Reprodukční výměna

Během pohlavního rozmnožování se vyměňuje genetický materiál, což vede k tzv. genetické rekombinaci. Význam této skutečnosti je zjevný – výměna materiálu zvyšuje počet variací. To má zvláštní význam pro populaci a evolucionisté to považují za inovaci, která výrazně zlepšila proces evoluce.

Víme, čeho je dosaženo prostřednictvím sexuální reprodukce – nárůstu variací. Zvýšení počtu variací v genotypu však nemá žádnou hodnotu, dokud se neprojeví ve fenotypu. Aby se přírodní výběr mohl naplno „vyřádit“ na nových variacích, musí se projevit u potomků. Proces, který vede k tvorbě variací (pohlavní rozmnožování) nepodléhá přírodnímu výběru. Výběr může působit teprve až na jeho výsledek (větší počet variací v potomstvu).

Opět nás čeká úžasná otázka týkající se vzniku tohoto velice složitého procesu. Jak tedy vznikla sexuální reprodukce? Pokud proces nebyl předmětem výběru, zůstávají nám pouze dvě možnosti: náhoda nebo plán. Vyžaduje velkou víru, aby člověk uvěřil v náhodný vývoj sexuální reprodukce. Na genetické úrovni je sexuální reprodukce extrémně složitá a vědci zkoumali tyto procesy s pocity úžasu.

Výměna gamet (pohlavních buněk) si vyžaduje modifikovaný způsob dělení buněk, který se označuje jako meióza. Během meiózy se počet chromozomů redukuje na polovinu, což vede k tomu, že gamety mají haploidní počet chromozomů. Po pohlavním splynutí dvou gamet se pak obnoví diploidní počet chromozomů. Počet variací v genomu se výrazně navyšuje dvěma procesy, k nimž dochází během meiózy: nahodilým rozchodem a tzv. crossing-overem. Oba procesy jsou neobyčejně složité, ale samy o sobě nepodléhají přírodnímu výběru. Způsobují jen jiné uspořádaní genetického materiálu, který vede ke vzniku nových kombinací, ale vzhledem k tomu, že k nim dochází na úrovni genotypu, nepůsobí na ně přírodní výběr, dokud se nové kombinace neprojeví ve fenotypu (tzv. exprese genu).

Nahodilý rozchod

K nahodilému rozchodu (diferenciaci chromozomů) dochází, když se chromozomy uspořádají do homologních (souhlasných) párů a nezávisle se přesunou k jednomu nebo druhému pólu. Proces je řízen složitými systémy enzymů, které by se také musely vyvinout čirou náhodou.

Počet variací, kterých je možné dosáhnout pomocí procesu nahodilého rozchodu (diferenciace chromozomů), závisí na počtu chromozomů, které se tohoto procesu účastní. V případě člověka se jedná o 46 chromozomů, které se mohou uspořádat do 23 homologních párů. Počet variací, kterých je možné dosáhnout, tedy činí: 2²³ x 2²³ = 70 bilionů. (23 párů chromozomů, u nichž se každý chromozom může přesunout v jednom ze dvou směrů.)

Crossing-over (výměna materiálu mezi vlákny)

Nad tímto procesem zůstává téměř rozum stát. Když se během meiózy uspořádají homologní chromozomy, mohou si velice precizním způsobem vyměňovat genetický materiál. To vyžaduje celou řadu procesů, z nichž nejdůležitější je možné stručně popsat takto:

a) Enzymy rozplétají dvoušroubovici DNA v uspořádaných chromozomech, aby se umožnilo párování intermolekulárních bází.

b) Vlákna každé ze šroubovic jsou přerušena ve stejném místě.

c) Enzym zvaný ligáza je spojuje tak, aby se vytvořila tzv. „chiasmata“ polovin chromatid (protože procesu crossing-overu se účastní jen jedno vlákno každé chromatidy), čímž se vytváří molekula křížovitého tvaru.

d) Křížovitá molekula je dalším enzymem rozpůlena, přičemž ve vlákně každého rekombinantu vzniká přerušení.

e) Přerušení je uzavřeno ligázou.

Složité systémy enzymů rozplétají a znovu splétají molekuly do nesmírně komplikované trojrozměrné struktury, přičemž enzymy snižující napětí zajišťují, aby nedošlo k přetržení vláken, které by mohlo vést ke ztrátě informace.

Stovky takových reakcí probíhají současně. Reorganizované chromozomy se pak oddělují, aniž by došlo ke ztrátě jediného nukleotidu. Kdyby byl třeba jen jediný nukleotid přenesen nesprávně, mohly by geny, které na něj navazují, být nefunkční.

Jedna učebnice genetiky to popisuje takto:

„Normální cross-over je skutečně zázračný proces. Genetický materiál z jednoho rodičovského chromozomu a genetický materiál z druhého rodičovského chromozomu jsou během procesu každého meiotického dělení „vyříznuty“ a opět spojeny; tento proces je přísně reciproční^i. Jinými slovy, žádný chromozom při něm nezískává ani neztrácí geny. Dalo by se dokonce říci, že žádný chromozom při této výměně neztrácí ani nezískává ani jediný nukleotid: jak mohlo dojít k tak přesnému vyladění? Proces je nepředstavitelně složitý (zvláště u eukaryot) a musí existovat mnoho genů, které ho řídí.“(1)

Lze bezpečně říci, že tento proces je složitější než cokoli, co kdy člověk vymyslel, přesto se podle evolučního schématu musel vytvořit čirou náhodou. Na této úrovni jsou jedinými možnými vysvětleními buďto čirá náhoda nebo inteligentní plán – a náhoda si žádá mnohem větší víru, než v sobě dokáže většina lidí vzbudit.

Přečtěte si o dalším mechanismu: Transpozibilní elementy

Poznámky:

i. oboustranný (vzájemná výměna) – pozn. Recenzenta

Citace:

(1) SUZUKI, D. / GRIFFITHS, A. / LEWONTIN, R. An Introduction to Genetic Analysis. San Francisco: W. H. Freeman and Company, s. 690 a 701.

Foto: User:Fir0002 – own work of Fir0002, GFDL 1.2, Odkaz

AUTOR:

Tento článek je převzatý z knihy Genesis konflikt od prof. Waltera J. Veitha, doktora zoologie, mezinárodně uznávaného vědce, přednášejícího v mnoha zemích Afriky, Evropy, Ameriky a Austrálie. Profesor Veith věří, že evoluce neposkytuje uspokojivé vysvětlení našeho původu. Jeho kniha Genesis konflikt, stejně tak i série videí, která předkládá myšlenky z této knihy, jsou k dispozici v našem eshopu (nebo ZDARMA ke shlédnutí).

Prof. Dr. Veith v této knize prezentuje své studium původu života. Jeho přírodovědecká vášeň ho přivedla k radikálnímu životnímu přehodnocení jeho dřívějšího evolučního pohledu na svět. Upozorňuje na mnohé omyly i neznalost mnoha důležitých objevů. Mýty v dané oblasti systematicky vyvrací a nahrazuje alternativou kreacionistického výkladu přírodních jevů.