Neil Shubin
Peştele din noi
O călătorie în istoria de 3,5 miliarde de ani a corpului omenesc
Editura Herald, 2020
traducere din limba engleză de Walter Fotescu
***
Intro
Neil Shubin este paleontolog, profesor distins de biologie organistică
şi anatomie la Universitatea din Chicago. Din anul 2011, Neil a fost
ales membru al
National Academy of Sciences, distincţie foarte apreciată în lumea oamenilor de ştiinţă. Este renumit pentru descoperirea
Tiktaalik roseae, împreună cu Ted Daeschler şi Farish Jenkins. NBC News
l-a numit
Personalitatea săptămânii in anul 2006, cu ocazia acestei remarcabile descoperiri. Neil este şi autorul unei alte cărţi de ştiinţă extrem de populare:
The Universe Within (2013). Bestsellerul
Peştele din noi (2008) a fost declarată cea mai bună carte a anului 2009 de către
National Academy of Sciences şi a obţinut Premiul
Phi Betta Kappa pentru Ştiinţă.
Bucurându-se de recenzii remarcabile, profesorul, paleontologul şi autorul Neil Shubin oferă în
Peştele din noi o monografie care tratează istoria evoluţiei
într-un
stil narativ relaxat şi amuzant, dar şi extrem de bine documentat şi
explicat. Pornind pe urmele evoluţiei, ne întoarcem în timp cu milioane
de ani, studiem fosile şi ADN, aflând astfel că mâinile noastre sunt
similare înotătoarelor de peşte, capul nostru are structura unui peşte
fără maxilare de mult dispărut şi că genomul uman arată şi funcţionează
similar genomului viermilor şi bacteriilor. Shubin ne aduce dovezi
ştiinţifice conform cărora viaţa omului modern este profund influenţată
de istoria evoluţiei, iar principalele maladii cu care ne confruntăm în
prezent (diabet, boli cardiovasculare, obezitate) sunt consecinţa
transformării peştelui din noi. Astfel, înţelegând că purtăm în noi o
istorie de milioane de ani, autorul însuşi ne explică, în notă
umoristică ce îl caracterizează, că "avem un corp construit pentru un
animal activ, dar stilul de viaţă al unui cartof."
"
Peştele din noi
este genul meu de carte - o aventură captivantă şi antrenantă în lumea
ştiinţei, care îţi va schimba complet percepţia asupra a ceea ce
înseamnă să fii om. [...]
Pe lângă calitatea remarcabilă de om de ştiinţă, Shubin se dovedeşte a
fi şi un scriitor extraordinar de lucid şi de o rară eleganţă, este un
profesor ce debordează de entuziasm, cu abilităţi narative pline de umor
şi inteligenţă, care fac din această carte o reală desfătare.
Peştele din noi este mai mult decât o carte excelentă, aceasta marchează debutul unui autor ştiinţific de prim rang." (
Oliver Sacks, autorul bestsellerului
Omul care îşi confundă soţia cu o pălărie)
"Carl Sagan a făcut cândva afirmaţia celebră că a privi stelele este ca şi cum ai privi înapoi în timp. Lumina stelară
şi-a
început călătoria spre ochii noştri cu eoni în urmă, mult înainte ca
lumea noastră să se fi format. Îmi place să mă gândesc că a privi
oamenii seamănă foarte mult cu a privi stelele. Dacă ştii cum să
priveşti, corpul nostru devine o capsulă a timpului care, atunci când
este deschisă, ne povesteşte despre momente decisive din istoria
planetei noastre şi despre un trecut îndepărtat în oceane, râuri şi
păduri străvechi. Schimbările în atmosfera de demult sunt reflectate în
moleculele care permit celulelor noastre să coopereze pentru a forma
corpuri. Mediul din vechile cursuri de apă a modelat anatomia de bază a
membrelor noastre. Vederea noastră în culori şi simţul mirosului au fost
modelate de viaţă în vechile păduri şi câmpii. Şi lista continuă.
Istoria aceasta este moştenirea noastră care ne influenţează viaţa în
prezent şi va continua
s-o influenţeze în viitor." (
Neil Shub)
"Citiţi
Peştele din noi
şi nu veţi mai putea privi vreodată un peşte în ochi (şi nici mânca
fructe de mare) fără să vă gândiţi la istoria comună pe care o aveţi pe
scara evoluţiei. [...]
Vizitaţi-o pe Lucy,
imaginaţi-vă cum arată
Tiktaalik şi simţiţi conexiunea." (
The Washington Post Book World)
"Fără îndoială că aceasta ar fi cartea anului pentru Darwin, dacă ar mai fi printre noi astăzi." (
The Telegraph, Londra)
"[O] lecţie de anatomie evoluţionistă surprinzător de fascinantă, [...] [
Peştele din noi]
sondează adânc esenţa a ceea ce suntem, trecând dincolo de peştele
nostru interior, pentru a dezvălui ceva şi mai misterios, şi mai
profund: savantul nostru interior pasionat de Darwin." (
The New York Observer)
"Intens...Urmaţi
[sfatul autorului] şi învăţaţi să vă iubiţi corpul pentru ceea ce este:
un peşte echipat cu greementul necesar." (
Discover)
"Mâna lui
Shubin, evoluată din ceea ce odată a fost o înotătoare cu miros de
ocean, aşterne pe hârtie un exemplu solid al forţei de care este
capabilă evoluţia...o sinteză a unei mâini abile." (
New Scientist)
"O minunată
prezentare a structurii scheletului nostru, a viscerelor şi a altor
organe interne...[Shubin] ne poartă prin text cu o căldură dezarmantă." (
Los Angeles Times)
"O carte fascinantă!" (
Santa Cruz Sentinel)
Fragment
Capitolul 11. Sensul tuturor lucrurilor
Grădina zoologică din noi
Iniţierea mea profesională în lumea academică
s-a produs la începutul anilor 1980, în perioada studenţiei, când
m-am
oferit voluntar la Muzeul American de Istorie Naturală din New York
City. Pe lângă emoţia de a lucra în culisele colecţiilor muzeului, una
dintre experienţele cele mai memorabile a fost să particip la
gălăgioasele lor seminarii săptămânale. În fiecare săptămână un orator
obişnuia să prezinte un studiu ezoteric pe teme de istorie naturală.
După prezentare, adesea un eveniment sobru, ascultătorii disecau
expunerea punct cu punct. Era ceva nemilos. Uneori aveai impresia că te
afli la o petrecere cu grătar, unde oratorul invitat era principalul fel
de friptură. Nu rareori aceste dezbateri degenerau în şedinţe de
vociferări, cu toată agitaţia şi pantomima de operă a unui vechi film
mut, culminând cu agitarea pumnilor şi tropăituri din picioare.
Iată-mă aici, în venerabilele aule
universitare, ascultând seminarii de taxonomie. Ştiţi, taxonomia -
ştiinţa denumirii speciilor şi organizării lor în schema de clasificare
pe care am
învăţat-o cu toţii pe de rost la cursul introductiv de biologie. Nu
mi-aş
putea imagina un subiect mai irelevant pentru viaţa cotidiană, cu atât
mai puţin unul care să ducă oameni de ştiinţă în vârstă la apoplexie şi
la pierderea în bună măsură a demnităţii lor umane. Îndemnul
"Vedeţi-vă de treburi mai serioase" nu a părut nicicând mai potrivit.
Ironia este că acum înţeleg de ce se ambalau atât de tare. Pe atunci nu
realizam, dar ei dezbăteau unul dintre cele mai importante concepte din
toată biologia. Deşi nu pare ceva extraordinar, în baza conceptului
acesta comparăm fiinţe diferite - un om cu un peşte, un peşte cu un
vierme sau orice cu orice altceva. El
ne-a
condus la dezvoltarea unor tehnici care ne permit să ne trasăm arborele
genealogic, să identificăm criminali cu ajutorul urmelor de ADN, să
înţelegem cum a devenit virusul HIV periculos şi chiar să urmărim
răspândirea virusurilor gripei în întreaga lume. Conceptul pe care
urmează
să-l discut oferă baza logică pentru o mare parte a acestei cărţi. Odată
ce-l stăpânim, înţelegem semnificaţia peştilor, viermilor şi bacteriilor care se află în noi.
Articularea ideilor cu adevărat grandioase despre legile naturii
porneşte de la premise simple pe care toţi le avem zilnic în faţa
ochilor. Pornind de la lucruri simple, idei precum acestea se dezvoltă
pentru a explica fenomene
de-a dreptul
grandioase, precum mişcarea astrelor sau felul în care funcţionează
timpul. În acest spirit, vă pot împărtăşi o lege autentică asupra căreia
putem cădea cu toţii de acord. Este o lege atât de profundă, încât cei
mai mulţi dintre noi o considerăm de la sine înţeleasă. Şi, cu toate
acestea, constituie punctul de pornire pentru aproape tot ce
întreprindem în domeniul paleontologiei, al biologiei dezvoltării şi al
geneticii.
Conform acestei "legi a întregului" din domeniul biologiei, orice fiinţă vie de pe planetă a avut părinţi.
Orice persoană pe care aţi
cunoscut-o vreodată are părinţi biologici, la fel şi orice pasăre, salamandră sau rechin pe care
i-aţi
văzut vreodată. Tehnologia poate schimba lucrul acesta, mulţumită
clonării sau vreunei metode încă neinventate, dar deocamdată legea e
valabilă. Exprimată
într-o formă mai clară: orice fiinţă vie
s-a născut
dintr-o informaţie genetică parentală. Formularea aceasta defineşte calitatea de părinte
într-un mod care apelează la mecanismul biologic efectiv al eredităţii şi ne permite
să-l aplicăm unor fiinţe precum bacteriile, care nu se reproduc în acelaşi fel ca noi.
Prin extensie, această lege este cea care îi conferă putere.
Iat-o,
în toată frumuseţea ei: toţi suntem descendenţi modificaţi ai
părinţilor noştri sau ai informaţiei genetice parentale. Descind din
mama mea şi din tatăl meu, dar nu sunt identic cu ei. Părinţii mei sunt
descendenţi modificaţi ai părinţilor lor. Şi aşa mai departe. Acest
tipar al descendenţei prin modificări defineşte arborele nostru de
familie. O face atât de bine, încât ne putem reconstitui arborele de
familie doar prelevând mostre de sânge de la indivizi.
Imaginaţi-vă că vă aflaţi
într-o încăpere plină cu oameni pe care nu
i-aţi
mai văzut niciodată. Vi se dă o sarcină simplă: aflaţi cât de strâns
înrudiţi sunteţi cu fiecare persoană din încăpere. Cum puteţi şti cine
vă sunt veri îndepărtaţi, veri
ultra-îndepărtaţi, sau
stră-stră... unchi de gradul al şaptezeci şi cincilea?
Pentru a răspunde la această întrebare, avem nevoie de un mecanism
biologic care să ne îndrume gândirea şi să ne ofere o metodă de a testa
acurateţea ipoteticului nostru arbore de familie. Mecanismul acesta
poate fi derivat din legea biologiei pe care tocmai am
enunţat-o.
A şti cum funcţionează descendenţa prin modificări este esenţial pentru
a descifra istoria evoluţiei biologice, fiindcă descendenţa prin
modificări poate lăsa o semnătură pe care o putem detecta.
Să luăm exemplul ipotetic al unui cuplu lipsit de umor, fără trăsături de clovn, care are copii. Unul dintre fiii lor
s-a
născut cu o mutaţie genetică datorită căreia are un nas roşu de gumă
care scârţâie. Fiul acesta creşte şi se căsătoreşte cu o femeie
norocoasă. El transmite gena nasului mutant copiilor săi, toţi moştenind
nasul său roşu de gumă care scârţâie. Acum, să presupunem că unul
dintre descendenţii săi capătă o mutaţie ca urmare a căreia are picioare
enorme şi lăbărţate. Când mutaţia aceasta este transmisă generaţiei
următoare, toţi copiii săi îi seamănă: ei au nas roşu de gumă care
scârţâie şi picioare enorme lăbărţate. Să mergem cu o generaţie mai
departe. Să ne imaginăm că unul dintre copii, strănepotul cuplului
originar, suferă o altă mutaţie: păr portocaliu şi cârlionţat. Când
mutaţia aceasta este transmisă
următoarei generaţii, toţi copiii
săi vor avea păr portocaliu şi cârlionţat, nas roşu de gumă care
scârţâie şi picioare enorme lăbărţate. Întrebarea "Cine este acest
clovn?" se va referi la toţi
stră-strănepoţii sărmanului nostru cuplu.
Exemplul acesta ilustrează un aspect foarte serios. Descendenţa prin
modificări poate construi un arbore de familie, sau genealogie, iar noi o
putem identifica prin caractere. Are o semnătură pe care o recunoaştem
imediat. Asemenea unui set de păpuşi ruseşti, ipotetica noastră
genealogie a format grupuri în interiorul altor grupuri, pe care le
recunoaştem prin trăsăturile lor unice. Grupul de
stră-strănepoţi "clovni compleţi" descinde
dintr-un individ care a avut doar nasul scârţâitor şi picioarele enorme lăbărţate.
Individul acesta a făcut parte
dintr-un grup de
"proto-clovni", aceştia fiind descendenţii unui individ care avea doar nasul de cauciuc care scârţâie. Acest
"pre-proto-clovn" a descins din cuplul originar care nu avea nicio trăsătură vizibilă de clovn.
Acest tipar al descendenţei prin modificări înseamnă că aţi fi putut
emite cu uşurinţă ipoteze despre arborele de familie al clovnilor, fără
ca eu să vă spun ceva despre el. Dacă
v-aţi afla
într-o
încăpere plină cu diferitele generaţii de clovni, aţi vedea că tot
neamul clovnilor aparţine unui grup care are nas scârţâitor. O
submulţime a acestora îi include pe cei cu păr portocaliu şi picioare
lăbărţate. În această submulţime este inclus un alt grup, clovnii
compleţi. Ideea este că trăsăturile - păr portocaliu, nas scârţâitor,
picioare mari şi lăbărţate - vă permit să recunoaşteţi grupurile. Aceste
trăsături sunt dovada pentru diferitele grupuri sau, în cazul acesta,
generaţii de clovni.
Să înlocuim circul acesta de familie cu trăsături reale - mutaţiile
genetice şi schimbările corpului pe care le codifică - şi vom avea o
genealogie identificabilă prin trăsăturile biologice. Dacă descendenţa
prin modificări funcţionează în felul acesta, atunci arborii noştri de
familie au o semnătură în structura lor de bază. Adevărul acesta este
atât de puternic, încât ne poate ajuta să reconstruim arbori de familie
doar pe baza datelor genetice, aşa cum vedem
dintr-un
număr de proiecte genealogice în desfăşurare. Evident, lumea reală este
mai complexă decât acest exemplu ipotetic simplu. Reconstruirea
arborilor de familie poate fi dificilă dacă trăsăturile apar de mai
multe ori
într-o familie, dacă relaţia dintre o
trăsătură şi gena care o produce nu este directă sau dacă trăsătura nu
are o bază genetică şi apare ca rezultat al schimbărilor în dietă sau al
altor condiţii de mediu. Vestea bună este că în multe cazuri tiparul
descendenţei prin modificări poate fi identificat în pofida acestor
complicaţii, aproape ca filtrarea zgomotului
dintr-un semnal radio.
Dar unde se opresc genealogiile noastre? Clovnii se opresc la cuplul
lipsit de umor? Genealogia mea se opreşte la primii Shubini? Pare ceva
extrem de arbitrar. Se opreşte la evreii ucraineni sau la italienii din
nord? Sau poate la primii oameni? Sau continuă până la algele care
plutesc pe suprafaţa bălţilor de acum 3,8 miliarde de ani şi mai
departe? Toţi sunt de acord că genealogia lor merge până la un anumit
punct în timp, problema este cât de departe.
Dacă genealogia noastră se întoarce în timp până la algele care plutesc
pe suprafaţa bălţilor, prin respectarea legii fundamentale a biologiei,
atunci trebuie să fim în măsură să strângem dovezi şi să facem predicţii
specifice. În locul unui asortiment aleatoriu de vieţuitoare, toate
vieţuitoarele de pe pământ trebuie să prezinte aceeaşi semnătură a
descendenţei prin modificări pe care am
văzut-o
la clovni. În fapt, structura întregului registru geologic nu trebuie
să fie întâmplătoare. Adăugirile recente trebuie să apară în straturi de
roci relativ tinere. Aşa cum eu sunt o apariţie mai recentă în arborele
meu de familie decât bunicul meu, la fel şi structura arborelui de
familie al vieţii trebuie să aibă paralelele sale în timp.
Pentru a vedea cum reconstruiesc efectiv biologii relaţiile noastre de
rudenie cu alte vieţuitoare, trebuie să părăsim circul şi să ne
întoarcem la grădina zoologică pe care am
vizitat-o în primul capitol al cărţii.
O plimbare (mai lungă) prin grădina zoologică
Aşa cum am văzut, corpul omenesc nu este asamblat la întâmplare. Am folosit aici cuvântul "întâmplare"
într-un
sens foarte precis; vreau să spun că structura corpului omenesc în mod
categoric nu este întâmplătoare în raport cu celelalte animale care
merg, zboară, înoată sau se târăsc pe acest pământ. Unele animale posedă
o parte din structura noastră; altele, nu. Există o ordine în ceea ce
avem în comun cu restul lumii. Avem două urechi, doi ochi, un cap, o
pereche de braţe şi o pereche de picioare. Nu avem şapte picioare, nici
două capete, dar nici roţi.
O plimbare prin grădina zoologică ne arată imediat legăturile noastre cu
restul lumii vii. În fapt, ne vom da seama că putem grupa o mare parte a
vieţuitoarelor în acelaşi fel în care am procedat cu clovnii. Să
vizităm pentru început doar trei sectoare. Să începem cu urşii polari.
Putem face o listă lungă a trăsăturilor pe care le avem în comun cu
urşii polari: păr, glande mamare, patru membre, un gât şi doi ochi,
între o sumedenie de alte lucruri. În continuare, să examinăm broaştele
ţestoase. Există categoric similitudini, dar lista e ceva mai scurtă.
Avem în comun cu broasca ţestoasă patru membre, un gât şi doi ochi
(printre alte lucruri). Dar, spre deosebire de noi şi de urşii polari,
broaştele ţestoase nu au păr sau glande mamare. Cât despre carapace,
aceasta pare specifică ţestoaselor, aşa cum blana albă este specifică
urşilor polari. Iar acum să vizităm expoziţia de peşti africani.
Locuitorii de aici încă mai au asemănări cu noi, dar lista aspectelor
comune este şi mai scurtă decât era la ţestoase. La fel ca noi, peştii
au doi ochi. La fel ca noi, ei au patru apendice, dar arată ca nişte
înotătoare, nu ca nişte braţe şi picioare. Peştilor le lipsesc, printre
multe alte trăsături, părul şi glandele mamare pe care le avem în comun
cu urşii polari.
Totul începe să semene cu setul de păpuşi ruseşti de grupuri, subgrupuri şi
sub-subgrupuri
din exemplul cu clovnii. Peştii, ţestoasele, urşii polari şi oamenii au
în comun unele trăsături - capete, doi ochi, două urechi şi aşa mai
departe. Ţestoasele, urşii polari şi oamenii au toate aceste trăsături,
plus gâturi şi membre, trăsături absente la peşti. Urşii polari şi
oamenii formează un grup şi mai elitist, ai cărui membri au toate aceste
trăsături, dar şi păr şi glande mamare.
Exemplul cu clovnii ne oferă mijloacele pentru a înţelege plimbarea
noastră prin grădina zoologică. La clovni, tiparul grupurilor reflectă
descendenţa prin modificări. Implicaţia este că copiii
clovni-compleţi
au o rudă comună mai recentă decât ruda lor comună cu acei copii care
posedă doar un nas scârţâitor. Este logic: părinţii copiilor cu nas
scârţâitor sunt
stră-străbunicii clovnilor compleţi. Aplicând acelaşi principiu grupurilor pe care
le-am
întâlnit în plimbarea noastră prin grădina zoologică, înseamnă că avem
cu urşii polari un strămoş comun mai recent decât avem cu broaştele
ţestoase. Predicţia aceasta este adevărată: primul mamifer este mult mai
actual decât prima reptilă.
Problema centrală în acest caz este descifrarea arborelui de familie al
speciilor. Sau, în termeni biologici mai riguroşi, modelul lor de
înrudire. Modelul acesta ne oferă mijloacele pentru a interpreta o
fosilă precum
Tiktaalik în lumina plimbării noastre prin grădina zoologică.
Tiktaalik
este un intermediar minunat între peşti şi descendenţii lor de pe
uscat, dar şansele ca el să fie strămoşul nostru direct sunt foarte
mici. El este mai probabil un văr al strămoşului nostru. Niciun
paleontolog în toate minţile nu va pretinde vreodată că a descoperit
"Strămoşul".
Gândiţi-vă astfel: ce şanse sunt ca,
plimbându-mă printr-un
cimitir oarecare de pe planeta noastră, să descopăr un strămoş direct
al meu? Extrem de mici. În schimb, aş descoperi că toţi oamenii
îngropaţi în aceste cimitire - indiferent că se găsesc în China,
Botswana sau Italia - sunt înrudiţi cu mine în diverse grade. Mă pot
convinge de aceasta
examinându-le ADN-ul
cu multe din tehnicile de medicină legală disponibile în prezent în
laboratoarele de criminalistică. Aş constata că unii ocupanţi ai
cimitirelor sunt rude îndepărtate cu mine, iar alţii rude mai apropiate.
Acest arbore genealogic ar fi o imagine revelatoare a trecutului meu şi
a istoriei familiei mele. El ar avea şi o aplicaţie practică, fiindcă
l-aş
putea folosi pentru a înţelege predilecţia mea de a contracta o anumită
boală sau de a înţelege alte trăsături biologice ale mele. Acelaşi
lucru este adevărat când deducem relaţii între specii.
Adevărata importanţă a acestui arbore de familie stă în predicţiile pe
care le putem face cu ajutorul său. Cea mai semnificativă dintre ele
este că noile caracteristici comune pe care le identificăm trebuie să
fie compatibile cu cadrul. Altfel spus, trăsăturile pe care le
identificăm în celulele,
ADN-ul şi toate celelalte structuri, ţesuturi şi molecule din corpurile acestor animale, trebuie să confirme grupările pe care
le-am
identificat în timpul plimbării noastre. Dimpotrivă, putem infirma
acele grupări dacă descoperim trăsături incompatibile cu ele. Altfel
spus, dacă există multe trăsături comune peştilor şi oamenilor, care nu
se văd la urşii polari, cadrul nostru este defectuos şi trebuie revizuit
sau abandonat. În cazurile în care dovezile sunt ambigue, folosim un
număr de instrumente statistice pentru a evalua calitatea
caracteristicilor care susţin aranjamentele din arborele de familie. În
situaţiile când există ambiguitate, aranjamentul genealogic este tratat
ca o ipoteză de lucru până găsim ceva concludent care ne permite fie
să-l acceptăm, fie
să-l respingem.
Unele grupări sunt atât de solid fundamentate încât, din toate punctele
de vedere, le considerăm fapte. Gruparea peşte-ţestoasă-urs polar-om, de
exemplu, este susţinută de caracteristici din sute de gene şi practic
toate trăsăturile anatomiei, fiziologiei şi biologiei celulare ale
acestor animale. Cadrul nostru evolutiv de la peşte la om este atât de
temeinic susţinut, încât nu mai încercăm să aducem dovezi în favoarea sa
- ar fi ca şi cum am lăsa să cadă o bilă de cincizeci de ori pentru a
testa teoria gravitaţiei. Acelaşi lucru este valabil pentru exemplul
nostru biologic. Şansa de a vedea bila urcând a cincizeci şi una oară
când o laşi să cadă este aceeaşi cu şansa de a găsi dovezi puternice
împotriva acestor relaţii.
Putem reveni acum la întrebarea de la începutul cărţii: Cum putem
reconstitui în mod credibil relaţiile dintre animalele de demult
dispărute şi corpurile şi genele unora recente? Căutăm semnătura
descendenţei prin modificări, adăugăm caracteristici, evaluăm calitatea
dovezilor şi apreciem gradul în care grupurile noastre sunt reprezentate
în registrul fosil. Faptul uimitor este că acum deţinem instrumentele
pentru a verifica această ierarhie, folosind calculatoare şi laboratoare
de secvenţiere a
ADN-ului pentru a efectua aceleaşi analize ca cele din timpul plimbării prin grădina zoologică.
Avem acum acces la noi situri cu fosile din întreaga lume. Putem vedea
mai bine ca oricând locul pe care îl ocupă corpul omenesc în lumea
naturală.
De la Capitolul 1 şi până la Capitolul 10, am arătat că există
similitudini profunde între vieţuitoarele din prezent şi cele dispărute
de mult - viermi preistorici, spongieri actuali şi diferite tipuri de
peşti. Înarmaţi cu informaţii despre tiparul descendenţei prin
modificări, putem începe să punem cap la cap toate acestea. Gata cu
distracţia la circ şi grădina zoologică. Este vremea să trecem la
treabă.
Am văzut că în interiorul corpului omenesc există conexiuni cu o
întreagă menajerie de alte vieţuitoare. Unele părţi seamănă cu părţi din
meduze, altele cu părţi din viermi, iar altele cu părţi din peşti.
Asemănările acestea nu sunt întâmplătoare. Unele părţi din noi există la
toate celelalte animale; altele ne sunt întru totul specifice. Este
minunat să vedem că există o ordine în toate aceste trăsături. Sute de
caracteristici care decurg din ADN, nenumărate trăsături anatomice şi
evolutive - toate urmează aceeaşi logică din exemplul cu familia de
clovni.
Să luăm în considerare câteva dintre trăsăturile despre care am discutat deja în carte şi să arătăm cum sunt ele ordonate.
Cu toate celelalte animale de pe planetă avem în comun un corp format din
multe celule.
Să numim grupul acesta organisme pluricelulare. Avem în comun trăsătura
pluricelulară cu toate fiinţele, de la spongieri, placozoare şi meduze,
până la cimpanzei.
O submulţime a animalelor pluricelulare au
un plan al corpului la fel ca al nostru,
cu faţă şi spate, sus şi jos, stânga şi dreapta. Taxonomiştii numesc
acest grup Bilateria (însemnând "animale cu simetrie bilaterală").
Grupul include toate animalele de la insecte la oameni.
O submulţime a animalelor pluricelulare cu un plan al corpului la fel ca
al nostru, cu faţă şi spate, sus şi jos, stânga şi dreapta, au de
asemenea
cranii şi coloane vertebrale. Să numim aceste vieţuitoare vertebrate.
O submulţime a animalelor pluricelulare cu un plan al corpului la fel ca
al nostru, cu faţă şi spate, sus şi jos, stânga şi dreapta, animale
care au cranii, au de asemenea
mâini şi picioare. Să numim aceste vertebrate tetrapode (animale cu patru membre).
O submulţime a animalelor pluricelulare cu un plan al corpului la fel ca
al nostru, cu faţă şi spate, sus şi jos, stânga şi dreapta, animale
care au cranii, mâini şi picioare, au, de asemenea, o
ureche medie alcătuită din trei oase. Să numim aceste tetrapode mamifere.
O submulţime a animalelor pluricelulare cu un plan al corpului la fel ca
al nostru, cu faţă şi spate, sus şi jos, stânga şi dreapta, animale
care au cranii şi coloane vertebrale, mâini şi picioare, plus o ureche
medie alcătuită din trei oase, au, de asemenea,
mersul biped şi creieri enormi. Să numim aceste mamifere oameni.
Cât de întemeiate sunt aceste clasificări reiese din dovezile pe care se
bazează. Sute de trăsături genetice, embriologice şi anatomice le
susţin. Aranjamentul acesta ne permite să aruncăm o privire
semnificativă în interiorul nostru.
Exerciţiul acesta seamănă cu a decoji o ceapă, dezvelind strat după
strat de istorie. Mai întâi observăm trăsături pe care le avem în comun
cu toate celelalte mamifere. Apoi, privind mai adânc, găsim trăsături pe
care le avem în comun cu peştii. La o examinare şi mai profundă sunt
cele pe care le avem în comun cu viermii. Şi aşa mai departe.
Reamintindu-ne
logica din exemplul cu familia de clovni, aceasta înseamnă că vedem un
tipar de descendenţă prin modificări gravat adânc în interiorul corpului
omenesc. Tiparul acesta este reflectat în registrul geologic.
Cele mai vechi fosile pluricelulare sunt vechi de peste 600 de milioane
de ani. Prima fosilă cu o ureche medie din trei oase are mai puţin de
200 de milioane de ani. Cea mai veche fosilă cu o postură bipedă are în
jur de 4 milioane de ani. Toate aceste fapte sunt o simplă coincidenţă
sau reflectă o lege a biologiei pe care o vedem zilnic în acţiune în
jurul nostru?
Carl Sagan a făcut cândva afirmaţia celebră că a privi stelele este ca şi cum ai privi înapoi în timp. Lumina stelară
şi-a
început călătoria spre ochii noştri cu eoni în urmă, mult înainte ca
lumea noastră să se fi format. Îmi place să mă gândesc că a privi
oamenii seamănă foarte mult cu a privi stelele. Dacă ştii cum să
priveşti, corpul nostru devine o capsulă a timpului care, atunci când
este deschisă, ne povesteşte despre momente decisive din istoria
planetei noastre şi despre un trecut îndepărtat în oceane, râuri şi
păduri străvechi. Schimbările în atmosfera de demult sunt reflectate în
moleculele care permit celulelor noastre să coopereze pentru a forma
corpuri. Mediul din vechile cursuri de apă a modelat anatomia de bază a
membrelor noastre. Vederea noastră în culori şi simţul mirosului au fost
modelate de viaţa în vechile păduri şi câmpii. Şi lista continuă.
Istoria aceasta este moştenirea noastră care ne influenţează viaţa în
prezent şi va continua
s-o influenţeze în viitor.
De ce ne îmbolnăveşte istoria
Genunchiul meu se umflase cât un grepfrut şi unul dintre colegii mei de la secţia de chirurgie îl răsucea şi-l
îndoia pentru a stabili dacă făcusem o întindere sau o ruptură la unul
din ligamentele sau cartilajele din interior. În urma consultului şi a
unui RMN, am fost diagnosticat cu ruptură de menisc, probabil rezultatul
celor douăzeci şi cinci de ani petrecuţi cărând un rucsac pe stânci,
bolovani şi grohotiş în expediţiile pe teren. Când vă răniţi la
genunchi, aproape sigur veţi leza una sau mai multe din următoarele trei
structuri: meniscul medial, ligamentul medial colateral sau ligamentul
încrucişat anterior. Leziunile acestor trei părţi ale genunchiului sunt
atât de frecvente, încât sunt cunoscute printre medici sub denumirea de
"triada nefastă". Ele sunt o dovadă clară a dezavantajelor unui peşte
interior. Peştii nu merg pe două picioare.
Ceea ce ne defineşte pe noi ca oameni vine la pachet cu unele
consecinţe. Pentru combinaţia excepţională de lucruri pe care le facem -
vorbim, gândim, apucăm şi mergem pe două picioare - plătim un preţ.
Acesta este rezultatul inevitabil al arborelui vieţii din noi. Imaginaţi-vă că am încerca să recondiţionăm un Volkswagen Beetle pentru a se deplasa cu 240 de kilometri pe oră. În 1933, Adolf Hitler l-a
însărcinat pe Dr. Ferdinand Porsche să construiască o maşină ieftină
care să nu consume mai mult de şase litri de benzină la 100 de kilometri
şi să ofere un mijloc sigur de transport pentru familia germană medie.
Rezultatul a fost Volkswagen Beetle. Istoria aceasta, planul lui Hitler,
limitează posibilităţile de a modifica un Beetle în prezent: un
mecanism poate fi ajustat doar până la o anumită limită, înainte să
apară probleme majore la maşină.
În multe privinţe, noi, oamenii, suntem echivalentul printre peşti al
unui Beetle recondiţionat. Luaţi planul corpului unui peşte, dichisiţi-l
pentru a fi un mamifer, apoi suciţi şi învârtiţi acel mamifer până
merge pe două picioare, vorbeşte, gândeşte şi are un control superfin al
degetelor - şi vor apărea cu siguranţă probleme. Puteţi dichisi un
peşte doar până la o limită, pentru a nu fi nevoie să se plătească un
preţ. Într-o lume proiectată perfect - o lume fără istorie - am fi scutiţi de multe suferinţe, de la hemoroizi la cancer.
Nicăieri nu este istoria aceasta mai vizibilă decât în ocolurile,
răsucirile şi meandrele arterelor, nervilor şi venelor noastre. Urmăriţi
unii nervi şi veţi observa că ei fac bucle ciudate în jurul altor
organe, mergând aparent într-o direcţie, doar
pentru a se răsuci şi a ajunge cu totul altundeva. Ocolurile sunt
produse fascinante ale trecutului nostru care, aşa cum vom vedea, ne
creează adesea probleme - sughiţuri şi hernie, de exemplu. Iar acesta
este doar un mod în care trecutul nostru se întoarce pentru a ne veni de
hac.
Istoria noastră îndepărtată s-a desfăşurat, în
diverse epoci, în oceanele preistorice, mici cursuri de apă şi savane,
nu în clădiri de birouri, pârtii de schi şi terenuri de tenis. Nu am
fost proiectaţi nici să trăim peste optzeci de ani, nici să stăm aşezaţi
zece ore pe zi şi să mâncăm prăjituri, nici să jucăm fotbal. Această
discontinuitate între trecutul nostru şi prezentul nostru ca oameni
înseamnă că trupurile noastre cedează în anumite moduri previzibile.
Practic orice boală de care suferim are o componentă istorică. Exemplele
care urmează reflectă modul în care diferitele ramuri ale arborelui
vieţii din noi - de la oamenii primitivi la amfibieni şi peşti şi, în
final, la microorganisme - se întorc pentru a ne crea necazuri în
prezent. Fiecare dintre aceste exemple arată că nu am fost proiectaţi în
mod raţional, ci suntem produsul unei istorii întortocheate.
Neil Shubin
Peştele din noi
O călătorie în istoria de 3,5 miliarde de ani a corpului omenesc
Editura Herald, 2020
traducere din limba engleză de Walter Fotescu

***
Citiţi un prim fragment din această carte
aici.
Fragment
Capitolul 11. Sensul tuturor lucrurilor (continuare)
Trecutul nostru de vânători - culegători: Obezitate, boli de inimă şi hemoroizi
În decursul istoriei noastre ca peşti am fost prădători activi în
vechile oceane şi cursuri de apă. În trecutul nostru mai recent ca
amfibieni, reptile şi mamifere, am fost fiinţe active vânând orice de la
reptile la insecte. Chiar şi mai recent, ca primate, am fost animale
arboricole active,
hrănindu-ne cu fructe şi frunze. Primii oameni au fost
vânători-culegători activi şi, în cele din urmă, agricultori. Aţi observat aici o temă recurentă? Firul comun este cuvântul "activ".
Vestea proastă este că cei mai mulţi dintre noi îşi petrec o mare parte a
zilei nefiind deloc activi. În momentul acesta stau aşezat şi
dactilografiez această carte, iar unii dintre voi stau la fel în timp ce
o citesc
(exceptându-i pe virtuoşii care o citesc în sala de fitness). Istoria evoluţiei noastre de la peşti la primii oameni nu
ne-a
pregătit în niciun fel pentru acest nou regim. Multe din maladiile
vieţii moderne poartă amprenta coliziunii dintre prezent şi trecut.
Care sunt principalele cauze de deces la oameni? Patru din primele zece
cauze - bolile cardiovasculare, diabetul, obezitatea şi atacul cerebral -
au o anumită bază genetică şi, probabil, una istorică. Multe dintre
dificultăţi se datorează aproape sigur faptului că avem un corp
construit pentru un animal activ, dar stilul de viaţă al unui cartof.
În 1962, antropologul James Neel a abordat această idee din perspectiva
regimului nostru alimentar. Formulând ceea ce a devenit cunoscut ca
ipoteza "genotipului chibzuit", Neel a sugerat că strămoşii noştri umani
au fost adaptaţi pentru o existenţă de tip
prosperitate-penurie. Ca
vânători-culegători,
primii oameni vor fi cunoscut perioade de abundenţă, când vânatul
mişuna şi vânătoarea avea succes. Aceste perioade de belşug erau
întrerupte de vremuri de foamete, când strămoşii noştri aveau
considerabil mai puţină mâncare.
Neel a emis ipoteza că această alternanţă opulenţă/foamete
şi-a
pus amprenta atât pe genele noastre, cât şi în bolile pe care le
contractăm. În esenţă, Neel a propus că, în perioadele de abundenţă,
corpurile strămoşilor noştri
le-au permis să
economisească resurse pe care să le folosească în perioadele de foamete.
În acest context, depozitele de grăsime devin foarte utile. Energia din
alimentele pe care le mâncăm este distribuită în aşa fel încât o parte
susţine activităţile noastre curente, iar o parte este depozitată, de
exemplu, în grăsime, pentru a fi folosită mai târziu. Distribuirea
aceasta funcţionează bine
într-o lume care alternează între prosperitate şi penurie, dar ea eşuează lamentabil
într-un
mediu în care alimente consistente sunt disponibile 24/7. Obezitatea şi
maladiile asociate - diabetul legat de vârstă, hipertensiunea arterială
şi bolile de inimă - sunt o consecinţă naturală. Ipoteza genotipului
chibzuit ar putea explica de asemenea de ce ne plac alimentele grase.
Ele au o valoare ridicată în ceea ce priveşte conţinutul energetic,
lucru care în trecutul nostru îndepărtat ar fi reprezentat un avantaj
categoric.
Stilul de viaţă sedentar ne afectează şi în alte moduri, fiindcă
sistemul nostru circulator a apărut iniţial în animale mai active.
Inima noastră pompează sânge, iar acesta este purtat la organe prin
artere şi se întoarce la inimă prin vene. Fiind mai apropiate de pompă,
presiunea sângelui din artere este mult mai mare decât în vene. Aceasta
poate fi o problemă pentru sângele care trebuie să se întoarcă la inimă
din picioare. Sângele din picioare trebuie să urce la deal, ca să zicem
aşa, prin venele din picioare şi apoi până în piept. Dacă sângele are o
presiune prea mică, el nu va urca până sus. Dispunem de două structuri
anatomice care ajută sângele să urce. Prima structură este alcătuită din
mici valve care permit sângelui să urce, dar îl împiedică să coboare.
Cealaltă structură sunt muşchii picioarelor. Când mergem îi contractăm,
iar contracţia aceasta serveşte la pomparea sângelui în sus prin venele
picioarelor. Valvele unidirecţionale şi pomparea efectuată de muşchii
picioarelor permit sângelui să urce de la picioare la piept.
Sistemul acesta funcţionează impecabil la un animal activ
care-şi foloseşte picioarele ca să meargă, să alerge şi să sară. El însă nu funcţionează bine
într-o
fiinţă mai sedentară. Dacă picioarele nu sunt îndeajuns întrebuinţate,
muşchii nu vor pompa sângele în sus prin vene. Pot apărea probleme dacă
sângele stagnează în vene, fiindcă stagnarea cauzează deteriorarea
valvelor. Aceasta este cauza varicelor. Când valvele se degradează,
sângele stagnează în vene. Venele devin tot mai mari,
umflându-se şi urmând trasee întortocheate în picioare.
Inutil să mai spunem, aranjamentul venelor poate fi sursa unor reale
dureri în posterior. Şoferii de camion şi alte persoane care stau
aşezate lungi perioade de timp au o predispoziţie îndeosebi spre
hemoroizi, un alt preţ de plătit în schimbul unei vieţi sedentare. În
lungile ore petrecute în poziţia aşezat, sângele stagnează în venele şi
spaţiile din jurul rectului. Stagnarea sângelui duce la formarea
hemoroizilor - astfel, ni se reaminteşte
într-un mod neplăcut că nu am fost construiţi pentru a şedea prea mult şi, mai ales, nu pe suprafeţe moi.
Trecutul ca primate: vorbirea nu e ieftină
Vorbirea are un preţ piperat: asfixia şi apneea în somn ocupă un loc de
frunte pe lista problemelor pe care suntem nevoiţi să le suportăm pentru
a ne bucura de darul vorbirii.
Producem sunete articulate controlând mişcările limbii, ale laringelui
şi ale părţii din spate a gâtului. Toate acestea sunt modificări relativ
simple ale proiectului de bază al unui mamifer sau al unei reptile. Aşa
cum am văzut în Capitolul 5, laringele uman este alcătuit mai ales din
cartilaje ale arcului branhial, corespunzând cu barele branhiilor la
rechini sau la peşti. Partea din spate a gâtului, care se extinde de la
ultimul molar până imediat deasupra laringelui, are pereţi flexibili
care se pot deschide şi închide. Pentru a vorbi articulat, ne mişcăm
limba, modificăm forma gurii şi contractăm un număr de muşchi care
controlează rigiditatea acestui perete.
Apneea în somn este un compromis potenţial primejdios pentru capacitatea
de a vorbi. În timpul somnului, muşchii gâtului se relaxează. La
majoritatea oamenilor, aceasta nu constituie o problemă, dar la unii
pasajul poate intra în colaps, astfel încât trec perioade relativ lungi
de timp fără respiraţie. Aceasta, fireşte, poate fi foarte periculos,
mai ales la oamenii cu boli de inimă. Flexibilitatea gâtului, atât de
utilă pentru capacitatea noastră de a vorbi, ne face susceptibili la o
formă de apnee în somn care rezultă din obstrucţia căilor respiratorii.
Un alt compromis al acestui proiect este asfixia. Gura noastră duce atât
la trahee, prin care respirăm, cât şi la esofag, aşa încât folosim
acelaşi pasaj pentru a înghiţi, a respira şi a vorbi. Aceste trei
funcţii pot intra în conflict, de pildă, atunci când o bucată de mâncare
rămâne în trahee.
Trecutul ca peşti şi mormoloci: sughiţul
Acest neajuns îşi are rădăcinile în istoria noastră comună cu peştii şi
mormolocii. Dacă există vreo consolare pentru faptul că sughiţăm, aceea
este că împărtăşim suferinţa aceasta cu multe alte mamifere. Pisicile
pot fi stimulate să sughiţe trimiţând un impuls electric către o mică
porţiune de ţesut din trunchiul lor cerebral. Se crede că zona aceasta
din trunchiul cerebral este centrul care controlează reflexul complicat
pe
care-l numim sughiţ.
Reflexul sughiţului este un spasm stereotip implicând un număr de muşchi
din peretele corpului, diafragmă, gât şi laringe. Un spasm în unul sau
doi dintre nervii importanţi care controlează respiraţia face ca muşchii
aceştia să se contracte. Rezultatul este o inspiraţie foarte bruscă. Pe
urmă, după aproximativ 35 de milisecunde, o clapă de ţesut din spatele
laringelui (epiglota) închide partea superioară a căilor respiratorii.
Inhalarea rapidă urmată de o scurtă închidere a tubului produce
"hic-ul".
Problema este că rareori sughiţăm doar o singură dată. Opriţi
sughiţurile după primele cinci sau zece şi aveţi o şansă decentă să
puneţi capăt întregului acces. Rataţi acea fereastră şi accesul de
sughiţ se poate prelungi în medie până la şaizeci. Inhalarea de dioxid
de carbon (respirând în binecunoscuta pungă de hârtie) şi întinderea
peretelui corpului
(printr-o inspiraţie adâncă
urmată de apnee) pot pune capăt rapid sughiţurilor la unii dintre noi.
Dar nu la toţi. În unele cazuri patologice sughiţurile se pot prelungi
extrem de mult. Cel mai lung acces de sughiţ neîntrerupt la o persoană a
durat din 1922 până în 1990.
Tendinţa de a sughiţa este o altă influenţă a trecutului nostru. Sunt
două aspecte la care trebuie să ne gândim. Primul este ce anume cauzează
spasmul nervilor care declanşează sughiţul. Al doilea este ce
controlează acel "hic" distinct, succesiunea abruptă
inspiraţie-închiderea glotei. Spasmul nervilor este un produs al istoriei noastre ca peşti, în timp ce sughiţul
propriu-zis este rezultatul istoriei noastre comune cu animale precum mormolocii.
Mai întâi peştii. Creierul poate controla respiraţia fără niciun efort
conştient din partea noastră. Cea mai mare parte a activităţii are loc
în trunchiul cerebral, la graniţa dintre creier şi măduva spinării.
Trunchiul cerebral trimite impulsuri nervoase către principalii muşchi
respiratori. Respiraţia decurge conform unei scheme. Muşchii pieptului,
diafragmei şi gâtului se contractă
într-o
ordine bine definită. În consecinţă, partea aceasta a trunchiului
cerebral e cunoscută sub numele de "generatorul central de scheme".
Regiunea aceasta poate produce scheme ritmice de activare a nervilor şi,
în consecinţă, a muşchilor. O serie de asemenea generatori în creier şi
măduva spinării controlează alte comportamente ritmice, precum
înghiţitul şi mersul.
Problema este că, la origine, trunchiul cerebral a controlat respiraţia
la peşti; el a fost recondiţionat pentru a funcţiona la mamifere.
Rechinii şi peştii osoşi au o porţiune a trunchiului cerebral care
controlează contracţia ritmică a muşchilor în gât şi în jurul
branhiilor. Toţi nervii care controlează aceste zone provin
dintr-o
porţiune bine definită a trunchiului cerebral. Putem vedea acest
aranjament al nervilor chiar şi la unii dintre "cei mai primitivi" peşti
din registrul fosil. Ostracodermii, din roci vechi de peste 400 de
milioane de ani, păstrează mulaje ale creierului şi nervilor cranieni.
La fel ca în peştii actuali, nervii care controlează respiraţia pornesc
din trunchiul cerebral.
Aceasta funcţionează foarte bine la peşti, dar pentru mamifere este un
aranjament nefericit. La peşti, nervii care controlează respiraţia nu
trebuie să meargă foarte departe de trunchiul cerebral. Branhiile şi
laringele în general înconjoară zona aceasta a creierului. Noi,
mamiferele, avem o altă problemă. Respiraţia noastră este controlată de
muşchi din peretele toracelui şi de diafragmă, muşchiul plat care separă
toracele de abdomen. Contracţia diafragmei controlează inspiraţia.
Nervii care controlează diafragma ies din creier la fel ca la peşti şi
părăsesc trunchiul cerebral în apropierea gâtului. Nervii aceştia,
nervul vag şi cel frenic, pornesc de la baza craniului şi străbat
cavitatea toracică pentru a ajunge la diafragmă şi porţiuni ale
pieptului care controlează respiraţia. Acest traseu întortocheat creează
probleme;
într-un proiect raţional, nervii nu
ar fi pornit din dreptul gâtului, ci al diafragmei. Din păcate, tot ce
interferează cu unul dintre aceşti nervi poate să le blocheze
funcţionarea sau să provoace un spasm.
Dacă traseul ciudat al nervilor noştri este produsul istoriei noastre ca peşti, sughiţul
propriu-zis
probabil că este produsul istoriei noastre ca amfibieni. Sughiţul este
un comportament respirator unic prin care o inhalare bruscă de aer este
urmată de coborârea epiglotei. Se pare că sughiţul este controlat de un
generator central de scheme din trunchiul cerebral: să stimulăm această
regiune cu un impuls electric şi vom stimula sughiţul. E logic ca
sughiţatul să fie controlat de un generator central de scheme, deoarece,
la fel ca în alte comportamente ritmice, în timpul sughiţului se
produce o succesiune de evenimente.
Se dovedeşte că generatorul de scheme răspunzător pentru sughiţ este
practic identic cu unul existent în amfibieni. Şi nu în orice amfibieni,
ci în mormoloci, care folosesc atât plămâni, cât şi branhii pentru a
respira. Mormolocii folosesc acest generator de scheme atunci când
respiră prin branhii. În acea împrejurare, ei vor să pompeze apă în
gură, gât şi prin branhii, fără ca apa să le intre în plămâni. Pentru a
împiedica acest lucru, ei coboară epiglota, clapa care astupă tubul
respirator. Iar pentru a coborî epiglota, mormolocii au un generator
central de scheme în trunchiul lor cerebral, astfel încât o inspiraţie
este urmată imediat de coborârea epiglotei. Ei pot să respire cu
branhiile mulţumită unei forme extinse de sughiţ.
Paralelele dintre sughiţul nostru şi respiraţia branhială la mormoloci
sunt atât de vaste, încât mulţi au sugerat că cele două fenomene sunt
unul şi acelaşi lucru. Respiraţia branhială la mormoloci poate fi
blocată de dioxidul de carbon, la fel ca şi în cazul sughiţurilor
noastre. Putem de asemenea bloca respiraţia branhială prin dilatarea
peretelui toracelui, la fel cum putem opri sughiţul inspirând adânc şi
ţinându-ne respiraţia. Poate că am reuşi să blocăm respiraţia branhială la mormoloci dacă
i-am pune să bea un pahar cu apă în timp ce stau cu capul în jos.
Trecutul ca rechini: herniile
Predispoziţia noastră spre hernii, cel puţin acelea inghinale, rezultă
din distorsionarea unui corp de peşte până la transformarea lui
într-un mamifer.
Peştii au gonade care li se extind spre piept,
apropiindu-se
de inimă. Mamiferele nu au aşa ceva şi în aceasta constă problema lor.
Este un lucru foarte bun faptul că gonadele noastre nu sunt situate cât
mai sus în piept şi aproape de inimă (deşi, poate că depunerea
Jurământului de credinţă ar deveni o experienţă cu totul aparte). Dacă
gonadele noastre ar fi în piept, nu am fi capabili să ne reproducem.
Despicaţi burta unui rechin de la gură până la coadă. Primul lucru pe
care-l
veţi vedea este ficatul, un munte de ficat. Ficatul rechinilor este
enorm. Unii zoologi cred că mărimea ficatului contribuie la
flotabilitatea rechinului. Îndepărtaţi ficatul şi veţi găsi gonadele
extinzându-se
până aproape de inimă, în zona "pieptului". Aranjamentul acesta e tipic
pentru majoritatea peştilor: gonadele se găsesc în partea anterioară a
corpului.
În noi, la fel ca în majoritatea mamiferelor, aranjamentul acesta ar fi
dezastruos. Masculii produc continuu spermatozoizi pe toată durata
vieţii. Spermatozoizii sunt mici celule mofturoase care au nevoie exact
de nivelul adecvat de temperatură pentru a se dezvolta corect în cele
trei luni cât trăiesc. Dacă este prea cald, spermatozoizii sunt
malformaţi; dacă este prea frig, aceştia mor. Masculii mamiferelor au un
mic dispozitiv ingenios pentru controlul temperaturii aparatului
producător de spermatozoizi: scrotul.
Aşa cum ştim cu toţii, gonadele masculine se găsesc
într-un
săculeţ. În pielea săculeţului testicular sunt muşchi care se pot
extinde şi contracta în funcţie de schimbările de temperatură. Muşchi se
găsesc şi în canalele spermatice. În acest fel se explică şi efectul
unui duş rece: scrotul se va strânge mai aproape de corp când este frig.
Întreaga formaţiune se ridică şi coboară în funcţie de temperatură.
Aceasta este o metodă de a optimiza producţia unor spermatozoizi
sănătoşi.
Legănarea scrotului serveşte de asemenea ca semnal sexual la multe
mamifere. Dacă vom cântări, pe de o parte, avantajele fiziologice de a
avea gonade în afara peretelui corpului şi, pe de altă parte,
beneficiile ocazionale pe care le oferă aceasta la găsirea unei perechi,
avantajele de a avea un scrot înclină în favoarea îndepărtaţilor noştri
strămoşi mamifere.
Problema cu acest aranjament este că tuburile care duc sperma la penis
au un traseu sinuos. Sperma se deplasează de la testicule în scrot prin
canalul spermatic. Canalul iese din scrot, se îndreaptă în sus spre
talie, face o buclă deasupra pelvisului, apoi traversează pelvisul şi
străbate penisul.
De-a lungul acestui traseu complex, sperma primeşte fluide seminale de la un număr de glande conectate la canal.
Motivul acestei rute absurde se găseşte în istoria dezvoltării şi a
evoluţiei corpului omenesc. Gonadele umane îşi încep dezvoltarea aproape
în acelaşi loc ca cele ale rechinilor: sus, aproape de ficat. Pe măsură
ce cresc şi se dezvoltă, gonadele coboară. La sexul feminin, ovarele
coboară din secţiunea mediană până în apropierea uterului şi a trompelor
uterine. În acest mod, ovulul nu trebuie să străbată o distanţă mare
pentru a fi fecundat. La sexul masculin, coborârea merge şi mai departe.
Coborârea gonadelor, în special la sexul masculin, creează un punct slab
în peretele corpului. Pentru a vizualiza ce se întâmplă când
testiculele şi canalul spermatic coboară pentru a forma un scrot,
imaginaţi-vă
că împingeţi cu pumnul o foaie de cauciuc. În exemplul acesta, pumnul
vostru devine echivalentul testiculelor, iar braţul, al canalului
spermatic. Problema este că aţi creat un mic spaţiu în locul unde se
află braţul. Acolo unde cândva foaia de cauciuc era un simplu perete,
aţi format acum un alt spaţiu, între braţ şi foaia de cauciuc, unde pot
să alunece lucrurile. Este ceea ce se întâmplă în esenţă în multe tipuri
de hernii inghinale la bărbaţi. Unele dintre acestea sunt congenitale -
când o parte din intestin coboară împreună cu testiculele. Mai există
şi hernii inghinale dobândite - când ne contractăm muşchii abdominali,
intestinele presează peretele corpului. O slăbiciune în peretele
corpului înseamnă că intestinele pot să scape din cavitatea corpului şi
să fie comprimate alături de canalul spermatic.
Femeile sunt mult mai rezistente decât bărbaţii, mai ales în partea
aceasta a corpului. Peretele abdominal la sexul feminin este mult mai
puternic decât la bărbaţi, fiindcă femeile nu au un tub enorm care să le
traverseze peretele abdominal. Acesta constituie un avantaj dacă vă
gândiţi la presiunile enorme la care sunt supuşi pereţii corpului femeii
în timpul sarcinii şi la naştere. Un tub prin peretele corpului ar fi
fost exact ce mai lipsea. Tendinţa bărbaţilor de a face hernii este un
compromis între trecutul nostru ca peşti şi prezentul nostru ca
mamifere.
Trecutul microbian: bolile mitocondriale
Mitocondriile există în fiecare celulă din corpul nostru, îndeplinind un
număr remarcabil de funcţii. Sarcina lor cea mai evidentă este să
transforme oxigenul şi zaharurile
într-o formă
de energie pe care o putem folosi în interiorul celulelor. Alte funcţii
includ: metabolizarea toxinelor în ficat şi regularizarea diverselor
funcţii ale celulelor. Observăm mitocondriile numai atunci când
lucrurile nu merg bine. Din păcate, lista bolilor cauzate de
funcţionarea defectuoasă a mitocondriilor este extraordinar de lungă şi
de complexă. Dacă există o problemă în reacţiile chimice în care se
consumă oxigen, producerea de energie poate fi afectată. Disfuncţia
poate fi limitată la ţesuturi individuale, de pildă ochii, sau poate
afecta toate sistemele din corp. În funcţie de localizarea şi gravitatea
disfuncţiei, se poate întâmpla orice, de la infirmitate la moarte.
Multe dintre procesele vitale la om reflectă istoria mitocondriilor
noastre. Reacţia în lanţ de evenimente chimice în urma cărora zaharurile
şi oxigenul sunt transformate în energie utilizabilă şi dioxid de
carbon a apărut în urmă cu miliarde de ani; versiuni ale acestei reacţii
încă se mai pot vedea în diverse microorganisme. Mitocondriile poartă
în ele trecutul acesta bacterian: cu o întreagă structură genetică şi
microstructură celulară similare cu ale bacteriilor, este un fapt
general acceptat că au apărut iniţial din microorganisme independente în
urmă cu peste un miliard de ani. În fapt, întregul aparat generator de
energie al mitocondriilor a apărut în unul din aceste tipuri de bacterii
străvechi.
Trecutul organismelor bacteriene poate fi folosit în avantajul nostru
pentru a studia bolile mitocondriilor - de fapt, printre cele mai bune
modele experimentale pentru studiul acestor boli sunt bacteriile. Este o
metodă eficientă, deoarece cu bacteriile putem face tot felul de
experimente care nu sunt posibile cu celulele umane. Unul dintre
studiile cu cele mai mari provocări a fost efectuat de o echipă de
oameni de ştiinţă din Italia şi Germania. Boala pe care au
studiat-o
ucide invariabil copiii care se nasc cu ea. Numită
cardioencefalomiopatie, este rezultatul unei modificări genetice care
întrerupe funcţia metabolică normală a mitocondriilor. Studiind un
pacient care avea boala, echipa europeană a identificat un loc în ADN
care prezenta o modificare suspectă. Având cunoştinţe despre istoria
evoluţiei vieţii, ei
şi-au îndreptat apoi atenţia către microorganismul numit
Paracoccus denitrificans,
calificat adesea drept o mitocondrie independentă fiindcă genele sale
şi tiparele reacţiilor chimice sunt atât de similare cu ale
mitocondriilor. Gradul de similaritate a fost evidenţiat de echipa
europeană. Cercetătorii au produs în genele bacteriei aceeaşi schimbare
pe care au
observat-o la pacientul lor uman.
Ceea ce au descoperit este foarte verosimil, odată ce ne cunoaştem
istoria. Aceştia au reuşit să simuleze la o bacterie părţi ale unei boli
mitocondriale umane, cu practic aceeaşi schimbare a metabolismului.
Astfel, au folosit în avantajul nostru o parte a istoriei noastre de mai
multe miliarde de ani.
Exemplul cu microorganismele nu este unic. Judecând după Premiile Nobel
pentru medicină şi fiziologie acordate în ultimii treisprezece ani, aş
fi putut numi cartea aceasta
Musca din noi, Viermele din noi sau
Drojdia din noi.
Cercetări de pionierat asupra muştelor au obţinut în 1995 Premiul Nobel
pentru medicină pentru descoperirea unui set de gene care construiesc
corpul omenesc şi corpul altor animale. Nobelul pentru medicină în 2002
şi 2006 a fost acordat pentru progrese semnificative în genetica umană
şi în domeniul sănătăţii rezultate din studierea unui viermişor cu
aspect insignifiant (
C. elegans). Similar, în 2001, analize
dibace ale drojdiilor (inclusiv cea folosită în brutărie) şi aricilor de
mare au obţinut Nobelul pentru medicină, aruncând o lumină mai bună
asupra unor aspecte fundamentale de biologie celulară. Acestea nu sunt
descoperiri ezoterice făcute pe vieţuitoare obscure şi neimportante.
Cunoştinţele dobândite din studiul drojdiei, al muştelor, viermilor şi,
da, al peştilor, ne explică modul de funcţionare al corpului omenesc,
cauzele multora dintre bolile de care suferim, dar şi cum putem dezvolta
mijloacele care să ne ajute să trăim o viaţă mai lungă şi mai
sănătoasă.
Epilog
Ca părinte a doi copii, am petrecut în ultima vreme mult timp în grădini
zoologice, muzee şi acvarii. Este o experienţă stranie pentru mine să
vin ca vizitator în locurile acestea în care am fost implicat timp de
decenii, lucrând la colecţiile muzeelor şi ocazional ajutând la
pregătirea unor expoziţii. În timpul excursiilor de familie, am ajuns să
realizez cât de insensibil am devenit prin vocaţia mea la frumuseţea şi
complexitatea sublimă a lumii şi a corpului omenesc. Predau şi scriu
despre milioane de ani de istorie şi despre lumi vechi şi bizare, iar de
obicei viziunea mea este detaşată şi analitică. Acum experimentez
ştiinţa împreună cu copiii mei, chiar în acele locuri în care
m-am îndrăgostit prima oară de ea.
De curând, am trăit un moment special împreună cu fiul meu la Muzeul
Ştiinţei şi Industriei din Chicago. Am mers frecvent acolo în ultimii
trei ani, datorită pasiunii sale pentru trenuri, dar şi fiindcă în
mijloc este o machetă imensă de cale ferată. Am petrecut nenumărate ore
la acea expoziţie, urmărind modele de locomotivă în scurta lor călătorie
de la Chicago la Seattle. După un număr de vizite săptămânale la acest
sanctuar al "obsedaţilor" de trenuri, am mers cu Nathaniel în părţi ale
muzeului pe care nu le vizitasem nici în aventurile noastre feroviare,
nici în ocazionalele incursiuni printre tractoarele şi avioanele în
mărime naturală. În partea din spate a muzeului, în Centrul Spaţial
Henry Crown, coborau din tavan modele ale planetelor, iar în vitrine
erau expuse costume spaţiale şi alte suveniruri ale programului spaţial
din anii 1960 şi 1970. Avusesem impresia că în spatele muzeului voi
vedea obiecte banale, care
nu-şi găsiseră
locul în expoziţiile importante din faţă. Unul dintre exponate era o
capsulă spaţială uzată care se putea vizita la exterior, dar puteai şi
să arunci o privire înăuntru. Nu atrăgea atenţia; părea mult prea mică
şi rudimentară pentru a fi ceva realmente important. Placheta era ciudat
de formală şi a trebuit
s-o citesc de mai multe ori înainte
să-mi dau seama: acesta era Modulul de Comandă original al lui
Apollo 8, vehiculul
care-i
purtase pe James Lovell, Frank Borman şi William Anders în prima
călătorie a oamenilor până la Lună şi înapoi. Aceasta a fost nava
spaţială al cărei parcurs îl urmărisem în vacanţa de Crăciun din clasa a
treia şi
iată-mă, treizeci şi opt de ani mai
târziu, împreună cu fiul meu, privind obiectul real. Fireşte că era
uzată. Vedeam cicatricele călătoriei şi ale ulterioarei sale întoarceri
pe Pământ. Nathaniel nu era deloc interesat, aşa încât am încercat
să-i explic ce a fost acel obiect. Dar nu puteam vorbi; vocea
mi-era sugrumată de atâta emoţie, încât cu greu puteam rosti un singur cuvânt. După câteva minute
mi-am revenit şi
i-am spus povestea călătoriei Omului pe Lună.
Totuşi, povestea pe care nu
i-o pot spune până când nu va creşte mai mare este motivul pentru care
mi-a pierit glasul de emoţie. Povestea adevărată este că
Apollo 8 este un simbol pentru puterea ştiinţei de a explica universul şi
a-l
face cognoscibil. Rămâne discutabil în ce măsură programul spaţial a
avut o motivaţie ştiinţifică sau politică, dar faptul central rămâne la
fel de clar în prezent cum a fost în anul 1968:
Apollo 8 a fost
produsul optimismului esenţial care alimentează ştiinţa autentică. El
exemplifică felul în care necunoscutul nu trebuie să fie o sursă de
suspiciune, frică sau refugiere în superstiţie, ci o motivaţie pentru a
continua să punem întrebări şi să căutăm răspunsuri.
Aşa cum programul spaţial
ne-a schimbat
viziunea despre Lună, paleontologia şi genetica ne schimbă viziunea
despre noi înşine. Pe măsură ce ajungem să ştim mai mult, ceea ce părea
cândva distant şi intangibil devine accesibil înţelegerii şi la îndemâna
noastră. Trăim
într-o epocă a descoperirilor,
când ştiinţa dezvăluie funcţiile interne ale unor făpturi atât de
diferite precum meduzele, viermii şi şoarecii. Începem să întrezărim
soluţia unuia din cele mai mari mistere ale ştiinţei - deosebirile
genetice care disting oamenii de alte fiinţe vii. Asociaţi aceste
cunoştinţe noi şi redutabile cu faptul că unele dintre cele mai
importante descoperiri în paleontologie - noi fosile şi noi instrumente
cu ajutorul cărora să le analizăm -
s-au
produs în ultimii douăzeci de ani, şi adevărurile istoriei noastre ne
vor apărea cu tot mai mare precizie. Privind în urmă la miliardele de
ani de schimbări, tot ceea ce pare nou sau unic în istoria evoluţiei
vieţii este în realitate material vechi care a fost reciclat,
recombinat, reorientat sau modificat
într-altfel
pentru utilizări noi. Aceasta este povestea fiecărei părţi din noi, de
la organele noastre de simţ şi până la capul nostru, de fapt, întregul
plan al corpului.
Ce înseamnă miliardele de ani de istorie pentru vieţile noastre actuale?
Din înţelegerea modului în care corpul nostru şi mintea noastră au
evoluat din părţi comune cu alte fiinţe vii, vor veni răspunsuri la
întrebări fundamentale cu care ne confruntăm - despre funcţionarea
organelor noastre interne şi locul nostru în natură. Cu greu
mi-aş
putea imagina un demers mai frumos sau mai profund din punct de vedere
intelectual decât acela de a identifica originile noastre ca oameni, dar
şi remediile la multe dintre bolile de care suferim, adânc cuibărite în
unele dintre făpturile cele mai umile care au trăit vreodată pe planeta
noastră.