Devadesát let – a nic!

Před první světovou válkou se mendelovská genetika stala uznávanou vědou. Připomeňme velmi zjednodušeně její hlavní zásadu: To, jak organismy vypadají a čím jsou (jejich fenotyp), je určeno vlohami – geny zděděnými od rodičů. Každý gen se může vyskytovat i ve více verzích – alelách. Protože od každého z rodičů dědíme jednu kopii příslušného genu, mohou naše buňky disponovat jeho jednou nebo dvěma alelami. Pokud jsou alely různé, jejich vzájemný vztah (mohou se potírat, spolupracovat, popř. různé stupně mezi tím) určí, jak se vloha projeví na výsledném fenotypu. Podmínky, za jakých se živáček se svým fenotypem ohání na světě, se nemohou nijak odrazit na jeho genotypu – neexistuje způsob jak cíleně pozměnit alely pro dobro potomstva. Nová alela může vzniknout pouze náhodnou změnou – mutací – alely stávající, zcela bez vazby na potřeby těla.

Kammererův výzkum

Vídeňský biolog Paul Kammerer koncepci a terminologii genetiky přijímal, byl však lamarckistou; jinými slovy předpokládal, že organismy mohou aktivně a cíleně měnit své dědičné vlohy v závislosti na požadavcích prostředí – žádá-li se nová alela, bude vytvořena. Provedl proto sérii pokusů, které měly lamarckistický předpoklad dokázat na dědičné změně fenotypu jedné žáby.

Ropuška starostlivá (Alytes obstetricans), obývající západní Evropu a Anglii, na rozdíl od ostatních blízce příbuzných ropuch nepotřebuje kvůli páření chodit do vody. Páří se na souši a sameček nosí řetízky vajíček přilepené na těle. Až když se pulci mají vylíhnout, zajde s nimi do vhodné nádrže a vypustí je tam. Dodejme, že samci ostatních ropuch, pářících se ve vodě, mají na předních nohou zvláštní tmavé mozoly, kterými si přidržují svou kluzkou partnerku; samci ropušky tento mozol nepotřebují a ani jej nemají – vzácně se může objevovat jako atavismus, „vzpomínka“ na evolučně starší způsob páření ve vodě.

Kammerer vystavil ropušky ve svém chovu horkým a suchým podmínkám, takže rády naskákaly do nádrže s chladnou vodou, kterou jim připravil, žily tam, a dokonce se tam i pářily. Za těchto podmínek však sameček o vajíčka nepečoval a jako u ostatních ropuch zůstala ležet ve vodě od počátku. Většina zárodků zahynula, avšak z mála pulců vyrostly žáby, které měly jiný fenotyp – byly větší a na první pohled vypadaly jinak než rodiče. Tyto žáby se pářily ve vodě a od 3. generace se u samců začaly objevovat i ony mozoly. Nová „vodní“ forma se dala křížit se „suchozemskou“, přičemž v první generaci určoval u všech potomků fenotyp sameček (ať už byl původní, suchozemský, nebo nově se objevivší vodní), v další generaci se z těchto kříženců vyštěpovaly vodní a suchozemské formy v poměrech, jak je předpokládala klasická genetika. Kammerer interpretoval výsledky po lamarckovsku jako vznik nové alely vynucený tlakem prostředí, řádně je publikoval, preparáty žab nabízel k prozkoumání – jak to ve vědě má být. Přesto mu málokdo věřil, vládlo jiné paradigma, řekli bychom dnes. Během první světové války došly chovy i preparáty zkázy a zachoval se jediný sameček naložený ve formalinu. Toho analyzoval v r. 1926 americký biolog Noble a odhalil podvod: v pářicích mozolech nalezl částečky tuše. Dva měsíce po zveřejnění tohoto odhalení spáchal Kammerer sebevraždu – dodejme, že příčin k ní se seběhlo víc než jen samo toto odhalení.

Spory se periodicky vracejí

Od té doby se spory kolem Kammerera periodicky vynořují. V Sovětském svazu byl ve třicátých letech hrdinou a natočili o něm dokonce film (ovšemže s happy endem), pro ostatní zůstával podvodníkem, dokud celou věc znovu nerozvířil v r. 1971 Arthur Koestler svou knihou. Nedávno se o interpretaci pokusil v renomovaném žurnálu Alexander O. Vargas. Protože o tom vzápětí referovali v Science, můžeme čekat vlnu nového zájmu o Kammerera. Tímto ji otvíráme i v Česku.

Vargas poukazuje na to, že v Kammererově době nikdo neměl představu o takzvané epigenetické dědičnosti: Velmi zjednodušeně řečeno, DNA v místě kódujícím příslušnou alelu dostane chemickou modifikaci, a toto „návěstí“ se pak kopíruje do dalších buněk, ba v některých případech i do dalších generací. Taková „epialela“ se navenek chová jako nová mutace – přitom cílená. Rozdíl je jen v tom, že stačí návěstí vymazat (odezněním podmínek, které je udržují) a projev znaku se během jedné či několika generací vrátí k původním hodnotám. Navíc vzhledem k tomu, že existují atavismy, ropuška způsob života svých předků ještě zcela „nezapomněla“ a stačí malý podnět, aby se k němu vrátila. Něco na způsob axolotla, který žije jako larva a tak se i rozmnožuje, přesto lze výživou docílit jeho proměny na suchozemského mloka (tam ale, pokud je mi známo, nejde o děděnou vlastnost). Vargas upozorňuje na ohromnou roli, kterou ve vývoji vajíček hraje mezibuněčná hmota (onen sliz obklopující vajíčko). Namočením vajíček do vody mění tato hmota své vlastnosti a to by mohlo být pro zárodky signálem, aby přepnuly na nepoužívanou, avšak stejně ještě v paměti drženou dráhu. Tedy nikoli lamarckovská evoluce podle představ Kammererových, přesto velmi zajímavý model i pro klasickou evoluční biologii: Je známo, že chemické úpravy DNA v epialelách zvyšují frekvenci jejich mutování. Jako by vznikala epialela nanečisto, pak už nastálo. Takže na tom přece jen něco bude?

Hory planých řečí

Tady to zaražme a ptejme se: Jak to, že tyto pokusy za devadesát let nikdo, ale vůbec nikdo nezopakoval, jen se kolem toho řeční, většinou zcela planě? Toto přece není standardní postup vědeckého bádání! Ropušky se sice páří jen jednou za rok, takže chov je třeba držet několik let, ale zato úsilí a prostředky k jeho udržování nebudou větší než třeba chov psího miláčka v bytě. Takových psů jsou desetitisíce a lidé kvůli tomu nijak nestrádají, jak to, že se nenajdou prostředky na jeden žabí chov? Pár kádí, krmě, ošetřovatel na kousek úvazku, vždy zjara dva měsíce pokusničení. Vysvětlení se nabízí několik, nejpravděpodobnější a současně nejhrůznější je to první:

1. Všichni přece víme, že je to nesmysl a podvod, nebudeme se s takovou věcí zahazovat.

2. Z toho plyne, že nám na to nikdo nedá grant, a i kdyby dal, tak grantové výstupy se musí publikovat dříve než za nějakých 7 let. Výzkum by se musel kombinovat s řešením jiného, přijatelnějšího problému, řešitelného jen a jen na ropuškách a v kratším „časovém horizontu“.

3. Pokusy by mohl dělat i nějaký nadšenec na své usedlosti kdesi v Kardašově Řečici, ale tomu by stejně nikdo nevěřil a výsledky by mohl publikovat tak na úrovni okresního plátku – ani Vesmír by to nevzal.

Zbývá poslední možnost: Najde se nějaký profesor, který se žábami bude zabývat jen okrajově a laboranta zaplatí z jiných prostředků. Co kdyby z toho něco bylo? Jinou variantou téhož by bylo, že se takový profesor uchýlí na odpočinek do Kardašovy Řečice a tam svou autoritou dodá úsilí místního nadšence patřičnou váhu.

Možná to ale bude ještě jinak: Kdosi získá ohromný grant na výzkum mezibuněčné hmoty žabích vajíček a jejího vlivu na epigenetické ovlivňování žabího vývoje. Velkou oklikou přes výzkum běžnějších laboratorních žab se dostane i k ropušce, a pak kdesi v diskusi k práci vzpomene jednou větou možná i Kammerera.