Prirodzený výber a adaptácie súvisiace s prežitím

Väčšina živočíchov investuje najviac času do získavania potravy (Rozin, 1996). V USA investujú do potravy 21 % platu, v Číne a Indii až 50%. Potrava a voda sú nevyhnutné pre prežitie aj pre reprodukciu. Pri získavaní potravy je nevyhnutné:1. Nájsť vhodné zdroje potravy2. Rozpoznať vhodnú potravu od toxickej/nekalorickej

1. Potrava

Ten druhý problém je obzvlášť dôležitý pre omnivorné živočíchy, t.j. tie, ktoré konzumujú rastlinnú aj živočíšnu potravu – ľudia, potkany a pod.Neschopnosť získať potravu znižuje sociálny status mužov v pôvodných kmeňoch (Hill & Hurtado 1996) a vedie k rozvodom. Aj v náboženstvách sa často stretávame s príbehmi, v ktorých hrá potrava dôležitú rolu: Adam a Eva jedia jablko, Ježiš mení vodu na víno / sýti davy ľudí dvoma rybami a 5 bochníkmi alebo zákaz konzumácie bravčového u moslimov.

Na rozdiel od iných živočíchov ľudia prešli na pasenie dobytka a pestovanie rastlín (cca 10 - 12 000 rokov pr Kr) – výnimkou sú mravce. Ľudia si upravujú potravu varením/pečením – oheň poznajú ľudia asi 200 – 500 tisíc rokov (podľa niektorých odhadov 750 tisíc rokov). Spôsob úpravy potravy – kultúrna transmisia (náznaky aj u živočíchov – používanie nástrojov na niektoré druhy potravy u primátov, otváranie mlieka vtákmi vo Veľkej Británii).

Omnivorný spôsob života bol dokázaný u Australopithecus africanus (pred cca 3 mil rokov) – 75 % potravy bolo ovocie a listy. Je možné, že mäsitá potrava ovplyvnila zväčšovanie mozgu (Wrangham et al. 1999). Základné chute nás chránia pred kyslým a horkým jedlom, ktoré často obsahuje toxíny. Už batoľatá prejavujú silnú preferenciu pre sladké jedlá.

Potravná neofóbia – selektívna konzumácia už známych jedál a neochota konzumovať neznáme jedlá. Najviac sa prejavuje u detí – predpokladá sa, že práve neskúsené indivíduá ochraňuje pred konzumom potenciálnych toxínov. U starších indivíduí neofóbia klesá.

Potkany napr. konzumujú potravu v malých množstvách a vždy len jeden druh. Ak sa im experimentálne podali známy a neznámy druh potravy a potkany ochoreli, okamžite sa začali vyhýbať neznámemu druhu potravy.

Ľudia sú typickí ochotou konzumovať viaceré druhy potravy v menších množstvách (Birch 1999) - typické pre omnivorov. Klasický príklad: už nevládzem rezeň, ale puding si dám.

Evolučné dôkazy prechodu z hunting & gathering na poľnohospodárstvo: tolerancia laktózy – cicavce v dospelosti mlieko neprijímajú, u ľudí došlo k mutáciám, ktoré umožnili rozklad mliečneho cukru pomocou enzýmu laktázy asi pred 10.000 rokmi (v čase, keď začala domestikácia zvierat) (Swallow, 2003). V súčasnosti nedokáže stráviť mlieko iba 25 % ľudí. Schopnosť tráviť mlieko bola výhodnou mutáciou, ktorá rýchlo prevládla nad genotypmi, ktoré túto schopnosť postrádali.

Schopnosť produkovať laktázu odráža históriu domestifikácie dobytka (+ich ochorení) – v Európe > ako 95% laktázu produkuje, v niektorých častiach Ázie menej ako 10 %.

Súčasná konzumácia mlieka je výsledok nielen kultúrnych, ale aj ekologických a genetických faktorov.

Schopnosť reagovať na potraviny s horkou chuťou je ovplyvnená génmi na 3 chromozómoch. Pri testoch na chuť chemickej látky PTC (fenyltiokarbamid) horkej chuti sa zistilo, že celkovo 7 – 40 % ľudí ju nie je schopných detekovať. Najviac ľudí neschopných detekovať túto horkú chuť je v Afrike (Soranzo et al., 2005). Prečo? V tejto oblasti je najviac rozšírená malária, ktorá sa lieči chinínom, ktorý má horkú chuť. Nízka citlivosť na horké produkty rastlín umožňuje efektívnejšie sa brániť malárii.

Emócia odporu nám pravdepodobne pomáha vyhnúť sa objektom, ktoré sú potenciálne kontaminované. Ak je to tak, 1. odpor by sa mal aktivovať pri kontakte s objektmi, ktoré predstavujú riziko kontaminácie a 2. mal by byť univerzálny pri porovnaní rôznych kultúr (Curtis et al. 2004). Obidve predikcie boli výskumom podporené:Páchnuce jedlo, rozkladajúce sa/plesnivé potraviny, krv, zvratky, pozorovanie kuchára so špinavými rukami, jedlo kontaminované výkalmi, švábmi, larvami, výkaly a pod. Všetky tieto podnety sú spojené s možnou mikrobiálnou kontamináciou. Mimické expresie odporu sú tiež

rovnaké medzi kultúrami + rovnaké u slepcov či hluchých ľudí (Oaten et al., 2009) = nie je to produkt kultúry, ale behaviorálna adaptácia selektovaná prirodzeným výberom.

V niektorých situáciách je adaptívne senzitivitu na odporné podnety znížiť – hladní ľudia majú nižšiu senzitivitu ako sýti (Hoefling et al., 2009) a matky sú menej senzitívne na výkaly svojich batoliat – ale výkaly cudzích detí považovali za odpornejšie v porovnaní s výkalmi vlastných detí (Case et al. 2006).

Nevoľnosť u tehotných žien je tiež vysvetľovaná evolučne (Profet, 1992) – asi 75 % - 89 % reaguje senzitívnejšie na potenciálne kontaminované potraviny, asi 55 % zvracia. Káva a mäso a alkohol sú pre ženy v prvom trimestri považované za odpornejšie ako zelenina. Práve tieto potraviny sú potenciálne infikované (mäso) alebo karcinogéne. Napr. takmer žiadnej žene nebýva zle z chleba alebo cereálií.

Čo tie ženy, ktoré nevoľnosť nemajú? Podľa evolučnej logiky by mali byť viac náchylné na intoxikácie, ktoré môžu poškodiť plod. Skutočne – iba 3,8 % žien, ktoré mali nevoľnosť zažilo spontánny potrat, ale u tých, ktoré nevoľnosť nemali to bolo 10,4 % (vzorku tvorilo 3853 tehotných žien.

Darwinova hádanka: Prečo ľudia pijú alkohol ? ? ??

Podľa niektorých autorov ide o preferenciu ovocia – primáty sa dodnes (24 miliónov rokov) živia zrelými plodmi, ktoré boli a dodnes sú významnou súčasťou našej potravy. Zrelé ovocie obsahuje určité množstvo etanolu, ktorý je kalorický. Ak by to tak bolo, potom by sa dalo očakávať, že frugivorné cicavce by mali preferovať prezreté plody s vyšším obsahom etanolu.

Výskum ukázal: NIE JE TO TAK. Ani frugivorné netopiere, ani primáty nepreferujú takéto plody. Naopak – potkany aj myši, ktoré sa plodmi živia iba fakultatívne, si ľahko navyknú na alkohol = táto hypotéza sa nepotvrdila.

?

V súčasnosti sa človek nachádza v prostredí, kde je alkoholu viac ako v plodoch, je možné, že pôvodná senzitívnosť na etanol signalizujúci zrelosť ovocia je maladaptívna rovnako ako extrémna preferencia cukru a tuku.

Ďalšou, zatiaľ netestovanou možnosťou je pitie alkoholu v súvislosti s intrasexuálnou kompetíciou. Muži obvykle nepijú alkohol sami, ale v spoločnosti iných mužov. Tí čo nedokážu vypiť dosť sú predmetom posmechu a naopak – tí čo vydržia veľa si môžu vydobyť rešpekt.

Alkohol môže pomáhať pri vyrovnávaní sa s ťažkými životnými situáciami. Nič nové pre drozofily - Shohat-Ophir et al. (2012) zistili, že sexuálne deprivované samce pili viac ako tie, ktoré sa spárili.

Získavanie potravy pravdepodobne súvisí s viacerými vlastnosťami – z archeologických nálezov + porovnaním s pôvodnými kmeňmi z Afriky + porovnaním tráviacej sústavy (iné primáty majú viac vyvinuté hrubé črevo) je zjavné, že na rozdiel od iných primátov prijímali hominoidi viac mäsa. Vit. A + B12 nie sme schopní produkovať sami, nachádzajú sa v mäse. Západné krajiny – asi 20 – 40 % potravy je mäso. !Kung v Botswane – okolo 40 % (20 – 90 % v závislosti od sezóny).

Predpokladá sa, že lov potravy súvisí s otcovskou starostlivosťou: otcovia nosili potravu deťom a ženám, ale nosiť nízko kalorickú stravu by nebolo dostatočne výhodné. Lov súvisí so schopnosťou mužov vytvárať koalície – tie sú medzi mužmi typické a pri love boli nevyhnutné. Ženy takéto koalície nevytvárajú. Koalície samcov u šimpanzov sú motivované skôr politicky – spojiť sa proti inému samcovi. Lov podporuje vysvetlenie pre recipročný altruizmus – ulovená korisť sa nedá celá spotrebovať ani uskladniť, preto sa oplatí podeliť sa + lovecký úspech je tiež nepredvídateľný, pri neúspechu sa to darcovi môže vrátiť. Lov vysvetľuje aj deľbu práce – muži sú fyzicky zdatnejší, čo je pri love dôležité, ženy sa viac starali o potomstvo a zbierali plody/korienky. Dodnes je poľovníctvo doménou mužov a zber plodov doménou žien (Roskaft et al., 2004).

Lov má význam aj pri sexuálnej selekcii – SHOW- OFF hypotéza. Loveckým úspechom sa muži mohli predvádzať a získať viac žien. Analýza 5 pôvodných kmeňov v Afrike, Južnej Amerike, Austrálii, Indonézii túto domnienku plne podporuje (Smith, 2004).

Muži v Ache (Paraguaj) dávajú viac mäsa indivíduám mimo vlastnú rodinu (podstatne viac ako ženy), tým zvyšujú svoju atraktivitu u žien.

Deľba práce vysvetľuje sexuálne rozdiely v niektorých kognitívnych schopnostiach: Muži sa dokážu lepšie orientovať v teréne (to bolo dôležité pri love), ženy zas dokážu lepšie rozpoznať a zapamätať si objekty.

Červená farba signalizujúca dozreté plody je u žien obľúbená viac ako u mužov (Hurlbert & Ling, 2007) a ich estetické vnímanie plodov je silnejšie ako u mužov (Prokop & Fančovičová, 2012).

Pacheco-Cobos et al. (2010) zistili pomocou GPS a merania tepu srdca, že ženy v Mexiku nazbierali za rovnaký čas viac druhov húb, navštívili viaceré miesta a spotrebovali pritom menej energie ako muži.

Počiatky evolúcie hominidov v africkej savane môžu byť príčinou preferencie stromov, aké sa vyskytujú na savane. Vo viacerých krajinách sa ukazuje rovnaký výsledok: Stromy zo savany sa ľuďom páčia viac ako iné tvary stromov (napr. Lohr & Person-Mims, 2006).

Pohľad na stromy celkovo znižuje stres a zlepšuje náladu (napr. Ulrich 1986), rekonvalescencia v nemocniciach je pri pohľade na kvety rýchlejšia a pacienti myslia pozitívnejšie (Watson & Burlingame, 1960).

2. Predátori a iné formy nebezpečenstva

Strach z reálneho nebezpečenstva a úzkosť (anxieta) ovplyvňuje behaviorálne stratégie zvyšujúce šancu prežiť. 1.Freezing – ustrnutie – znižuje viditeľnosť koristi pre predátora. Keď nie je predátor lokalizovaný, je pre korisť lepšie ustrnúť ako utekať. 2.Úteková reakcia - útek pred hadom je lepší ako riskovať uhryznutie. 3.Boj – atakovanie môže predátora vystrašiť a/alebo aspoň zvýšiť šancu koristi prežiť. 4.Submisívnosť – je výhodná pri boji s jedincom rovnakého druhu. Môže úplne eliminovať atak agresora. 5. Zamdlenie – špeciálne výhodné pre jedincov, ktoré sa nevedia dostatočne brániť (ženy a deti). Predátor ich môže mylne považovať za mŕtve a neškodné. Táto taktika je typická iba pre človeka.

6. Tanatóza (akinéza) – tváriť sa ako mŕtvy chrobák. Napodobňovaním smrti môžu napr. chrobáky, vačice, hady alebo niektoré sovy presvedčiť predátora, že sú mŕtve.

Strach z predátorov je vyšší u žien – jedna z možností je ich menšia schopnosť ubrániť sa atakom predátorov– skutočne, ženy a deti v Ugande prežívajú ataky levov menej často ako muži (Treves & Naugthon-Treves, 1999). Čím je fyzická kondícia človeka vyššia, tým menej sa bojí predátorov (Prokop & Fančovičová, 2010).

Fyziologické reakcie sprevádzajúce strach zvyšujú fyzickú mobilitu – uvoľňovanie stresových hormónov (napr. noradrenalínu) zvyšuje tep srdca, príjem kyslíka a uvoľňovanie cukrov z pečene potrebných na krytie zvýšených energetických strát.

V ďalšom experimente sa tento vzťah potvrdil (Prokop & Fančovičová, 2013):

10 – 20. roční respondenti mali hodnotiť strach z predátorov, živočíchov prenášajúcich ochorenia a neškodných živočíchov. Predtým vyplnili iné dotazníky, okrem iného aj dotazník na vnímanie vlastnej fyzickej kondície. Fyzická kondícia negatívne korelovala iba so strachom z predátorov, nie so strachom z kontrolných živočíchov/parazitov.

Už Darwin považoval strach detí za adaptívny – mohlo by ísť o reakciu na prostredie, v ktorom sa naši predkovia vyskytovali. Meltzer et al. (2008) zistili nasledovné príčiny strachu u detí (vybral som prvých 6):

1. Zvieratá2. Krv/zranenie3. Tma4. Zubári alebo doktori5. Istý aspekt prírodného

životného prostredia, napr. búrky, hrom, výšky alebo voda.

6. Zvracanie, dusenie sa alebo získanie istých chorôb, napr. rakovina alebo AIDS.

Všetky tieto stimuly vyvolávajúce strach majú adaptívny význam: deti nie sú schopné efektívne sa brániť pred zvieratami, musia sa vyhýbať zraneniam (doktor je takisto asociovaný so zranením a bolesťou), sú zraniteľnejšie v tme, lebo nemáme vyvinuté nočné videnia ako šelmy, búrky a povodne mali v minulosti ničivejšie dôsledky (neboli protipožiarne/protipovodňové zariadenia), patogény zvyšovali riziko smrti.

Učenie je v prípade strachu dôležité, ale predispozícia asociovať isté podnety s nebezpečenstvom a rýchlo sa ich naučiť je vrodená (Seligman, 1971). Napr. strach z výšok a cudzích ľudí (najmä z mužov – tí sú historicky nebezpečnejší ako ženy) sa prejavuje už v 6. mesiaci života (Heerwagen & Orians, 2002). Asociovať pavúkov s negatívnymi emóciami vedia už 11-mesačné deti (Rakison, 2009) (už tu sa prejavuje vyšší strach u dievčat!). Separačná anxieta u detí vrcholí už v 9 – 13. mesiaci života – keď matka odišla z miestnosti, 60 – 100 % Indiánov, Afričanov, Izraelitov a Guatemálcov plakalo. Strach zo zvierat sa prejavuje od 2. roka, keď dieťa objavuje okolie, kde sa so zvieratami môže stretnúť.

Strach z výšok je ovplyvnený ilúziou sklonu – ľudia preceňujú výšku budovy pri pohľade zhora o 32 % (Jackson & Cormack, 2007) – odráža to riziko pádu.

Majú deti aj ďalšie antipredátorské adaptácie?1.Už deti predškolského veku chápu, čo urobí lev s jeho korisťou a to, že korisť zahynie (Barrett, 1999).2.Už deti predškolského veku dokážu na obrázkoch rozpoznať predátora od neškodného živočícha (nepublikované údaje)3.Dievčatá v tomto veku si vyberali na obrázkoch šplhanie po stromoch ako taktiku ako uniknúť fiktívnemu predátorovi častejšie ako chlapci (Coss & Moore, 2002). Vysvetľuje sa to tým, že ženy sú minimálne 2 mil. rokov ľahšie ako muži, preto je lezenie po stromoch výhodnejšia stratégia ako pre mužov – tí si vyberali skôr úkryty na zemi.

4. Adaptívna pamäť – rýchlejšie a dlhodobejšie si zapamätávame informácie, ktoré súvisia s prežitím (Nairne et al., 2007, 2008, 2009). Barrett & Broesch (Evol Hum Behav, 2012) skúmali pamäťové schopnosti detí na sérii nebezpečných (napr. varan) a neškodných živočíchoch (celkom 16 druhov).

Nebezpečné

mäsožravé

vegetariáni

varan leguán

Neškodné

mäsožravé

šupinavec

vegetariáni

Nasalis larvatus

Z 3 informácii o každom druhu si najlepšie zapamätali info o nebezpečnosti pre človeka (aj v reteste – o týždeň). Takmer okamžite zabudli mená druhov, čím sa živia bolo na 2. mieste.

Prečo sú fóbie z hadov a pavúkov častejšie ako fóbie z aktuálnych nebezpečenstiev ako sú automobily alebo elektrické stĺpy?

1. Strach z veľkých plazov mohol favorizovať už našich cicavčích predkov (Ohman a Mineka, 2003), ktorí koexistovali s dinosaurami pred viac ako 200 mil. rokov (centrá strachu v Limbickom systéme sú fylogeneticky staré, nejedná sa o žiadne evolučné novinky). Naopak, automobily sú na Zemi asi 200 rokov, elektrické stĺpy ešte kratšie – z evolučného hľadiska je to príliš krátky čas na vytvorenie strachu/fóbií. V každom prípade sa však až u 35 % ľudí, ktorí prežili haváriu vytvára fóbia z automobilov.

2. Fóbie z pavúkov a hadov nie sú z evolučného hľadiska uspokojivo vysvetlené, pretože mortalita spôsobená týmito zvieratami je celkovo nízka. Navyše iba 0,1 % z takmer 40 000 druhov pavúkov môže človeku spôsobiť seriózne problémy. Nemáme údaje o mortalite v našej evolučnej histórii, ale napr. hadov sa boja aj primáty, hlodavce a pod. Prečo sa napr. neobjavujú fóbie z jedovatých húb alebo z levov?

Aj keď na tieto otázky ešte nepoznáme odpovede, experimentálne sa dokázalo, že:

1. Makaky, ktoré videli iných makakov, ktoré reagovali vystrašene na umelý kvet sa kvetu po pokuse nebáli. Naopak, keď videli iných makakov reagovať vystrašene na umelého hada, po pokuse sa báli umelých hadov (predtým nikdy hada nevideli) (Cook & Mineka, 1989).

2. Keď mali deti nájsť 1 foto hada medzi 8 distraktormi (buď motýle, žaby alebo kvety), hada našli rýchlo. Naopak, keď videli 8 hadov a 1 žabu (alebo kvet alebo motýľa), mali problém tento jeden objekt medzi toľkými hadmi nájsť (LoBue & DeLoache, Psych Sci, 2008).

3. Keď videli deti, či dospelí hada v útočnej póze medzi distraktormi (kvetmi), dokázali ho detekovať skôr ako keď bol had v odpočívajúcej polohe .

Masataka et al. Plos One, (2010)

4. Fóbie z hadov sú častejšie u žien (12% vs. 3%, Frederickson et al., 1996) – dôvod je zatiaľ nejasný, lebo Lobue a DeLOache nezistili pohlavné rozdiely v rýchlosti detekcie hadov.

5. V mozgoch ľudí je špecializovaná skupina neurónov, vďaka ktorej reagujeme intenzívnejšie a rýchlejšie na prítomnosť hada (Van Le et al., 2013 – PNAS) – jasný neurobiologický dôkaz, že strach z hadov má biologický základ.

3. Adaptácie zvyšujúce schopnosť zdolať ochorenia (tzv. darwinovská medicína)

Zdá sa, že ľudia celkom nepochopili niektoré prirodzené mechanizmy, ktoré nám pomáhajú prežiť. Rutinná reakcia na horúčku: Aspirín alebo iné prostriedky na jej zníženie.

Choré jašterice sa slnia, aby zvýšili svoju telesnú teplotu. Ak sa im experimentálne zabránilo slnenie, mortalita sa zvýšila. Králiky mali vyššiu mortalitu, keď dostali lieky na zníženie teploty. Vyššia teplota ničí patogény, preto je reakcia organizmu adaptívna.

Mortalita na syfilis je 99 %. Keď však pacient ochorie ešte aj na maláriu, mortalita klesne na 70% - malarická horúčka zrejme zabíja baktérie syfilisu.

Železo je súčasťou výživy niektorých patogénov, ktoré prenikli do (ľudského) organizmu.

Ľudia pri infekcii produkujú látky, ktoré znižujú hladinu železa v tele, čo vedie k „vyhladovaniu“ patogénov. Pacienti sa nevedome vyhýbajú potravinám s vysokým obsahom železa (napr. šunka a vajcia). Lekári v týchto prípadoch často predpisujú prípravky s obsahom železa.

Keď vedci začali podávať prípravky so železom Masaiom, stúpli infekcie spôsobené amébami z 10 na 88 %. U nomádov zo Somálska stúplo množstvo infekcií o 30 % behom 1 mesiaca (Weinberg, 1984). Ako je to so staršími ľuďmi, ktorí si kupujú doplnky s prídavkom železa?

Hypotéza hygieny/starých priateľov (The hygiene/Old friends hypothesis)

Vďaka zvýšenej hygiene a rôznym preventívnym opatreniam sa človek menej často stáva hostiteľom rôznych črevných parazitov (napr. hlísty, pásomnice, atď). V industrializovaných krajinách je však prevalencia týchto parazitov stále vysoká (v niektorých oblastiach až 100% populácie) = v našej evolučnej histórii boli infekcie parazitmi oveľa častejšie ako dnes. Vďaka ich prítomnosti sa môže náš imunitný systém „realizovať“ a nedochádza k autoimunitným poruchám.

7-ročná štúdia na pacientoch s roztrúsenou sklerózou (s. multiplex) (Correale & Farez, 2007): stav pacientov, ktorí nemali črevné parazity sa rapídne zhoršoval, u pacientov s parazitmi ostával nemenný. Jeden pacient s parazitmi začal mať po 5 rokoch problémy, dostal antihelmintiká a jeho stav sa rapídne zhoršil a dostal na úroveň pacientov bez parazitov. Pokusy na myšiach tieto zistenia potvrdili.

Hormonálna antikoncepcia a riziko rakoviny prsníka

Používanie hormonálnej antikoncepcie (HA) je z evolučného hľadiska recentný proces, ktorý nemá v evolučnej histórii človeka obdobu. Keďže HA znižuje riziko otehotnenia, zvyšuje sa aj celkový počet menštruačných cyklov ženy. V minulosti mali ženy vďaka veľkému počtu detí cca. 70 menštruačných cyklov za život, v súčasnosti je to okolo 350.

Počas menštruačného cyklu dochádza k histologickým zmenám v prsníkoch, spôsobených mitotickým delením buniek. Pri každej mitóze rastie šanca, že dôjde k chybe, ktorú kontrolný systém nebude schopný detekovať a nakoniec k rakovine prsníka. U žien s HA je asi 5x vyššie riziko rakoviny prsníka (ASRM, 2008, Fertil Steril), čo presne korešponduje s častejším menštruačným cyklom.

Na druhej strane však HA znižuje riziko rakoviny vaječníkov = v konečnom dôsledku sa tieto vplyvy „neutralizujú“.