V roce 1988 v edici Kolumbus vyšla kniha Stephena Jaye Goulda "Pandin palec" s podtitulem "Malá tajemství evoluce". Světově uznávaný vědec tuto knihu sestavil z jednotlivých svých esejů o evoluční teorii, které psal od roku 1974 pro měsíčník Natural History do rubriky zvané "Z mého hlediska".

Tento článek je výběrem faktů, myšlenek a názorů tohoto vědce z jeho prvních tří esejů "Pandin palec", "Nesmyslná znamení historie?" a "Tuplovaná nesnáz".

Charles Darwin v roce 1859 vydal svůj spis "O původu druhů", kde popsal svoji teorii přírodního výběru. Teprve v roce 1871 se pokusil tuto teorii rozšířit i pro vývoj člověka svým spisem "O původu člověka".

V roce 1862 Charles Darwin napsal velice zvláštní spis "O rozličných způsobech, jimiž hmyz opyluje britské i cizozemské orchideje". Darwin často věnoval pozornost přírodovědeckým maličkostem a byl například autorem knihy o popínavých rostlinách a autorem pojednání o tvorbě humusu přičiněním žížal.

Každá z Darwinových knih sehrála svoji roli ve smysluplném plánu autorova celoživotního díla, protože dokládala existenci evoluce a jako její prvořadý mechanismus obhajovala přírodní výběr. Darwin proto nestudoval orchideje jen pro ně samotné. Svůj spis začíná závažným výchozím soudem, že ustavičné sebeoplozování není nejvýhodnější strategií dlouhodobého přežití, protože potomstvo v sobě nese pouze geny svého jediného rodiče. Celá populace pak není schopna vzdorovat změnám vnějších podmínek pomocí evoluční pružnosti. Proto se u rostlin, jejichž květy mají jak samčí tak samičí pohlavní orgány, objevují mechanismy pro zajištění křížového opylení. Darwin ukazuje, jak orchideje využívají různých triků sloužících k přilákání hmyzu. Ukazuje, jaká rafinovaná zařízení vznikla z obvyklých součástí běžných rostlin, které původně slouží k velice odlišným funkcím.

Stephen Jay Gould ve své sbírce esejí "Pandin palec" vyslovil názor, že kdyby Bůh chtěl vytvořit nádherný stroj, v němž by se zračila jeho moudrost i moc, nevybral by si soubor součástek určených k jiným účelům. Orchideje nejsou dílem ing. Pánaboha: jsou zflikovány ze sporé sady dostupných součástek. Musely se tedy vyvinout z obyčejných rostlin.

Běžné učebnice s oblibou dokládají evoluci na příkladech optimálního tvarového řešení, jako například když téměř dokonalé mimikry na pohled učiní z motýla suchý list anebo propůjčí chutnému druhu vzhled jeho prudce jedovatého příbuzného. Avšak ideální design není tím pravým trumfem v ruce obhájců evoluce, protože nahrává tvrzení o existenci všemohoucího Stvořitele. Důkazem evoluce jsou naopak ctnosti z nouze a pitoreskní řešení, tedy cesty, jimiž by se soudný Bůh neubíral ani náhodou, kterými se však přírodní přirozený vývoj, svazovaný okolnostmi, prodírá, jak může. Nikdo to nepochopil lépe než Charles Darwin. Ernst Mayr upozornil na to, jak Darwin při obraně evoluční teorie tvrdošíjně sahal po takových částech organismů a po takových zeměpisných rozšířeních, které vypadaly zcela nesmyslně.

Panda velká [Ailuropoda melanoleuca] je svérázný medvěd. Praví medvědi jsou nejvšežravějšími představiteli šelem, ale pandy se živí výhradně bambusem. Obývají husté bambusové porosty na náhorních planinách vysoko v horách západní Číny.

Jejich zvláštností je, že pandy drží bambusové stonky v tlapách mezi zjevně ohebným palcem a ostatními prsty. Přitom panda má, stejně jako ostatní medvědi, pět prstů a palec je tedy šestým prstem. V monografii D.Dwighta Davise o pandách lze nalézt odpověď.

Z anatomického hlediska pandin "palec" není žádným dalším prstem. Je vytvořen z radiální sezamské kůstky, která je normálně součástí zápěstí. U pandy tato kůstka zbytněla a protáhla se, takže svou délkou je téměř na úrovni záprstních kůstek skutečných prstů. Radiální sezamoid je na pandině přední tlapce překryt polštářkem a pod druhým dlaňovým polštářkem jsou ukryty články pěti prstů.

Pandin "palec" nedostal do výbavy jen kost, ale je obdařen i svalstvem, aby se mohl ohýbat. Toto svalstvo ovšem nevzniklo nově, stejně jako radiální sezamoid. Abduktor radiální sezamské kosti [abductor pollicis longus, pollicis = 2.pád od pollex = palec], tedy sval, který odtahuje falešný palec od ostatních prstů, se u jiných šelem upíná k prvnímu prstu, tedy skutečnému palci. Mezi radiální sezamskou kůstkou a pollexem se táhnou ještě další dva svaly, které přitahují sezamoidní palec k ostatním prstům.

Nabízí anatomie ostatních šelem klíč k záhadě zrodu tak neobvyklého uspořádání u pand? Davis upozorňuje, že medvědi a mývalové, příbuzné druhy pandy velké, hravě předčí ostatní šelmy v užívání předních končetin při manipulaci s požíranou potravou.

U většiny šelem se tytéž svaly, které pohybují radiální sezamskou kostí pand, upínají výhradně k bázi pollexu, tedy pravého palce. Avšak u běžných medvědů končí dlouhý abduktor dvěma šlachami, kdy jedna se upíná k palci jako u ostatních šelem a druhá k sezamské kosti. Dva zmíněné kratší svaly se u medvědů také upínají z části k sezamské kosti. Z toho Davis vyvozuje, že vznik funkčního nového prstu si nevyžádalo žádné podstatné zásahy do vývoje a zdá se, že celý řetězec změn v utváření svalstva je jen důsledkem zvětšení sezamské kůstky.

Sezamoidní palec pandy však představuje složitou soustavu utvořenou značným zbytněním kůstky a rozsáhlým přeskupením svalstva. Davis přesto trvá na tom, že tento celý aparát vznikl pouze jako mechanická reakce na růst samotné sezamské kosti. Svaly se posunuly, protože je zbytnělá kost vytlačovala z jejich původních pozic. Navíc, Davis zastával názor, že zbytnění radiální sezamské kůstky mohlo být způsobeno jednoduchou genetickou změnou, třeba pouhou mutací, která ovlivnila trvání a rychlost růstu.

Protějškem radiální sezamské kosti je na pandině noze tibiální sezamská kost. Je také zbytnělá, ikdyž méně než radiální sezamská kost a nevystužuje žádný nový prst. Její zvětšení neposkytuje pandám žádnou zjevnou výhodu. Davis věří, že koordinované zvětšení obou kůstek je výsledkem působení přírodního výběru na jednu z nich a tedy je patrně důsledkem jednoduché genetické změny. Vývoj obdobných částí těla není řízen činností zvláštních genů pro každou z nich a obdobné části se vyvíjejí koordinovaně, kdy vyvolané změny v jedné z nich způsobují odpovídající změny ostatních částí. Bylo by geneticky složitější, aby zbytněl palec u ruky a palec u nohy zůstal beze změn, než vyvolat zvětšení obou.

Pandin "palec" je elegantním zoologickým protějškem Darwinových orchidejí. I zde vývoj stojí v cestě konstruktérským ideálům. Pandin skutečný palec je úzce specializovaný a nemůže zastat práci šikovného prstu postaveného proti ostatním. Proto se vývoj ubíral cestou, kdy byla zvolena zbytnělá zápěstní kůstka. Řečeno slovy Michaela Ghiselina, jde o fušerský výrobek. Zastane však svůj úkol a vzrušuje naši představivost, protože je zbudován na tak nepravděpodobných základech.

Darwinova kniha o orchidejích je plná podobných příkladů. Orchidej Epipactis rostoucí v bažinách používá své labellum, zvětšený korunní plátek, jako past. Labellum je rozděleno na dvě části. Ta, která je poblíž báze květu, tvoří objemný pohár naplněný nektarem a je cílem hmyzích návštěv. Druhá je na kraji květu a má tvar i funkci přistávací plochy. Když na ní přistane hmyz, stlačí ji a otevře se tak vchod do útrob květu k poháru nektaru. Jakmile však hmyz do poháru vleze, vrátí se plocha do původní polohy a vchod se uzavře. Z nektarového poháru se stává past na hmyz a jediná cesta ven vede chodbou, v níž se hmyz musí prodírat spoustou pylu. Tento pozoruhodný mechanismus slouží orchideji ke křížení. Vyvinul se z obyčejného korunního plátku, tedy z části, která byla k dispozici předkům této orchideje.

Charles Darwin vyjadřuje svůj úžas nad tím, jak evoluce dokáže vytvořit pestrý svět účinných řešení, slovy: "Jestliže nyní nějaký orgán slouží speciálnímu účelu, ačkoliv k němu patrně nebyl původně stvořen, jsme oprávněni říci, že je k němu šikovně upraven. Je to stejné, jako kdyby člověk měl dát dohromady stroj s nějakou zvláštní funkcí, ale měl by po ruce jen starou známou veteš koleček, pérek a řemenic, jen mírně pozměněných. I tehdy bychom mohli říci, že celý stroj je skrz naskrz uzpůsoben ke své funkci. Takových "strojů" je příroda plná. Téměř každá část všech žijících tvorů už pravděpodobně sloužila - jen v lehce pozměněné podobě - k rozmanitým účelům a účinkovala v živoucím soukolí mnoha dávných a jasně odlišených specifických forem."

Evolucionisté často pohlíželi na změny v jazyce jako na úrodnou půdu pro smysluplné analogie. Existuje například důvodné podezření, že slovo "emoluments", které dnes označuje jakýkoliv výdělek, se v minulosti užívalo jako výraz pro poplatky vybírané mlynářem za semletí obilí, neboť latinské slovo "molere" znamená mlít. Když Charles Darwin hájil evoluční výklad existence zbytkových orgánů, jako jsou slepé střevo nebo nevyvinuté zuby u velryb, napsal: "Rudimentární orgány můžeme přirovnat k takovým písmenům ve slově, která zůstala v pravopise zachována, ale už se nevyslovují. Přesto nám slouží jako vodítko, chceme-li pátrat po původu slova."

Podle všeobecně přijímané představy vědci spoléhají na experiment a na logiku. Vědeckou metodou jsou hypotézy, predikce, experimenty a závěry.

Mnoho vědců však tuto metodu nemůže používat. Prací paleontologa a evolučního biologa je rekonstrukce historického vývoje života. Historie je jedinečná a složitá, nelze ji experimentálně ověřit a opakovat. Vědci, kteří se zabývají historií, zejména historií dávnou a nepřehlednou, protože se o ní nedochovaly žádné lidské nebo geologické záznamy, jsou odkázáni spíše na deduktivní metody. Mohou zkoumat dnešní výsledky historických procesů a snažit se rekonstruovat cesty vedoucí od původních slov k současným slovům, od původních k současným organismům. Jakmile na takovou cestu narazí, jsou schopni specifikovat příčiny, které historii vedly právě touto cestou a nikoliv některou jinou. Jak však lze ze současných výsledků vysledovat směry vývojových cest v minulosti? Kde je jistota, že takové cesty vůbec existují? Co nám dává jistotu, že současný stav je výsledkem historických změn a ne stálou součástí vesmíru?

Před tímto problémem stál Charles Darwin. Jeho odpůrci z řad kreacionistů tvrdili, že každý druh trvá nezměněn od svého prvotního stvoření. Jak tedy Darwin dokázal, že současné druhy vznikly historickým vývojem? Mohli bychom předpokládat, že se ohlížel po nejpůsobivějších výsledcích evoluce: po organismech složitě a dokonale přizpůsobených svému prostředí, jako je motýl, který se změní v suchý list nebo bukač, který ztuhne ve větev.

Darwin se však zachoval paradoxně a učinil pravý opak. Pátral po podivnostech a nedokonalostech. Racek je jistě pravým divem konstruktérských schopností přírody. Tím ale nelze prokázat existenci evoluce, protože dokonalost nepotřebuje žádnou historii. Právě dokonalost tvarů organického světa byla po dlouhou dobu oblíbeným argumentem kreacionistů, kteří v ní spatřovali dokonalost božského architekta.

Pokud mají organismy svůj historický vývoj, uvažoval Darwin, pak by jejich předchozí vývojové stupně měly po sobě zanechat nějaké pozůstatky, rudimenty. Měly by se vyskytovat pozůstatky minulosti, které v současných podmínkách nedávají žádný smysl. Různé neužitečnosti, neforemnosti, podivnosti a absurdity jsou tedy ona znamení historie. Skýtají nám důkazy, že svět nebyl stvořen ve své současné podobě.

Proč by se velrybímu plodu tvořily zuby, které později zase zmizí, kdyby tyto zuby nebyly kdysi funkční a dnes jsou pozůstatky minulosti?

Žádný jiný z důkazů evoluce nepotěšil Darwina tak jako skutečnost, že v téměř každém organismu najdeme rudimentární orgány. Podle Darwinova názoru se vývoj odehrává prostřednictvím modifikací a původ rudimentárních orgánů je tak jasný. Jde o neužitečné anatomické drobnosti dochované jako pozůstatky funkčních částí předků.

Obecný smysl této úvahy se ovšem netýká jen rudimentárních orgánů, ale daleko přesahuje hranice samotné biologie a je určen prakticky všem historickým vědám. Podivínské zvláštnosti současnosti v sobě skrývají znamení historie. Pandin "palec" dokládá evoluci právě proto, že je neforemný a že vznikl z nepatřičné části, z radiální sezamské kůstky. Skutečný palec byl u jejích předků dokonale zformován k běhání a sápání, jež se hodí šelmám. Už tedy nemohl být přetvořen v prst, který by se postavil proti těm ostatním, aby se mohl vegetariánský potomek chopit bambusu.

Tento obecný princip historických věd by se měl vztahovat i na řešení otázek vývoje naší planety. Teorie tektoniky litosférických desek vedla k rekonstrukci dějin zemského povrchu. Naše dnešní kontinenty vznikaly během posledních 200 miliónů let rozlámáním a rozptýlením jediného prakontinentu Pangaea, který se utvořil splynutím dřívějších kontinentálních jader před více než 225 milióny let. Pokud považujeme současné podivnosti za znamení historie, měli bychom se ptát, zda existují v chování zvířat nějaké zvláštnosti, které by bylo možno vysvětlit tím, že v minulosti byly kontinenty v jiné poloze. Mezi největší záhady přírodovědy patří dlouhé a často oklikou vedené migrační trasy zvířat. Některé přesuny na velkou vzdálenost lze vysvětlit snadno tím, že jde o nejkratší cesty za příznivějším klimatem podle ročního období. Ale někteří živočichové cestují tisíce kilometrů, z míst, kde přezimují, až na místa, kde se rozmnožují, s ohromující přesností, ikdyž existuje několik bližších, stejně vhodných míst. Archie Carr, odborník v otázkách migrace želv karet, se o takové vysvětlení pokusil.

Jedna z populací želvy karety obrovské [Chelonia mydas] klade vejce a přivádí na svět potomky na malém a osamoceném ostrůvku Ascension ve středním Atlantiku. Archie Carr tyto želvy na Ascensionu okroužkoval a zjistil, že jejich potravním stanovištěm je brazilské pobřeží vzdálené 3200 kilometrů od ostrova. Tam želvy spásají mořské rostliny v chráněných mělkých vodách.

Carra napadlo, zda tato cesta k místu rozmnožování na ostrově Ascension nemá nějaký hlubší smysl. Uvažoval, zda nejde po pozůstatek z doby, kdy Atlantik byl mnohem menší než dnes. Jižní Amerika a Afrika se oddělily asi před 80 milióny lety. Ascension je ostrov, jehož vznik souvisí se středoatlantským podmořským hřbetem, kde z nitra Země vystupuje nové mořské dno. Roztavená hmota se někdy hromadí do takové výše, že vytváří nové ostrovy.

Největším ostrovem, který vznikl na středoatlantském hřbetě, je Island. Jakmile na některém úbočí podmořského hřbetu vznikne ostrov, je odsouván novou hmotou z nitra Země a putuje do strany. Proto zpravidla jsou ostrovy tím starší, čím dále jsou od osy hřbetu. Úměrně se s touto vzdáleností zmenšují, protože podléhají erozi a přicházejí o přísun dalších vyvřelin.

Archie Carr proto vyslovil domněnku, že předkové karet z ostrova Ascension překonávali jen krátkou vzdálenost od brazilských břehů na nějaký Protoascension, který vznikl ve svrchní křídě (viz příloha 1) na středoatlantském podmořském hřbetu. Tento ostrov se však od hřbetu vzdaloval, až se potopil. Místo něj vznikl nějaký jiný ostrov a želvy tak musely putovat dále. Popsaný proces probíhal až po dnešek. Tento historický výklad však ponechává stranou záhadu, jak želvy dokážou nalézt ostrov v rozsáhlém oceánu. Vylíhnutá mláďata jsou unášena k brazilským břehům jižním rovníkovým proudem. Jak se ale želvy dostanou zpět na Ascension? Carr předpokládal, že celý proces začíná jakýmsi nebeským puzením. Pak ale želvy poznají brázdu, kterou ostrov v proudu zanechává, protože si pamatují ráz vody kolem ostrova.

Carrova hypotéza je skvělým příkladem užití současného neobvyklého jevu jako východiska pro rekonstrukci historie. Hypotéza má však podstatné slabiny. Těžko lze uvěřit tomu, že každý nový ostrov vznikl právě včas, aby nahradil ten zmizelý. Vždyť nepřítomnost ostrova, byť po jednu želví generaci, by celý proces narušila. Sám ostrov Ascension není starší než 7 miliónů let.

Teoretické slabiny Carrovy hypotézy jsou však ještě závažnější. Na ostrov Ascension nemigrují všechny populace želvy Chelonia midas nebo celá skupina příbuzenských druhů. Přitom chování může být stejně dědičné, jako jsou morfologické znaky. Želvy Chelonia midas žijí a množí se po celém světě. Želvy na Ascensionu představují jen jednu z mnoha populací svého druhu. Naše doklady o výskytu rodu Chelonia nejsou starší než 15 miliónů let, druh Chelonia midas je ještě mladší. Podle Carrovy hypotézy byly želvy podnikající cestu na Protoascension vzdálenými předky druhu Chelonia midas. Tyto předky žijící ve svrchní křídě dělí od dnešních karet obrovských mnoho vývojových mezičlánků. Pokud by Carrova hypotéza byla pravdivá, pak ancestrální (výchozí) druh by musel být rozdělen na několik množících se populací, z nichž jedna by putovala na Protoascension. Druh by se potom vyvíjel v další články podle toho, kolik evolučních kroků ho dělilo od druhu Chelonia midas. Při každém kroku by si ascensionská populace zachovala svoji integritu, ale zároveň by se vyvíjela od druhu ke druhu shodně s ostatními, oddělenými populacemi.

Evoluce tímto způsobem, pokud víme, nefunguje. Nové druhy vznikají v malých, izolovaných populacích a šíří se až později. Oddělené subpopulace široce rozšířených druhů se nevyvíjejí paralelně od jednoho druhu k dalším. Pokud jsou subpopulace samostatně se množícími skupinami, existuje jen nepatrná šance, že se všechny budou vyvíjet stejně a že budou schopny křížení i v době, kdy se budou lišit natolik, že lze hovořit o nových druzích. Stephen J. Gould předpokládá, že druh Chelonia midas, stejně jako většina ostatních druhů, vznikl v nějaké malé oblasti někdy během posledních 10 miliónů let, kdy Afrika nebyla Jižní Americe o mnoho blíže než dnes.

V roce 1965, ještě než se objevila teorie kontinentálního driftu, měl Carr jiné vysvětlení. Předpokládá, že ascensionská populace se odloučila až poté, co se vyvinul druh Chelonia midas. Carr tvrdí, že předkové ascensionské populace byli na Ascension náhodně zaneseni jižním rovníkovým proudem od břehů západní Afriky. Přitom upozorňuje, že stejnou cestou osídlila břehy Jižní Ameriky i jiná želva ze západní Afriky - Lepidochelys olivacea. Na Ascensionu se vylíhla mláďata, která stejný proud unášel k Brazílii. Problémem ovšem zůstává, jak dospělé želvy trefily zpět na Ascension. Jenže mechanismus želví migrace je velmi záhadný a tak někteří vědci věří, že místo narození se může vtisknout do paměti i bez genetické informace předané od předků.

Přijetí teorie kontinentálního driftu zřejmě nebylo jediným důvodem, proč Archie Carr změnil své názory. On sám naznačuje, že svou novou hypotézu podporuje, protože v ní zůstávají některé základní interpretační postupy. Jeho nová hypotéza nechává podivnou cestu na Ascension vznikat postupně, rozumným způsobem, krok za krokem. Podle jeho předchozího názoru byla stejná trasa výsledkem náhlé a náhodné události a šlo tedy o nepředvídatelný výstřelek historie. Evolucionisté se proto raději přiklánějí k nepřekotným, gradualistickým teoriím.

Stephen J. Gould je však přesvědčen, že tento přístup neodráží skutečné procesy v přírodě a je pouze hlubokým předsudkem západních filozofických tradic. Carrovu hypotézu považuje za odvážnou podporu konvenční filozofie, ale domnívá se, že nemá pravdu. Obává se, že želvy v tomto případě odhalují odvrácenou tvář historické vědy a ta přinese spíše frustrace, než klíč k objasnění minulosti. Pokud nemáme po ruce přímé důkazy v podobě fosilií nebo lidských záznamů a jsme nuceni usuzovat na celý proces jen z jeho dnešních výsledků, můžeme se obvykle vybrat. Buď jsme vyřazeni ze hry, nebo musíme spekulativně navrhovat možná řešení.

Jeden z esejů knihy Stephena J. Goulda "Trvá to už od Darwina" se zmiňuje o sladkovodní škebli Lampsilis, na jejíž zadní části je lákadlo v podobě ryby. Tato pozoruhodná návnada má proudnicové "tělo", postranní chlopně, které vypadají jako ploutve a ocas a aby dojem byl dokonalý, má skvrnu v místě, kde ryba mívá oko. Chlopně se dokonce pohybují ve vlnitém rytmu, takže "rybka" plave. Návnada upoutává pozornost skutečné ryby a škebli se nabízí příležitost vychrstnout své larvy proti nic netušícímu zvědavci. Larvy Lampsilis mohou totiž růst a vyvíjet se jen jako paraziti v rybích žábrech.

Ichtyologové Ted Pietsch a David Grobecker objevili ojedinělý exemplář filipínské ryby z rodu ďasů. Ďasi svou návnadu líčí proto, aby zvědavce sežrali. K okrajům jejich tlamy se upíná značně modifikovaný paprsek hřbetní ploutve, na jehož konci je umístěna návnada. Některé hlubinné ryby disponují vlastním zdrojem osvětlení, kdy ve svých návnadách shromažďují světélkující baktérie. Druhy žijící na mělčinách mívají vybarvená, členitá a hrbolatá těla a výrazně se podobají skaliskům obrostlým mořskými houbami a řasami. Nehnutě spočívají na dně a pohybují svými lákadly v blízkosti své tlamy. Návnady jsou různé podle toho, o jaký druh se jedná, ale většinou připomínají, často ne příliš věrně, širokou škálu bezobratlých, včetně červů a korýšů.

Pietschova a Grobeckerova ryba však má návnadu v podobě rybky. Tento vynikající padělek má samozřejmě pigmentové skvrny podobné očím na správném místě. Navíc má na sobě přimknutá i vlákna, která zastupují prsní a pánevní ploutve, táhnoucí se podél dolní části těla, výrůstky ze zad, které připomínají ploutve hřbetní a řitní a vzadu je výběžek, který připomíná rybí ocas.

Na první pohled by se mohlo zdát, že tento identický trik, s nímž přišla filipínská ryba a škeble Lampsilis, svědčí pro evoluci. Jestliže přírodní výběr je schopen učinit stejnou věc dvakrát, pak už jistě dovede všechno. Nicméně, dokonalost pracuje jak pro kreacionisty, tak pro evolucionisty. Cožpak žalmista nehlásal, že "nebesa vypravují slávu Boha silného, a dílo jeho rukou obloha zvěstuje"?

Obtížněji než dokonalost se vysvětluje dokonalost opakovaná dvěma rozdílnými živočichy. "Rybka" na zádi škeble, vyvinutá z rozmnožovacího vaku a vnější pokožky a rybka ďasovité ryby vyvinutá z paprsku ploutve tuto nesnáz znásobují. Pokud jde o Lampsilis, lze rozpoznat přiměřenou pravděpodobnou posloupnost přechodných stádií. Skutečnost, že ryba "využije" paprsek ploutve jako lákadlo, je dokladem principu nouzového uzpůsobení částí, které jsou dostupné, který se u pandina "palce" a u labella orchidejí osvědčil jako výmluvný svědek evoluce. Darwinisté však nemohou evoluci jen demonstrovat, ale musí základnímu mechanismu nahodilých variací a přírodnímu výběru porozumět a obhájit postavení prvotní příčiny evolučních změn.

Protidarwinovští evolucionisté vždy s potěšením vítali opakovaný vývoj značně podobných adaptací v rozdílných liniích. Užívali ho totiž jako argumentu proti darwinovskému názoru, že evoluce není plánovaná, ani jinak řízená či směrovaná. Jestliže různé organismy docházejí znovu a znovu ke stejným řešením, neznamená to snad, že jistá směrování změn jsou předurčena, a že tedy nejsou výsledkem přírodního výběru, fungujícího pomocí náhodných variací?

Neměli bychom se tedy dívat na opakovanou formu jako na příčinu všech těch nesčetných evolučních kroků, které k ní vedou?

Například Arthur Koestler vede ve svých knihách kampaň proti svému vlastnímu mylnému chápání darwinismu. Doufá, že najde jakousi hnací sílu, která nutí jít evoluci určitými směry a která je silnější než náhodný přírodní výběr. Základem jeho názoru je zjištění, že některé znamenitě utvářené formy se v evolučním vývoji opakují v odlišných vývojových řadách. Jeho častým argumentem je například "téměř identická podoba" lebek vlka a vakovlka. Vakovlk je vačnatá šelma, která sice vypadá jako vlk, ale původem je úzce zpřízněna s vombaty, klokany a koalami. Ve své poslední knize nazvané "Janus" Arthur Koestler píše: "Už evoluce pouhého jediného druhu vlka náhodnou mutací a výběrem přináší, jak jsme viděli, nepřekonatelné obtíže. Dvojí uskutečnění téhož procesu nezávisle na sobě, jednou na ostrově a podruhé na pevnině, by se prostě rovnalo zázraku."

Darwinovský postoj nejenže tyhle úvahy popírá, ale nabízí i vysvětlení. Důrazně je třeba odmítnout tvrzení, že vysoce konvergentní formy jsou skutečně identické. Belgický paleontolog Louis Dollo, který zemřel v roce 1931, formuloval často překrucované a mylně chápané pravidlo "ireverzibility evoluce" (nezvratnosti), které je v povědomí také jako Dollův zákon. Někteří nedostatečně informovaní vědci mají za to, že Dollo obhajoval existenci záhadné hnací síly, která tlačí evoluci stále kupředu a nedovolí jí se vracet.

Ve skutečnosti byl Dollo darwinista, který se zabýval otázkou evolučních konvergencí, opakovaným vývojem podobných adaptací v různých vývojových liniích. Podle Dolla základní teorie pravděpodobnosti dává v podstatě záruku, že konvergence nemůže vést k ničemu, co by se přibližovalo dokonalé obdobě. Organismy nemohou vymazat svoji minulost. Dvě rozdílné vývojové linie sice mohou v důsledku shodného způsobu života vyvinout značnou povrchní podobnost, avšak organismy obsahují takové množství složitých a nezávislých částí, že možnost, aby se dva různí živočichové vyvíjeli k přesně témuž výsledku, je téměř nemožná. Evoluce je nevratná: znaky původu jsou stále uchovávány a konvergence, jakkoliv působivá, je vždy jen povrchní.

Produktem konvergentního vývoje je ichtyosaurus. Tento mořský plaz, jehož předkové byly suchozemští, se tak výrazně připodobnil rybám, že měl na odpovídajících místech hřbetní ploutev a ocas podle hydrodynamických zásad. Tyto části těla jsou o to pozoruhodnější, že se vyvinuly z ničeho, neboť jeho suchozemský předek neměl na hřbetě žádný hrb nebo hřebínek, ani neměl nějakou kostěnou strukturu na ocase. Ichtyosaurus nicnémě není ryba, ani pokud jde o celkové utváření těla, ani co se týká jemných detailů. U ichtyosaura probíhá například páteř dolní lopatkou ocasu, kdežto u ryb, které mají ocasní obratle, prochází páteř horní lopatkou. Ichtyosaurus zůstává plazem, neboť používal plíce a ploutve nebyly vytvořeny z paprsků, jak je tomu u ryb, ale z přizpůsobených kostí končetin.

S Koestlerovými šelmami se to má stejně. Jak placentální, tak "vačnatý" vlk jsou dobře uzpůsobeni k lovu, ale žádný odborník si jejich lebky nepoplete. Konvergence vnějšího tvaru těla i jeho funkcí nesmazala u vakovlka četné drobné znaky vačnatců.

Darwinismus není teorií vrtkavých změn, jak si představuje Koestler. Nahodilé variace vytvářejí základ pro změny, ale přírodní výběr buduje vhodnou formu tak, že většinu variant odvrhuje a zachovává a zmnožuje těch několik, které zdokonalují přizpůsobení vnějším podmínkám v tom kterém místě.

Základní příčina těsné konvergence spočívá v tom, že určité způsoby, jak zajistit obživu a přežití, vnucují všem organismům, které právě takto žijí, tytéž náročné požadavky na funkci a tvar. Masožraví savci musí běhat, své oběti sápat, proto nepotřebují třecí zuby, protože trhají a polykají v kusech. Suchozemští obratlovci se pohybují pomocí končetin a ocas mohou používat k udržení rovnováhy. Plovoucí ryby udržují rovnováhu ploutvemi a k pohonu používají ocas.

Nikdo nepojednal biologickou otázku opakované dokonalé formy lépe, než D'Arcy Wentworth Thompson ve spise "O růstu a tvaru". Jeho práce, ačkoliv pochází z roku 1942, neztratila nic ze své závažnosti.

Thompson se zajímal o práce Pýthagora a proto vyhledával abstraktní geometrické a aritmetické zákonitosti ve výtvorech přírody. Ptal se, proč se opakované šestiúhelníky objevují ve voskových polích medové plástve včel a také u do sebe navzájem zapadajících plátech krunýřů želv. Proč spirály borovicové šišky, slunečnice a často také u listů na stonku odpovídají Fibonacciho posloupnosti? Systém spirál vycházejících ze stejného bodu lze vidět jako sérii buď levotočivých nebo pravotočivých spirál. Počty levých a pravých spirál přitom nejsou shodné, ale odrážejí dvě po sobě jdoucí čísla Fibonacciho posloupnosti. Ve Fibonacciho posloupnosti je každé následující číslo součtem dvou předchozích, tj. 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21 atd. Borovicová šiška například může mít 13 levotočivých a 21 pravotočivých spirál. Proč má tolik hlemýždích ulit, beraní rohy, dokonce i dráha můry létající za světlem, tvar logaritmické spirály (viz příloha 2)?

Na všechny tuto otázky měl Thompson jedinou odpověď. Zmíněné abstraktní formy představují optimální řešení společných problémů. Vyvíjejí se opakovaně u zcela odlišných skupin živočichů a rostlin, protože jsou často nejlepší a jedinou cestou pro přizpůsobení. Trojúhelníky, rovnoběžníky, šestiúhelníky jsou jediné plošné útvary, které zcela a beze zbytku vyplňují plochu. Šestiúhelníky se navíc podobají kružnici a přitom nekladou velké nároky na nosné stěny, uzavírají maximum vnitřního prostoru. Fibonnaciho posloupnost se automaticky uplatňuje v každém systému spirál vycházejících ze stejného bodu a tvořených připojováním nových závitů, z nichž každý zaujímá co největší možný prostor. Logaritmická spirála je jediná křivka, která při narůstání rozměrů nemění svůj tvar. Stephen J.Gould souhlasí s Thompsonem, že tyto abstraktní formy představují optimální adaptace. Ale vyhýbá se šířeji pojaté metafyzické záhadě, proč "dobré" formy často vykazují tak jednoduchou numerickou pravidelnost.

Konvergence není schopna nabídnout dva totožné složité organismy a těsná podobnost může být vysvětlena optimální adaptací na tutéž problémovou situaci.

K čemu je "rybka" škebli Lampsilis nebo návnada ďasovité ryby dobrá, již víme. Jak ale vznikly? Otázka je o to palčivější, když si uvědomíme, že výsledná adaptace je sice složitá a zvláštní, ale vychází z důvěrně známých částí, jejichž původní funkce byla odlišná. Pokud měla vzniknout dokonalá návnada ďasovité ryby s tak vynikajícími mimikry, musela se modifikovat postupně v oddělených krocích, a těch bylo nejméně 500. Jak potom celý proces začal? A proč pokračoval, pokud ho neřídila jakási síla znalá konečného vývoje? Jaký užitek může mít jediný krok sám o sobě? Je schopna pětisetinová část návnady vzbudit pozornost jakéhokoliv živého tvora?

Odpověď, kterou na tyto otázky dával D'Arcy Thompson, byla sice přemrštěná, ale typicky jasnozřivá. Tvrdil, že organismy jsou utvářeny přímým působením fyzikálních sil. Optimální tvary nejsou ničím jiným, než přirozenými stavy tvárné hmoty za působení fyzikálních sil. Z jednoho optima přeskakují organismy náhle do optima jiného, jakmile se povaha fyzikálních sil změní. Dnes už víme, že v mnoha případech jsou fyzikální síly příliš slabé na to, aby utvářely formu přímo a obracíme se proto raději k přírodnímu výběru. Jsme však pěkně vedle, přiznáváme-li mu schopnost působit pouze trpělivě krok za krokem a budovat složitou adaptaci jen kousek po kousku.

Stephen J. Gould však má za to, že řešení leží v jádru Thompsonova pojetí, ovšem zbaveného tvrzení o přímém působení fyzikálních sil. Složité formy jsou často budovány na základě mnohem jednoduššího systému generujících faktorů. Během růstu jsou části důmyslně propojeny, takže změna jedné z nich může vyvolat pohyb v celém organismu a pozměnit ho celou řadou nečekaných způsobů. David Malcolm Raup z chicagského Fieldova přírodovědeckého muzea upravil Thompsonovu teorii pro počítač a sestavil program, pomocí něhož ukázal, že základní formy měkkýšů s vinutými schránkami mohou být vyvolány změnami pouhých tří jednoduchých růstových gradientů. Pokud se použije Raupův program, lze přeměnit schránku zahradního hlemýždě v obyčejnou škebli změnou dvou ze třech gradientů. Je prokázáno, že jeden rod recentních plžů dvouskořepinovou ulitu lasturnatého tvaru skutečně má.

Celá trojice esejů Stepena J. Goulda byla věnována dokonalosti a nedokonalosti, jakožto znamením evoluce. Dwight Davis se postavil čelem k zásadní otázce, zda je přírodní výběr vůbec schopen něco kloudného vytvořit, pokud musí fungovat krok za krokem a udělat mnoho kroků, než se mu povede předělat medvěda na pandu. Davis obhajoval Thompsonovo řešení, spočívající v redukci problému na jednoduchý systém generujících faktorů. Ukázal, jak se složitý aparát palce, se všemi těmi svaly a nervy, mohl vyvinout jako výsledek řady automatických následků, jejíž příčinou bylo prosté zbytnění radiální sezamské kůstky. Tvrdil pak, že spletité změny tvaru a funkce lebky, přechod od všežravosti k téměž výlučné specializaci na bambus, mohou být vysvětleny jako následky jedné nebo dvou výchozích modifikací.

Stephen Jay Gould se narodil v roce 1941 a přednášel paleontologii, evoluční biologii a historii přírodních věd na Harvardově univerzitě. Veřejnost ho zná jako autora významné monografie "Ontogeny and Phylogeny" (Ontogeneze a fylogeneze) a řady dalších knih. Své nesporné kvality dokázal také na poli vědecké esejistiky, kdy od roku 1974 začal uveřejňovat své eseje v měsíčníku Natural History. Později tyto eseje sebral do několika knih: "The Panda's Thumb" (Pandin Palec), za kterou byl oceněn Národní cenou za knihu, "Ever since Darwin" (Trvá to už od Darwina), "The Mismeasure of Man" (Jak neměřit člověka), "Hen's Teeth and Horse's Toes" (Kuřecí zuby a koňské prsty) a "The Smile of Flamingo" (Úsměv plameňáka).

Literatura:

[1] Gould, Stephen Jay: Pandin palec. Mladá fronta, edice Kolumbus, Praha 1988

[2] Špinar, Zdeněk V.: Paleontologie. SNTL, Praha 1986

[3] Bartsch, Hans-Jochen: Matematické vzorce. SNTL, Praha 1987

(c) 1997 Intellectronics

časopis o přírodě, vědě a civilizaci