Foto: © palau83 / Dollar Photo Club

Vznik replikátorů z perzistorů

Na rozdíl od Dawkinse nepředpokládá Bourrat skokovou přeměnu perzistorů na minimální replikátory.

Jak jsme viděli v kapitole Přežití stabilnějších, podle Dawkinse (2003, str. 22–28) třídění z hlediska statické stability přímo předcházelo přirozenému výběru. „První formou přírodního výběru byl výběr stabilních struktur a zamítnutí nestabilních. Není v tom žádná záhada. Stalo se to zákonitě.“ (Dawkins 2003, str. 23). Stále stabilnější organické látky, základní stavební kameny živých organismů, se podle Dawkinse za podmínek rané Země samovolně hromadily a postupně reagovaly v různorodou směs komplexních organických makromolekul.

Některé z těchto molekul začaly vykazovat schopnost kopírování sebe sama. Nejčastěji se v tomto ohledu spekuluje o krátkých řetězcích RNA, neboť tato molekula dokáže v pořadí svých bazí skladovat informaci a zároveň ve formě tzv. ribozymů katalyzuje chemické reakce (nejznámějším ribozymem je RNA část dnešních ribozomů, s jejichž pomocí dochází k překladu mRNA již dříve přepsané z DNA do proteinů). Čistě teoreticky by tak určité molekuly RNA mohly katalyzovat i vlastní sestavování z menších částí. Kopírování prvních replikátorů nemuselo být příliš přesné. Pokud však během svého „života“ dokázaly v průměru vytvořit více než jednu svou kopii schopnou replikace a nehromadily nadproporčně velké množství chyb degradujících jejich fungování (tj. vykazovaly alespoň minimální evolvabilitu, viz
kapitola Podmínky biologické evoluce), mohl v jejich populacích začít probíhat přirozený výběr. Předmětem třídění se rázem kromě prosté statické stability molekul stala i rychlost a přesnost jejich kopírování.
První entity schopné relativně přesně zkopírovat sebe sama a potenciálně tak podléhat přirozenému výběru, tj. první replikátory, se tedy podle Dawkinse vyvinuly z entit, které se vyznačovaly pouze výraznou stabilitou, perzistencí. Z těchto předpokladů vychází teorie vzniku života zvaná hypotéza RNA světa, o které se čtenář může více dozvědět jinde (viz např. Flegr 2005, str. 194–200, Markoš a Hajnal
2007, Markoš 2016).
Pierrick Bourrat (2014) zmiňuje několik autorů, kteří formulovali podobné myšlenky. Přerod perzsitorů, tj. entit tříděných čistě na základě statické stability, v replikátory naznačený Dawkinsem však detailně namodeloval a z teoretického hlediska prozkoumal až on sám (Bourrat 2014). Výsledky jsou fascinující. Bourrat například v sérii počítačových modelů demonstroval, že dědičnost a reprodukce, tj. schopnost množení, nepředstavují základní předpoklady biologické evoluce, ale může jít de facto o jedny z prvních adaptací – byť se, pravda, jedná o mimořádně důležité vlastnosti potřebné k nastartování kumulativního (Bourratovými slovy „paradigmatického“) přirozeného výběru schopného vytvářet komplexní účelná přizpůsobení.
Na rozdíl od Dawkinse nepředpokládá Bourrat vysoce nepravděpodobnou a v zásadě náhodnou skokovou přeměnu perzistorů na minimální replikátory. Ve skutečnosti si podle něj můžeme představit několik mezikroků. Prvním a docela samozřejmým krokem byla alespoň dočasná přítomnost různorodých entit, například komplexních organických molekul, a průběžné vznikání jejich nových typů. To je přirozenou vlastností komplexních chemických systémů. Dalším krokem na cestě ke vzniku replikátorů byl občasný vznik entit tvořících jiné komplexní entity – například úseků RNA katalyzujících občasné spojení několika bazí.
Dceřiné entity zpočátku nedědily žádné vlastnosti mateřských entit, a to ani schopnost vytvářet entity další. Podobná změna na první pohled moc nového nepřináší. Populace takovýchto entit však vykazují jako celek o něco vyšší životnost než populace jednoduchých perzistorů. Díky delšímu času na experimentování tak vzrostla pravděpodobnost náhodného vzniku takové entity, která vytvářela alespoň občas dceřiné entity podobné sobě samotné. Zásadní mezi nimi byly zejména takové entity, které alespoň občas vytvořily dceřiné entity s vlastností tvorby dalších dceřiných entit, tj. entity předávající s určitou náhodnou pravděpodobností samotnou schopnost třeba i pomalé a nepřesné reprodukce.
Populace obsahující takové entity již mohly za příhodných podmínek vydržet neomezeně dlouho, což je jednou ze základních podmínek fungování přirozeného výběru a jedním z největších rozdílů oproti systémům tříděným čistě z hlediska statické stability. Ještě v nich ale nemohlo docházet ke kumulativnímu přirozenému výběru. V jejich populacích ovšem měly výhodu entity předávající schopnost reprodukce s větší pravděpodobností a mezi nimi zase takové, které předávaly s co nejvyšší přesností také rychlost a přesnost svého množení. Jakmile v populaci zůstaly jen reprodukující se entity a přesnost předávání jejich vlastností překročila určitý práh, staly se příslušné entity opravdovými replikátory a jejich populace získaly schopnost podléhat kumulativnímu, paradigmatickému, přirozenému výběru s vysokou účinností přirozeného výběru. Na světlo se díky detailní Bourratově (2014) analýze dostalo několik nesamozřejmých skutečností. Jednak jde o samotný fakt, že evoluce replikátorů mohla probíhat v dílčích krocích. Každý další krok směrem k replikujícím se entitám byl přitom usnadněn tím předchozím. Na vyšších úrovních potom byly ve výhodě organismy účinněji podléhající působení přirozeného výběru. Specifické paměťové struktury (například DNA) a specializované postupy (například její kopírování) zajišťující přesné předávání vlastností tudíž mohou představovat klíčové adaptace prvních organismů, které jim poskytly evoluční výhodu v souboji s méně „darwinovskými“ entitami.
Další důležitou skutečností je potom objev intimního provázání fenoménů reprodukce a dědičnosti. Očividně se jedná spíše o dvě strany jedné mince než dvě samostatné vlastnosti podmiňující fungování přirozeného výběru. Obě přitom mohou představovat až relativně pozdní adaptace na cestě od perzistorů k replikátorům. Nejzákladnějšími podmínkami fungování přirozeného výběru jsou naopak třídění z hlediska stability a variabilita, tj. přítomnost a kontinuální vznikání různých variant mezi entitami tvořícími systém.

 

Tento text je úryvkem z knihy
Jan Toman: Evoluce3 – evoluční trendy, evolabilita a teorie zamrzlé evoluce
Academia 2020
O knize na stránkách vydavatele

obalka-knihy

vlk, autor: retron, zdroj: wikipedia, upraveno. licence obrázku: public domain

Knihy o vlcích: Arktický vlk

S tím, jak vlci dnes běhají málem v satelitech velkoměst, se z kuriózního tématu, strachu …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close