Νικ Λέιν: Στο «τέλος» βρίσκουμε κάτι από την αρχή

Καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του ο άνθρωπος προσπαθεί να κατανοήσει τη φύση δίνοντας απαντήσεις σε πολυάριθμα ερωτήματα και επιλύοντας ποικίλα προβλήματα. Η υποβολή ερωτήσεων αποτελεί λυδία λίθο για την πορεία της σκέψης, θέτοντας το θεωρητικό πλαίσιο μέσα στο οποίο αυτή θα κινηθεί. Υπό αυτό το πρίσμα, η ποιότητα του ερωτήματος αντικατοπτρίζει και το επίπεδο της σκέψης.

Νικ Λέιν – Το Ζωτικό Ερώτημα – Γιατί η ζωή είναι όπως είναι;

Εκδόσεις Ροπή, σελ. 382, τιμή 20,14 ευρώ

Στο «Ζωτικό Ερώτημα», ο Νικ Λέιν, καθηγητής Εξελικτικής Βιοχημείας στο UCL, επικεντρώνεται σε ένα κομβικό ερώτημα, που έγκειται στο γιατί η ζωή ακολούθησε την πορεία που γνωρίζουμε. Διαθέτουμε πολλές γνώσεις για την ιστορία εξέλιξης της ζωής στη Γη αλλά κατανοούμε ελάχιστα «σχετικά με το ποιες περίοδοι αυτής της ιστορίας είναι τυχαίες, πορείες που θα ήταν δυνατόν να έχουν εξελιχθεί εντελώς διαφορετικά σε άλλους πλανήτες, και ποια τμήματα υπαγορεύονται από φυσικούς νόμους ή περιορισμούς». Το βιβλίο αποτελεί μια απόπειρα προσδιορισμού των αρχών που διέπουν τη δημιουργία και τις ιδιότητες της ζωής στη Γη.

Κομβική συμβίωση

Κεντρικό άξονα της ιστορίας της ζωής αποτελεί η ιδιόμορφη πορεία εξέλιξης των πολύπλοκων μορφών ζωής, των ευκαρυωτικών οργανισμών. Για 2,5 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια από την εμφάνιση της ζωής, οι απλοί προκαρυωτικοί οργανισμοί εξελίσσονταν χωρίς να προκύψει καμία αλλαγή στη μορφολογία τους. Επειτα, ένα μεμονωμένο συμβάν – κατά το οποίο δύο κύτταρα συνεργάστηκαν τόσο στενά ώστε το ένα εισχώρησε στο άλλο – ώθησε την εξέλιξη των πολύπλοκων μορφών ζωής. Με άλλα λόγια όλοι οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο, ένα κύτταρο-ξενιστή που απέκτησε έναν ενδοσυμβιώτη και ο οποίος στη συνέχεια ανέπτυξε μια σειρά σύνθετων χαρακτηριστικών τα οποία δεν εντοπίζονται στις απλούστερες μορφές ζωής. Πώς και γιατί συνέβη αυτό το ξεχωριστό γεγονός; Υπάρχουν, άραγε, κάποιες αρχές που υπαγόρευσαν την ανάδυση των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών των ευκαρυωτικών οργανισμών;

Ο Λέιν βρίσκει την άκρη του νήματος μεταθέτοντας το απλό φαινομενικά ερώτημα τι είναι η ζωή στο τι είναι το «ζην», τι είναι δηλαδή αυτό που χαρακτηρίζει τους ζωντανούς οργανισμούς. Κατ’ αυτόν τον τρόπο το ερώτημα γίνεται από μόνο του πιο αποκαλυπτικό στρέφοντας την προσοχή μας προς ένα αναπόσπαστο στοιχείο του «ζην», τον μεταβολισμό των κυττάρων – τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα παράγουν ενέργεια. Κάθε μορφή ζωής χρησιμοποιεί τον ίδιο μηχανισμό παραγωγής ενέργειας, ο οποίος βασίζεται στη δημιουργία βαθμιδώσεων ιόντων κατά μήκος μεμβρανών. Κατά τον Λέιν, αυτός ο αλλόκοτος μηχανισμός αποτελεί το κλειδί για την κατανόηση της ιστορίας της ζωής.

Ενεργειακές παράμετροι

Με την προσθήκη της ενέργειας ως παράγοντα διαμόρφωσης της εξέλιξης, δημιουργείται ένα ριζοσπαστικά καινούργιο πλαίσιο προσέγγισης της ιστορίας προέλευσης της ζωής. Με βάση αυτό, ο Λέιν συνθέτει μια νέα αναθεωρημένη ιστορία, εκκινώντας από τις απαρχές της ζωής και τους απλούς προκαρυωτικούς οργανισμούς και καταλήγοντας στους πιο πολύπλοκους ευκαρυώτες. Σύμφωνα με τη δυνατότητά τους να προωθήσουν τον μεταβολισμό, προτείνει ως πιθανό σκηνικό για την αφετηρία της ζωής τις αλκαλικές υδροθερμικές αναβλύσεις στα βάθη των ωκεανών. Οι ιοντικές βαθμιδώσεις όμως «έθεσαν περιορισμούς οι οποίοι κυριάρχησαν και στη μετέπειτα εξέλιξη των κυττάρων». Ενα σπάνιο γεγονός, μία ενδοσυμβίωση, κατάργησε αυτούς τους περιορισμούς, επιτρέποντας την ανάπτυξη των σύνθετων κυττάρων.

«Για ενεργειακούς λόγους, λοιπόν, η εξέλιξη των πολύπλοκων μορφών ζωής απαιτεί την ενδοσυμβίωση μεταξύ δύο προκαρυωτών» και κατ’ επέκταση την ύπαρξη δύο γονιδιωμάτων, τα οποία πρέπει να συνεργάζονται αρμονικά μεταξύ τους. Η επακόλουθη «στενή και βασανιστική σχέση» των δύο κυττάρων, όπως μας καταδεικνύει ο Λέιν, καθιστά σαφές γιατί ένα τέτοιο γεγονός είναι εξαιρετικά δύσκολο να συμβεί. Γνωρίζουμε ότι οι ενδοσυμβιώτες, τα κύτταρα που εισχώρησαν στο εσωτερικό του κυττάρου-ξενιστή, στην πορεία μετασχηματίστηκαν σε μιτοχόνδρια, τις μονάδες παραγωγής ενέργειας των πολύπλοκων κυττάρων. Στη συνέχεια, ο συγγραφέας μας παρουσιάζει μια πιθανή ακολουθία γεγονότων μέσα από την οποία, ως συνέπεια της απαίτησης για ύπαρξη δύο γονιδιωμάτων και πάντα υπό το πρίσμα της εξελικτικής θεωρίας, αναδύονται βασικές ιδιότητες των ευκαρυωτών, όπως ο πυρήνας, το σεξ (η φυλετική αναπαραγωγή), ο διαχωρισμός των δύο φύλων, η γήρανση και ο θάνατος. Χαρακτηριστικά που είναι κοινά σε όλους σχεδόν τους ευκαρυωτικούς οργανισμούς και η προέλευση των οποίων απασχολεί γενιές επιστημόνων. Ολοκληρώνοντας το εγχείρημά του ο Λέιν προβαίνει σε μια σειρά προβλέψεων οι οποίες σχετίζονται με την ανθρώπινη υγεία, τη γονιμότητα και τη μακροβιότητά μας. Κατά μία ενδιαφέρουσα αναλογία πολλές από τις προβλέψεις του είναι σε συμφωνία με ευρήματα των τελευταίων χρόνων στις βιοϊατρικές επιστήμες, που τοποθετούν τα μιτοχόνδρια και τον μεταβολισμό στο επίκεντρο της ανθρώπινης φυσιολογίας και παθοφυσιολογίας.

Ζωτική σκοπιά

Ο Νικ Λέιν, συνυφαίνοντας γνώσεις από διάφορα πεδία – της βιολογίας, της χημείας, της γεωλογίας και της φυσικής -, μας προσφέρει «μια προοπτική που εκτείνεται από τις απαρχές της ζωής μέχρι την υγεία και τη θνητότητά μας». Αναδεικνύεται, έτσι, ένα πειστικό και σε αρκετές πτυχές του επιστημονικά τεκμηριωμένο σενάριο ιστορίας της ζωής στη Γη, το οποίο φαίνεται ότι ανάγεται σε λίγους θεμελιώδεις νόμους. Ο συγγραφέας δεν παραλείπει να επισημάνει πως αν τελικά υπάρχει ζωή και σε άλλους πλανήτες τότε οι ίδιες αρχές ενδέχεται να ισχύουν κι εκεί, αφήνοντάς μας με μια αίσθηση ενότητας και συνοχής όχι μόνο για τη δική μας ζωή αλλά και για κάθε πιθανή μορφή ζωής στο σύμπαν μας.

Το βιβλίο αυτό, γραμμένο από έναν από τους πρωταγωνιστές στο πεδίο της εξέλιξης της ζωής, καταφέρνει να μας εισάγει με σαφήνεια και ευρηματικότητα στον κόσμο της βιολογίας. Ο Λέιν διακρίνεται για την ποιότητα των ερωτήσεών του, οι οποίες αποδεικνύονται βαθιά αλληλένδετες επιτρέποντας στον αναγνώστη να συμπορευθεί μαζί με τον συγγραφέα σε ένα καθηλωτικό ταξίδι που αφορά το φαινόμενο της ζωής. Ο εξαιρετικός πρόλογος του Σπύρου Σφενδουράκη, καθηγητή Οικολογίας στο Τμήμα Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Κύπρου, μυεί τον αναγνώστη στο άγνωστο δυνητικά πεδίο της προέλευσης της ζωής προσφέροντας ταυτόχρονα μια συνεκτική ανασκόπηση του τι πρόκειται να ακολουθήσει.

Το «Ζωτικό Ερώτημα» είναι μια συναρπαστική ιστορία για την εξέλιξη της ζωής στη Γη, η οποία μας θυμίζει πως η βιολογία δεν αφορά μόνο τα γονίδια και το περιβάλλον αλλά αφορά εξίσου τη δομή των κυττάρων, καθώς και τους φυσικούς περιορισμούς που επιβάλλονται σε αυτή. Μας θυμίζει ότι στο τέλος βρίσκουμε κάτι από την αρχή. Οτι η αρχή δεν αποτελεί μόνο αφετηρία, αλλά και σκοπιά. Και ότι η ενοποιημένη γνώση, η γνώση που ανάγεται σε πρώτες αρχές, μπορεί να οδηγήσει σε μια επιστήμη με πολύ μεγαλύτερη προβλεπτική δύναμη.

Η κυρία Χριστίνα Ευτύχη είναι δρ Ανοσολογίας – μεταφράστρια.