Evoluce v přímém přenosu? Proč ne!

Jedním z rádoby argumentů proti evoluční teorii bylo na první pohled seriózně se tvářící tvrzení, že evoluční teorii nelze experimentálně testovat, protože k evoluční změně dochází v průběhu dlouhých geologických období. Rychlost evoluční změny však naštěstí není závislá přímo na čase, ale na počtu replikací DNA (a jejím přenosu z generace na generaci), při nichž dochází ke změnám genetického kódu, čímž je zajištěna dostatečná variabilita pro hlavní mechanismus evoluce – přirozený výběr. Jinými slovy rychlost evoluční změny není přímo závislá na čase, ale na počtu generací a intenzitě selekčního tlaku. Ve výsledku lze evoluční změnu v populaci pozorovat i během (z pohledu evolučního biologa) neuvěřitelně krátké doby.

Krátké generační doby bakterie Escherichia coli využívá dnes již klasický Lenskiho experiment, který letos běží již 28. rokem. Vliv silného selekčního tlaku zase zaznamenala studie na karibských stromových ještěrech rodu Anolis (Vesmír 94, 71, 2015/2), kteří byli vlivem silné mezidruhové konkurence vytlačeni do horních stromových pater a během pouhých 20 let se tomuto prostředí tělesně přizpůsobili (např. prodloužením prstů, což umožnilo lepší úchop tenkých větví ve vrcholcích stromů).

Jak relativně krátké generační doby, tak silného selekčního tlaku využívá další unikátní experiment, který nese název „Temná moucha“ a před více než 60 lety jej s populacemi octomilky obecné (Drosophila melanogaster) započali japonští vědci. Ti vyčlenili experimentální populace, které byly nuceny žít po celou dobu experimentu v naprosté tmě, zatímco populace kontrolní byly chovány za normálních světelných podmínek. Jenom pro představu: za 60 let se v populacích octomilky obmění 1500 generací, což je stejné, jako by lidská populace (s generačním časem přibližně 20 let) žila v naprosté tmě po dobu 30 000 let, tj. od starší doby kamenné. Veškeré manipulace s octomilkami probíhaly pod červeným světlem, které hmyz nevidí. Po 1500 generacích života ve tmě se genetický kód experimentálních a kontrolních mušek liší na více než 220 000 místech. To však samo o sobě ještě neznamená přizpůsobení experimentálních mušek životu ve tmě. Po dalších experimentech vědci zjistili, že změny v genetickém kódu souvisejí se zdokonalením čichu „temných“ octomilek a stejně tak s intenzivnější produkcí feromonů (látek, které jsou registrovány čichem a slouží ke komunikaci mezi muškami). To už je poměrně jasná adaptace na prostředí, v němž se nelze orientovat prostřednictvím zraku.

DOI: 10.1038/nature.2016.19339