Licenci Mendelovu muzeu a Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity poskytlo Cold Spring Harbor Laboratory
Evoluce je spojena s dědičností variant genů
Klíčem k teorii evoluce přírodním výběrem jsou nové varianty znaků, které vznikají spontánně a dělají organismus konkurenceschopnějším v boji o přežití. Podle Darwinovy publikace O původu druhů z roku 1859 byly tehdy zakládány polní stanice, kde mohli vědci studovat výjimečné vlastnosti organismů, které se vyvinuly při obydlování různých prostředí. Polní pozorování však nemohla vysvětlit původ těchto variant nebo to, jak se nové znaky dědí.
Nová disciplína, experimentální evoluce, se objevila na přelomu 20. století v souvislosti s cílem obnovit rozvoj řízených pokusů s hospodářskými zvířaty a rostlinami. Brzy bylo jasné, že mutace v genech jsou zdrojem variant, a že mendelovská genetika nabízí statistické metody pro analýzu dědičnosti nových mutací. Na začátku dvacátých let 20. století se experimentální evolucionisté v tichosti stali vlastně první generací genetiků.
Galerie
Věděli jste, že?
Hugo de Vries byl vybrán jako čestný spolupracovník Stanice experimentální evoluce. William Bateson, Carl Correns a Erich Tschermak byli vedeni jako korespondenti – vědci ochotní vyměňovat si publikace a korespondenci o záležitostech společného zájmu.
Hmm…
Mendel věděl o Darwinově teorii, ale není žádný doklad o tom, že Darwin věděl o Mendelově teorii. Co by se bývalo stalo, kdyby se tito dva setkali a diskutovali na téma dědičnosti?
Video
Videa v této kapitole jsou v původním anglickém znění.
 |
Garland AllenGarland Allen je profesorem Programu Evoluční a populační biologie na univerzitě ve Washingtonu (Washington University) v St. Louis. Je autorem publikace Thomas Hunt Morgan: The Man & His Science a několika textů, jako např. Matter, Energy and Life a The Study of Biology. |
Charles Darwin změnil svět svojí teorií evoluce. Tato teorie také znamenala pro vědce impuls k opětovnému přezkoumání otázek dědičnosti, což vedlo ke znovuobjevení Mendelových zákonů a dalšímu vývoji v oblasti genetiky. George Shull pracoval na Stanici experimentální evoluce (Station of Experimental Evolution). Využíval genetiku ke zvýšení výnosu u kukuřice a jiných zemědělsky významných plodin.
Charles Robert Darwin (1809–1892)
Charles Darwin se narodil v Shrewsbury v Anglii. Dědeček Erasmus Darwin byl přírodovědec, filosof a lékař, který publikoval čtyřsvazkové pojednání obsahující jeho vlastní pohled na vývoj druhů. Otec Charlese Darwina byl také lékařem a chtěl, aby jeho syn pokračoval v rodinné tradici. V 16 letech byl Darwin poslán na univerzitu v Edinburgu (Edinburgh University), aby zde studoval medicínu. Darwina ale více zajímaly hodiny zoologie a geologie. Jeho otec ho posléze odvolal z Edinburgu a poslal ho do Cambridge studovat teologii.
V roce 1831 kapitán Fitz-Roy nabídl Darwinovy místo vědeckého důstojníka na lodi H.M.S. Beagle při výzkumné výpravě. Během následujících pěti let plula Beagle kolem pobřeží Jižní Ameriky, Galapág, Nového Zélandu, Austrálie a jižní Afriky. Dlouhá plavba lodí byla pro Darwina velmi poučná. Sbíral, maloval a dělal si poznámky nejen o zkamenělinách, ale také o velkém množství živých organismů. Na základě toho, co viděl, věřil, že život se vyvíjí, a že by se vývoj dal vystopovat prostřednictvím vybraných zkamenělin i žijících organismů. V tomto byl ovlivněn tím, co věděl z geologie o vrstvení hornin. Darwin si vyvodil, že adaptace a změny mnoha druhů, které viděl, zvláště u pěnkav a želv na Galapágách, jsou výsledkem přírodního výběru.
Po návratu do Anglie v roce 1836 Darwin nepublikoval ihned svoji teorii evoluce. Strávil čas tříděním a katalogizací sbírky materiálu a publikováním svých populárních zpráv z cesty na Beagle. V roce 1857 poslal Darwinovi mladý biolog Alfred Russel Wallace dopis s osnovou teorie evoluce přírodním výběrem. Wallace chtěl znát Darwinův názor a případné doporučení pro prezentaci své teorie v Linného společnosti přírodovědců. Darwin si všimnul podobnosti se svým dílem a dokonce navrhnul, že spálí své vlastní dílo, aby nebyl nařčen z ukradení myšlenky. Nakonec prezentovali teorii před Linného spolkem oba společně. Byla to ovšem Darwinova kniha, O původu druhů, publikovaná v roce 1859, která upoutala veškerou pozornost a rozpoutala diskuze. Kniha měla silný vliv na sociální, náboženské, politické a vědecké myšlení široké veřejnosti i vědecké komunity. Darwin sám byl nespokojen se všemi polemikami a snažil se jim vyhýbat, kdykoli to bylo možné.
Darwin napsal a publikoval knihy a články na jiná témata související s historií přírody jako The Variation of Animals and Plants under Domestication (1868), The Descent of Man (1871). Darwin nikdy nezapomněl na přínos Wallace k teorii o přírodním výběru. Darwin zemřel v roce 1882 a je pohřben ve Westminsterském opatství v Londýně.
George Harrison Shull (1874–1954)
George Shull se narodil na farmě v Clark County v Ohiu. Již v raném věku tak měl znalosti o rostlinách a hybridech. Shullův otec byl farmář a jeho matka amatérskou zahradnicí. Jelikož bylo zapotřebí pracovat na farmě, dostávalo se Shullovi vzdělání jen sporadicky. Nicméně znalosti si doplnil intenzivním domácím studiem natolik, že od roku 1892 učil na veřejné škole a navštěvoval Antioch College.
V roce 1901 ukončil Antioch College a v doktorské práci pokračoval na univerzitě v Chicagu (University of Chicago). Se znalostmi botaniky a zkušenostmi z farmaření složil zkoušky pro práci ve státní službě a byl jmenován botanickým asistentem v americkém národním herbáři (U.S. National Herbarium). Také pracoval jako botanický expert na úřadě rostlinného průmyslu, kde zkoumal flóru a faunu ze zátoky Chesapeake (Chesapeake Bay) a Currituck Sound. Údaje, které nasbíral během této doby, se staly součástí jeho doktorské práce. Shull se však začal zajímat o statistickou analýzu rozmanitosti u rostlin. Kontaktoval Charlese Davenporta ze Stanice experimentální evoluce, kde nakonec začal v roce 1904 pracovat na rostlinách. Shull publikoval svou nekompletní doktorskou práci jako článek a přestoupil do Cold Spring Harbor.
V Cold Spring Harbor studoval a šlechtil různé odrůdy rostlin, například pupalku (oblíbený druh Huga de Vriese), kokošku pastuší tobolku, kukuřici a hrách. Publikoval mnoho článků o svých pozorováních znaků u těchto rostlin a jejich dědičnosti. V roce 1905 začal pracovat na kukuřici s úmyslem prověřit dědičnost kvantitativních znaků kukuřice. Podle Mendelova příkladu získal samosprášením čisté linie kukuřice. Čisté linie však nebyly tak životaschopné a byly méně produktivní. Ale když čisté linie navzájem křížil, tak zjistil, že hybridi mají lepší výtěžky jak oproti rodičům, tak i oproti rostlinám opylovaným volně na poli. Ihned poznal význam tohoto zjištění pro zlepšení výnosů kukuřice. Od 30. a 40. let 20. století už většina farmářů pěstovala tyto hybridní rostliny z hybridního osiva, což způsobilo zvýšení výnosů a přispělo tak významně v úsilí v době války i v době poválečné obnovy v Evropě.
V roce 1915 přijal Shull profesorské místo na univerzitě v Princetonu. Po jeho podnětech začalo vydavatelství univerzity v Princetonu vydávat nový časopis – Genetics. Shull byl šéfredaktorem časopisu po celých deset let. Genetics se stále drží na špici mezi mezinárodními vědeckými časopisy.
V roce 1942 odešel Shull na penzi. Se svou ženou strávili zbytek života se svými dětmi a vnoučaty.
Věděli jste, že?
Darwinův dědeček z matčiny strany byl Josiah Wedgwood (1730–1795), který založil slavnou Wedgwoodovu porcelánku (Wedgwood Pottery company).
Hmmm…
Jestli je evoluce adaptací druhů na prostředí, proč stále existují „špatné“ znaky?
Odkazy a literatura
Darwinův-Wallaceův článek o evoluci z roku 1858http://www.plantsystematics.org/reveal/pbio/darwin/darwindex.html
Tato stránka obsahuje texty z publikace Darwina a Wallace o evoluci z roku 1858. Hovoří se tu také o diskuzích mezi Charlesem Darwinem a Alfredem Wallacem.
Dílo Charlese Darwinahttp://www.literature.org/Works/Charles-Darwin/
Stránka obsahuje znění tří Darwinových knih: Voyage of the Beagle, On the Origin of Species a The Descent of Man.
Terra-questhttp://www.terra-quest.com/
Zde najdete virtuální prohlídku Galapág (klikněte na "QT VR Gallery"). Je zde také historická sekce o Darwinovi a jeho plavbě.
BBC Online: Evolution Websitehttp://www.bbc.co.uk/education/darwin/index.shtml
Výtečný web s velkým množství materiálů, které se váží přímo k televizním programům vysílaných na BBC TWO ze speciálních víkendů věnovaných evoluci, navíc je zde také velké množství dalších online materiálů. Podívejte se na články filosofa Stevena Rose na téma Darwin, Geny a Determinizmus, stejně tak si můžete poslechnout nahrávku rozhovoru s Randalem Keynesem, velkým vnukem Charlese Darwina.
Mendelův Webhttp://www.mendelweb.org/
Strána, kde můžete získat spoustu informací o Gregoru Mendelovi, jeho životě a vědeckých úspěších. Najdete tu i esej Mendel v Americe: Teorie a praxe, 1900–1919. V eseji je sekce o objevu a využití hybridní kukuřice.
- Mangelsdorf, Paul C., 1955, George Harrison Shull: a Biography, Genetics, 40: frontpiece, Genetics Society of America.
- Moore, John, A., 1985, Science as a Way of Knowing, American Society of Zoologists.
- Rushton, Alan R., 1994, Genetics and Medicine in the United States 1800 to 1922, Johns Hopkins University Press, Baltimore.
- Stubbe, Hans, 1972 (English Translation), History of Genetics, The Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts.
ÚEB, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita |
Mendelovo muzeum, Masarykova univerzita |
Návrat na úvodní stránku webu, přístupnost |
| Servisní středisko pro e-learning na MU
| Fakulta informatiky Masarykovy univerzity, 2013
Centrum interaktivních a multimediálních studijních opor pro inovaci výuky a efektivní učení | CZ.1.07/2.2.00/28.0041
