Дарвина нећемо срести у рају

Еволуција не стаје, и не престаје. Од постања живота на нашој планети само је промена стална, што су искусиле небројене врсте. Како? Једноставно: заувек су нестале.

А куда еволуција стреми? Одговор смо потражили од проф. др Владимира Глишина, оснивача и првог директора Института за молекуларну генетику и генетичко инжењерство у Београду молекуларног биолога са завидним међународним угледом (више од стотину научних радова који су преко 3.000 пута цитирани).

У којој мери еволуцију подстичу климатске промене?

На ово питање морам, најпре, начелно да одговорим. Наиме, сва жива створења интерагују с природом што подразумева комбинацију земље, атмосфере и океана или, друкчије речено, представља нашу укупну животну средину. Како се систем природа мењао временом, појединачне врсте су одговарале на те промене на различите начине. Упојединим случајевима одређене врсте су се померале ка другим стаништима, у другим су остале ту где су затечене и адаптирале се на промењене услове што је, опет довело и до стварањанових врста, а у трећим су поједине једноставно изумрле.

Убрзава ли она свој корак, како појединци сматрају?

Изумирање је један од главних механизама еволуције. Природна селекција је процес по коме преживљавају она створења која су унапред способна за бољу адаптацију или, пак, изумиру уколико то нису. Према томе, изумирање је потребно да искорени све оне организме који су мање ефикасни да би оставили место за ефикасније. Изумирање није само ограничено климатским променама. Климатске промене су најчешћи узрок изумирању, Миланковићев ефекат, на пример. То може да буде и последица удара астероида, великих вулканских ерупција, континенталних померања.

Је ли то једина природна сила која све врсте тера да се међу собом надмећу и прилагођавају околини?

Не. Увођењем нових врста, што је случај у нашој новијој историји. На пример, ако се неки инсект који се храни на лишћу сасвим случајно пренесе с једног континента на други и још није стекао свог природног грабљивца (предатора) на том месту, он ће се размножавати и оголети дрвеће док неки други не изумру од глади. Дакле, уништавање неког извора хране један је од механизама природне селекције.

Да ли је ход еволуције неповратан или је, можда, у неким изузецима повратан, као што су недавно објавили амерички научници изучавајући бактерије?

Еволуција је процес који је неповратан. Суштина еволуционог процеса јесте чињеница да неке особине с позитивним одразом на преживљавање имају тенденцију да те особине пренесу на следеће генерације. Еволуција сама по себи је постепена промена геномског пула неке врсте током бројних генерација.

Можда би било боље поставити питање да ли нека врста може да се „поврати” на стање које је „мање еволуирало”. Група истраживача Џефа Гора у Масачусетском институту за технологију (САД) питала се да ли нека бактерија која је еволуиралау резистентну на антибиотик „цефотаксим” може да изгуби ту резистентност ако се стави у неку нову средину у којој та особина више није потребна за њено преживљавање. Познато је већ одавно да ако се неко геномско стање разликује само за једну мутацију, онда до реверзије може да дође. То већ одавно предајемо студентима. Међутим, ако се број мутација повећава у неком геному, у случају испитиваних бактерија на МИТ-ију када је број мутација повећан на више од четири, та стања су иреверзибилна!

Зашто још нема доказа за први искорак живота из неживота? Какав је неизбежно он морао да буде?

Од друге половине прошлог века на стотине лабораторијских експеримената показало је да су Земљина најједноставнија хемијска једињења, укључујућ и воду и вулканске гасове,могла међусобно да реагују стварајући многе молекуларне градивне елементе живота – протеине, ДНК, РНК и ћелијске мембране. Метеорити, такође, садрже неке од ових хемијских градивних елемената.

Да би се уопште живот зачео,морају да се преклопе три предуслова. Прво, мора да се скупе на истом месту групе молекула које могу да се саморепродукују. Друго, копије ових молекулских скупина морају да буду способне да исказује варијације, тако да би неки од њих искористили предност коришћења ресурса и одолели изазовима околине. Треће, варијације морају да буду наследиве да би се некиод варијетета бројчано повећали под повољним условима околине.

Један од последњих успеха на том плану је, управо, објављен у часопису „Сајенс” у априлу. Тако је Филипу Холигеру са сарадницима на МИТ-ију успело да у лабораторијским условима оствари „рибозим катализовану транскрипцију једног активног рибозима дужине 95 нуклеотида”. Када се описани резултат сада преведе на разумљивији језик, онда је управо то било задовољавање горепоменута три предуслова да се живот зачне. Сасвим је близу памети да је живот на Земљи зачет као „РНК свет”, а то значи да смо сви ми потомци „примордијалног РНК генома”!

Постоји ли убедљиво тумачење за камбријску експлозију вишећелијског живота?

Фасцинирајућа чињеница камбријске експлозије јесте њена претпостављена брзина од свега 10 милиона година. На основу тога није далеко од памети да су се геномске сложености морале одиграти много раније, можда током милијарду година пре него што се то исказало као морфолошка (фенотипска) разноврсност у камбријској експлозији. Протеклих година утврђено је да се геномска сложеност одвија на неколико различитих начина, укључујући удвостручавање и делеције гена, генске каскаде и, у сложенијим организмима, читаве хромозоме.

Геномски диверзитет је, дабоме, она супстанца, материјални субстрат на којем се одвија природна селекција. Већи број и сложеност животних средина и екосистема обезбеђује и многобројније селективне притиске којима се онда умножавају благотворне мутације (генотипи) унутар популација, одстрањују (чисте) штетне мутације и усклађују геноми на максималну прилагодљивост. Дабоме, овакве геномске прилагодљивости су различите у различитим екосистемима. Мислим да је у овом моменту то најрационалније објашњење тзв. камбријске експлозије.

Прави ли природа скокове у мењању живе твари или их не прави?

Постепеност не значи и константну брзину промене. То може да изгледа на први поглед, али примери мегаеволуције с великим скоковима могу да буду последица невеликих промена у, рецимо, контролним елементима генома, али са значајним последицама на одрасли организам. У геномима постоје тзв. транспозони, врста мобилних генетских елемената. Транспозони могу да створе значајне фенотипске мутације и да битно промене величину генома. Једна од многих њихових улога јесте учешће у стварању имуног система код кичмењака. ТакозванаВ(Д)Ј рекомбинација у сваком од нас функционише на принципу сличном транспозонима.

Постоје и други могући геномски механизми и за један и за други начин мењања живих створења. Тако нешто, што ми зовемо трансформацијом,јесте последица геномске промене у датој ћелији настале апсорбовањем и исказивањем споља унетог генетског материјала, било да је у питању ДНК билоРНК. Затимтрансдукцијом,процесом при коме се нека бактеријска ДНК преноси из једне у другу бактерију путем вектора бактеријског вируса, бактериофага. Даље, бактеријска конјугација је поступак када две бактерије размењују генетски материјал директним додиром две ћелије.

Постоје још неки природни механизми тзв. хоризонталног преноса. Све у свему, одговор на питање: може и једно и друго.

Шта значи исказ да је човек 99 одсто мајмуна?

Укратко, то није тачно. Мада се раније тврдило да људи и шимпанзе садрже у свом геному ДНК са 98,5 одсто сличности. За ову бројку је недавно нађено да је нетачна. Новија истраживања су обелоданила да је сличност у ДНК између човека и шимпанза отприлике 96 одсто.
Дабоме, фини детаљи зависе од тога који је специфични хромозом у питању. Између једних хромозома разлике су врло значајне, док су други скоро идентични. Нарочито хромозоми с редним бројем 18 истичу се својом идентичношћу. Међутим, остали су врло различити, а овде се по томе издвајају хромозоми 4, 9, 12, 21 и Y (ипсилон).
Ево неких посебних примера различитости:

1) Људи имају укупно 23 пара хромозома, а шимпанзе 24
2) Шимпанзе и други човеколики мајмуни имају теломере дуге око 23 килобаза, а код људи, који су по дужини јединствени међу приматима, свега 10 килобаза.

3) Ипсилон (Y)хромозом код шимпанзе је мањи него код човека и само 60 одстогена на овом хромозому јесличноономна Y хромозому код човека.

Ако смо рекли да су шимпанзе и људи 96 одстоидентични на основу распореда база, остаје отворено питање како то да шимпанзин геном садржи десетину више ДНК него човечји. Даље, шимпанзе имају више алфаглобинских гена и више Рх гена крвних група, али мање тзв.Алу секвенци. Зато бих ја био врло обазрив у интерпретацији. Остаје основна чињеница да, уколико је већа сличност или боље речено идентичност у редоследу база у геному између две врсте, онда је вероватноћа узајамне блиске сродности већа.

Колико још карика недостаје у ланцу наших предака?

Не знам да ли ико може на ово питање прецизно да одговори.

Како су промене на ногама условиле промене на рукама, а не обратно?

Хомосапиенс је одувек био двоножац с доказом да је први примат,аустралопитек, пре четири милиона година био већ двоножац. Да ли и раније, не знамо.

Ограничено или искључиво двоноштво даје некој врсти неколико предности. Двоноштвом (не само код људи) подиже се глава, што омогућава шири и даљи поглед, а истовремено и лакше откривање извора хране или, пак, опасности. Затим лакши прелаз преко река и приближавање устима хране која је на већој висини.

У литератури оовотемиможе да се нађе да постоји, чак, 12 хипотеза о томе како и зашто се двоноштво развило код човека. Узимајући све заједно, мени се чини да је објашњење Чарлса Дарвина најуверљивије. Тако он каже да „човек није могао да достигне своју садашњу доминантну позицију у свету без коришћења руку, које су тако изврсно прилагођене да дејствују по послушности његове воље”. И већина горепоменутих подмодела заснована је на овој линијирасуђивања. Све у свему, ово је још један очигледан пример природне селекције. Па и данас кажемо за некога ко је вешт у неком манипулисању, рецимо,ако је добар занатлија или виртуоз на неком музичком инструменту: Има златне руке.

Има ли уверљивих налаза да човек и даље еволуира?

Није спорно да су људи јединствени у животињском свету. Упоређујући геноме људи из целог света, научници могу да виде колико се међусобно разликујемо, према томе и колико смо еволуирали од времена када смо се развили као посебна биолошка врста.

Боја коже је најочигледнији пример, али постоје и други. На пример, варење лактозе, млечног шећера. Пре, отприлике, 10.000 година када су људи почели да се баве пољопривредом нико није могао да је вари неколико година после рођења. Данас процена толерантности на лактозу у различитим деловима света представља кључ решења за различите историје пољопривреде на земљи: док је 99 одсто Ираца толерантно на лактозу, дотле тај број у југоисточној Азији износи свега петодсто. Разлог?

У том делу света млекарство није традиционална пољопривредна грана. Очигледно је да наше технологије и инвенције нису зауставиле еволуцију у прошлости. А какав је случај данас? О томе сам већ делимично говорио раније, а овде бих допунио још једним примером.

У Шекспирово време само једно од три енглеска новорођенчета дочекало би 21. годину. Све ове смрти биле су сирови материјал за природну селекцију, јер многа од те деце су умирала због геномског дефекта који су носила собом. А сада 99 одстостигне до 21. године.

Суштинска поука јесте: настављамо да еволуирамо, биологија човека мења са културом. На који начин ће то убудуће да се усмерава, видећемо. С обзиром на то да се култура експлозивно убрзава, за очекивање је да ће еволуција човека убрзано да се одвија. Тек смо у средини овог процеса. Много брже него да су у питању само сирове природне силе.

Може ли се еволуција пратити у генима савремених људи?

Мале разликена већем броју гена биле су покретачка сила за еволуцију нашег изгледа (фенотип). Сва истраживања на пројекту 1.000 генома то су потврдила. Према томе, скорашња хумана прилагођавања (адаптације) нису се дешавала путем једне промене с великим ефектом, већ с променама на многим местима на нашим геномима. Другим речима, промене су засноване на сложеној геномској архитектури. Прецизније, та истраживања показала су да је идентификовано више од 2.000 гена, отприлике 10 одсто нашег генома, који су учествовали у селективном удаљавању од наших претеча примата.

Куда стреми еволуција? Постављају ли научници себи такво питање?

Прво, еволуције уопште или човека? Ако је о човеку реч, подсетићу да сам нешто раније навео пример судбине деце у Енглеској. Овде бих још додао да масовна примена вантелесне оплодње или инкубатора у дечјим клиникама оставља у „оптицају” геноме који,иначе, никада не били „у функцији”.Ту више нема природне селекције. Волели ми то или не. Даље, дивље животиње виђамо само на скупим сафаријима и у зоолошким вртовима. Више од 80 одстоЗемљиног шара прекрили смо биљкама које нама одговарају, и то чак генетски модификованим! Прецизан одговор је тешко дати. Међутим, може да се одговори: Од сада надаље „еволуција” по избору човека.

Прибојавате ли се човековог уплитања у еволуциона збивања? Зар то није давно почело? Може ли то ико зауставити?

Уплићемо се, бар, 10.000 година. Одувек смо се међу собом убијали: Кајин је убио Авеља, вероватно неком тољагом, сада се то ради „на даљину”. Били смо несташни, па смо били удављени, осим Ноја и његових најближих и оно мало живог света што је стало у барку. А све то дешавало се и пре „човекове еволуције”. Међутим, они који стварно знају о чему се ради и могу да наслуте, реално да предвиде могуће правце еволуције живог света уопште, требало би негде да седну и да човечанству предоче опције. Добре или лоше. Али без уплитања веронауке, судњег дана, претње паклом, ђаволима, рајским обећањима. Лично мислим да се не може зауставити, али се не прибојавам.

Где је место Чарлса Дарвина у храму науке, уз сва уважавања и оспоравања?

Ово је најлакши одговор, када би сви били тако лаки! Први и „најпрвији”: не само што је дао научни одговор на једно од најфундаменталнијих питања која су од памтивека тиштала човечанство, већ је нашао најгенијалнији заједнички именитељ васколиком, а тако различитом живом свету. Непревазиђен, и не знам да ли ће икад бити превазиђен! Оспоравају га само незналице, мада по критеријуму првог блаженства Христовог: благо сиромашнима духом њихово царство је небеско. Чарлса Дарвина нећемо срести у рају. Добро за рај, а још боље за њега.

(Из додатка НИТ - број2)