Tip for Science

My, lidé, nezískáváme své vlastnosti jen skrze úseky DNA. Významně nás formuje i sociální přenos. Učíme se od svých rodičů, od svých přátel i od úplně cizích lidí. Osvojené kulturní znaky potom ovlivňují, nakolik bude kdo z nás úspěšný a slavný. Úspěšní a slavní lidé potom předávají své zkušenosti dál a formují následující pokolení. Tato „kulturní dědičnost“ stojí s vysokou pravděpodobnosti v jádru evolučního úspěchu lidstva. Sociální přenos jsme vypilovali téměř k dokonalosti. Učíme se jeden od druhého - tvoříme, stavíme, malujeme, píšeme básně - inspirováni malíři, vynálezci, vědci a básníky minulosti. Využíváme tzv. kulturní dědičnost. Tým vědců z Univerzity Karlovy vytvořil zábavnou hru pro mobily, tablety a počítače jako experiment k ověření, jak druh extrémně spolupracujících primátů nalezne optimální strategii, když bude mít k dispozici pouze skupinovou inteligenci. Třípól doporučuje: hrajte https://tipforscience.org!

Představte si, že se mladý příslušník našeho druhu učí lovit oštěpem. Jeho velkými vzory jsou dva významní náčelníci sousedních kmenů. Zjistí, že oba ctihodní muži používají téměř shodné vybavení a lovecké strategie. Jeden z nich si ale vyrábí oštěpy dlouhé a druhý krátké. Je dost možné, že se mladík pokusí najít „optimální loveckou strategii“ přesně uprostřed pozorovaných extrémů. Nejstarší model směsné dědičnosti předpokládá právě takovéto dokonalé průměrování. Tento typ dědičnosti je ale problematický, protože vede ke ztrátě veškeré variability, a v důsledku toho i ke konci evoluce.

Geneticky předávané znaky

Kdyby se délka oštěpu dědila geneticky, třeba jako tělesná výška, nebyl by s její evolucí žádný problém. Hodnota geneticky kódovaného znaku totiž není nesena znakem samotným, ale alelami mnoha různých genů, které se na úrovni organismu překládají do jakýchsi „přírůstků“ a na populační úrovni tak obvykle pozorujeme známou zvonovitou křivku (Gaussova křivka) normálního rozdělení, která zahrnuje jedince na obou extrémech, jenž mohou být v přírodním výběru zvýhodněni nebo naopak znevýhodněni. I když je znak kódován jediným genem a přesně podle Mendelových zákonů dojde při spojení pohlavních buněk dvou homozygotů ke vzniku naprosto uniformního potomstva, podaří se hned v další generaci vykřížit veškerou dostupnou variabilitu včetně obou extrémních typů, které připomínají své prarodiče. Variabilita totiž mizí jen zdánlivě, na úrovni volně separovatelných a rekombinovatelných alel zůstává neustále přítomná.

Jak je to ale v případě kulturně předávaných znaků?

Pravděpodobně se zde uplatňuje jeden ze starších biometrických modelů spojité dědičnosti (případně kombinace několika z nich), kterými se zabýval například Francis Galton, ještě než poznatky mendelismu dorazily na britské ostrovy. Tyto modely, mezi které patří i model směsné dědičnosti popsaný výše, vyjadřují pravděpodobnost znaku potomka přímo jako funkci rodičovských znaků, ne jako funkci projevu diskrétních alel zděděných od rodičů. Občas se ukáže, že se některý z diskrétních modelů dědičnosti v nějaké limitě (například když počet alel zodpovědných za znak roste k nekonečnu) promění v jeden z navržených modelů spojitých. Mluvíme pak o spojité parametrizaci diskrétního modelu. Tým českých vědců před časem zkoumal výhody a nevýhody biometrických modelů pomocí počítačových simulací a dospěl k závěru, že rozdíl mezi spojitými parametrizacemi genetické a kulturní dědičnosti může být sám o sobě zodpovědný za to, že je kulturní evoluce obvykle rychlejší než evoluce biologická. Zatímco geneticky kódovaný znak se na populační úrovni posouvá pod selekčním tlakem k adaptivnímu optimu lineárně, znak předávaný kulturně uhání k optimu exponenciálně – tedy třeba tak rychle jako roste počet nakažených během pandemie. Při pohledu z odstupu se může zdát, jako by se dlouho nic nedělo, jako by počet infekcí rostl jen nepatrně, ale najednou, třeba jen během pár týdnů, vyskočí promořenost populace k astronomickým hodnotám.

Věda hrou a hra pro vědu

Nyní se vědci pokoušejí část svých domněnek ověřit empiricky pomocí zábavné hry pro počítač i mobilní telefon, kterou najdete na tipforscience.org. Tato hra je modelem evoluce. Tipy, které hráči zadávají, tvoří populace. V rámci populací bojují jednotlivé tipy o přežití, hledají partnery, množí se. Ty, které přežijí, se mohou (ale nemusí) jako „předchozí tip“ zobrazit dalším hráčům. Hráči jsou zde nepostradatelnou hybnou silou dědičnosti.

Hra rozhodně stojí za vyzkoušení. Hráče může kromě ukrácení dlouhé chvíle v tramvaji nebo v čekárně u zubaře těšit i fakt, že pomáhá současné vědě.

Zdroj: Petr Tureček, Přírodovědecká fakulta UK