Současná představa o evoluci člověka

Poslední dobou se na blogu iDNES vyskytlo větší množství článků, které poněkud zmatečně popisují lidskou evoluci. Tento článek proto shrnuje současný pohled evolučních biologů.

Zcela dominujícím autorem vědecké rubriky blogu na iDNES začal být pan Měšťan. Je schopný zveřejnit i několik článků denně, v nichž se snaží dále rozvíjet svou zatím nepodloženou představu o expandující Zemi. Žádný jiný autor mu v tomto počtu článků nedokáže konkurovat. Ostatní články se v takovéto záplavě spolehlivě ztratí (lze to považovat za argumentační trik v podobě zahlcení slovy).

Protože je představa expandující Země v rozporu s aktuálním vědeckým poznáním, pokouší se pan Měšťan toto poznání zpochybnit, aby ji nemusel uvést do souladu. Používá k tomu i různých z kontextu vytržených informací či zdrojů nevalné kvality (třeba od náboženských fundamentalistů), jež předkládá jakožto rovnocenné k vědeckému hlavnímu proudu (např. zde), popřípadě se dopouští různých spekulací (např. zde). Dalším jeho nešvarem je přisouzení nějakého absurdního názoru svým oponentům – například teze, že desková tektonika, dnes převládající teorie vysvětlující vývoj naší planety, vychází z představy ploché Země (např. zde). Takovýto názor lze poté snadno zesměšnit. Říká se tomu argumentační faul v podobě slaměného panáka. Jednou proto na jeho bohatém textovém materiálu demonstruji, jak se dělá pavěda.

Zde ovšem reaguji na jeho sérii článků věnovaných evoluční historii biologických druhů včetně člověka. Pan Měšťan rozvíjí tezi, že se na různých místech planety mohly vyvíjet totožné či sobě si značně podobné druhy (např. zde a zde). Také se patrně začetl do textů ohledně vzniku člověka a v několika svých článcích se pokouší podpořit představu (dnes již opuštěnou), že se dnešní lidé vyvinuli na různých místech nezávisle na sobě (např. zde či v textech o Galapágách). Jinde ovšem připouští, že mohl člověk migrovat přes pevninské mosty, které se později potopily (např. zde).

Zatím nejrozsáhlejší článek věnovaný vývoji lidského druhu pan Měšťan pojmenoval příznačně „Afrika! Asie! Afrika! Evropa!“. Již z názvu je patrné, že se autor pokouší vzbudit představu o tom, že vědci tápou a vlastně doposud příliš netuší, jak to bylo, z čehož je možné implikovat i to, že pravdu má pan Měšťan a dnešní věda se mýlí. V článku jsou přítomny i jiné výše popsané páně Měšťanovy nešvary, třebas jeho polemika s tím, co si „biologové“ myslí (slaměný panák).

Problém je, že pan Měšťan míchá různé věci. Je totiž třeba rozlišovat původ dnešního lidstva a dále evoluční cestu, která k tomu dnešnímu lidstvu vedla. Dnešní lidstvo je bezesporu stejného původu a lze ho vystopovat až k určité africké populaci, která se rozšířila do celého světa. Vedou se různé spory o tom, jak byla vlastně tato populace velká a kdy vznikla. Společný původ lidstva v Africe je však již nesporný, a svědčí o tom i genetické analýzy ukazující, že africké populace našeho druhu jsou nejrozmanitější a různé linie se rozrůznily dříve, než lidstvo začalo migrovat mimo Afriku.

Jiná otázka však je, jak tato populace vznikla. Mnozí si budou jistě pamatovat školní učebnice s hierarchií lidských druhů, připomínající žebřík. Nejdřív či nejníže byl Australopithecus, pak Homo habilis, Homo erectus a nakonec Homo sapiens (či s různými modifikacemi). Jako by se vždy jeden druh vyvinul v druhý. Nejstarší byl ještě vlastně lidoop, a jak se druhy střídaly, byly stále více lidské. Jenže dnešní evoluční biologie už to tak dávno nevidí. Docela pěkně je to popsáno na Wikipedii – doporučuji k rozkliknutí i další odkazy, které z tohoto článku vedou. Pan Měšťan třeba biologům u lidské evoluce přisuzuje představu mohutného stromu, jehož jednou z mnoha větviček jsme my lidé. Dnešní představa je však jiná, jednoduchému stromu poněkud vzdálená. Na uvedeném obrázku je také možné vidět, že daleko největší genetická diverzita dnešního lidstva je v Africe, což svědčí o jeho africkém původu a následné migraci do zbytku světa.

Pro začátek výkladu je dobré uvědomit si, že je současná evoluční biologie úzce provázaná s ekologií a populační biologií. Nezajímá ji tolik vznik druhů (protože sama definice druhu je problematická), jak by mohlo někomu připadat podle dávného díla Charlese Darwina O původu druhů. Zaměřuje se spíše na popis postupného vývoje, který vedl až k současnému stavu. Druhy i jakékoli další taxonomické kategorie jsou lidskými „škatulkami“, které se samy mohou vyvíjet, jak se vyvíjí vědecká konvence. Je obtížné rozhodnout, co jsou ještě poddruhy v rámci jednoho druhu a co již odlišné druhy.

Za jedno z kritérií rozlišení druhů je u pohlavně se rozmnožujících organismů považována reprodukční bariéra, která způsobuje nižší reprodukční zdatnost potomstva (to může být cokoli). Jenže je také již známý fenomén tzv. cirkulárních druhů. Blízce si příbuzné populace, které mohou být v rámci taxonomie řazeny do různých druhů, se mohou navzájem plodně křížit bez zřetelnější reprodukční bariéry, zatímco vzdálenější populace (například geograficky) už se plodně křížit nemusejí. V celém komplexu druhů tedy stále existuje genetický tok, protože ty blízké se kříží se sobě blízkými, a tím se evoluční novinky šíří i mezi vzdálenější druhy, ale pokud by část „kruhu“ vyhynula, genetický tok ustane. Tento jev byl pozorován třeba u různých poddruhů myši domácí (jak to zkoumá např. skupina profesora Forejta na Ústavu molekulární genetiky AV ČR). Lze uvést i příklad z každodenní zkušenosti – za takovýto cirkulární druh se dá považovat i pes domácí. Tato domestikovaná forma vlka (od něhož se již dosti liší, třebas i mutací, která zvyšuje jeho přátelskost vůči člověku) existuje v nespočtu různých ras, jež se navzájem mohou křížit, a tím umožňovat šlechtění dalších forem. Ale zkuste zkřížit třeba čivavu s dogou. Nepůjde to. Samec dogy je příliš velký na čivavu, po oplodnění by čivava uhynula. A jak by měl samec čivavy oplodnit dogu? V případě, že by všechna plemena psů vyhynula a zůstaly by pouze čivavy a dogy, měli bychom tu rázem dva druhy psa domácího, které již prakticky nelze křížit (čili mezi nimi existuje reprodukční bariéra). Je tedy cirkulární druh jedním druhem, nebo komplexem druhů? Ono je to vlastně jedno. Tato zmínka je ovšem důležitá pro osvětlení evoluce člověka.

Dále je vhodné objasnit některé pojmy. Jak již bylo uvedeno výše, evoluční biologové operují s pojmem populace. Obecně se jedná o soubor jedinců téhož druhu na daném místě, mezi nimiž probíhá genetický tok. Existuje také pojem metapulace, jímž je označován soubor jednotlivých populací. Pojem je používán u druhů s větším rozšířením, kde mohou být populace odděleny méně příznivým prostředím. Uvnitř jednotlivých populací tedy probíhá intenzivní genetický tok, ale čas od času mezi ně zavítá i jedinec z jiné populace v rámci metapopulace, který přinese genetický materiál i ze vzdálenějších míst, oddělených bariérou. Důležité je zachování toku genetické informace. Takto se třeba můžeme setkat se skalami porostlými tařicí skalní. Na skalách se rostliny jistě pěkně kříží, ale skály u nás nejsou hlavním typem stanoviště. Důležitý je proto občasný přenos pylu mezi jednotlivými skalami. Tím je zajištěn tok genetického materiálu.

Se zkoumáním populací je spjata i otázka vzniku druhu, ať již budeme za druh považovat cokoli. Od určitého okamžiku je genetický tok mezi určitými populacemi natolik omezený až nulový, že se mohou vyvíjet nezávisle na sobě a postupně se stále více odlišovat, jak hromadí různé mutace či evoluční novinky. Postupně tedy i laik rozpozná, že se nějaké dva organismy liší natolik, že je zařadí do různých druhů. Evoluční biologie rozlišuje více forem speciací (procesů vzniku druhů). V průběhu evoluce jednotlivých linií se zřejmě střídaly či navzájem kombinovaly. Důležitý je vznik aspoň určité bariéry mezi různými populacemi, která omezí genetický tok. Pokud třeba od sebe dvě populace oddělí náhlá geografická překážka (poušť, pohoří, vodní plocha), hovoří se poté o alopatrické speciaci. Naproti tomu při sympatrické speciaci žijí oba nově vznikající druhy pohromadě, ale postupně se specializují každý na své prostředí a životní strategii, a proto se nakonec vyvine reprodukční bariéra, jelikož smíšená životní strategie kříženců již není výhodná. Některé nové druhy vznikají i hybridizací (vzájemným křížením jiných druhů). Takto vznikla třeba křídlatka česká jako zvláště obtížný invazní druh, skokan zelený či zubr evropský.

Se znalostí pojmů se můžeme zaměřit i na evoluci lidstva. Má se již za potvrzené, že lidstvo pochází z jediné populace, která má původ v Africe, postupně se rozšířila po celém kontinentu a jedna její část se začala šířit dále po zeměkouli. Ale to je současné lidstvo. Jak se k této populaci dospělo?

Jak již bylo uvedeno výše, původní představa byla celkem jednoduchá. Jeden druh hominida nahradil další, až tu nakonec zůstal ten náš. Další fosilní nálezy ovšem ukázaly, že to tak jednoduché nebylo. Některé fosilní druhy člověka byly prokázány i v Asii, takže další vysvětlení bylo, že prostě čas od času nějaký druh migroval z Afriky do Asie a při další migraci byl nahrazen pokročilejším druhem. Poslední migrací se pak rozšířil náš druh. Přibližně s touto představou polemizují i kreacionisté s námitkou, že pokud jeden druh nahradil jiný, tak co tady stále dělají lidoopi nebo jak je možné, že se pozdní formy australopitéka vyskytovaly v Africe v téže době, kdy již existovaly rané formy Homo erectus. Další komplikaci znamenaly nově popsané fosilní druhy člověka, které se poněkud lišily od těch doposud určených. V Evropě to byl třeba Homo neanderthalensis, v Africe přibyl Homo ergaster, Homo rudolfensis, Homo antecessor, v Evropě i Africe Homo heidelbergensis, apod. Nejdříve se vědci snažili nějak je vmezeřit do evolučního žebříku člověka, ale to příliš nevycházelo, takže byly některé fosilní druhy považovány za odbočky z hlavního kmene, který vedl k našemu druhu (třeba Homo neanderthalensis). Komplikaci v této představě ovšem znamenají další popsané fosilní druhy, které nesou znaky jak považované za velmi primitivní, tak i pokročilé, například Homo naledi nebo třeba nedávno nalezené fosilie, které nesou mnohé znaky našeho druhu, ale také některé primitivnější, ze severního Maroka.

Také genetické analýzy ukázaly, že je třeba původní představu lineární evoluce s občasnými odbočkami (slepými uličkami) poněkud poupravit. V celé linii primátů jsou doloženy občasné hybridizace (křížení) mezi již oddělenými druhy. Zřejmě tedy mohl pokračovat genetický tok i nějakou dobu po vzniku nového druhu a občasné křížení dávalo vznik i dalším formám. To by vysvětlovalo i nálezy fosilních druhů člověka se smíšenými znaky.

Rovněž pozemské ekosystémy vypadaly ještě v poměrně nedávné době jinak. Třebas lvi se ještě před několika tisíci lety vyskytovali od jižní Afriky po Balkán a přes Írán až do severní Indie. Spolu s nimi se třeba ve střední Asii vyskytovali i levharti či další zvířata, která bychom dnes očekávali zejména v Africe. Dnes z nich přežívají pouhé zbytky, například ze všech asijských lvů zůstává malá populace s několika sty jedinci v Indii. Většina tohoto pozoruhodného eurasijského biomu byla narušena s růstem lidské populace a rozvojem civilizace. Ve více zalesněných oblastech se vytvořil pás podobných ekosystémů, kde hlavní kočkovitou šelmou nebyl lev, nýbrž tygr. Ten se také vyskytoval od střední Asie až po Dálný Východ. V asijských tropických lesích je ovšem doposud možné narazit i na slony, nosorožce či rohaté sudokopytníky. Dále na sever byl potom neméně pozoruhodný biom, který se opět táhnul od Evropy až po východní Asii (až Severní Ameriku) a opět se zde vyskytovaly druhy dnes přisuzované spíše Africe – sloni (mamuti), nosorožci, lvi (jeskynní), hyeny, antilopy a další. Měly pouze daleko výraznější srst a silnější tukové zásoby. Je tedy možné říci, že se od Afriky přes celou Eurasii táhly oblasti rozsáhlých stepí. Tyto stepi přecházely buď v pouště, nebo, ve vlhčích oblastech, v pralesy. Tato obrovská plocha sobě si podobných ekosystémů, které na sebe navazovaly, umožňovala migrace na značné vzdálenosti, spojené s genetickým tokem. Ideální místo pro vytváření cirkulárních druhů či poddruhů, jak již bylo doloženo například u lvů.

Evoluce hominidů tedy pravděpodobně probíhala na obrovském prostoru, sahajícím od jižní Afriky po východní Asii a tvořeném velmi podobnými ekosystémy. V tomto prostoru vznikaly různé místně přizpůsobené populace, které se v některých obdobích mísily s dalšími populacemi a předávaly evoluční novinky, představující konkurenční výhodu, dále. Některé nové znaky se mohly vyvinout i nezávisle na sobě (konvergentní evoluce), například přizpůsobení umožňující rychlý běh. V dnešní době z této dávné diverzity forem přežívá posledních několik druhů – člověk rozumný, představující linii stepních hominidů, a šimpanzi, gorily a orangutani, kteří představují hominidy přizpůsobené životu v pralesích. Má se přitom za to, že pralesy umožňují snadnější dostupnost potravy. Vysoké stromy také chrání před predátory. Dokud tedy přetrvávají lesy, není potřeba další výraznější vývoj. Naproti tomu ve stepích či savanách jsou hominidé před predátory, zejména velkými kočkovitými šelmami, v zásadě bezbranní. Museli tedy vyvinout nejrůznější životní strategie, jak se před nimi chránit. Jednou z nich je i dvounohost, umožňující větší rozhled i rychlejší běh. Rychle se vyvíjeli ovšem i ti predátoři. Také potrava není ve stepy či savaně zdaleka tak dostupná jako v tropickém pralese. Pravěcí hominidé proto museli být velice vynalézaví, aby si nějakou opatřili. K tomu rozvíjeli schopnost vyrábět i používat nástroje a koordinovat své chování při lovu i dalších skupinových činnostech.

Velkou roli při evoluci člověka hrály také různé geografické překážky, umožňující postupnou alopatrickou speciaci. Takovouto překážkou byly zejména pouště, jež znesnadňovaly genetický tok. Zejména v ledových dobách se klima stávalo značně kontinentálním a pouště byly rozsáhlejší než dnes. Na severu Afriky významnou překážku představovala Sahara, dále na východ pokračovaly pouště Blízkého i Středního Východu. V těchto obdobích se jednotlivé lidské populace vyvíjely izolovaně a hromadily odlišnosti. Když se poté klima změnilo (pouště se přechodně zazelenaly při překlopení klimatu z módu ledové doby v meziledovou), lidské populace se opět dostaly do kontaktu a mohly se křížit. Mezitím se však mohla vyvinout určitá reprodukční bariéra, která zabránila úplnému smísení (taková již byla doložena mezi naším druhem a neandertálci). Občas se tedy stávalo, že se některá nově se šířící populace člověka ukázala jako zdatnější a postupně spíše vytlačovala místní populace, než aby se s nimi přímo mísila. Jednou z takovýchto událostí bylo rozšíření druhu Homo heidelbergensis z Afriky, který v Eurasii vytlačil většinu populací staršího Homo erectus. V Eurasii se poté vyvinul v Homo neanderthalensis a denisovany. K podobným událostem rozsáhlejších migrací i méně nápadného mísení docházelo zřejmě po celou dobu lidské evoluce. V celém komplexu cirkulárních druhů se tedy postupně hromadily evoluční novinky, které poskytovaly větší lovecké schopnosti i rostoucí inteligenci. Hromadily se proto, že znamenaly konkurenční výhodu. Různé populace je ovšem měly namíchané v různém stupni vývoje, a proto bylo nalezeno tolik fosilních „druhů“ člověka či podivných směsných fosílií se značně pokročilými i primitivními znaky.

Výsledkem tohoto poměrně složitého vývoje (a jak se ukazuje, podobný způsob speciace rozhodně nebyl výjimkou) byla ovšem populace anatomicky moderních lidí, jež vznikla v Africe – náš vlastní druh. Unikátní kombinace velmi pokročilých znaků, kterou získala, jí poskytla konkurenční výhodu (vysoká inteligence, obrovská přizpůsobivost, aj.), takže se začala postupně šířit a vytlačovat ostatní lidské populace (k tomu jí zřejmě napomohla i její značná agresivita a schopnost zcela vyhladit nepřítele). Během asi dvou set tisíc let osídlila celou Afriku a stačila se rozrůznit na několik podtypů. Postupně, když to bylo možné, také migrovala ven z Afriky. Migrace zřejmě probíhala ve vlnách, nejstarší vedla jednoduše podél pobřeží (tak dospěla až do Austrálie), další vlny již směřovaly dále na sever.

Na severu a také více na východě se tento nový lidský druh setkával s místními lidskými populacemi – neandertálci, děnisovany a zřejmě i přežívajícími zbytky Homo erectus. Protože již existovala jistá reprodukční bariéra, příliš se s nimi nemísil a spíše je vytlačoval až k jejich úplnému zániku. Ke křížení ovšem občas docházelo. Asi to nebylo tak, že by si tlupa mužů našeho druhu unesla několik sličných neandertálek. Spíše to mohlo být obráceně – třeba byla naopak žena našeho druhu znásilněna neandertálcem. Vzniklí kříženci mohli mít potíže s dalším rozmnožováním či mít různá postižení, ale náš druh se také vyznačuje soucitem a solidaritou vůči členům své komunity. Kříženci tedy mohli být tolerováni, a pokud se jim přece jenom podařilo rozmnožit, předali geny neandertálců dále. Díky tomu pravděpodobně eurasijské populace našeho druhu získaly přizpůsobení k životu na chladném severu – jiný tvar nosu, světlejší kůži (umožňující i v menším slunečním osvitu produkovat vitamin D), výkonnější imunitní systém, jiné rozložení hnědého tuku (slouží k zahřívání), aj.

Náš lidský druh se nakonec rozšířil po celé Zemi a zcela eliminoval ostatní stepní hominidy, s nimiž se setkal. Zůstaly pouze druhy žijící v tropickém pralese, s nimiž si tolik nekonkuroval (dnešní lidoopi). Již během svého šíření také značně ovlivňoval ekosystémy, do nichž se dostal. Zřejmě například výrazně přispěl k rozvrácení severské mamutí stepi, v níž jak v Eurasii, tak v Severní Americe vyhynula většina velkých zvířat právě v době, kdy se v příslušné oblasti objevily první stopy moderního člověka. Toto ovlivňování pozemských ekosystémů pokračuje stále intenzivněji, jak lidská populace roste. Začíná se mluvit o novém geologickém období – antropocénu.

Jakkoli se však náš druh rozšířil po celém světě, křížil se s jinými lidskými druhy a vytvořil mnoho nových forem, vždy je třeba mít na paměti, že u všech nyní žijících lidských jedinců zcela převažuje genetická informace původního druhu, který se začal šířit z Afriky. Genetická diverzita lidstva také zatím nedosáhla dostatečné úrovně, aby bylo možné rozlišovat poddruhy, natož pak druhy. Během dlouhých let migrací, kdy ještě jednotlivé lidské populace zůstávaly celkem malé a izolované, se sice vytvořily určité rasy či variety, jež se odlišily od ostatních, ale při dalším mísení se hranice mezi těmito rasami staly dosti neostrými, vytvářejícími spíše určitý gradient. I domněle čistě bílí lidé mohou mít z relativně nedávné minulosti černošské předky a naopak. Genetický tok uvnitř lidského druhu nikdy zcela neustal, a jak se celý svět propojuje, genetická výměna mezi různými populacemi našeho druhu spíše dále zesiluje. Lze tedy očekávat další postupné zmenšování rozdílů mezi jednotlivými lidskými skupinami.