Vnitřní energie

To, že stav matky ovlivňuje vývoj dítěte je zákon, podle kterého se každý řídí už jen podvědomě. Nicméně nedávno studie odhalily, že vliv má i stav otce (hladina stresu, alkohol, dieta) - a vzhledem k tomu, že tělo si dává běžně velký pozor na to, aby své pohlavní chromozomy předalo do dalších generací bez přerušení (např. protirakovinnými mechanismy), odhaluje korelace podle výzkumníků záměrný vliv těla na genetickou informaci.

Podobné výsledky přinesla analýza zdravotního stavu tří generací novorozených Švédu, který v době vln neúrody způsobil také velké fluktuace v příjmu potravy. Ukázalo se, že děti narozené v době hladu „počítaly“ s nedostatkem potravy a jejich metabolismy se na to připravily nastřádávání více tukových zásob – údajně proto, že jejich rodiče dokázali ovlivnit DNA svých potomků. Nemusí jít však pouze o metabolické procesy – s obezitou silně koreluje také například zvýšená chuť k jídlu. Princip, na základě kterého to zvládli stále není zcela objasněn, nicméně dosud znamé mechanismy jsou např. genomický imprinting (viz Q43) a methylace DNA – přepínání stavu některých genových značek tak, aby působili pouze, když je to potřeba (také Q42).

V přírodě by mohl tento efekt sloužit jako ochrana před výchylkami v klimatu, které by prakticky mohli dokonale adaptované organismy snadno vymýtit.

Vůbec genové značky (např. histony – občasné „shluky“ DNA, které dokáží polymerázu „vyhodit“ z funkce čtení DNA) slouží k tomu, aby se v genomu neovladatelně nehromadila zbytečná DNA (Q42).

Některé adaptivní pravěké mutace se ale naopak vlivem správných podmínek mohou expresovat do plné podoby.

Tyto studie předznamenávají vskutku široké filosofické důsledky:  Jednak že váš zdravotní stav už není pouze vaší věcí a to, co vnímáme (např. míra výbušnosti, chuť k jídlu) mohou do určité míry předznamenat již volby našich rodičů. Pak je to široká debata o tom, kdo je mezi všemi těmi genetickými faktory člověk a jak by mělo „vylepšování“ probíhat - biologové říkají, že vracíme k Lamarckovi a evoluce odkrývá úplně nový princip vývoje. A pak nám celá věc dává nahlédnout do neuvěřitelné komplexity spojitosti mezi naší psychikou a tělesnou schránkou.

Konkurence

Kompetice nebo konkurence má v biologii prakticky stejný význam jako v ekonomii či sociologii: Málo zdrojů a mnoho zájemců znamená pro populaci v každém případě výběr.

Když se už objeví úspěšná mutace, bude se šířit exponenciálně, dokud neobsadí všechna místa, kde prosperuje. Z toho důvodu jsou limitujícím faktorem většiny druhů mimo varietu jiných také zdroje prostředí.

V evoluci se rozlišuje dvojí kompetice (byť může mnohdy splývat do jednoho selekčního tlaku). Jednak je to kompetice vnitrodruhová - vyšší žirafy stihnou rychleji vyžrat akáty, silnější jeleni vyhrají souboj a samečky je budou preferovat, jedinci imunnější vůči parazitům nutí parazity usednout na jiného hostitele, druhak je to kompetice mezidruhová - o to, který druh nejlépe uteče predátorům nebo efektivněji vyčerpá potenciál prostředí - ať už kalorie, specifické látky či skuliny pro hnízdo.
Vnitrodruhová, stejně jako mezidruhová kompetice, reflektuje všechny výhody, které výhodná evoluční adaptace přináší, pokud ale například bude výhodnější krást svým souputníkům, půjde částečně i proti ní. Pokud stromy rostou stále výš, aby zastínili své druhy (spíše než oni je), nemusíme se naštěstí bát, že by někdy byl selekční tlak tak velký, že je všechny postupně vyvrátí letní vichřice, protože se poptávka orientuje opět do nízkých forem (jako je borovice kleč), dostávají se do rizika, že budou snáze smeteni jednorázovou katastrofou.
Ano, nemusíme se bát (dlouhodobého vlivu) letních bouří, pokud se kompetice jednoduše řídí zákonem "silnější vyhrává" (jako v předchozím příkladě - tkz. soubojová kompetice). U tkz. soutěživé kompetice je "výherce" a "poražený" jednoznačně určený bojem o teritoria či samičky. Tady se bude populace držet na konstantní hodnotě, jak se budou samičky a teritoria dorovnávat - celkově však stabilitu maximálně rozhodí: Pokud v zápase vyhrají pouze samci s "nadměrnými rohy", celkově může populace klidně vyhynout.

Mezidruhová kompetice začne fungovat, kdykoli se dva druhy dostanou do ekologického vztahu (symbiózy, parazitismu...) a na rozdíl od vnitrodruhové, kde se vaše poctivě vyšlechtěné mutace ihned rozšíří do celého genofondu populace, otevře dveře řadě účelných adaptací.

Ne vždy ale jen tak ledajaká adaptace stačí. Zákon konkurenčního vyloučení říká, že pokud dva druhy využívají po nějakou dobu stejnou niku, musí horší z nich časem vlivem stále se zmenšující populace svou niku buďto změnit, nebo vyhynout. Vzhledem k tomu, že z evoluční perspektivy je doba, kdy se budou dva konkurenti setkávat poměrně krátká, jev nepůsobí jako vyhlazovač rozdílů, ale je naopak jedním z hlavních motorů speciace (speciace sympatrické). V důsledku toho nevládnou životu na Zemi extrémofilové (jako ryby a jehličnany s protimrazovými látkami v míze a krvi), stačí totiž malý rozdíl (jako energie vydaná na sbírání takových látek), aby konkurence "pojistné" mechanismy rychle vyřadila. Ve finále jsou všechny druhy vlastně extrémofilové na své vlastní nice.

Populační exploze

Začátečníkům: Jak fungují geny

V lidském genomu jsou geny, které v těle hrají roli uchyceny na DNA mezi mnoha nesmyslnými informacemi. Geny tělo zpracovává tak, že na určitém místě sedí tkz. polymeráza a ze přečtených informací vyrábí proteiny, co pak posílá z jádra dál do buňky okolnostem napospas. Určitý sled "písmen" genetického kódu dokáže polymerázu nahodit na jeden řetězec DNA, tak aby vyráběla proteiny pouze ze smysluplných genů - tyto geny jsou tkz. "expresované" exony a díky nim lze určit "kolik genů má člověk". Proteiny, co vypadnou z kanálků jádra můžou buď nějak změnit prostředí buňky (i samotnou výrobu proteinů).

Přestože dynamické změny tvoří významnou součást evoluční historie, většinu evoluce se v generacích pouze proměnily počty a míry exprese určitých genů. Rozdíl je zřejmý: Na oba typy evoluce (takzvaných kvantitativních (počet prstů) i kvalitativních (barva očí) znaků) je potřeba specifické mutace, ale kvantitativní se dosahuje mnohem snáz: V populaci jednoduše vynikají jedinci, co si zrovna nějaký gen nedopatřením nakopírovali vícekrát třeba i špatně zkombinovanými geny od rodičů. V případě kvalitativních znaků ale statistická úspěšnost jedinců s podobným genomem nefunguje a vyvinutý gen se musí šířit jediným jedincem.

Tento proces má jednu velkou nevýhodu: informační náročnost. To jednak obnáší fůry práce s mechanismy buněčného dělení, pak je tu ale ještě ten problém, že vyzdvihujeme genetický drift. Genetický drift je v evoluci jiné slovo pro náhodu, označuje zkrátka "vedlejší účinky" rozšíření určitého znaku.

Ilustrovat jeho nevýhody si můžeme třeba na evoluci sexuality: Pokud si samice začnou vybírat silnější samce, mohou tím svým potomkům pomoci, ale zároveň tím třeba časem mohou nechtěně rozšířit samce, kteří dokážou vypadat, jako silní. Obecně se pak také složitým procesem slučování pohlavních buněk mohou diskvalifikovat jedinci, kteří by jinak (jako nepohlavní bakterie) zaručeně uspěli - statisticky zkrátka zadáváme další podmínky našemu selekčnímu spektru. Tím pádem to kupodivu může pro organismus nakonec dopadnout, paradoxně, ještě hůř (dostane se do evoluční pasti). Každá mutace může způsobit lavinu jiných procesů - evoluční biolog Jaroslav Flegr z tohoto důvodu odůvodňuje evoluci komplexity života jako hromadění stále nových záplat na záplatu.
Zároveň s výhodnými geny se do populace dostávají velmi snadno geny lehce nevýhodné - pokud jsou určitým způsobem nutné pro to, aby se protěžovaný gen dědil - nebo jednoduše sedí na DNA blízko něho, takže těží z toho, že v populaci prosperuje jeho chromosom, chromatida, lokus. Mezi geny se tak snadno tvoří komplexní závislosti, které často omezují evoluci druhu.
Jakmile populace tkz. "projde hrdlem lahve" (radikálně se zmenší - třeba při kolonizaci nového ostrova), věci se začnou měnit. Mutace se v populaci jen tak "nerozplynou", ale hlavně, populace má možnost mutace v populaci rychle fixovat. Taková situace nastane, pokud už gen sdílejí všichni v populaci.
Zpracování mutací genetického kódu naneštěstí funguje tak, že by bylo velmi obtížné se nějakého genu zbavit - to ale druhům může dát výhodu z dlouhodobé perspektivy. V genech si tak stále neseme staré postupy výroby genů, které používali naši evoluční předci (viz ontogenetický vývoj Q31) a adaptace na staré podmínky a již neexistující viry a mnohdy jsou pravděpodobně schované v neexpresované DNA. Toho můžeme využít v nově objevených principech jako evo-devo a epigenetika (viz Q44).

Jak tvrdí Q40, paleontologové občas využívají počtu mutací v DNA k tomu, aby porovnali stáří určité fosílie - k tomu je ovšem zapotřebí předpokládat, že mutageneze probíhá vždycky stejně rychle. Mezi tisíci geny není ani problém, že by některé fosílie měly větší "štěstí" na mutace, ale na organismy působí spousta vlivů, co může mutagenezi ovlivnit. Nejznámějšími z nich jsou karcinogeny jako kouření nebo obezita, které různými cestami vedou ke změnám, které vyřazují z funkce protirakovinné mechanismy. Mutageny jako silné záření nemusí být ani destruktivní (u světla ionizující), ale změnou prostředí v buňce mohou snadno ovlivnit i produkci genů.

Těla organismů s tím v mnoha případech počítají a mohou tak rychle reagovat na nové klima. Často k takovým dějům dochází úplně bez povšimnutí: Když se buňky stanou nebezpečnými nebo přestanou plnit funkci, dochází k "buněčné sebevraždě" ve prospěch organismu, když buňky stromů "dřevnatí" jejich množení se zastavuje a stěny se začínají naplňovat ligninem.

Ve výjimečných případech ale může zřejmě buňka vyloženě počítat s tím, že si nějakou mutaci vyvine. Naznačují to bakterie, které si v období "hladu" vyvinou rezistentní mutace výrazně rychleji, než kolik lze spočítat jako standardní chybovost mitózou a meiózou. U E. Coli bylo zpozorováno, že DNA-polymeráza začne ignorovat protirakovinné mechanismy a tím jednoduše vymění risk zhoubného nádoru za jistou zhoubu spojenou s rychlou změnou podmínek.
Svým způsobem ale organismy počítají se vznikem výhodných mutací i v mnohem každodennějších situacích. Vlastně vůbec za evolucí pohlavních organismů stojí zřejmě z valné části možnost setřást genetickou chorobu nebo virus a zároveň, díky stálému míchání genetického kódu, k rychlejší adaptaci na nové prostředí.
Toho využívají i samosprašné rostliny: Když se pyl přesune z květu na květ, sázejí na to, že jak se dělila buňka za buňkou ve stonku, vzniklo dost mutací na to, aby byly schopné si vyvinout rezistenci proti parazitům.
Přes miliony let evoluce tak stále lidé s bramborami sdílí jednu motivaci k rozmnožování.

Dívčí válka

Dnes bude řeč o největším poli pro teorii her v evoluci: válku pohlaví.

Z hlediska evoluce je pro skupinu samozřejmě nejvýhodnější dělat všechno pro skupinu. Skupinový výběr je ale velice, velice pomalý a dosud jen málo pozorovaný proces a jednoduše nepůsobí dost dlouho na to, aby "sobce" od rozšíření v populaci uchránil.
Pokud koevoluce několika druhů, které sdílejí stejný omezený zdroj spustí řetězovou reakci dalších a dalších komplexních adaptací (a adaptací na adaptace), jedná se o evoluční závod ve zbrojení. Obyčejně jde o kompetici mezi predátorem a kořistí, soupeřit o uchování do dalších generací mohou i třeba samostatné geny.
Takový případ nastává i v případě války pohlaví - samci i samice zbrojí pro "sobecké" rozšíření osobního genofondu - takže i když stále jen působí evoluce, znaky, které vznikají budou pro skupinu pravděpodobně spíše škodlivé. Dokud se samci i samice pečlivě starají o své potomky, geny víceméně žijí ve vzájemné symbióze, kdy je rozšíření jedněch klíčové i pro rozšíření druhých. Existuje ale několik výjimek.
Tkz. syndrom Popelky popisuje chování mnohých samců, kteří zjistí, že potomci, které porodila jejich partnerka mají jiného otce. Někteří otci své potomky zahubí a využijí alespoň živiny, někteří levobočka pouze ignorují - princip je ale zřejmý: Nemá cenu, aby samec investoval do cizích potomků - nejenomže tím plýtvá potravu i energii, zároveň pomáhá rozšíření konkurenčních genů.
Dalším projevem války pohlaví jsou různé intriky v pohlavním výběru (rodičovský konflikt). Ten je zodpovědný za typické rozložení "moci" u jednotlivých pohlaví u monogamních druhů, kdy si samička pečlivě vybírá ze zástupu nápadníků, který s ní bude nejvěrněji opečovávat potomstvo, zatímco samci si libují v záletech k cizím samicím (doslova tajné noční zálety byly objevené i u ptáků). Samice si vyvinuli například mnoho mechanismů, jak rozpoznat silného, plodného samce (od analýzy látek z feromonů po evoluci samčích zápasů). Zároveň s tím však umožnily evoluci takových samců, kteří silné a plodné samce dokážou napodobovat (viz Q36) - třeba výraznými sekundárními pohlavními znaky. Příkladem mohou být kachny, kachny, které "uvězní" kačeří genitálie při populaci, a tak jim znemoční opětovné páření.
Třetím (byť zdaleka ne posledním) efektem je konflikt mezi rodičem a potomkem. Jde o to, že mládě se z hlediska rozšíření svých genů snaží vydobýt od matky co nejvíce potravy, zatímco matka se snaží všem svým potomkům rozdávat rovnoměrně. Za fenoménem stojí komplexní genetické souboje, mezi kterými pravděpodobně hraje roli i genomický imprinting (účelná úprava DNA organismem).
Na celé věci je ale zdaleka nejzajímavější to, jak jednoduše lze sledovat i na obyčejné lidské psychologii. Zdá se sice, že lidé již sice nezbrojí tak agresivně jako třeba štěnice a hypotézy reliktů syndromu Popelky zřejmě u lidí stojí na vratkých základech, na druhou stranu děti od brzkého věku uchopují roli svého pohlaví a podle dlouhodobých výzkumů muži vedou například v prostorové představivosti, naopak ženy lépe komunikují a dosahují vyšší sociální inteligence. Vůbec lidské sociální struktury od pradávna stojí na manželství. A pokud si ženy zvýrazňují rty nebo obočí, nejde o nic víc než o zvýrazňovaní sekundárních pohlavních znaků.