Proč
je srst savců evoluční záhadou?
Jerry
Bergman, Ph.D.: Why Mammal Body Hair Is an Evolutionary Enigma?
CRSQ
Vol 40 No 3 pp216-230, 3 March 2004, přeložil M. T. 6/2007.
Srst savců je komplexní strukturou zahrnující několik základních složek, osu (střední část), kořen a folikul (váček). Nejběžnější teorií nyní prosazovanou je, že se srst vyvinula z plazích šupin. Ačkoli jak šupiny tak srst se ve fosilních nálezech dobře zachovávají (zejména v jantaru), zatím, po více než století pátrání, nebyl nalezen žádný důkaz pro evoluci srsti. Jiným problémem je, že všichni primáti mají hustou, hrubou srst zvanou kožešina, a vysvětlení toho, jak se tato kožešina ztratila v evoluci člověka, jsou nedostatečná a protiřečí si.
Srst je pro savce charakteristická. Setkáváme se s ní u všech savců a u žádného jiného zvířete (Denton 1986). Dokonce i „bezsrstí“ savci jako jsou prasata, sloni, hroši, nosorožci, velryby, delfíni a jiní kytovci (což jsou všechno savci) jsou zčásti pokryti velmi jemnou krátkou srstí, zejména v mládí. Z mnoha funkcí srsti jmenujme udržování teploty, sexuální dimorfismus, lákání partnera, ochranu kůže, odrážení (či absorpci) slunečního záření a, v případě zvířat domácích, loudění o ochranu ze strany lidí.
Srst je komplexní struktura epidermálního základu. Zvířecí srst je tvořena bílkovinami „složenými z tisíců aminokyselin spojených do vysoce organizovaných útvarů a posloupností“ (Saferstein, 2002, str. 205). Srst je upevněna v místě pod pokožkou kořínkem na ose obklopené vlasovým folikulem (váčkem). Vlasový folikul je tvořen pokožkovým a kožním kořenovým pouzdrem. Ve vlasovém folikulu jsou také jedna či více mazových žlázek, jež slouží k vylučování oleje do prostoru mezi osou vlasu a okolními tkáněmi. Tento olejíček promazává celou oblast a zachycuje vlhkost, což je funkce prospěšná jak pro srst tak pro kůži.
Drobný jemný sval zvaný Arrector pili vede od pokožky k základně vlasové osy. Když je chladno, tento sval chlup „postaví“, aby pomohl tělo izolovat. Svalová činnost je také prostředkem, který může tělo uplatnit, aby vyrobilo teplo. Stažení svalu je také příčinou známé „husí kůže“ zaviněné chladem, stresem či strachem (jež je důležitým prostředkem komunikace jak se sebou samým, tak s ostatními jedinci).
Vnější kořenové pouzdro umístěné ve vlasovém kořínku obsahuje všechny vrstvy pokožky přítomné v normální kůži. Pokud je pokožka a svrchní část dermidy (škáry) poškozena, je zdravá část vlasového váčku (jež je chráněna, protože leží hluboko ve škáře) zdrojem nového epitelu (výstelky) k opravě poškozeného povrchu kůže (Seeley et al., 2003).
Každá vlasová osa (vlas) obsahuje vnitřní vrstvu buněk zvanou medulla čili dřeň obsahující měkký keratin a smrštěné buňky vnitřních epiteliálních struktur. Další vrstvou je takzvaný cortex, což je poloprůhledná hustá vrstva obsahující buňky naplněné „keratinem tvrdého typu“ (Seeley et al., 2003). Zaujímá podstatnou část vlasu. Cortex obsahuje rozptýlené pigmentové buňky, jež vylučují melanin a dávají vlasu barvu. Barva srsti je důležitým nástrojem k jejímu zařazení jak pro účely biologického výzkumu, tak pro činnost forenzní (soudněznaleckou) (Saferstein, 2002).
Vnější vrstvu vlasu, kutikulu, tvoří jediná vrstva bezbarvých keratinizovaných (zrohovatělých) buněk, jež pokrývají vlas jako kůže pokrývá tělo. Tyto ztuhlé, ploché buňky se překrývají jako střešní šindele a jsou uspořádány „na způsob šupin a často tvoří krásný reliéf“ (Hamilton, 1939, str. 69). Konečky oněch plochých buněk jsou vždy nasměrovány ke špičce vlasu, nikdy k vlasovému kořínku (Saferstein, 2002).
Srst se vyskytuje v mnoha druzích, od velmi jemné, krátké srsti zvané „srst velusová“ až k tvrdým ostnům dikobrazů. Nejběžnějším druhem srsti je však srst měkká a hustá, jež pokrývá tělo většiny savců – od psů až k medvědům (Cooper, 1971). Hustý porost srsti na těle savců nazýváme obyčejně kožešinou. Délka a barva kožešiny je geneticky určeným rysem typickým pro ten který druh zvířete. „Základní struktura savčí srsti je nicméně neměnná“ (Denton, 1986, str. 106). Téměř celé lidské tělo je pokryto velmi jemnými velusovými chloupky; pouze rty, části pohlavních orgánů, prsní bradavky, chodidla a dlaně jsou zcela bez ochlupení.
Jiná rozmanitost savčí srsti tkví v tom, že může být rovná, vlnitá či kudrnatá. Rovná srst má oblou kruhovou osu, vlnitá srst plošší, více eliptickou osu, a srst kudrnatá ještě plošší osu. Čím plošší osa, tím kudrnatější srst.
Obecně se soudí, že srst se vyvinula proto, aby pomáhala tělu zadržovat teplo, protože je výborným tepelným izolátorem ( Wong a Simmons, 2001). Tento závěr je však pouhou spekulací. Jak připouští jeden badatel, vědci se neshodují ani v tom, co se vyvinulo dřív, zda srst či teplokrevnost (endotermie). Wong a Simmons (2001, str. 1) také přiznávají, že teorie, že se srst vyvinula jako izolační prostředek, je pouze jednou z představ o tom, proč máme ochlupení. Neexistuje samozřejmě způsob, jak zjistit, zda se nejdříve vyvinula srst a pak endotermie, či zda se nejprve vyvinula endotermie, a pak nějakou cestou srst. Ve skutečnosti o těchto věcech nic nevíme.
Většina darwinistů má za to, že se lidé vyvinuli v Africe spolu s ostatními primáty, kteří byli všichni téměř úplně pokryti hustou srstí. V tomto případě tedy panující přesvědčení zní, že „ochlupení těla u mužů a žen je nyní pouhým rudimentem“, zbytečným evolučním přežitkem z dob, kdy jsme byli zvířaty podobnými lidoopům (Wells et al., 1931, str. 415).
Darwinisté se většinou shodují na tom, že se srst vyvinula ze šupin, avšak „nejsou známy žádné struktury, jež mohou být považovány v jakémkoli smyslu za přechodné mezi srstí a jakoukoli jinou dermální strukturou obratlovců“ (Denton, 1986, str. 106). Někteří savci jako např. řád Pholidota (luskouni) mají jak rohovinové šupiny tak plně vyvinutou srst (jež roste mezi jejich šupinami), ale žádné zvíře nemá nic primitivnějšího než je plně vyvinutá srst; žádné nemá struktury, jež jsou morfologicky kdesi mezi srstí a šupinami či alespoň srst, jež by nebyla plně vyvinuta.
Vědci nebyli s to určit, kdy se srst vyvinula. Víme pouze to, že existovala již velmi záhy ve fosilních nálezech jako plně vyvinutá, zcela moderní srst. Studie savčí srsti neprokázala její evoluci; stará srst je pokládána za identickou se srstí moderní po všech stránkách.
Srst je jednou z lépe zachovaných částí těla a v některých případech je zachována dokonce lépe než kosti. Za svou odolnost vůči chemickým reakcím vděčí zčásti zrohovatělé kutikule pokrývající vlas; je to jeden z důvodů, proč jsou srst a vlasy tak důležité v soudněznaleckém posuzování (Saferstein, 2001). Strukturální rysy srsti mohou zůstat neporušeny po tisíce let, a z toho důvodu je srst velmi důležitým nástrojem při studiu raných lidí a evoluce člověka. Savčí srst byla dokonce nalezena dokonale zachovaná v jantaru; nejlepší příklady tohoto jevu známe z jantaru baltského a dominikánského (Lewis a Grimaldi, 1997; Poinar a Columbus, 1992; Poinar, 1988). Zachovalost je tak dobrá, že lze určit řád, čeleď, či dokonce druh zvířete (Poinar a Poinar, 1999). Často se najde jen pár pramenů srsti, ale byly nalezeny též celé chomáče či trsy. Srst je též dobře zachovaná v asfaltových jezerech a ledu, stejně jako otisky fosilií.
Srst různých savců je též často velmi odlišná, a neexistují důkazy o tom, že by srst „vyvinutějších“ zvířat byla dokonalejší než srst savců „méně pokročilých“ (jako jsou hlodavci). Jejich srst se prostě jen liší. A dále, hmyz má také struktury podobné srsti, jež jsou velmi odlišné od srsti savčí, ale jsou též do určité míry podobné. Jelikož nikdo netvrdí, že se lidé vyvinuli z hmyzu, jediným běžným vysvětlením neodarwinistů je konvergentní evoluce – srst se vyvíjela samostatně několikrát v dějinách.
Jistým problémem tohoto výkladu je to, že je potřeba ještě více důkazů k demonstrování evoluce těchto různých druhů struktur podobných srsti. Na rozdíl od struktur jiných (jako třeba oka, o němž darwinisté učí, že se vyvinulo až 34 krát v průběhu evoluce) se vědci domnívají, že se savčí srst vyvinula pouze jednou a nikdy nezanikla, tj. není výsledkem zakrnění peří či jiné struktury. Badatelé nemají ani doklady o fylogenetickém původu srsti. Kardong (2002, str. 221) konstatoval, že:
Fylogenetický původ srsti zůstává v úrovni spekulací. Jeden názor tvrdí, že se srst původně objevila jako izolace povrchu těla, jež zadržovala tělesné teplo u primitivních endotermních savců. Jiný názor říká, že srst se vyvíjela nejprve jako drobné bičíky vyčnívající v růžcích mezi šupinami, jež sloužily jako hmatové orgány. „Prvotní ochlupení“ mohlo pomáhat monitorovat smyslové údaje z povrchu těla, když se zvíře skrývalo před nepřítelem či chránilo před nepřízní počasí. Kdyby tato role chloupků nabyla na důležitosti, byla by upřednostňovala delší osy chlupů a snad i vývoj struktur podobných vousům jako smyslovým orgánům. Tohle hmatové prvotní ochlupení se pak snad sekundárně vyvinulo v izolující srst, když se savci stali endotermními. Ačkoli srst má u moderních savců funkci izolační, stále si zachovává i funkci nástroje smyslového.
Kardong (2002) dodává, že ve fosilních nálezech není ani náznak evoluce srsti. Důkaz, který někteří uvádějí, jako jsou nepatrné důlky na předcích savců, nepodporuje myšlenku evoluce srsti:
Někteří terapsidi, předkové savců, mají drobounké důlky v lícní oblasti lebky. Tyto důlky se podobají důlkům v lebkách spojovaným s hmatovými vousky moderních savců. Někteří vědci interpretovali tyto důlky jako nepřímé důkazy srsti u terapsidů. Ale lebky některých moderních šupinatých ještěrek mají podobné důlky a, samozřejmě, ještěrky srst nemají. Tyto důlky nejsou tedy nezvratnými důkazy přítomnosti srsti. Dále, jeden zvlášť dobře zachovaný otisk kůže Estemmenosucha, terapsida ze svrchního permu, neposkytuje důkazy o přítomnosti srsti. Kůže byla hladká, bez šupin, a nečleněná, ačkoli byla zásobována žlázami…Takže stále nevíme, kdy se srst poprvé objevila u primitivních savců či u jejich terapsidních předků (Kardong, 2002, str. 221).
Darwinisté tvrdí, že savci vyvinuli srst nejprve jako výsledek sexuálního výběru a také pro ochranu a tepelnou izolaci (Darwin, 1871). Z asi 3000 žijících savců postrádá srst jen několik málo, například prasata, velryby, sloni, lidé, rypouši a mroži. S výjimkou lidí souvisí absence kožichu s přirozeným prostředím zvířete – mroži a velryby jsou doma ve vodě, divoká prasata srst vcelku mají, a rypouši si budují doupata v zemi. Darwin velmi zdůrazňoval důležitost sexuálního výběru v evoluci primátů, a pokoušel se vysvětlit lidskou nahost výběrem (Darwin, 1871). Další vědci se pokoušeli pokračovat v této linii argumentace tvrzením, že jak předkové člověka pokračovali ve vývoji směrem k člověku, ztratil náš druh většinu srsti kvůli sexuálnímu výběru (Schwartz a Rosenblum, 1981).
Cooper (1971) si všímá poněkud rozporné argumentace, kdy Darwin učil, že jednou vybíral sexuální výběr jedince se srstí (u předchůdců člověka), a později vybírala sexuální selekce jedince holé. Zdálo by se logičtější, aby výběr probíhal ve prospěch lidských mozků, jež považovaly ochlupení za sexuálně přitažlivé – koneckonců byli prý všichni předci člověka kdysi chlupatí. Ti předkové člověka, kteří shledávali ochlupení u potenciálních partnerů eroticky přitažlivým, by se pak snáze pářili a jako důsledek by spíše inklinovali k tomu mít potomstvo, jež by tento rys dědilo dál. V důsledku toho by si lidé dále zachovávali pozitivní vztah k ochlupení u partnerů.
A skutečně, předkové člověka museli mít pozitivní vztah k ochlupení u partnerů. V opačném případě, jak by se dokázali úspěšně pářit po tisíce generací jako primáti? Nezapomeňte, že všichni primáti mimo člověka jsou téměř úplně pokryti hustou kožešinou, a ti s řidší srstí by byli pokládáni za zrůdy. Byli by také méně společensky zapojeni kvůli důležitosti vzájemného čištění (odstraňování čmelíků a jiného hmyzu). Wong a Simmons (2001) přiznávají, že důvod, proč dnes lidé ztratili většinu srsti na těle, není znám. Dodávají:
U různých skupin primátů existuje celá škála možností toho, jaká část těla je pokryta kožešinou. Někteří primáti mají srst neobyčejně hustou, a někteří mají podstatně méně srsti na tváři a hrudi a tak dále. Primáti mají tendenci spoléhat se v sociální komunikaci na výrazy tváře, a samozřejmě čím lépe vidíte partnerovi do tváře, tím lépe asi funguje sociální komunikace. To však neznamená, že se musíte úplně zbavit srsti, abyste viděli tvář. To se prostě jen stalo u lidoopů. Ale může jít o jeden z důvodů, proč nemáme srst na tváři (Wong a Simmons, 2001, str. 1).
Morris (1986) hledá důvody pro ztrátu srsti u člověka nakonec přece jen v evoluci, ale nebyl schopen uvést hodnověrné vysvětlení. Nejnovější teorií pak je, že lidé ztratili srst, aby omezili své ohrožení parazity milujícími kožešinu (Bhattacharya, 2003). Ovšem pravdou je, že srst chrání proti mnoha druhům hmyzu jako jsou komáři či mouchy. Chrání též před úžehem a rakovinou kůže. A dodejme, že lidé mají dost vlasů na hlavě a chlupů v ohanbí na to, aby vši a roztoči pro ně stále představovali problém.
Darwinisté též připouštějí, že nemají ani zdání o tom, proč lidé nepřišli o všechno ochlupení, včetně vlasů na hlavě, ochlupení v ohanbí a v podpaží (Cooper, 1971). Pokud si lidé vybrali holost, proč mají ještě dnes na těle tolik vlasů a chlupů? Proč by si muži či ženy vybírali určité rysy u muže, když se úspěšně po věky pářili s chlupatými partnery, a žádný primát kromě člověka nepreferuje tyto „lidské“ rysy. Pokud pohlavní výběr zavinil vývoj vousů u mužů (a jejich nepřítomnost u žen), proč ženy často dávají přednost hladce oholeným mužům? Kulturní zvyklosti zřejmě určují, co je považováno za sexuálně přitažlivé; ale tyto standardy se mění, i když k jejich biologickému vývoji prý vedl dlouhodobý pohlavní výběr.
Desmond Morris položil tuhle otázku ve své nejlepší knize, Nahá opice (Morris, 1986). Zdůrazňuje v ní, že všichni primáti (včetně všech 192 druhů opic) jsou pokryti srstí, a jedinou výjimkou jsou lidé. Ovšem lidé mají více ochlupení než šimpanz; rozdíl je pouze v tom, že většinu lidských chlupů tvoří téměř neviditelné jemné chloupky. Fakt, že živočišná morfologie nejbližší lidem, morfologie velkých lidoopů, je vždycky spojena s hustou srstí, zatímco většina vodních savců je holá, je důležitým důkazem pro teorii mořských lidoopů zastávanou Sirem Alisterem Hardym, Danielem Dennettem a Elaine Morganovou, kromě jiných (Ingram 2000: Morganová 1997;1982).
Tato teorie říká, že mnoho rysů lidské anatomie se podobá nikoli velkým lidoopům, nýbrž vodním savcům, takže myšlenka, že jsme kdysi žili ve vodě jako delfíni, je považována za příhodnou interpretaci (Morganová 1982; 1997). Netřeba asi zdůrazňovat, že tato teorie se příliš neshoduje s daty a paleontologové ji nikdy nebrali příliš vážně. Podobné teorie však dobře dokládají těžkosti, jimž evolucionisté čelí, pokud chtějí vysvětlit ztrátu srsti, v případě, že evoluční předek člověka připomínal velké lidoopy.
Pro většinu lidí, zejména mladých, je jejich vlasová pokrývka hlavy jedním z nejdůležitějších fyzických rysů – do té míry, že jak muži tak ženy ve všech kulturách se o vlasy pečlivě starají, stříhají je, barví je, a utrácejí miliardy dolarů a věnují mnoho času péči o vlasy. Jejich důležitost je tak velká, že pouhá barva vlasů je synonymem pro přitažlivost, jak vyplývá ze rčení „džentlmeni dávají přednost blondýnkám“. Lidé mají v průměru na hlavě 100 000 vlasů, jejichž ztráta může být příčinou významných sociálních a psychologických problémů. Vlasy mohou též ztrácet na objemu s přibývajícím věkem; mohou se například ztenčit ze 100 mikrometrů na 50 či méně mikrometrů. Léčba vypadávání vlasů (problém hlavně u mužů) či ztráty vlasového pigmentu (což vede k šedivění či zbělení vlasů) je průmyslem s obratem mnoha miliard dolarů.
Srst se objevuje ve fosilních nálezech jako komplexní, plně funkční struktura, bez předchozího evolučního vývoje. Důvod pro údajný problém ztráty srsti u člověka je neznámý, a uváděné argumenty si protiřečí. Studie na 23 skupinách antropoidních primátů ukázaly, že čím větší (a obvykle člověku více podobný) je primát, tím méně má srsti na srovnatelné ploše těla (Schwartz a Rosenblum, 1981).
Chci poděkovat Johnu Woodmorappovi, M.A., Clifford Lillo, Debře Bryanové a Bertu Thompsonovi Ph.D. za jejich užitečné připomínky k dřívější verzi tohoto rukopisu.
Jerry Bergman, Ph.D., Northwest State College 22-600 State Rt 34, Archbold, OH 43543
Přijato 4. 4. 2003, revidováno 13. 10. 2003, ročník 40, březen 2004
Bhattacharya, Shaoni. 2003. Early humans lost hair to beat bugs. New Scientist, June 3. Online www.newscientist.com/news/print.jsp?idns99993807.
Cooper, Wendy. 1971. Hair. Stein and Day, New York.
Darwin, Charles. 1871. The decent of man, and selection in relation to sex. John Murray, London.
Denton, Michael. 1986. Evolution: A theory in crisis. Adler & Adler, New York.
Hamilton, W.J. 1939. American mammals: Their lives, habits, and economic relations. McGraw-Hill, New York.
Ingram, Jay. 2000. Homo Aquaticus. In Ingram, J. (editor), The Barmaid's brain, pp. 102_117. W. H. Freeman, New York.
Kardong, Kenneth V. 2002. Vertebrates: Comparative anatomy, function, evolution. 3rd Edition. McGraw-Hill, New York.
Lewis, Robert E. and David Grimaldi.
Morgan, Elaine. 1982. The aquatic ape. Stein and Day, New York.
_—_—_. 1997. The aquatic ape hypothesis. Souvenir Press, London.
Morris, Desmond. 1967. The naked ape. McGraw-Hill, New York.
Poinar, George. 1988. Hair in Dominican amber evidence for Tertiary land mammals in Antilles West Indies. Experientia 44(1):88_89.
_—_—_ and J.T. Columbus. 1992. Adhesive grass spikelet with mammalian hair in Dominican amber: first fossil evidence of epizoochory. Experientia 48(9):906_909.
Poinar, George and Roberta Poinar. 1999. The amber forest: A reconstruction of a vanished world. Princeton University Press, Princeton, NJ.
Saferstein, Richard. 2002. Criminalistics: An introduction to forensic science. Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ.
Schwartz, G.G. and L.A. Rosenblum. 1981. Allometry of primate hair density and the evolution of human hairlessness. American Journal of Physical Anthropology 55(1):9_12.
Seeley, Rod, Trent Stephens and Philip Tate. 2003. Anatomy and physiology. McGraw-Hill, New York.
Wells, H.G, Julian S. Huxley, and G.P. Wells. 1931. The science of life. Doubleday, Garden City, NY.
Wong, Kate and Nancy Simmons. 2001. What is the difference between hair and fur? Scientific American Feb. 20. Online www.sciam.com/askexpert/biology/biology45.