Úvod Magazín V přípravě Koljuška: Důkaz evoluce?

Koljuška: Důkaz evoluce?

Zde je zveřejněn překlad článku bez provedené korektury.
Nyní pracujeme na odborných a jazykových korekturách a na přípravě grafiky.

Link na článek v angličtině: creation.com/stickleback

Koljuška – evoluční „superstar“? Charles Darwin se ve svém díle O vzniku druhůz roku 1859 o koljušce nezmínil. Ve svých pozdějších spisech jí věnoval jen krátkou zmínku, když se zabýval otázkou, jak si zvířata vybírají partnery, a o oddané péči samců koljušky o mláďata. Dnes se však koljuška stala „ikonou“ evoluce.

David Catchpoole

„Jedna z nejpřesvědčivějších případových studií o evoluci“ – tak označil jeden z předních biologů rybu koljušku (Gasterosteus spp.).1 Jeden z přispěvatelů časopisu Science ji označil za „hvězdu“ evolučního výzkumu.2 Jiný z autorů šel ještě dál, když ji označil za „superhvězdu evoluční vědy“ a dodal, že „koljušky jsou natolik ústředním tématem nové vlny evolučního výzkumu, že svým významem dost možná zastíní Darwinovy pěnkavy a převezmou jejich čestné postavení“.3

Aby toho nebylo málo, v letošním „Darwinově roce“ časopis Nature označil koljušku jako jeden z „15 evolučních klenotů“.4

Na jakých důkazech se však tato okázalá tvrzení zakládají?

Rozdíly mezi mořskými a sladkovodními koljuškami

Koljuška tříostná se vyskytuje v oceánech a pobřežních řekách a potocích v Severní Americe, Japonsku, severní Asii a Evropě.

Oceánské koljušky tráví většinu svého dospělého života v moři a do sladkých vod se vracejí, aby se rozmnožily.5

Mořská forma je morfologicky podobná na celé severní polokouli, dospělí jedinci jsou obvykle dlouzí 6-10 cm a mají dlouhé hřbetní a pánevní trny. Nemají šupiny a jejich tělo pokrývá až 36 pancéřových plátů na bocích6 – předpokládá se, že je chrání před dravými rybami. Zdá se, že ostny slouží k tomuto účelu, protože když se větší ryba pokusí sežrat mořskou koljušku, koljuška se brání tím, že roztáhne ostny na hřbetě a pánvi.

Na rozdíl od mořské formy jsou sladkovodní populace morfologicky velmi rozmanité, s velkými rozdíly mezi koljuškami z různých potoků nebo jezer.7 Mají také obecně kratší hřbetní a pánevní trny a podstatně méně pancéřových plátů (obvykle nejvýše 12) než jejich mořské protějšky. Mnoho sladkovodních koljušek ve skutečnosti nemá vůbecžádné pánevní trny ani pancéřové pláty.

Tyto rozdíly mezi mořskými a sladkovodními formami koljušek jsou vydávány za důkaz evoluce, tj. mořská forma se v průběhu evoluce „vyvinula“ ve sladkovodní formu:

„Koljušky byly kdysi výhradně mořským druhem, který se stěhoval z moře do potoků a jezer, aby se rozmnožoval, a po ústupu ledovců před 22 000 lety se některé usadily v jezerech. Přestože v důsledku vývoje vypadaly velmi odlišně od svých předků, často se podobaly svým příbuzným, kteří se vyvíjeli podobným způsobem v geograficky vzdálených jezerech.“2,8

Určitě není bezdůvodné usuzovat, že sladkovodní koljuška pochází z mořské formy. Oceánské koljušky koneckonců migrují po proudech do vnitrozemských sladkovodních jezer, kde se třou; sladkovodní i mořské populace se mohou křížit, a jak uvidíme, nedávná pozorování to jasně potvrzují. Jsou však změny v morfologii koljušek skutečně evoluční? Je „mizející pancíř“ koljušky skutečně důkazem schopnosti ryb postupně se vyvinout ve filozofy v průběhu údajných stovek milionů let?

Díky tomu, že evoluční vědci dychtivě zaměřili svou pozornost na koljušku a různá sladkovodní jezera jako „přírodní laboratoře pro evoluční studie“, byly tyto otázky poněkud paradoxně zodpovězeny – samotnými evolucionisty. Jak ještě uvidíme, ukázalo se, že změny u koljušek nejen nepotvrzují evoluci od molekul k člověku, ale že také nabourávají představu „pomalé a postupné“ evoluce dlouhého věku.

Rekolonizace sladkovodního jezera mořskými koljuškami a následná adaptace

Loberg Lake je malé (~4,5 ha) jezero na jihu Aljašky. V roce 1982 aljašský úřad pro ryby a zvěř otrávil všechny ryby v jezeře, aby zlepšil podmínky pro rekreační rybolov (tj. jako přípravu na zarybnění jezera lososy a pstruhy). Tím byla vyhubena původní populace sladkovodní koljušky v jezeře.
<blockquote=“ramecek“>„Koljušky nabourávají představu „pomalé a postupné“ evoluce dlouhého věku.“

O osm let později však výzkumníci odebírající vzorky z jezera Loberg zjistili, že se koljušky vrátily. Tyto nové druhy koljušek se ovšem nápadně lišily od populace před rokem 1982, protože měly výrazný pancíř, podobně jako mořské druhy. Badatelé se vcelku oprávněně domnívali, že se mořské koljušky dostaly z Cookova zálivu proti proudu a kolonizovaly jezero Loberg někdy mezi lety 1983 a 1989.9

Počínaje rokem 1990 však každoroční odběry vzorků jezerních koljušek odhalily postupnou redukci tělesného pancíře. V roce 1990 tvořily koljušky s plně vyvinutými pláty 96 % populace, ale o pouhé tři roky později mělo plný soubor kostěných tělních plátů pouze 39 %.10 Jedinci s pouze předními pláty se poprvé objevili v roce 1991, ale do roku 2001 se jejich počet zvýšil na 75 %.

Již po několika generacích (koljušky dosahují dospělosti po 1-3 letech) se tak koljušky v jezeře Loberg stále více podobaly původní populaci koljušek před rokem 1982 a jejich sladkovodním protějškům v jiných aljašských jezerech a potocích. Co tedy vedlo k tak rychlému zmenšení pancéřových plátů a pánevních trnů?

Přírodní výběr při práci

<blockquote=“ramecek-right“>

„Sladkovodní a mořské koljušky se mohou křížit“

Odhlédneme-li od halasných prohlášení vědců, že se jedná o „rychlou evoluci“,9 je to ve skutečnosti klasický příklad „silného přírodního výběru působícího na variabilitu nesenou anadromními druhy,11 které kolonizovaly jezero“.9 Všimněte si, že přírodní výběr působil na existující variabilitu v kolonizující populaci koljušky. Jinými slovy, takzvaná „rychlá evoluce“ nevedla k přidání nových znaků, ale spíše k redukci nebo dokonce úplné ztrátě stávajících znaků – kostěných plátů a pánevních trnů.

Vědci předložili několik rozumných návrhů, proč by měl být selekční tlak tak silný, tj. upřednostňovat rychlý úbytek trnů a plátů ve sladkovodním prostředí:

  • Výměnou za mohutný pancíř získávají koljušky pravděpodobně na rychlosti a obratnosti, a jelikož v jezerech jsou obvykle místa, kde se mohou ukrýt, mohou tak uniknout před případnými většími predátory, pokud se ovšem dokáží dostatečně rychle stáhnout do svých „skrýší“.2
  • Protože v mnoha jezerech chybí velké dravé ryby typické pro oceánské vody, selekční tlak na pancéřování se již neuplatňuje, a proto přežívají ryby bez pánevních trnů a/nebo s menším množstvím kostěných plátů. Protože sladká voda nemá tak bohaté zásoby vápníku jako voda mořská, mohla by být výroba kostěného pancíře „příliš nákladná“.2 Tomu odpovídá i zjištění biologů, že koljušky s redukovaným pancířem jsou výrazně větší. Jak vysvětluje jeden z badatelů: „Pokud ryby neplýtvají zdroji na růst kostí – což může být ve sladké vodě kvůli nedostatku iontů podstatně obtížnější – mohou věnovat více energie na zvyšování biomasy. To jim umožňuje dřívější rozmnožování a zvyšuje míru přežití přes zimu.“12
  • Na dně jezera, kde ryby nejsou ohroženy většími predátory, ztrácejí pánevní trny nejen svou obrannou hodnotu, ale stávají se i nevýhodou, pokud jsou přítomny larvy vážek a jiných predátorů žijících na dně. Biolog z Utažské univerzity Michael Shapiro vysvětluje: „Larvy vážek mohou chytit koljušky za [břišní] trny, přitáhnout je k sobě a sežrat je. Čekají, až budou kolem nich proplouvat koljušky, a zachytí je.“13,14

Úbytek pancíře u populací koljušky byl zaznamenán i v jiných sladkovodních lokalitách.

Například když vědci přemístili 200 mořských koljušek do sladkovodních rybníků v areálu Univerzity Britské Kolumbie ve Vancouveru, brzy u jejich potomků zjistili, že „přirozený výběr upřednostňuje redukci pancíře ve sladké vodě“.12 Na základě této a dalších studií nyní genetici zjistili, že za ztrátu pancíře je zodpovědný zmutovaný genetický spínač. Konkrétně ovlivňuje expresi genu Pitx . V pánevní oblasti poškozený genetický spínač zabraňuje tvorbě trnů v této oblasti. Jinde může ovlivnit „celou řadu kostních znaků“2 nejen vnějších kostních plátů, ale také tvar čelistí a kosti spojené s ochranou žaber.

To nám nyní umožňuje lépe porozumět genetickým faktorům, které jsou základem velké morfologické variability sladkovodních koljušek,7 dokonce i takovým rozdílům, jako je tvar čelistí, na které může působit přírodní výběr. (Všimněte si, že studie zjistily, že genetický základ pro menší pancíř je přítomen rovněž v populacích oceánských koljušek, i když s nízkou frekvencí.)15

„Zmutovaný (tj. poškozený) genetický spínač jednoduše brání expresi genu.“

Všimněte si, že základem je zde porušenost nebo zkaženost– přesně v souladu s biblickým popisem stvoření, které je zkažené, „poddáno marnosti“ (Římanům 8,19-22). Rozhodně se tím nedokazuje evoluce ryb ve filosofy, protože zde není žádná nová genetická informace, ale zmutovaný (tj. porušený) genetický spínač prostě brání expresi genu.

To v žádném případě není evoluce, ale spíše devoluce—viz Přijíždí vlak evoluce (Pardon, odjíždí špatným směrem) a Mutace: motor evoluce se stává jejím koncem! Dokonce i přední zastánce evoluce Jerry Coyne (University of Chicago) otevřeně přiznává: „tyto příklady představují spíše ztrátu znaků než vznik evolučních novinek.“16

Přestože to Coyne a další evolucionisté chápou, své víry v evoluci se vzdát nehodlají. Prominentní evolucionista Sean Carroll (se dvěma kolegy) píše v časopise Scientific American o zmizení pánevního trnu u koljušek pod titulkem „Prospěšná ztráta“ (zvýraznění přidáno), nicméně tvrdí, že „nabízí další názorný příklad adaptace prostřednictvím evoluce regulátorů genů enhancerových sekvencí“.17

Podobný proevoluční „obrat“ ohledně ztráty pánevního trnu přinesli Neil Shubin a Randall Dahn v časopise Nature: „Některé z nejvýznamnějších novinek v historii života překvapivě nesouvisejí s vývojem nových struktur, ale se ztrátou nebo redukcí primitivních struktur.“18 Je neuvěřitelné, že (stejně jako další evolucionisté)17,19 označují pánevní trn koljušek za končetinu, a proto lze pozorovanou „redukci končetin“ u populací sladkovodních koljušek přirovnat ke „ztrátě zadních končetin“ u velryb a kapustňáků!20 (Předpokládá se, že velryby a kapustňáci, vodní savci, se během desítek milionů let předpokládané historie Země vyvinuli ze suchozemských čtyřnožců. Jak jsme však napsali už dříve (viz např. Vůbec ne jako velryba), takové kreativní vyprávění (s nutně proměnlivým příběhem, který se přizpůsobuje každému novému protichůdnému objevu) zcela postrádá věrohodný základ.)

Představy o „pomalé a postupné“ evoluci vyvráceny

Článek v časopise Science vysvětluje: „Od 30. let minulého století převládal názor, že evoluce probíhá pomalu, po malých krocích a je poháněna četnými drobnými genetickými změnami.“2 Jak však přiznávají sami evolucionisté, zjištění z výzkumu koljušek takový názor zpochybňují.

Jak jsme viděli, dramatické změny v kostěném pancíři ryb byly způsobeny již existující poškozenou formou jediného genového spínače. Uvedený článek v časopise Science připouští, že „z evolučního hlediska se tento gen může měnit bleskovou rychlostí“.2 Zatímco evolucionisté to popisují jako „rychlou evoluci“, skutečnost je podle jejich vlastních slov prostě taková, že „přirozený výběr si vybral svou daň na rybách s pancířem během několika málo let“.2

Jak uvedl časopis The Scientist, „když se tyto mořské ryby přesunou do nového sladkovodního prostředí, fenotyp s nízkým výskytem plátů má selekční výhodu a díky přírodnímu výběru se může rychle objevit s vyšší frekvencí již existující genetické změny.“21 (Důraz přidán.)

To je samozřejmě v souladu s biblickým pohledem. (Viz Rychlé změny u komárů udivují evolucionisty, ale těší kreacionisty.) Rozhodně se nejedná o „rychlou evoluci“, protože nikde není prokázán žádný proces, který by byl schopen během miliard let změnit řasy a sinice v lidi. Jde spíše jen o přírodní výběr působící na stávající genetickou informaci, který zvýhodňuje poškozený genový spínač;22 ten tak po několika generacích v populaci koljušek převládne. Takto rychlé změny u koljušky by nás neměly překvapovat.

Další rychlá změna směru! (a není to ani evoluce)

Navzdory poznatkům, které evoluční vědci získali při pozorování rychlých změn u mořských koljušek kolonizujících sladkovodní jezera, je čekalo další překvapení. Titulek časopisu ScienceDaily to shrnuje takto: „Rychlá, dramatická ‚zpětná evoluce‘ zdokumentována u drobných druhů ryb“. V článku se dále vysvětluje, že „evoluce by měla postupovat vpřed po celé věky“, ale v jezeře Washington (poblíž Seattlu) vědci zabývající se výskytem koljušek zjistili, že „tento proces může probíhat relativně rychlým zpětným chodem“.23 (Důraz přidán.)

Ostatní zprávy se vyjadřovaly podobně. „Zatímco se obvykle očekává, že evoluce bude probíhat plíživě po celé věky, koljuška se dokázala vyvinout plnou rychlostí vzad …“, vysvětluje novinový článek a uvádí koljušku jako „vzácný příklad živočicha, který se vrátil k dřívější evoluční verzi, aby přežil rychlou změnu svého prostředí.“24 Zmíněná zpráva citovala jednoho z badatelů: „Bylo to velmi překvapivé.“

„Jistě vidíme přirozený výběr, ale žádné důkazy o tom, že by se ať v krátkém nebo dlouhém časovém horizontu objevovaly nové genetické informace, které jsou potřebné k tomu, aby se z koljušek stali vědci.“

Co se tedy vlastně stalo? Před pěti desetiletími, kdy bylo Washingtonské jezero tak znečištěné, že viditelnost byla omezena na 75 cm, mělo jen asi 6 % jezerních koljušek plně vyvinuté pláty (jako mořská forma) – zbytek měl jen malé nebo žádné pancéřování. Protože však v polovině 60. let minulého století byla zahájena sanace znečištění, vědci „ke svému překvapení“24 zaznamenali, že podíl koljušek s plně vyvinutými pláty (tj. od tlamy po ocas) se zvýšil na dnešních přibližně 49 %, přičemž dalších 35 % má alespoň polovinu těla chráněnou kostěným pancířem.

Badatelé předpokládají, že před vyčištěním poskytovala kalná voda koljuškám „neprůhlednou ochrannou přikrývku“ před jejich hlavním predátorem ve Washingtonském jezeře, pstruhem Oncorhynchus clarkii, takže pancéřování bylo jen málo výhodné. Jak se však zlepšovala viditelnost – počátkem 70. let minulého století dosahovala až 3 metry, dnes se průhlednost vody blíží 7,5 metru -, staly se koljušky zranitelnějšími vůči těmto pstruhům, kteří je najednou viděli a mohli se jimi živit.

To samozřejmě nemá nic společného s evolucí mikrobů v člověka, ať už „obrácenou“ nebo jinou. Je to jen další příklad přírodního výběru, který působí na existující genetickou informaci – všimněte si, že těsně před vyčištěním měla malá část (6 %) populace koljušek plně vyvinuté pláty. Zvýšená průhlednost vody způsobila silnější selekční tlak proti menším plátům, a tak přírodní výběr zvýhodnil ryby s větším pancířem. Podle vlastních slov vědců, kteří shrnují svůj článek v Current Biology (když odhlédneme od jejich tvrzení o „zpětné evoluci“ a „rychlé evoluci“), vidíme jistě přirozený výběr, ale žádný důkaz o nové genetické informaci, která by byla potřebná k tomu, aby se z koljušek stali vědci, ať už v krátkém nebo dlouhém časovém horizontu:

„Na základě našich genetických studií a simulací navrhujeme, že nejpravděpodobnější příčinou reverzní evoluce je zvýšená selekce pro morfotyp s úplnými pláty, která by podle nás mohla být důsledkem vyšší míry predace pstruhů po náhlém zvýšení průhlednosti vody na počátku 70. let minulého století. Rychlá evoluce byla umožněna existencí stálé alelické variability v genu Ectodysplasin (Eda), který je základem hlavního lokusu deskovitého morfotypu. Koljuška z Washingtonského jezera tak představuje nový příklad reverzní evoluce, která je pravděpodobně způsobena změnou frekvence alel na hlavním lokusu plátů v reakci na měnící se režim predace.“25 (Důraz přidán.)

„Po půl století údajné ‚rychlé, obrácené evoluce‘ je populace koljušek ve Washingtonském jezeře stále populací koljušek.“

Není to poprvé, co se evolucionisté pokoušejí tvrdit, že posuny genových frekvencí v populaci jsou důkazem evoluce od molekul k člověku – viz Sbohem, drsnokřídelci březoví a Neskočte na špek. Po půl století údajné ‚rychlé, obrácené evoluce‘ je populace koljušek ve Washingtonském jezeře stále populací koljušek. K žádnému vývoji nedošlo.

Speciace koljušek není evoluce

Jak již bylo zmíněno na začátku tohoto článku, časopis Nature letos vyhlásil koljušku za jeden z „15 evolučních klenotů“. (Z nich bylo pět „klenotů z fosilního záznamu“, čtyři „klenoty z molekulárních procesů“, a koljuška byla jedním ze šesti „klenotů z biotopů“; konkrétně označeným: „Přírodní výběr při speciaci“.)4 Časopis citoval původní článek Jeffreyho McKinnona a jeho kolegů z Wisconsinské univerzity z roku 2004, v němž uvádějí, že reprodukční izolace u koljušek „se může vyvinout jako vedlejší produkt selekce podle velikosti těla“.26

Zjednodušeně řečeno, základ tvrzení, že jde o důkaz evoluce, lze shrnout takto:

  1. Jednotlivé koljušky se páří s jedinci, kteří jsou jim podobní, tj. jsou podobně velcí a zaujímají podobnou ekologickou niku.27Např. dlouhá bentická forma s těžkým tělem (živí se bezobratlými na dně jezera; má relativně vodorovnou čelist a malé oči) se obvykle vyhýbá páření s kratší a štíhlejší limnickou formou (koljušky, které žijí v povrchových vodách jezer a živí se planktonem; mohou mít obrácenou čelist a velké oči). Lze tedy říci, že různé formy jsou reprodukčně izolované.
  2. Poté, co biologové prokázali, že formy s výrazně odlišnými fyzickými znaky jsou od sebe také reprodukčně izolovány, mohou tyto různé formy prohlásit za různé druhy, tj. došlo ke speciaci.
  3. Speciaceje důkazem evoluce.

Argument, že speciace je důkazem evoluce, byl důkladně vyvrácen v našich dřívějších publikacích – viz např Kapitola 4 knihy Vyvrácení evoluce II. Rychlá speciace není z biblického hlediska žádným překvapením – viz Rychlé druhové překvapení. Stručně řečeno, druhy jsou podmnožinami původně stvořených forem, jak lze snadno vidět na příkladech mezidruhové hybridizace (viz např Ligři a velfíni? Co dál?)

Ačkoli jsou bentické a limnické formy v přírodě reprodukčně izolované, a lze je tedy technicky považovat za samostatné druhy, mohou se mezi sebou pářit. Např. je známo, že bentické a limnické koljušky v jezeře Enos na ostrově Vancouver se kříží a již nejsou dvěma odlišnými druhy.28 A samozřejmě, jak již bylo zmíněno, sladkovodní koljušky se mohou snadno křížit s mořskými koljuškami – ve skutečnosti byl právě díky pečlivému pozorování takových křížení identifikován gen Pitx .

Závěr

Koljuška nám poskytuje skvělé příklady přírodního výběru, mutací, rychlé adaptace a speciace. Tvrzení, že jde o důkaz evoluce, jsou zcela nepodložená. Pozorované změny v dnešních populacích koljušky nejsou v žádném případě takové, aby se z ryb stali filozofové.

Související články

DNA: Úžasná zpráva nebo převážně nepořádek?

22. září 2022

Tento článek v české verzi právě připravujeme. Brzy jej naleznete na této stránce.

Design dekódování a editace: enzymy fungující jako dvojité síto

22. září 2022

Tento článek v české verzi právě připravujeme. Brzy jej naleznete na této stránce.

Optimalizace genetického kódu: část 1.

22. září 2022

Tento článek v české verzi právě připravujeme. Brzy jej naleznete na této stránce.

Selhání příběhu o pavím ocase

22. září 2022

Tento článek v české verzi právě připravujeme. Brzy jej naleznete na této stránce.