Evoluce v laboratoři

Housenky některých amerických lišajů si vybírají „kabátek“ podle počasí. Pokud se vyklubou z vajíčka na podzim nebo přijdou na svět - v severnějších chladných oblastech, naroste jim tmavá pokožka, která pohlcuje sluneční záření a housenku zahřívá. V teplých krajích je to zbytečné, a tak tu nabývá na důležitosti nenápadné zbarvení chránící před nepřáteli. Housenky se proto barví zeleně. Všichni motýli mají stejnou dědičnou informaci, a přesto jejich housenky dovedou přehodit výhybku vývoje dvěma různými směry.

Korýš pořídí potomkům přilbu

Zodpovědný rodič neváhá a koupí dítěti holdujícímu cyklistice, sjezdovému lyžování nebo jinému rizikovému sportu ochrannou přilbu. Přímo vzorově si v tomto směru počíná drobný vodní korýš hrotnatka jezerní. Ta je vystavena útokům mnoha nepřátel. Pasou po ní nenasytné larvy pakomárů nebo dravé perloočky. Její život připomíná scény z drsného akčního filmu. Stačí proto, aby se ve vodě objevily pachové látky prozrazující přítomnost přirozených nepřátel, a hrotnatky začnou s obrňováním. Plodí pokolení, které je na hlavě vybaveno velkým ochranným výrůstkem - jakousi přilbou. Ta na jedné straně skýtá hrotnatkám ochranu, ale na druhé straně svým majitelům komplikuje život. V extrémních případech zabírá helma až třetinu délky těla. Není divu, že se hrotnatky snaží této „parády“ při nejbližší příležitosti zbavit. Jakmile se ocitnou v prostředí, kde mají od pakomárů i dravých perlooček pokoj, začnou opět plodit potomky bez helmy.

Lišaj tabákový má jen zelené housenky. V laboratořích se sice vědcům podařilo získat mutanta, jehož housenky mají pokožku tmavší, ale ani ten neumí „přepínat“ genetický program pro barvu housenčí pokožky podle potřeby. Biologové Yuichiro Suzuki a Frederik Nijhout z Dukeovy univerzity v americkém Durhamu to lišaje tabákové naučili. V jejich laboratoři prodělaly mutované můry během několika generací evoluci, která kdysi v přírodě zajistila volbu barvy „kabátu“ blízce příbuzným motýlům.

Suzuki vystavoval tmavě zbarvené housenky v počátečních fázích vývoje tepelným šokům. Některé na to zareagovaly zelenějším zbarvením, jiné si i pak udržely tmavou pokožku. Suzuki a Nijhout začali dělit své lišaje na dvě populace. V jedné drželi motýly, jejichž housenky zůstávaly věrné tmavé barvě. V druhé pak chovali „chameleony“, kteří vykazovali největší schopnost barevné proměny po tepelném šoku.

Tato skupina jim připravila velké překvapení. Po několika generacích tvrdého výběru nejzdatnějších „chameleonů“ se v ní objevili motýli, jejichž housenky byly při teplotách nad 28,5 OC zelené, zatímco při nižších teplotách si udržovaly tmavé zbarvení. V laboratoři tak proběhla velmi rychle evoluce a motýli získali zcela novou vlastnost. Nepotřebovali k tomu provádět výraznější zásah do chodu vlastního organismu. Za zbarvení zodpovídá množství jednoho hormonu v těle housenky. Tmavá pokožka roste housenkám, které produkci hormonu omezí.

Výsledky studie zveřejněné v časopis Science vítají vědci jako průlomový objev. Dokazuje, že organismus může nést po dlouhou dobu mutaci, která mu zdánlivě k ničemu není. Při změně podmínek se však nositeli takové „tiché“ mutace otevírá cesta k nové výhodné vlastnosti. Přitom si nemusí definitivně přibouchnout dveře k využívání původní vlastnosti. Na první pohled to vypadá, že nová vlastnost spadla z nebes, protože nic nenasvědčovalo tomu, že se na její vznik organismus postupně připravoval. Příhodných „tichých“ mutací může mít každý pozemský tvor „pro strýčka Příhodu“ v zásobě celou řadu.