Evoluce člověka a běh (9) – Co změnila průmyslová revoluce

V našem seriálu o evoluce se dostáváme k zatím poslední významné evoluční události – průmyslové revoluci. Ta masivně akcelerovala tzv. kulturní evoluci.

Další fundamentální změna přišla se sedavým způsobem života. Ten se začal prosazovat po průmyslové revoluci (tj. využívání fosilních paliv pro chod strojů). V různých částech světa nastala mezi 18. a 21. stoletím (v některých částech světa probíhá teprve nyní). Jaké následky může mít sedavý život (teď nemyslíme jednotlivce, ale populace) z pohledu evoluce?

Z hlediska fyzické zdatnosti dochází k poklesu svalové hmoty a kardiovaskulární kondice, což může vést k oslabení celkového zdraví populace. Snížená fyzická aktivita může také zvýšit náchylnost k chronickým onemocněním, jako jsou srdeční choroby, diabetes a obezita. Tato onemocnění mohou ovlivnit délku života a reprodukční úspěch, což má potenciál ovlivnit přírodní výběr.

Z evolučního hlediska může sedavý životní styl vést k selekci genů, které jsou lépe přizpůsobeny současným podmínkám, například schopnosti efektivněji zpracovávat vysoce kalorickou stravu nebo lépe zvládat stres. Nicméně, tato adaptace by mohla přijít s určitými kompromisy, jako je zvýšená náchylnost k metabolickým poruchám.

Sociální a kulturní změny spojené se sedavým životním stylem, jako je větší závislost na technologiích a změny v pracovním prostředí, mohou také ovlivnit evoluční trajektorii lidstva, například tím, že mění způsoby, jakými lidé interagují a spolupracují. Tyto změny mohou mít dlouhodobé důsledky pro strukturu a fungování lidských společností.

Celkově sedavý životní styl představuje evoluční výzvu, která by mohla vést k významným změnám ve zdraví a genetické predispozici budoucích generací.

Opravdu jsme od lovců a sběračů se stavbou těla tak daleko? Proč dnes potřebujeme k běhu tlumené boty? Je to jen zvyk nebo už proběhly nenávratné anatomické změny?

Základní stavba těla zůstává podobná. Lovci a sběrači byli fyzicky aktivnější, jejich těla byla přizpůsobena k dlouhodobému pohybu, včetně běhu naboso nebo v jednoduché obuvi. Dnes potřebujeme tlumené boty, částečně kvůli zvykům a částečně kvůli změnám v prostředí, jako jsou tvrdé povrchy, na kterých se často pohybujeme.

Anatomicky jsme se mohli adaptovat na méně aktivní životní styl, což znamená, že naše chodidla, klouby a svaly nejsou tak odolné vůči nárazům jako u našich předků. Přesto se nedá říct, že bychom se nenávratně změnili. Lidé, kteří pravidelně chodí a běhají naboso nebo v minimalistické obuvi, mohou stále rozvíjet silná a přirozeně odolná chodidla. To naznačuje, že naše schopnost běhat a chodit přirozeně je stále přítomna, ale moderní prostředí a návyky vedly k tomu, že se spoléháme na boty více, než by bylo nutné v přirozených podmínkách.

Většina změn od lovce a sběrače je kulturních, nikoliv genetických.

Právě tady začala populace člověka tloustnost?

Průmyslová revoluce měla zásadní vliv na stravovací návyky a životní styl lidí. S rozvojem průmyslu a urbanizací se změnily pracovní podmínky – více lidí začalo pracovat v továrnách, což vedlo k sedavějšímu způsobu života.

Zároveň se zvýšila dostupnost levnějších, kaloricky bohatých potravin, jako je cukr a zpracované potraviny.

Proč je o tolik častější u lidí než u jiných druhů?

Evolučně jsme byli přizpůsobeni k tomu, abychom ukládali energii ve formě tuku, což bylo výhodné v obdobích nedostatku potravy. V moderní době však žijeme v prostředí, kde je potravy nadbytek, a máme k dispozici vysoce kalorická, ale nutričně chudá jídla. Tento rozpor mezi naší evoluční minulostí a současným životním stylem vede k tomu, že mnoho lidí přibírá na váze.

Navíc naše kultura a společnost podporují sedavý způsob života, což snižuje energetický výdej. Kombinace snadného přístupu k vysoce energetickým potravinám a nízké úrovně fyzické aktivity je hlavním důvodem, proč je obezita častější u lidí. Zvířata, která žijí v přírodě, nemají přístup k takovému nadbytku jídla a obvykle musí vynakládat značné množství energie na získání potravy, což je chrání před nadměrným tloustnutím.

Člověk je známý tím, že dokáže tloustnout v podstatě neomezeně. Co se kvůli tomu muselo evolučně stát?

Jedním z hlavních důvodů, proč dokážeme tloustnout v takové míře, je schopnost našeho těla efektivně přeměňovat nadbytečnou energii na tuk a dlouhodobě ji uchovávat. U jiných druhů jsou energetické rezervy často omezené na určitou hranici kvůli potřebě udržovat tělesnou hmotnost nízkou pro rychlost a obratnost, což je důležité například pro útěk před predátory. Člověk však tyto vlastnosti postupně ztratil ve prospěch vyšší inteligence a schopnosti spolupracovat ve skupinách, což vedlo k menší závislosti na rychlosti a obratnosti a větší schopnosti přežívat i při zvýšené hmotnosti. V moderním světě s konstantním přísunem kalorií a menší fyzickou aktivitou se však tato schopnost stala spíše problémem než výhodou.

Mají to tak i nějaké jiné druhy?

Například velcí medvědi nebo mořští savci, také hromadí značné množství tělesného tuku, ale to je obvykle spojeno s jejich specifickým životním stylem, například s potřebou přežít dlouhé období bez jídla během zimního spánku nebo v chladných vodách.

Jinak ze stejných důvodů jako člověk také tloustnou někteří domácí mazlíčci.

Jaký vliv na vývoj člověka měl objev dusíkatých hnojiv (guana, čilského ledku a později Haberova-Boschova procesu)? Jak bychom dnes žili bez průmyslových hnojiv?

Díky dusíkatým hnojivům se zvýšila výnosnost plodin, což vedlo k většímu množství dostupné potravy. To umožnilo rychlejší růst populace, urbanizaci a rozvoj komplexnějších společenských struktur. Zvýšení dostupnosti potravy vedlo k nárůstu populace, což mělo dalekosáhlé důsledky pro rozvoj měst, infrastruktury a průmyslu. Pracovní síla se mohla přesunout do průmyslu, což přispělo k rychlému rozvoji průmyslové revoluce.

Bez hnojiv by zemědělství bylo výrazně méně efektivní, populace by byla na zlomku té dnešní a průmyslový rozvoj by probíhal mnohem pomaleji. Ostatně jste na vašem webu psali o Vaclavu Smilovi nebo knize Scale, kde o tom je plno zajímavých informací.

Průměrný středoevropan dnes měří o 6 cm více než před 200 lety. Jak bys to vysvětlil? Evidentně nejde o genetickou revoluci, protože nenastal efekt hrdla láhve..

Hlavními faktory nárůstu výšky jsou zlepšení v životních podmínkách, výživě a zdravotní péči, které umožnily lidem dosáhnout své genetické výšky.

A jaké vysvětlení má odlišný tvar postavy člověka podle severní šířky? Nebo nerovnoměrné rozložení krevních skupin? Nebo proč jsou nejlepší vytrvalci z východní Afriky a nejlepší sprinteři z oblasti Karibiku? Jsou to genetické mutace?

Lidé žijící v chladnějších oblastech, jako je Severní Evropa, mají tendenci mít kratší končetiny a robustnější tělo, což pomáhá uchovávat teplo. Naopak lidé z teplých oblastí, například z rovníkové Afriky, mají delší končetiny a štíhlejší tělo, což pomáhá efektivněji odvádět teplo. Tyto rozdíly jsou částečně geneticky podmíněné a vznikaly jako evoluční odpověď na potřebu přizpůsobení se místním klimatickým podmínkám.

Krevní skupiny mají geografické vzorce, které mohou odrážet historické vzorce migrace a adaptace na místní infekční nemoci.

Ohledně specializace na běh v zmíněných regionech nevím přesně. Roli může hrát genetika i dlouhodobý trénink a selekce.

Oproti jiným druhům je člověk geneticky relativně homogenní druh. Ještě před 80000 lety všichni naši předci žili v Africe a bylo jich maximálně 14000. Jak jsme dnes vlastně vzájemně odlišní? Dá se to kvantifikovat a srovnat s jinými druhy?

Z 99,9% jsou lidé geneticky shodní. Tento stupeň uniformity je neobvykle vysoký ve srovnání s jinými druhy. Pro srovnání, u šimpanzů, našich nejbližších příbuzných, je genetická variabilita přibližně 1-2%, což je desetkrát vyšší než u lidí.

Jak zmiňuješ, moderní lidé vycházeli z relativně malé populace.

Jak je možné že se populace jakéhokoliv druhu postupně geneticky “nezprůměruje”, ale naopak se vzdaluje?

Genetická variabilita se u různých populací udržuje díky mutacím, genetickému driftu (proces, kdy dochází k náhodným změnám (posunu = driftu) ve frekvencích alel v dané populaci) a selekci. Populace se také mohou odlišovat v důsledku geografických bariér, které brání míchání genů. To umožňuje, že se od sebe postupně geneticky vzdaluje.

Jaktože se tak dramaticky změnilo, na co jsme umírali před 100 lety a dnes?

Řekl bych, že mozek. Je extrémně složitý a obsahuje 100 miliard neuronů.

A co ruce?

Ty také, souhlasím. Díky jemné motorice jsou to klíčové pro lidskou adaptabilitu a technologický pokrok. Možnost přesného uchopení a citlivost kůže na prstech nám umožnily vyvinout a používat nástroje s neskutečnou precizností.

Která je naopak potenciálně riziková?

Potenciálně rizikovou částí lidského těla je například páteř. Je zodpovědná za podporu celé váhy těla a umožňuje flexibilitu, ale zároveň je náchylná k různým problémům, jako jsou výhřez plotének, skolióza nebo degenerativní změny.

Jsme aktuálně dnes svědky nějakých událostí v biologické evoluci člověka? Dají se v populaci pozorovat nějaké nedávné změny?

Známým příkladem je gen pro toleranci laktózy, který umožňuje dospělým lidem trávit mléko, se rozšířil v populacích, které historicky chovaly dobytek.

Máme při exponenciálnosti vývoje čekat nějakou singularitu? Jaké máme scénáře, kam to může vést? Může být touto singularitou něco jiného než naše vyhynutí?

Je těžké přesně předpovědět, kam nás tento rychlý vývoj dovede. Věřím, že kromě rizik existují i pozitivní možnosti, kde inovace a adaptace přinesou nové příležitosti pro zlepšení života na Zemi.

Co za další transformace nás čeká?

Těžká otázka.

Uvidímě kam povede vývoj v AI. 

Nástup nových ekologických přístupů a technologií může pomoci řešit problémy spojené s úbytkem zdrojů a znečištěním. Pravděpodobně se to vyřeší úplně jinak než jak si dnes představujeme.

Výrazně se změní vztahy ve společnosti, ekonomika a způsob vlády.

V medicíně půjde o rozvoj personalizované medicíny. CRISPR a další technologie umožní cílené úpravy DNA, což by mohlo vést k eliminaci genetických nemocí, prodloužení života nebo vylepšení lidských schopností.

Pokračovat v tomto seriálu

<< Evoluce člověka a běh (8) – Proč vzniklo zemědělstvíEvoluce člověka a běh (10) – Kudy se evoluce ubírá dnes >>