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.

Zub času

Myslím, že lidé si často neuvědomují, jak těžké je zjistit historii nějakého právě vykopaného předmětu jen podle jeho vnějšího vzhledu. Přestože prvky ve fosíliích jsou detekovatelné díky rozdílným frekvencím, které absorbují ze světelného spektra, jejich skutečné složení se mohlo změnit a složitější molekuly už nedestruktivní metody neodhalí. V principu potřebujeme zkrátka nějaký jev, který se ve vesmíru plynule kumuluje na porovnání stáří.

Tahle znalost je klíčová pro správný pohled na historii evoluce. A přestože lidé nacházeli kosti dinosaurů po celém světě; uniformitarianismus, čili myšlenka, že vývoj probíhal vždycky, až do dnes, stejně rychle, přišla až v 19. století (starší jsou například teorie katastrofismu, podle kterých byly staré organismy "tvory minulé éry", které zahubil předchozí konec světa). Před tímto bodem ale zřejmě stáli za mnohými mýty, aztékové je stavěli v posvátných chrámech a v Číně jejich kosti drtili na léčebné polévky. Metoda tkz. molekulárních hodin umožňuje tempo evoluce určovat podle počtu mutací za čas - který se odhaduje pro všechny druhy jako konstantní. V tom je problém nejen pro "plastické" bakterie, pro které jsou mutace v jejich milionovém množství výhodné, ale také v samotné ekologií. Jevy se hromadí i třeba v letokruzích nebo v kostních vrstvách některých korýšů (nejstarší v Čínském moři byly až 600 let staré), díky dlouhé generační době si tak mohou "pamatovat" stovky let staré klimatické podmínky (pokud se množí stále, jejich potomci si mohou "vybrat" nejlepší dobu) Životní strategií slona a myši ale nejsou natolik odlišné - zatímco myš se musí každý rok posunout trochu směrem ke měnícímu se klimatu, u slonů bude selekce silnější a stálejší, takže se ve výsledku budou ve fosilním záznamu měnit rychleji.

A uhlík sice vyzařuje v omezených kvantech energie, ale pokud se například změní atmosférické podmínky, koncentrace se může změnit mimo limity rozpoznání standardní odchylky. Také nemáme mnoho údajů o organismech bez tvrdých kostí.

Aby se totiž fosílie uchovala do dnešních časů, musela být ihned po smrti živočicha přikryta vrstvou popela a zalita magmatem nebo pískem pohybující se pravěké řeky, zmražena nebo usazena ve vápničité propadlině a pak zde zůstat pohřbená 100 milionů let. Jinak totiž byly zkameněliny rozloženy reducenty a vnitřními bakteriemi nebo znehodnoceny fyzikálními a chemickými procesy jako je rozpouštění, rozpad vazeb a mechanické narušování větrem, vlnami nebo ultrafialovým zářením, tak jako všechno, co dnes upustíme na zem. V roce 2006 bylo z diverzity druhů, které byly dosud nalezeny statisticky odhadnuto, že 527 dosud nalezených druhů bylo 28 procent existujících dinosaurů.

Na druhou stranu, živočichové historie zanechali mnoho otisků na tváři Země a z fosilního záznamu se velmi snadno odvodí jejich geografické rozložení v historii, srovnání stáří a rychlost vývoje podle usazených sedimentů. Jak dinosauři skutečně vypadali, jak se chovali nebo co jedli můžeme odhadovat jen obtížně. Ale například z nalezeného trusu, nedávno také (nejspíš) dinosauřího genomu s pigmenty některých dnešních ptáků nebo díky "přechodným článkům" (viz obrázek), není ani to nemožné. 

Hranolky

Pro evoluci života na Zemi je takřka typická evoluce po skocích. Po pěti velkých vymírání v historii přicházela renesance nových druhů. Nejde jenom o to, že když vymřely staré druhy, uvolnily se staré prestižní niky (nika [nyka] - souhrn prvků prostředí, u živočichů především zdroje potravy, u rostlin i třeba specifická kyselost, stínnost, teplota).
Jistě z části za to může taky ten fakt, že hlavní kroky evoluce řídí náhodné mutace, které se prostě pravděpodobněji vyskytnou jednou za čas. Ale jak si ukážeme níže, mutace často čekají, až jim evoluce dá příležitost.

Hlavní vinu na fenoménu má ale takzvaný frekvenčně závislý výběr. Pod tímto pojmem se skrývá jakákoli evoluce závislá na počtu jedinců toho druhu. Takže například pokud více vlků způsobí kolaps v počtu zajíců, vyzbyde potrava na menší procento vlků. Vzhledem k tomu, že všechny bohaté niky na Zemi byly v průběhu milionu let plně obsazeny a je o ně veden tvrdý konkurenční boj, je každý druh uvězněn ve frekvenčně závislém výběru se svými parazity, predátory i se samotným potenciálem svého prostředí.
Tady je třeba pochopit, že evoluce je v praxi mnohem komplexnejší, než pouhopouhý výběr vzpřímenějších a vzpřímenějších opic. Každý prvek, který třeba jen minimálně působí na druh může radikálně proměnit jeho formu. Veškeré znaky organismu jsou ve statistické závislosti na různých faktorech a evoluce tak působí v mnoha sférách a na mnoha úrovních na jednou.
Tohle také už rýsuje další příčinu skokové evoluce: Organismy jsou svírány mnoha tlaky různých faktorů a jejich počet je udržován v jakési balanci s okolním prostředím, dokud se podmínky prostředí nezmění - a právě to se děje při změně klimatu. Pak už jen například stačí, aby zvířata začala na nějakém místě migrovat a celý potravní řetězec se kaskádovitě hroutí a transformuje na nové niky.
Pokud spočítáte, kolik kalorií musí na své složité procesy vydat mozek, zjistíte, že takový orangutan by musel listy a ovoce jíst 24 hodin v kuse, aby výdej lidského mozku zajistil. Rod Homo se z této smyčky vymanil, když začal využívat oheň a počal potravu zpracovávat tak efektivně, jako žádný z živočichů. Právě po vynálezu ohně můžeme ve fosilním záznamu pozorovat zdaleka největší rozvoj mozku. Možná kdyby si lvi dokázali vařit, začali by v testech IQ dosahovat podobných výsledků - zkrátka silnému selekčnímu tlaku podle inteligence brání mnoho faktorů spojených s metabolismem.
Proto bylo navrženo, že by například pohlavní výběr (selekce nejkrásnějších samců vedená většinou samičkami) mohl vést ke zhoubě druhu, i když je to produkt evoluce. Takzvané evoluční pasti jednoduše "uměle" blokují jinak důležitější vlivy, pokud se v populaci rozšíří rychleji, než stihnout zase mizet.
Z pohledu teorie her lze pozorovat, jak frekvenčně závislá selekce vládne i v ekonomice. Pokud spočítáme, nakolik se jednotlivým aktérům vyplatí investovat do "protiútoku" kupříkladu ve hře jestřába a holubice, dojdeme k takzvané evolučně stabilní strategii - poměru počtu hráčů každého druhu (jestřábů a holubic), ke kterému se bude nutně situace stále více stáčet. Třeba pokud by podvodník každého na trhu v rámci obchodu okradl, může prosperovat. Nicméně čím víc podvodníků bude, tím méně se budou moci na poctivcích přiživovat a postupně budou někteří z nich muset přejít zpátky na samoživnost. K tomuto poměru příroda vždy přirozeně směřuje. Tato teorie je mnohem elegantnější vysvětlení evoluce altruismu a sobectví, než jakou je skupinový výběr a patrně i naše evoluce byla tímto mechanismem značně tvarována.

Zákon džungle

Přirozený výběr není ve své podstatě nic jiného, než zákon džungle - silnější vyhrává, ať už silnější z kmene nebo silnější druh. S tímhle pojetím měli ranní evoluční biologové obtíže vysvětlit jevy jako altruismus - je přeci nemyslitelné, aby se zvíře dobrovolně vzdávalo vlastních zdrojů na úkor kompetice - jenže právě tady se dostáváme k samotnému srdci morálky: Nejde jenom o to, že "ty pomůžeš mě a já pomůžu tobě". Rozsáhlé sociální sítě stavějí tento princip ještě do mnohem vyšší vrstvy - pokud totiž všichni udělají maximum pro všechny (skupinu), skupina na tom vydělá ze všeho nejvíc.

Je to onen markantní rozdíl mezi lidmi a šimpanzi: Pokud šimpanze a člověka umístíte na opuštěný ostrov, po měsíci  zřejmě bude v lese lépe přežívat šimpanz, zvyklý na život ve volné přírodě. Pokud ale na ostrov pošlete 100 lidí a 100 šimpanzů, je jisté, že lidé spoluprácí vybudují stabilnější strukturu, a tudíž přežijí spíše.

Tento jev je sice prachsprostou symbiózou, rozdíl je však v tom, že je maximalizována až do "přátelství na život a na smrt" - něco z pohledu lidského hédonismu nepochopitelného. Opusťme ale představu, že takové přátelství se muselo vyvinout na úrovni druhu (spoluprácechtivější skupiny přežily), je to opět důsledek dlouhého a plynulého vývoje. A to platí i pro jinou mimořádně soudržnou strukturu: tělo.

Podle současných znalostí vznikly mutualistické vztahy docela jiným způsobem. Vůbec první symbióza patrně stála za vznikem metabolismu když pravěká buňka pozřela pravěkou mitochondrii - dodnes se proto zřejmě dědí jednoduše dělením od buněk matky.

Jakmile spolu jednotlivé buňky, rozdělené z jednoho předka, začnou spolupracovat, vznikne skutečný mnohobuněčný organismus. Některé kolonie bakterií jsou dosud napůl cesty mezi jednobuněčností a mnohobuněčností: ale můžeme u nich pozorovat již specializaci na různé činnosti.

Mezi dvěma mnohobuněčnými organismy už je vznik symbiózy složitější, ale stále často není potřeba, aby si naráz oba druhy vyvinuly altruismus k tomu druhému. Při evoluci mykorhizy či nitrifikačních a denitrifikačních bakterií jsou látky, které si organismy vzájemně poskytují pouze jejich vedlejšími produkty a z pohledu miliónů let mohou být pro daný biom přímo nutné k přežití (viz Teorie Gaia: Q12). Pokud například stromy začaly profitovat z toho, že jim hmyz mimochodem pomáhá pojídáním nektaru, začnou se vyvíjet znaky, které hmyz přilákají ke zdroji pylu - v nejkurióznejších případech třeba vývin části květu orchideji, který docela věrně napodobuje samičku čmeláka, kterou se samci při návštěvy květu pokouší oplodnit.

Valná část evoluce totiž není postup směrem k lepšímu využívání zdrojů - například stromy se stále zvětšují (i když tempo evoluce stále klesá) jednoduše protože když jsou trochu vyšší, než jejich sousedi, budou přijímat více světla.

Jako příklad evoluce symbiózy se často uvádí takzvaný efekt vzácného nepřítele: Pokud si dva druhy vymezí (ustálí) svá teritoria, přestanou k sobě být tak agresivní. Ani tady nemusí nastat moment, kdy se v obou druzích naráz probudí altruismus - na problém se můžeme dívat jednoduše jako na vězňovo dilema, kde, jak známo, je nejúspěšnější reciproční altruismus. Stačí, aby tento mechanismus proběhl rychleji, než konkurenční vyloučení (viz Q42).
Je ale možné, například, že některé znaky se vyvinuly pouze, aby živočichové pomohly svým druhům s podobnou genetickou výbavou. Například pokud by si živočich vyvinul gen pro zelený vous a "pomáhání zelenovousatým", pravděpodobně se bude exponenciálně šířit. Ve chvíli, kdy tuto myšlenku poprvé Hamilton formuloval museli evoluční biologové také opustit původní model Darwinova výběru: Nejde totiž už o nejplodnější jedince, ale geny s největším potenciálem šíření. Takový výběr se nazývá runaway selection a spadá do něj kromě Sobeckého genu také "bitva pohlaví" nebo rodičovský výběr (viz Q43).

Kopem' za stejnej tým

V angličtině má evolution trochu širší význam a běžně lze slyšet tento výraz pro vývoj technologií (kladivo, jež dnes známe s jedním koncem na vytahování), společenských postojů (extrémistické jsou nestabilní), designu, médií nebo jazyků. A skutečně, mezi ryzím přirozeným výběrem a např. evolucí zvyků je velmi rozmazaná hranice, u zvířat totiž (bez jazykových prostředků viz Q34) musí být veškeré migrace, námluvní rituály nebo stavba přístřeší zakódovaná geneticky, takže nejen geny ovlivňují jejich zvyky, ale také výhodnost zvyků ovlivňuje budoucí zastoupení v genomu.

To souvisí s doposud velice kontroverzním tématem evoluční biologie, druhová selekci. Znamená princip, podle kterého pomáhání ostatním umožní zvyšování šance se v budoucnosti uchytit vašich vlastních genů. V tradičním pojetí by měla sestávat ze dvou mechanizmů:

1. Kin-selekce (příbuzní mají podobné geny, takže když jim pomáháte, šíříte podobný genom) a

2. Skupinový výběr – rodiny, kmeny nebo národy, které mají nejlepší zvyky, výchovu a techniky mají nejlepší šanci přežít.

Problémem kin-selekce je fakt, že populace živočichů jsou v drtivé většině faktorů prostředí svíráni frekvenčně závislou selekcí (o co je víc je vlků, o to jich bude v příští generaci více hladovět z nedostatku srn – a o co je víc srn, o to se budou „přebytky“ vlků udržovat). A často jsou takové limitující faktory důvodem, proč druhy dlouho zakrsnou v jedné fenotypické podobě. V důsledku toho působí na kmen mnohem větší kompetice v rámci kmene, než z pohledu rozšíření více (geneticky podobných) potomků. Odhaduje se ale, že kin-selekce úspěšně vládnout např. eusociálním včelám, které se rodí z jediné královny, takže jsou genetické rozdíly skutečně minimální.

A problémem skupinové selekce je samozřejmě čas. S méně vzorky (národy) je zkrátka velká pravděpodobnost, že některý z nich měl třeba štěstí na klima nebo snadno lovitelná zvířata (to je někdy uváděno jako důvod úspěchu evropských civilizací). Lépe však funguje na menších škálách – pokud přežívá lepší výchova, výuka lovu nebo zvyklosti.

Přes svou kontroverzi je však zatím jediným vysvětlením mnoha a mnoha zvyků, které „mimochodem“ slouží nějakému účelu – od amazonských „očkování“ včelím jedem, přes domy na stromech afrických kmenů, kde jsou časté povodně, až po spousta kombinací potravin, se kterými dnes vaříme, ale původně jejich příprava souvisela s konzervací či detoxikací.

Strhující destinace

Dá se předpokládat, že za 530 milionů let se život na Zemi promění stejně, jako se vyvinul před 530 miliony let s prvními strunatci. Tato doba není zanedbatelná ani z perspektivy vesmíru – samotný život existuje zhruba čtvrtinu doby života vesmíru. A přestože byste asi těžko přirozeně zařadili vorvaně a roztoče do stejné kategorie (zvířata), stále v principu sdílí většinu orgánových soustav. Nicméně i pokud bychom chtěli definovat, co hledáme na exoplanetách, máme více možností, než pouze porovnávat nálezy se zelenými mužíčky.

Jistě, definice života nám mohou dát dobrý odhad toho, co má život společného a jak funguje. Ale zatím zůstává skrytý komplexní termodynamický a informační model, který v posledních letech vědci počítají, včetně počítačových simulací, které vysvětlují fundamentální mechanismy za biologickou evolucí. Teoreticky tak lze vypočítat nejen to, jestli se mohl život v nějakých (méně horkých/více horkých) podmínkách vyvinout, ale také s jakou pravděpodobností se musel vyvinout, čistě jako organizovaný disipační systém uprostřed chaosu. Taková pravděpodobnost však není jedno jednoduché číslo, pokud se systém stane stabilní, je rázem mnohem větší šance, že třeba začne formovat dlouhé řetězce, než kdyby jsme pouze počítali pravděpodobnost výskytu několika milionů aminokyselin v potřebné kombinaci, aby vytvořili nějaký systém, který dokáže vyrobit sám sebe. Existuje mnoho modelů a ne vždy se vzájemně překrývají. Primární teorie je jasná: Jak už si všiml Aristoteles, ve vesmíru se hromadí stabilní systémy (všechno se snaží dostat do klidu). A statisticky vzrůstá entropie, jak tepelná (rozložení rychlých částic na ploše), tak informační (zanikání vzorů ústící v homogenní), takže částice se musí uchýlit buď do molekul, kde se pozitivní a negativní náboje a kinetická energie vyrovnají do jednotného (pravidelného) kmitání, nebo se rozpadnout na nejjednodušší části. Nejpravděpodobněji však bude energie rovnoměrně rozkládána.

Byly navržené modely, jak vůbec v první řadě život umožnil předávat genetickou informaci. Ještě před samotným objevením, čtyřpísmenného kódování DNA se zjistilo například, že v DNA musí existovat určité mechanizmy, které pomáhají vybírat z genomů některé geny, protože výsledky produkce některých proteinů by byly nesmyslné. Jiné například uvádí, že živé systémy jsou jednoduše malé homeostázní ostrůvky, obaly se specifickými podmínkami, ze kterých se pak vyvinuly veškeré seberegulující mechanizmy.

Dnes uvažované teorie zahrnují třeba takzvané „živé jíly“, teorii, která počátek vysvětluje pomocí jílů, které ve vhodném prostředí samovolně rostou a následně se dělí. Většina dnes uvažovaných teorií zahrnuje látky, které umožňují vznik komplexních struktur. I když rostou jíly, pouze vyrovnávají potenciál okolí, takže informačně spojené stabilní systémy s větší pravděpodobností umožní skrze složitější proces sebereplikace – vždyť i třeba vyrovnávání entropie na Zemi je jen podmnožinou vyrovnávání obrovského energického nepoměru Slunce a vakua kolem. Nicméně od komplexity (chaosu) k organizovanost, kterou vykazují živé systémy je ještě daleko.

V jednoduchosti

Krása a její vnímání z dálky vypadá, jako něco mimo dosah evoluce, a v mnohém možná opravdu je "vedlejším produktem", při bližším pohledu ale můžeme i zde vidět miliony let práce evolučních mechanismů.

Standardní vysvětlení evoluce vnímání krásy spočívá v pohlavním výběru. To znamená selekci takových jedinců, kteří se nejvíc líbí samicím. Pokud samice dokážou rozeznat mezi zdravé a silné samce od slabých a zchátralých, jejím potomkům se pravděpodobně bude dařit lépe. Ve výsledku vzniká koevoluce samců a samiček, jak se snaží jedni přelstít druhé a rozšířit se v populaci na úkor třeba skutečně silných jedinců. Ale o tom jindy.

Proto jsou ideály krásy blízko ideálům zdravého jedince - což od pravěku až do poloviny minulého století znamenalo kromě svalů a nepoškozeného těla také tukové zásoby. Třeba pro srny to znamená vznosné rohy nikoli proto, že by někdy sloužily k odhánění medvědů, ale proto, že jedinec, který si může dovolit celý rok nasbírat tak ohromné množství vápníku musí zřejmě dobře vyhledávat zdroje a pravděpodobně není napaden žádnými parazity. Sekundárně pak nabily funkce zbraně v námluvních bojích mezi samci. U dvoumetrového rohu narvalích samců zase zřejmě primárně hrála roli možnost provrtat se ledem na kyslík a sekundárně vznikl jako znak dobře živeného jedince.

Časté jsou také obrazce. Evoluce ornamentů je dlouhá a velice komplikovaná, protože jsou vnějším projevem skládání DNA rodičů, který se objevil na různých částech kůže potomka podle dominance toho kterého rodiče. Samice zřejmě podle ornamentů nějak dokáží poznat genetickou výbavu samce, ale jistě se to liší druh od druhu a proces má mnoho úrovní (např. pokud si vyvinou silnější samci levný způsob, jak dát svou zdatnost najevo, partnerky, které tento trik odhalí a budou si je vybírat, uspějí).

Další roli hraje fakt, že na barevné ornamenty skutečně reálně potřebujete více látek (zdrojů). Samice si také kupodivu někdy raději vyberou excentrického jedince, který v populaci vyniká. To může dát prostor vzniku rozsáhlých struktur - nejdříve byl "jiný" ten samec s červeným ocasem, ale když se v populaci začali objevovat pouze samci s červeným ocasem, "jiný" začal být ten s červeným ocasem a žlutou tečkou.
To může dát prostor vzniku rozsáhlých struktur - nejdříve byl "jiný" ten samec s červeným ocasem, ale když se v populaci začali objevovat pouze samci s červeným ocasem, "jiný" začal být ten s červeným ocasem a žlutou tečkou. Takže ve finále znaky na kůži zvířat nám řeknou více spíš o jich adresáti, všechny jsou totiž určené pro nějaké oko. Většina dravců zřejmě dokáže dobře rozpoznat žlutou a černou, takže se snadno naučí se jí vyhýbat, květy jsou zase barevné, kulaté a symetrické pro oka opylovačů. Barva na kůži je ale jen zlomek ze všech způsobů, jak zvíře může projevit svůj genom (feromony, chování, ptačí dialekty, námluvní rituály), barva se ale dá jednoduše pozorovat, rozumíme ji a sami ji používáme, takže bez problému rozeznáme "krásné" vzory (barevné květy) od nekrásných (výstražné u vosy).

Nicméně odhalit celou podstatu krásy u člověka je téměř nemožné. Naše oko je například velmi odlišné od klasické světločivné kamery i skládáním barev (třeba ženy mají o jeden čípek na vnímání červené víc a modrá s červenou by vůbec neměla dávat fialovou), jenže dosud nelze určit, jestli za to může krása. A je klidně možné, že stálým mícháním genů se vnímání krásy přizpůsobilo jakémusi náhodnému průměru, protože zde funguje autoelexe - pokud se rozšíří úspěšný samec, pravděpodobně jejich potomci budou také vnímat úspěšné samce podobně jako jejich babičky a prababičky.
Ukázalo se, že některé druhy amazonské láčkovky (masožravé) dokáží vábit mouchy díky vypouštění chemikálií, které zapáchají podobně, jako hnijící maso. Pokud to mouchy vnímají jako krásné, je krása intuici mnohem vzdálenější a záhadnější, než se může zdát.

S dostatečným vzorkem výpovědí ale ani krása není subjektivní hodnotou a odráží naši evoluční minulost - vezměme si v úvahu, že žádná nepříjemná scéna (násilná/patogenní/kde je hrozba) by za krásnou považována nebyla (možná s výjimkou adrenalinových sportů). Když ale byly prováděny výzkumy, které měly zjistit společné rysy představy příjemné krajiny po celém světě, model docela seděl pro africké savany se zvěří a příjemnou říčkou, tam, kde se měla poprvé projevit chůze po dvou a ztráta ocasu a srsti, pro počátek "moderního člověka" jak ho vnímáme dnes.