenou četnost takových mutací u bakterií a kvasinek, kdy jsou mutantní formy pro určité prostředí výhodnější (viz P. Sýkora, Vesmír 71, 551, 1992/10). Modely vysvětlující tento jev se však rovněž nepotvrdily. Ukázalo se, že studie neměly adekvátní kontroly, takže řízené, cairnsovské mutace se zatím bezpečně prokázat nepodařilo. Faktory prostředí ovšem mohou četnost mutací ovlivnit a zvýšená mutabilita přispívá k adaptaci. Ve svém specifickém významu jsou však mutace na faktorech vyvolávajících mutabilitu nezávislé, jak je dávno známo. Právě Darwin, který ještě nemohl znát materiální podstatu dědičnosti, poznal, že příčiny dědičných změn jsou oddělitelné od jejich významu pro přežití a reprodukci a tím se rozhodujícím způsobem vypořádal s teleologií.

Podle některých názorů prožíváme počátek konečné syntézy v biologii: biochemie, genetiky, molekulární biologie, buněčné a vývojové biologie s evoluční biologií, evolučně orientovanou ekologií a etologií i fylogenetickou systematikou. Vývoj individua je spojujícím článkem mezi přepisem, předáváním a překladem, projevem genetické informace. Ukazuje se také, že rudimenty homeostatických a regulačních vlastností biologických systémů nejsou jen výsledkem selekce, ale vyskytují se již u jednoduchých fyzikálně-chemických systémů a jsou tak prvními předpoklady života a evoluce. Jak soudí S. A. Kauffman, je selekce součástí autoorganizace určující základní podmínky, za kterých je evoluce přirozeným výběrem možná a určuje i hranice jejího vlivu (viz D. Storch, Vesmír 71, 328, 1992/6). Stále naléhavější se jeví nutnost integrace na základě globálního přírodovědeckého pohledu na život, jaký měl ve své době právě Darwin ¹⁾ . Tento pohled nebývá specialisty chápán a doceněn. Domnívám se, že právě jeden z “kritiků“ darwinizmu S. J. Gould měl pravdu, když k Darwinovu jubileu konstatoval, že Darwin je 100 let po své smrti živější než kdy jindy a že pravdu mají také autoři poslední velké Darwinovi biografie A. Desmond a J. Moore (1991), když uvádějí, že Darwin je nesporně nejznámějším vědcem v historii a že více než kterýkoli moderní myslitel tento zdvořilý, starosvětský přírodovědec z malého hrabství Shroppshire změnil způsob, jak sami sebe vidíme na této planetě.