Aktuální číslo:

2022/6

Téma měsíce:

200 let G. J. Mendela

Energie dělá druhy

 |  10. 8. 2006
 |  Vesmír 85, 445, 2006/8

Proč je v tropech tak moc druhů? Tahle zdánlivě prostá otázka trápí generace přírodovědců. Jak se poslední dobou ukazuje, není to tím, že by se v tropech žilo líp. S trochou nadsázky to potvrdí každý – výlet do tropů je jedinečným, ale náročným zážitkem. Vše nasvědčuje tomu, že v tropech je takové množství druhů díky vyšší teplotě. Tropické klima urychluje metabolizmus tamějších obyvatel, díky čemuž „uvaří“ více genetických změn a ve svém důsledku i více nových druhů.

Andrew P. Allen z Kalifornské univerzity vytvořil se svými kolegy matematický model založený na velikosti těla organizmu a vztahu mezi teplotou a metabolizmem (viz D. Storch, Vesmír 83, 508, 2004/9). Na tento model posléze naroubovali fosilní a molekulární data planktonních dírkonožců. Dírkonožci (Foraminifera) jsou svérázní jednobuněční mořští prvoci, občas planktonní (plovoucí), častěji bentičtí (žijící na dně) a fylogeneticky příbuzní linii Cercozoa. Na rozdíl od mnoha jiných druhů planktonu mají krásné složité schránky z různých materiálů, a tak máme k dispozici rozsáhlý fosilní materiál.

Autoři studie získali ucelený pohled na rychlost změn DNA a rychlost vzniku nových druhů planktonních dírkonožců za posledních 30 milionů let. Potom sledovali, jak se mění rychlost mutací a speciace v závislosti na klimatu oceánu, daném zeměpisnou šířkou. Výsledky potvrdily, že hlavním motorem evoluční dynamiky je tok energie. Strohou řečí čísel lze vyjádřit, že tok energie 1013 J na gram tkáně vygeneruje jednu záměnu nukleotidu v jaderném genomu a že tok energie 1023 J na populaci vygeneruje jeden nový druh dírkonožců. Pro představu: lidstvo spotřebuje za rok fosilní paliva o energetické hodnotě 1020 J.

Pozoruhodné je především to, jak má zeměpisná šířka skrze teplotu vliv na rychlost speciace. Potvrzuje se tak „metabolické“ vysvětlení diverzity tropů navržené v roce 1992 K. Rohdem. Podle něj v teplejším klimatu rychleji běhají chemické reakce, a tak mají tropické druhy rychlejší metabolizmus. Intenzivnější metabolizmus vyrobí víc volných radikálů, které mutují DNA a zároveň urychlí replikaci DNA při buněčném dělení. Oboje pochopitelně zvyšuje frekvenci mutací a tím i rychlost molekulární evoluce v tropech.

Jak se zdá, o biodiverzitě bude možné mluvit v přísně fyzikálních termínech a jednotkách. Na druhou stranu k podobným studiím je dobré přistupovat s určitým nadhledem, poměrně jednoduché fyzikální modely mívají sklon opomíjet klíčové záležitosti. Pozitivní vztah mezi teplotou prostředí a rychlostí makroevoluce přináší i některé laškovné závěry. Stačí jen pomyslet, jak vlastně globální oteplování, tolik zatracované, zjevně podporuje tolik ceněnou biodiverzitu. Příroda má vytříbený smysl pro humor. (PNAS 103, 9130–9135, 2006/24)

Ke stažení

RUBRIKA: Aktuality

O autorovi

Stanislav Mihulka

RNDr. Stanislav Mihulka, Ph.D., (*1973) je šéfredaktorem popularizačního webu Osel.cz. Vystudovaný biolog, kterému učarovala popularizace vědy, taje astrofyziky a magie výchovy tří nespoutaných potomků. Ve službách Slezské univerzity v Opavě popularizuje vědu.
Mihulka Stanislav

Doporučujeme

Slavný všude, jen ne u nás

Slavný všude, jen ne u nás

Marek Vácha  |  30. 5. 2022
„Nikdy si nepsal deník a jeho dopisy vrhají na jeho vnitřní život jen málo světla. Jakožto kněz musel být obzvláště obezřelý při vyjádření svých...
Nejstarší Evropanka

Nejstarší Evropanka uzamčenovideo

Ve čtvrtek 14. září 1950 se v lomu pod návrším Zlatý kůň u Berouna chystají k odstřelu vápence. Je určen pro výrobu cementu. Zahřmí výbuch...
Prolévat luteránskou krev

Prolévat luteránskou krev uzamčeno

Petr Vorel  |  30. 5. 2022
Když se řekne „křížová výprava“, vybaví si čtenář nejspíš tažení středověkých rytířů k Božímu hrobu do Palestiny. Anebo zbabělé křižáky, prchající...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné