Evolucn

1
Evolucní myšlenkaa její vliv na krestanskou
spiritualitu
Jenom bych si prál, aby prvním opravdu užitecným
objevem vedy bylo poznání, že je treba bojovat
práve o pochopení nemeritelného a že meritelné je
jen jeho sluhou že vše, co clovek delá, musí být
v zásade nemeritelné Architekt Louis Isidor Kahn

• Biskupské gymnázium Brno
• 23. února 2004

2
Názory pred Darwinem

• Plato (427 347 pr. Kr) jsou dva svety jeden
  je reálný a dokonalý a vecný druhý je iluzorní
  a nedokonalý ten vnímáme smysly a žijeme v nem
• Aristoteles (384 322 pr. Kr) všechny
  organismy je možno umístit na žebrík, od
  jednoduchých ke složitým (scale of nature), kde
  má každý své stálé a nemenné místo
• Bible Zeme je stará 6 000 let
• druhy jsou stálé, dokonalé a nevyvíjí se

3
Názory pred Darwinem

• Carolus Linnaeus (1707 1778) zakladatel
  taxonomie
• Binomická nomenklatura každý organismus získává
  rodové a druhové jméno (Napr. Penkava obecná,
  Fringilla coelebs)
• Hledal rád v prírode pro vetší slávu Boží

4
Názory pred Darwinem

• Georges Cuvier (1769 1832) teorie kataklyzmat
  (katastrofismu) nalézá fosílie v ruzných
  geologických vrstvách
• James Hutton (1726 1797) vysvetluje soucasný
  geologický stav Zeme teorií gradualismu velké
  zmeny jsou výsledkem malých ale nepretržitých
  procesu

5
Dejinný kontext
6
Názory pred Darwinem

• Charles Lyell (1797 1875) teorie
  uniformitarianismu geologické procesy v
  minulosti byly tytéž jako ty dnešní
• Záver z úvah Huttona a Lyella
• 1. Zeme musí být mnohem starší než 6000 let
• 2. Velmi pomalé a nepatrne malé procesy mohou za
  dlouhou dobu vyústit do velkých a podstatných zmen

7
Názory pred Darwinem

• Jean Baptiste Lamarck (1744 1829)
• 1809 evoluce existuje dedicnost užívaného a
  neužívaného dedicnost získaných vlastností
  (dlouhý krk žirafy vznikl jako výsledek mnoha
  generací natahování krku po listech)
• Prínos Lamarcka myšlenka, že evoluce je nejlepší
  vysvetlení fosílií a soucasné rozruznenosti
  života rozpoznal velké stárí Zeme zduraznuje
  adaptaci k prostredí jako primární produkt evoluce

8
Charles Darwin (1809 1882)

• Charles Darwin v roce 1837 ve svých 28 letech po
  skoncení cesty lodi Beagle

9
Charles Darwin (1809 1882)

• Darwin v roce 1854 ve svých 45 letech

Darwin v 60 letech
10
1859 vychází O puvodu druhu prírodním výberem
Alfred Russel Wallace
11
1859 vychází O puvodu druhu prírodním výberem
První preklad O puvodu druhu do francouzštiny,
1862, Clémence Boyer v predmluve La doctrine
de Darwin, cest la révélation rationelle du
progres se pasant en antagonisme logique avec la
révélation irrationelle de la chute. Ce sont deux
principes, deux religions en lutte. Cest un oui
ou un non bien catégorique entre lesquelles il
faut choisir, et quiconque se déclare pour lun
est contre lautre.
12
Caspar David Friedrich Dva muži pozorující mesíc
13
Caspar David Friedrich Mnich na brehu more
14
Plavba lodi Beagle 1831 1836
15
Plavba lodi Beagle(Darwinovy postrehy)

• Druhy obývající mírné oblasti Jižní Ameriky se
  více podobají druhum tropických oblastí Jižní
  Ameriky než druhum mírných oblastí jiných
  kontinentu
• Nálezy fosilních organismu v Jižní Americe jsou
  podobné recentním druhum Jižní Ameriky víc než
  soucasným druhum jiných kontinentu

16
Umelý výber (artificial selection)
17
Umelý výber (artificial selection)
18
Galapágy
Galapágy jsou vzdáleny 900 km na západ od
Ekvádoru.
19
Darwinovy penkavy
Na Galapágách žije celkem 13 druhu techto
endemických penkav
20
Darwinovy penkavy
21
Darwinovy penkavy
22
(No Transcript)
23
Šatovníci na Havaji
Tito šatovníci predstavují rovnež krásný obraz
adaptivní radiace. Bohužel, nekteré druhy této
skupiny již vyhynuly.
24
Šatovníci na Havaji
25
Užitecné termíny(používané Darwinem)

• Struggle for life úsilí pro život
• Descent with modification puvod postupnou
  úpravou
• Natural selection prírodní (prirozený) výber

26
Podstata Darwinovy teorie(podle Ernsta Mayra)

• Všechny druhy mají tak velký rozmnožovací
  potenciál, že kdyby se všichni mohli úspešne
  množit, velikost populace by rostla exponenciálne
• Populace mají tendenci mít stabilní velikost
• Zdroje prostredí jsou limitovány
• Produkce více potomku než muže prostredí unést
  vede k boji o existenci mezi jedinci v populaci,
  jen zlomek z celkového poctu prežije rovnež
  pocet jejich vlastních potomku je ruzný

27
Podstata Darwinovy teorie(podle Ernsta Mayra)

• Jedinci v populaci se od sebe odlišují, žádní
  dva nejsou úplne stejní
• Mnohé z techto odlišností jsou dedicné
• Prežití v boji o existenci není náhodné cástecne
  závisí na zdedených vlastnostech. Jedinci, kterí
  zdedili vlastnosti, které nejlépe odpovídají na
  nároky prostredí pravdepodobne zanechají víc
  potomku než ostatní
• Tato nestejná schopnost jedincu prežít a zanechat
  potomstvo povede k postupným zmenám v populaci
  vhodné vlastnosti se budou v prubehu generací
  akumulovat

28
Shrnutí

• Prírodní výber (natural selection) odlišná
  rozmnožovací úspešnost
• Prírodní výber se objevuje jako interakce mezi
  prostredím a odlišnými jedinci v populaci
• Výsledkem prírodního výberu je adaptace jedincu
  populace k nárokum prostredí

29
Shrnutí Darwinismu

• zmena a selekce

30
Marc Chagall Stvorení cloveka
31
Prírodní výber(Biston betularia)
Prumyslový melanismus
32
Prírodní výber
Geospiza fortis
33
Mikroevoluce zmena v genetické strukture
populace

• Prostredí netvorí zobáky specializované na malá
  ci velká semena
• Prostredí pouze vybírá optimální variantu

34
Mikroevoluce príklad rezistence bakterií k
antibiotikum
35
Rezistence bakterií k antibiotikum
36
Rezistence k pesticidum
37
Evoluce viru HIV
Užití antivirového léku 3TC
T bunka infikovaná virem HIV
Na zacátku lécby není témer žádný HIV odolný. Po
nekolika týdnech má rezistenci 100 virionu
38
Pohlavní výber
39
Pohlavní výber
40
Auguste Rodin Myšlenka
41
Auguste Rodin Žena kentaur (Mysl a telo)
42
Evoluce není darwinismus

• Evoluce zmena genofondu populace v prubehu casu
• Lamarckismus, darwinismus, neodarwinismus
  pokusy o interpretaci jevu evoluce
• Syntetická teorie evoluce neodarwinismus
  Darwin (prírodní výber) Mendel(zákony
  dedicnosti) genetika populací molekulární
  biologie statistika

43
Doklady, že evoluce existuje

• Biogeografie
• Fosilní nálezy
• Srovnávací anatomie
• Srovnávací embryologie
• Molekulární biologie

44
Biogeografie

• Druhy obývající ostrovy jsou casto endemické ale
  zjevne príbuzné druhum nejbližšího kontinentu
• Prevaha vacnatcu v Austrálii, ackoli by se
  placentálum v Austrálii zjevne darilo (králík)
• Soucasná fauna daného kontinentu vykazuje
  príbuznost s fosilními nálezy v kontinentu

45
Wegenerova teorie
46
Fosilní nálezy

• Nejstarší nalezené fosílie jsou prokaryota
• V geologických vrstvách nalézáme nejníže ryby,
  následují obojživelníci následováni plazy, potom
  se objevují savci a ptáci
• Nachází se meziclánky mezi moderními formami a
  jejich predky

47
Archaeopteryx
48
Tento tvor uchovaný v jantaru v sobe nese
soucasne znaky mravencu a vos
49
Evoluce velryb
50
Evoluce velryb
Mezonychid
Rodhocetus
Basilosaurus
Ambulocetus
51
Missing links
52
Ve fosilních nálezech casto chybí meziclánky
53
Gradualismus a teorie prerušovaných rovnováh
54
Srovnávací anatomie

• Anatomické podobnosti u príbuzných skupin
• Krídla, prední nohy, ploutve a paže ruzných
  skupin savcu jsou variace na stejné strukturální
  téma
• Nejpravdepodobnejší vysvetlení je puvod techto
  organismu ze spolecného predka

55
Srovnávací anatomie
56
Homologické a analogické orgány

• Homologické orgány stejný puvod, ruzná funkce
• Analogické orgány ruzný puvod, stejná funkce

57
Homologické a analogické orgány
Homologické orgány
Analogické orgány
58
Konvergentní evoluce vede a analogickým strukturám
59
Konvergentní evoluce vede a analogickým strukturám
60
Vestigial organs
61
Srovnávací embryologie

• Podobností mezi embryi ruzných skupin je víc než
  rozdílu mezi nimi
• Haeckelovo pravidlo ontogeneze je zkráceným
  opakováním fylogeneze je ovšem silne prehnané

62
Srovnávací embryologie
63
Velrybí embryo
64
Molekulární biologie

• Všechny organismy sdílejí (témer) stejný
  genetický kód
• Rada proteinu je stejných (velmi podobných) i u
  tak vzdálených skupin jako je bakterie a clovek
  (hemoglobin, cytochrom c)

65
Odlišnost v genu pro cytochrom c
66
Shoda v aminokyselinové sekvenci hemoglobinového
polypeptidu
67
Claude Monet Impression, soleil levant
68
Darwin si predstavuje rozruznenost života jako
strom s mnoha vetvemi
Taxonomické kategorie (doména), ríše, kmen,
trída, rád, celed, rod, druh
69
Spolecný predekstarší predstava
70
Dnešní predstava - horizontální prenos genu
71
Evoluce nepostupuje cílene
72
Evoluce nepostupuje cílene
73
Mikroevoluce a makroevoluce

• Mikroevoluce malé zmeny v genofondu populace v
  prubehu nekolika generací v rámci jednoho druhu
  (rasy psu, Biston, Brassica, zobáky penkav,
  rezistence k pesticidum)
• Makroevoluce velké zmeny v genofondu populace,
  v prubehu mnoha generací vyústující ve vzniku
  nového druhu akumulace mikroevolucních zmen

74
Co je to druh?

• populace nebo skupina populací, jejíž clenové
  se mohou alespon potenciálne mezi sebou krížit a
  produkují zdatné (viable) a plodné potomky, ale
  kterí nemohou produkovat zdatné a životaschopné
  potomky s príslušníky jiných druhu
• Linné prihlížel predevším k morfologii
• dnes rovnež anatomie, biochemie, podobnost
  genomu, chování (etologie)

75
Príslušníci jednoho druhu
76
Dva odlišné druhySturnella magna (vlevo) a
Sturnella neglecta (vpravo)
77
Budnícci
Budnícek lesní (Phylloscopus sibilatrix)
Budnícek vetší (Phylloscopus trochilus)
Budnícek menší (Phylloscopus collybita)
78
Koncept biologického druhu nefunguje za všech
okolností Peromyscus maniculatus
79
Allopatrická speciace
Vlevo Ammospermophilus harrisii, vpravo A.
leucurus
80
Sciurus aberti kaibabensis (vpravo) se stala
geograficky isolovaná od spolecného predka se
svou nejbližší príbuznou Sciurus aberti aberti na
severním okraji Grand canyonu asi pred 10 000
lety. Od té doby se postupne vyvinuly nekteré
odlišné znaky, jako je cerné bricho a tmavé
prední nohy
81
Odlišné zbarvení Erebia epiphorn v ruzných
evropských horách. Odlišné zbarvení odlišuje
odlišné rasy nebo formy. Všimnete si, že se tyto
rasy vyvinuly v geografické isolaci, jedná se
tedy o allopatrickou speciaci.
82
Koncept biologického druhu nefunguje za všech
okolností

• U fosílií musíme posuzovat pouze morfologii
• Koncept nefunguje u asexuálních organismu
  všechna archea a eubakteria, mnozí z protist,
  nekteré fungi a dokonce nekteré rostliny a
  živocichové
• Kojot s vlkem nebo psem dává zdatné a plne plodné
  potomky

83
Cirkumpolární (kolem pólu) rozšírení skupiny
Larus argentatus. Populace jdoucí z Evropy na
východ se mohou volne krížit, ale v severní
Evrope, kde se okruh smerem od západu uzavírá,
jsou dva druhy (Larus argentatus A2 a Larus
fuscus B3, B4) které jsou reprodukcne isolovány.
Mluvíme o ring species (kruhový druh)
84
Ring species
Larus argentatus
Larus fuscus
85
(No Transcript)
86

• Pokud se dve populace vyvíjely v geografické
  isolaci a pozdeji se dostanou do kontaktu, mohou
  se mezi sebou krížit, ale genový tok muže být
  velmi omezený, záleží na dosaženém stupni
  genetické odlišnosti. V Evrope vrána obecná šedá
  Corvus corone cornix a vrána obecná cerná Corvus
  corone corone jsou dva poddruhy stejného druhu,
  ale hybridní zóna je velmi úzká

Vrána obecná cerná
Vrána obecná šedá
87
Pleistocenní zalednení
Kunka obecná (Bombina bombina)
Kunka žlutobrichá (Bombina variegata)
88
Pleistocenní zalednení
Skokan krátkonohý (Rana lessonae)
Skokan skrehotavý (Rana ridibunda)
Klepton Skokan zelený (Rana esculenta)
89
Vincent van Gogh Vrby v zapadajícím slunci
90
Vincent van Gogh Pšenicné pole s vránami
91
Spory

• Kreacionismus x evoluce
• Vysvetluje neodarwinismus evoluci uspokojive?
• (Neo)darwinismus jako náboženství protažení
  teorie až na molekulární úroven na jedné strane a
  do sociobiologie na strane druhé

92
Spory

• Vysvetluje neodarwinismus evoluci uspokojive?
• 1. Neredukovatelne komplexní systémy bylo dost
  casu na to, aby vznikly náhodou?
• 2. Adaptovanejší neznamená komplexnejší
• 3. Príliš mnoho hypotéz ad hoc. Teorie je
  nefalsifikovatelná
• Existence vedomí u cloveka má myšlenka hmotnou
  povahu?
• Zdá se, že prírodní výber je jen jeden z mnoha
  mechanismu kterým evoluce funguje

93
Alternativní teorie

• Neutrální teorie evoluce
• vetšina evolucních zmen a znacná cást variability
  uvnitr druhu není na molekulární úrovni zpusobena
  pozitivní selekcí výhodných alel, které jsou
  neutrální
• Témer neutrální teorie evoluce
• vetšina mutací není neutrální, ale témer
  neutrálních, tedy slabe škodlivé nebo slabe
  výhodné

94
Stanovisko katolické církve

• Pius XII (encyklika Humani generis )1950
  evolucní teorie je vážná hypotéza, hodná dalšího
  zkoumání a reflexe
• Jan Pavel II. v projevu k clenum Papežské
  akademie ved 1996 místo o jedné evolucní teorii
  bychom meli mluvit o nekolika evolucních
  teoriích. Tato pluralita na jedné strane souvisí
  s ruznými výklady mechanismu evoluce, na druhé
  strane s ruznými filosofiemi, na nichž se
  zakládá. Tak existuje interpretace
  materialistická, redukcionistická a
  spiritualistická.

95
Stanovisko katolické církve- vznik cloveka

• Pius XII. Jestliže lidské telo má svuj puvod v
  preexistující živé hmote, duchová duše je
  stvorena bezprostredne Bohem
• Jan Pavel II. Ty evolucní teorie, které podle
  filosofií, jimiž se inspirují, ucí, že duch se
  vynoruje ze sil živé hmoty nebo že je pouhým
  epifenoménem hmoty, nejsou slucitelné s pravdou
  týkající se cloveka

96
Ovlivnení krestanské spirituality

• neukoncenost stvorení ve hmote je potenciálne
  nekonecné bohatství druhu
• biologická náhodnost naší existence na Zemi x
  prozretelnost

97
Vývoj života mohl jít mnoha ruznými cestami

• Burgess shale ( 540 mil let)
• asi 15 - 20 druhu nemuže být prirazeno k žádné
  známé skupine živocichu
• asi 20 - 30 clenovcu nemuže být prirazeno k žádné
  známé skupine Arthropod

Anomalocaris canadensis
98
Burgess shale
Anomalocaris (až 80 cm)
Opahinia
Hallucigenia
99
Zánik dinosauru pred 65 miliony lety zrejme
zpusobil dopad meteoritu na Yucatánský
poloostrov...
címž byla umožnena radiace savcu
100
Ovlivnení krestanské spirituality

• prírodní vedy jako soucást teologie
• dve knihy sv. Augustina, z kterých mužeme dospet
  k existenci Boha Písmo Svaté a Kniha stvorení
• Teilhard de Chardin
• cesta k bodu omega

101
Ovlivnení krestanské spirituality

• Nesamozrejmost existence života na zemi

102
Dokonalé ochranné zbarvení kudlanek (Mantodea)
vzniklo zrejme jako výsledek pusobení prírodního
výberu
103
Paul Gaugin Odkud jsme prišli? Kdo jsme? Kam
jdeme?
104
Dekuji za pozornost a preji všem studentum mnoho
radosti z poznání Orko
Tato prednáška je k dispozici na http//orko.strma
.net