Redakcia
Foto: Joe Thorn (Flickr, licencia Creative Commons)
Redakcia
Foto: Ginny (Flickr.com, licencia Creative Commons
Redakcia
Mladý Aristoteles, foto: Mary Harrsch (licencia Creative Commons)
Janka Kršiaková
Foto: Hryck (Flickr.com, licencia Creative Commons)
Tomáš Mrva
Foto: Agathe B (Flickr.com, licencia Creative Commons)
Tomáš Mrva
Foto: Flickr.com (JISC)
Ľubomír Jaško
Foto: Flickr (Ole Svensson)
Redakcia
Slavomír Olšovský
Ľubomír Jaško
Ľubomír Jaško
Tomáš Mrva
Ľubomír Jaško
Redakcia
Emma Forrest
Aňa Ostrihoňová
Aňa Ostrihoňová
Redakcia
Tomáš Mrva
Dievčatá zo sionistického mládežníckeho zväzu Haschomer Hatzair, ktorého členom bol aj Rubner
Katarína Ďurková
Tomáš Mrva

Od života k smrti v desiatich krokoch

Reprodukcia Darwinovho náčrtu stromu života

Evolúcia je jav, ktorý zostáva pre väčšinu ľudí záhadný a pre mnohých úplne neprijateľný aj viac ako poldruha storočia od vydania Darwinovej knihy Pôvod druhov. Pre vedcov je to však fascinujúci fenomén, ktorý nám umožňuje spoznať, ako sa vyvíjal život.

Dokazuje to aj kniha britského biochemika Nicka Lana Vývoj života: Deset velkých vynálezů evoluce. Autor sa v nej s priam detským nadšením a zvedavosťou venuje desiatim faktorom, ktoré počas miliárd rokov zmenili svet až do podoby, ako ho poznáme. Hoci sám priznáva, že ich výber bol subjektívny, vôbec nie je nelogický, pretože nás veľkým oblúkom dostáva od vzniku života k smrti a cestou nám priblíži význam DNA, fotosyntézy, zložitej (eukaryotickej) bunky, sexu, pohybu, zraku, teplokrvnosti a vedomia.

Na rozdiel od známeho evolučného biológa a popularizátora vedy Richarda Dawkinsa, Lane necíti potrebu neustále polemizovať s kreacionistami a ďalšími, ktorí evolučnú teóriu odmietajú. Viac-menej všetko, čo im chce odkázať, zhrnul v jednej vete v závere – spochybňovať, že sa život postupne vyvinul, znamená spochybňovať samotnú realitu.

Ťažké začiatky

Trocha horšie je, že Lane aj píše o dosť zložitejšie ako Dawkins a laik môže mať v niektorých pasážach problém na prvý raz pochopiť, čo chcel vlastne povedať. Napriek tomuto miernemu nedostatku nám však predkladá napínavý príbeh, ktorý má ešte stále veľa neznámych, ale obraz je už oveľa jasnejší ako pred niekoľkými desaťročiami.

Pochopiteľne, najväčšou záhadou zostáva, ako život vlastne vznikol. Lane priznáva, že sa zrejme nikdy nedozvieme, ako sa to presne stalo. To však neznamená, že nedokážeme vytvoriť hypotézy o najpravdepodobnejšom scenári. Sám sa v súboji rôznych súperiacich verzií prikláňa na stranu chemiosmózy, ktorá je podľa neho dedičstvom po poslednom univerzálnom spoločnom predkovi (známom aj ako LUCA), ktorý bez nej nedokázal existovať.

Čo to teda tá chemiosmóza je? Zjednodušene povedané, pohyb protónov cez membránu. Lane sa pridáva k názoru Billa Martina a Mika Russella, že to bol jediný spôsob, ako mohol život opustiť svoju kolísku v hlbokomorských prieduchoch. Tvrdí, že prvou formou života nebola akási voľne žijúca bunka, ale prekvapujúco porózny kameň, ktorý vytváral zložité molekuly a uvoľňoval energiu, až kým nevznikli bielkoviny a DNA.

O slávnej DNA toho bolo napísané toľko, že Lane tu mohol len sotva ponúknuť niečo prevratné, ale čitateľa určite zaujme informácia, že kým samotná DNA a genetický kód vznikli len raz, samotný fyzický mechanizmus dedičnosti, čiže replikácia DNA, vznikla dva razy, a to tak v archeónoch (primitívnych jednobunkových organizmoch), ako aj v baktériách. Pripomína tiež, že náš spôsob replikácie DNA sme prebrali od archeónov.

Kľúčové vynálezy

Za najdôležitejší prechod v dejinách planéty považuje Lane vznik zložitej, čiže eukaryotickej bunky. Tvrdí, že všetky druhové populačné explózie majú eukaryotické rysy a baktérie, ktoré sú z biochemického hľadiska dômyselnejšie, sú morfologicky zaostalé a nikdy by nedokázali vytvoriť napríklad ľudskú inteligenciu alebo vedomie.

Pozoruhodné je tiež to, že eukaryotická bunka vznikla v akomsi kruhu života. Z posledného spoločného predka sa totiž najprv vyvinuli baktérie a archeóny, ktoré sa neskôr na vrchole tohto kruhu spojili do eukaryotickej bunky. Presný mechanizmus nie je jasný, ale existujú dve veľké skupiny hypotéz – o primitívnom fagocyte, ktorý postupne získaval vlastnosti eukaryotickej bunky, ale chýbali mu mitochondrie, a o osudovom stretnutí jednoduchých prokaryotických buniek, ktoré vytvorili úzko previazané spoločenstvo buniek, čiže chiméru.

Na fotosyntézu sa zase Lane pozerá aj z veľmi praktického hľadiska. Pripomína, že je kľúčom k vyriešeniu svetovej energetickej krízy. Ak totiž necháme reagovať kyslík a vodík, tak získame viac energie, ako kedy budeme potrebovať, a jediným odpadom bude voda. Riziko výbuchov síce existuje, ale čo je to v porovnaní s tým, čo stvárame teraz? V princípe ide teda o štiepenie vody a následnú reakciu výsledných produktov, aby sme znova vytvorili vodu.

Lane je optimista a verí, že čoskoro sa chemikom naozaj podarí spustiť umelú fotosyntézu a budeme mať po problémoch. Ja by som bol výrazne skeptickejší. Technológií, ktoré tu mali byť „o 25 rokov“ sme tu už mali niekoľko a o niektorých nepočuť ani po polstoročí...

Sex, sex, sex

Kapitolu o sexe začína Lane krátkym zamyslením nad tým, že na prvý pohľad má sex toľko nevýhod, že mal byť evolučnými procesmi už dávno vyhubený. Zvýhodňuje genetické parazity, vyžaduje potrebu hľadať partnera, prenášajú sa ním strašné choroby a najmä systematicky likviduje najúspešnejšie kombinácie génov. Lenže aká je alternatíva? Vo väčšine prípadov vyhynutie, čiže, ako to nazýva Lane, absurdita neexistencie.

Načo je teda sex dobrý? Odpoveď je pomerne jednoduchá a zložitá zároveň. Skutočnou podstatou sexu je rekombinácia génov, čiže dosiahnutie toho, že gén od otca sa ocitne na tom istom chromozóme ako gén od matky. Nové chromozómy sa budú líšiť nielen navzájom, ale aj od takmer určite aj od všetkých chromozómov, ktoré kedy existovali a existovať budú. Je to v podstate gigantické miešanie kariet.

V roku 1904 prišiel nemecký biológ August Weismann s myšlienkou, že sex vedie k čoraz väčšej rozmanitosti, na ktorej sa môže potom „vyblázniť“ prirodzený výber. Jednotlivcom neposkytuje žiadne výhody ani nevýhody, ale je kľúčový pre celú populáciu, pretože tá sa prirodzeným výberom zlepšuje, keďže ten vyraďuje z hry zlé kombinácie génov.

Sex je zároveň obranou proti parazitom. Predstavte si, že by sa ľudia množili výlučne klonovaním. Geneticky identická populácia by bola pre parazity ľahkým terčom. Ľahko by ju celú nakazili a vyhubili. Ak sa však geneticky odlišujeme, existuje šanca na vznik genotypu, ktorý dokáže parazitom vzdorovať. Lane však pripúšťa, že hrozba parazitov nemusí byť dostatočným dôvodom na všeobecnú rozšírenosť sexu.

Spomína tiež matematické modely, ktoré pri organizmoch schopných rozmnožovať sa sexuálne aj klonovaním ukazujú, sex získava prevahu, keď je gén rozšírenejší, zatiaľ čo klonovanie sa presadzuje pri zriedkavých génoch. Dodáva, že takmer vždy funguje sex lepšie ako klonovanie, obzvlášť, keď je populácia rozmanitá, vyskytuje sa v nej vysoká miera mutácií a je pod silným tlakom prirodzeného výberu.

Načo je dobrá smrť

Kniha obsahuje množstvo zaujímavých postrehov o všetkých „vynálezoch“ evolúcie, ale ich pokrytie by zabralo príliš veľa priestoru, a tak sa budem tomu, čomu sa nevyhne nikto z nás, čiže smrti.

Ako sme si už mohli všimnúť, evolúcia je dosť nemilosrdná k jednotlivcom a všetky dôležité procesy sa odohrávajú na úrovni populácie. Z hľadiska evolúcie sa smrť vypláca vďaka diferenciácii buniek. Hoci naše bunky sú geneticky identické, nie sú rovnaké a ich špecializácia a väčšie množstvo im poskytuje výhodu pred jednotlivými bunkami.

Podľa už spomenutého Augusta Weismanna v skutočnosti umierajú len telové (somatické) bunky, kým zárodočná línia je nesmrteľná, pretože odovzdáva gény nasledujúcej generácie.

Pozoruhodné vysvetlenie starnutia a umierania priniesol britský biológ Peter Medawar, podľa ktorého každý druh má štatisticky pravdepodobnú dĺžku života závisiacu na veľkosti, metabolickom výdaji, rôznych fyzických vlastnostiach a výskyte nepriateľov.

Vďaka tomu majú viac potomkov jedinci, ktorí sa začali množiť skôr. Toto umožní prežiť génom, ktoré sa neprejavujú pri kratšie žijúcej populácii. Tak sa zachoval aj gén, ktorý vám v sedemdesiatke spôsobí Alzheimerovu chorobu. Keďže v minulosti ľudia žili kratšie, gén veselo prežíval, ale dnes už pôsobí. Medawar to zjednodušene povedal tak, že staroba je úpadok spôsobený génmi, ktoré fungujú v čase, keď sme štatisticky mŕtvi.

Netreba však hádzať flintu do žita. Podobne ako pri umelej fotosyntéze, aj tu je Lane optimista. Neverí síce, že sa nám podarí radikálne predĺžiť dĺžku života, ale je presvedčený, že bude jednoduchšie predĺžiť dobu, počas ktorej budeme (relatívne) zdraví. Podľa neho si to bude vyžadovať, aby sa lekársky výskum viac zameral na pochopenie základných mechanizmov starnutia. A potom nás čaká šťastná a bezbolestná staroba. Snáď...

Nick Lane: Vývoj života, preklad Vojtěch Dušek. Kniha Zlín:2011, 398 strán

vybrali.sme.sk vybrali.sme.sk    facebook Pridať na FaceBook    print Vytlačiť

Najčítanejšie články

Najčítanejšie články za posledných 7 [30] dní

Inzercia