Aktuální číslo:

2018/10

Téma měsíce:

Navigace

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

Vlaštovka extrémista

Vlaštovka extrémista

Jaroslav Cepák, Petr Klvaňa  |  10. 10. 2018
Díky satelitní telemetrii se podařilo odhalit vpravdě neuvěřitelné výkony některých ptačích druhů. Nejznámějším je zřejmě osmidenní nonstop let...
Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Staří mořeplavci prý určovali polohu své lodi podle hvězd. Tato rozšířená romantická představa je ale nesprávná. Metoda astronavigace nikdy nebyla...
Jak se neztratit na moři

Jak se neztratit na moři

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Dle znamenitého pozorování Slunce a Měsíce shledávám naši zeměpisnou délku 178° 18' 30" západně od Greenwiche. Zeměpisná délka dle logu je 175°...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné