Sobecký gen

Richard Dawkins je britský biolog, etolog a spisovatel, který se narodil v roce 1941 v Nairobi v Keni. Je známý svými knihami o evoluční biologii a ateismu, které se staly bestsellery po celém světě.

Jeho nejznámější knihou je Slepý hodinář, která se stala klasikou moderní vědy. V roce 1986 vydal knihu Sobecký gen, která se stala dalším bestsellerem a přinesla mu celosvětovou slávu. V roce 1995 vydal knihu Magie reality, která se zabývá vztahem mezi vědou a náboženstvím.

Richard Dawkins je také známý svým kritickým postojem k náboženství a víře v nadpřirozené síly. Je profesorem na univerzitě v Oxfordu a členem Královské společnosti.

Proměnlivé schopnosti a omezené zdroje stojí v základu evoluce

Před více než 3,5 miliardami let vznikla v prvotní polévce molekul první nejjednodušší forma života na Zemi – molekula, schopná kopírovat sama sebe, replikátor.

Molekulární replikátory se skládají z dlouhých řetězců menších stavebních kamenů podobně, jako se slovo skládá z řetězce písmen. Replikátory se kopírují tak, že přitahují další „písmena“ a slouží jim jako šablona, kterou mohou napodobit. 

První replikátor měl automaticky konkurenční výhodu nad všemi ostatními molekulami v prvotní polévce, které se nemohly kopírovat, a proto se replikátor stal početnějším než jakýkoli jiný typ molekuly.

Chyby v procesu kopírování však vedly ke vzniku „dceřiných“ replikátorů, které měly trochu jinou konfiguraci než jejich „rodič“. Tyto nové konfigurace znamenaly, že některé „dcery“ se dokázaly kopírovat rychleji nebo přesněji, čímž získaly konkurenční výhodu oproti svému „rodiči“.

V prvotní polévce vznikalo stále více replikátorů z omezené zásoby stavebních molekul, které se postupně vyčerpaly.

Tyto dva koncepty – populace, v níž se mění schopnosti, a prostředí s omezenými zdroji – jsou základními předpoklady procesu, který známe jako evoluci.

V průběhu času další chyby v kopírování vedly k novým výhodným vlastnostem, jako je schopnost rozbíjet jiné replikátory a využívat jejich stavební kameny k replikaci – to byli první masožravci. Vytvářením nových variant a přežíváním replikátorů s nejužitečnějšími výhodami vznikaly složitější formy života, které nakonec vyústily v rozmanitost organismů, jakou známe dnes.

Gen žije jako mnoho kopií, což ho činí téměř nezničitelným

Evoluce probíhá prostřednictvím diferencovaného přežívání – v dané populaci jedinců s různými schopnostmi někteří přežívají a rozmnožují se, zatímco jiní vymírají.

Avšak v rozporu s tím, co se často domníváme, základními jednotkami, na které evoluce působí, nejsou jednotlivé organismy, ale geny – krátké úseky DNA, replikující se molekuly, které jsou základem veškerého života na Zemi.

Příčinou je to, že geny splňují důležité kritérium, které jednotlivým organismům není vlastní – geny nejsou jedinečné a mohou existovat jako kopie v mnoha různých tělech. Například všichni modroocí lidé mají ve svých buňkách kopii genu pro modré oči.

Na druhou stranu většina organismů se nemůže replikovat jako identické kopie. Je to proto, že při pohlavním rozmnožování nevznikají kopie, ale kombinací genetické výbavy rodičů vznikají noví, unikátní jedinci.

Skutečnost, že geny existují jako kopie, je činí téměř nesmrtelnými. Zatímco jednotlivé organismy obvykle přežívají maximálně několik desítek let, geny mohou žít tisíce nebo dokonce miliony let. Vezměte v úvahu, že i když jsou vaši předkové dávno mrtví, vy nepochybně nesete ve svých buňkách spoustu jejich genů a přinejmenším část z nich následně předáte svým potomkům.

Právě mnohočetnost genů a jejich potenciál nesmrtelnosti z nich činí kandidáty na to, aby na ně evoluce působila.

Geny jako takové jsou sobecké a přežívají na úkor jiných genů

Gen je „sobecký“ – jedná způsobem, který umožňuje jeho vlastní přežití na úkor jiných konkurenčních jedinců. Samotné geny však nemají žádné vědomé motivy; je to prostě jejich chování, které můžeme označit za zdánlivě sobecké. Podobně i proces evoluce, ačkoliv by se mohlo zdát, že je motivovaný k vytváření jedinců, kteří jsou vhodní pro určité prostředí, se o to vědomě nesnaží.

Abychom pochopili, proč se geny zdají být sobecké, musíme prozkoumat fyzické prostředí, v němž existují – geny jsou uloženy v balíčcích zvaných chromozomy, které jsou ukryty v buňkách tvořících organismus. Chromozomy se vyskytují v párech a člověk má 23 párů (celkem 46 chromozomů). Oba chromozomy v páru mají stejnou organizační strukturu, takže pokud se na určitém místě jednoho chromozomu nachází gen pro barvu očí, pak i druhý chromozom bude mít gen pro barvu očí na stejném místě. Verze těchto genů však nemusí být stejné – jeden může být pro modré oči a druhý pro hnědé. Různé verze genů pro stejnou vlastnost se nazývají alely; například pro gen barvy očí existuje několik alel.

Protože se různé alely snaží obsadit přesně stejné místo na chromozomu, jakákoli výhoda, kterou alela získá, je automaticky sobecká – snižuje vyhlídky na přežití ostatních alel.

Jak se gen projevuje, záleží na jeho fenotypu, který tak rozhoduje o přežití genu

Fyzicky jsou si všechny geny docela podobné – všechno jsou to úseky DNA. Liší se informací, která je v nich zakódovaná.

DNA je v podstatě dlouhý molekulární řetězec sestavený ze čtyř typů molekul označených písmeny A, T, C a G. Stejně jako lze každé slovo v anglickém jazyce sestavit z 26 písmen abecedy, lze tyto čtyři základní stavební kameny zkombinovat do tolika různých a propracovaných sekvencí DNA, že dokáží popsat všechny vlastnosti organismu.

Tento kód je převeden do návodu, jak vytvořit tělo organismu. Malé rozdíly v kódu se projevují jako vlastnosti, jako jsou delší nohy, což je výhoda pro přežití například pro antilopu, která utíká před gepardem. Antilopa s dlouhýma nohama unikne a dožije se narození potomků s kopiemi genu – kódu – pro dlouhé nohy. Gen tedy přežívá díky svému vlivu na tělo antilopy. Tento tělesný projev genu se nazývá fenotyp.

Účinky genů však nejsou nutně omezeny na tělo, ke kterému patří. Geny virů nemají vlastní tělo – jejich kódy ovlivňují buňky těla, které nakazí; mohou například způsobit, že tělo hostitele kýchne, což pomáhá viru šířit se a umožňuje tak přežití jeho genů. 

Fyzické a genetické prostředí genu definuje jeho šance na přežití

Dobré maskovací zbarvení pro tygra je velmi špatným maskovacím zbarvením pro ledního medvěda, protože prostředí, v kterém žijí, se od sebe zásadně liší. Gen pro maskování tygra by měl minimální šanci přežít v ledovém prostředí.

Geny nejsou ovlivněny pouze fyzickým prostředím, ale také okolními geny – všemi variantami (alelami) genů daného druhu v jednom genofondu. To zahrnuje jak specializované geny, které mají jen některé druhy, například geny pro stavbu křídel nebo masožravých zubů, tak sdílené geny, které mají různé druhy společné.

Úspěch či neúspěch genu, bez ohledu na jeho užitečnost, závisí do značné míry na tom, jaké další geny sdílejí jeho genofond. Pokud by byl například do genofondu býložravého druhu vnesen gen pro ostré masožravé zuby, pravděpodobně by nebyl úspěšný, protože v genofondu chybí další geny nezbytné pro přežití masožravce, například gen umožňující danému druhu trávit maso.

Na individuální úrovni dochází při pohlavním rozmnožování k neustálému mísení genů, takže každý jedinec daného druhu má nakonec jedinečnou sadu alel. Některé kombinace alel jsou výhodnější než jiné. Vezměme si druh ptáka, u něhož existuje alela, která zvětšuje rozpětí křídel, a jiná, která prodlužuje ocasní pera. Jedinec s oběma alelami bude létat rychleji, zatímco pták s pouze jednou z těchto alel může být nevyvážený a létat pomaleji. V tomto případě je každá alela úspěšná pouze v přítomnosti druhé.

Skupiny genů spolupracují jen proto, že mají společný rozmnožovací mechanismus

Gen ovlivňuje vlastnost organismu, ke kterému patří – např. jeho rychlost, sílu nebo maskování. Pokud je tento vliv výhodný, organismus s větší pravděpodobností zplodí potomky, kteří nesou kopie genu, a tak gen přežívá.

Samotný jeden gen však organismus vybudovat nedokáže. K stavbě něčeho tak složitého, jako je lidské tělo, jsou zapotřebí desítky tisíc genů, které všechny spolupracují. Pokud jsou však geny v podstatě sobecké, proč by měly takto spolupracovat?

Odpověď zní, že geny v rámci jednoho organismu sdílejí rozmnožovací mechanismus, a mají tedy společný cíl – všechny se snaží maximalizovat tvorbu a vyhlídky na přežití vajíček nebo spermií organismu. Ze stejného důvodu, i když parazit, jako je tasemnice, obývá tělo hostitele, geny tasemnice s geny hostitele nespolupracují, protože nemají společný reprodukční mechanismus.

Spolupráce genů se projevuje jako celistvý organismus – součet jejich shromážděných fenotypů. Geny kolem sebe v podstatě vytvářejí stroj (organismus) a tento stroj produkuje potomky, kteří nesou kopie těchto stejných genů, a pomáhají jim tak přežít.

Zatímco geny v rámci organismu spolupracují, aby zajistily své přežití, neměli bychom očekávat, že jednotlivé organismy v rámci skupiny budou spolupracovat mezi sebou, protože jejich geny nesdílejí jednu společnou reprodukční cestu. Každý jedinec by měl spíše pod vedením svých genů pracovat na produkci a přežití vlastních vajíček nebo spermií, a měl by se tedy chovat sobecky vůči ostatním jedincům ve své skupině. Ne vždy tomu tak však je, jak uvidíme později při zkoumání fenoménu altruismu.

Mozky organismů obsahují programy pomáhajícími jim přežít

Může trvat generace, než se fenotyp jednoho genu, například delší nohy, ukáže jako úspěšnější než jiný. Aby však geny přežily, musí být jejich těla, která si budují, schopna mnohem rychleji reagovat na podněty z prostředí – přijímat potravu, bojovat nebo utíkat během pouhých několika sekund. Aby to geny usnadnily, vytvářejí mozky, které organismům umožňují reagovat na rychle se měnící faktory prostředí. Těmto reakcím říkáme „chování“.

Přirozené prostředí může představovat nekonečné množství různých situací, takže neexistuje způsob, jak by organismus mohl mít připravenou reakci na každou z nich. Místo toho se reakce chování řídí „pravidly“, která jsou zakódována v genech způsobem analogickým tomu, jak je naprogramovaný počítač. Dvěma takovými pravidly by například mohlo být, že organismus bude považovat sladké chutě za odměnu a bude opakovat činnosti, které k této odměně vedou.

Problémem takového programování založeného na pravidlech je, že se nemůže vždy přizpůsobit radikálním změnám prostředí. Přitažlivost sladké chuti byla pro původní lovce a sběrače pomůckou pro přežití, ale v dnešním světě plném kalorií je příčinou epidemie obezity.

Inteligentní organismy mohou minimalizovat negativní dopad takových zastaralých pravidel pomocí dvou strategií: učení a napodobování. Učení znamená vyzkoušet si nějakou akci, abychom zjistili, zda je to dobrý nápad, a pak si zapamatovat její výsledek; napodobování znamená modelování výsledku akce před jejím provedením, což nejen šetří úsilí, ale také pomáhá vyhnout se potenciálně nebezpečným akcím. Například organismus, který předem ví, že skok ze skály je špatný nápad, má výhodu v přežití oproti organismu, který to musí vyzkoušet, aby to zjistil.

Strategie chování určuje přežití organismů a genů

Příslušníci téhož druhu spolu přímo soutěží o zdroje, což může vést k vzájemným střetům mezi jedinci. Tyto střety lze řešit pomocí různých strategií chování, od útěku až po boj na život a na smrt.

Lze očekávat, že strategie chování se budou, stejně jako jakékoli jiné vlastnosti organismu, lišit a některé budou pro přežití organismu – a jeho genů – lepší než jiné. Stejně jako je úspěch genu určen prostředím, je úspěch strategie chování organismu určen tím, jak se chovají všechny ostatní organismy v jeho okolí.

Vezměme si například populaci ptáků se třemi behaviorálními přístupy ke střetům:

„Holubice“, které při napadení uletí;

„Jestřábi“, kteří vždy útočí a bojují, dokud nejsou vážně zraněni;

„Mstitelé“, kteří se chovají jako holubice, dokud nejsou napadeni, ale po napadení reagují jako jestřábi.

V populaci holubic je útočící jestřáb velmi úspěšný, protože se mu žádná holubice nepostaví. V populaci tak přibývá jestřábích genů. Když však v populaci začnou převažovat jestřábi, začne se zvyšovat podíl holubic, protože jestřábi jsou častěji zraněni v nelítostných bojích s jinými jestřáby, kterých je nyní v populaci hodně. Ani jestřáb, ani holubice nejsou evolučně stabilní strategií, protože populace jednoho z nich může být úspěšně vytlačena druhým.

Naopak mstitelé nejsou zraňováni zbytečnou agresí, ale v případě potřeby se brání (na rozdíl od holubice). Proto by v populaci mstitelů nebyli úspěšní ani jestřábi, ani holubice; strategie mstitelů je evolučně stabilní.

Rodiče se obětují dětem kvůli sobecké snaze genů o přežití

Jak již bylo zmíněno dříve, protože geny řídí chování a jsou sobecké, můžeme očekávat, že se organismy v rámci skupiny budou chovat sobecky vůči sobě navzájem.

V přírodě však existuje mnoho příkladů chování, které se jeví jako altruistické, v neposlední řadě mnoho příkladů extrémně obětavé rodičovské péče, jako je například ptačí matka, která předstírá zlomené křídlo, aby odvedla lišku od svých mláďat. Altruismus zde můžeme definovat jako chování, které snižuje vlastní šance na přežití ve prospěch druhého.

Tento zdánlivý rozpor zmizí, když se na něj podíváme ve světle jedné ze základních vlastností genů – existují jako vícenásobné kopie ve více organismech. Geny tedy programují chování, které přináší prospěch jejich kopiím v jiných organismech, a to i na úkor vlastního organismu – ale pouze tehdy, pokud to přináší větší celkový prospěch pro přežití genu.

Jak gen „ví“, že jiný organismus nese kopie jeho genů? Neví – geny nejsou vědomé a nic „nevědí“. Příbuzné organismy však sdílejí kopie genů. Proto geny, které programují organismy tak, aby pomáhaly svým příbuzným, získávají výhodu pro přežití, a tím vedou k tomu, že toto chování přežije také.

Altruismus však nemusí být nutně vyrovnaně reciproční. Rodiče a děti jsou si stejně blízce příbuzní, ale rodiče se chovají vůči svým dětem s větším altruismem než naopak. Je to proto, že aby jejich geny přežily i po jedné generaci, musí rodiče zajistit, aby se jejich děti dožily reprodukčního věku. Pro děti je naopak přežití a blahobyt jejich rodičů mnohem méně důležitý, a proto dochází k asymetrii v altruistickém chování.

Vzájemně obětavé chování vs. čistě sobecké

Při popisu interakcí mezi organismy je užitečným principem myšlenka "hry" s nulovým nebo nenulovým součtem. O situaci s nulovým součtem jde v podstatě tehdy, když jedna strana vyhrává a druhá prohrává; například v případě geparda pronásledujícího antilopu buď antilopa zemře, nebo gepard hladoví.

Naproti tomu hra s nenulovým součtem je taková, kde obě „strany“ hrají proti „bance“, která drží zdroje. Vítězství jednoho hráče neznamená, že druhý musí prohrát. Hráči si mohou navzájem vrazit nůž do zad, aby získali větší podíl na zdrojích banky, ale v závislosti na pravidlech mohou také spolupracovat, aby ji přelstili.

V přírodě organismy obecně soupeří o zdroje ve svém prostředí. Ačkoli existuje mnoho situací, kdy je toto soupeření hrou s nulovým součtem, jako například v případě geparda a antilopy, v jiných případech se může organismům vyplatit spolupracovat, ať už s příslušníky vlastního druhu, nebo dokonce s jinými druhy.

Například mravenci „dojí“ mšice a získávají tak sladké výměšky, které mšice produkují. Mšice se mohou zdát být v tomto uspořádání vykořisťovány, ale ve skutečnosti získávají významnou ochranu před predátory tím, že jsou jim nablízku bojovně naladění mravenci, kteří je chrání. Někdy mravenci dokonce vychovávají a chrání mláďata mšic uvnitř mravenišť. Tato spolupráce tedy prospívá přežití genů mravenců i mšic. Konečný výsledek – zvýšení přežití – uspokojuje sobecký motiv, ale cestou k němu je vzájemný altruismus.

‍

Lidská kultura je nadstavbou přírody, ale také podléhá evoluci

Jedním z nejvýraznějších rysů člověka je kultura – aspekty našeho života, které nejsou instinktivní ani nesouvisejí čistě s přežitím, například jazyk, oblékání, strava, obřady, zvyky a umění. Ačkoli základní lidské psychologické rysy a zájmy lze pravděpodobně vysvětlit výhodami přežití, jako je vzájemný altruismus a pomoc příbuzným, nestačí to však k vysvětlení složitosti a rozmanitosti kultury.

Místo toho lze kulturu považovat za ekvivalent genofondu, přičemž základní jednotkou kulturní evoluce je místo genu mem. Mem je nejmenší část kultury s potenciální nesmrtelností, například melodie, myšlenka nebo klip tančící kočky na YouTube. Metody jeho přenosu jsou metody lidské komunikace – řeč, písmo a internet.

Stejně jako geny i memy mezi sebou soupeří. Některé jsou v přímém protikladu, například evoluční teorie a kreacionismus, ale všechny soutěží o lidskou pozornost a paměť. Stejně jako geny spolupracují a vytvářejí složité organismy, i memy vytvářejí složité celky – katolická církev je souborem myšlenek, rituálů, oděvů a architektury kolem ústředního memu všemocného Boha.

Oddělení kultury od biologie pomáhá vysvětlit některé specifické projevy lidstva, jako je celibát, který je v rozporu s biologickými imperativy. Pokud je kultura samostatným evolučním systémem s vlastními replikátory, pak tyto replikátory musí přežívat pouze v rámci tohoto systému. Nejsou nutně ovlivňovány faktory mimo memofond, jako je biologické přežití. Stejně jako u jejich genových ekvivalentů je úspěch memů určován jejich prostředím – z čehož můžeme vyvodit, že internet je příznivým prostředím pro klipy tančících koček.

‍

Lidé umí předvídat, což jim pomáhá zvítězit nad nevýhodami sobectví genů

Modely behaviorálních strategií ukazují, že populace mají tendenci vytvářet stabilní strategie a že populace, které se zapojují do vzájemně altruistické strategie, mají tendenci vést si dobře, přestože každý jedinec je motivován nejlepšími zájmy svých genů.

V některých případech však lze dosáhnout ještě lepšího řešení pro všechny tím, že se zřekneme bezprostředních zájmů na přežití genů. Představme si populaci, v níž žijí dva druhy se dvěma různými strategiemi konfrontace: jestřábi, kteří při konfrontaci vždy útočí a budou bojovat až do smrti nebo vážného zranění, a holubice, které při napadení utečou. Jestřábi vždy zvítězí nad jednotlivými holubicemi, ale z dlouhodobého hlediska je jejich strategie ve skutečnosti méně výhodná kvůli zraněním, která utrpí v boji s jinými jestřáby. Řešením, které je pro všechny jedince nejvýhodnější, je „spiknutí holubic“, kdy se všichni jedinci v populaci dohodnou, že se stanou holubicemi, a vzdají se krátkodobých výhod chování jako jestřáb, aby získali dlouhodobé výhody mírového života a vyhnuli se vážným zraněním a smrti.

Geny nejsou vědomé a nemají předvídavost, takže se nikdy nebudou moci zúčastnit spiknutí holubic, i kdyby to nakonec bylo v jejich nejlepším zájmu.

Naproti tomu lidé jsou schopni vědomé předvídavosti. Naše kultura, uvažujeme-li v termínech memů, se již od biologických imperativů oddělila. Možná nejsme geneticky ani přirozeně altruističtí, ale můžeme využít svou předvídavost k tomu, abychom čelili genovému sobectví a přinejmenším vstoupili do spiknutí holubic ve svůj budoucí prospěch. Možná se nám dokonce podaří dosáhnout skutečného altruismu, který v přírodě neexistuje.