Evoluční biologie je pochopitelně jen jedna jediná, řekne vám každá učebnice, ale v praxi je svrchovaně nepravděpodobné, že by si každá dvojice z tisíců profesionálních evolučních biologů měla o čem povídat, kdyby se potkali. V průběhu historie evoluční biologie vznikla řada aforismů o tom, co evoluce ve své pravé podstatě vskutku jest, většinou ve smyslu „evoluce není nic než…“. Zatímco různé pohledy na evoluci v rozporu být nemusí, tato bojovná zvolání v rozporu pochopitelně jsou – proto, aby očistila hlubokou pravdu (tu moji) od nánosu povrchních pitomostí (těch vašich), ostatně vznikala. Politické strany také nemusí být v tak zásadním rozporu jako jejich předvolební hesla, jak fanatičtější část voličstva ke své nelibosti po volbách pravidelně zjišťuje.

Asi nejdůležitější z těchto hesel je Darwinův „společný původ s obměnami“ (descent with modification) či spíše nechvalně proslulý „boj o život“ (struggle for life nebo struggle for existence), evoluce jako „změna frekvence alel v genofondu“ (mnohokrát se objevující formulace s kořeny v díle Theodosia Dobzhanského) a z novější doby evoluce jako „řízení vývoje ekologií“ (control of development by ecology) amerického paleontologa Leigha Van Valena. Jiným konfliktním bodem může být staré Spencerovo „přežívání nejlépe přizpůsobených“ (survival of the fittest) jako pokus o darwinismus v kostce, paleontologické „přežívání těch, co měli kliku“ (survival of the luckiest), jež bere klasickému darwinismu představu nenáhodnosti přežívání, a naopak z oblasti evoluční vývojové biologie („evo– devo“) přicházející „vznikání nejlépe přizpůsobených“ (arrival of the fittest), které akcentuje, že přizpůsobenost nevzniká selekcí, ale přímo genetickými a vývojovými procesy. A tak bychom mohli pokračovat, bojových hesel je víc, ale tahle by nám mohla stačit pro základní typologii těch, kdo mají s evolucí něco do činění.

První skupinu tvoří klasičtí populační genetici, dnes často provádějící rozsáhlé selekční experimenty. Tento obor ještě nedávno vypadal poněkud mrtvě, čistě učebnicově, jako by se zabýval už jenom detaily; jak uvidíme v kapitole o experimentální evoluci, vůbec to není pravda. Tito evoluční biologové vždy hodně počítali, jak ve virtuálních populacích přibývá a ubývá virtuálních alel, nikdy se nezajímali o reálné organismy, natož o jejich fylogenezi, a pokud pracují s reálnými organismy, jsou to bakterie nebo kvasinky (maximálně drozofily), vybrané výhradně proto, že se dobře a rychle množí. Jak vznikají adaptace u složitějších organismů a k čemu jsou adaptace vůbec dobré v reálném světě, je za hranicemi jejich zájmu; proto těžko mohou být v rozporu s kýmkoli jiným a ani si to o sobě nemyslí – evoluční biologie je to, co dělají oni, interakcí se zbytkem světa jim není třeba. Jejich obor se teď prudce mění: vstupují do kontaktu s genomikou, a tedy s fyzickým světem přebývajícím v našich buňkách.

Fylogenetikové, kterých je dnes možná ze všech druhů evolucionistů nejvíc, mají všechno naopak než populační genetikové. Zabývají se fylogenezí života, jeho historií, tím, kdy, kde a z čeho která skupina vznikla, vytvářejí genealogické „stromy života“ s ambicí vytvořit jednou globální Strom Života. Evoluční teorii vlastně na nic nepotřebují – když pracují s „evolučními modely“, jsou to jen odhady pravděpodobnosti určitých typů molekulárních změn či jejich vzájemné provázanosti. Fylogenetika v zásadě odhaluje zákonitosti distribuce znaků mezi druhy; nejsnazším vysvětlením těchto zákonitostí je pak sdílená historie. Myš a kapr jsou obratlovci, protože oba mají obratle, lebku, ledviny a podobně; všechny tyto vlastnosti nejpravděpodobněji vznikly jednou u společného předka obratlovců a jsou zpětným důkazem, že společný předek existoval. Co se vlastně dělo, když obratlovci, obratle, lebka a ledviny vznikali, není relevantní. Těžko si lze představit, že by vznikl konflikt mezi fylogenetikou a jinými odvětvími evoluční biologie, snad s výjimkou tradičně zaměřené paleontologie.

Klasičtí paleontologové jsou totiž trochu jiná pohádka. Stejně jako fylogenetiky i je zajímá konkrétní evoluční historie (pozor: kdo zpracovává fosilní organismy fylogenetickými metodami, je fylogenetik), ale namísto Stromu Života kladou důraz na to, jak se od sebe lišily organismy v různých geologických obdobích (koneckonců analytické metody umožňující věrohodně začlenit neúplné fosilní organismy do Stromu Života jinak než od oka se pořád vyvíjejí, pořád nejsou zcela uspokojivé – a v každém případě jsou o nějaká dvě století mladší než paleontologie). Tady je dost prostoru ke konfliktům, neboť paleontologové se vesměs domnívají, že oni jako jediní mohou přímo sledovat „evoluci v akci“, prostřednictvím zkamenělých svědků minulých dob, a že takové veličiny jako „rychlost evoluce“ nebo „vymírání“ mají přímo před očima. Potíž je v tom, že fosilie jsou také jen stopy – a bohužel obvykle o hodně méně informativní než

Evoluce vlastnosti současných organismů. Zkusme si představit, že na fosilním materiálu najdeme tu kvalitu informací, kterou jsme zvyklí požadovat při studiu současných organismů, abychom mohli tvrdit, že o nich něco „víme“ – a zjistíme, že to není možné, snad s výjimkou mimořádně dobře zachovaných a především velmi mladých (a z paleontologického hlediska tedy vlastně málo zajímavých) fosilií typu mamuta či neandertálce. Ze světa paleontologů pocházejí i mnohé zásadní koncepce, s nimiž si evoluční biologie tak docela neví rady, neboť jsou často v rozporu stím, co vidíme na dnešních organismech (třeba problém s údajnými „živými fosiliemi“, které nezažily skoro žádnou evoluci). Takový rozpor můžeme vyřešit dvěma způsoby. Víra, že v minulosti (a to především v kambriu) bylo všechno nějak jinak než dnes, je možná, ale je v zásadním rozporu s lyellovským „uniformitarianismem“ (tedy s představou, že potenciálně dokonalá znalost dneška je klíčem k pochopení toho, co se zachovalo z minulosti); pokud bychom uvěřili v zásadní odlišnost dneška od včerejška, nemohli bychom nadále dělat nic lepšího než krčit nad minulostí rameny: něco bylo, ale opravdu netušíme, co a proč a jak. Alternativní přístup zachovává uniformitarianismus a problémy sfosilním materiálem řeší odkazem na jeho nedostatečný informační obsah. To pochopitelně stěží uspokojí paleontology, kterým v takovém rozvržení věcí zbývá buď život v izolaci od hlavního biologického proudu (obvykle život na jednom pracovišti s geology, jimž příležitostně poslouží při datování nálezů), anebo pouhé doplňování toho, co vyzkoumali vědci zaměření na žijící organismy („neontologové“). Přes to všechno se bez fosilií při rekonstrukci evoluční historie neobejdeme, už proto, že jedině paleontologie (respektive geologie) nám dává představu o reálných časových dimenzích, kdy se to všechno dělo.

Evolučním ekologům a sociobiologům zbývá darwinismus jako teorie toho, jak jedinci (nebo jejich geny) soupeří o reprodukční úspěch, tedy dnes už klasické „dawkinsovské“ pojetí evoluce. Při srovnávání chování několika různých druhů pochopitelně narážejí na otázku fylogenetické příbuznosti těchto druhů (příbuzné druhy jsou si jistě v mnohém podobné – vyjadřuje tedy zjištěná podobnost dvou druhů něco biologicky závažnějšího než pouhou příbuznost?), takže se musí nějak vypořádat s fylogenetikou. Naopak frekvence alel ani molekulární podstata mutací je fakticky nezajímají – „sobecké geny“, jejichž očima hledí na evoluci, jsou čistě formální entity sdílené různými jedinci proto, že jsou nějakým způsobem dědičné, ale na jejich reálné podstatě nezáleží. Nepotřebujeme znát podstatu genů a mutací, abychom pochopili, že „něco“ („geny“) přežívá z generace na generaci, je to různě (a predikovatelně) distribuováno mezi příbuznými jedinci, takže to má různý (a predikovatelný) vliv na jejich chování (a tím i na to, jak úspěšně se to z generace na generaci předává).

V současnosti asi nejvýznamnější inspirace pro naše chápání evoluce přichází z výsledků věd zabývajících se přímo tím, jak se organismus dělá. Především obor zvaný „evoluční vývojová biologie“ čili „evo–devo“ (tedy „evolution–development“, kombinace studia evoluce a individuálního vývoje) slibuje mnohé: dostat evoluční biologii z nadvlády sociobiologie i populační genetiky k pochopení toho, jak se vlastně různé konkurenční alely opravdu uplatňují ve stavbě organismu. Zde vidíme asi nejsilnější vědomí konfliktu v dnešní evoluční biologii – lidé z evo–devo laboratoří explicitně požadují novou, ještě rozsáhlejší syntézu, která by nespojovala jen populační genetiku s darwinismem, ale také fylogenetiku a především znalosti vnitřních pravidel fungování a vytváření organismů (například Moczek a spol., 2015). Jejich hesly jsou control of development by ecology a arrival of the fittest, tedy explicitní snižování (či přímé popírání) významu změn frekvence alel i selekce; klíčovým pojmem je tu evolvabilita – pravděpodobnost vzniku nového fenotypu (třeba savci mají až na několik výjimek sedm krčních obratlů, neboli evolvabilita počtu obratlů je blízká nule, zatímco evolvabilita délky krčních obratlů je vysoká, viz například krtek × žirafa). Evo–devo má opravdu všechny rysy změny „světového názoru“ (paradigmatu) v tom smyslu, že zastánci nového cítí ke starému intenzivní nechuť (ve smyslu „jděte už s těmi sobeckými geny do háje, nás zajímá něco jiného!“ – z toho, s jakým gustem autoři různých „nových paradigmat“, ať věrohodných, či nevěrohodných, která nemají s podstatou darwinismu nic společného, ohlašují, že vyvrátili Darwina, je vidět, jak strašně jde darwinismus – zvláště ve své dawkinsovské mutaci – mnohým na nervy).

Podle našeho soudu je konflikt mezi evo–devo a dawkinsovskou evoluční teorií spíše důsledkem střetu hesel („evoluce není nic než…“), a tedy vlastně nepochopení. Dozvímeli se, že rohy na hlavách a hrudích samců mnoha druhů brouků hrají významnou roli v jejich sexuálním chování a že různý stupeň vývoje těchto rohů určuje sexuální a sociální strategii jedince, je to zajímavý jev, který můžeme dále zkoumat experimentálně i fylogeneticky. Dozvímeli se vedle toho, že na vzniku těchto rohů se podílejí stejné geny jako na vzniku končetin hmyzu, ačkoli rohy v žádném případě nevznikly modifikací končetin, je to neméně zajímavý jev ke zkoumání. Obě zjištění o broučích rozích netřeba nijak „syntetizovat“, protože se nijak nepřekrývají, natož aby se vyvracely, a mohou tedy bez problémů koexistovat vedle sebe. Když Dawkins říká, že „detaily vývojových procesů“ vůbec nemusíme znát, zastánce evo–devo to musí štvát, jenže to je právě jenom takové provokativní heslo. Je velmi cenné, že nás evo–devo zase vrací k zájmu o organismy jako takové, o jejich tělesnost. Od dob Mendelových a ještě více od vzniku neodarwinismu (o Dawkinsovi ani nemluvě) máme sklony vidět evoluci jako volnou hru frekvencí alel v populaci a zapomínáme, že se to celé týká organismů, které musí nějak fungovat v materiálním světě. Je to jako sledovat, jak si na burze stojí akcie firmy vyrábějící bagry, a zapomenout, že bagr je těžká železná příšera, kterou ně kdo používá k bagrování, a že bez toho by žádné akcie nebyly. Evo–devo se zabývá mimořádně zajímavými jevy, ale věnuje se proximativním otázkám („jak“), jenže evoluční biologie především odpovídá na ultimativní otázky („proč“). Vážným argumentem proti dawkinsovskému „redukcionismu“ by mohlo být pouze zjištění, že na ultimativní úrovni už nezbývá nic zajímavého a všechno, čím se má smysl zabývat, se odehrává uvnitř vyvíjejících se organismů, nikoli ve vztazích mezi nimi. Ten pocit nemáme a očividně nejsme sami.

Obecný evoluční příběh, který jsme si dosud vyprávěli, je tak obecný, že může být stěží vyvrácen nějakým reálným výzkumem. Neříká vlastně o mnoho víc, než že přetrvává to, co přetrvává; to je jistě pravda, ovšem pravdy takto zásadní nejsou zajímavé. Evoluční biologie nicméně tento příběh aplikuje na konkrétní vlastnosti organismů obývajících posledních několik miliard let planetu Zemi; proto si náš příběh o evoluci musíme obsadit konkrétními herci.

Box: Potřebujeme novou evoluční syntézu?

Požadavky na vytvoření nové evoluční syntézy v posledních letech mají kořeny vesměs v evo–devo a „neolamarckistických“ kruzích. Vycházejí z toho, že bouřlivý rozvoj biologie v posledních desetiletích natolik posunul naše představy o evoluci, že klasická „evoluční syntéza“ z první poloviny 20. století nám už nemůže stačit. To je samozřejmě pravda, o tom všem je ostatně tato kniha – ale plyne z toho skutečně potřeba nějaké radikálně nové syntézy? Ta „stará“ byla vynucena potřebou smířit klasický darwinismus (založený na neustálých drobných změnách vlastností organismů) s mendelovskou genetikou (vysvětlující variabilitu organismů kombinatorikou neměnných alel). Stály tu proti sobě dva neslučitelné koncepty, a ty bylo skutečně nutné syntetizovat. Dnes se nic podobného neděje. Evoluční teorie se nesmírně rozrostla, ale navzdory různým proklamacím nejsou různé koncepty a přístupy v žádném principiálním rozporu. Situaci dobře ilustruje rozsáhlá diskuse mezi zastánci a odpůrci „nové syntézy“, která se konala na podzim roku 2014 na stránkách časopisu Nature. Nejde o to, že polovina účastníků říká „yes, urgently“ a druhá „not at all“, to samo o sobě není nijak překvapivé – překvapuje však, že obě strany mluví sice různými slovy, ale o úplně stejných biologických fenoménech. Zastánci „staré evoluční teorie“ nic z „neortodoxních“ fenoménů (jako je třeba možný evoluční význam fenotypové plasticity) nepopírají, jenom se domnívají, že je sami dokážou vysvětlit „ortodoxně“ už dávno. Člověk by čekal, že zastánci „nové evoluční teorie“ poté předloží příklady reálných jevů, které jsou postaru nevysvětlitelné, ale nic takového se neděje. Spor se vede o formulace, definice, akcenty; v podstatě se vede boj proti tvrzení, že evoluce není nic než změny frekvence alel v populaci, proti „náhodnému“ vzniku genetické variability a samozřejmě proti sobeckému genu – a proti představě, že to ostatní lze z genetiky přímo vyvodit (někdy jde explicitně i o snahu o učebnicové uznání). Sporné fenomény se nicméně intenzivně zkoumají, pracují na nich ti „noví“ i ti „staří“, a zatím můžeme prohlásit, že nová syntéza vlastně existuje – je to celá současná evoluční biologie. – Dokud se nepřijde na něco, s čím bude mít stará teorie skutečný problém…

Uvedením jedné z kapitol jsme si Vás dovolili upozornit na nové vydání knihy „Jak se dělá evoluce“

V předmluvě knihy, která se začíná dostávat na pulty knihkupectví se uvádí:

Chcemeli zpětně zrekonstruovat komplikovanou evoluci této knihy o evoluci, máme – kromě mlhavých vzpomínek na to, co se dělo na přelomu tisíciletí – k dispozici to, co evoluční biologové k dispozici obvykle mívají, totiž to, co přežilo z minula v různě fosilizovaném stavu, v tomto případě českou knihu Jak se dělá evoluce (Praha, Paseka, 2004) autorů Zrzavého, Storcha a Mihulky a dvě vydání německé knihy Evolution: Ein Lese – Lehrbuch, z nichž první z roku 2009 (Heidelberg, Spektrum) má stejné tři autory, ale k tomu záhadný nápis „Deutsche Ausgabe herausgegeben von Hynek Burda und Sabine Begall“, zatímco druhé vydání z roku 2013 (Berlin–Heidelberg, Springer Spektrum) už má pětičlenný autorský kolektiv (Zrzavý, Burda, Storch, Begallová, Mihulka). Německá vydání vznikla tak, že Hynek Burda na Essenské univerzitě použil některé kapitoly české Evoluce jako podklad pro svou přednášku z evoluční biologie. Legenda praví, že němečtí studenti si vyžádali přeložit i zbytek; zkušenosti s českými studenty se tato část příběhu poněkud vzpírá, ale prý se to tak stalo. Německé nakladatelství ovšem přišlo s požadavkem, aby vznikla skutečná učebnice evoluční biologie; to zrodilo nezvyklý útvar, jakousi učebnici naruby – obvykle je normální text učebnicovitý a v boxech jsou ukryty různé příběhy a podivnosti, zatímco tady se učebnicovité časti odsunuly do boxů; to celé doprovázeno ilustracemi Jana Burdy, který si k ilustrování knih svého otce odskakuje od produkce zvláštních efektů pro Hru o trůny a podobně. Když se pak začalo uvažovat o druhém českém vydání, stal se jeho základem rozšířený, německý text. Přeložen do češtiny byl zákonitě shledán poněkud příliš učebnicovitým, navíc musel být samozřejmě aktualizován, doplněn, zbaven německých reálií – a tak začala klopotně vznikat v pořadí už třetí ta samá kniha.

Tak jako před 10–15 lety, i nyní jsme se rozhodli zachovat původní koncepci, tedy napsat knihu o evoluci jinak, než se obvykle píšou. Soustředili jsme se na to, co vlastně máme na mysli, když říkáme, že o evoluci „něco víme“, jakými metodami či jakými myšlenkovými postupy jsme k takovým závěrům dospěli. Nejde tedy jen o knihu o evoluci, ale především o evoluční biologii. Titul Jak se dělá evoluce je tak dvojsmyslný: zajímá nás nejen to, jak se evoluce sama od sebe „dělá“, ale také (ne-li více) to, jak ji děláme my. Chtěli jsme ukázat evoluční biologii jako obor, kde jsme sice odsouzeni k životu mezi hypotézami spíše než mezi „fakty“ – stejně jako v jiných vědách, ale na rozdíl od většiny jiných věd si toho jsme a musíme být stále vědomi, neboť evoluci nelze přímo uvidět, ale pouze (re)konstruovat z toho, co uvidět lze. Proto se nijak neostýcháme přiznat, že něčemu evoluční biologie nerozumí, ba dokonce že něčemu rozumí čím dál hůř.

To, co platilo už před deseti lety, platí teď měrou vrchovatou – za každým slovem v textu se skrývá celá knihovna vědeckých prací, která by více či méně stála za komentování (a tak není vyloučeno, že je všechno složitější, než si my autoři myslíme). Slovo „evoluce“ (a jeho odvozeniny) se například v průběhu roku 2014 objevilo v názvech a abstraktech vědeckých článků 75 000krát, ale to může být kdovíco; v explicitním spojení s něčím „biologickým“ máme přes 5 000 nálezů, slovo „fylogeneze“ (a odvozeniny) dají přes 15 000 zmínek, časopisy, které mají slovo „evoluce“ či „fylogeneze“ přímo v názvu, měly 969 článků. Můžeme tedy zodpovědně odhadnout současný počet evolučněbiologických vědeckých článků na zhruba 15 tisíc ročně; před deseti lety byly všechny tyto počty zhruba poloviční.

Ale pozor: článků, které se explicitně zabývají evoluční teorií, darwinismem, lamarckismem či sobeckým genem, bylo jen 400 a „Darwin C. R.“ je jako autor přímo citován asi tisíckrát za rok, což na celebritu tohoto formátu rozhodně není mnoho – takže jen nějakých 5 % evolučněbiologických prací má něco explicitně společného s Darwinem a vůbec s evoluční teorií. Tohle je mimořádně důležité si uvědomit: evoluční biologové si skoro vůbec nepovídají o tom, že Evoluce jest a jaký byl Darwin pašák. Evoluční biologie není fanklub starého pána, ale ani rezervace pro myslitele se sklony k úvahám o podstatě Bytí. Evoluční biologie – a i to je především výsledek uplynulého desetiletí – je zcela praktický výzkumný program, kterým se zabývají tisíce rutinních výzkumných pracovníků, dnes obvykle molekulárních biologů, fylogenetiků či behaviorálních ekologů, lidí z laboratoří či od počítačů, kteří evoluci užívají jako rámec pro porozumění tomu, co pozorovali. Evoluční biolog se dnes nijak zásadně neliší od jiných biologů; i Darwina má spíše na tričku než v příruční knihovničce.

Při psaní druhého českého vydání jsme si přece jenom zpětně uvědomili určitou změnu stylu: nějak více než dřív obhajujeme hlavní proud proti výstřelkům, kterých je v evoluční biologii vždycky dost – evoluční biologie je podobným nehájeným revírem jako třeba kosmologie. Zatímco jen vzácně někdo napíše knihu o tom, že v současné mikrobiologii je všechno úplně špatně a věc si žádá zásadní změnu paradigmatu (to, že nerozumějí mikrobiologii, o sobě lidé obvykle vědí), v evoluční biologii se to děje ustavičně. Nikdo si o sobě bohužel nemyslí, že nerozumí evoluci, a za odborníky na evoluci se tudíž považují i ti právníci, inženýři a chemikové, kteří ji popírají. Ve vědě platí za jistou pohanu náležet k hlavnímu proudu, neboť skutečného génia vždy nalezneme spíše na okrajích intenzivně oraného vědeckého pole, tedy tam, kde se bohužel setkáváme také se šílenci. Kdo je génius a kdo pošuk, se obvykle nesnadno určuje, ale nevyrovnaný poměr pošuků a géniů, jaký známe například z parlamentu, lze očekávat i mezi autory vědeckých spisů. Velké objevy byly v minulosti obvykle přijímány s obtížemi, ale z toho neplyne, že podle obdobných obtíží se pozná velký objev. Z minulosti známe jen ty, kdo tenkrát vyhráli; byli tehdy jistě obklopeni desítkami šílenců, kteří si dělali stejné ambice, a dnes už po nich oprávněně ani pes neštěkne. Tomu se – mimochodem – říká přirozený výběr a pojednává o tom tato kniha.

Budeme tedy uvádět i nové a divoké teorie, ale vynasnažíme se vždy uhájit tolik staré moudrosti, kolik ještě lze; nesnažíme se násilně smiřovat konfliktní pohledy (naopak: snažili jsme se uvést všechny konflikty v dnešní evoluční biologii, o nichž se domníváme, že stojí za řeč) – ale také přiznáváme, že občas mezi údajně konfliktními pohledy žádný skutečný konflikt nevidíme. Nové teorie by měly splňovat podmínku nepostradatelnosti: měly by vysvětlovat něco, co opravdu pozorujeme a opravdu to nelze vysvětlit jinak, postaru. Buďme ostražití vůči teoriím, které vysvětlují jevy, o nichž není ani obecná shoda, že existují, i vůči teoriím, které nabízejí nové, složité a sexy vysvětlení jevů, které dokážeme uspokojivě (ale ovšem i poněkud nudně) vysvětlit už dávno. Z toho také plyne, že naší ctižádostí bylo neříkat nic opravdu nového a originálního, a pokud by se to výjimečně (spíše žertem) přihodilo, explicitně na takovou nehodu upozornit.

Jan Zrzavý, Hynek Burda, David Storch, Sabine Begallová, Stanislav Mihulka

Jak se dělá evoluce
Labyrintem evoluční biologie
Argo a Dokořán 2017