Explozivní vznik mořských živočichů v kambriu nebyl doposud objasněn

Vznik velkého množství mořských živočichů v geologickém období kambria je mimořádná událost přitahující pozornost vědců. Nálezy ukazují na revoluční změny ve stavbě těla živočichů, které musely být spojeny s obrovským nárůstem biologické informace. Doposud navržená vysvětlení jejího vzniku nejsou uspokojivá. Z vědy je přitom vyloučeno vše, co se jakkoliv vztahuje k inteligenci. Nabízí se tak otázka, zda nepřišel čas na změnu paradigmatu ve vědě. 

Jedním z vážných problémů neodarwinismu je tzv. kambrická exploze, tj. náhlé objevení se většiny živočišných kmenů v geologické vrstvě zvané kambrium. Už v Darwinově době byly známy fosilní nálezy z kambrických vrstev, které obsahovaly např. ramenonožce nebo trilobity (trojlaločnatce), tedy organismy s poměrně složitou stavbou těla. 

Podle současných nálezů kambrický fosilní záznam zahrnuje představitele nejméně dvaceti živočišných kmenů z celkového počtu zhruba 27 kmenů přítomných ve fosiliích. Kromě již zmíněných ramenonožců jsou to dále např. kroužkovci, polostrunatci, strunatci, ostnokožci, hlístice, členovci a mnoho dalších. 

Pozoruhodná je na těchto fosiliích téměř současná přítomnost velice pestré palety kompletních vývojových „novinek“, tedy živočichů se zcela novými tělními plány. Je to obraz zcela opačný, než bychom mohli očekávat od vývoje na základě pomalých změn, které vznikají postupně a vedou k narůstajícím rozdílům. V případě kambrické exploze velké rozdíly ve stavbě (disparita) předbíhají drobné rozdíly (diverzitu). 

Podle původní Darwinovy koncepce bychom mohli očekávat, že postupné malé změny způsobené mikroevolucí (diverzita) povedou ke změnám výrazným – makroevolučním (tedy k disparitě). V případě kambrické exploze je však původní Darwinův vývojový strom života obracen doslova „vzhůru nohama“. 

Nová naleziště v jižní Číně ukazují, že kambrická exploze se odehrála v relativně úzkém geologickém časovém okně. K největší diverzifikaci živočichů došlo dle současného datování během pouhých 5–6 milionů let, což představuje asi 1 promile současně udávané historie Země. Kromě toho v nalezištích chybí zřetelné přechodné články spojující kambrickou faunu s jednoduššími prekambrickými formami života.

Existují různé pokusy o vysvětlení tohoto zvláštního jevu. Někteří se snažili kambrickou explozi bagatelizovat a tvrdit, že je to pouhý artefakt trvající navíc mnohem delší období. Nejnovější paleontologické nálezy však takový zlehčující pohled diskvalifikují a činí jej neudržitelný ve světle faktů.

Nepřítomnost fosilních předchůdců kambrických živočichů v předchozích geologických vrstvách se kdysi vysvětlovala tím, že tyto články byly příliš malé nebo příliš měkké, a z toho důvodu se nedochovaly. Čínští vědci zkoumající prekambrické vrstvy v nových nalezištích vyvinuli speciální techniky k detekci takových fosilií. Ani pomocí těchto metod však nenašli žádné přechodné články vedoucí ke kambrické fauně. 

V prekambrických vrstvách byly nalezeny tzv. ediakarské organismy představující zvláštní vyhynulou linii, která není blízce příbuzná žádným jiným tvorům. Nejméně 19 živočišných kmenů z 23 přítomných v kambriu nemá v prekambrických vrstvách žádné předchůdce! 

Nepřítomnost přechodných forem ve fosiliích je poměrně široce rozšířený fenomén v paleontologii. Jako pokus o vysvětlení této skutečnosti byla v 70. letech minulého století vytvořena teorie tzv. přerušovaných rovnováh. Stephen Gould a Niles Eldredge, autoři této teorie, opustili myšlenku postupných pomalých změn a tvrdili, že evoluce po obdobích stáze postupovala skokově, a nikoli plíživě. Protože příchod nových biologických forem nastupoval příliš rychle, nemohly se dochovat přechodné články, které by svědčily o proběhlém vývoji. 

Exploze informace v kambrické fauně 

Nicméně aplikovat teorii přerušovaných rovnovah na kambrickou explozi představuje problém. Tato teorie se vztahuje k náhlému objevení se nových organismů na úrovni nižších taxonomických jednotek, jako je druh či čeleď. Nevysvětluje však fosilní záznam z období kambria, kde se najednou objevují organismy z nejvyšších taxonomických kategorií – různých kmenů, podkmenů a tříd – s velkými rozdíly ve stavbě těla a jeho uspořádání. 

Navíc tato teorie nedává žádnou odpověď na velmi naléhavou otázku, odkud se vzalo obrovské množství nové informace potřebné pro vznik nových tělních plánů těchto živočichů. Nová informace byla potřebná nejen na úrovni nových kódujících genů, nových typů buněk a tkání, ale i na úrovni nových vývojových genových regulačních sítí, které řídí zárodečný vývoj a stavbu těla jednotlivých druhů organismů. 

Někteří vědci se snaží potřebu nové informace relativizovat a přicházejí s vysvětlením, že nových genů nebylo až tolik zapotřebí. Snaží se vznik výrazné diverzity živočichů vysvětlit evolučně vývojovými mechanismy (tzv. evo-devo). Rozdíly v tělesné stavbě mají být podmíněny rozdílným zapínáním a vypínáním genů určujících vývoj zárodků. K vytvoření nového tělního plánu jsou používány tzv. genetické soupravy, které jsou různě modifikovány, a ve svém výsledku vedou k různým tělesným stavbám. 

Otázka zní: společný předek, nebo společný design?

• Štěpán Rucki
• 5.3.2023

Share

Nicméně pokusy, které prováděla například dvojice genetiků Christiane Nüsslein-Volhardová a Eric Wieschaus, ukázaly, že náhodné mutace v oblasti genů řídících vývoj zárodku nevedou k pozitivním vývojovým změnám, nýbrž ke vzniku zrůd často neslučitelných se životem. Celý proces embryonálního vývoje je velmi precizně koordinován a vzájemně propojen, takže pokud má být jedna změna v tomto procesu smysluplná, musí být provázána s množstvím dalších specifických změn. 

Avšak při náhodných mutacích v genech řídících zárodečný vývoj taková koordinace chybí, a tak je výsledkem smrt nebo těžké znetvoření organismu. Evoluci tak chybí pozitivní materiál, ze kterého může selektovat jedince s pronikavými změnami tělních plánů. Navíc poslední objevy z oblasti genetiky ukazují, že nové geny jsou pro vývoj už na nižší taxonomické úrovni naprosto nezbytné. 

V živočišné říši existují tisíce tzv. sirotčích genů, které podle definice nemají podobnost s žádnými jinými geny. Protože jim chybí evoluční předchůdci, musely vzniknout doslova z ničeho. Výskyt sirotčích genů u všech druhů, které vědci zkoumali, se odhaduje na zhruba 10–30 procent genomu. Dá se tedy předpokládat, že během kambrické exploze bylo zapotřebí tisíců nových genů, které musely vzniknout během relativně krátké doby. Jenže teorie pokoušející se vysvětlit jejich vznik jsou ve světle nových poznatků značně pochybné.  

Překážky v „evoluční alchymii“

V minulosti byla značně populární tzv. neutrální teorie, podle jejíž hypotézy vznikly nové geny v nekódující („odpadní“) DNA, která se v genomu nahromadila v průběhu dlouhodobé evoluce. Vznikající mutace byly neutrální nebo téměř neutrální, čímž mohly být ušetřeny selekce. Teorie postulovala, že tímto způsobem mohly vzniknout nové geny potřebné pro další evoluční procesy.

Neutrální teorie však naráží na dvě nepřekonatelné překážky. První z nich je vznik funkční informace. Samotné zvětšení množství DNA nevysvětluje vznik smysluplných genů. Když k rukopisu přidáme několik stránek popsaných náhodnými písmeny, nevzniknou automaticky nové kapitoly románu. Teorie tak čelí zásadnímu kombinatorickému problému vzniku funkční informace. Vznik funkční sekvence DNA, byť jen u jediného genu náhodnými procesy, je z hlediska teorie pravděpodobnosti za hranicí vědecké serióznosti.

Mnohem větším problémem je však skutečnost, že naprostá většina nekódující DNA není evolučně podmíněným odpadem, ale – jak se v posledních letech stále více ukazuje – významně funkčním materiálem. Jeden odborný článek z roku 2009 zabývající se vznikem nových genů přirovnává proces vzniku nových genů ke středověké alchymii. Z odpadní DNA, která symbolizuje olovo, mělo evolučními procesy vzniknout zlato, tj. nové funkční geny. 

Pokud použijeme tento příměr, evoluční alchymie naráží na dvě zásadní překážky. Chybí nejen kamen mudrců, který má přeměnit olovo odpadní DNA v genetické zlato, ale podle posledních poznatků chybí i samotné olovo jakožto výchozí materiál pro tuto zázračnou proměnu. 

Inteligence se (předem) zamítá!

S ohledem na nevysvětlenou záhadu informační kambrické exploze publikoval Stephen Meyer v roce 2004 podrobnou analýzu různých teorií pokoušejících se tento fenomén vysvětlit. V rozsáhlém eseji s názvem Vznik biologické informace a vyšších taxonomických kategorií podrobně rozebírá všechny více či méně neúspěšné materialistické teorie. V závěru navrhuje alternativní vysvětlení vzniku informace při kambrické explozi – inteligentní příčinu. 

Článek byl zveřejněn ve Sborníku Washingtonské biologické společnosti, jehož šéfredaktorem byl v té době evoluční biolog Richard von Sternberg, nositel dvou doktorátů – z evoluční a systémové biologie. Po zveřejnění článku byl Sternberg slovně lynčován, bylo popíráno jeho vzdělání, byl označen za kněze, a nikoliv vědce, nálepkován jako republikánský agent a podobně. Jeho vědecká kariéra byla naprosto zničena. 

Od devatenáctého století byl do vědy vnesen princip, který se jmenuje metodologický materialismus. Je to „herní pravidlo“ současné vědy a kdo jej poruší, je automaticky diskvalifikován. Z vědy je tedy vyloučeno vše, co se jakkoliv kauzálně vztahuje k inteligenci. Avšak empirie ukazuje, že vznik informace se neměnně vztahuje k působení inteligentního zdroje. Není známo, že by náhodné či stochastické jevy generovaly novou informaci. 

Inteligentní činitel je nejvěrohodnějším vysvětlením pro vznik informace. Tento princip lze vztáhnout i na biologickou informaci potřebnou pro vznik obrovské diverzity biologických forem při kambrické explozi. S ohledem na tuto skutečnost je otázkou, zda není čas na změnu paradigmatu ve vědě.