Jak se měnila příroda v průběhu času

22.11.2025

Jaká je naše Země? Matka, nebo macecha? Nekonečně odolná, nebo nadmíru křehká? Co o ní víme jistě? Vydrží naše cílené zásahy do metabolismu? Ve všech knihách nalezneme nejen znepokojení nad současnou globální změnou způsobenou člověkem, ale i přesvědčení, že jeden z možných klíčů k otázce, jak zachovat planetu obyvatelnou, leží v její minulosti.

Země v čase

Za prvé: už není nejmladší. Vědomí čtyřmiliardového nepřetržitého vývoje planety působí ve srovnání s délkou lidského života, ba co víc - s trváním lidského rodu ― víc než majestátně. Něco, co vznikalo takto napředstavitelně dlouho, přece „ví“ mnohem lépe než my, jak to tu chodí, a patrně to nepůjde jen tak zničit.

Za druhé: zemský systém ― skály, oceány, vzduch a živáčkové ― jsou komplexně propojeny. Prohlášení, že zemský systém se chová jako jeden jediný seberegulující systém zahrnující fyzikální, chemickou a biologickou složku včetně té lidské, podepsalo v Amsterdamu v roce 2001 mnoho vědců z různých oborů přítomných na konferenci o globální změně.

Za třetí: živé měnilo a nadále mění zemský povrch. Koevoluce čili společný vývoj Země a života je dokonce prezentována jako nové geologické paradigma. Dosud ale platilo, že organismy se přizpůsobují prostředí, které se mění čistě geologickými procesy nebo zásahy z vesmíru. Aktivní role organismů byla tabu či záležitost nepřijaté části teorie Gaia.

Za čtvrté: archivem historie Země jsou horniny, proto vzhůru ke čtení kamenů.

Čtěte také: Proč je příroda největší luxus?

Za páté: v průběhu geologického času se tvář Země mnohokrát změnila, a přesto byla jako celek pozoruhodně pohostinným místem. Stabilitu udržuje efektivní recyklace prvků, dobře namíchaná atmosféra, hydrosféra a rozmanitá celoplanetární biosféra s mnoha interagujícími vrstvami. Pro recyklaci prvků (neboli jejich cykly) jsou zcela zásadní procesy zprostředkované mikroorganismy. Pracují na zvětrávání či rozkládání, ale také třeba na tvorbě dešťových mraků.

Za šesté: víme, že za určitých vzácných okolností se Země může stát velmi nestabilní, a přestože se planeta vždy z takovýchto zvratů zotavila, návrat „do pohody“ může trvat miliony let. Po těchto obdobích celosvětové nestability, obvykle spojených s hromadným vymíráním, následovaly exploze evolučních inovací. Přestává být zřetelné, zda tyto katastofy považovat za tragédie, které navíc mírně rozvracejí představu o pohostinné Gaii, nebo zda oceňovat jimi způsobené zásadní vývojové kroky. Například při otrávení biosféry kyslíkem před dvěmi miliardami let došlo k rozvoji eukaryotních forem života vedoucímu až k člověku.

Současné lidmi způsobené změny v zemském systému ovšem podle Bjornerudové dokonce přesahují ty, které kdysi vedly k nejhorším geologickým katastrofám. „Nynější míra vymírání je patrně větší než největší vymírání v geologické historii. Změna chemického složení atmosféry je extrémní i na geologické poměry. Například nikdy nebylo tolik zemského povrchu změněno v nepropustný beton. Ne všechny změny lze a priori považovat za špatné. Nicméně nevíme, jak budou interagovat s dalšími změnami, jak přírodními, tak antropogenními,“ apeluje autorka.

Za sedmé (a toto není neděle): některé aspekty Země nepoznáme a nepochopíme nikdy. Například závěry z krátkodobých biogeochemických studií můžeme jen velmi omezeně využít pro předpovídání chování zemského systému. Data o dlouhodobých reakcích ovšem nemáme jak získat. Což je první rána do zad geoinženýrským pokusům. A druhá? Porozumění naší planetě v jakémkoliv historickém okamžiku je přinejlepším nekompletní a přinejhorším beznadějně ovlivněné naším vlastním sebe-obrazem.

Je Země zcela srozumitelná, nebo nekonečně komplexní? Předpověditelná, nebo chaotická? Krásná, nebo odporná? Odolná, nebo křehká?

Čtěte také: Krásy argentinské provincie

Nekonečná, chaotická a ohrožující Země počátku 18. století se postupně stala měřitelnou, strojovou a zkrocenou Zemí století devatenáctého. V době, kdy byla společnost fascinována bojem o přežití, věda tvrdila, že můžeme Zemi ochočit a stále zvyšovat zemědělské výnosy. Tato přitažlivá představa panovala i po většinu 20. století, poté se však Země začala jevit křehčí a konečnější, vyžadující péči. V druhé polovině 20. století se rozpadla iluze nevyčerpatelných zdrojů.

Nyní povstává nový vědecký obraz Země, ironií osudu se vracející k některým předvědeckým představám počátku 18. století. Země je znovu neměřitelná (nekonečná ve své komplexitě na mnoha úrovních), nepoznatelná (chaotická v matematickém slova smyslu) a nezlomná.

„Příroda odráží součet bezpočetných událostí, ne nějakou skrytou harmonii. Věci se mohou dít rozdílně. Další ironie spočívá v tom, že věda a společnost si vyměnily role. Proč ale trvalo tak dlouho znovuobjevit věci, které jsme věděli už tak dávno? Marcia Bjornerudová si odpovídá. „Teprve začínáme chápat bohatost historie Země a otisk, který zanechala hluboko v našich genech. Přes všechen svůj potenciál se nám může vědomí stát osudným, pokud vytváří iluzi, že se nějakým způsobem vyvlékneme z pravidel platných v biosféře. Víra, že můžeme upravovat, co evoluce tvořila čtyři miliardy let ― a očekávat předpověditelné a kontrolovatelné výsledky ― je výrazem našeho mládí a ignorance.

V tomto bodě se Bjornerudová naprosto shoduje s Jamesem Lovelockem, který se ve své nejnovější knize Bouřlivá jízda do budoucnosti (2014) také ostře vymezuje vůči geoinženýrství: „Při současném stavu znalostí o zemském systému a jeho klimatu bude každý pokus o geoinženýrství zaslepený. Neupravujeme totiž lidmi netknutý přírodní svět, ale svět, který jsme už částečně vyřadili z provozu, byť nevědomě. I kdybychom snížili emise CO2 a dalších skleníkových plynů na předprůmyslovou úroveň, nenastal by žádný rychlý návrat ke starému klimatu a k méně turbulentní Zemi, jak jsme ji znali dříve. Nemáme Zemi pod kontrolou a téměř určitě nejsme schopni ji upravovat podle našich přání. A předpokládám, že většina klimatických vědců si je vědoma nemožnosti jakéhokoliv takového úkolu.“

Přesto však Lovelock jinde uvádí: „Mírnější formy geoinženýrství mohou být naší nadějí, pouze pokud budou klimatické změny postupovat mnohem rychleji, než se předpokládá.“ Dokonce se obrací k intuitivnímu poznání. „Respektuji intuitivní přístup, což může být jediný způsob, jak dát smysl systému příliš komplexnímu pro racionální vysvětlení.“

Čtěte také: Přečtěte si recenzi knihy Kniha, obraz a příroda

Trochu osaměle jej rozbíjí profesor vědy o Zemi Toby Tyrell, podle nějž žádný důkaz všemocného zemského termostatu nemáme po ruce. Zpětné vazby udržující příhodné podmínky na planetě nad sebou žádnou ochranitelskou Gaiu nemají. Musíme proto hledat Achillovy paty fungování zemského systému, který je zranitelnější, než bychom si mohli ― ovliněni gaianským modelem světa ― připustit.

Dopad lidské činnosti

Po tisíce let bylo kalifornské jezero Owens sídlištěm stěhovavých ptáků. Poté co byl v souvislosti s výstavbou akvaduktu v roce 1913 odkloněn tok řeky Owens River do Los Angeles došlo k dramatickému úbytku vody v jezeře, zhoršení její kvality a úbytku stěhovavého ptactva.

Počet obyvatel indického Dillí stoupl z 9,4 milionů v roce 1991 na více než 25 milionů. Nové Dillí se tak stalo druhým nejlidnatějším městem na světě (po Tokiu).

Velké Solné jezero (anglicky Great Salt Lake) je slané jezero ve státě Utah na západě USA. Je pozůstatkem zaniklého pleistocénního sladkovodního jezera Bonneville. Snímky pořízené družicemi NASA ukazují dramatické změny posledních 25 let.

Grónský ledovec je rozsáhlá masa ledu pokrývající 1 710 000 kilometrů čtverečních. Jedná se o druhou největší zaledněnou plochu ve světě hned po antarktickém ledovci. Někteří vědci předpokládají, že globální oteplení by mohlo v průběhu příštích několika staletí způsobit jeho úplné roztání.

Urmijské jezero na severozápadě Íránu. Každoročně v době letních veder jezero mění svou barvu ze zelené na hnědočervenou. Změna je způsobena odpařováním vody a působením řas a baterií. Údaje ze satelitů ukazují, že za posledních 14 let ztratilo jezero okolo 70 % své původní plochy.

Rychlost pohybu a tání grónských ledovců se během poslední dekády výrazně zvýšila.

Mohutné monzunové deště způsobily v roce 2016 rozsáhlé záplavy v okolí řeky Gangy v centrální a východní Indii.

Družicové snímky ukazují mizející lesní porost z jižního okraje Sahary. Počet obyvatel se v této části Afriky za posledních 40 let zvýšil čtyřnásobně.

Роорó bylo slané jezero ve Středních Andách v Bolívii. Jeho vyschnutí bylo oficiálně oznámeno v prosinci 2015.

Současná klimatická změna je způsobena činností člověka. Tím se výrazně liší od změn klimatu v minulosti. Spalování uhlí, ropy a zemního plynu a některé další činnosti mění složení atmosféry a přidávají do ní skleníkové plyny.

Čím vyšší jsou koncentrace CO2 v atmosféře, tím vyšší je teplota planety. Zvýšení koncentrace oxidu uhličitého o 10 ppm způsobí oteplení planety asi o 0,1 °C -⁠ tento vztah je přibližný, ale dostatečně přesný, aby byl užitečný k odhadům budoucího vývoje. Často se jako citlivost klimatu nazývá oteplení, ke kterému by došlo při zdvojnásobení koncentrací CO2.

Velikost dopadů, s nimiž se budeme setkávat v následujících desetiletích, přímo závisí na tom, kolik skleníkových plynů do atmosféry ještě vypustíme.

Evoluce a adaptace

Definujme evoluci: je to proces, při kterém se geny nebo fyzický vzhled druhu v průběhu času postupně mění. Hnací silou je přírodní výběr, ve kterém jedinci s prospěšnějšími vlastnostmi přežívají a rozmnožují se a předávají tyto vlastnosti další generaci.

Pak je tu adaptivní evoluce, která je způsobena přirozeným výběrem a dědičnou variabilitou pocházející z náhodných změn v genomu (mutacemi). Tyto mutace jsou náhodné a mohou svému nositeli přinášet výhodu či nevýhodu. Projevy mutací poté omezí vývojový systém organismu. Kombinace přírodního výběru a adaptivní evoluce umožňuje druhu sledovat změny v jeho prostředí.

Na počátku až v polovině 20. století si vědci uvědomili, že evoluce se může odehrát mnohem rychleji, než si kdy Darwin myslel.

Aby to zjistili, Timothée Bonnet, evoluční biolog z francouzského Národního centra pro vědecký výzkum a univerzity v La Rochelle, a mezinárodní tým vědců analyzovali desítky let genetických dat u 19 druhů ptáků a savců. Zjistili, že rychlost adaptivní evoluce byla dvakrát až čtyřikrát rychlejší než předchozí odhady.

Evoluce vytvořila úžasně složité rysy, může se však někdy obrátit a vrátit složité tvory do předchozích, jednodušších forem? Evoluce se ve skutečnosti nevrací zpět v tom smyslu, že by se vracela po evolučních krocích, říkají odborníci. V tomto ohledu je regresivní evoluce jen evolucí jako obvykle. Ztráta složitosti může způsobit, že parazit nebo obyvatel jeskyně bude lépe přizpůsoben novému prostředí - například tím, že se eliminují náklady na energii na výrobu složitého orgánu.

„Klimatická změna vytváří u rostlin a živočichů podmínky pro rapidní změnu, v přímém přenosu tak dnes můžeme pozorovat, jak se odehrává evoluce. Reakce druhů je důležitá, protože nám toho hodně prozrazuje o budoucnosti.

Nad Darwinovou myšlenkou přirozeného výběru uvažujeme dnes my biologové dvěma způsoby. V prvním případě selekce kolísá kolem průměru - klima je chvíli teplejší a pak studenější, takže rys, který se v průběhu času vyvine, může být chvíli nápomocnější a pak zase méně. Kolísá tedy i samotná evoluce.

Pak zde ale máme evoluci, kterou nazýváme „zaměřenou“ (anglicky „directional evolution“, pozn. A přesně to vidíte i u klimatické změny, kterou zažíváme dnes. Teplota se zvyšuje, rapidní změny nabírají jeden směr a my biologové registrujeme stále častější „zaměřenou“ selekci. To vše se děje velmi rychle.

Evoluční mechanismy

Přirozený výběr je proces, při kterém organismy se znaky, které jim pomáhají přežít a rozmnožovat se, s větší pravděpodobností předají tyto znaky další generaci. Postupem času se tyto užitečné vlastnosti stávají v populaci běžnějšími.

Adaptace zahrnuje změny fyzických nebo behaviorálních znaků, které zlepšují šance organismu na přežití a rozmnožování. Příkladem přirozeného výběru je drsnokřídlec březový. Během průmyslové revoluce v Anglii saze zatemňovaly kmeny stromů. Tmavě zbarvené druhy se lépe maskovaly před predátory, a proto přežívaly a rozmnožovaly se více než světlé.

Genetická variabilita označuje rozdíly v sekvencích DNA mezi jedinci v populaci. Tato variabilita je pro evoluci klíčová, protože poskytuje materiál pro přirozený výběr.

Mutace jsou změny v sekvenci DNA organismu. Jsou nezbytné pro vytváření genetické rozmanitosti. Mutace zvyšují genetickou rozmanitost vytvářením nových alel, což jsou různé verze genů. Tato rozmanitost je pro evoluci nezbytná, protože umožňuje populacím přizpůsobit se měnícímu se prostředí. Bez mutací by populacím chyběla variabilita potřebná k vývoji a reakci na nové selekční tlaky.

Tok genů neboli genová migrace je přenos genetického materiálu mezi oddělenými populacemi, když se kříží jedinci z různých populací. Tok genů hraje významnou roli v populační dynamice tím, že zvyšuje genetickou variabilitu, zabraňuje přílišné divergenci populací a udržuje genetickou propojenost. Pomáhá také šířit výhodné znaky napříč populacemi.

Genetický drift je náhodná změna frekvence alel v populaci, často s výrazným dopadem na malé skupiny zvířat. Genetický drift má za následek efekt úzkého hrdla, kdy se velikost populace drasticky sníží, což vede ke ztrátě genetických rozdílů.

Umělý výběr je proces, při kterém lidé šlechtí rostliny a živočichy tak, aby měli specifické vlastnosti. Na rozdíl od přirozeného výběru, který probíhá v důsledku tlaku prostředí, je umělý výběr řízen lidským rozhodnutím. Lidé si vybírají jedince s vlastnostmi, které se jim líbí, a šlechtí je. Plodiny jako kukuřice, pšenice a rýže byly selektivně vyšlechtěny pro vyšší výnosy, odolnost vůči škůdcům a další prospěšné vlastnosti. U domácích zvířat jsou ukázkovým příkladem psi. Byli šlechtěni na různé vlastnosti, což vedlo ke vzniku různých plemen se specifickými vlastnostmi, jako je velikost, temperament a typ srsti.

Důkazy evoluce

Zkameněliny poskytují zásadní důkazy o evoluci, protože ukazují pozůstatky nebo stopy dávných organismů. Zkameněliny ukazují, jak se druhy v průběhu času měnily. Tyto zkameněliny dokumentují evoluční události a upozorňují na vývoj různých druhů.

Srovnávací anatomie zkoumá podobnosti a rozdíly ve strukturách různých organismů. Homologní struktury, jako jsou přední končetiny lidí, koček, velryb a netopýrů, mají společnou standardní stavbu kostí, ale přizpůsobily se různým funkcím. Na druhé straně analogické struktury, jako jsou křídla ptáků a hmyzu, slouží podobným funkcím, ale vyvinuly se nezávisle. To dokládá konvergentní evoluci.

Molekulární biologie poskytuje silné důkazy o evoluci prostřednictvím porovnání DNA a proteinů. Blízce příbuzné druhy mají více podobných sekvencí DNA než druhy vzdáleně příbuzné. Například genomy člověka a šimpanze jsou z 98-99 % shodné, což naznačuje nedávného společného předka. Molekulární důkazy podporují evoluci tím, že ukazují genetické změny hromadící se v průběhu času a vysledování těchto změn ke společným předkům. Podobnosti v sekvencích DNA a proteinů mezi druhy odpovídají vzorům pozorovaným ve fosiliích a anatomii.

Historie evoluční teorie

Koncept evoluce lze vysledovat až do starověkého Řecka. Filozofové jako Anaximandros předpokládali, že život vznikl ve vodě a že jednodušší formy života se postupně vyvinuly ve složitější. V 18. a na počátku 19. století přírodovědci jako Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon a Jean-Baptiste Lamarck navrhli, že druhy se mohou v průběhu času měnit. Zejména Lamarck předpokládal, že organismy mohou předávat svým potomkům vlastnosti získané během života.

V polovině 19. století Charles Darwin a Alfred Russel Wallace vytvořili počátky moderní evoluční teorie. Darwinova pozorování na lodi HMS Beagle ho vedla k návrhu přírodního výběru jako mechanismu evoluce. V roce 1859 Darwin publikoval knihu „O původu druhů“, která dokazuje, že druhy se vyvíjejí přirozeným výběrem.