Tento článek patří mezi dobré v české Wikipedii. Kliknutím získáte další informace.

Rozšířený fenotyp

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Bobří hráz

Rozšířený fenotyp je koncept Richarda Dawkinse, který představil ve své knize z roku 1982 s názvem „The Extended Phenotype“.[1] Rozšířený fenotyp lze shrnout jako veškerý vliv genů na okolní prostředí, tedy i jiné organizmy.

Tradičně se genům přisuzovala pouze schopnost ovlivňovat fenotyp vlastního nositele skrze proteosyntézu. Tento koncept však pojímá fenotyp nositele jen jako speciální případ rozšířeného fenotypu a rozšiřuje sféru vlivu genů i mimo tělo organizmu. Geny podle Dawkinse sice přímo ovlivňují pouze genovou expresi, ale nemá podle něj smysl omezovat jejich vliv pouze na tělo nositele. Poukazuje na to, že geny jsou schopny ovlivňovat prostředí skrze chování organizmu, který je nese.

Způsoby vlivu genů na prostředí[editovat | editovat zdroj]

Obecně rozlišujeme tři typy projevů rozšířeného fenotypu. Těmi jsou neživé stavby, změny fenotypových projevů jiných organizmů a manipulace na dálku.

Stavby[editovat | editovat zdroj]

Schránka larvy chrostíka

Prvním je schopnost organizmů ovlivňovat prostředí stavbou neživých objektů. Dawkins sám uvádí bobří hráze[2] nebo larvy chrostíků[3]. Za příklad rozšířeného fenotypu však lze považovat i ptačí hnízda, pavoučí sítě, mraveniště, nadzemní hnízda termitů, ale poněkud kontroverzněji i lidské artefakty[4]. Neživá struktura se tak v tomto případě stává součástí fenotypu organizmu a slouží mu ku prospěchu.

Změny fenotypových projevů jiného organizmu[editovat | editovat zdroj]

Nahoře do listu zakousnutý mrtvý mravenec Camponotus leonardi ze kterého padají spory houby Ophiocordyceps unilateralis. Dole je viditelná morfologická změna mravence způsobená hyfou houby.

Druhým typem jsou manipulace fenotypem jiného organizmu. Taková manipulace je často provázena viditelnými morfologickými změnami. Cílem je změna chování pozměněného organizmu ve prospěch manipulátorových genů. Tělo hostitele se tak stává rozšířeným fenotypem parazita a pomáhá šíření parazitových genů, ne genů hostitele.[5] V parazitologii je tato strategie široce zkoumána, protože vysvětluje schopnost vícehostitelských parazitů cíleně ovlivňovat úspěšnost dovršení jejich vývojového cyklu. Pokud toto jednání vede ke zvýšení možnosti přenosu manipulátora-parazita na dalšího hostitele, hovoříme o tzv. manipulační hypotéze.[6]

Zajímavým příkladem manipulace hostitele parazitem s viditelným morfologickým projevem je počínání houby Ophiocordyceps unilateralis, která napadá mravence Camponotus leonardi žijícího v tropických deštných lesích. Houbou infikovaný mravenec zanechá své obvyklé činnosti a vleze na velice specifické místo ve vegetaci (severní strana, 25 cm nad zemí, vlhkost 94–95 %, teplota 20–30 stupňů Celsia), kde se zakousne do listu rostliny.[7] Právě v tomto prostředí má totiž houba nejlepší podmínky k dozrávání. K tomu dojde zhruba do týdne po mravencově smrti, kdy na jeho hlavě dozrává hyfa houby, která začne produkovat spory padající na další mravence pod místem zakousnutí. Tím dochází k dovršení životního cyklu houby.[8][9]

Takovéto zombie chování hostitelů není zdaleka výjimečné. Zástupci kmene strunovců (Nematomorpha) dokáží ovlivnit chování svých hostitelů, jimiž jsou členovci. Napadený hostitel vykazuje pozorovatelnou tendenci migrovat k vodě.[10] Přičemž anekdoticky se mezi parazitology tvrdí, že tito členovci doslova páchají „sebevraždu“ skokem do vody.[11]

Kniha Paraziti a jejich biologie udává klasický příklad působení parazita na hostitele. Motolice kopinatá (Dicrocoelium dendriticum) „nutí“ plžího hostitele produkovat slizovité koule s cerkáriemi. Ty jsou pozřeny mravencem, který v důsledku toho zmanipulován vylézá v ranních hodinách opakovaně na stéblo trávy, dokud není spasen býložravcem, což je nutné pro dokončení vývojového cyklu parazita.[12]

Příkladem cílené změny morfologie napadeného organizmu je vznik hálky způsobený činností parazitického organizmu. Parazit svou činností spouští expresi příslušných genů hostitelské rostliny. V důsledku toho dochází ke vzniku specifického morfologického útvaru, který slouží k vývoji parazita.[13]

Manipulace na dálku[editovat | editovat zdroj]

Třetím typem je vliv parazita na hostitele díky komunikaci na dálku. Příkladem je chování kukaččích mláďat, která v rámci strategie hnízdního parazitismu na jiných ptačích druzích zvyšují svoji šanci na přežití intenzivním povykem, kterým vyžadují časté krmení.[14]

Vznik nových biologických podmínek[editovat | editovat zdroj]

Bobr tím, že přehradí řeku výrazně mění niku mnoha organizmů. Podobným způsobem vytvářejí někteří paraziti nový typ prostředí a zdrojů. Kořenohlavci rodu Sacculina zamezuje růstu a svlékání krabů. Tím vytváří příznivé podmínky pro prorůstání krunýře epibionty[pozn. 1], kteří by zde jinak nepřežili.[15]

Podobně napadení zástupce hmyzu, korýšů, či hlístic bakteriemi rodu Wolbachia vede k neschopnosti napadeného se rozmnožovat s nenapadenými jedinci vlastního druhu. To může v důsledku vézt k vytvoření reprodukční bariéry a následně ke vzniku druhu nového.[16]

Kontroverznost koncepce[editovat | editovat zdroj]

Koncepce rozšířeného fenotypu bývá někdy označována za nevědeckou, případně je kritizována kvůli nepřesně definovanému pojmu fenotypu.[17] Dawkins sám v úvodu knihy The Extended Phenotype uznává, že nepředkládá teorie, testovatelné hypotézy, ani vědecký model, který by mohl být hodnocen podle přesnosti jeho předpovědí. Spíše nabízí nový pohled na fakta a uvádí je do jiných souvislostí.[18]

Navzdory tomu však existují i studie, které by mohly ukazovat na testovatelnost daného konceptu. Genetické rozdíly mezi několika druhy myší, které si staví doupata s únikovými tunely, podle všeho souvisí s rozdílností ve velikosti doupat jednotlivých druhů.[19]

Poznámky[editovat | editovat zdroj]

  1. Epibiont je organizmus, který žije na povrchu jiného organizmu.

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. DAWKINS, Richard. The Extended Phenotype. Oxford : Oxford University Press, 1982. 307 s. ISBN 0-19-286088-7. [Dále jen Dawkins, The Extended Phenotype]. 
  2. Dawkins, The Extended Phenotype, s. 200
  3. Dawkins, The Extended Phenotype, s. 197–198
  4. DUNNELL, Robert C. Evolutionary theory and archaeology. In Advances in Archaeological Method and Theory [online]. 1980, roč. 3 [cit. 20. 1. 2014], s. 35-99. Dostupné online.  
  5. FLEGR, Jaroslav. Evoluční biologie. Praha : Academia, 2009. 569 s. ISBN 978-80-200-1767-3. S. 357.  
  6. VOLF, Petr; HORÁK, Petr, a kol. Paraziti a jejich biologie. 1. vyd. Praha : Nakladatelství TRITON, 2007. 328 s. ISBN 978-80-7387-008-9. S. 38. [Dále jen Volf, Horák a kol., Paraziti a jejich biologie]. 
  7. HARMON, Katherine. Fungus Makes Zombie Ants Do All the Work. Scientific American [online]. 31. 7. 2009 [cit. 19. 1. 2014]. Dostupné online.  
  8. ANDERSEN, Sandra B.; GERRITSMA, Sylvia a kol.. The Life of a Dead Ant: The Expression of an Adaptive Extended Phenotype. The American Naturalist [online]. 23. 7. 2009, roč. 174, čís. 3 [cit. 19. 1. 2014], s. 424-433. Dostupné online.  
  9. TVRDÝ, Filip. The Life of a Dead Ant. Massive Error [online]. 4. 3. 2011 [cit. 19. 1. 2014]. Dostupné online.  
  10. Volf, Horák a kol., Paraziti a jejich biologie, s. 230
  11. THOMAS, F. a kol. Do hairworms (Nematomorpha) manipulate the water seeking behaviour of their terrestrial hosts?. Journal of Evolutionary Biology [online]. 30. 4. 2002, roč. 15, čís. 3 [cit. 20. 1. 2014], s. 356–361. Dostupné online.  
  12. Volf, Horák a kol., Paraziti a jejich biologie, s. 38
  13. Volf, Horák a kol., Paraziti a jejich biologie, s. 37
  14. Dawkins, The Extended Phenotype, s. 226–227
  15. Volf, Horák a kol., Paraziti a jejich biologie, s. 27
  16. Volf, Horák a kol., Paraziti a jejich biologie, s. 28
  17. DAVIS, Steve. The Extended Phenotype - How Richard Dawkins Got It Wrong Twice. Science 2.0 [online]. 16. 2. 2009 [cit. 20. 1. 2014]. Dostupné online.  
  18. Dawkins, The Extended Phenotype, s. 1
  19. WEBER, Jesse N.; PETERSON, Brant K.; HOEKSTRA, Hopi E.. Discrete genetic modules are responsible for complex burrow evolution in Peromyscus mice. Nature [online]. 16. 1. 2013, roč. 493, čís. 7432 [cit. 20. 1. 2014], s. 402–405. Dostupné online.