Je evolúcia skutočne nepredikovateľná?

Ak by sme pretočili pásku s názvom „evolúcia“ na začiatok a pustili ju odznova, objavili by sa postupom času druhy podobné dnešným?

O predikovateľnosti evolúcie sa medzi vedeckou komunitou vedú dlhodobé a rozsiahle spory. Kritici predikovateľnosti evolúcie (napríklad aj známy paleontológ a jeden z najvplyvnejších autorov vedeckopopulárnch textov minulého storočia S. J. Gould odmietol túto myšlienku slovami, že evolúcia je „absolútne nepredvídateľná a celkom neopakovateľná“) tvrdia, že aj tie najmenšie zmeny prostredia môžu mať obrovský vplyv na evolúciu budúcich foriem života.

Na druhej strane sa ponúka viacero príkladov zo živej prírody. Vplyvom podobných alebo rovnakých prírodných podmienok často dochádza k tzv. konvergentnému vývoju (smerujúcemu k vytváraniu podobných foriem), týka sa to napríklad afrických cichlíd.

Otestovať jednu z najväčších záhad evolučnej biológie je však značne zložité, preto sa empirické dôkazy jednej i druhej teórie začali objavovať až pomerne nedávno. Tím severoamerických biológov sa zameral na štúdium zaujímavej skupiny plazov (rod Anolis), obývajúcich štyri najväčšie ostrovy Veľkých Antíl – Kubu, Hispaniolu (štáty Haiti a Dominikánska republika), Jamajku a Portoriko. Tieto ostrovy sa vyznačujú veľmi podobnými klimatickými a prírodnými podmienkami, čo poslúžilo ako výhodný východiskový bod uvedenej štúdie. Anolisy začali osídľovať toto územie približne pred 40 miliónmi rokov a podobne ako iné skupiny živočíchov začali krátko po príchode produkovať veľké množstvo nových foriem (celkovo poznáme takmer 400 druhov).

Výskumníci sa zamerali na 100 zo 119 tunajších druhov, dôsledne premerali odchytené exempláre, ako aj exponáty uložené v múzeách. Výsledok analýz bol viac než zaujímavý – anolisy vytvorili v podobnom type prostredia na každom z ostrovov nápadne podobné formy. Okrem toho autori na základe nameraných dát a fylogenetických vzťahov medzi anolismi zostavili model „adaptívnej krajiny“ pre vybrané druhy plazov, ktorý sa radí medzi základné koncepcie evolučnej biológie. Jeho praktické testovanie je však veľmi zložité. Model adaptívnej krajiny si zjednodušene možno predstaviť ako hornatú krajinu, kde na vrcholkoch kopcov sídlia rôzne kombinácie znakov, ktoré budú zvýhodnené prírodným výberom oproti znakom nachádzajúcim sa v údoliach. A druhy s podobnými zvyklosťami budú mať tendenciu zhlukovať sa na spoločnom vrchole. Pre anolisy by mohli predstavovať pomyselný „terén“ adaptívnej krajiny vetvy na vrcholkoch stromov, kmene popadané na zemi alebo tráva rozdielnej výšky, ktorú jednotlivé druhy buď obývajú, alebo naopak prehliadajú.

Podľa zistenia autorov štúdie bolo prostredie adaptívnej krajiny na sledovaných ostrovoch veľmi podobné. Vedci boli schopní pomocou evolučnej histórie týchto plazov zrekonštruovať aj to, kedy nastalo osídlenie jednotlivých vrcholov, alebo kedy druhy preskočili z jedného vrcholu na iný. Charakteristika krajiny sa pritom javí ako veľmi dôležitý nástroj evolúcie.

Science 341, 292 2013/6143; DOI: 10.1126/science.1232392