Darwinova evoluční teorie

Gymnázium Tachov, semináˇr 28. ˇcervna 2002

Darwinova evoluˇ cn´ı teorie Jiˇr´ı Svrˇsek

1

c °2002 Intellectronics

Abstract Kl´ıˇcovou vˇedeckou teori´ı v´ yvoje ˇzivota na Zemi od jednoduˇsˇs´ıch forem k form´ am sloˇzitˇejˇs´ım je Darwinova evoluˇcn´ı teorie, kter´ a je postavena na dvou principech: na principu neorientované variace a na principu selekce variant. V posledn´ıch desetilet´ıch se objevily neodarwinovské interpretace evoluce, jako je napˇr´ıklad evoluˇcn´ı teorie, kter´ a vznikla na Svobodné univerzitˇe v Bruselu. Evoluˇcn´ı teorie je pˇredmˇetem trvalé kritiky ze strany vˇeˇr´ıc´ıch, kteˇr´ı odm´ıtaj´ı n´ azor, ˇze ˇclovˇek vznikl nahodil´ ym pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem a nikoliv Boˇz´ım z´ amˇerem. Kreacionisté s oblibou tvrd´ı, ˇze tzv. ”darwinismus” je ve své podstatˇe n´ aboˇzenstv´ım, protoˇze se op´ır´ a o neopodstatnˇenou v´ıru v nˇeco, co nelze dok´ azat.

1 e-mail:

[email protected], WWW: http://natura.eri.cz

References [1] Leakey, Richard E.: Darwin˚ uv p˚ uvod druh˚ u v ilustrac´ıch. nakl. Panorama, Praha 1989, pˇreklad: Kvˇeta Jen´ıková, orig.: The Origin of Species by Charles Darwin, The Rainbird Publishing Group Ltd., London 1979. ISBN: 80-7038-023-3 [2] Gould, Stephen Jay: Pandin palec. Mladá fronta, edice Kolumbus, Praha 1988 [3] Raup, David Malcolm: O z´ aniku druh˚ u. Nakl. Lidové Noviny, Praha 1995, pˇreklad: Anton Markoˇs (originál: Extinction: Bad Genes or Bad Luck?, Acta geol. hisp., 16, 1/2, 25 - 33, rok: 1981) ISBN: 80-7106-099-2 [4] Principia Cybernetica Web. Evolutionary theory. Prof. dr. Francis Heylighen, PESP, Free University of Brussels, Pleinlaan 2, B-1050 Brussels, Belgium. http://pespmc1.vub.ac.be [5] Phillip E. Johnson: Spor o Darwina. Návrat dom˚ u, Praha 1996, z angl. orig.: Darwin on Trial., ISBN 80-85495-57-0 [6] Pearcy, Nancy R.; Thaxton, Charles B.: Duˇ se vˇ edy. Promˇ eny ve vztahu vˇ edy a n´ aboˇ zenstv´ı. Nakl. Návrat dom˚ u, Plzeˇ nská 166, 150 00 Praha 5. pˇreklad: Alena Koˇzeluhová. angl. orig.: The Soul of Science. Christian Faith and Natural Philosophy. Konos Connection, 111 Bethea Road, Fayetteville GA 30214, USA. Vydáno: Crossway Books, a division of Good New Publishers, 1 300 Crescent Street, Wheaton, Illinois, 1994 ISBN: 80-85495-73-2 [7] Capra, Fritjof: Tao fyziky. Gardenia, Bratislava 1992 angl. orig.: The Tao of Physics, Bantam Books 1984 ˇ [8] Spinar, Zdenˇ ek V.: spoleˇcnost, Praha 1986

ˇ a vˇedeckotechnick´ Paleontologie. Polytechnická kniˇznice, Cesk´ a

[9] Havr´ anek, Miloˇ s: Entropie ˇ ziv´ ych organism˚ u. (teorie otevˇ ren´ ych syst´ em˚ u). Univerˇ e kˇresˇtanské akademie, Praha sum ˇc.19, zima 1995, Revue pˇr´ırodovˇedecké a technické sekce Cesk´ [10] Chmelaˇ r, Dittmar: Poˇ c´ıtaˇ cov´ e modely evoluce.

1

1

Darwinova evoluˇ cn´ı teorie

”Moji teorii urˇcitˇe odm´ıtne kaˇzdý, koho vede povaha k tomu, aby pˇrikl´ adal vˇetˇs´ı v´ ahu nevysvˇetleným pot´ıˇz´ım, neˇz urˇcitému poˇctu vysvˇetlených fakt˚ u.” Charles Robert Darwin (1809 - 1882)

1.1

Z historie

Charles Darwin trpˇelivˇe a systematicky prostudoval vˇsechny d˚ ukazy vztahuj´ıc´ı se k pˇr´ıˇcinám evoluce. Pˇet plodn´ ych let strávil na lodi Beagle (1831 - 1836) jako pˇr´ırodopisec a bˇehem této doby neustále pozoroval, sb´ıral a pˇredevˇs´ım hluboce pˇrem´ yˇslel o geologick´ ych a biologick´ ych jevech, se kter´ ymi se setkával. Jiˇz v roce 1837 pochyboval, ˇze druhy jsou stálé a nemˇenné. Aˇckoliv v letech 1837 aˇz 1859 se zab´ yval mnoha jin´ ymi problémy, otázkou p˚ uvodu druh˚ u se nepˇrestal zab´ yvat. V roce 1859 vydal svoji slavnou knihu ”On the Origin of Species...” (O p˚ uvodu druh˚ u cestou pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru aneb zachován´ı zv´ yhodnˇen´ ych odr˚ ud v boji o ˇzivot), která problém analyzovala v celé jeho ˇs´ıˇrce a hloubce. Charles Darwin ve své knize pˇredloˇzil vysvˇetlen´ı, jak se mohou mˇenit. T´ımto mechanismem byl pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer. Na tuto myˇslenku narazil jiˇz v roce 1838 po pˇreˇcten´ı d´ıla ”Pojednán´ı o zákonitostech populace” od Thomase Malthuse, knˇeze a ekonoma zaˇcátku 19. stolet´ı. Malthus studoval pˇredevˇs´ım lidskou populaci. Zd˚ urazˇ noval vˇsak obecn´ y princip pˇr´ırody, ˇze ˇzivé organismy plod´ı v´ıce potomk˚ u, aˇckoliv ne vˇsichni pˇreˇzij´ı do dospˇelosti nebo budou schopni se rozmnoˇzovat. Navzdory mohutné rozmnoˇzovac´ı schopnosti nˇekter´ ych organism˚ u z˚ ustává dospˇelá populace zhruba poˇcetnˇe stabiln´ı. Darwin pochopil, ˇze mezi potomky existuje v´ ybˇer, kter´ y rozhoduje o pˇreˇzit´ı. Jedinci populace se od sebe lehce liˇs´ı. Proto urˇcit´ı jedinci maj´ı nˇejakou v´ yhodu pˇred jin´ ymi, napˇr´ıklad jsou rychlejˇs´ı, dravˇejˇs´ı nebo odolnˇejˇs´ı. Tento pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer pak m˚ uˇze odpov´ıdat za biologickou evoluci. ”Pˇr´ıroda zaruˇcuje pˇreˇzit´ı nejschopnˇejˇs´ıho”, napsal evoluˇcn´ı filozof Herbert Spencer. Charles Darwin nebyl prvn´ı, kdo pˇredloˇzil teorii evoluce, ale byl prvn´ı, kdo ji pˇredloˇzil s promyˇslen´ ym v´ ykladem. Ani objev pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru nelze pˇripisovat Darwinovi. Nezávisle na nˇem jej objevil Alfred Russel Wallace (1823 - 1913), kter´ y tento objev zveˇrejnil v roce 1858, tedy o rok dˇr´ıve neˇz Darwin. Wallace se s Darwinem nikdy osobnˇe nesetkal. Poslal mu vˇsak sv˚ uj krátk´ y esej ”O sklonu variet nekoneˇcnˇe se odchylovat od p˚ uvodn´ıho typu”, ve kterém vysvˇetloval principy pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru. V pr˚ uvodn´ım dopisu ˇzádal Darwina, aby esej prostudoval a pokud jej uzná za hodnotn´ y, aby jej pˇredal Charlesu Lyellovy. Charles Lyell a Joseph Hooker uspoˇrádali spoleˇcnou Darwinovu a Wallaceovu pˇrednáˇsku o pˇr´ırodn´ım v´ ybˇeru v ˇcervenci roku 1858 v Linnéovˇe spoleˇcnosti. Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer nemohl b´ yt podroben experimentáln´ı provˇerce a proto se znaˇcná ˇcást vˇedc˚ u zdráhala jej pˇrijmout jako jedin´ y mechanismus evoluce. Sám Darwin zaˇcal hledat dalˇs´ı mechanismy, jako byl sexuáln´ı v´ ybˇer. Objevila se znaˇcná kritika, ˇze pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer dostateˇcnˇe nevysvˇetluje evoluci organism˚ u. Teprve zaˇcátkem 20. stolet´ı modern´ı genetika, terénn´ı pozorován´ı a laboratorn´ı v´ yzkum prokázala v´ yznam Darwinovy teorie. Ve 20. letech vznikly spisy v´ yznamn´ ych populaˇcn´ıch genetik˚ u, jako byli Ronald Fisher, J. B. S. Haldane a Sewall Wright. Spojen´ı Darwinovy teorie pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru a d´ıla Gregora Mendela o genetice tvoˇrilo konzistentn´ı obraz evoluˇcn´ıch zmˇen. Toto spojen´ı se oznaˇcuje jako neodarwinistická syntéza. Pˇred vznikem Darwinovy evoluˇcn´ı teorie ˇrada vˇedc˚ u povaˇzovala druhy za pevné a nemˇenné skupiny, které byly stvoˇreny Bohem. B˚ uh stvoˇril jednotlivé druhy a kaˇzd´ y druh mˇel urˇcité hlavn´ı rysy, o nichˇz se pˇredpokládalo, ˇze je vlastnil p˚ uvodn´ı pár kaˇzdého druhu. O variaci uvnitˇr druhu se pˇredpokládalo, ˇze má pˇrirozenou hranici, která zabraˇ nuje zmˇenˇe jednoho druhu v druh jin´ y. Charles Darwin naopak tvrdil, ˇze variace jednotliv´ ych organism˚ u a v´ ybˇer z nich mohou vést k novému druhu. Darwin se ve svém d´ıle vyhnul pˇresné definici druhu. Definoval jej zhruba jako populaci, která je souˇcasnˇe rozmnoˇzuj´ıc´ım se spoleˇcenstvem, ekologickou jednotkou a genetickou jednotkou. Jednotlivci daného druhu se mohou kˇr´ıˇzit, ob´ yvaj´ı tutéˇz ekologickou niku, ucházej´ı se

2

obvykle o tutéˇz potravu, trp´ı stejn´ ymi druhy ˇsk˚ udc˚ u, sd´ılej´ı tent´ yˇz genofond. Od Darwinovy doby evoluˇcn´ı biologie znaˇcnˇe pokroˇcila. Richard E. Leakey na sebe vzal nelehk´ y u ´kol, kdyˇz se rozhodl zpˇr´ıstupnit p˚ uvodn´ı Darwinovo d´ılo souˇcasnému ˇctenáˇri. Pouˇzil k tomu ˇsesté vydán´ı knihy ”O p˚ uvodu druh˚ u” z roku 1872.

1.2

Z´ akladn´ı principy evoluˇ cn´ı teorie.

Darwinova evoluˇcn´ı teorie vysvˇetluje v´ yvoj ˇziv´ ych organism˚ u jako v´ ysledek mal´ ych (náhodn´ ych) genetick´ ych mutac´ı (dˇediˇcn´ ych zmˇen vlastnost´ı) a pˇreˇzit´ı nejlépe pˇrizp˚ usoben´ ych organism˚ u. Tvrd´ı, ˇze k velk´ ym zmˇenám v organismech m˚ uˇze doj´ıt postupnˇe po kroc´ıch pˇrirozen´ ym zp˚ usobem p˚ usoben´ım ˇcasu, náhody a diferencovaného pˇreˇzit´ı. Darwinovy teorie ch´ ape evoluci jako výsledek pˇr´ırodn´ıho výbˇeru p˚ usob´ıc´ıho na populace organism˚ u, které vz´ ajemnˇe soutˇeˇz´ı o pˇr´ırodn´ı zdroje (jako je potrava, ˇzivotn´ı prostor, atd.). Vybr´ any jsou pouze takové organismy, které jsou nejlépe schopny vyuˇz´ıt pˇr´ırodn´ı zdroje nezbytné pro rozmnoˇzov´ an´ı a pˇreˇzit´ı. Ostatn´ı organismy jsou odsouzeny k z´ aniku. Evoluˇcn´ı teorie je postavena na dvou základn´ıch principech: • neorientovan´ a variace Prvn´ım principem je neorientovan´ a variace, kdy genetick´ ymi variacemi (mutacemi) vznikaj´ı jedinci (varianty) s nepatrnˇe odliˇsn´ ymi vlastnostmi od jin´ ych jedinc˚ u daného druhu nebo populace. Slovo ”neorientovaná” zd˚ urazˇ nuje, ˇze tyto variace nen´ı smˇerována ˇzádn´ ymi vnitˇrn´ımi ani vnˇejˇs´ımi vlivy. • selekce variant Druh´ ym principem je selekce variant, která prob´ıhá bojem o zdroje (potrava, prostˇred´ı, moˇznost rozmnoˇzován´ı, atd.). V tomto boji v´ıtˇez´ı jedinci lépe pˇrizp˚ usoben´ı danému prostˇred´ı a zdatnˇejˇs´ı v boji o zdroje. Charles Darwin ve své evoluˇcn´ı teorii pˇredloˇzil tˇri d˚ uleˇzitá tvrzen´ı: - Druhy nejsou nemˇenné ale jsou d˚ usledkem pˇr´ırodn´ıho v´ yvoje (evoluce). - Pˇr´ırodn´ım v´ yvojem lze vysvˇetlit veˇskerou rozmanitost ˇzivotn´ıch forem. - Pˇr´ırodn´ı v´ yvoj je ˇr´ızen pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem (tj. pˇreˇzit´ım lépe pˇrizp˚ usoben´ ych a zdatnˇejˇs´ıch jedinc˚ u v boji o zdroje).

1.3

Probl´ emy evoluˇ cn´ı teorie. Nedostatek pˇrechodových forem organism˚ u.

Pokud se druhy vyv´ıjely z jin´ ych druh˚ u jemn´ ym odstupˇ nován´ım, proˇc nepozorujeme bezpoˇcet pˇrechodn´ ych forem? Proˇc v pˇr´ırodˇe m´ısto dobˇre definovan´ ych druh˚ u nen´ı pouze chaos pˇrechodn´ ych forem? V jednotliv´ ych geologick´ ych vrstvách nepozorujeme ˇzádné pˇrechodné fosiln´ı nálezy, které by dokazovaly, ˇze existoval nˇejak´ y v´ yvoj napˇr´ıklad od ˇzaber k plic´ım nebo od pˇredn´ı konˇcetiny plaz˚ u ke kˇr´ıdl˚ um pták˚ u. Historie vˇetˇsiny fosili´ı obsahuje dva rysy, obzvláˇstˇe odporuj´ıc´ı teorii postupného v´ yvoje: • Stagnace. Vˇetˇsina druh˚ u po dobu svého trván´ı na zemi nevykazuje ˇzádné podstatné zmˇeny. • N´ ahl´ y v´ yskyt. V ˇzádné m´ıstn´ı oblasti druh nevzniká postupnou promˇenou sv´ ych pˇredch˚ udc˚ u, ale objevuje se zcela najednou jako ”plnˇe vytvoˇren´ y”. Náhl´ y v´ yskyt mohou darwinisté vysvˇetlit t´ım, ˇze pˇrechodové

3

meziˇcl´ anky z nˇejak´ ych d˚ uvod˚ u nezkamenˇely. Ovˇsem stagnace ˚ u trvalá nepˇr´ıtomnost zásadn´ı jasnˇe orientované zmˇeny je pozitivnˇe doloˇzena. A nen´ı to v´ yjimka, ale pravidlo. Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer p˚ usob´ı v´ yhradnˇe t´ım, ˇze zachovává v´ yhodné odchylky. Kaˇzdá nová forma bude m´ıt sklon zaujmout m´ısto ménˇe dokonalé rodiˇcovské formy a m´ısta jin´ ych ménˇe dokonal´ ych forem, se kter´ ymi vede boj o pˇreˇzit´ı. Nové formy proto zpravidla vˇsechny pˇrechodné a ne´ uspˇeˇsné formy vyhub´ı. Proˇc nenacház´ıme v geologick´ ych vrstvách nespoˇcetné formy? Zjiˇstˇené nálezy jsou nesrovnatelnˇe ménˇe dokonalé, neˇz se obecnˇe mysl´ı. Pokud cestujeme po kontinentu od severu k jihu, obvykle se po urˇcit´ ych vzdálenostech setkáme s bl´ızce pˇr´ıbuzn´ ymi druhy, které se vzájemnˇe prol´ınaj´ı. Pokud tyto druhy srovnáme na m´ıstˇe, kde se prol´ınaj´ı, zjist´ıme, ˇze jsou navzájem tak odliˇsné, jako jsou tyto druhy ve sv´ ych hlavn´ıch oblastech v´ yskytu. Pˇr´ıbuzné druhy vzeˇsly ze spoleˇcného pˇredka a bˇehem v´ yvoje kaˇzd´ y z nich vytˇesnil svou rodiˇcovskou formu a pˇrechodné formy. Proto nelze oˇcekávat, ˇze objev´ıme v dané oblasti ˇradu pˇrechodn´ ych forem. Proˇc se ale nevyskytuj´ı pˇrechodné formy v pˇrechodn´ ych oblastech, které maj´ı pˇrechodné podm´ınky ˇzivota? Darwin uvád´ı, ˇze mus´ıme b´ yt opatrn´ı v tvrzen´ı, ˇze nˇejaká oblast, která je nyn´ı spojitá, byla vˇzdy spojitá v minulosti. Tento argument vˇsak Darwin nechtˇel pouˇz´ıvat jako hlavn´ı, protoˇze vˇeˇril, ˇze mnohé dobˇre definované druhy vznikaly v oblastech se spojit´ ymi podm´ınky. Obvykle pozorujeme na velké oblasti urˇcité rozˇs´ıˇren´ı nˇejakého druhu a pak rychl´ y pokles na hranic´ıch oblast´ı a u ´plné zmizen´ı druhu za hranic´ı jeho oblasti rozˇs´ıˇren´ı. Hranice mezi oblastmi b´ yvá velmi u ´zká ve srovnán´ı s rozlohami oblasti, v nichˇz druhy ˇzij´ı. Stejné závˇery lze ˇcinit o odr˚ udách. Pokud tedy existuje nˇejak´ y druh v rozsáhlé oblasti, vzniknou dvˇe odr˚ udy pˇrizp˚ usobené podoblastem a pokud by vznikla nˇejaká pˇrechodná odr˚ uda, mˇela by k dispozici jen malé u ´zem´ı na hranic´ıch. Odr˚ uda existuj´ıc´ı na hranic´ıch ale záhy vymˇre vlivem malého poˇctu jedinc˚ u, vlivem nepˇrátel nebo vlivem pˇr´ırodn´ıch podm´ınek. Nav´ıc taková odr˚ uda je ohroˇzena odr˚ udami z obou oblast´ı, které k hranici pˇriléhaj´ı. Daleko d˚ uleˇzitˇejˇs´ı je skuteˇcnost, ˇze formy existuj´ıc´ı ve velkém mnoˇzstv´ı v dan´ ych oblastech maj´ı lepˇs´ı pˇr´ıleˇzitost vytvoˇrit pˇr´ıznivˇejˇs´ı odchylky pro p˚ usoben´ı pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru, neˇz má vzácnˇejˇs´ı forma na hranici oblast´ı. Darwin si poloˇzil otázku, jak´ y typ pˇrechodn´ ych forem dˇr´ıve existoval. Jen obt´ıˇznˇe se vyhnul pˇredstavˇe forem bezprostˇrednˇe spojuj´ıc´ıch dva druhy. Toto hledisko je podle Darwina mylné. Je tˇreba hledat pˇrechodné formy mezi vˇsemi druhy a jejich spoleˇcn´ ym pˇredkem, kter´ y je dostateˇcnˇe odliˇsen od sv´ ych potomk˚ u. Holubi pav´ıci a voláˇci pocházej´ı ze spoleˇcného pˇredka holuba skaln´ıho. Pokud bychom z´ıskali vˇsechny pˇrechodné formy, dostali bychom sevˇrenou ˇradu mezi pav´ıkem, voláˇcem a holubem skaln´ım, ale nemˇeli bychom ˇzádné bezprostˇrednˇe pˇrechodné formy mezi pav´ıkem a voláˇcem, tedy ˇzádnou pˇrechodnou formu spojuj´ıc´ı ponˇekud rozˇs´ıˇren´ y ocas s trochu rozˇs´ıˇren´ ym voletem. U pˇr´ırodn´ıch druh˚ u, jako je k˚ un ˇ a tap´ır, se pˇredkové dneˇsn´ıch forem hodnˇe podobali, ale v urˇcit´ ych podrobnostech tˇelesné stavby se mohli v´ yraznˇe liˇsit, moˇzná v´ıce, neˇz se liˇs´ı dneˇsn´ı formy v˚ uˇci sobˇe navzájem. Nebyli bychom schopni rozpoznat rodiˇcovskou formu kter´ ychkoliv dvou druh˚ u, jedinˇe kdybychom mˇeli témˇeˇr dokonal´ y ˇretˇezec pˇrechodn´ ych spojovac´ıch forem.

Problém sloˇzitých org´ an˚ u. Postupn´ y v´ yvoj orgánu, kter´ y je funkˇcn´ı aˇz po dokonˇcen´ı v´ yvoje, pˇredstavuje zásadn´ı evoluˇcn´ı problém. Jak mohlo doj´ıt ke vzniku kˇr´ıdla, kdyˇz postupnˇe vyv´ıjej´ıc´ı se kˇr´ıdlo nepˇredstavuje ˇzádnou evoluˇcn´ı v´ yhodu? Darwin se podrobnˇe zab´ yval evoluc´ı oka, protoˇze tento orgán je dodnes citován kreacionisty jako nezvratn´ y d˚ ukaz, ˇze B˚ uh stvoˇril kaˇzd´ y jednotliv´ y druh. Darwin jiˇz ve své dobˇe pouˇzil metod souˇcasn´ ych evoluˇcn´ıch biolog˚ u: navrhl d˚ ukaz na základˇe kombinace srovnávac´ı anatomie, embryologie, fyziologie, paleontologie a zdravého rozumu. Darwin se zam´ yˇslel nad t´ım, jak´ ym zp˚ usobem vznikly nˇekteré znaˇcnˇe dokonalé a sloˇzité orgány, jako je napˇr´ıklad lidské oko. Uznává, ˇze v´ yvoj oka pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem se m˚ uˇze jevit absurdn´ı.

4

Lze prokázat, ˇze existuj´ı poˇcetné stupnˇe od jednoduchého oka k oku sloˇzenému a dokonalému a ˇze kaˇzd´ y v´ yvojov´ y stupeˇ n mˇel pro své majitele uˇziteˇcn´ y v´ yznam. Pokud v´ıme, ˇze oko jako kaˇzd´ y orgán je promˇenlivé a vˇsechny odchylky jsou dˇediˇcné, nen´ı fakt vzniku oka pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem tak neuvˇeˇriteln´ y. Existuj´ı ˇzivoˇcichové, kteˇr´ı maj´ı pouze shluk pigmentov´ ych bunˇek citliv´ ych na svˇetlo pro rozliˇsen´ı svˇetla a tmy. Primitivn´ım orgánem pro nedokonalé vn´ımán´ı okol´ı je shluk pigmentov´ ych bunˇek opatˇren´ y optick´ ym nervem. Nˇekteré moˇrské hvˇezdice maj´ı ve vrstvˇe svˇetlocitlivého pigmentu malé prohlubnˇe v okol´ı nervu, v nichˇz je pr˚ uhledná ˇzelatinová látka. Neslouˇz´ı k tvorbˇe obrazu, ale pouze ˇ soustˇreduje svˇetelné paprsky. Jde o v´ yznamn´ y krok vpˇred, protoˇze oko vytváˇrej´ıc´ı obraz potˇrebuje ˇ um´ıstˇen´ı optického nervu ve správné vzdálenosti od orgánu koncentruj´ıc´ıho svˇetlo. Clenovci maj´ı optick´ y nerv jednoduˇse povleˇcen´ y pigmentem, kter´ y nˇekdy tvoˇr´ı jak´ ysi druh panenky, ale bez optické ˇcoˇcky. Hmyz má ˇcetné fasety na rohovce sloˇzeného oka, které tvoˇr´ı optické ˇcoˇcky a kuˇzele faset obsahuj´ı uzp˚ usobená optická vlákna. Pokud uváˇz´ıme, jak obrovské mnoˇzstv´ı organism˚ u muselo vymˇr´ıt v porovnán´ı s tˇemi, které dnes m˚ uˇzeme studovat, nen´ı obt´ıˇzné si pˇredstavit, ˇze pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer byl t´ım mechanismem, kter´ y vedl od primitivn´ıho optického nervu povleˇceného pigmentem k dokonalému oku hmyzu. Vyskytly se r˚ uzné námitky. Jednou z nich je námitka, ˇze proto, aby oko bylo stále udrˇzováno jako dokonal´ y nástroj, musely ˇcetné zmˇeny prob´ıhat souˇcasnˇe. Darwin proti tomu nam´ıtá, ˇze tyto zmˇeny byly velmi pozvolné a postupné. Wallace k tomu dodal nˇekolik sv´ ych postˇreh˚ u. Pokud má napˇr´ıklad ˇcoˇcka pˇr´ıliˇs dlouhé nebo pˇr´ıliˇs krátké ohnisko, m˚ uˇze b´ yt upravena zmˇenou zakˇriven´ı ˇ ı do jednoho nebo zmˇenou hustoty. Pokud je zakˇriven´ı nepravidelné, pak se paprsky nesoustˇreduj´ bodu a vylepˇsen´ım bude jakákoliv zmˇena ve prospˇech pravidelnosti a zakˇriven´ı. Podobnˇe stahován´ı duhovky a svalové pohyby pro vidˇen´ı nejsou podstatné a jsou pouze vylepˇsen´ımi, která mohla vzniknout kdykoliv bˇehem v´ yvoje oka. Kopinatci maj´ı velmi primitivn´ı oko tvoˇrené váˇckem z pokoˇzky opatˇrené nervem a lemované svˇetlocitliv´ ym pigmentem. Ryby a plazi maj´ı oko znaˇcnˇe upravené. Krystalická ˇcoˇcka v lidském embryu vzniká akumulac´ı epidermáln´ıch bunˇek leˇz´ıc´ıch ve váˇckovitém záhybu k˚ uˇze a sklivec se tvoˇr´ı z embryonáln´ıho podpokoˇzkového pletiva.

Problém neutráln´ıch mutac´ı. Mutace pˇredstavuj´ı urˇcitou zmˇenu sledu báz´ı v molekule DNA, která má vliv na syntézu pˇr´ısluˇsné proteiny. Mutace vede ke zmˇenám protein˚ u a podle Darwinovy evoluˇcn´ı teorie prospˇeˇsné mutace jsou pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem prosazovány a ˇskodlivé naopak potlaˇcovány. Jenˇze nˇekteré mutace nemus´ı vést k ˇzádné funkˇcn´ı zmˇenˇe proteinu (hovoˇr´ıme o neutráln´ıch mutac´ıch). Za normáln´ıch okolnost´ı ve velké populaci se ˇcetnost takov´ ych mutac´ı nebude zvˇetˇsovat. Nˇekteˇr´ı vˇsak biologové tvrd´ı, ˇze vˇetˇsina mutac´ı jsou neutráln´ı mutace. V takovém pˇr´ıpadˇe by vˇsak existoval podstatn´ y nedarwinovsk´ y zdroj evoluˇcn´ıch zmˇen, tedy zdroj neovlivnˇen´ y pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem, ikdyˇz neutráln´ı mutace by nevedly samy o sobˇe k nov´ ym adaptac´ım. Existence v´ıce neˇz jedné proteinové formy v populaci se oznaˇcuje jako proteinov´ y polymorfismus. Pokud se má polymorfismus v populaci udrˇzet, mus´ı ˇcást populace vymˇr´ıt, jako je tomu v pˇr´ıpadˇe vztahu srpkovité anémie a malárie. Pokud by se vˇsak mˇely udrˇzet vˇsechny zjiˇstˇené polymorfismy, muselo by vymˇr´ıt v´ıce jedinc˚ u neˇz se jich narod´ı. Evoluˇcn´ı biologové jsou tak znovu nuceni k závˇeru, ˇze tyto proteinové polymorfismy jsou neutráln´ı. T´ım se ˇcetnost r˚ uzn´ ych forem v populaci nebude v´ yznamnˇe mˇenit. Ve skuteˇcnosti jsou vˇsak nˇekteré proteiny mnohem promˇenlivˇejˇs´ı neˇz jiné a maj´ı ˇradu forem. Neutr´ aln´ı mutace jsou jedn´ım z faktor˚ u odliˇsn´ ych od pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru, kter´ y p˚ usob´ı na genofond. Dalˇs´ım takov´ ym faktorem je genetick´ y drift, kter´ y vˇsak ovlivˇ nuje pouze malé populace. Bez pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru v´ yskyt urˇcitého genu se v populaci nebude v´ yznamnˇe mˇenit (plat´ı siln´ y zákon velk´ ych ˇc´ısel). V malé populaci se v´ yskyt genu m˚ uˇze mˇenit náhodnˇe a to je pˇr´ıˇcinou genetického

5

´ cinky genetického driftu jsou u mal´ driftu. Uˇ ych populac´ı ˇcasto pozorovatelné. Genetické vady, které jsou u velk´ ych populac´ı velmi vzácné, se mohou u malé uzavˇrené populace znaˇcnˇe rozˇs´ıˇrit. Neutráln´ı mutace a genetick´ y drift jsou souˇcást´ı sporu mezi skupinou vˇedc˚ u, kteˇr´ı vˇsechny znaky organismu povaˇzuj´ı za znaky maj´ıc´ı v´ yznam pro pˇrizp˚ usoben´ı, a mezi skupinou vˇedc˚ u, kteˇr´ı nˇekteré znaky povaˇzuj´ı za náhodné nebo za d˚ usledek v´ yvojov´ ych omezen´ı. Pˇr´ıkladem druhého názoru je lidská brada, která byla pro biology záhadou, dokud nepoznali, ˇze nemá ˇzádn´ y adaptivn´ı v´ yznam. Jde o obecnˇe znám´ y jev oznaˇcovan´ y jako allometrick´ y r˚ ust, kdy r˚ uzné ˇcásti ˇcelisti se zvˇetˇsovaly r˚ uznou rychlost´ı.

Problém evoluce pohlav´ı. Vznikl sex a pohlavn´ı rozmnoˇzován´ı také cestou pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru? Pohlavn´ı rozmnoˇzován´ı vzniklo pˇred v´ıce neˇz miliardou let a proto je kolem nˇej ˇrada nejasnost´ı v podrobnostech. Obecnˇe lze pohlavn´ı rozmnoˇzován´ı povaˇzovat za znak eukaryont˚ u, ikdyˇz nˇekteré prokaryontn´ı organismy se rozmnoˇzuj´ı bezpohlavnˇe. Z hlediska evoluce muselo pohlavn´ı rozmnoˇzován´ı b´ yt velmi v´ yznamn´ ym jevem. V´ yhoda pohlavn´ıho rozmnoˇzován´ı zjevnˇe spoˇc´ıvá ve vysoké podpoˇre variability organism˚ u. Bezpohlavn´ı rozmnoˇzován´ı vede k identick´ ym kopi´ım p˚ uvodn´ıho organismu a ˇsance na zmˇenu je ˇ omezena pouze na mutaci gen˚ u. Sance z´ıskat dvˇe pˇr´ıznivé mutace je omezena na dvˇe nezávislé události. Pˇri pohlavn´ım rozmnoˇzován´ı je mnohem vˇetˇs´ı ˇsance, ˇze se dvˇe prospˇeˇsné mutace pˇrenesou na dalˇs´ı generace. Na druhé stranˇe samiˇcka u ´spˇeˇsného druhu pˇri bezpohlavn´ım rozmnoˇzován´ı pˇrenese svoji genetickou v´ ybavu na vˇsechny potomky. Pˇri pohlavn´ım rozmnoˇzován´ı polovina gen˚ u pocház´ı od sameˇcka a polovina od samiˇcky a genetická v´ ybava samiˇcky se pˇrenese pouze na polovinu vˇsech potomk˚ u. Proto by bylo moˇzno oˇcekávat, ˇze samiˇcky dobˇre pˇrizp˚ usoben´ ych druh˚ u pˇrejdou zcela na bezpohlavn´ı rozmnoˇzován´ı a vytváˇrej´ı ˇcistˇe samiˇc´ı populace. Ve skuteˇcnosti tomu tak ale nen´ı, protoˇze neustále se mˇen´ıc´ı prostˇred´ı vyˇzaduje, aby se druhy tomuto prostˇred´ı pˇrizp˚ usobovaly. Populace, která by se rozmnoˇzovala pouze bezpohlavnˇe, by zanikla jakmile by se prostˇred´ı v´ yznamnˇe zmˇenilo. V pˇr´ırodˇe je pozorováno, ˇze nˇekteré druhy se rozmnoˇzuj´ı partenogeneticky (bezpohlavnˇe), ale tento proces je sdruˇzen s rozmnoˇzován´ım pohlavn´ım. Mˇsice se rozmnoˇzuj´ı bezpohlavnˇe bˇehem léta, kdy je dostatek potravy. Na podzim se rod´ı sameˇcci, kdy také docház´ı k pohlavn´ımu rozmnoˇzován´ı. Samiˇcky snáˇsej´ı vaj´ıˇcka, která pˇrezimuj´ı a vyl´ıhnou se aˇz na jaˇre.

Problém vzniku altruismu a soci´ aln´ıho chován´ı. Charles Darwin tvrdil, ˇze pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer p˚ usob´ı pouze na jednotlivce (aˇckoliv udˇelal v´ yjimku v pˇr´ıpadˇe sociáln´ıho hmyzu). Souˇcasn´ı evoluˇcn´ı biologové maj´ı podobn´ y názor. Teorie, která tvrd´ı, ˇze pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer p˚ usob´ı také na u ´rovni druh˚ u, je z velké ˇcásti chybná. Jej´ım c´ılem je vysvˇetlit altruistické jednán´ı uplatˇ nované jedn´ım jedincem v˚ uˇci jinému nebo v˚ uˇci skupinˇe. Tato teorie tvrdila, ˇze takové jednán´ı se dˇeje ve prospˇech druhu. Nˇekter´ a z takov´ ych vysvˇetlen´ı mohou b´ yt snadno vyvrácena. Samiˇcka ptáka neochraˇ nuje a neˇziv´ı své mládˇe ve prospˇech druhu, ale pouze kv˚ uli rozmnoˇzen´ı vlastn´ıch gen˚ u. Pokud by nemˇela geneticky dan´ y mateˇrsk´ y instinkt, jej´ı geny by záhy vymizely. Podobnˇe ptáci neomezuj´ı poˇcet vajec ˇ proto, aby zabránili populaˇcn´ı explozi ve prospˇech druhu, ale pouze proto, ˇze by mládata strádala nedostatkem potravy a nepˇreˇzila by. Dalˇs´ı pˇr´ıklady altruismu nelze tak snadno vyvrátit. V tlupˇe pavián˚ u m˚ uˇze jeden jej´ı ˇclen riskovat ˇzivot pˇri obranˇe tlupy. U nˇekter´ ych druh˚ u pták˚ u se nepáˇr´ı vˇsichni jedinci a nevychovávaj´ı svá ˇ ˇ vlastn´ı mládata. Ti, kteˇr´ı tak neˇcin´ı, pak nˇekdy pomáhaj´ı pˇri krmen´ı ciz´ıch mládat. Teori´ı, která je schopna vysvˇetlit takové pˇr´ıpady chován´ı v rámci Darwinovy evoluˇcn´ı teorie, je pˇr´ıbuzensk´ y v´ ybˇer. Ve své nejjednoduˇsˇs´ı formˇe tato teorie tvrd´ı, ˇze bratr nebo sestra sd´ıl´ı tolik gen˚ u, jako vlastn´ı potomek. Proto pomoc bratrovi nebo sestˇre pˇri rozmnoˇzován´ı znamená zachován´ı sv´ ych vlastn´ıch gen˚ u. Posledn´ı práce vˇsak naznaˇcuj´ı, ˇze pˇr´ıbuzenstv´ı nelze stavˇet na stejnou u ´roveˇ n jako vlastn´ı

6

rozmnoˇzován´ı. Je nutn´ y mnohem komplexnˇejˇs´ı matematick´ y pˇr´ıstup, kter´ y bere v u ´vahu napˇr´ıklad vˇek a rozmnoˇzovac´ı schopnosti pˇr´ıbuzenstva. Jedn´ım z pˇr´ıklad˚ u nejobt´ıˇznˇeji vysvˇetlitelného altruismu je chován´ı jednoho druhu ptáka, kter´ y vydává varovn´ y kˇrik, kdyˇz zahlédne bl´ıˇz´ıc´ıho se jestˇrába. Tento kˇrik umoˇzn ˇuje celému hejnu, aby odletˇelo a jestˇrába tak zmátlo. Pták, kter´ y vydává kˇrik, je pˇritom nejnápadnˇejˇs´ı a je vˇetˇs´ı pravdˇepodobnost, ˇze bude zabit. Nedávné v´ yzkumy chován´ı pták˚ u ukázaly, ˇze kˇrikem pták zp˚ usob´ı vzlet celého hejna, ve kterém se tento jedinec sám ztrat´ı a t´ım vlastnˇe sám sebe zachrán´ı pˇred napaden´ım.

Pˇr´ırodn´ı výbˇer a instinkty. Jak mohou b´ yt pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem z´ısk´ any a upravovány instinkty? Jak se vysvˇetl´ı instinkt, kter´ y vede k tvorbˇe plástv´ı jako matematicky velmi pˇresn´ ych objekt˚ u?

Vývoj organism˚ u se zvláˇstn´ım chován´ım a strukturou. Oponenti Darwinovy evoluˇcn´ı teorie nˇekdy kladou otázku, jak se masoˇzrav´ y suchozemsk´ y ˇzivoˇcich mohl zmˇenit v masoˇzravého vodn´ıho ˇzivoˇcicha. Jak se zv´ıˇre ˇzivilo v pˇrechodném stavu? Darwin ˇr´ıká, ˇze lze snadno ukázat existenci masoˇzrav´ ych ˇzivoˇcich˚ u s pˇrechodn´ ym zp˚ usobem ˇzivota v suˇ veverkovit´ chozemském i vodn´ım prostˇred´ı. Uvád´ı dalˇs´ı zdánlivˇe záhadné pˇr´ıklady jako je ˇceled ych, nebo poletucha z dnes samostatného ˇrádu Dermoptera, dˇr´ıve z ˇrádu hmyzoˇzravc˚ u. Darwin tvrd´ı, ˇze ikdyˇz v souˇcasné dobˇe neexistuj´ı ˇzádné pˇrechodné formy, které by spojovaly poletuchy s ostatn´ımi hmyzoˇzravci, nen´ı problém takové formy pˇredpokládat. Nevid´ı ani problém v procesu vzniku netop´ yra, protoˇze u nˇekter´ ych druh˚ u netop´ yr˚ u lze nalézt létac´ı blánu, která se táhne od vrchu ramene aˇz k ocasu, pˇriˇcemˇz zahrnuje zadn´ı nohy. V tom lze spatˇrovat p˚ uvodn´ı orgán, kter´ y slouˇzil sp´ıˇse k plachtˇen´ı neˇz k létán´ı. Darwin si dále vˇs´ım´ a rozmanit´ ych pˇremˇen ˇ kˇr´ıdel, která dnes nˇekter´ ym pták˚ um slouˇz´ı jako pádla nebo plachty. Dále si vˇs´ımá kor´ yˇs˚ u a mˇekk´ yˇs˚ u, jejichˇz jedinci d´ ychaj´ı pod vodou a mohou d´ ychat také na souˇsi, nebo létaj´ıc´ıch plaz˚ u, kteˇr´ı plachtili na velké vzdálenosti pomoc´ı koˇzovit´ ych záhyb˚ u. Jestliˇze dnes vid´ıme vysoce dokonal´ y orgán, jako jsou kˇr´ıdla pták˚ u, mus´ıme si uvˇedomit, ˇze ˇzivoˇcichové s nedokonal´ ymi orgány jen zˇr´ıdkakdy pˇreˇzili do souˇcasnosti, protoˇze byli dokonalejˇs´ımi potomky zcela vytlaˇceni pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem. Darwin ˇr´ıká, ˇze ryby schopné letu by nevyvinuly ˇcetné odvozené formy pro chytán´ı r˚ uznorodé koˇristi na suché zemi a ve vodˇe, dokud by jejich letové orgány nebyly natolik dokonalé, ˇze by poskytovaly rozhoduj´ıc´ı v´ yhodu mezi jin´ ymi ˇzivoˇcichy v boji o ˇzivot. Darwin také ˇcasto pozoroval rozr˚ uznˇené chován´ı jedinc˚ u téhoˇz druhu. Napˇr´ıklad s´ ykora koˇ nadra nˇekdy ˇsplh´ a po vˇetv´ıch a nˇekdy zab´ıj´ı malé ptáky ranou do hlavy jako ˇtuh´ yk. Také vidˇel ˇcasto s´ ykoru, jak roztlouká na vˇetvi semena tisu a louská je jako brhl´ık. V Severn´ı Americe byl pozorován medvˇed baribal, kter´ y celé hodiny plaval s ˇsiroce otevˇrenou tlamou a chytal do n´ı hmyz. Pokud vid´ıme jedince s odliˇsn´ ym zp˚ usobem chován´ı pro dan´ y druh, mohli bychom oˇcekávat, ˇze z takov´ ych jedinc˚ u pˇr´ıleˇzitostnˇe vzniknou nové druhy s odliˇsn´ ym chován´ım a pozdˇeji s jinou stavbou tˇela odliˇsnou od p˚ uvodn´ıho druhu. Je snad v´ yraznˇejˇs´ı, pˇr´ıkladem adaptace datel, kter´ y ˇsplhá po stromech a chytá hmyz ve skulinách jejich k˚ ury? V Severn´ı Americe ale ˇzij´ı datlovit´ı, kteˇr´ı se ˇziv´ı pˇreváˇznˇe plody a jin´ı datlovit´ı s prodlouˇzen´ ymi kˇr´ıdly, kteˇr´ı lov´ı hmyz v letu. Mexick´ y datel zase vysekává do dˇreva stromu d´ıry, aby v nich uskladˇ noval ˇzaludy. Ten, kdo vˇeˇr´ı v boj o pˇreˇzit´ı, bude souhlasit s t´ım, ˇze kaˇzd´ y organismus se snaˇz´ı zvˇetˇsit sv˚ uj poˇcet. Pokud nˇekter´ y jedinec ponˇekud zmˇen´ı své chován´ı nebo stavbu svého tˇela a z´ıská t´ım v´ yhodu nad jedinci tˇreba jiného druhu, zaujme m´ısto tˇechto jedinc˚ u, ikdyˇz se tˇreba toto m´ısto kvalitativnˇe odliˇsuje od jeho p˚ uvodn´ıho. D˚ ukazem mohou b´ yt tˇreba nˇekteˇr´ı chˇrástalové, kteˇr´ı ˇzij´ı na lukách m´ısto v moˇcálech, potápˇej´ıc´ı se drozdové a buˇrn ˇáci chovaj´ıc´ı se jako alky.

Zp˚ usoby pˇremˇeny postupnými modifikacemi.

7

Pokud by existoval nˇejak´ y sloˇzit´ y orgán, kter´ y nevznikl poˇcetn´ ymi, postupn´ ymi a drobn´ ymi modifikacemi, Darwinova evoluˇcn´ı teorie by se zhroutila. Jak Darwin uvád´ı, ˇzádn´ y pˇr´ıpad nenalezl. Darwin ˇr´ıká, ˇze je tˇreba velké opatrnosti v u ´sudku, kdyˇz chceme tvrdit, ˇze nˇejak´ y orgán nemohl postupn´ ymi zmˇenami vzniknout. Je moˇzné, ˇze u niˇzˇs´ıch ˇzivoˇcich˚ u dan´ y orgán vykonával zcela jinou funkci nebo zastával v´ıce funkc´ı. Napˇr´ıklad u larvy váˇzky a u ryby sekavce zaˇz´ıvac´ı trubice slouˇz´ı k tráven´ı, vymˇeˇsován´ı a k d´ ychán´ı. U nezmara klidnˇe vnˇejˇs´ı povrch m˚ uˇze slouˇzit k tráven´ı a vnitˇrn´ı k d´ ychán´ı, pokud by ˇzivoˇcich byl obrácen ”naruby”. Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer mohl orgán, kter´ y dˇr´ıve vykonával v´ıce funkc´ı, specializovat na funkci jedinou a tak postupn´ ymi kroky zcela zmˇenil jeho povahu. Jsou známy pˇr´ıpady, kdy r˚ uzné orgány vykonávaj´ı stejnou funkci. Tato skuteˇcnost je pro postupné zmˇeny velmi v´ yznamná. Existuj´ı napˇr´ıklad nˇekteré ryby se ˇzábrami, které d´ ychaj´ı vzduch rozpuˇstˇen´ y ve vodˇe a souˇcasnˇe d´ ychaj´ı voln´ y vzduch ze sv´ ych plovac´ıch mˇech´ yˇr˚ u. Rostliny mohou ˇsplhat tˇremi r˚ uzn´ ymi zp˚ usoby: spirálnˇe ov´ıjej´ı stonky, pˇridrˇzuj´ı se pomoc´ı u ´ponk˚ u a vytváˇrej´ı vzduˇsné koˇreny. Nˇekteré rostliny uˇz´ıvaj´ı dva zp˚ usoby, jako tˇreba hrách, nˇekteré dokonce i vˇsechny tˇri zp˚ usoby. Jeden z orgán˚ u pak m˚ uˇze b´ yt postupnˇe pˇrizp˚ usoben k jinému u ´ˇcelu. Napˇr´ıklad u ryb se nejprve vyvinuly orgány podobné plic´ım, které se u nˇekter´ ych pozdˇeji pˇremˇenily na plovac´ı mˇech´ yˇre. Darwin se domn´ıval, ˇze tomu bylo naopak. Proto tvrdil, ˇze obratlovci opatˇren´ı pl´ıcemi vznikly z neznámého druhu opatˇreného plovac´ım mˇech´ yˇrem. U vyˇsˇs´ıch obratlovc˚ u ˇzábry zcela vymizely, ale u embrya lze pozorovat ˇstˇerbiny po stranách krku a smyˇckovit´ y pr˚ ubˇeh tepen v oblasti, kde byly p˚ uvodnˇe ˇzábry. Darwin uvád´ı, ˇze velké pot´ıˇze mu ˇcin´ı elektrické orgány ryb. Nedokázal si pˇredstavit, jak´ ymi ´ r elektrick´ postupn´ ymi kroky tyto orgány mohly vzniknout a neznal jejich u ´ˇcel. Uhoˇ y a parejnok elektrick´ y mohou tento orgán pouˇz´ıvat k obranˇe a k lovu koˇristi. Rejnok vˇsak má podobn´ y orgán v ocase a vytváˇr´ı tak malé napˇet´ı, ˇze jej pro uvedené u ´ˇcely nelze pouˇz´ıt. Váˇznˇejˇs´ım problémem je skuteˇcnost, ˇze elektrické orgány se vyskytuj´ı u v´ıce neˇz deseti druh˚ u ryb, z nichˇz nˇekteré druhy jsou od sebe pˇr´ıbuzensky znaˇcnˇe vzdálené. Nav´ıc je tento orgán u r˚ uzn´ ych druh˚ u um´ıstˇen na jiném m´ıstˇe tˇela a liˇs´ı se stavbou, uspoˇrádán´ım ˇclánk˚ u a procesem vzniku elektˇriny. Koneˇcnˇe nervová zakonˇcen´ı u r˚ uzn´ ych druh˚ u vedou do r˚ uzn´ ych center. Tyto d˚ uvody nutnˇe vedou k závˇeru, ˇze elektrické orgány nemohly b´ yt zdˇedˇeny z nˇejakého spoleˇcného pˇredka. Kdyby tomu tak bylo, musel by b´ yt podobn´ y u vˇsech druh˚ u ryb, které ho maj´ı. Podobn´ y problém pˇredstavuj´ı luminiscenˇcn´ı orgány nˇekter´ ych druh˚ u hmyzu z velmi odliˇsn´ ych ˇceled´ı. Podobnˇe je tomu u rostlin. Oˇci hlavonoˇzc˚ u a obratlovc˚ u se podobaj´ı t´ım, ˇze tvoˇr´ı pr˚ uhledné pletivo, maj´ı urˇcit´ y typ ˇcoˇcky a obraz vzniká na pozad´ı temné komory. Kromˇe tˇechto znak˚ u mezi oˇcima hlavonoˇzc˚ u a obratlovc˚ u nen´ı ˇzádná podobnost. Z v´ yˇse uveden´ ych pˇr´ıklad˚ u plyne, ˇze evoluˇcn´ı v´ yvoj spˇeje ke stejn´ ym u ´ˇcel˚ um velmi rozd´ıln´ ymi zp˚ usoby nˇekdy i v pˇr´ıpadˇe velmi pˇr´ıbuzn´ ych organism˚ u. Staˇc´ı porovnat odliˇsnou konstrukci kˇr´ıdla netop´ yra a kˇr´ıdla ptáka. Za t´ımto v´ yvojem vˇsak v ˇzádném pˇr´ıpadˇe nelze vidˇet nˇejak´ yu ´mysl ˇci c´ıl. Dan´ y orgán je pouze v´ yhodn´ y v boji o pˇreˇzit´ı a pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer k nˇemu smˇeˇruje r˚ uzn´ ymi zp˚ usoby. Doch´ az´ı k postupnému zdokonalován´ı sloˇzit´ ych a rozmanit´ ych prostˇredk˚ u, pomoc´ı nichˇz je dosahováno stejn´ ych c´ıl˚ u. Pokud se mˇen´ı dvˇe rozd´ılné formy, promˇenlivost nen´ı stejná a ani v´ ysledky doc´ılené pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem pro tent´ yˇz u ´ˇcel nebudou obecnˇe stejné. Kaˇzd´ y sloˇzitˇe vyvinut´ y organismus proˇsel mnoha zmˇenami a kaˇzdá odchylka m˚ uˇze b´ yt znovu zmˇenˇena. Kdyˇz si Darwin uvˇedomil, jak mal´ y je poˇcet ˇziv´ ych a znám´ ych forem v porovnán´ı s formami vyhynul´ ymi a neznám´ ymi, byl pˇrekvapen t´ım, jak zˇr´ıdka lze nalézt orgán, k jehoˇz vzniku nevede ˇzádn´ y pˇrechodn´ y stupeˇ n. Orgány, které byly vytvoˇreny pro nˇejak´ y vysoce speciáln´ı u ´ˇcel, jsou v pˇr´ırodˇe velmi ˇr´ıdké. Milne Edwards to vyjádˇril slovy, ˇze pˇr´ıroda je rozmaˇrilá v tvorbˇe odr˚ ud, ale skoup´ a ve zlepˇsován´ı. Darwin se ptá, proˇc by v pˇr´ıpadˇe Boˇz´ıho stvoˇren´ı mˇelo existovat tolik r˚ uznotvárnosti a tak málo opravdové novosti. Dále se ptá, proˇc jsou vˇsechny orgány a jejich ˇcásti mnoha nezávisle Bohem stvoˇren´ ych tvor˚ u spojeny mnoha pˇrechodov´ ymi stupni. Proˇc B˚ uh neˇcinil skoky od dokonalé struktury k dokonalé struktuˇre? Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer vyuˇz´ıvá pouze m´ırné a postupné zmˇeny a pˇr´ıroda nem˚ uˇze udˇelat náhl´ y a velk´ y skok, ale mus´ı postupovat krátk´ ymi a tud´ıˇz velmi pomal´ ymi kroky.

8

Vliv pˇr´ırodn´ıho výbˇeru na málo d˚ uleˇzité org´ any. Protoˇze pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer p˚ usob´ı prostˇrednictv´ım boje o pˇreˇzit´ı, je nˇekdy velmi obt´ıˇzné vysvˇetlit p˚ uvod a utváˇren´ı málo d˚ uleˇzit´ ych orgán˚ u. V Darwinovˇe dobˇe bylo o ekologii jakéhokoliv ˇzivoˇcicha známo jen velmi málo na to, aby se dalo odhadnout, které drobné odchylky by mohly b´ yt d˚ uleˇzité. Darwin se pokusil vysvˇetlit nˇekteré pˇr´ıklady velmi nepatrn´ ych vlastnost´ı, jako je chlupatost nˇekter´ ych plod˚ u, barva duˇzniny nebo ocas ˇzirafy. Usuzoval, ˇze orgány, které maj´ı dnes pouze nepatrn´ y v´ yznam, mˇely pravdˇepodobnˇe v minulosti v´ yznam velk´ y. V ˇradˇe pˇr´ıpad˚ u se vˇsak m˚ uˇzeme m´ ylit, pokud urˇcit´ ym znak˚ um pˇrisuzujeme d˚ uleˇzitost a vˇeˇr´ıme, ˇze vznikly pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem. Darwin zd˚ urazˇ noval, ˇze nesm´ıme pˇrehl´ıˇzet u ´ˇcinky spontánn´ıch odchylek, u ´ˇcinky reverze k jiˇz ztracen´ ym znak˚ um, u ´ˇcinky sloˇzit´ ych zákon˚ u r˚ ustu (korelace, kompenzace atd.), u ´ˇcinky tlaku jedné ˇcásti na druhou a koneˇcnˇe u ´ˇcinky sexuáln´ıho v´ ybˇeru. Darwin poznamenal, ˇze pokud by existovaly pouze zelené druhy datlovit´ ych a nebyly by ˇcerné nebo strakaté druhy, domn´ıvaly bychom se, ˇze zelená barva je v´ yznamn´ ym znakem pro ukryt´ı datl˚ u pˇred nepˇráteli a tento znak byl z´ıskán pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem. Ve skuteˇcnosti vˇsak barva datl˚ u souvis´ı se sexuáln´ım v´ ybˇerem. Takov´ ych pˇr´ıklad˚ u je celá ˇrada a Darwin varuje pˇred ukvapen´ ymi závˇery.

Hypotéza uˇzitkovosti, krása. Nˇekteˇr´ı pˇr´ırodovˇedci Darwinovy doby se domn´ıvaly, ˇze mnohé struktury nevznikly pro dobro jedince ale pouze pro krásu, aby potˇeˇsily ˇclovˇeka a Boha Stvoˇritele. Darwin souhlasil s t´ım, ˇze mnohé strukˇ ast z nich je zp˚ tury nemaj´ı pro svého drˇzitele ˇzádn´ y bezprostˇredn´ı v´ yznam. C´ usobena dˇediˇcnost´ı a proto mnohé tyto struktury nemaj´ı ˇzádn´ yu ´zk´ y vztah k souˇcasnému zp˚ usobu ˇzivota. Také vˇsak stˇeˇz´ı lze vˇeˇrit, ˇze plovac´ı blány horské husy nebo fregatky maj´ı pro tyto ptáky nˇejak´ y uˇzitek. Tyto struktury lze bezpeˇcnˇe pˇrisoudit dˇediˇcnosti a pˇredpokládat, ˇze plovac´ı blány byly uˇziteˇcné pro jejich prapˇredky. K otázce v´ıry, ˇze ˇziv´ı tvorové byli Bohem stvoˇreni krásn´ı pro jeho potˇechu a pro potˇeˇsen´ı ˇclovˇeka, Darwin poznamenal, ˇze smysl pro krásu závis´ı na povaze mysli bez ohledu na nˇejakou kvalitu obdivovaného pˇredmˇetu. Pˇredstava krásy nen´ı nemˇenná ani vrozená. Pokud krásné pˇredmˇety byly Bohem stvoˇreny pouze pro potˇeˇsen´ı ˇclovˇeka, mˇelo by b´ yt na Zemi ménˇe krásy pˇred jeho vznikem. Byly snad eocénn´ı mˇekk´ yˇsi se spirálovit´ ymi ulitami nebo mezozoiˇct´ı p˚ uvabnˇe tvarovan´ı amoniti stvoˇreni jen k tomu, aby je ˇclovˇek po uplynut´ı milión˚ u let obdivoval? Málo pˇredmˇet˚ u je tak krásn´ ych, jako drobné schránky rozsivek. Byly snad rozsivky stvoˇreny Bohem proto, aby je ˇclovˇek mohl obdivovat v mikroskopu? Kvˇety jsou snad nejkrásnˇejˇs´ı v´ ytvory pˇr´ırody. Jsou nápadné v protikladu k zelen´ ym list˚ um rostlin, aby je hmyz mohl snadno zpozorovat. Pokud je kvˇet jiˇz opylován vˇetrem, nikdy nemá jasnˇe zbarvenou korunu. Nˇekolik druh˚ u rostlin tvoˇr´ı dva druhy kvˇet˚ u. Prvn´ı je otevˇren´ y a zbarven´ y, aby lákal hmyz k opylen´ı, druh´ y je zavˇren´ y a bezbarv´ y, bez nektaru. Pokud by se hmyz nevyvinul, zˇrejmˇe by se vytváˇrely pouze kvˇety skromné, jako je tomu u jedl´ı, jasan˚ u, trav, ˇspenátu a kopˇriv, které jsou opylovány vˇetrem. Darwin samozˇrejmˇe pˇripustil, ˇze znaˇcné mnoˇzstv´ı samc˚ u, jako jsou nádhern´ı ptáci, nˇekteré druhy ryb, plaz˚ u a savc˚ u, ˇrada skvˇele zbarven´ ych mot´ yl˚ u, byli obdaˇreni krásou jen kv˚ uli kráse. Tento proces nebyl ovlivnˇen pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem ale sexuáln´ım v´ ybˇerem samiˇcek, které dávaj´ı pˇrednost krásnˇejˇs´ım sameˇck˚ um. Je jistˇe záhadné, jak se smysl pro krásu objevil u ˇzivoˇcich˚ u a posléze u ˇclovˇeka. Darwin tvrdil, ˇze se do hry zapojily ˇzivotn´ı zvyklosti, ale také ˇze ve stavbˇe nervového systému mus´ı b´ yt nˇejaká základn´ı pˇr´ıˇcina. Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer nem˚ uˇze vytvoˇrit u jednoho druhu odchylku, která by byla prospˇeˇsná v´ yluˇcnˇe jinému druhu. Vytváˇr´ı vˇsak ˇcasto struktury, které slouˇz´ı k usmrcován´ı jin´ ych ˇzivoˇcich˚ u, jako jsou jedové zuby zmije, nebo které slouˇz´ı k jejich poˇskozován´ı, jako je kladélko lum´ıka ke kladen´ı vaj´ıˇcek do ˇziv´ ych tˇel jiného hmyzu.

9

Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer také nikdy nevytvoˇr´ı strukturu, která by jeho nositeli byla v´ıce ˇskodlivá neˇz prospˇeˇsná. Pokud je rovnováha mezi dobr´ ym a ˇspatn´ ym, obˇe stránky budou celkovˇe v´ yhodné. Pokud je nˇejaká ˇcást organismu v pr˚ ubˇehu mˇen´ıc´ıch se podm´ınek trvale nev´ yhodná, bude modifikována nebo organismus vyhyne.

Univerz´ alnost pˇr´ırodn´ıho výbˇeru. Debaty mezi zastánci selekce a zastánci neutráln´ıch mutac´ı neznamenaj´ı návrat do 19. stolet´ı, kdy se ˇcasto pochybovalo o pˇr´ırodn´ım v´ ybˇeru jako hlavn´ım mechanismu evoluce. Adaptaci a pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer sice lze snadno pochopit, ale mnohdy obt´ıˇznˇe studovat. Kritikové pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru mohou m´ıt pravdu, kdyˇz pochybuj´ı o jeho univerzálnosti. V´ yznam jin´ ych mechanism˚ u, jako jsou neutráln´ı mutace nebo genetick´ y drift, nen´ı dosud objasnˇen. Modern´ı evoluˇcn´ı teorie s u ´spˇechem vyuˇz´ıvá pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer ve stejném rozsahu jako Charles Darwin, aˇckoliv molekulárn´ı genetika zmˇenila zp˚ usoby naz´ırán´ı na v´ yvoj. Jednou z otázek je, zda pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer má skuteˇcnˇe tak mocn´ y u ´ˇcinek, ˇze zaˇcal u primitivn´ı buˇ nky a za miliardy let vytvoˇril vyˇsˇs´ı organismy vˇcetnˇe ˇclovˇeka. Charles Darwin nemohl nab´ıdnout pˇresvˇedˇcivé d˚ ukazy pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru a proto argumentoval analogi´ı s umˇel´ ym v´ ybˇerem, kter´ y pouˇz´ıvaj´ı ˇslechtitelé rostlin a chovatelé domác´ıch zv´ıˇrat. Námitka kreacionist˚ u proti této argumentaci spoˇc´ıvá v tom, ˇze chovatelé vyuˇz´ıvaj´ı svoji inteligenci a rozum, zat´ımco pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer prob´ıhá bez jakéhokoliv u ´ˇcelu a c´ıle. Umˇel´ y v´ ybˇer má své genetické hranice a proto napˇr´ıklad vyˇslechtˇená plemena ps˚ u nedosahuj´ı velikosti slona a ve slony se nepromˇen ˇuj´ı. Argumentuj´ı také t´ım, ˇze ke kˇr´ıˇzen´ı docház´ı jen v rámci druh˚ u a vzácnˇe mezi nˇekter´ ymi pˇr´ıbuzn´ ymi druhy. Dalˇs´ı námitka smˇeˇruje proti tomu, ˇze pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer upˇrednostˇ nuje pouze pˇrizp˚ usobené organismy. Témˇeˇr kaˇzdá vlastnost m˚ uˇze b´ yt pro urˇcit´ y druh podle situace v´ yhodná, neutráln´ı nebo dokonce nev´ yhodná. Velk´ y lidsk´ y mozek vyˇzaduje velkou lebku, která matce pˇri porodu pˇrináˇs´ı nepohodl´ı a jisté nebezpeˇc´ı. Pˇredpokládáme, ˇze velikost naˇseho mozku je pˇrednost´ı, protoˇze moment´ alnˇe ovládáme tuto planetu, ale zdaleka nen´ı zˇrejmé, ˇze velk´ y mozek byl pˇrednost´ı za okolnost´ı, v nichˇz se u ´dajnˇe vyvinul. Vˇetˇsinou nen´ı moˇzné urˇcit v´ yhodnost nezávisle na v´ ysledku. Tato námitka je ale mylná. Neorientovaná variace zp˚ usobuje, ˇze vˇsechny vlastnosti organismu se nˇejak´ ym zp˚ usobem vyv´ıjej´ı. Pˇritom ˇrada vlastnost´ı je vedlejˇs´ım d˚ usledkem vlastnost´ı jin´ ych. Mezi vlastnostmi existuj´ı sloˇzité nelineárn´ı vztahy, jimiˇz se navzájem ovlivˇ nuj´ı (zmˇena jedné vlastnosti m˚ uˇze vést k funkˇcn´ım nebo strukturn´ım zmˇenám vlastnost´ı jin´ ych). Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer nevyb´ırá jedin´ y znak nebo vlastnost, ale organismus jako celek se vˇsemi vlastnostmi. Boje o pˇreˇzit´ı se u ´ˇcastn´ı cel´ y organismus a nikolik nˇejaká jedna nebo dvˇe jeho vlastnosti. Pˇritom nˇekteré vlastnosti sami o sobˇe mohou b´ yt neutráln´ı nebo dokonce nev´ yhodné. Kreacionisté napˇr´ıklad nam´ıtaj´ı, ˇze velk´ y lidsk´ y mozek je sice dnes pˇrednost´ı, ale nen´ı zˇrejmé, ˇze byl pˇrednost´ı za okolnost´ı, v nichˇz se u ´dajnˇe vyvinul. Jenˇze evoluˇcn´ı v´ yvoj takov´ ym zp˚ usobem neprob´ıhá. Pokud je nˇekterá vlastnost v daném prostˇred´ı v´ yhodná, je vyb´ırán cel´ y organismus se vˇsemi vlastnostmi, tedy také s tˇemi, které jsou v daném prostˇred´ı neutráln´ı nebo dokonce nev´ yhodné. Pˇri zmˇenˇe prostˇred´ı ale právˇe tyto neutráln´ı vlastnosti se mohou náhle stát velmi v´ yhodné. Evoluˇcn´ı biologové napˇr´ıklad ukázali, jak geologick´ y zlom, kter´ y oddˇelil Etiopii od Somálska, zp˚ usobil, ˇze pˇredch˚ udce ˇclovˇeka se náhle ocitl v krajinˇe bez pralesn´ıho porostu, a tehdy se projevily jako v´ yhodné právˇe ty vlastnosti, které v pralese byly neutráln´ı. Dalˇs´ı námitka smˇeˇruje proti pˇr´ırodn´ımu v´ ybˇeru jako vˇedecké hypotéze, pro n´ıˇz nejsou ˇzádné d˚ ukazy. Takové d˚ ukazy se hledaj´ı velmi obt´ıˇznˇe. Existuj´ı napˇr. pozorován´ı, která ukazuj´ı, jak baktérie z´ıskávaj´ı odolnost v˚ uˇci r˚ uzn´ ym antibiotik˚ um a jak mohou mutovat v jiné kmeny, které se pˇrizp˚ usobily zmˇenám prostˇred´ı. V roce 1977 v d˚ usledku sucha na Galapágách pˇenkavy byly nuceny poˇz´ırat vˇetˇs´ı semena, neˇz kter´ ymi se bˇeˇznˇe ˇziv´ı. Po jedné generaci se pr˚ umˇerná velikost pták˚ u a jejich zobák˚ u znatelnˇe zvˇetˇsila.

10

Tato pozorován´ı nejsou pˇresvˇedˇciv´ ym d˚ ukazem proto, abychom si mysleli, ˇze pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer m˚ uˇze vytvoˇrit nové druhy, nové orgány nebo jen menˇs´ı trvalé zmˇeny. Pouze ukazuj´ı, ˇze existuje neorientovaná variace a pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer. Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer ale vyˇzaduje dlouhodobou zmˇenu prostˇred´ı, aby se mohl projevit. Jakmile se na Galapágách znovu objevila menˇs´ı semena, pˇenkavy poˇz´ıraly vˇsechna semena a pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer pˇrestal p˚ usobit. Jin´ ym proti pˇr´ırodn´ımu v´ ybˇeru je námitka, ˇze existuj´ı ”ˇzivé fosilie”, které milióny let z˚ ustávaj´ı ˇ beze zmˇeny. Takov´ ym pˇr´ıkladem je ˇzralok. Zralok je ve svém prostˇred´ı mimoˇrádnˇe u ´spˇeˇsn´ y a proto pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer neupˇrednostˇ nuje nˇejaké variace ˇzralok˚ u.

11

2

Bruselsk´ a interpretace evoluˇ cn´ı teorie. Svobodn´ a univerzita v Bruselu

Svobodná univerzita v Bruselu (francouzsky: Université Libre de Bruxelles, ULB, dánsky: Vrije Universiteit Brussel, VUB byla zaloˇzena v roce 1834 na protest proti u ´tlaku vyˇsˇs´ıho vzdˇelán´ı katolickou c´ırkv´ı. Zakládaj´ıc´ım principem univerzity byla svoboda informac´ı nezávisej´ıc´ı na názorech náboˇzensk´ ych pˇredstavitel˚ u. Podobnˇe jako vˇsechny instituce v Belgii je Svobodná univerzita v Bruselu dvojjazyˇcná a skládá se z francouzsky a dánsky mluv´ıc´ı ˇcásti. V roce 1969 proto vznikla VUB a nyn´ı jsou ULB a VUB prakticky dvˇe nezávislé univerzity, které udrˇzuj´ı dobré kontakty a spoleˇcnˇe zastávaj´ı p˚ uvodn´ı liberáln´ı a pokrokovou filozofii zaloˇzenou na principech svobody myˇslen´ı a humanismu. V souˇcasnosti má VUB asi 8000 student˚ u, ULB asi 18000 student˚ u. Ikdyˇz ˇskolné v Belgii je ve srovnán´ı s okoln´ımi státy v´ yjimeˇcnˇe n´ızké, Svobodná univerzita v Bruselu vyuˇz´ıvá ˇrady dalˇs´ıch moˇznost´ı, jak náklady na studium jeˇstˇe zmenˇsit a student˚ um poskytuje ˇsirokou sociáln´ı a finanˇcn´ı podporu, takˇze i studenti z nejchudˇs´ıch vrstev mohou z´ıskat u ´plné vysokoˇskolské vzdˇelán´ı bez jakékoliv diskriminace. Univerzity VUB a ULB tedy rozhodnˇe nejsou ˇskolami pro elitu, pˇrestoˇze ˇrada jejich v´ yzkumn´ ych pracovn´ık˚ u a oddˇelen´ı dosahuje mezinárodn´ıho uznán´ı. Mezi v´ yjimeˇcné postavy Svobodné univerzity v Bruselu patˇr´ı Jules Bordet, nositel Nobelovy ceny za medic´ınu v roce 1919, Albert Claude, nositel Nobelovy ceny za medic´ınu v roce 1974, Ilya Prigogine, nositel Nobelovy ceny za chemii v roce 1977 a Pierre Deligne, ocenˇen´ y za matematiku v roce 1978. Zejména Ilya Prigogine, jeden ze zakladatel˚ u ”bruselské ˇskoly” v nerovnováˇzné termodynamice, z´ıskal mezinárodn´ı vˇehlas za sv˚ uj v´ yzkum disipativn´ıch struktur a za své knihy ”Order out of Chaos” a ”From Being to Becoming” a dalˇs´ı, které napsal ve spolupráci s filozofkou Isabelle Stengersovou. Ikdyˇz VUB je menˇs´ı univerzita s mnohem kratˇs´ı histori´ı, pocház´ı z n´ı jiˇz nˇekolik mezinárodnˇe uznávan´ ych vˇedc˚ u, jako filozof Leo Postel, kter´ y zaˇc´ınal na ULB, ale profesuru z´ıskal na VUB, Jean Bourgain, ocenˇen´ y za matematiku v roce 1994, Ingrid Daubechiesov´ a (nyn´ı v Princetonu) a dalˇs´ı. V roce 1987 VUB zaloˇzila anglicky hovoˇr´ıc´ı oddˇelen´ı Vesalius College ve spolupráci s Bostonskou univerzitou. Vesalius College poskytuje liberáln´ı vzdˇelán´ı v americkém stylu a vyuˇz´ıvá stále rostouc´ı prestiˇze Svobodné univerzity v Bruselu. [4]

Bruselský model evoluˇcn´ı teorie Vˇedci ze Svobodné univerzity v Bruselu chápou evoluci jako proces variace, kter´ y je zaloˇzen na principu pokusu a omylu, a pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru systém˚ u na vˇsech u ´rovn´ıch sloˇzitosti. Pojem ”pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer” pocház´ı z Darwinovy teorie biologické evoluce, která rozliˇsuje mezi ”pˇr´ırodn´ım” a ”umˇel´ ym” v´ ybˇerem. Umˇel´ y v´ ybˇer slouˇz´ı k zd˚ uraznˇen´ı nebo potlaˇcen´ı urˇcit´ ych vlastnost´ı s jist´ ym u ´ˇcelem (napˇr´ıklad ˇslechtitelé provádˇej´ı kˇr´ıˇzen´ı krav s c´ılem dosáhnout vyˇsˇs´ı produkce mléka). ”Implicitn´ım” c´ılem pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru je udrˇzen´ı nebo reprodukce urˇcité konfigurace na jisté u ´rovni abstrakce. V´ ybˇer je pˇr´ırodn´ım v tom smyslu, ˇze neexistuje ˇzádn´ y ˇcinitel nebo systém, kter´ y v´ ybˇer provád´ı. V´ ybˇer prob´ıhá ˇcistˇe automaticky nebo spontánnˇe bez nˇejakého pˇredchoz´ıho plánu. Evoluce obvykle vede k vyˇsˇs´ı sloˇzitosti systému, ikdyˇz je tˇreba urˇcité opatrnosti pˇri definován´ı tohoto pojmu. Darwin˚ uv obraz evoluce byl a stále je pˇredmˇetem kritiky, pˇredevˇs´ım ze strany kˇresˇtan˚ u, podle nichˇz mus´ı existovat jist´ y plán evoluce, kter´ y mohl sestavit pouze B˚ uh. Nedávno se objevila jiná kritika Darwinovy evoluˇcn´ı teorie spoˇc´ıvaj´ıc´ı v tvrzen´ı, ˇze evoluci lze vysvˇetlit je tehdy, pokud je pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer doplnˇen samoorganizac´ı. ´ Uzce chápaná interpretace Darwinovy teorie chápe evoluci jako v´ ysledek pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru p˚ usob´ıc´ıho na populace organism˚ u, které vzájemnˇe soutˇeˇz´ı o pˇr´ırodn´ı zdroje. Vybrány jsou pouze takové organismy, které jsou nejlépe schopny vyuˇz´ıt pˇr´ırodn´ı zdroje nezbytné pro rozmnoˇzován´ı a pˇreˇzit´ı. Ostatn´ı organismy jsou odsouzeny k zániku. Ikdyˇz abstrahujeme od pojmu ”organismy”, pˇresto tato interpretace Darwinovy teorie pˇredpokládá následuj´ıc´ı dvˇe omezen´ı

12

- pˇredpokládá se existence mnoˇzstv´ı (”populace”) konfigurac´ı, z nichˇz se uskuteˇcn ˇuje v´ ybˇer - pˇredpokládá se, ˇze v´ ybˇer prob´ıhá prostˇrednictv´ım spoleˇcného prostˇred´ı, v nˇemˇz konfigurace existuj´ı V obecnˇejˇs´ı interpretaci nen´ı nutná soutˇeˇz mezi souˇcasnˇe existuj´ıc´ımi konfiguracemi. Konfigurace m˚ uˇze b´ yt vybrána nebo zam´ıtnuta nezávisle na pˇr´ıtomnosti jin´ ych konfigurac´ı. Systém tak m˚ uˇze pˇrecházet od jedné konfigurace k druhé, pˇriˇcemˇz nˇekteré z nich jsou pˇrijaty a jiné odm´ıtnuty. ”Soutˇeˇz” prob´ıhá pouze mezi r˚ uzn´ ymi stavy jediného systému. Takov´ y v´ ybˇer m˚ uˇzeme stále chápat jako ”pˇr´ırodn´ı”. Mnohem d˚ uleˇzitˇejˇs´ı ovˇsem je skuteˇcnost, ˇze tento v´ ybˇer v˚ ubec nevyˇzaduje existenci nˇejakého ”vnˇejˇs´ıho prostˇred´ı”, jehoˇz vlivem v´ ybˇer konfigurac´ı prob´ıhá. Lze si snadno pˇredstavit, ˇze r˚ uzné konfigurace systému mohou b´ yt vnitˇrnˇe stabiln´ı nebo nestabiln´ı. Shluk molekul ve vakuu (tedy v ”prázdném prostˇred´ı”) se rozplyne nezávisle na pˇr´ıtomnosti nˇejak´ ych vnˇejˇs´ıch sil. Krystal v témˇze vakuu ale zachová svoji pevnou strukturu. Prvn´ı konfigurace je tedy v´ ybˇerem zam´ıtnuta, druhá m˚ uˇze b´ yt vybrána. Stabilita urˇcité struktury a fungován´ı v´ ybˇerového kritéria je ˇcistˇe vnitˇrn´ı záleˇzitost´ı systému a nen´ı nutná existence nˇejak´ ych vnˇejˇs´ıch sil na jejich vysvˇetlen´ı. V takov´ ych pˇr´ıpadech je v´ ybˇer vlastnost´ı samotné konfigurace a asymetrick´ y pˇrechod od zmˇeny ke stabilitˇe lze chápat jako ”samoorganizaci” systému. Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer tak m˚ uˇze odpov´ıdat jak darwinovskému v´ ybˇeru, tak ”samoorganizaˇcn´ımu” v´ ybˇeru.

Metoda ”pokus - omyl” Podle neodarwinistické interpretace evoluce prob´ıhá d´ıky tvorbˇe náhodn´ ych náhodn´ ych konfigurac´ı hmoty, které svádˇej´ı boj o existenci, d´ıky nˇemuˇz nˇekteré konfigurace pˇreˇz´ıvaj´ı a jiné jsou odsouzeny k zániku. Karl R. Popper to popisuje jako ˇcinnost obecné metody ”eliminace pokusem a omylem”. Donald T. Campbell pouˇz´ıvá term´ın ”slepá variace a selektivn´ı pamˇeˇt”. Bruselská ˇskola hovoˇr´ı o metodˇe pokusu a omylu. Nelze pouˇz´ıvat term´ın ”slep´ y”, neboˇt napˇr. v kulturn´ı evoluci nebo pˇri ˇreˇsen´ı nˇejakého problému máme informaci o moˇzn´ ych volbách. Bruselská ˇskola sice buduje svoji teorii za pˇredpokladu, ˇze variace je slepá a také ji za tohoto pˇredpokladu testuje. Nikde vˇsak tohoto faktu nevyuˇz´ıvá, tedy nikde nepˇredpokládá, ˇze vˇsechny logicky moˇzné volby jsou stejnˇe ´ echem teorie je skuteˇcnost, ˇze slepota variace je postaˇcuj´ıc´ı, ale nikoliv nutnou pravdˇepodobné. Uspˇ podm´ınkou. Hlavn´ım poˇzadavkem teorie je velk´ y poˇcet moˇzn´ ych stav˚ u nebo ˇreˇsen´ı, které vznikaj´ı procesem variace. Tento princip je natolik siln´ y, ˇze kdykoliv je nˇejak´ y typ variac´ı nebo pokus˚ u následován vylouˇcen´ım ”nevyhovuj´ıc´ıch” nebo ”chybn´ ych” pokus˚ u a ponechán´ım nebo prosazen´ım ”vyhovuj´ıc´ıch” pokus˚ u, hovoˇr´ıme o evoluci. Skuteˇcnost, ˇze pouze u ´spˇeˇsné kroky jsou ponechávány, nutnˇe vede k nevratnému v´ yvoji urˇcit´ ym smˇerem bez moˇznosti návratu do p˚ uvodn´ıho stavu (princip asymetrického pˇrechodu).

Princip autokatalytického r˚ ustu Stabiln´ı konfigurace, které vedou k v´ yskytu vzájemnˇe si podobn´ ych konfigurac´ı, se stávaj´ı nejpoˇcetnˇejˇs´ı. Tento princip doplˇ nuje princip selektivn´ı pamˇeti, kter´ y vyjadˇruje konzervativn´ı aspekt evoluce. Princip autokatalytického r˚ ustu vyjadˇruje naopak progresivn´ı aspekt evoluce, r˚ ust a v´ yvoj. Autokatalytick´ y r˚ ust popisuje jak biologickou reprodukci, tak kladnou zpˇetnou vazbu nebo nelinearitu charakterizuj´ıc´ı vˇetˇsinu anorganick´ ych proces˚ u samoorganizace, jako je r˚ ust krystal˚ u. Princip autokatalytického r˚ ustu tvrd´ı, ˇze k explozivn´ımu r˚ ustu postaˇcuje, aby nˇejaká konfigurace byla stabiln´ı a v jistém aspektu byla autokatalytická (umoˇzn ˇovala vlastn´ı reprodukci) nebo se pˇr´ımo reprodukovala. Takové konfigurace se v biologii oznaˇcuj´ı jako velmi u ´spˇeˇsné, coˇz pro nˇe pˇredstavuje selektivn´ı v´ yhodu nad ostatn´ımi. R˚ ust poˇctu konfigurac´ı vyˇzaduje urˇcité (koneˇcné) zdroje. Z toho plyne, ˇze

13

takov´ y r˚ ust se mus´ı nutnˇe zastavit a ˇze dvˇe konfigurace, které vyuˇz´ıvaj´ı stejné zdroje, mus´ı nutnˇe ´ eˇsnˇejˇs´ı konfigurace obvykle ménˇe u o nˇe soutˇeˇzit. Uspˇ ´spˇeˇsnou konfiguraci vyˇrad´ı z boje t´ım, ˇze ji neponechá ˇzádné zdroje pro pˇreˇzit´ı. Toto zobecnˇen´ı principu selektivn´ı pamˇeti lze nazvat principem pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru.

Princip výbˇerové mnohotvárnosti ˇ ım vˇetˇs´ı mnohotvárnost konfigurac´ı má systém k dispozici, t´ım vˇetˇs´ı je pravdˇepodobnost, ˇze aleC´ spoˇ n jedna tato konfigurace bude vybˇerem ponechána. Ikdyˇz je tento princip ve své podstatˇe tautologi´ı, vede k ˇradˇe uˇziteˇcn´ ych a netriviáln´ıch závˇer˚ u. Napˇr. ˇc´ım ménˇe stabiln´ıch konfigurac´ı má systém k dispozici, t´ım v´ıce variacemi (procházej´ıc´ımi ˇradou konfigurac´ı) mus´ı proj´ıt, neˇz dosáhne stabiln´ı konfigurace. Pokud se v´ ybˇerové kritérium, které rozhoduje o stabilitˇe konfigurac´ı, m˚ uˇze mˇenit, má vˇetˇs´ı u ´spˇech systém s co nejvˇetˇs´ım moˇzn´ ym poˇctem konfigurac´ı. Pokud nˇejaká konfigurace systému d´ıky zmˇenˇe v´ ybˇerového kritéria pˇrestane b´ yt stabiln´ı, má systém s vˇetˇs´ım poˇctem moˇzn´ ych konfigurac´ı vˇetˇs´ı ˇsanci, ˇze dosáhne nˇejaké nové stabiln´ı konfigurace. Klasick´ ym pˇr´ıkladem je nˇejaká monokultura geneticky podobn´ ych nebo stejn´ ych rostlin. Jediné onemocnˇen´ı nebo napaden´ı ˇsk˚ udcem vede ke zniˇcen´ı celé monokultury. Pokud by zde existovala mnohotvárnost r˚ uzn´ ych rostlin, pak je vˇzdy urˇcitá ˇsance, ˇze nˇejaké rostliny pˇreˇzij´ı. Jin´ ym zvláˇstn´ım pˇr´ıpadem je princip ”poˇrádku ze ˇsumu”, kter´ y souvis´ı s ”poˇrádkem mimo chaos”. Náhodn´ y ˇsum nebo chaos lze chápat jako rychlou a slepou variaci. Tento princip tvrd´ı, ˇze pˇridán´ı ˇsumu do systému m˚ uˇze vést k pˇrechodu systému do nˇejaké stabiln´ı konfigurace. Prakticky se tato technologie pouˇz´ıvá tak, ˇze se ˇsum nebo variace pˇridává postupnˇe ve stále menˇs´ım mnoˇzstv´ı, aˇz se dosáhne stabiln´ı konfigurace.

Princip rekursivn´ı výstavby systém˚ u Procesy na základˇe principu rekursivn´ı v´ ystavby systém˚ u rekursivnˇe vytváˇrej´ı stabiln´ı systémy kombinac´ı stabiln´ıch stavebn´ıch blok˚ u. Takové stabiln´ı konfigurace lze povaˇzovat za elementárn´ı prvku. Jejich stabilita je odliˇsuje od promˇennlivého pozad´ı. Tato odliˇsnost je pˇritom sama stabiln´ı. Vztahy mezi tˇemito prvky také podléhaj´ı zmˇenám, které lze chápat jako rekombinace prvk˚ u. Ty kombinace prvk˚ u, které jsou nejstabilnˇejˇs´ı, se zachovaj´ı. Takové konfigurace vyˇsˇs´ıho ˇrádu lze oznaˇcovat jako systémy. Prvky niˇzˇs´ıho ˇrádu v tˇechto procesech hraj´ı roli stavebn´ıch prvk˚ u a jejich stabilita je potˇrebná pro v´ ystavbu konfigurac´ı vyˇsˇs´ıho ˇrádu. Princip ”celek je v´ıce neˇz jeho ˇcásti” vypl´ yvá ze skuteˇcnosti, ˇze nová stabiln´ı konfigurace má nˇekteré nové vlastnosti, které jej´ı jednotlivé ˇcásti nemˇely. Nová stabiln´ı konfigurace m˚ uˇze slouˇzit znovu jako stavebn´ı blok. Simon ve své práci ”The Architecture of Complexity” ukazuje, ˇze stabiln´ı konfigurace se skládaj´ı z relativnˇe malého poˇctu stavebn´ıch blok˚ u, protoˇze ˇc´ım je konstrukce sloˇzitˇejˇs´ı, t´ım je menˇs´ı pravdˇepodobnost, ˇze se j´ı dosáhne slepou variac´ı. Takov´ y v´ yvoj vede k hierarchii konfigurac´ı, které lze reprezentovat evoluˇcn´ım stromem. Tento Simon˚ uv názor rozˇsiˇruje bruselská ˇskola dvˇema zásadn´ımi poznámkami. Za prvé, pokud lze nˇejaké stavebn´ı bloky vytvoˇrit snadnˇeji neˇz jiné, pak podle principu autokatalytického r˚ ustu jejich poˇcet m˚ uˇze r˚ ust neomezenˇe. Za druhé, je moˇzné, ikdyˇz ménˇe pravdˇepodobné, ˇze urˇcité stavebn´ı bloky mohou vytváˇret nˇekolik stabiln´ıch konfigurac´ı, z nichˇz kaˇzdá vyhovuje dvˇema nebo v´ıce v´ ybˇerov´ ym kritéri´ım. Je zˇrejmé, ˇze ˇc´ım v´ıce v´ ybˇerov´ ych kritéri´ı daná konfigurace splˇ nuje, t´ım obt´ıˇznˇeji j´ı m˚ uˇze b´ yt dosaˇzeno slepou variac´ı. Stromová struktura m˚ uˇze b´ yt v tomto pˇr´ıpadnˇe zobecnˇena, kdy k nˇejaké konfiguraci se lze dostat nˇekolika zp˚ usoby.

Princip ”ˇcervené královny” Princip ”ˇcervené královny” tvrd´ı, ˇze systém pokraˇcuje ve v´ yvoji pouze v pˇr´ıpadˇe, pokud si mus´ı zachovat svoji v´ yhodu pˇred ostatn´ımi systémy, které se vedle nˇej vyv´ıjej´ı. Tento princip poprvé

14

navrhl biolog L. van Valen (1973). Jeho název vycház´ı z knihy Lewise Carolla ”Through the ˇ Looking Glass” (Alenka za zrcadlem), kdy Cerven´ a královna ˇr´ıká Alence, ˇze ”v tomto m´ıstˇe jediné, co m˚ uˇzeˇs udˇelat, je z˚ ustat v tomto m´ıstˇe”. Pokud nˇejak´ y druh má evoluˇcn´ı v´ yhodu, pak variace normálnˇe povede trvale ke zvˇetˇsován´ı této v´ yhody nad jin´ ymi druhy. Toto zvˇetˇsov´ an´ı evoluˇcn´ı v´ yhody prob´ıhá nutnˇe na u ´kor ostatn´ıch druh˚ u. Jedinou moˇznost´ı, jak si udrˇzet evoluˇcn´ı v´ yhodu nad ostatn´ımi druhy, je neustále zlepˇsovat svoji konstrukci. Pˇr´ıkladem m˚ uˇze b´ yt soutˇeˇz mezi predátory a jejich obˇeˇtmi, kdy jedinou moˇznost´ı, jak predátor m˚ uˇze kompenzovat lepˇs´ı obranu obˇeti (král´ık bˇeˇz´ı rychleji) je vyvinout lepˇs´ı u ´tok (liˇska bˇeˇz´ı rychleji). Na druhé stranˇe na pˇr´ıkladu strom˚ u lze ukázat, jak taková soutˇeˇz m˚ uˇze vést k evoluˇcn´ı nev´ yhodˇe. Stromy v lese soutˇeˇz´ı o pˇr´ıstup k sluneˇcn´ımu záˇren´ı. Pokud nˇekter´ y strom vyroste o nˇeco v´ yˇse neˇz ostatn´ı, z´ıská v´ıce sluneˇcn´ıho záˇren´ı. Na druhé stranˇe ale takov´ y strom spotˇrebuje mnohem v´ıce zdroj˚ u energie, neˇz strom s niˇzˇs´ı v´ yˇskou. Toto je pˇr´ıklad problému ”suboptimalizace”. Optimalizace pˇr´ıstupu jednotliv´ ych strom˚ u ke sluneˇcn´ımu záˇren´ı nevede k optimáln´ımu r˚ ustu celého lesa.

Zobecnˇený ”Peter˚ uv princip” Evoluˇcn´ı systémy maj´ı tendenci se vyv´ıjet za hranice sv´ ych adaptivn´ıch moˇznost´ı. Peter˚ uv princip poprvé uvedl L. Peter ve své humoristické knize ”The Peter Principle”. Tento princip ve své p˚ uvodn´ı verzi tvrd´ı, ˇze v hierarchicky strukturovaném u ´ˇradu lidé zastávaj´ı stále vyˇsˇs´ı funkci v závislosti na své ”´ urovni nekompetence”. Princip vycház´ı z pozorován´ı, ˇze nov´ y zamˇestnanec zaˇc´ın´ a obykle na niˇzˇs´ı funkci a kdyˇz u ´koly této funkce koneˇcnˇe zvládne, je obvykle pov´ yˇsen. Tento postup se m˚ uˇze opakovat, dokud existuj´ı funkce, pro nˇeˇz nen´ı pˇr´ısluˇsn´ y pracovn´ık kompetentn´ı. Ustanovená pravidla u ´ˇrad˚ u jen obt´ıˇznˇe mohou schopného pracovn´ıka pˇrevést na niˇzˇs´ı funkci, ikdyˇz by ji mnohem lépe zvládal a c´ıtil by se tˇreba ˇsˇtastnˇejˇs´ı. V´ ysledkem celého procesu je situace, kdy vˇetˇsinu vysok´ ych funkc´ı zastávaj´ı nekompetentn´ı lidé, kteˇr´ı by se mnohem lépe osvˇedˇcili na jiné (nikoliv nutnˇe snaˇzˇs´ı) funkci, neˇz se od nich oˇcek´ avá. Evoluˇcn´ı zobecnˇen´ı tohoto principu je ve sv´ ych d˚ usledc´ıch ménˇe pesimistické, protoˇze evoluce nedisponuje byrokratick´ ymi nástroji, které nut´ı pracovn´ıky u ´ˇradu zastávat funkce, na neˇz nestaˇc´ı. Peter˚ uv princip v evoluci lze chápat tak, ˇze systémy rychle pˇrekonávaj´ı snadné problémy a po urˇcité dobˇe se stˇretnou s problémy, které pˇrekonávaj´ı obt´ıˇznˇe. Takové systémy nejsou z evoluˇcn´ı soutˇeˇze vyˇrazeny, ale pouze pˇrekraˇcuj´ı hranice své kompetence a problémy ˇreˇs´ı s velk´ ymi obt´ıˇzemi. T´ım lze vysvˇetlit, proˇc tak sloˇzité a adaptivn´ı druhy, jako jsou lidé, mus´ı stále ”bojovat o pˇreˇzit´ı” s mnohem primitivnˇejˇs´ımi druhy, jako jsou baktérie. Ikdyˇz systém je schopen pˇrekonat vˇsechny své evoluˇcn´ı problémy, pˇresto podle principu ”ˇcervené královny” se po urˇcité dobˇe setká s jeˇstˇe sloˇzitˇejˇs´ımi problémy a dostane se za hranice sv´ ych moˇznost´ı.

R˚ ust sloˇzitosti Darwinova evoluˇcn´ı teorie je od poˇcátku spojena s myˇslenkou r˚ ustu sloˇzitosti v ˇcase. Z elementárn´ıch ˇcástic vznikly atomy, z nich molekuly, pak sloˇzité molekuly a pozdˇeji prvn´ı nebunˇeˇcné organismy. Tyto organismy se vyv´ıjely ve stále sloˇzitˇejˇs´ı. Podle klasické evoluˇcn´ı teorie ale neexistuje ˇzádn´ y d˚ uvod, proˇc by pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer mˇel zv´ yhodˇ novat stále sloˇzitˇejˇs´ı systémy. Evoluce prob´ıhá jen na základˇe rostouc´ı u ´spˇeˇsnosti, která nemus´ı nijak souviset se sloˇzitost´ı systému. Napˇr´ıklad, podle nˇekter´ ych teori´ı viry mohou b´ yt degenerované formy p˚ uvodnˇe mnohem sloˇzitˇejˇs´ıch organism˚ u. Viry ˇzij´ı jako parazité a hostitelsk´ y organismus vyuˇz´ıvaj´ı jako prostˇred´ı, které jim zajiˇsˇtuje moˇznost reprodukce. Proto viry nemaj´ı vlastn´ı metabolismus a reprodukˇcn´ı systém. Pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer upˇrednostnil tyto organismy na základˇe ˇcásteˇcné ztráty jejich sloˇzitosti. Ot´ azku, proˇc sloˇzitost jednotliv´ ych systém˚ u bˇehem evoluce roste, lze snadno zodpovˇedˇet pouˇzit´ım ”Zákona nutné rozmanitosti” z klasické kybernetiky a ”principu ˇcervené královny” z evoluˇcn´ı teorie.

15

Podle Ashbyho zákona nutné rozmanitosti pro zajiˇstˇen´ı u ´plné kontroly systému nad prostˇred´ım mus´ı b´ yt rozmanitost akc´ı, které ˇr´ıd´ı systém, vˇetˇs´ı neˇz rozmanitost perturbac´ı prostˇred´ı, které má systém kompenzovat. Evoluˇcn´ı systémy (organismy, spoleˇcenstva, samoorganizuj´ıc´ı se procesy) budou t´ım u ´spˇeˇsnˇejˇs´ı, ˇc´ım vˇetˇs´ı maj´ı kontrolu nad prostˇred´ım, v nˇemˇz maj´ı pˇreˇz´ıt a reprodukovat se. Proto evoluce prostˇrednictv´ım pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru vede organismy k r˚ ustu jejich kontroly nad prostˇred´ım a tedy k r˚ ustu vnitˇrn´ı rozmanitosti. Protoˇze je ale zˇrejmé, ˇze rozmanitost prostˇred´ı je vˇzdy mnohem vˇetˇs´ı, neˇz je rozmanitost systému, vyv´ıjej´ıc´ı systém nikdy nem˚ uˇze dosáhnout u ´plné kontroly nad sv´ ym prostˇred´ım, ale m˚ uˇze dosáhnout alespoˇ n dostateˇcné kontroly nad sv´ ym okol´ım. Lze si proto pˇredstavit pokraˇcuj´ıc´ı proces, kdy rozmanitost systému trvale pomalu roste, ale nikdy nedosáhne nekoneˇcné rozmanitosti prostˇred´ı. Podle principu v´ ybˇerové rozmanitosti a principu potˇrebného tlaku Ashbyho zákon nutné rozmanitosti má svá omezen´ı. V urˇcitém bodˇe r˚ ust rozmanitosti systému sp´ıˇse zmenˇsuje neˇz zvˇetˇsuje jeho kontrolu nad okol´ım. Systém se asymptoticky bl´ıˇz´ı k bodu, kdy nutná rozmanitost je v rovnováze s potˇrebn´ ym tlakem. Napˇr. u vir˚ u je tento bod charakterizován velmi n´ızkou rozmanitost´ı, u lid´ı velmi vysokou rozmanitost´ı. Tato anal´ yza pˇredpokládá, ˇze prostˇred´ı je stabiln´ı a pˇredem dáno. Ale prostˇred´ı systému A se samo skládá z evoluˇcn´ıch systém˚ u (ˇreknˇeme B, C, ...), u nichˇz obecnˇe stejn´ ym zp˚ usobem asymptoticky roste rozmanitost. Systém B se nacház´ı v prostˇred´ı systému A a naopak. Proto r˚ ust rozmanitosti systému A vytváˇr´ı vyˇsˇs´ı tlak na r˚ ust rozmanitosti systému B, neboˇt oba systémy nyn´ı mus´ı kontrolovat mnohem sloˇzitˇejˇs´ı prostˇred´ı. Ikdyˇz r˚ ust sloˇzitosti je provázen asymptotick´ ym zpomalov´ an´ım, existuje kladná zpˇetná vazba mezi vˇsemi z´ uˇcastnˇen´ ymi systémy. Proto ˇrada evoluˇcn´ıch systém˚ u kv˚ uli interakci s okoln´ımi systémy nutnˇe zvˇetˇsuje svou sloˇzitost. Uvedené argumenty ovˇsem neznamenaj´ı, ˇze nutnˇe vˇsechny systémy mus´ı zvˇetˇsovat svoji sloˇzitost. Napˇr´ıklad viry dosáhly dostateˇcné rovnováhy pˇri kontrole svého prostˇred´ı d´ıky tomu, ˇze nemaj´ı na své u ´rovni sloˇzitosti ˇzádnou konkurenci. Uvedené argumenty lze také pouˇz´ıt na zd˚ uvodnˇen´ı r˚ ustu sloˇzitosti celého prostˇred´ı. Uvaˇzujme glob´ aln´ı systém, kter´ y se skládá z ˇrady spoleˇcnˇe se vyv´ıjej´ıch podsystém˚ u. Typicky m˚ uˇze j´ıt o nˇejak´ y ekosystém, ve kterém koexistuj´ı podsystémy organism˚ u r˚ uzn´ ych druh˚ u. Ekologové a evoluˇcn´ı biologové maj´ı ˇradu doklad˚ u o tom, ˇze ekosystémy maj´ı tendenci k r˚ ustu sloˇzitosti. Roste nejen poˇcet r˚ uzn´ ych druh˚ u, ale také mnoˇzstv´ı r˚ uzn´ ych závislost´ı a interakc´ı mezi tˇemito druhy. Archeologové a ostrovn´ı ekologové pozoruj´ı, ˇze na poˇcátku se v dané oblasti vyskytuje velmi málo druh˚ u, ale ˇcasem se jejich poˇcet neustále zvˇetˇsuje imigrac´ı a diferenciac´ı druh˚ u, které se specializuj´ı na r˚ uzné prostˇred´ı. Jak vysvˇetlil E. O. Wilson ve své práci ”The Diversity of Life”, existuje tendence nejen vyplnit vˇsechny niky nov´ ymi druhy, ale také tendence vytvoˇrit nové niky. Hypotetick´ y nov´ y druh m˚ uˇze obsadit dosud novou niku a svoj´ı pˇr´ıtomnost´ı vytvoˇrit ˇradu nov´ ych nik. R˚ uzné dalˇs´ı druhy se pak mohou specializovat na jednotlivé nové niky. Napˇr´ıklad parazité mohou napadat zm´ınˇen´ y nov´ y druh, jeho v´ ykaly mohou vyuˇz´ıvat rostliny a m˚ uˇze b´ yt loven nˇekter´ ymi predátory, atd. Kaˇzd´ y z nov´ ych druh˚ u vytváˇr´ı opˇet nové niky, které mohou obsadit dalˇs´ı druhy. Vˇsechny druhy závisej´ı jeden na druhém. Pokud p˚ uvodn´ı nov´ y druh z niky odejde, na nˇem závislé druhy mohou vyhynout. Tento princip nen´ı omezen pouze na ekosystémy nebo biologické druhy. Pokud se bˇehem evoluˇcn´ıho v´ yvoje v nˇejakém globáln´ım systému (nitro hvˇezdy, zárodeˇcná smˇes r˚ uznˇe interaguj´ıc´ıch chemick´ ych slouˇcenin) objev´ı stabiln´ı systém nového typu (nov´ y chemick´ y prvek v nitru hvˇezdy, nová chemická slouˇcenina), pak tento nov´ y systém nutnˇe vytváˇr´ı nové prostˇred´ı a nové podm´ınky ˇ novému systému adaptuj´ı (jsou vybrány) pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru. To znamená, ˇze r˚ uzné variace se bud nebo neadaptuj´ı (jsou vylouˇceny). Vylouˇcen´ı nevyhovuj´ıc´ıch systém˚ u m˚ uˇze vést ke sn´ıˇzen´ı sloˇzitosti, v´ ybˇer vyhovuj´ıc´ıch systém˚ u naopak vede ke zv´ yˇsen´ı sloˇzitosti. Napˇr. vznik nového druhu vytváˇr´ı moˇznost v´ yvoje specifick´ ych parazit˚ u neb predátor˚ u, ale také m˚ uˇze znamenat vyhynut´ı ménˇe pˇrizp˚ usoben´ ych konkurenˇcn´ıch druh˚ u nebo koˇristi. Obecnˇe ale vylouˇcen´ı ostatn´ıch systém˚ u je omezeno v prostoru, protoˇze nov´ y systém nen´ı schopen ihned zaujmout vˇsechna volná m´ısta prostoru. Napˇr´ıklad vznik urˇcité molekuly v nˇekteré ˇcásti

16

zárodeˇcné smˇesi neovlivn´ı jiˇz existuj´ıc´ı molekuly v jiné ˇcásti smˇesi. Ikdyˇz nov´ y systém m˚ uˇze zp˚ usobit vymizen´ı jiného systému ve svém okol´ı, neznamená to, ˇze tento jin´ y systém vymiz´ı u ´plnˇe. Podobnˇe pˇrizp˚ usoben´ı nového systému je omezeno jen na jeho okol´ı, ale nevede k ˇzádn´ ym zmˇenám ve vzdálen´ ych oblastech. Dojde pouze k lokáln´ım zmˇenám, zat´ımco ostatn´ı ˇcásti z˚ ustanou nedotˇceny. Prostˇred´ı jako celek je stále v´ıce rozr˚ uznˇené a roste jeho sloˇzitost.

Smˇer evoluce Zásadn´ı kritika myˇslenky rostouc´ı sloˇzitosti, formulovaná mimo jiné Stephenem Jayem Gouldem (1994), se op´ırá o fakt, ˇze takov´ y r˚ ust by preferoval urˇcit´ y smˇer evoluce, urˇcit´ y ”pokrok” nebo v´ yvoj smˇerem k dokonalejˇs´ım formám. Nedávné práce v evoluˇcn´ı teorii (napˇr. teorie pˇreruˇsované rovnováhy) a pozorován´ı r˚ uzn´ ych evoluˇcn´ıch jev˚ u ukazuje, ˇze evoluce je zcela nepˇredpovˇeditelná, chaotická a nahodilá posloupnost událost´ı, kdy malé fluktuace moho zp˚ usobit rozsáhlé katastrofy, jejichˇz d˚ usledkem jsou zásadn´ı zmˇeny smˇeru budouc´ıho v´ yvoje. Na prvn´ı pohled se tedy zdá zcela nesmyslné hovoˇrit o nˇejakém ”smˇeru evoluce”. Pˇredstavme si skálu, z n´ıˇz se mohou valit kameny k jej´ımu u ´pat´ı. Nepatrné nerovnosti skály zp˚ usobuj´ı, ˇze konkrétn´ı dráhu val´ıc´ıho se kamene je naprosto nemoˇzné pˇredpovˇedˇet. Opakované pokusy vedou k naprosto rozd´ıln´ ym drahám. Pˇresto jedna vˇec je naprosto jistá. Vˇsechny kameny se nakonec zˇr´ıt´ı k u ´pat´ı skály. Ikdyˇz tedy nejsme schopni urˇcit dráhu val´ıc´ıho se kamene ve vodorovném smˇeru, svisl´ y smˇer je naprosto jist´ y. Pokud chceme tuto pˇredstavu pouˇz´ıt na evoluci, mus´ıme naj´ıt urˇcit´ y ekvivalent ”svislého” smˇeru, tedy mus´ıme definovat urˇcitou promˇennou, která v pr˚ ubˇehu evoluce vzr˚ ustá. V termodynamice tuto roli sehrává entropie, ale pro popis sloˇzitosti je tento pojem obt´ıˇzn´ y. Fisher˚ uv (1958) teorém pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru navrhuje jinou promˇennou, která existuje u vˇsech populac´ı ˇziv´ ych systém˚ u. Touto ´ eˇsnost je dána poˇctem jedinc˚ promˇennou je pr˚ umˇerná u ´spˇeˇsnost. Uspˇ u daného druhu. Tento pojem lze zobecnit na nebiologické systémy d´ıky principu asymetrického pˇrechodu. ´ ech v jednom prostˇred´ı m˚ Poznamenejme ovˇsem, ˇze u ´spˇeˇsnost je relativn´ı pojem. Uspˇ uˇze b´ yt ne´ uspˇechem v jiném prostˇred´ı. Proto jednoznaˇcn´ y r˚ ust u ´spˇeˇsnosti plat´ı pouze v invariantn´ım prostˇred´ı (které je ale netypické v kontextu vedle sebe se vyv´ıjej´ıc´ıch druh˚ u). Gould napˇr´ıklad uvád´ı, ˇze evoluce od nechlupatého slona k chlupatému mamutu je zp˚ usobena ochlazen´ım klimatu. Jakmile se globáln´ı klima znovu otepl´ı, chlupatá varianta slona pˇrestane b´ yt u ´spˇeˇsná a v´ yvoj se zvrát´ı. Absolutn´ı u ´spˇeˇsnosti m˚ uˇze systém dosáhnout nejprve zvˇetˇsen´ım své vnitˇrn´ı nebo vlastn´ı u ´spˇeˇsnosti pˇridán´ım nebo upevnˇen´ım vazeb mezi jeho jednotliv´ ymi komponentami (r˚ ust strukturáln´ı sloˇzitosti systému). Pak systém zvˇetˇsuje svoji u ´spˇeˇsnost v˚ uˇci prostˇred´ı t´ım, ˇze zvˇetˇs´ı rozmanitost perturbac´ı prostˇred´ı a t´ım svoji funkˇcn´ı sloˇzitost. Tento proces lze ilustrovat na pˇr´ıkladu zmˇeny klimatu. Chlupat´ y mamut je relativnˇe u ´spˇeˇsnˇejˇs´ı neˇz nechlupat´ y slon, ale je absolutnˇe u ´spˇeˇsnˇejˇs´ı neˇz chladnokrevn´ y plaz, kter´ y nen´ı v˚ ubec schopen se adaptovat na chladné podneb´ı. Teplokrevnost je ˇr´ızen´ım vnitˇrn´ı teploty organismu, tedy schopnost vnitˇrnˇe kompenzovat variace vnˇejˇs´ı teploty klimatu. Je zˇrejmé, ˇze systém, kter´ y je schopen pˇreˇz´ıt situace A, B a C je absolutnˇe u ´spˇeˇsnˇejˇs´ı neˇz systém, kter´ y je schopen pˇreˇz´ıt pouze situace A a B. Proto r˚ ust absolutn´ı u ´spˇeˇsnosti nezbytnˇe souvis´ı s r˚ ustem funkˇcn´ı sloˇzitosti. Evoluce je tedy nevratn´ ym procesem r˚ ustu funkˇcn´ı sloˇzitosti organism˚ u. Funkˇcn´ı sloˇzitost ale neroste lineárnˇe a obecnˇe nelze v˚ ubec rozhodnout, kter´ y ze systém˚ u má vˇetˇs´ı funkˇcn´ı sloˇzitost. Napˇr. nelze rozhodnout, zda systém, kter´ y je schopen pˇreˇz´ıt situace A, B a C je v´ıce ˇci ménˇe funkˇcnˇe sloˇzitˇejˇs´ı neˇz systém, kter´ y je schopen pˇreˇz´ıt situace C, D a E. Samozˇrejmˇe, ˇze oba systémy jsou ménˇe u ´spˇeˇsnˇejˇs´ı neˇz systém, kter´ y je schopen pˇreˇz´ıt situace A, B, C, D a E. Existuje tedy mnoho moˇznost´ı, jak systém m˚ uˇze zvˇetˇsit svoji funkˇcn´ı sloˇzitost a t´ım také absolutn´ı u ´spˇeˇsnost. Proto je evoluce zcela nepˇredpovˇeditelná a neomezená. Napˇr´ıklad lidé jsou absolutnˇe funkˇcnˇe sloˇzitˇejˇs´ı neˇz tˇreba ˇzáby. Ale evoluce mohla vytvoˇrit naprosto odliˇsné druhy, které mohly dosáhnout r˚ uzné u ´rovnˇe funkˇcn´ı sloˇzitosti. Za nepatrnˇe

17

odliˇsn´ ych podm´ınek proto na Zemi mohla vzniknout civilizace inteligentn´ıch ps˚ u, delf´ın˚ u nebo chobotnic. Ikdyˇz se nám lidé jev´ı jako vrchol funkˇcn´ı sloˇzitosti v té ˇcásti evoluce, kterou známe, v jin´ ych ˇcástech vesm´ıru mohli nebo v budoucnosti na Zemi mohou vzniknout inteligentnˇejˇs´ı a funkˇcnˇe sloˇzitˇejˇs´ı bytosti. Tento závˇer je odm´ıtnut´ım jakékoliv ideologie antropocentrismu.

Evoluˇcn´ı systémy Evoluˇcn´ım systémem je jak´ ykoliv materiáln´ı základ, na kter´ y p˚ usob´ı evoluˇcn´ı procesy. P˚ uvodnˇe se pojem evoluˇcn´ıch systém˚ u omezoval na ˇzivé nebo lingvistické systémy (genetická informace a jej´ı zmˇeny). Prigoginova ˇskola o disipativn´ıch strukturách ale ukázala, ˇze také nˇekteré abiotické systémy jsou také ”evoluˇcn´ı”. Teorie evoluˇcn´ıch systém˚ u má sv˚ uj p˚ uvod v obecnˇejˇs´ı teorii systém˚ u, ve strukturalismu. Obˇe teorie se zab´ yvaj´ı strukturáln´ımi shodnostmi (ve formách a chován´ı) mezi systémy r˚ uzn´ ych látkov´ ych základ˚ u. S teori´ı evoluˇcn´ıch systém˚ u dnes souvis´ı nerovnováˇzná termodynamika, informaˇcn´ı teorie, kybernetika ”druhého” druhu, teorie hierarchi´ı, teorie dynamick´ ych systém˚ u, teorie kategori´ı, konstrukcionistická matematika, semiotika a filozická anal´ yza. Hlavn´ı proud syntetické evoluˇcn´ı teorie (neodarwinistické populaˇcn´ı biologie) má na bruselskou ˇ ˇskolu evoluˇcn´ı teorie jen mal´ y dopad. Vˇetˇsina prac´ı se soustˇreduje na regularity zmˇeny (coˇz darwinisté oznaˇcuj´ı term´ınem ”evoluˇcn´ı trendy”). Mezi standardn´ım darwinismem a teori´ı evoluˇcn´ıch systém˚ u jsou urˇcité zásadn´ı rozd´ıly. Standardn´ı darwinismus je mechanistick´ y, zat´ımco vˇetˇsina jeho pozdˇejˇs´ıch verz´ı v´ıce ˇci ménˇe zásadnˇe odm´ıt´ a mechanistick´ y materialismus jako filozofick´ y základ. Bruselská ˇskola teorie evoluˇcn´ıch systém˚ u vycház´ı z takov´ ych myˇslenek jako je samoorganizace, autogeneze, autokatakineze nebo autognoze, které souvisej´ı s opuˇstˇen´ım newtonského a darwinistického pohledu na vesm´ır a nezbytnosti zahrnout subjektivn´ıho pozorovatele do teorie. Bruselská ˇskola teorie evoluˇcn´ıch systém˚ u pˇredkládá ˇradu problém˚ u k diskusi. Je nutné se shodnout na pracovn´ıch definic´ıch základn´ıch term´ın˚ u, jako je evoluce, samoorganizace a v´ yvoj. Mus´ı doj´ıt k porovnán´ı r˚ uzn´ ych souˇcasnˇe prosazovan´ ych koncept˚ u, jako je autogeneze nebo autokatakineze. Je tˇreba nalézt metody, jak formalizovat nemechanické systémy, nalézt roli pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru v evoluˇcn´ıch systémech, vyˇreˇsit problém na sebe se odkazuj´ıc´ıch systém˚ u. Koneˇcnˇe je nutné nalézt ˇreˇsen´ı problému subjektivity ve vˇedˇe a znovu zrevidovat souˇcasnou roli termodynamiky v teorii evoluˇcn´ıch systém˚ u.

Samoorganizace Tom´ aˇ s Akvinsk´ y byl patrnˇe jedn´ım z nejvˇetˇs´ıch kˇresˇtansk´ ych myslitel˚ u. Akvinsk´ y se pokusil sestavit logické d˚ ukazy existence Boha. Jeden z d˚ ukaz˚ u tvrd´ı, ˇze B˚ uh je p˚ uvodn´ı pˇr´ıˇcinou vˇsech vˇec´ı, tedy ˇze je jejich stvoˇritelem. Vycház´ı se z názoru, ˇze vˇsechno, co má urˇcitou organizaci a strukturu, muselo b´ yt na poˇcátku nˇek´ ym stvoˇreno. Pokud nˇeco má urˇcité uspoˇrádán´ı, pak musel b´ yt nˇekdo, kdo toto uspoˇrádán´ı navrhnul. Souˇcasná vˇeda ale ukazuje, ˇze hmota je schopna sama sebe organizovat a vytváˇret struktury. T´ımto zp˚ usobem bude moˇzno vysvˇetlit vznik ˇzivota jako samoorganizuj´ıc´ı se proces. Samoorganizace je proces, pˇri nˇemˇz organizace urˇcitého systému roste spontánnˇe, tedy bez ovládán´ı prostˇred´ım nebo zásahu nˇejakého jiného vnˇejˇs´ıho systému. Samoorganizace je procesem evoluce, kdy vliv prostˇred´ı je minimáln´ı a v´ yvoj nov´ ych, sloˇzit´ ych struktur prob´ıhá pouze kv˚ uli systému samotnému. Samoorganizaci lze porozumˇet na základˇe zcela stejn´ ych proces˚ u variace a pˇr´ırodn´ıho v´ ybˇeru, kter´ ymi se ˇr´ıd´ı procesy evoluce ovlivnˇené prostˇred´ım. Samoorganice je zp˚ usobena procesy vnitˇrn´ı variace, které oznaˇcujeme jako ”fluktuace” nebo ”náhodn´ y ˇsum”. Hein von Foester odhalil princip, na jehoˇz základˇe tyto procesy fluktuace vytváˇrej´ı selektivnˇe udrˇzované uspoˇradané konfigurace. Ilyia Prigogine objasnil princip, jak´ ym vzniká ”ˇrád z fluktuac´ı”. Oba tyto principy jsou zvláˇstn´ım pˇr´ıpadem principu v´ ybˇerové mnohotvárnosti.

18

Vzr˚ ust organizace lze mˇeˇrit jako pokles statistické entropie systému. Samoorganizuj´ıc´ı systém sniˇzuje svoji termodynamickou entropii a proto podle druhého zákona termodynamiky mus´ı nutnˇe svoji entropii disipovat do svého okol´ı. Podstatn´ ym krokem k pochopen´ı teorie samoorganizace hmoty je odliˇsit rovnováˇznou termodynamiku, kdy veˇskerá schopnost zmˇeny je vyˇcerpána, od termodynamiky nerovnováˇzné. Rovnováˇzn´ ym stavem sm´ısen´ı mléka s kávou je obvyklá kapalina blátivé barvy. Bˇehem procesu m´ısen´ı, bˇehem nerovnováˇzného stavu, vˇsak vznikaj´ı v´ıˇrivé obrazce a struktury b´ılého mléka v ˇcerné kávˇe. Samoorganizace dokazuje, ˇze druh´ y zákon termodynamiky nen´ı pouze ˇsipkou ˇcasu, ale je zdrojem ˇcasov´ ych cykl˚ u a prostorov´ ych struktur. Jak bude ukázáno pozdˇeji, jev samoorganizace tˇesnˇe souvis´ı s nelineárn´ımimi dynamick´ ymi systémy s deterministick´ ym chaosem. Tento chaos neznamená pouhé rozruˇsen´ı ˇrádu, ale sp´ıˇse jeho zvláˇstn´ı formu. V chemick´ ych hodinách se na chaos nahl´ıˇz´ı jako na posloupnost barevn´ ych zmˇen. Pˇr´ıvlastek ”deterministick´ y” naznaˇcuje, ˇze tento chaos má skryté formy uspoˇrádán´ı. Kolem nelineárn´ıch dynamick´ ych systém˚ u a deterministického chaosu vznikla nová vˇedecká oblast, oznaˇcovaná term´ınem ”nelineárn´ı vˇeda”, d´ıky n´ıˇz se objevila ”nová fyzika”, která se snaˇz´ı realitu nerozdˇelovat na jednotlivé ˇcásti, jak to fyzika ˇcinila aˇz dosud, ale postihnout realitu jako celek. Matematika k nelineárn´ı vˇedˇe dospˇela nejen prostˇrednictv´ım fyziky, ale také studiem fraktáln´ı geometrie a hledán´ı ˇreˇsen´ı nelineárn´ıch diferenciáln´ıch rovnic, které nelze ˇreˇsit explicitnˇe. Pro toho, kdo zná pouze rovnováˇznou termodynamiku je znaˇcnˇe pˇrekvapuj´ıc´ı, ˇze v dynamick´ ych systémech daleko od rovnováˇzného stavu se objevuje vysok´ y stupeˇ n uspoˇrádanosti. Rozsáhlé shluky molekul se chovaj´ı koordinovanˇe jak v prostoru tak v ˇcase. Takové struktury Ilya Prigogine oznaˇcil jako ”disipativn´ı struktury”, protoˇze vznikaj´ı d´ıky v´ ymˇenˇe energie a hmoty systému s okol´ım a t´ım docház´ı k celkovému r˚ ustu entropie, coˇz se oznaˇcuje obecnˇe jako disipace. Sloˇzité a vzájemnˇe závislé procesy, které vedou ke vzniku disipativn´ıch struktur, se oznaˇcuj´ı jako samoorganizace. Hlavn´ım v´ ysledkem Glansdorffovy a Prigoninovy práce je závˇer, ˇze druh´ y zákon termodynamiky dovoluje vznik uspoˇrádanosti. V roce 1977 obdrˇzel Ilya Prigogine Nobelovu cenu za chemii za pˇr´ınos k rozvoji nerovnováˇzné termodynamiky. Samoorganizace obvykle souvis´ı se sloˇzitˇejˇs´ımi, nelineárn´ımi jevy, neˇz s relativnˇe jednoduch´ ymi procesy. Vˇsechny projevy nelinearity (limitn´ı cykly, deterministick´ y chaos, citlivost na poˇcáteˇcn´ı podm´ınky, disipativn´ı strukturován´ı) lze vysvˇetlit souˇcinnost´ı kladn´ ych a záporn´ ych zpˇetn´ ych vazeb. Nˇekteré variace p˚ usob´ı spoleˇcnˇe (projevuj´ı se jako autokatalytick´ y r˚ ust), jiné variace se vzájemnˇe potlaˇcuj´ı. Oba typy zpˇetn´ ych vazeb ovlivˇ nuj´ı pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer. Kladná zpˇetná vazba zvˇetˇsuje poˇcet konfigurac´ı (aˇz do vyˇcerpán´ı jejich zdroj˚ u), záporná zpˇetná vazba konfigurace stabilizuje. Interakce mezi obˇema vazbami, kdy variace jist´ ymi smˇery jsou pos´ıleny a jin´ ymi smˇery naopak potlaˇceny, mohou vést k chaotickému chován´ı, které se m˚ uˇze velmi rychle vyv´ıjet, dokud nen´ı dosaˇzeno nˇekteré stabiln´ı konfigurace (atraktor). Pˇrechod z nˇekterého nestabiln´ıho stavu do stavu stabiln´ıho má urˇcitou nenulovou pravdˇepodobnost, ale pˇrechod opaˇcn´ y nen´ı moˇzn´ y. Pravdˇepodobnost pˇrechodu z ménˇe stabiln´ı konfigurace A do v´ıce stabiln´ı konfigurace B je vˇzdy vˇetˇs´ı neˇz pravdˇepodobnost pˇrechodu opaˇcn´ ym smˇerem. Podobn´ y princip navrhl jiˇz Ashby v roce 1962 ve své práci ”Principles of the Self-Organizing System”. Systémy maj´ı obecnˇe tendenci smˇeˇrovat do rovnováˇzného stavu. Vˇetˇsina systém˚ u se nyn´ı nacház´ı v nerovnováˇzném stavu a postupnˇe pˇrecházej´ı z vˇetˇs´ıho poˇctu moˇzn´ ych stav˚ u k stále menˇs´ımu poˇctu moˇzn´ ych stav˚ u. Zmenˇsován´ı poˇctu dosaˇziteln´ ych stav˚ u ukazuje, ˇze statistická entropie systém˚ u se zmenˇsuje, protoˇze se zvˇetˇsuje organizace systému. Podle druhého zákona termodynamiky se ale entropie uzavˇreného systému nem˚ uˇze zmenˇsovat. Samoorganizuj´ıc´ı se systémy mejsou uzavˇrené, ale otevˇrené systémy, které si s okol´ım vymˇen ˇuj´ı hmotu, energii a entropii (jsou disipativn´ı). Hlubˇs´ıho pochopen´ı lze dosáhnout pouˇzit´ım termodynamické definice entropie. Energie systému je definována jako schopnost konat práci, tedy schopnost provádˇet zmˇeny (variace) stavu systému. Energii lze proto chápat jako potenciáln´ı variaci. Stabiln´ı konfigurace systému jiˇz nepodléhá ˇzádn´ ym

19

ˇ ım stabilnˇejˇs´ı zmˇenám. Abychom poruˇsili stabiln´ı rovnováhu systému, mus´ıme mu dodat energii. C´ rovnováha je, t´ım v´ıce energie systém vyˇzaduje. Stabiln´ı systém odpov´ıdá systému s minimáln´ım mnoˇzstv´ım energie. Podle prvn´ıho zákona termodynamiky se energie zachovává a nelze ji zniˇcit ani vytvoˇrit. Klasická mechanika proto tvrd´ı, ˇze nem˚ uˇze existovat pˇrechod z nestabiln´ıho stavu do stabiln´ıho stavu s niˇzˇs´ı energi´ı a evoluce je reverzibiln´ı. Termodynamika tento klasick´ y obraz rozˇs´ıˇrila pojmem disipace energie. Jednoduch´ y model disipace energie poskytuje kvantová mechanika napˇr´ıklad na modelu atomu, kdy elektron pˇrecház´ı ze stavu s vyˇsˇs´ı energi´ı do stavu s niˇzˇs´ı energi´ı emitac´ı fotonu. Tento jev je reverzibiln´ı, ale s menˇs´ı pravdˇepodobnost´ı. Princip asymetrického pˇrechodu tvrd´ı, ˇze systém má tendenci disipovat energii (nebo teplo), aby dosáhl stabilnˇejˇs´ıho stavu. Pro uzavˇrené systémy je tento princip ekvivalentn´ı druhému zákonu termodynamiky. V otevˇren´ ych systémech statistická entropie m˚ uˇze klesat, pokud jsou pravdˇepodobnosti pˇrechodu z jednoho stavu do druhého asymetrické. Pokud otevˇrenému systému trvale dodávána energie, jeho konfigurace nikdy nebude schopna dosáhnout stavu s minimáln´ı energi´ı. Takov´ y systém bude m´ıt tendenci dodávanou energii maximálnˇe disipovat, protoˇze pravdˇepodobost, ˇze energie je systémem emitována je vˇetˇs´ı, neˇz pravdˇepodobnost, ˇze energie bude systémem absorbována. Tato hypotéza zjevnˇe odpov´ıdá zákonu maximáln´ı produkce entropie (Swenson), kter´ y popisuje disipativn´ı struktury a jiné konfigurace systému daleko od termodynamické rovnováhy. Konfigurace systém˚ u maj´ı tedy tendenci smˇeˇrovat ke stále stabilnˇejˇs´ımu stavu, pˇriˇcemˇz emituj´ı energii. Tento proces lze chápat jako nar˚ ustaj´ıc´ı rozd´ıl mezi zápornou energi´ı stabiln´ıch vazeb a kladnou energi´ı foton˚ u a pohybu ˇcástic. Nˇekteré souˇcasné kosmologické teorie pˇredpokládaj´ı spontánn´ı oddˇelován´ı záporn´ ych a kladn´ ych energie, aby objasnily vznik vesm´ıru z vakua s nulovou energi´ı. (Hawking 1988) Nerovnováˇzná termodynamika pˇricház´ı s novou myˇslenkou, ˇze r˚ uzné pˇr´ıˇciny mohou vést ke stejnému stavu s maximáln´ı entropi´ı. Takov´ y rovnováˇzn´ y stav, k nˇemuˇz smˇeˇruj´ı vˇsechny ostatn´ı stavy, se naz´ yvá atraktor, protoˇze pˇritahuje r˚ uzné moˇzné stavy systému tak, ˇze vˇsechny moˇzné trajektorie stav˚ u systému na atraktoru konˇc´ı. Pˇr´ıkladem je napˇr. volné kyvadlo, které se po nˇekolika oscilac´ıch ustál´ı v rovnováˇzné poloze. Atraktory mohou m´ıt r˚ uzn´ y tvar. V nejjednoduˇs´ım pˇr´ıpadˇe jde o jedin´ y bod, kter´ y pˇredstavuje stabiln´ı stav. Vˇsechny ostatn´ı stavy pˇrecházej´ı po r˚ uzn´ ych trajektori´ıch k tomuto stavu. Sloˇzitˇejˇs´ım atraktorem je jednorozmˇern´ y atraktor nebo limitn´ı cyklus. Vˇsechny stavy postupnˇe konˇc´ı na tomto atraktoru a systém m˚ uˇze procházet pouze stavy na atraktoru nebo limitn´ım cyklu. Limitn´ı cyklus je pˇredstavován uzavˇrenou kˇrivkou ve fázovém prostoru stav˚ u. Jak nelinearita systému roste, mohou vznikat stále sloˇzitˇejˇs´ı atraktory. Koneˇcná trajektorie stav˚ u systému m˚ uˇze m´ıt znaˇcnˇe sloˇzit´ y tvar bez jakékoliv periodicity. Pˇresto i velmi sloˇzitá koneˇcn´ a trajektorie je atraktorem, protoˇze vˇsechny ostatn´ı stavy systému postupnˇe vedou k tomuto atraktoru bez moˇznosti tento atraktor opustit. Obecnˇe je atraktorem oblast ve fázovém prostoru moˇzn´ ych stav˚ u systému, kterou systém po jej´ım dosaˇzen´ı nem˚ uˇze samovolnˇe opustit. Oblast m˚ uˇze m´ıt r˚ uzn´ y i neceloˇc´ıseln´ y poˇcet rozmˇer˚ u. Atraktory s neceloˇc´ıselnou dimenz´ı se naz´ yvaj´ı podivn´ ymi atraktory. Trajektorie stav˚ u systému uvnitˇr podivného atraktoru jsou naprosto chaotické. Jinou charakteristikou velmi nelineárn´ıch systém˚ u m˚ uˇze b´ yt vˇetˇs´ı poˇcet r˚ uzn´ ych atraktor˚ u ve fázovém prostoru stav˚ u. Systémy tak mohou obecnˇe dosáhnout jiného atraktoru. Podobnˇe jako kaˇzdé moˇre má své povod´ı ˇrek, které do nˇej vtékaj´ı, kaˇzd´ y atraktor má svoji oblast stav˚ u, v n´ıˇz vˇsechny stavy maj´ı trajektorie konˇc´ıc´ı na tomto atraktoru. Tyto oblasti mohou m´ıt vzájemné hranice velmi sloˇzitého tvaru. U systém˚ u s poˇcáteˇcn´ım stavem pobl´ıˇz takové hranice lze velmi obt´ıˇzné rozhodnout, k jakému atraktoru jejich trajektorie stav˚ u dospˇeje. Hranice oddˇeluj´ıc´ı dva atraktory se naz´ yvá bifurkace. Pobl´ıˇz této hranice se systém chová chaoticky, kdy nelze rozhodnout, k jakému atraktoru nakonec dospˇeje. Pokud je dynamick´ y systém vystaven vnˇejˇs´ımu tlaku, napˇr´ıklad zv´ yˇsen´ım jeho energie nebo zv´ yˇsen´ım toku energie, která systémem procház´ı, poˇcet atraktor˚ u systému se zvˇetˇsuje. V´ıce en-

20

ergie vede k zes´ılen´ı mal´ ych zmˇen a tedy k vˇetˇs´ımu rozˇclenˇen´ı moˇzn´ ych typ˚ u chován´ı systému. Pˇredpokládejme, ˇze systém se m˚ uˇze vyv´ıjet smˇerem k jedinému atraktoru. Jakmile roste tlak, vznikne bifurkace, kdy se tento atraktor rozdˇel´ı na dva. Nyn´ı m˚ uˇze systém dosáhnout dvou r˚ uzn´ ych stabiln´ıch stav˚ u. Dalˇs´ım Zvyˇsován´ım tlaku na systém se stále rychleji zvˇetˇsuje poˇcet moˇzn´ ych atraktor˚ u. V urˇcitém bodˇe zaˇcne poˇcet atraktor˚ u r˚ ust neomezenˇe a systém se bude vyv´ıjet k chaotickému chován´ı.

Samoorganizace v pˇr´ırodn´ıch vˇed´ ach Jedn´ım z d˚ uleˇzit´ ych obor˚ u, jeˇz jsou základem anal´ yzy evoluˇcn´ı teorie a sloˇzitosti systém˚ u, je nerovnováˇzná termodynamika. Ilya Prigogine obdrˇzel Nobelovu cenu za svoji práci s dalˇs´ımi ˇcleny ”bruselské ˇskoly”, která ukázala, ˇze fyzikáln´ı a chemické systémy daleko od termodynamické rovnováhy pˇrenáˇsej´ı do svého okol´ı entropii a maj´ı sklon k samoorganizaci a ke vzniku disipativn´ıch struktur. Filozofické závˇery (Prigogine, Stengers, 1984), které vycházej´ı ze samoorganizace hmoty v prostoru a v ˇcase, a vˇedecké práce (Nicolis, Prigogine, 1977, 1989) o bifurkaci a uspoˇrádán´ı vznikaj´ıc´ıho z chaosu jsou citovány v ˇradˇe r˚ uzn´ ych prac´ıch. Napˇr. Erich Jantsch uˇcinil ambiciózn´ı pokus vysvˇetlit v´ yvoj vesm´ıru od velkého tˇresku aˇz po v´ yvoj lidské spoleˇcnosti. Fyzik Hermann Haken (1978) vytvoˇril term´ın ”synergetika” pro vˇedeck´ y obor, kter´ y studuje kolektivn´ı chován´ı mnoha vzájemnˇe interaguj´ıc´ıch komponent. Takové kolektivn´ı chován´ı bylo objeveno v nˇekter´ ych chemick´ ych reakc´ıch, pˇri vzniku krystal˚ u, u laser˚ u, ve fyzice n´ızk´ ych teplot (Boseova-Einsteinova kondenzace). Jin´ y nositel Nobelovy ceny, Manfred Eigen (1992) se soustˇredil na p˚ uvod ˇzivota na Zemi. Pˇriˇsel s myˇslenkou hypercyklu, urˇcitého autokatalytického cyklu chemick´ ych reakc´ı, které obsahuj´ı dalˇs´ı cykly, a s myˇslenkou kvazidruh˚ u, fuzzy rozdˇelen´ı genotyp˚ u, které charakterizuj´ı rychle mutuj´ıc´ı populace organism˚ u nebo molekul. Matematické modely nelineárn´ıch systém˚ u ve fyzice vedlo ke konceptu chaosu, deterministického procesu s vysokou citlivost´ı vzhledem poˇcáteˇcn´ım podm´ınkám (Crutchfield, Farmer, Packard, Shaw, 1986). Ikdyˇz chaotické systémy pˇr´ısnˇe vzato nelze povaˇzovat za formu evoluce, pˇredstavuj´ı d˚ uleˇzit´ y aspekt chován´ı sloˇzit´ ych systém˚ u. Celulárn´ı automaty a matematické modely dynamick´ ych systém˚ u s diskrétn´ım poˇctem stav˚ u a ˇcasem se staly základem pro studium deterministického chaosu a atraktor˚ u. Stephen Wolfram vytvoˇril základn´ı klasifikaci r˚ uzn´ ych typ˚ u chován´ı dynamick´ ych model˚ u. Teorie katastrof poskytla matematickou klasifikaci kritického chován´ı proces˚ u se spojitou mapou stav˚ u. Francouzsk´ y matematik Benoit Mandelbrot (1983) poloˇzil základy fraktáln´ı geometrie, která modeluje opakován´ı podobn´ ych obrazc˚ u v r˚ uzn´ ych velikostn´ıch mˇeˇr´ıtc´ıch. Fraktály se mimo jiné vyskytuj´ı ve vˇetˇsinˇe pˇr´ırodn´ıch systémech. Per Bak (1988, 1991) studiem snˇehov´ ych lavin a zemˇetˇresen´ı ukázal, ˇze ˇrada sloˇzit´ ych systém˚ u se spontánnˇe vyv´ıj´ı ke kritickému rozhran´ı mezi poˇrádkem (stabilitou) a chaosem, pˇriˇcemˇz velké poruchy jsou ménˇe ˇcetnˇejˇs´ı neˇz poruchy malé. Tento jev vysvˇetluje dynamiku pˇreruˇsované rovnováhy, která se vyskytuje v biologické evoluci.

21

3

Poˇ c´ıtaˇ cov´ e modely evoluce.

Jednotlivé taxonomické skupiny organism˚ u (druhy, rody, ˇceledi, ˇrády atd.) maj´ı stejnˇe jako jednotlivé organismy sv˚ uj vlastn´ı v´ yvoj. Analogie se ˇzivotem jednotliv´ ych organism˚ u je ale pouze zdánlivá. Fázi vym´ırán´ı urˇcitého taxonu nepˇredcház´ı ˇzádná fáze jeho stárnut´ı. Pˇrestoˇze taxony vznikaj´ı a zase vym´ıraj´ı, bˇehem své existence nevykazuj´ı ˇzádné orientované zmˇeny, ale chovaj´ı se chaoticky. Obdob´ı jejich v´ yvojové expanze jsou propletena s obdob´ımi u ´padku a jejich evoluˇcn´ı smrt pˇricház´ı náhle. Pˇr´ıkladem m˚ uˇze b´ yt evoluce dnes vymˇrel´ ych hlavonoˇzc˚ u amonit˚ u [Ammonites]. Pˇred asi 360 milióny lety ve svrchn´ım devonu ˇslo o silnˇe rozvinou skupinu organism˚ u. Koncem devonu tato skupina témˇeˇr vymizela. V karbonu a permu pˇred asi 150 milióny lety se obnovilo morfologick´ a a druhová diverzita tˇechto organism˚ u. Na konci permu vˇsak vˇetˇsina z nich znovu vyhynula a jen ˇcást se objevila v triasu. Vhodné ˇzivotn´ı podm´ınky vedly k prudkému rozvoji a amonité se staly domninantn´ı faunou oceán˚ u a moˇr´ı. Koncem triasu doˇslo k hromadnému vym´ırán´ı amonit˚ u a pˇreˇzil zˇrejmˇe jen jedin´ y druh. V obdob´ı jury a kˇr´ıdy se amonité znovu pˇrizp˚ usobily vnˇejˇs´ımu prostˇred´ı a doˇslo k jejich prudkému rozvoji a v´ yraznému evoluˇcn´ımu v´ıtˇezstv´ı. Pˇred 65 milióny lety na konci svrchn´ı kˇr´ıdy vˇsak doˇslo k hromadnému organism˚ u a amonité, podobnˇe jako dinosauˇri, zcela vymizely. Pˇr´ıˇciny prudk´ ych evoluˇcn´ıch zmˇen amonit˚ u v geologické historii Zemˇe neznáme. Mohlo j´ıt o silnou konkurenci jin´ ych skupin organism˚ u, o nev´ yhodnou zmˇenu vnˇejˇs´ıho prostˇred´ı nebo dokonce o náhodné a niˇc´ım nepodm´ınˇené fluktuace. M˚ uˇze ”slepá náhoda” ˇr´ıdit evoluˇcn´ı procesy stejn´ ym zp˚ usobem, jako napˇr. rozpad radioaktivn´ıch látek? Znovu se tak objevila otázka Alberta Einsteina, kter´ y se ptal, zda ”B˚ uh s pˇr´ırodou hraje v kostky”. Ke studiu stochastické evoluce (zaloˇzené na náhodn´ ych v´ ybˇerech) se dnes pouˇz´ıvaj´ı poˇc´ıtaˇcové modely evoluˇcn´ıch proces˚ u. Kaˇzdou evoluˇcn´ı linii lze ztotoˇznit s tzv. poˇc´ıtaˇcovˇe generovan´ ym dendrogramem nebo kladogramem, kter´ y pˇredstavuje urˇcitou variantu rozvˇetveného genealogického stromu. Generován´ı rozvˇetven´ı v´ yvojov´ ych lin´ı (bifurkace) se provád´ı generátorem náhodn´ ych ˇc´ısel. V daném evoluˇcn´ım obdob´ı má kaˇzdá evoluˇcn´ı linie tˇri moˇznosti svého v´ yvoje. M˚ uˇze se vyv´ıjet beze zmˇen, m˚ uˇze se rozdvojit (bifurkovat) a t´ım mohou vzniknout nové linie nebo taxony, nebo koneˇcnˇe m˚ uˇze vyhynout. V´ ysledkem matematick´ ych model˚ u jsou stromovité u ´tvary, které vyr˚ ustaj´ı ze spoleˇcného základu, a r˚ uzn´ ym zp˚ usobem se rozr˚ ustaj´ı podle poˇc´ıtaˇcem generovan´ ych stupˇ n˚ u volnosti. Poˇc´ıtaˇcov´ ym modelován´ım evoluce se v minulosti zab´ yvali napˇr. Stephen Jay Gould, David Malcolm Raup a J.J. Sepkoski. [3] Zjistili, ˇze poˇc´ıtaˇcem generované kladogramy se nápadnˇe podobaj´ı kladogram˚ um vytvoˇren´ ym na základˇe paleontologického v´ yzkumu, v nichˇz se v´ yznamné události (vznik nové linie, rozvoj, u ´padek a zánik) zd˚ uvodˇ novaly konkrétn´ımi pˇr´ıˇcinami. V pˇr´ıpadˇe poˇc´ıtaˇcovˇe modelovan´ ych evoluˇcn´ıch proces˚ u rozhodovaly generátory náhodn´ ych ˇc´ısel. Paleontologie vytvoˇrila ˇradu velmi vˇerohodn´ ych a logick´ ych evoluˇcn´ıch scénáˇr˚ u. Avˇsak tyto scénáˇre mohou b´ yt pravdivé jen tehdy, pokud je pravdiv´ y pˇredpoklad, ˇze evoluˇcn´ı linie byly podm´ınˇeny konkrétn´ımi biologick´ ymi a fyzikáln´ımi podm´ınkami. Autoˇri poˇc´ıtaˇcov´ ych kladogram˚ u se rozhodli otestovat, zda takové takové scénáˇre skuteˇcnˇe maj´ı reáln´ y základ nebo zda chován´ı evoluce je skuteˇcnˇe z vˇetˇs´ı ˇcásti náhodné. Od tˇechto v´ yzkum˚ u jiˇz ubˇehlo nˇekolik let. Evoluˇcn´ı biologové stále ˇcastˇeji hledaj´ı a nacházej´ı scénáˇre dávn´ ych evoluˇcn´ıch událost´ı. Toto hledán´ı vˇetˇsinou zaˇc´ınaj´ı od testován´ı od tzv. nulové hypotézy, podle n´ıˇz pˇr´ıˇciny urˇcitého evoluˇcn´ıho procesu jsou náhodné. D˚ ukladnˇe byl prozkoumán v´ yvoj potenciálnˇe konkurenˇcn´ıch skupin oaranism˚ u, jako jsou hlavonoˇzci a mlˇzi, dinosauˇri a savci, vaˇcnatci a placentálové, atd. Evoluˇcn´ı modely ukázaly, ˇze skupina organism˚ u, která ”prohrála” sv˚ uj boj o ˇzivot vymˇrela jeˇstˇe pˇred pˇr´ıchodem ”v´ıtˇezné” skupiny. Modely nenasvˇedˇcuj´ı, ˇze by docházelo k bezprostˇredn´ı konkurenci nebo k evoluˇcn´ımu pokroku ”v´ıtˇez˚ u”. V´ ysledky poˇc´ıtaˇcov´ ych simulac´ı evoluce samozˇrejmˇe neznamenaj´ı popˇren´ı deterministick´ ych pˇr´ıˇcin evoluˇcn´ıho v´ yvoje. Modely vˇsak upozornily na to, ˇze evoluˇcn´ı boj o ˇzivot je sp´ıˇse hazardn´ı

22

hra neˇz pˇr´ısnˇe deterministick´ y v´ yvoj. Britsk´ y biolog Richard Dawkins se vˇenuje poˇc´ıtaˇcové simulaci morfologie organism˚ u. Rozhodl se pomoc´ı poˇc´ıtaˇce modelovat v´ yvoj organism˚ u, které se a Zemi dosud nevyskytovaly. Fantastick´ y svˇet morfologick´ ych typ˚ u r˚ uzn´ ych organism˚ u pˇredstavil svˇetu ve své knize ”Slep´ y hodináˇr” (The Blind Watchmaker, Penguin Book, 1998). Dawkinsova u ´vaha byla jednoduchá. Evoluce se podle Darwina ˇr´ıd´ı variac´ı jednotliv´ ych organism˚ u a neorientovanou selekc´ı. V kaˇzdé generaci neorientovaná selekce vybere ty jedince, kteˇr´ı jsou z nˇejak´ ych d˚ uvod˚ u ”lepˇs´ı” neˇz zb´ yvaj´ıc´ı ˇcást populace. Richard Dawkins sestavil jednoduch´ y poˇc´ıtaˇcov´ y program a zaˇcal podobnˇe jako Stephen Jay Gould s vytváˇren´ım dendrogram˚ u. Program zaˇc´ıná od pˇr´ımé linie, která se pozdˇej´ı rozvˇetv´ı. P˚ uvodn´ı pˇr´ımé linie tak bifurkuj´ı (rozvˇetvuj´ı se) do podoby sloˇzitého stromu. V´ yvoj kaˇzdého oranismu se ˇr´ıd´ı geny v jeho genotypu. V´ yvoj Dawkinsov´ ych dendrogram˚ u se ˇr´ıdil dev´ıti ”geny”, které byly pˇredstavovány podprogramy pro vytváˇren´ı ˇzádan´ ych vlastnost´ı generovan´ ych dendrogram˚ u, jako napˇr. délka jednotliv´ ych lini´ı, u ´hel mezi liniemi, celkové mnoˇzstv´ı bifurkac´ı, vzájemné vztahy a vazby mezi v´ yvojov´ ymi vˇetvemi atd. Kaˇzd´ y podprogram mohl produkovat r˚ uzné hodnoty vlastnost´ı, které reprezentoval, tedy ”gen” mohl ”mutovat”. Dalˇs´ım krokem byla neorientovaná selekce (”pˇr´ırodn´ı v´ ybˇer”), která byla provádˇena podle r˚ uzn´ ych kritéri´ı. Dawkins ve své knize uvád´ı, ˇze pouˇzil ”estetická kritéria”. Samozˇrejmˇe mezi umˇel´ ym a pˇr´ırodn´ım v´ ybˇerem je zásadn´ı rozd´ıl. Chovatelem vyˇslechtˇen´ y druh meus´ı b´ yt pˇrizp˚ usobem k pˇreˇzit´ı ve volné pˇr´ırodˇe. Podobnˇe tomu bylo s Dawkinsov´ ymi morfotypy. Aby pˇreˇzily, nemusely brát ohled na jiné morfotypy ani na vnˇejˇs´ı podm´ınky, v nichˇz existovaly. Jistˇe lze podm´ınit v´ yvoj jedné skupiny morfotyp˚ u vlastnostmi morfotyp˚ u ostatn´ıch skupin. Avˇsak ani toto u ´sil´ı by nemuselo vést k u ´spˇechu, protoˇze ”konkuruj´ıc´ı” morfotypy jsou pouze vzdálenou analogi´ı skuteˇcného boje o ˇzivot v pˇr´ırodˇe. Simulace skuteˇcn´ ych ˇzivotn´ıch podm´ınek je zˇrejmˇe v bl´ızk´ ych desetilet´ıch nereálná. Navzdory vˇsem dosaˇzen´ ym v´ ysledk˚ um simulace evoluˇcn´ıch proces˚ u pomoc´ı poˇc´ıtaˇcov´ ych program˚ u k objasnˇen´ı reáln´ ych mechanism˚ u evoluce pˇr´ıliˇs nepˇrisp´ıvaj´ı. V´ ysledky studia genom˚ u organism˚ u nasvˇedˇcuj´ı, ˇze mutace nejsou v´ ysledkem náhodn´ ych fluktuac´ı, ale jsou pˇr´ısnˇe podm´ınˇeny faktory vnˇejˇs´ıho prostˇred´ı a okamˇzit´ ymi stavy molekul, které skuteˇcnˇe ˇr´ıd´ı proces evoluˇcn´ıch zmˇen. Stovky milión˚ u druh˚ u organism˚ u, které se v historii Zemˇe objevily, jsou jen nepatrnou ˇcást´ı bioprostoru generovaného poˇc´ıtaˇcem modelovanou evoluc´ı. Z poˇc´ıtaˇcov´ ych model˚ u evoluˇcn´ıch proces˚ u se sice pˇr´ıliˇs nedov´ıdáme o biosféˇre a evoluci pˇr´ırody, ale z´ıskali jsme moˇznost se pod´ıvat na evoluci z jiného u ´hlu.

23

4

Geochronologick´ a tabulka.

éra

perioda

epocha

stáˇr´ı v mil. let

ˇzivoˇcichové rostliny

Kenozoikum kvartér holocén pleistocén mlad´ y stˇredn´ı star´ y

1,8

pliocén miocén

22,5

terciér neogén vznik ˇclovˇeka

paleogén

éra

perioda

epocha

oligocén eocén paleocén 65 stáˇr´ı v mil. let

modern´ı savci rozvoj savc˚ u ˇzivoˇcichové rostliny

Mezozoikum kˇr´ıda svrchn´ı spodn´ı

100 141

vymˇren´ı dinosaur˚ u ptakojeˇstˇeˇri, amoniti

jura svrchn´ı (malm) stˇredn´ı (dogger) spodn´ı (lias)

prvn´ı ptáci rozmach plaz˚ u 195

trias svrchn´ı stˇredn´ı spodn´ı

prvn´ı savci dinosauˇri 230

24

éra

perioda

epocha

stáˇr´ı v mil. let


svrchn´ı spodn´ı

280

pelykosauˇri

svrchn´ı (siles) spodn´ı (dinant)

345

prvn´ı plazi

svrchn´ı stˇredn´ı spodn´ı

395

prvn´ı obojˇziveln´ıci rozvoj suchozem. ˇclenovc˚ u hmyz


430


500

Paleozoikum perm

karbon

devon

silur prvn´ı ryby

ordovik prvn´ı bezˇcelistn´ı

kambrium

éra

perioda

svrchn´ı stˇredn´ı spodn´ı epocha

skoro vˇsechny kmeny bezobratl´ ych 570 stáˇr´ı v mil. let


Prekambrium Infrakambrium Vend

600

Rifeikum

1000

Karelien

1700

Belomorien

2500 3500 4700

Proterozoikum

ramenonoˇzci, ˇcervi ˇclenovci, láˇckovci prvn´ı mnohobunˇeˇcn´ı vznik meiózy

Proterofytikum Archean Hadean

prvn´ı eukaryonty

25

jednobunˇeˇcné organismy vznik planety Zemˇe

5

Sebekontrola vˇ edy.

Vˇeda je schopna kontrolovat sama sebe a nepotˇrebuje ˇzádné zásahy zvenˇc´ı v podobˇe nˇejak´ ych v´ ybor˚ u, které maj´ı ˇcasto inkviziˇcn´ı charakter. Tato kontrola spoˇc´ıvá v kritickém myˇslen´ı vˇedc˚ u, které se ˇr´ıd´ı sedmi pravidly: jasnost´ı, pˇresnost´ı, urˇcitost´ı, vˇecnost´ı, hloubkou, ˇs´ıˇrkou a logikou. Jasnost probl´ emu spoˇc´ıvá ve schopnosti tento problém popsat jin´ ym zp˚ usobem, pˇr´ıkladem nebo struˇcnou charakteristikou. Pˇ resnost probl´ emu spoˇc´ıvá v jeho vymezen´ı, do jaké m´ıry to, co je nám pˇredkládáno, je pˇresné nebo nepˇresné. Tvrzen´ı m˚ uˇze b´ yt jasné, pˇresné, ale neurˇcité. Poˇzadujeme tedy kvantifikaci probl´ emu, jeho vymezen´ı na urˇcitou oblast. Vˇ ecnost tvrzen´ı spoˇc´ıvá v jeho vztahu k danému problému. Je moˇzné, ˇze tvrzen´ı pouze vypadaj´ı, ˇze se daného problému t´ ykaj´ı. Nestaˇc´ı pouze u ´sil´ı o popis problému, ale podstatn´ y je v´ ysledek. Hloubka probl´ emu spoˇc´ıvá v jeho vztahu k pozad´ı, souvislostem nebo koˇren˚ um. Tvrzen´ı nemohou b´ yt v rozporu s dˇr´ıve potvrzen´ ymi a prokázan´ ymi skuteˇcnostmi. ˇ ıˇ S´ rka probl´ emu spoˇc´ıvá ve zkoum´ an´ı souvislost´ı s ostatn´ımi tvrzen´ımi, která jsou protikladná nebo odliˇsná. Logika probl´ emu spoˇc´ıvá ve vnitˇrn´ı bezrozpornosti. D˚ usledky stejného tvrzen´ı nesm´ı b´ yt ve vzájemném rozporu.

26

Darwinova evoluční teorie

Recommend Documents