Ernst Mayr – Čo je to evolúcia

Článok bol pôvodne uverejnený 25. januára 2009: V tomto roku si 12. februára pripomíname 200. výročie narodenia Charlesa Darwina a 24. novembra 150. výročie uverejnenia knihy O pôvode druhov.

Pri tejto príležitosti vyberám úryvky z diela Čo je to evolúcia, ktoré napísal biológ Ernst Mayr, Ph.D. Kniha vyšla v roku 2004 v edícii Majstri vied vo vydavateľstve Kalligram. Z anglického originálu What Evolution Is preložil Juraj Šebesta. Ernst Mayr si vyslúžil také prívlastky ako „jedna z najvýraznejších postáv evolučnej biológie“ (John Maynard Smith) a „Darwin 20. storočia“ (New York Times).

Narodil sa 5. júla 1904 v Kemptene v Nemecku. Kým 12. februára si pripomíname 200. výročie narodenia Charlesa Darwina, tak 3. februára si pripomíname 4. výročie úmrtia Ernsta Mayra. Zomrel 3. februára 2005 v Bedforde (Massachusetts, USA).

---

Kapitola 1

V akom svete žijeme?

Zdá sa, že ľudstvo odjakživa naliehavo túžilo pochopiť a vysvetliť všetko neznáme alebo tajomné. Aj u tých najprimitívnejších kmeňov nachádzame vo folklóre určité náznaky, že sa zamýšľali nad vznikom a minulosťou sveta. Hľadali odpovede na otázky typu: Kto alebo čo bolo impulzom pre vznik sveta? Čo prinesie budúcnosť? Ako sme sa zrodili my, ľudia? Mnohé odpovede nájdeme v mýtoch rôznych kmeňov. Existencia sveta sa v nich najčastejšie pokladá za samozrejmú, pretože ľudia boli presvedčení, že svet bol vždy taký, aký je dnes. Napriek tomu existuje veľké množstvo najrozmanitejších povestí o pôvode či stvorení človeka.

Odpovede na spomínané otázky sa neskôr pokúšali nájsť aj zakladatelia rôznych náboženstiev či tvorcovia filozofických systémov. Ich odpovede môžeme rozdeliť do troch tried:

1) svet má nekonečné trvanie,
2) svet je nemenný a má krátke trvanie a
3) svet sa vyvíja.

Vo folklóre všetkých národov nájdeme príbehy o stvorení sveta, ktoré sú si viac alebo menej podobné. Boli reakciou na nenaplnenú túžbu ľudí poznať odpovede na hlboké otázky o našom svete, pretože my, ľudia, si ich kladieme, odkedy jestvuje ľudská kultúra. Hoci tieto príbehy aj dnes pokladáme za súčasť nášho kultúrneho dedičstva, keď chceme poznať skutočnú pravdu o minulosti nášho sveta, obraciame sa na vedu.

Zrod evolucionizmu

Od čias vedeckej revolúcie, ktorá sa odohrala v 17. storočí, sa čoraz viac vedeckých poznatkov dostávalo do rozporu s biblickými povesťami. Ako sa hromadili nové a nové objavy, vierohodnosť Biblie sa čoraz väčšmi spochybňovala. Prvou udalosťou, ktorá ukázala, že tvrdenia Biblie sa nedajú brať doslova, bola Kopernikova revolúcia. Vznikajúca nová veda spočiatku zahŕňala predovšetkým astronómiu, čiže učenie o Slnku, hviezdach a planétach, ale neskôr sa začali skúmať aj iné fyzikálne javy. Bolo len otázkou času, kedy sa priekopníci vedy pokúsia nájsť vysvetlenie mnohých ďalších javov nášho sveta.

Nové záhadné otázky nastolili aj objavy v iných vedách. Geologické výskumy v 17. a 18. storočí odhalili, že vek našej Zeme je obrovský, no a objav skamenelín vyhynutých živočíchov podkopal vieru v nemennosť a trvácnosť výsledkov aktu stvorenia. Hoci čoraz viac svedectiev bolo v rozpore s predpokladom o nemennosti sveta a o jeho krátkom trvaní, hoci medzi vedcami a filozofmi sa stále častejšie ozývali hlasy spochybňujúce opodstatnenosť biblického príbehu a hoci prírodovedec Jean-Baptiste de Lamarck v roku 1809 predložil plne kvalifikovanú evolučnú teóriu, biblický svetonázor pretrval viac menej až do roku 1859 – a to nielen medzi laikmi, ale aj medzi prírodovedcami a filozofmi. Kresťanský pohľad na svet ponúkal jednoduchú odpoveď na všetky otázky o svete: svet stvoril Boh a stvorenie naplánoval tak múdro, že každý organizmus je dokonale prispôsobený svojmu miestu v prírode.

Počas tohto prechodného obdobia, keď sa objavovali protichodné dôkazy, sa podnikali všemožné pokusy vyriešiť rozpory kompromisom. Jedným takým pokusom bola tzv. scala naturae, čiže veľký reťazec bytostí, v ktorej všetky entity v tomto svete sú usporiadané do vzostupného rebríčka, počínajúc neživými objektmi, ako sú horniny či minerály, ďalej cez lišajníky, machy a rastliny, cez korály a ďalšie nižšie živočíchy k vyšším živočíchom, a od nich cez cicavce až po primáty a človeka. Panoval názor, že scala naturae sa nikdy nemení a jednoducho sa v nej odráža zámer tvorcu, ktorý všetko usporiadal do postupnosti smerujúcej k dokonalosti (Lovejoy 1936).

Dôkazy v prospech tvrdenia, že svet nie je nemenný, ale ustavične sa mení, boli napokon také presvedčivé, že sa už nedali odmietať. Výsledkom bol návrh tretieho pohľadu na svet a jeho definitívne prijatie.

Vyvíjajúci sa svet

Podľa tretieho názoru svet má dlhé trvanie a ustavične sa mení, to znamená, že sa vyvíja. Možno to pre nás, moderných ľudí, znie čudne, ale západnému mysleniu bola táto koncepcia spočiatku cudzia. Moc kresťanskej fundamentalistickej dogmy bola taká silná, že myšlienka evolúcie sa na Západe udomácnila až po celej sérii udalostí, ktoré sa odohrali v 17. a 18. storočí. Z hľadiska vedy prijatie evolúcie znamená, že svet už viac nemôžeme pokladať za pozadie, na ktorom pôsobia fyzikálne zákony, ale že do nášho sveta musíme zakomponovať históriu a, čo je ešte dôležitejšie, aj zmeny, ktoré sa vo svete živých organizmov odohrávajú v priebehu času. A práve tieto zmeny sa postupne začali označovať termínom „evolúcia“.

O aké typy zmien ide?

Všetko na Zemi akoby bolo v ustavičnom pohybe. Ide o vrcholne pravidelné zmeny. Pravidelnou cyklickou zmenou je napríklad striedanie dňa a noci, spôsobené rotáciou Zeme. Poznáme tiež zmeny hladiny mora pri prílive a odlive, spôsobené fázami Mesiaca. Ešte väčší dosah majú sezónne zmeny vyvolané ročným pohybom Zeme okolo Slnka. Iné zmeny sú nepravidelné, napríklad pohyb tektonických dosiek, striedanie tuhej a miernej zimy v jednotlivých rokoch alebo neperiodické zmeny podnebia (El Niño, obdobia zaľadnenia), či obdobia rozkvetu ekonomiky v určitej krajine. Nepravidelné zmeny sa zväčša nedajú predpovedať, pretože sú dôsledkom rozmanitých stochastických procesov.

Napriek tomu existuje zmena určitého druhu, ktorá zrejme prebieha nepretržite a určitým smerom. Nazýva sa evolúcia. Názor, že svet nie je statický, ako to vyplývalo z mýtov o stvorení, ale že sa určite vyvíjal, sa po prvý raz objavil a rozšíril v 18. storočí. Postupne si ľudia uvedomili, že statická scala naturae by sa mohla premeniť na istý druh biologických pohyblivých schodov vedúcich od najnižších organizmov k čoraz vyspelejším, a napokon k človeku. Predpokladalo sa, že práve tak ako postupná zmena vo vývine jednotlivého organizmu vedie od oplodneného vajíčka k dospelému jedincovi, organický svet ako celok sa vyvíjal od najjednoduchších k čoraz zložitejším organizmom a vyvrcholením tohto vývoja bol človek. Prvým autorom, ktorý sformuloval túto myšlienku zreteľne a detailne, bol francúzsky prírodovedec Lamarck. Dokonca ako jediný prevzal slovo evolúcia, ktoré Charles Bonnet pôvodne použil na označenie vývinu vajíčka – Lamarck ho aplikoval na vývoj celého živočíšneho sveta. Môžeme povedať, že podstatou evolúcie je zmena od jednoduchého k zložitému a od nižšieho k vyššiemu. Evolúcia skutočne znamenala zmenu, ale zrejme zmenu určitým smerom, konkrétne smerom k čoraz väčšej dokonalosti, ako sa svojho času hovorilo, nie však cyklickú zmenu podobnú ročným obdobiam, ani nepravidelnú zmenu ponášajúcu sa na zaľadnenia či na zmeny počasia.

Ale čo je príčinou tejto nepretržitej zmeny organického sveta?

O tejto otázke sa spočiatku veľa polemizovalo, hoci už Darwin poznal na ňu odpoveď. V období evolučnej syntézy sa napokon dosiahla zhoda: „Evolúcia je zmena vlastností populácií organizmov v priebehu času.“ Inými slovami, tzv. jednotkou evolúcie je populácia. Určitú úlohu majú aj gény, jedinci či druhy, ale pre organickú evolúciu sú charakteristické práve zmeny populácií.

Niekedy sa tvrdí, že evolúcia vedúca k väčšiemu usporiadaniu je v rozpore s fyzikálnym „zákonom entropie“, podľa ktorého by dôsledkom evolučných zmien mal byť nárast neusporiadanosti. V skutočnosti tu však neexistuje nijaký rozpor, pretože zákon entropie platí iba v uzavretých sústavách, kým evolúcia jednotlivých druhov organizmov prebieha v otvorenom systéme. V ňom sa entropia organizmov môže znižovať na úkor okolia, no a nepretržitý prísun energie zabezpečuje Slnko.

V druhej polovici 18. storočia a v prvej polovici 19. storočia sa evolučné myslenie udomácnilo nielen v biológii, ale aj v lingvistike, filozofii, sociológii, ekonomike a iných odvetviach poznania. Napriek tomu vo vede ako celku ešte dlho zostávalo menšinovým názorom. Skutočný posun od viery v statický pohľad na svet k evolucionizmu spôsobila dramatická udalosť z 24. novembra 1859 – uverejnenie knihy Charlesa Darwina O pôvode druhov.

---

Darwin a darvinizmus

Spomínaná udalosť znamenala hádam najväčšiu intelektuálnu revolúciu, akú kedy ľudstvo zažilo. Spochybnila nielen vieru v nemennosť (a krátku existenciu) sveta, ale tiež príčinu pozoruhodnej prispôsobenosti organizmov. Najväčšmi však otriasla predstavou o výnimočnom postavení človeka v živočíšnej ríši. Darwin šiel oveľa ďalej: nielenže postuloval existenciu evolúcie (a preložil presvedčivý dôkaz), ale ponúkol také jej vysvetlenie, v ktorom sa neodvolával na nijaké nadprirodzené mocnosti, ani sily. Evolúciu vysvetlil prirodzeným spôsobom – pomocou javov a procesov, ktoré každý môže deň čo deň pozorovať v prírode. Navyše ako dodatok k evolučnej teórii ako takej navrhol štyri teórie vysvetľujúce, prečo evolúcia vôbec existuje a ako prebieha. Nečudo, že kniha O pôvode druhov spôsobila veľký rozruch a prakticky spôsobila sekularizáciu vedy.

Charles Darwin sa narodil 12. februára 1809 ako druhý syn lekára pôsobiaceho v malom mestečku na anglickom vidieku. Od chlapčenských rokov bol horlivým prírodovedcom s vášnivým zaujatím pre chrobáky. Na otcovo želanie istý čas študoval v Edinburgu medicínu. Zo štúdia, najmä z operácií, mal však takú hrôzu, že z fakulty zakrátko odišiel. Rodina preto rozhodla, že by sa mal stať kňazom. Zdalo sa, že mladý prírodovedec takto dostane dokonalé prírodovedné vzdelanie, pretože v tých časoch boli skoro všetci poprední prírodovedci vysvätení duchovní. Hoci Darwin svedomito čítal všetky predpísané klasické i teologické texty, v skutočnosti sa sústredene venoval prírodovede. Po skončení štúdia na Crist College na Cambridgeskej univerzite dostal vďaka jednému svojmu učiteľovi z Cambridgea ponuku, aby sa pripojil k posádke istej výskumnej lode vojenského námorníctva. Loď Jej Veličenstva Beagle (Poľovnícky pes) mala preskúmať a zmapovať pobrežie Južnej Ameriky s osobitným zreteľom na prístavy.

Loď Beagle vyplávala z Anglicka koncom decembra 1831. Počas päťročnej plavby Darwin býval v jednej kajute s veliteľom lode kapitánom Robertom Fitzroyom. Kým posádka mapovala východné pobrežie Patagónie, Magalhãesov prieliv, časti západného pobrežia a priľahlé ostrovy, Darwinovi sa naskytlo veľa príležitostí preskúmať pevninu i biotu ostrovov. Počas plavby zhromaždil pozoruhodnú prírodovednú zbierku. Ešte dôležitejšie však bolo, že si po celý čas kládol veľa otázok o histórii krajiny, jej faune i flóre. Vďaka tomu sa mu v hlave zrodili myšlienky o evolúcii.

Keď sa v októbri 1836 Darwin vrátil do Anglicka, všetok čas venoval vedeckému štúdiu svojej zbierky a uverejňoval vedecké články. Spočiatku publikoval predovšetkým svoje geologické poznatky. O niekoľko rokov neskôr sa oženil so sesternicou Emmou, dcérou slávneho hrnčiara Wedgwooda, kúpil si dom neďaleko Londýna (Down House) a žil tam až do svojej smrti. Práve v Down House napísal všetky svoje významnejšie články a knihy.

Čomu Darwin vďačí za to, že sa stal takým významným vedcom a duchovným novátorom? Bol jedinečným pozorovateľom, obdareným neprekonateľnou zvedavosťou. Nikdy nič nebral ako hotovú vec, ale vždy si kládol otázku, prečo a ako. Prečo sa ostrovná fauna tak veľmi líši od živočíšstva žijúceho na blízkej pevnine? Ako vznikli jednotlivé druhy? Prečo sú patagónske skameneliny v zásade také podobné patagónskej živočíšnej biote? Prečo na každom ostrove súostrovia prevažuje jeden charakteristický druh, a pritom sa všetky ostatné ponášajú na seba oveľa väčšmi ako na príbuzné druhy žijúce na vzdialenejšom území? Práve schopnosť všímať si zaujímavé fakty a klásť primerané otázky vedcovi umožnila, aby urobil toľko vedeckých objavov a rozvinul toľko originálnych koncepcií.

Darwin tiež jasne chápal, že evolúcia má dva aspekty. Jedným je „vzostupný“ pohyb fyletickej línie, postupná zmena pôvodného stavu (súboru znakov) a vznik odvodeného stavu. Ten sa nazýva anagenéza. Druhý aspekt spočíva v štiepení evolučných línií, alebo, ak to chápeme v širších súvislostiach, vo vzniku nových vývojových vetiev fylogenetického stromu. Tento proces sa nazýva kladogenéza. Vždy sa začína vznikom druhu, ale keď sa nová vetva (súbor príbuzných druhov) postupne čoraz viac odchyľuje od pôvodného typu, môže sa časom stať významnou vetvou fylogenetického stromu. Štúdium kladogenézy je najvýznamnejším odvetvím výskumu makroevolúcie. Anagenéza a kladogenéza sú vo veľkej miere nezávislé procesy (Mayr 1991).

Už v šesťdesiatych rokoch 19. storočia erudovaní biológovia a geológovia prijali evolúciu ako fakt. Napriek tomu Darwinove vysvetlenia, prečo evolúcia vzniká a ako prebieha, vyvolali odpor, ktorý trval veľmi dlho.

---

Vysvetlivky:

Lovejoy A. B. 1936. The Great Chain of Being (Veľký reťazec bytostí). Cambridge, Mass.: Harvard University Press.
Mayr, Ernst. 1991. Principles of Systematic Zoology (Princípy systematickej zoológie), rev. vyd. spolu s Petrom Ashlockom. New York: McGraw-Hill.