Izvor: Politika, 16.Jun.2011, 12:29 (ažurirano 02.Apr.2020.)
Darvina nećemo sresti u raju
Suštinska pouka jeste: nastavljamo da evoluiramo, biologija čoveka menja sa kulturom. Na koji način će to ubuduće da se usmerava, videćemo. Nije sporno da su ljudi jedinstveni u životinjskom svetu, kaže prof. Dr Vladimir Glišin, osnivač Instituta za molekularnu genetiku i genetičko inženjerstvo u Beogradu
Evolucija ne staje, i ne prestaje. Od postanja života na našoj planeti samo je promena stalna, što su iskusile nebrojene vrste. Kako? Jednostavno: zauvek su nestale.
>> Pročitaj celu vest na sajtu Politika << />
A kuda evolucija stremi? Odgovor smo potražili od prof. dr Vladimira Glišina, osnivača i prvog direktora Instituta za molekularnu genetiku i genetičko inženjerstvo u Beogradu molekularnog biologa sa zavidnim međunarodnim ugledom (više od stotinu naučnih radova koji su preko 3.000 puta citirani).
U kojoj meri evoluciju podstiču klimatske promene?
Na ovo pitanje moram, najpre, načelno da odgovorim. Naime, sva živa stvorenja interaguju s prirodom što podrazumeva kombinaciju zemlje, atmosfere i okeana ili, drukčije rečeno, predstavlja našu ukupnu životnu sredinu. Kako se sistem priroda menjao vremenom, pojedinačne vrste su odgovarale na te promene na različite načine. Upojedinim slučajevima određene vrste su se pomerale ka drugim staništima, u drugim su ostale tu gde su zatečene i adaptirale se na promenjene uslove što je, opet dovelo i do stvaranjanovih vrsta, a u trećim su pojedine jednostavno izumrle.
Ubrzava li ona svoj korak, kako pojedinci smatraju?
Izumiranje je jedan od glavnih mehanizama evolucije. Prirodna selekcija je proces po kome preživljavaju ona stvorenja koja su unapred sposobna za bolju adaptaciju ili, pak, izumiru ukoliko to nisu. Prema tome, izumiranje je potrebno da iskoreni sve one organizme koji su manje efikasni da bi ostavili mesto za efikasnije. Izumiranje nije samo ograničeno klimatskim promenama. Klimatske promene su najčešći uzrok izumiranju, Milankovićev efekat, na primer. To može da bude i posledica udara asteroida, velikih vulkanskih erupcija, kontinentalnih pomeranja.
Je li to jedina prirodna sila koja sve vrste tera da se među sobom nadmeću i prilagođavaju okolini?
Ne. Uvođenjem novih vrsta, što je slučaj u našoj novijoj istoriji. Na primer, ako se neki insekt koji se hrani na lišću sasvim slučajno prenese s jednog kontinenta na drugi i još nije stekao svog prirodnog grabljivca (predatora) na tom mestu, on će se razmnožavati i ogoleti drveće dok neki drugi ne izumru od gladi. Dakle, uništavanje nekog izvora hrane jedan je od mehanizama prirodne selekcije.
Da li je hod evolucije nepovratan ili je, možda, u nekim izuzecima povratan, kao što su nedavno objavili američki naučnici izučavajući bakterije?
Evolucija je proces koji je nepovratan. Suština evolucionog procesa jeste činjenica da neke osobine s pozitivnim odrazom na preživljavanje imaju tendenciju da te osobine prenesu na sledeće generacije. Evolucija sama po sebi je postepena promena genomskog pula neke vrste tokom brojnih generacija.
Možda bi bilo bolje postaviti pitanje da li neka vrsta može da se „povrati” na stanje koje je „manje evoluiralo”. Grupa istraživača Džefa Gora u Masačusetskom institutu za tehnologiju (SAD) pitala se da li neka bakterija koja je evoluiralau rezistentnu na antibiotik „cefotaksim” može da izgubi tu rezistentnost ako se stavi u neku novu sredinu u kojoj ta osobina više nije potrebna za njeno preživljavanje. Poznato je već odavno da ako se neko genomsko stanje razlikuje samo za jednu mutaciju, onda do reverzije može da dođe. To već odavno predajemo studentima. Međutim, ako se broj mutacija povećava u nekom genomu, u slučaju ispitivanih bakterija na MIT-iju kada je broj mutacija povećan na više od četiri, ta stanja su ireverzibilna!
Zašto još nema dokaza za prvi iskorak života iz neživota? Kakav je neizbežno on morao da bude?
Od druge polovine prošlog veka na stotine laboratorijskih eksperimenata pokazalo je da su Zemljina najjednostavnija hemijska jedinjenja, uključujuć i vodu i vulkanske gasove,mogla međusobno da reaguju stvarajući mnoge molekularne gradivne elemente života – proteine, DNK, RNK i ćelijske membrane. Meteoriti, takođe, sadrže neke od ovih hemijskih gradivnih elemenata.
Da bi se uopšte život začeo,moraju da se preklope tri preduslova. Prvo, mora da se skupe na istom mestu grupe molekula koje mogu da se samoreprodukuju. Drugo, kopije ovih molekulskih skupina moraju da budu sposobne da iskazuje varijacije, tako da bi neki od njih iskoristili prednost korišćenja resursa i odoleli izazovima okoline. Treće, varijacije moraju da budu nasledive da bi se nekiod varijeteta brojčano povećali pod povoljnim uslovima okoline.
Jedan od poslednjih uspeha na tom planu je, upravo, objavljen u časopisu „Sajens” u aprilu. Tako je Filipu Holigeru sa saradnicima na MIT-iju uspelo da u laboratorijskim uslovima ostvari „ribozim katalizovanu transkripciju jednog aktivnog ribozima dužine 95 nukleotida”. Kada se opisani rezultat sada prevede na razumljiviji jezik, onda je upravo to bilo zadovoljavanje gorepomenuta tri preduslova da se život začne. Sasvim je blizu pameti da je život na Zemlji začet kao „RNK svet”, a to znači da smo svi mi potomci „primordijalnog RNK genoma”!
Postoji li ubedljivo tumačenje za kambrijsku eksploziju višećelijskog života?
Fascinirajuća činjenica kambrijske eksplozije jeste njena pretpostavljena brzina od svega 10 miliona godina. Na osnovu toga nije daleko od pameti da su se genomske složenosti morale odigrati mnogo ranije, možda tokom milijardu godina pre nego što se to iskazalo kao morfološka (fenotipska) raznovrsnost u kambrijskoj eksploziji. Proteklih godina utvrđeno je da se genomska složenost odvija na nekoliko različitih načina, uključujući udvostručavanje i delecije gena, genske kaskade i, u složenijim organizmima, čitave hromozome.
Genomski diverzitet je, dabome, ona supstanca, materijalni substrat na kojem se odvija prirodna selekcija. Veći broj i složenost životnih sredina i ekosistema obezbeđuje i mnogobrojnije selektivne pritiske kojima se onda umnožavaju blagotvorne mutacije (genotipi) unutar populacija, odstranjuju (čiste) štetne mutacije i usklađuju genomi na maksimalnu prilagodljivost. Dabome, ovakve genomske prilagodljivosti su različite u različitim ekosistemima. Mislim da je u ovom momentu to najracionalnije objašnjenje tzv. kambrijske eksplozije.
Pravi li priroda skokove u menjanju žive tvari ili ih ne pravi?
Postepenost ne znači i konstantnu brzinu promene. To može da izgleda na prvi pogled, ali primeri megaevolucije s velikim skokovima mogu da budu posledica nevelikih promena u, recimo, kontrolnim elementima genoma, ali sa značajnim posledicama na odrasli organizam. U genomima postoje tzv. transpozoni, vrsta mobilnih genetskih elemenata. Transpozoni mogu da stvore značajne fenotipske mutacije i da bitno promene veličinu genoma. Jedna od mnogih njihovih uloga jeste učešće u stvaranju imunog sistema kod kičmenjaka. TakozvanaV(D)J rekombinacija u svakom od nas funkcioniše na principu sličnom transpozonima.
Postoje i drugi mogući genomski mehanizmi i za jedan i za drugi način menjanja živih stvorenja. Tako nešto, što mi zovemo transformacijom,jeste posledica genomske promene u datoj ćeliji nastale apsorbovanjem i iskazivanjem spolja unetog genetskog materijala, bilo da je u pitanju DNK biloRNK. Zatimtransdukcijom,procesom pri kome se neka bakterijska DNK prenosi iz jedne u drugu bakteriju putem vektora bakterijskog virusa, bakteriofaga. Dalje, bakterijska konjugacija je postupak kada dve bakterije razmenjuju genetski materijal direktnim dodirom dve ćelije.
Postoje još neki prirodni mehanizmi tzv. horizontalnog prenosa. Sve u svemu, odgovor na pitanje: može i jedno i drugo.
Šta znači iskaz da je čovek 99 odsto majmuna?
Ukratko, to nije tačno. Mada se ranije tvrdilo da ljudi i šimpanze sadrže u svom genomu DNK sa 98,5 odsto sličnosti. Za ovu brojku je nedavno nađeno da je netačna. Novija istraživanja su obelodanila da je sličnost u DNK između čoveka i šimpanza otprilike 96 odsto.
Dabome, fini detalji zavise od toga koji je specifični hromozom u pitanju. Između jednih hromozoma razlike su vrlo značajne, dok su drugi skoro identični. Naročito hromozomi s rednim brojem 18 ističu se svojom identičnošću. Međutim, ostali su vrlo različiti, a ovde se po tome izdvajaju hromozomi 4, 9, 12, 21 i Y (ipsilon).
Evo nekih posebnih primera različitosti:
1) Ljudi imaju ukupno 23 para hromozoma, a šimpanze 24
2) Šimpanze i drugi čovekoliki majmuni imaju telomere duge oko 23 kilobaza, a kod ljudi, koji su po dužini jedinstveni među primatima, svega 10 kilobaza.
3) Ipsilon (Y)hromozom kod šimpanze je manji nego kod čoveka i samo 60 odstogena na ovom hromozomu jesličnoonomna Y hromozomu kod čoveka.
Ako smo rekli da su šimpanze i ljudi 96 odstoidentični na osnovu rasporeda baza, ostaje otvoreno pitanje kako to da šimpanzin genom sadrži desetinu više DNK nego čovečji. Dalje, šimpanze imaju više alfaglobinskih gena i više Rh gena krvnih grupa, ali manje tzv.Alu sekvenci. Zato bih ja bio vrlo obazriv u interpretaciji. Ostaje osnovna činjenica da, ukoliko je veća sličnost ili bolje rečeno identičnost u redosledu baza u genomu između dve vrste, onda je verovatnoća uzajamne bliske srodnosti veća.
Koliko još karika nedostaje u lancu naših predaka?
Ne znam da li iko može na ovo pitanje precizno da odgovori.
Kako su promene na nogama uslovile promene na rukama, a ne obratno?
Homosapiens je oduvek bio dvonožac s dokazom da je prvi primat,australopitek, pre četiri miliona godina bio već dvonožac. Da li i ranije, ne znamo.
Ograničeno ili isključivo dvonoštvo daje nekoj vrsti nekoliko prednosti. Dvonoštvom (ne samo kod ljudi) podiže se glava, što omogućava širi i dalji pogled, a istovremeno i lakše otkrivanje izvora hrane ili, pak, opasnosti. Zatim lakši prelaz preko reka i približavanje ustima hrane koja je na većoj visini.
U literaturi oovotemimože da se nađe da postoji, čak, 12 hipoteza o tome kako i zašto se dvonoštvo razvilo kod čoveka. Uzimajući sve zajedno, meni se čini da je objašnjenje Čarlsa Darvina najuverljivije. Tako on kaže da „čovek nije mogao da dostigne svoju sadašnju dominantnu poziciju u svetu bez korišćenja ruku, koje su tako izvrsno prilagođene da dejstvuju po poslušnosti njegove volje”. I većina gorepomenutih podmodela zasnovana je na ovoj linijirasuđivanja. Sve u svemu, ovo je još jedan očigledan primer prirodne selekcije. Pa i danas kažemo za nekoga ko je vešt u nekom manipulisanju, recimo,ako je dobar zanatlija ili virtuoz na nekom muzičkom instrumentu: Ima zlatne ruke.
Ima li uverljivih nalaza da čovek i dalje evoluira?
Nije sporno da su ljudi jedinstveni u životinjskom svetu. Upoređujući genome ljudi iz celog sveta, naučnici mogu da vide koliko se međusobno razlikujemo, prema tome i koliko smo evoluirali od vremena kada smo se razvili kao posebna biološka vrsta.
Boja kože je najočigledniji primer, ali postoje i drugi. Na primer, varenje laktoze, mlečnog šećera. Pre, otprilike, 10.000 godina kada su ljudi počeli da se bave poljoprivredom niko nije mogao da je vari nekoliko godina posle rođenja. Danas procena tolerantnosti na laktozu u različitim delovima sveta predstavlja ključ rešenja za različite istorije poljoprivrede na zemlji: dok je 99 odsto Iraca tolerantno na laktozu, dotle taj broj u jugoistočnoj Aziji iznosi svega petodsto. Razlog?
U tom delu sveta mlekarstvo nije tradicionalna poljoprivredna grana. Očigledno je da naše tehnologije i invencije nisu zaustavile evoluciju u prošlosti. A kakav je slučaj danas? O tome sam već delimično govorio ranije, a ovde bih dopunio još jednim primerom.
U Šekspirovo vreme samo jedno od tri engleska novorođenčeta dočekalo bi 21. godinu. Sve ove smrti bile su sirovi materijal za prirodnu selekciju, jer mnoga od te dece su umirala zbog genomskog defekta koji su nosila sobom. A sada 99 odstostigne do 21. godine.
Suštinska pouka jeste: nastavljamo da evoluiramo, biologija čoveka menja sa kulturom. Na koji način će to ubuduće da se usmerava, videćemo. S obzirom na to da se kultura eksplozivno ubrzava, za očekivanje je da će evolucija čoveka ubrzano da se odvija. Tek smo u sredini ovog procesa. Mnogo brže nego da su u pitanju samo sirove prirodne sile.
Može li se evolucija pratiti u genima savremenih ljudi?
Male razlikena većem broju gena bile su pokretačka sila za evoluciju našeg izgleda (fenotip). Sva istraživanja na projektu 1.000 genoma to su potvrdila. Prema tome, skorašnja humana prilagođavanja (adaptacije) nisu se dešavala putem jedne promene s velikim efektom, već s promenama na mnogim mestima na našim genomima. Drugim rečima, promene su zasnovane na složenoj genomskoj arhitekturi. Preciznije, ta istraživanja pokazala su da je identifikovano više od 2.000 gena, otprilike 10 odsto našeg genoma, koji su učestvovali u selektivnom udaljavanju od naših preteča primata.
Kuda stremi evolucija? Postavljaju li naučnici sebi takvo pitanje?
Prvo, evolucije uopšte ili čoveka? Ako je o čoveku reč, podsetiću da sam nešto ranije naveo primer sudbine dece u Engleskoj. Ovde bih još dodao da masovna primena vantelesne oplodnje ili inkubatora u dečjim klinikama ostavlja u „opticaju” genome koji,inače, nikada ne bili „u funkciji”.Tu više nema prirodne selekcije. Voleli mi to ili ne. Dalje, divlje životinje viđamo samo na skupim safarijima i u zoološkim vrtovima. Više od 80 odstoZemljinog šara prekrili smo biljkama koje nama odgovaraju, i to čak genetski modifikovanim! Precizan odgovor je teško dati. Međutim, može da se odgovori: Od sada nadalje „evolucija” po izboru čoveka.
Pribojavate li se čovekovog uplitanja u evoluciona zbivanja? Zar to nije davno počelo? Može li to iko zaustaviti?
Uplićemo se, bar, 10.000 godina. Oduvek smo se među sobom ubijali: Kajin je ubio Avelja, verovatno nekom toljagom, sada se to radi „na daljinu”. Bili smo nestašni, pa smo bili udavljeni, osim Noja i njegovih najbližih i ono malo živog sveta što je stalo u barku. A sve to dešavalo se i pre „čovekove evolucije”. Međutim, oni koji stvarno znaju o čemu se radi i mogu da naslute, realno da predvide moguće pravce evolucije živog sveta uopšte, trebalo bi negde da sednu i da čovečanstvu predoče opcije. Dobre ili loše. Ali bez uplitanja veronauke, sudnjeg dana, pretnje paklom, đavolima, rajskim obećanjima. Lično mislim da se ne može zaustaviti, ali se ne pribojavam.
Gde je mesto Čarlsa Darvina u hramu nauke, uz sva uvažavanja i osporavanja?
Ovo je najlakši odgovor, kada bi svi bili tako laki! Prvi i „najprviji”: ne samo što je dao naučni odgovor na jedno od najfundamentalnijih pitanja koja su od pamtiveka tištala čovečanstvo, već je našao najgenijalniji zajednički imenitelj vaskolikom, a tako različitom živom svetu. Neprevaziđen, i ne znam da li će ikad biti prevaziđen! Osporavaju ga samo neznalice, mada po kriterijumu prvog blaženstva Hristovog: blago siromašnima duhom njihovo carstvo je nebesko. Čarlsa Darvina nećemo sresti u raju. Dobro za raj, a još bolje za njega.
(Iz dodatka NIT - broj2)
Stanko Stojiljković
objavljeno: 16.06.2011
.jpg)
