Evoluce je 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.
Historický pohled na evoluci
S prvními evolučními teoriemi se setkáváme až na konci 17. století, kdy církevní vliv již upadá. V 5. st. př. n. l. Aristoteles (4. st. př. n. l.) se zabýval vývojem světa.
Na začátku 19. století se evoluce stala jedním z biologických oborů. G. Cuvier zastával názor jako Hooke o celosvětových katastrofách.
Před Darwinovské evoluční teorie
R. Hooke se zabýval vyhynulých zvířatech a rostlinách). R. Hooke tvrdil, že se biblická potopa několikrát opakovala.
Lamarck (1744-1829) tvrdil, že složitější organismy vznikají v procesu historického vývoje z jednoduchých. Organismy se snaží dosáhnout složitější formy, a to pomocí vůle a vrozených schopností. Používáním orgány mohutní a takto získané vlastnosti se přenášejí na potomstvo. Např. běhající srny budou mít silné nohy, synové kovářů budou svalnatější.
Čtěte také: Vývoj znečištění moří v Evropě
Darwinova evoluční teorie
Ch. Darwin vydal na bezmála pětiletou výzkumnou cestu kolem světa na lodi Beagle. Poznatky zakladatele moderní geologie Ch. Lyella, že geologické děje v minulosti podléhaly týmž zákonitostem jako děje v současnosti, a ekonoma T. R. Malthuse, že malý podíl jedinců se nakonec zapojí do reprodukce, ovlivnily Darwinovo myšlení. Podnětné bylo i rozvíjející se plemenářství a šlechtitelství v tehdejší Anglii.
Spolu s A.R. Wallacem Darwin vypracoval teorii přírodního výběru. Darwinova teorie byla publikována v roce 1859. A.R. Wallace vypracoval současně s Darwinem a nezávisle na něm teorii přírodního výběru.
Některé Darwinovy myšlenky jsou dnes již překonány; Darwin např. nevěděl nic o mutacích. V jeho době nebyla ještě známa řada tzv. mechanismů. Darwin nedokázal vysvětlit evoluci složitých orgánů jako oko nebo mozek.
Prosazoval zejména T. H. Huxley (1834-1919) Darwinova učení. Darwinova teorie vedla k ostrému konfliktu s náboženskými autoritami. V současnosti jsou konány pokusy vytlačit evoluční teorii kreacionismem v moderním hávu, např. tzv. teorií inteligentního designu.
Neodarwinismus a moderní evoluční syntéza
Ve 20. století byla Darwinova teorie obohacena o poznatky genetiky a dalších disciplín. V desetiletích 20. st. vznikla tzv. evoluční syntéza. J. Huxley vydal knihu Evolution: The Modern Synthesis (1942). K významným postavám patřili také Ronald A. Fisher a další.
Čtěte také: Český dluhopisový trh: Přehled
Molekulárně-evoluční teorie se opírají o paleontologické poznatky získané v průběhu 20. století a vysvětlují evoluci života pomocí náhodných změn genotypu, popř. na úkor působení přírodního výběru. Koncepce se datuje na přelom 60. a 70. let.
Richard Dawkinsem (nar. 1941) přišel s teorií sobeckého genu. Geny usilují o své přetrvání prostřednictvím fenotypů, které kvůli tomu vytvářejí. Jejich autory jsou J. M. G. Price a W. D. Hamilton, a využívají prostředky teorie her.
Mechanismy evoluce
Evoluce je genotypově variabilní a trvale pokračuje v čase. Genetická variabilita v populaci je důležitá pro evoluci. Komplikovanější organismy jsou zároveň z funkčního hlediska lepší. Pohlavní rozmnožování umožňuje snadněji se bránit změnám, které by jinak vedly ke zhoršování její funkčnosti. Toto vede mj. ke vzniku pohlaví a pohlavnímu dimorfismu.
Výběr může být přírodní (např. predace), pohlavní, příbuzenský a rodičovský (viz u včel v kap. o domestikaci).
Změna četností jednotlivých alel v genofondu určité populace vlivem přírodního výběru vede ke změně genetické struktury populace v důsledku upřednostnění některých alel oproti jiným. Změna genetické struktury populace v důsledku náhodného posunu četností alel může vést obdobným způsobem tzv. efektu hrdla láhve, což je snížení početnosti populace. Nová populace bude mít genetickou strukturu odlišnou od genetické struktury původní populace. Alely, které měly v původní populaci nízkou frekvenci, ale náhodou se dostaly mezi jedince, kteří mají větší pravděpodobnost projít hrdlem láhve, může se poměrně rychle v nové populaci rozšířit.
Čtěte také: Vliv prostředí na vývoj
Podobný je efekt zakladatele, kdy malá skupina jedinců dá základ nové populaci. Tok genů probíhá prostřednictvím migrujících jedinců a je velmi důležitým evolučním faktorem. Tok genů závisí na tom, kde se jedinec narodil a kde se narodí jeho potomci.
Mutace jsou molekulární, mutační a reparační procesy, které vedou ke změnám četností v genofondu populací. Molekulární tahy ovlivňují směr. Molekulárními tahy se patrně v genofondu populací efektivně rozšiřuje tzv. sobecká DNA, tj. nekódující oblasti v genomech eukaryotických organismů. Mutace se týkají změn ve vývojových liniích.
Mikroevoluce
Mikroevoluce se týká změn ve vývojových liniích (zejm. například změny frekvencí alel v populacích během několika generací).
Příkladem mikroevoluce je adaptace potkana laboratorního na rodenticidům. Dalším příkladem je tzv. průmyslový melanismus u motýla drsnopřídky březové (Biston betularia). Světlá forma drsnopřídky březové, žijící na kůře bříze, chrání před predátory. Tmavá forma vznikla díky řídce se vyskytující mutaci. Poprvé byla nalezena v roce 1848 v Manchesteru. Po průmyslové revoluci se stala běžnou. Predátoři se zaměřují zrakem na ty jedince, kteří jsou jinak zbarvení, než podklad, na kterém sedí. V současnosti opět stoupá procento původních forem.
Selekce proti suboptimálním fenotypeům vede v důsledku přírodního výběru k posunu populačního průměru ve směru selekce. Příkladem je selekce barvy ulity plže. Stabilizační selekce udržuje v populaci fenotypové variability. Disruptivní selekce podporuje varianty obou extrémů proti průměru.
Speciace
Speciace je proces vzniku nových druhů. Podmínkou speciace je existence genů a existence varibility populací. Dochází k ní, když se populace jednoho druhu nemohou vzájemně křížit (např. geografické nebo časové izolace). Patří sem i např. odlišný zpěv morfologicky velmi podobných příbuzných druhů ptáků (tzv. akustická speciace). Populace se pak mohou dále větvit. Někdy se do organismu jediného dostanou populace v nějaké formě symbiózy. Příkladem je vznik eukaryotických buněk z linií organismů prokaryotických.
Hybridizace - náhodné křížení příslušníků dvou různých druhů. Hybridizace se může uplatnit pouze u blízce příbuzných druhů s pohlavním rozmnožováním. Příkladem je křížení skřehotavého a skokana krátkonohého.
Alopatrická speciace (řec. allos = jiný, lat. patria = vlast) - nový druh vzniká postupným vývojem mimo přímý kontakt s druhem mateřským (např. ostrovní populace). Sympatrická speciace - druh se formuje na stejném území, na kterém se vyskytuje druh mateřský (např. specializace na nový hostitelský organismus). Parapatrická speciace představuje článek mezi alopatrickou a sympatrickou speciací, kdy dochází k omezenému toku genů prostřednictvím migrantů (např. vznik kruhového druhu racků s boreálním cirkumpolárním rozšířením).
Makroevoluce
Makroevoluce je spojena s většími evolučními změnami probíhajícími v dlouhém časovém úseku. Taxony se vyznačují apomorfií (evoluční novinkou), které tyto taxony charakterizují. Každý orgán dospěl do své podoby dlouhodobou vývojovou cestou.
Adaptivní radiace (lat. radius = paprsek) resp. divergence je proces, při kterém z jedné vývojové linie vzniká více linií, které se adaptují na různé ekologické niky. Příkladem jsou opět "Darwinovy pěnkavy".
Preadaptace hraje důležitou roli v evoluci. Původní adaptivní funkce se může změnit. V počáteční fázi není vystavena adaptivní selekci. Příkladem preadaptace je kutikula primitivních vodních členovců, která se stala preadaptací k efektivnějšího pohybu s přechodem k suchozemskému způsobu života. Ptačí pera vznikla jako preadaptací k letu.
Dalším mechanismem evoluce je vznik tzv. klíčové adaptace, tj. vlastnosti, která organismům umožní využít určitý soubor nik, které jim do té doby nebyly přístupné. Následně dochází k adaptivní radiaci, z níž každý může dát vzniknout novým vývojovým liniím. V takovém případě se uplatňuje tzv. efekt pána hory, kdy je původní druh jednoduše vytěsněn druhem, který sem pronikl později a lépe se adaptoval na podmínkám.
Koevoluce
Koevoluce je vzájemná evoluce organismů v těsné evoluční interakci. V přírodě se setkáváme s mimikry (napodobování různých vzorů) s účelem splynutí s okolím. Koevoluce obou druhů vede ke specifická přizpůsobení podmínkám koexistence těchto druhů. Druhy jsou ve svém prostředí neustále mění. Druhy musí vyvinout nové evoluční přizpůsobení druhů, s nimiž interagují. Pokud druh nedokáže udržet dostatečné tempo, je eliminován.
Jako příklad koevoluce je uváděn vztah mezi užovkou (Thamnophis sirtalis) a mlokem. Mloci produkují neurotoxin, který se koncentruje v kůži. Užovka si vyvinula rezistenci k tomuto jedu řadou genetických mutací. To vede k extrémní odolnosti užovky k tomuto toxinu.
Vztah parazita a hostitele - zdroj živin vyžaduje maximální evoluční přizpůsobení parazita hostiteli. Rychlost evoluce parazita je zpravidla větší než rychlost evoluce jeho hostitele. Hostitel reaguje, tudíž evoluce dvojice parazit-hostitel má charakter koevoluce. Evoluce parazita a hostitele je neustálý závod ve zbrojení. Přirozený výběr a rychlá evoluce adaptivních znaků je typická pro parazita ve srovnání s hostitelem. Hostitel je systematicky vystaven parazitickému tlaku. Parazitické mikroorganismy jsou například charakteristické tzv. antigenním driftem, což jsou neustálé změny na povrchu příslušných makromolekul hostitelského organismu.
Květy opylované ptáky mají zpravidla červenou barvu, vůně zpravidla chybí. V květech se shromažďuje nektar, sloužící ptákům jako nápoj. Mutualismus je vzájemně prospěšný vztah mezi dvěma druhy.
Batesova mimikry - napodobování nebezpečných (jedovatých) organismů. Např. napodobování čmeláky. Predátoři se učí toto zbarvení lépe rozeznávat. Müllerova mimikry - sdílení výstražného zbarvení mezi více lovených druhů (např. Heliconius).
Vliv člověka na evoluci
Člověk radikálně mění celou biosféru. Člověk po tisíciletí přetváří umělou selekcí užitkové rostliny a zvířata. Např. vypalování lesů podpořilo expanzi stepních druhů do naší jinak zalesněné krajiny. Některé druhy opět téměř vymizely (drop, sysel, koroptev, křepelka). Existují snahy o nápravu (budování vletových otvorů, renovace selských stavení). Lidská činnost na úrovni mikroevoluce neprofituje. Ve skutečnosti ovšem téměř vždy rychle vede k pravému opaku, tj. nenávratným extinkcím a globálnímu poklesu a ztrátě biodiverzity.
Představa, že člověk je pánem linie resp. vládcem přírody byla snad aktuální za časů E. Haeckela v 19. stol. Člověk je jen jeden z mnoha druhů primátů. Evoluce nesměřuje k určitému cíli. Není na místě ani dělení živočichů na "nižší" a "vyšší". Živočichové resp. jejich vlastnosti jsou buď primitivní (tj. původní), nebo odvozené (tj. vzdálenější); primitivní přitom není totéž co bazální (tj. u společnému předku).
Rychlost evoluce
Na počátku až v polovině 20. století si vědci uvědomili, že evoluce se může odehrát mnohem rychleji, než si kdy Darwin myslel. Použili teorii přírodního výběru k tomu, aby šlechtili různé plodiny - nové plodiny byly připravené za pouhých sedm let. Také domestikace psů proběhla zřejmě velmi rychle - několik generací.
Timothée Bonnet 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. To znamená, že pokud by se přežití a reprodukce snížily o třetinu, adaptivní evoluce by pomohla populaci zotavit se za tři až sedm generací.
Ovce tlustorohé (Ovis canadensis) si vyvinuly během 20 let, tedy tří generací, rohy o 2 centimetry kratší než dříve, protože lovci se zaměřovali na ty s delšími rohy.
Změna klimatu je další hlavní hnací silou adaptivní evoluce, říká Bonnet, ale vědci si nejsou zcela jisti, zda populace udrží krok. Životní prostředí se může zhoršovat rychleji, než může fungovat evoluce.
Philip Gingerich vyvinul metodu, která používala měrnou jednotku příhodně nazvanou darwin. Zjistil, že evoluce funguje pomalu v dlouhých časových měřítcích a rychle v kratších.
Ztráta složitosti v evoluci
Extrémním příkladem jsou myxozoani, paraziti s velmi jednoduchou anatomií - bez úst, nervového systému nebo střev - a velmi malými genomy. Nejjednodušším typem jsou v podstatě jednotlivé buňky. Myxozoané se vyvinuli z žahavců a ztratili mnoho vlastností, které již nejsou potřebné v parazitickém životním stylu. Jeskynní tvorové také často procházejí regresivní evolucí a ztrácejí složité rysy, jako jsou oči, které nejsou v tmavém prostředí potřeba.
Odborníci varují, že termín "zpětná evoluce" může zavádějícím způsobem naznačovat, že evoluce má za cíl vytvořit složitější formy. Evoluce však upřednostňuje pouze vlastnosti, díky nimž je organismus vhodnější pro konkrétní prostředí.
tags: #vývoj #přírody #evoluce #procesy
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]