Järgnev on väljavõte sellest Sassis puu: radikaalselt uus elulugu autor David Quammen.
Elu universumis, nii palju kui me teame, ja ükskõik kui eredalt me teisiti ette kujutaksime, on omapärane nähtus, mis piirdub planeediga Maa. Spekulatsioone ja tõenäosuslikku nuudlimist on palju, kuid vastupidiseid tõendeid pole. Matemaatilised tõenäosused ja keemilised asjaolud näivad viitavat sellele, et elu peaks eksisteerima mujal. Kuid sellise alternatiivse elu tegelikkus, kui üldse, pole siiani kontrollimiseks kättesaadav. See on oletus, samas kui maise elu on fakt. Mõni hämmastav maaväliste olendite avastus, millest teatati homme või järgmisel aastal või kaua pärast teie ja minu aega, võib selle mulje Maa ainulaadsusest ümber lükata. Praegu on see aga see, mis meil on: elu on lugu, mis on arenenud ainult siin, suhteliselt väikesel kivikeral ühe keskmise galaktika silmapaistmatus nurgas. See on lugu, mis meie teadmiste kohaselt on juhtunud vaid korra.
Loe raamatut
Sassis puu: radikaalselt uus elulugu
OstaSelle loo kuju, nii selle laiaulatuslikud piirjooned kui ka peenemad üksikasjad, pakub seetõttu teatud huvi.
Mis juhtus ligikaudu nelja miljardi aasta jooksul, et tuua elu selle ürgse päritoluga mitmekesisuse ja keerukuse fluorestsentsi, mida me praegu näeme? Kuidas see juhtus? Millise juhuse ja sihikindluse konkatenatsiooniga sai see tulemuseks nii imelised olendid nagu inimesed – ja sinivaalad, türannosaurused ja hiiglaslikud sekvoiad? Teame, et evolutsiooniajaloos on toimunud üliolulised üleminekud, ebatõenäolised lähenemisjuhtumid, ummikteed, massilised väljasuremised, suured sündmused ja suurte tagajärgedega väikesed sündmused, sealhulgas mõned saatuslikud juhused, mis on jätnud maha tõendid nende toimumise kohta, mis on peenelt kogu fossiilsete dokumentide kogus. ja elav maailm. Muuda need mõned juhused mõtteeksperimendina ja kõik oleks teisiti. meid ei eksisteeriks. Loomi ja taimi poleks olemas. Miks juhtus nii, mitte kuidagi teisiti? Religioonidel on sellistele küsimustele oma vastused, kuid teaduse jaoks tuleb vastused avastada ja seejärel empiiriliste tõenditega toetada, mitte vastu võtta pühas transis.
See raamat räägib uuest meetodist selle tuletamiseks ja teatud ootamatutest arusaamadest, mis uuest meetodist tulenevad. Meetodil on nimi: molekulaarne fülogeneetika. Kui soovite, kirtsutage oma nina selle uhke fraasi peale ja ma kirtsutan koos teiega, kuid tegelikult on selle tähendus üsna lihtne: elu sügava ajaloo ja sugulusmustrite lugemine koostisosade järjestusest. teatud pikad molekulid, nagu need molekulid eksisteerivad tänapäeval elusolendites. Peamiselt kõne all olevad molekulid on DNA, RNA ja mõned valitud valgud. Koostisosad on nukleotiidalused ja aminohapped – nende täpsem definitsioon. Ootamatu arusaam on põhjalikult muutnud seda, mida me arvame teadvat elu ajaloost ja elusolendite funktsionaalsetest osadest, sealhulgas iseendast. Eelkõige on tulnud kolm suurt üllatust selle kohta, kes me oleme – meie, mitmerakulised loomad, täpsemalt meie inimesed – ja millised me oleme ning kuidas elu meie planeedil on arenenud.
Üks neist kolmest üllatusest hõlmab olendi anomaalset vormi, kes räägib seda lugu, tervet elukategooriat, mida varem ei osatud kahtlustada ja mida nüüd tuntakse arhea nime all. (Nende nimi kirjutatakse suurtähtedega, kui neid kasutatakse ametliku taksonoomilise kategooriana: Archaea.) Teine on päriliku muutuse viis, mida ei osatud kahtlustada ja mida nüüd nimetatakse horisontaalseks geeniülekandeks. Kolmas on ilmutus või igatahes suur tõenäosus meie enda sügavaimate esivanemate kohta. Meie ise – meie, inimesed – pärineme ilmselt olenditest, kelle olemasolu veel nelikümmend aastat tagasi veel ei tuntud.
Arhea avastamine ja tuvastamine, mida peeti pikka aega ekslikult bakterite alarühmadeks, näitas, et tänapäevane elu mikroobide skaalal on väga erinev sellest, mida teadus varem kujutas, ja et ka elu varajane ajalugu oli väga erinev. Horisontaalse geeniülekande (HGT, ekspertide tähesupis) tunnustamine laialt levinud nähtusena on ümber lükanud traditsioonilise veendumuse, et geenid liiguvad ainult vertikaalselt, vanematelt järglastele ja nendega ei saa kaubelda külgsuunas üle liigipiiride. Viimased uudised arhea kohta on, et kõik loomad, kõik taimed, kõik seened ja kõik muud keerulised olendid, mis koosnevad tuumades DNA-d kandvatest rakkudest – sellesse loendisse kuuluvad ka meid – on pärit nendest veidratest iidsetest mikroobidest. Võib olla. See on natuke nagu õpetus, et teie vanavanavanavanavanaisa ei tulnud Leedust, vaid Marsilt.
Kokkuvõttes tekitavad need kolm üllatust sügavat uut ebakindlust ja neil on suur mõju inimese identiteedile, inimese individuaalsusele ja tervisele. Me ei ole täpselt need, kelleks end arvasime. Oleme kombineeritud olendid ja meie esivanemad näivad olevat pärit elava maailma pimedast tsoonist, olendite rühmast, mille kohta teadus kuni viimaste aastakümneteni oli teadmatuses. Evolutsioon on keerulisem, palju keerulisem, kui me arvasime. Elupuu on rohkem sassis. Geenid ei liigu ainult vertikaalselt. Nad võivad läbida ka külgsuunas üle liigipiiride, laiemate lõhede, isegi erinevate elukuningriikide vahel, ja mõned on sattunud kõrvale meie oma suguvõsasse – primaatide suguvõsasse – pahaaimamatutest, mitteprimaatidest pärit allikatest. See on geneetiline vaste vereülekandele või (teine metafoor, mida eelistavad mõned teadlased) infektsiooni, mis muudab identiteeti. 'Nakkuslik pärilikkus.' Ma räägin selle kohta rohkem.
Ja vahepeal, rääkides infektsioonist: selle külgsuunalise geeniliikumise teiseks tulemuseks on antibiootikumiresistentsete bakterite globaalne meditsiiniline väljakutse, vaikne kriis, mis on määratud muutuma mürarikkamaks. Ohtlikud vead, nagu MRSA (metitsilliiniresistentne Staphylococcus aureus , mis tapab aastas rohkem kui üksteist tuhat inimest Ameerika Ühendriikides ja palju rohkem tuhandeid üle maailma), võivad geenide horisontaalse ülekande abil ootamatult omandada terveid komplekte ravimiresistentsuse geene täiesti erinevat tüüpi bakteritelt. Seetõttu on mitme ravimi suhtes resistentsete superbakterite – hävitamatute bakterite – probleem nii kiiresti üle maailma levinud. Selliste, nii praktiliste kui ka sügavate paljastuste tõttu on meil ootamatult väljakutse kohandada oma põhiarusaamu selle kohta, kes me, inimesed, oleme, mis on meid loonud ja kuidas elusmaailm toimib.
Kogu see bioloogilise mõtlemise radikaalne lähtestamine tekkis mitmest ruumi ja aja lähtepunktist. Üks neist, võib-olla kõige olulisem, väärib siinkohal mainimist: aeg oli 1977. aasta sügis; koht oli Illinoisi osariigis Urbana, kus Carl Woese-nimeline mees istus jalad oma laual, enne kui märkmete ja kujunditega tahvel poseeris lõbusalt fotograafile. New York Times . Kaasnev Ajad 3. novembril 1977 ilmus lugu, mille jaoks foto tehti, teatades, et Woese ja tema kolleegid olid avastanud 'eraldi eluvormi', mis moodustab lisaks kahele tunnustatud bioloogilistele vormidele 'kolmanda kuningriigi'. See oli esikülg. , voldi kohal, röövitud pärija Patty Hearsti esemed ja relvaembargo Lõuna-Aafrika apartheidirežiimi vastu. Suured uudised, teisisõnu, kas keskmine või mitte Ajad Lugeja sai sellisest lahjast jutust aru, mida on mõeldud „eraldi eluvormi” all. See artikkel tähistas Woese'i kuulsuse tippu, tema Warholi hetke: viisteist minutit rambivalgust, siis tagasi laborisse. Woese tõi kaasa radikaalsed muutused – oma valdkonda, elulugu – ja ometi jääb ta enamikule inimestele väljaspool molekulaarbioloogia haruldasi koridore tundmatuks.
Carl Woese oli keeruline mees – raevukalt pühendunud ja väga privaatne –, kes haaras kinni sügavatest küsimustest, ühendas nende küsimuste lahendamiseks geniaalseid tehnikaid, eiras mõningaid teadusliku viisakuse reegleid, leidis vaenlasi, eiras ilusaid asju, ütles välja, mida arvas, keskendus obsessiivselt. oma uurimisprogrammis, jättes välja enamiku muudest probleemidest, ja tõi välja vähemalt ühe või kaks avastust, mis raputasid bioloogilise mõtte tugisambaid. Oma lähedastele sõpradele oli ta lihtne, naljakas tüüp; sööbiv, kuid karm, armastus džässi, õlle ja šoti maitsega ning amatöörlik klaver. Oma magistrantidele ja järeldoktorantidele ja laborantidele, enamikule neist, oli ta hea ülemus ja inspireeriv mentor, mõnikord (kuid mitte alati) suuremeelne, tark ja hooliv.
[ Seal, kus teadus ja kunst ristuvad, võib tants tuua kaasa uue arusaama. ]
Õpetajana kitsamas tähenduses – Illinoisi ülikooli mikrobioloogiaprofessorina – oli ta bakalaureuseõppes peaaegu olematu. Ta ei seisnud suurte innukate, asjatundmatute õpilaste pankade ees, kes kannatlikult bakterite ABC-d selgitasid. Loengu pidamine polnud tema tugevus ega huvi ning tal puudus kõnekas jõulisus isegi teaduskoosolekutel oma töid tutvustades. Talle ei meeldinud koosolekud. Talle ei meeldinud reisimine. Ta ei loonud oma laboris rõõmsat, kollegiaalset kultuuri, korraldades seminare ja jõulupidusid, et neid grupipiltidele jäädvustada, nagu teevad paljud vanemteadlased. Tal olid oma valitud noored sõbrad ja mõned neist mäletavad häid aegu, naeru, õllegrillimist Woese kodus, vaid lühikese jalutuskäigu kaugusel ülikoolilinnakust. Kuid need sõbrad olid vähesed väljavalitud, kes mingil moel võlu või õnne tõttu olid tema kestast läbi saanud.
Hilisematel aastatel, kui ta kogus laiemat tunnustust, saades ilma Nobeli preemiata igasuguseid autasusid, näib, et Woese on samuti kibestunud. Ta pidas end autsaideriks. Ta valiti Riiklikku Teaduste Akadeemiasse, kõrgesse kogusse, kuid hilja, kuuekümneaastaselt, ja viivitus ärritas teda. Mõne teate kohaselt jäi ta oma perekonnast kaugeks – abikaasast ja kahest lapsest, keda tema teadustöö avaldatud aruannetes mainitakse harva. Ta oli hiilgav vänt ja tema töö ajendas drastiliselt läbi vaatama bioloogia ühe kõige põhilisema kontseptsiooni: elupuu idee, suurepärase seose ja mitmekesistamise arborealistliku kuvandi. Seetõttu on Woese’i triumfihetk Urbanas 3. novembril 1977 selle raamatu tuuma lähedal.
Woese ja tema puuga on seotud ka teised teadlased ja muud avastused. Näiteks üks vähetuntud Briti arst Fred Griffith märkas 1920. aastate keskel tervishoiuministeeriumi jaoks kopsupõletikku uurides ootamatut transformatsiooni bakterite seas: üks tüvi muutub ootamatult teiseks tüvegaks, presto, kahjutust surmavalt virulentseks. . See oli oluline rahvatervise seisukohalt (bakteriaalne kopsupõletik oli neil päevil peamine surmapõhjus), aga ka, nagu isegi Griffith ei mõistnud, vihje puhta teaduse sügavamatele tõdedele.
[Lubage meil tutvustada teile VÄGA näljast tõugu.]
Griffithi hämmastava transformatsiooni mehhanism jäi ebaselgeks kuni 1944. aastani, mil vaikne ja nõudlik teadlane Oswald Avery New Yorgi Rockefelleri Instituudis tuvastas aine, 'muutusprintsiibi', mis võib põhjustada nii järsu muutuse ühest bakteriaalsest identiteedist. teine. See oli desoksüribonukleiinhape. DNA. Vähem kui kümme aastat hiljem näitasid Joshua Lederberg ja tema kolleegid, et seda tüüpi transformatsioon, mida nimetatakse 'nakkuslikuks pärilikkuseks', on rutiinne ja oluline protsess bakterites - ja nagu hilisem töö näitab, mitte ainult bakterites. Samal ajal töötas maisigeneetik Barbara McClintock, kes avastas oma lemmiktaime kromosoomides geene, mis põrkavad ühest punktist teise, oma karjääri tippaastatel väga vähese toetuse ja tunnustusega ning võttis seejärel kaheksakümneaastaselt vastu Nobeli preemia. üks.
Lynn Margul, Chicagos haritud mikrobioloog, kes on peaaegu igas mõttes ainulaadne, jagas McClintockiga vähemalt ühte asja: pettumusi BLUES1P_Quammen_TangledTree_KB.indd 13 21.06.18 16:06 xiv Kolm üllatust: mõne kolleegi sissejuhatus. ekstsentrilise ja visa naisena. Margulise puhul oli see selleks, et taaselustada vana idee, mida oli pikka aega veidraks peetud: endosümbioosi. Ta mõtles selle mõiste all umbkaudu elusolendite kooperatiivset integreerimist elusolenditesse. See tähendab, et mitte ainult pisikesed olendid suurte olendite kõhus või ninas, vaid ka rakud rakkudes. Täpsemalt väitis Margulis, et rakud, mis moodustavad iga olendi keerulisemates eluvaldkondades – iga inimene, iga loom, iga taim, iga seene – on kimäärsed asjad, mis on kokku pandud kinnipeetud bakteritega mittebakteriaalsetes anumates. Need konkreetsed bakterid on pika aja jooksul muutunud rakuorganiteks. Kujutage ette austrit, mis on siirdatud lehmale ja millest saab funktsionaalne veise neer. See tundus hullumeelne, kui Margulis 1967. aastal selle ettepaneku tegi. Kuid tal oli selles asjas enamasti õigus.
Ka Fred Sanger, Francis Crick, Linus Pauling, Tsutomu Watanabe ja teised teadlased mängisid selles sündmusteahelas otsustavat osa, mõnikord nii isiksuse kui ka teadusliku sära tõttu. Veidi sügavamal minevikus peituvad ebaselged tegelased, nagu Ferdinand Cohn, Edward Hitchcock ja Augustin Augier, aga ka kuulsamad isikud, sealhulgas Ernst Haeckel, August Weismann ja Carl Linnaeus. Siin tõuseb taas Jean-Baptiste Lamarcki vaim, et evolutsioonilise mõtlemise varjus möödapääsmatult kaasa hiilida.
Sellised inimesed, kes kõik aitavad kaasa teaduslikule murrangule, pakuvad täiendavat huvi selle eest, kuidas nende teosed nende elust välja kasvasid. Need on head meeldetuletused, et teadus ise, olgu see täpne ja objektiivne, on inimtegevus. See on nii imestamise kui ka teadmise viis. See on protsess, mitte faktide või seaduste kogum. Nagu muusika, nagu luule, nagu pesapall, nagu suurmeistrimale, on see midagi hiilgavalt ebatäiuslikku, mida inimesed teevad. Meie inimlikkuse määrdunud sõrmejäljed on sellel kõikjal.
Väljavõte alates Sassis puu autor David Quammen. Avaldatud kokkuleppel Simon & Schusteriga.