Časopis VESMÍR 12/2011 je v prodeji

Co je to gen? Počátky vývoje pojmu gen - Vladimír Vondrejs

Za vznik nového vědeckého oboru se obvykle pokládá formulace několika základních zákonů a vytvoření základních pojmů. Často se jejich obsah ještě dlouho upřesňuje a používané termíny zrají. Občas se stává, že po dlouhé době, když se již poznatky nového oboru osmělí vstoupit do škol, ještě někdo pocítí povinnost názvosloví poopravit, sjednotit se světem či zobecnit, aby se i na něj vzpomínalo v dobrém v souvislosti s novým vědním oborem. Ten si již žije svým životem a utěšeně prosperuje, takže spojení jména smrtelníkova s uznávanou vědeckou disciplínou už nemůže být pro ostudu.

V poslední době se takovému doladění věnují skupiny vědců, reprezentantů oboru, aby výsledná opatření delší dobu vydržela. Kupodivu ale tento kolektivní přístup odborníků u nás v Česku příliš nepomáhá. Zřejmě proto, že nositelé pokroku v novém oboru často sedí v jiné zemi, mluví světovým jazykem a mají jiné zvyklosti. A pro české odborníky je jednodušší komolit cizí slova a mluvit hantýrkou, protože stejně musí psát v cizím jazyce, aby jim jejich nadřízení případnou publikaci uznali jako dostatečně hodnotnou. Prostě jazyk je mocný a nedá si poroučet. A tak české názvosloví zůstává v rychle se rozvíjejících oborech dlouho terminologicky nejednotné. Trápí to profesory, kteří přednášejí na vysokých školách. Hlavně, že si odborníci jakžtakž rozumějí. A v českých školách se to také nějak vyřídí, třeba i s pomocí oněch dříve opovrhovaných anglicismů. Ostatně cizí kořeny nových výrazů se v českém jazyce vždycky tolerovaly. Donedávna to byly odvozeniny od slov řeckých a latinských, dnes převládá vliv angličtiny.

Gregor Mendel je jedním ze dvou kněží, o nichž vím, že na našem území založili nový a dodnes moderní obor, aniž by si to uvědomili. Teprve díky práci jiných byli mnohem později „znovuobjeveni". Zásluhu o založení nového oboru jim však po právu cizinci přepustili, částečně asi i proto, že tehdy ještě nebyl mezi vědci tak divoký konkurenční boj a podobnými příklady „fair play" se to ve vědě jen hemžilo. Mendel dosloužil jako všemi vážený opat brněnského kláštera. Jako první formuloval základní genetické zákony a vymezil ústřední pojem genetiky, pro který se později zavedl termín gen. Obsah tohoto pojmu však Mendel nastínil jen velmi obecně a abstraktně a teprve postupem času byl konkretizován a upřesňován.

Když brněnský opat Johan Gregor Mendel zemřel (1884), zanechal za sebou mnoho záslužné práce. Šlo hlavně o činnost organizační a řídící v klášterních službách, podíl na činnosti ve prospěch brněnského přírodovědného spolku, pedagogickou práci suplenta fyziky a přírodopisu, biologické pokusy na zahrádce kláštera a meteorologická pozorování. Nikdo ještě dlouho netušil, že tento pracovitý a skromný muž je jedním z nejvýznamnějších badatelů 19. století, jehož dílo se stane základem moderní podoby nového biologického oboru, genetiky. Na Univerzitě ve Vídni, když neuspěl při státních zkouškách, které jej měly posunout z místa přírodovědeckého suplenta do stabilnějšího postavení, prý údajně dokonce vyslovili v protokolu o průběhu zkoušky pochybnosti o jeho schopnosti samostatného myšlení.

Stanislav Diviš, Begonie hlíznatá (neúplná dominance barvy květů u begonie hlíznaté), akryl na plátně, 150 × 210 cm, 1988 (viz Vesmír 70, 658, 1991/11). Monohybridismus s neúplnou dominancí - hodnota znaku hybrida leží někde mezi hodnotami homozygotních rodičů, zpravidla ne přesně uprostřed, ale více či méně se odchyluje na stranu jednoho z rodičů.

Národ Sumerů zavál na dlouhá tisíciletí pouštní prach. Z povědomí světa se Sumerové vytratili, výdobytky jejich kultury však v skrytu přežily. Aniž by si toho byly vědomy, žily z jejich dědictví mnohé pozdější civilizace. K dávným Sumerům sahají dokonce i kořeny naší hudební kultury.

Sami si říkali Černohlavci a jejich území na jihu Mezopotámie se nazývalo Sumer. Už před 5 tisíci lety vytvořili písmo, kterému říkáme klínové. Až do počátku 19. století nikdo nedokázal toto písmo přečíst a o jeho tvůrcích neměl tušení. První vlaštovka se objevuje v roce 1802.

Za zmínku stojí alespoň dvě jména - německý profesor Georg Friedrich Grotefend (1775-1853) a sir Henry Creswick Rawlinson (1810-1895), britský důstojník, orientalista a diplomat v Persii. Grotefend byl milovníkem rébusů, a tak se s přítelem vsadil, že rozluští staroperský klínopisný nápis z Persepole (v dnešním Íránu). Rozluštil deset znaků a sázku vyhrál. Ke čtení klínopisných záznamů to však nestačilo. Rozhodující krok učinil až Rawlinson. Jeho pozornost upoutal záhadný reliéf s nápisem na skále v Behistúnu (dnes památka UNESCO). Od pradávna vede přímo pod touto skálou napříč Íránem významná obchodní cesta, a tak mnozí obchodníci i cestovatelé jistě pohlédli na reliéf v lůně útesu. Možná i spočítali zobrazené postavy nebo je jen okouzlil vršek skalní stěny v nebesích. Nepřístupný reliéf má obrovské rozměry: 15x25 metrů. Na rozdíl od ostatních upoutalo Rawlinsona nejnevýraznější místo této památky - 1119 řádků textu v neznámém písmu. Nápis s několika sty typů znaků a záhadným obsahem bylo třeba nejdříve okopírovat. Stačilo mu lano, žebřík a jeden kurdský pomocník. Následovalo luštění písma a obsahu textu. I na té pracoval řadu let a rozluštil 246 klínopisných znaků. Záznam byl trojjazyčný (staroperština, akkadština, elamština). Nechal ho roku 521 př. Kr. vytesat král Dareios pro svou nesmrtelnost.

 

Zrození tónů

Sumerové nepochybovali o tom, že zpěv je božským darem. Zpěvem si pozemský život krášlili stejně jako pivem a vínem. Na tzv. Královském pohřebišti v Uru strávil britský archeolog Charles Leo­nard Woolley (1880-1960) s manželkou 12 let života. Odhalil tu přes 1800 hrobů. Šestnáct královských pochází z poloviny 3. tisíciletí př. Kr. (jsou o více než tisíc let starší než známá Tutanchamonova hrobka). Woolley v nich objevil velké množství předmětů, které udivují krásou a zpracováním. Mezi nejzajímavější nálezy patří strunné drnkací hudební nástroje - lyry a harfy. Jejich stavba a výzdoba jsou z dnešního pohledu fascinující. S jistotou můžeme prohlásit, že těmto nástrojům musel předcházet delší časový vývoj a není vyloučené, že Sumer byl jejich kolébkou. Mnohá zobrazení lyr s býčím tělem se objevují už na pečetních válečcích z konce 4. tisíciletí př. Kr.  Dvě lyry si můžeme prohlédnout v Britském muzeu. Největší (1,20 m vysoká) a nejnádhernější lyra z celého Královského pohřebiště v Uru se nazývá Zlatá. Zdobila vitrínu muzea v Bagdádu, ale během válečných událostí v roce 2003 zmizela. Poté se objevila na parkovišti, ovšem bez drahých kamenů a zlata. Angličtí restaurátoři ji pomocí nejlepších technologických postupů zrekonstruovali a doplnili chybějící části i s býčí hlavou.

Na lyry hráli pouze profesionální zpěváci nebo zpěvačky, kteří se vzdělávali v chrámových školách. Právě v úschovnách (knihovnách) těchto škol se našly tisíce hliněných destiček, mj. také s hudebním textem v klínovém písmu. Významné místo hudby v sumerské (a později babylonské) společnosti dokládá i postavení hudebníka, který patřil k nejvyšší společenské vrstvě po panovníkovi. Na hliněných destičkách byly objeveny mnohé texty chvalozpěvů, žalozpěvů, modliteb a řada dalších pozoruhodných literárních památek. Všechny jsou psané básnickou formou.

Lyry z Královského pohřebiště a hliněné destičky z Uru nás přivádějí k dalším stopám, po nichž můžeme nahlédnout do hudebního světa Sumerů. Jednou stopou je ladění strun. Výška tónu struny se dá měnit změnou jejího napětí. Na lyrách a harfách tak lze vytvořit různé tónové řady. Sumerům stačily k ladění tyčinky umístěné na horní části nástroje, na břevnu. Přestože nebyly zapuštěny do dírek, umožňovaly přesné ladění. K ladění museli Sumerové znát výškovou vzdálenost dvou tónů (interval) - čistou kvartu a čistou kvintu. Jak ale tyto intervaly objevili? Nejschůdnější cestou je dělení délky struny. Dějiny hudby tradičně připisují tento objev Pythagorovi, který žil v 6. st. př. Kr. Z hliněných destiček se však dovídáme, že tyto úkony znali už Babyloňané o více než tisíc let dříve. A není vyloučeno, že jejich učiteli byli Sumerové. Kvartu znali. Odkud? To nevíme.

Tři sumerské lyry (zprava - Zlatá, Lodní, Stříbrná) ve „Velké jámě smrti", (Královské pohřebiště v Uru, hrob č. 1237, 2450 př. n. l.). Snímek © Charles L. Woolley.	Sumerský hráč na lyru, za ním zpěvačka, detail z tzv. Urské standarty (skříňka 20,3 × 48,3 cm), inkrustace z úlomků mušlí na pozadí tmavomodrého lapisu lazuli a červeného vápence - vsazované do bitumenu (asfaltu se včelím voskem), Královské pohřebiště v Uru, hrob č. 779, 2600-2400 př. n. l., Britské muzeum.

Těšíte se na nové druhy? Jistě přijdou, ale chce to trpělivost... - Petr Pokorný

Ke konci poslední ledové doby, před 15 000 lety, úplně vyschlo Viktoriino jezero. Během několika následujících tisíciletí se jeho prázdná pánev znovu zaplnila sladkou vodou. Podle jedné, donedávna velmi populární teorie bylo zmrtvýchvstalé jezero nově kolonizováno malou populací vrubozobcovitých ryb, která prudce diverzifikovala v takovou rozmanitost forem, že je dnes zoologové klasifikují do víc jak pěti stovek odlišných druhů. Pozdější výzkumy však tento výklad zpochybnily s tím, že šlo ve skutečnosti o kolonizaci již existujícími druhy z okolí. Padla tím jedna z oblíbených kazuistik dokreslujících představu, že klimatické a environmentální změny na úrovni střídání dob ledových a meziledových urychlují evoluci. V hypotetické rovině je tato představa rozhodně namístě, protože výzkumy čtvrtohorní minulosti opakovaně dokumentují rozsáhlé změny rozšíření, populační početnosti a velikosti areálů mnoha druhů. Podle teorie jde o známé motory evoluce. Ve fosilním záznamu však zvýšenou rychlost vzniku nových druhů nepozorujeme. Nastává rozpor mezi teorií a pozorováním. Lze mluvit o evolučním paradoxu čtvrtohor.

Podívejme se na předchozí geologické období. Ve srovnání se čtvrtohorami jde o řádově delší časový úsek. Třetihory trvaly celých 60 milionů let. Před 55 miliony lety se například oddělilo Grónsko od Evropy a ve stejnou dobu se odpoutala Austrálie od Antarktidy. Začalo se zvedat Tibetské plató (40 milionů let před dneškem; později se výzdvih stále urychloval) a otevřel se Drakeův průliv (30 milionů let). Před necelými pěti miliony lety došlo k tzv. Mesinské krizi, kdy úplně vyschlo Středozemní moře. Odhady frekvence vzniku rostlinných druhů od prvohor po dnešek charakterizují třetihory jako nadprůměrně rušné období. Právě v průběhu třetihor vznikly dnes největší rostlinné čeledě, jako jsou lipnicovité (trávy) a hvězdnicovité (složnokvěté).

Rozetnout čtvrtohorní evoluční paradox se nakonec zdá být docela prosté. Čtvrtohory jednoduše trvají příliš krátce na to, aby se jejich klimatické a populační peripetie projevily vznikem velkého množství nových biologických forem. Fosilní doklady z říše rostlin ukazují, že průměrná životnost druhu je mezi jedním a třiceti miliony lety. Stejná fosilní data ukazují, že na vznik nového druhu musíme čekat v průměru 380 000 let. Metoda molekulárních hodin ukazuje ještě podstatně nižší frekvenci speciace - 5 až 12 milionů let. V tomto případě ale bude výsledek značně nadhodnocený proto, že nemáme možnost pracovat s vymřelými formami.

Doby ledové a meziledové každopádně zamíchaly karty zajímavým a nadějným způsobem. Vypadá to, že se skutečně můžeme těšit na nové zajímavé druhy. Jen to chce ještě pár milionů let počkat.

Svět na vrcholu předposlední ledové doby, pravděpodobně nejdrsnější ze všech chladných oscilací čtvrtohor. Bílou barvou jsou znázorněny nejen ledovce, ale i zamrzlá mořská hladina. Zdroj: http://fenn-o-manic.deviantart.com

Pakalova hrobka je astronomicky orientovaná - Jaroslav Klokočník

Vládce Pakal (K'inich Janaab Pakal čili Velký sluneční štít) panoval v mayském městském státě Palenque od 12 let až do své smrti. Zemřel údajně v osmdesáti letech r. 683/787. Jeho hrob je uvnitř pyramidy s Chrámem nápisů na centrálním náměstí v Palenque. Uvnitř stavby, lehce pod úrovní terénu, je krypta se sarkofágem přístupná dlouhým schodištěm shora z Chrámu. Na těžkém víku sarkofágu je mimo jiné vyobrazen mladistvě vyhlížející mayský vladař oděný v hávu boha kukuřice, vynořující se po své smrti z podsvětí, z jícnu Zemské nestvůry ke svému znovuzrození. Víko sarkofágu neprojde dveřmi pohřební komory, takže celá krypta byla nejspíše postavena dříve než pyramida, jež ji obklopuje.

Jelikož Mayové byli posedlí matematikou a astronomií (nejen pro kalendářní a praktické účely, ale hlavně pro použití, které bychom dnes nazvali astrologické), nemůže nás udivit, že orientace krypty je specifická a cosi symbolizuje. Prostorová orientace hrobky vůči světovým stranám je jiná než orientace celé pyramidy s Chrámem nápisů a dalších staveb v Palenque. Podle obrázku ze starší knihy M. Stingla by mohlo jít o astronomickou, a to sluneční orientaci vztaženou ke směru východu či západu Slunce o letním či zimním slunovratu. Provedli jsme potřebná měření a tuto hypotézu potvrdili.

Chrám nápisů v Palenque uvnitř s Pakalovou hrobkou. Snímek © Jaroslav Klokočník.	Pakal Veliký panoval od 29. 7. 615 do 31. 8. 683 n. l. (podle korelace GMT); plným jménem se jmenoval K'inich Janaab Pakal (Velký sluneční štít). Snímek Free-Photos.biz.

 

Měsíční baroko - Ondřej Doule

Suborbitální lety, hotel na orbitě, stanice na Měsíci a základna na Marsu - žádné sci-fi, ale běžná realita. Architekt Ondřej Doule (1978) je přesvědčen, že základny na Měsíci se dočkáme v řádu desítek let a suborbitální lety se spustí každým okamžikem.

V: Myslíte si, že za nějaký čas se nebude létat na dovolenou třeba na Maledivy, ale na Měsíc?

O. D.: Ano, bude to zpočátku dost luxusní záležitost. Třeba příští rok se spouští soutěž Google Lunar X PRIZE; na Měsíc se vyšle třeba 20 soukromých robotů, tím to začne. Mít vlastního robota na Měsíci, fotit si lunární krajinu, to je docela dobré, ne?

V: Jako architekt jste musel vše kolem fyziky, vesmíru atd. někde nastudovat. Kde a jak?

O. D.: To lze velmi dobře na ISU. Tam lze získat interdisciplinární poznatky. Musíte zvládnout jisté všeobecné vzdělání, abyste prošla kurzem. Třeba právo se musíte našrotit. Je to proto, abyste měla všeobecný přehled. Fyziku zvládám na úrovni praktické aplikace; jak se chová kapalina ve stavu beztíže, co způsobí nižší gravitace. Žádné fyzikální procesy nepočítám; když udělám nějaký koncept, mám povědomí o tom, jak materiály a konstrukce pracují na empirické úrovni, ale návrh předám leteckému inženýrovi, který to spočítá. Je to trochu jako klasická architektura, jen spolupracuje víc s leteckými než stavebními inženýry.

V: Existují podobné projekty jako ty vaše?

O. D.: NASA má řadu návrhů, z nichž čerpám. Většinou je využívám pro inspiraci, ale zjišťuji, že to není ono. Proto jsem vytvořil čtyři hlavní koncepty. Ty považuji za stěžejní pro teorii v oblasti architektury ve vesmíru. Rozdělil jsem je dle typu extrémního prostředí obklopujícího člověka: Mars, Měsíc, orbitální a suborbitální lety. Jsou to dosti odlišná prostředí, pro něž máme vytvořit umělé obyvatelné podmínky.

V: Posléze se přivezou rostliny a zvířata?

O. D.: Rostliny i zvířata jsou relativně přizpůsobivé, stejně jako člověk. Na mezinárodní vesmírné stanici (ISS) se experimentovalo s růstem jisté rostliny od semínka. Kořenový systém rostliny se začal tvarovat odlišným způsobem než v prostředí běžné gravitace na Zemi a neví se proč tomu tak je. Rostlina přirozeně reaguje na prostředí mikrogravitace a tvar nejen kořenového systému se významně mění (např. v prostředí zemské gravitace měla vždy jeden kořen a v prostředí mikrogravitace dva). Panuje proto obava, co se týče reprodukce člověka ve vesmíru. Je to neuvěřitelně komplexní organismus, neví se, co by vzniklo, když to řeknu jednoduše.

V: Nechal jste se slyšet, že váš habitat MB10 (Mars Base 10) na Marsu nemá genia loci.

O. D.: Základna, kterou jsem navrhoval pro Mars, nemá primárně odrážet genia loci marťanské krajiny. Musel jsem respektovat fyzikální podmínky prostředí. Ale můj poslední koncept je lunární základna na Měsíi, o níž přemýšlím už od studií. Základna MB10 je spíš loď než habitat. Ke stavbě měsíčního habitatu využívám lunární prach a vytvářím již jakýsi architektonický styl s vlastním geniem loci. Snažím se jej respektovat i designem.

V: Jaký je to tedy styl?

O. D.: I zde je funkčnost prvořadá. Na Měsíci jsou největším problémem mikrometeority a radiace, proti čemuž se musí základna chránit. Mikrometeority jsou v podstatě smrtící projektily, tudíž jsem se nechal inspirovat barokní architekturou, barokními opevněními. Základna je umístěna na severním pólu Měsíce, slunce je tudíž neustále nad horizontem a jakoby obíhá základnu po horizontu. Tlusté obvodové zdi v kruhu, hvězdicovitý tvar, klenba. Je to ten nejjednodušší způsob ochrany před projektily a radiací. A je to krásná paralela s pozemskou architekturou a kulturou člověka, která se takto přenese na Měsíc. Takové měsíční baroko.

V: Máte široký záběr...

O. D.: Chtěl bych zdůraznit, že i když prezentuji marťanské a lunární základny, tak ve všech zmíněných oblastech výzkumu se snažím architekturu prozkoumat tak, abych znalosti následně uplatnil na Zemi. Jedním z nejdůležitějších projektů, které nyní připravuji s NASA - jde o neoficiální, přátelskou spolupráci -, je autonomní robotický rozkládací habitat, který by se využil například v oblastech přírodních katastrof, v extrémních podmínkách.

Za Vesmír se ptala Rita Kindlerová

 

Při projektu Lunární základny (LB10) se Ondřeje Doule nechal inspirovat architekturou barokních pevností. Snímek © Ondřej Doule, archiv.	Interiér suborbitálního letounu Silver­bird II - pohled na kontrolní panel každého pasažéra. Snímek © Ondřej Doule, archiv.