Podle toho, jak počítáte, je na Zemi asi 9 milionů druhů, od nejjednodušších jednobuněčných organismů až po lidi.
Je uklidňující si představit, že složitá těla a mozky, jako jsou naše, jsou nevyhnutelným důsledkem evoluce, jako by evoluce měla svůj účel. Naneštěstí pro lidské ego nedávná studie porovnávající více než tisíc savců – skupiny, do které patříme – vykreslila méně potěšující obrázek.
Evoluční biologové konce 18. století, včetně Jean-Baptiste Lamarcka, věřili, že život musí mít vrozenou tendenci vyvíjet se do stále složitějších forem, a věřili, že to odráží Boží plán. V polovině 19. století však Charles Darwin ukázal, že přírodní výběr je nesmyslný a někdy i zjednodušený organismus.
Moderní biologové souhlasí s tím, že nejsložitější organismy se za poslední 4 miliardy let staly složitějšími, ale nesouhlasí s tím, jaký druh procesu to vysvětluje.
Vzhledem k tomu, že většina organismů je stále velmi jednoduchá, je možné, že se jejich maximální složitost zvýšila „náhodou“, jako je difúze kapky inkoustu ve sklenici vody. Pokud je to pravda, mohlo by to zasadit obrovskou ránu našemu smyslu pro lidskou důležitost jakožto nejsložitějšího organismu.
Další teorie říká, že rostoucí složitost je v průměru způsobena přirozeným výběrem. Někdy selekce působí na mnoho nezávislých větví stromu života podobným a paralelním způsobem. To může mít podobné účinky v mnoha z těchto odvětví a je známé jako řízený trend.
I když vyvolané trendy nemusí nutně znamenat božský design, alespoň naznačují, že složitost byla především vylepšením, což nás lidi uklidňuje.
Který vzorec je tedy častější ve vývoji složitosti: náhodná difúze nebo motivovaný trend?
Většina změn a mutací je špatná a tyto varianty jsou obvykle eliminovány procesem zvaným stabilizační selekce, který má za cíl zachovat status quo. Ale pokud většina mutací věci zhoršuje, neznesnadňuje to vznik evolučních novinek?
Ve skutečnosti evoluce často funguje na více kopiích věcí. Například jeden gen může být duplikován ve stejném organismu.
Pokud si jedna kopie zachová svou původní funkci, druhá kopie může hromadit mutace, aniž by okamžitě znevýhodnila jejího nositele. Tyto mutované kopie jsou obvykle časem odstraněny, ale někdy získají novou funkci, která poskytuje výhodu.
Ještě pozoruhodnější je, že celé genomy – každý gen v organismu – lze duplikovat v jediné generaci. Za těchto okolností existuje mnoho šancí, že kopie určitých genů získají novou funkci.
Například jeseteři a kolpíci podstoupili úplnou duplikaci genomu před 250 miliony let, což by mohlo vysvětlit, jak přežili dosud největší masové vymírání, které vyhladilo 96 % jiných druhů.
Identické kopie struktur, jako jsou segmenty a končetiny, lze také vytvořit pomocí duplikačních procesů. Například stonožky mají mnoho nohou, ale jejich design je mnohokrát kopírován.
Na druhé straně krevety mají mnoho upravených typů nohou pro krmení, chůzi, plavání a líhnutí vajec. Biologický princip zvaný evoluční zákon s nulovou silou říká, že tyto kopie budou mít tendenci stát se méně podobnými pouhou náhodnou difúzí, pokud stabilizační selekce nepůsobí tak, aby udržela status quo. Přirozený výběr může mít samozřejmě také za následek, že kopie budou méně podobné, pokud to má výhodu.
Náš článek ukazuje, že rostoucí složitost u savců má difuzní i motivované aspekty. Spíše než aby postupovali směrem k větší složitosti, savci se vyvinuli mnoha různými směry, přičemž pouze několik linií posouvá horní hranice složitosti.
Nevybírá si příroda trochu složitost?
Bohužel je na toto téma málo výzkumů. Jedna z mála publikovaných studií ukazuje, že korýši (krabi, humři, krevety a jejich příbuzní) se za posledních půl miliardy let vyvíjeli s trendem rostoucí složitosti.
Stejně jako korýši a všichni obratlovci máme těla složená z opakujících se bloků tkání (nazývaných somity). Ty jsou nejpatrnější na naší páteři (neboli páteři) a žebrech, stejně jako v šestkovém balení štíhlého sportovce. U savců se počet obratlů (kostí, které tvoří páteř) liší a jsou navrženy tak, aby vykonávaly různé úkoly v oblasti krku, hrudníku, zad, křížové kosti a ocasu.
Počítáním počtu kostí v různých oblastech lze kvantifikovat jeden aspekt složitosti u všech savců. Při našem studiu více než tisíce druhů savců si mnoho skupin – včetně velryb, netopýrů, hlodavců, masožravců a naší vlastní skupiny primátů – nezávisle vyvinulo složité páteře. To naznačuje, že vyšší složitost může být vítězným vzorcem a že výběr řídí tento jev v několika větvích savčího stromu.
Mnoho dalších větví má však nízkou úroveň složitosti nebo se dokonce stává jednodušší. Sloni, nosorožci, lenoši, kapustňáci, pásovci, zlatí krtci a ptakopysk prosperovali, přestože měli relativně jednoduché páteře. Směr evoluce závisí na kontextu.
Výzkum vývoje složitosti začal nabírat na rychlosti teprve nedávno, takže je toho ještě hodně, co ještě nevíme. Ale víme, že evoluční historie savců nebyla směrovou „procházkou pokroku“, ale spíše vykazuje mnoho charakteristik náhodné, rozptýlené chůze.
Tento článek je znovu publikován z The Conversation pod licencí Creative Commons. Přečtěte si původní článek.
Matthew Wills získává finanční prostředky od BBSRC, NERC, Leverhulme Trust a John Templeton Foundation
Marcello Ruta získává finanční prostředky od John Templeton Foundation