Patrnosti mimikry

Na fenoménu mimikry se podílejí dynamické procesy na mnoha úrovních biologické organizace. Zde se zaměříme na vznik mimikry během individuálního vývoje organismu. Příště prozkoumáme dynamiku na úrovni ekologické, evoluční a kognitivní. Všechny tyto úrovně na sebe navazují a vzájemně se ovlivňují.

V angličtině má slovo „pattern“ více významů. Asi nejznámější užití slova se objevuje ve spojitosti s pravidelně uspořádanými vzory, jako například opakujícími se pruhy, puntíkovanými „polka“ vzory, šachovnicemi a tak podobně. Dalším běžným užitím slova pattern v angličtině je označení způsobu, jakým jsou běžně věci organizovány nebo jaká je běžná, očekávaná souslednost událostí. A poslední způsob užití slova je ve významu předlohy.

V biologickém a vědeckém žargonu však slovo pattern snoubí všechny tři běžné významy užití najednou. Pokud hovoříme o patternu, máme na mysli něco, co zjevně působí jako obecnější fenomén; něco, z čeho by se snad dal udělat i přírodní zákon nebo alespoň o tom napsat vědeckou publikaci. Takové užití slova je běžnější zejména v ekologii a evoluční biologii. Snad se příliš nepleteme, když napíšeme, že pro tento způsob užití navrhl Ivan Havel používat české slovo „patrnost“ (Vesmír 77, 63, 1998/2).

Svět v pohybu

Ve vývojové biologii, která často pracuje s mikroskopickými snímky fluorescenčně značených proteinů rozmístěných ve vyvíjející se tkáni organismů, se však slovem pattern často myslí obrázek, pozorované uspořádání, a to nejlépe takové, které je stejné napříč různými pozorováními. Na základě takových pozorování potom lze zobecnit, že tento protein se exprimuje v této konkrétní části organismu nebo buňky a zřejmě plní takovou a takovou funkci. Význam slova je tedy bližší českému slovu „vzor“.

Nicméně slovo vzor jaksi evokuje v našich představách statické uspořádání něčeho, co už tak zůstane. Jako právě vzor na tapetě. Avšak biologické procesy jsou veskrze dynamické. Chvíli interaguje ta molekula s onou, molekuly se šíří z jednoho místa na druhé a celé to vede k vývoji, kroucení se, pučení, protahování a kdejakému dalšímu hemžení.

Takové dynamické vlastnosti jsou zejména patrné každému, kdo organismy pozoruje déle a na vlastní oči. Ale dynamické vlastnosti a jejich v zásadě nikdy nekončící změny vyplývají také z teoretických přístupů používaných v matematické biologii. Ve formalizovaných teoretických modelech mohou procesy pokračovat donekonečna, přestože vzory, které jsou jejich výsledkem, se už při pohledu okem zdánlivě nemění. Pro takové výsledné stavy na matematicko- -biologickém semináři (který probíhá již více než deset let¹⁾ ve spolupráci mezi Matematickým ústavem AV ČR, Matematicko-fyzikální fakultou a Přírodovědeckou fakultou Univerzity Karlovy každé úterý a jejž oba autoři tohoto článku v současné době vedou) používáme slovo „vzorek“.

Na příkladu mimikry je patrné, jak dynamické procesy na jedné úrovni biologické organizace vstupují do interakcí na jiné úrovni. Účastníci těchto procesů mezi sebou mají pozitivní nebo negativní zpětné vazby. A. Vývojové procesy (interagují proteiny), B. kognitivní procesy (neurony), C. ekologické a evoluční procesy (organismy). O síle a vlastnostech interakcí ekologických a evolučních procesů u mimikry rozhodují výsledky procesů na jiných úrovních. K částem A. a B. podrobněji v příštím čísle.

Ilustrace Jindřich Brejcha

Dynamické procesy se projevují na různých úrovních biologické organizace, od molekulárních interakcí a intracelulárních procesů přes fyziologické procesy na úrovni tkání až po kognici, mezilidské interakce, ekologii a ekosystémové procesy. Ačkoli v posledních letech byl dosažen pokrok v našem porozumění dynamice a mechanismům na různých úrovních biologické organizace, vztahy mezi nimi zůstávají stále málo prostudovány.