Ένα κοσμικό αστείο που έχει τους επιστήμονες να κυλούν στο διάδρομο
Υπάρχει ένα «πράγμα» στο οποίο αναφέρομαι Σύμπαν Χιούμορ, άλλοι μπορεί να το αναφέρουν ως α Κοσμικό αστείο. Υπήρξαν στιγμές σε όλη μας τη ζωή, όταν σκεφτήκαμε ότι ξέραμε ακριβώς πώς θα συμβεί κάποιο συμβάν ή συμβάν. Θα μπορούσαμε να είμαστε τόσο πεπεισμένοι ότι «ξέραμε» τι θα συνέβαινε, ότι θα στοιχηματίσαμε το οικογενειακό αγρόκτημα και το νεροχύτη της κουζίνας στο αποτέλεσμα της εκδήλωσης. Είναι σε τέτοιες στιγμές, όταν το Σύμπαν μας εκπλήσσει κάνοντας μια αριστερή στροφή αντί για δεξιά.
Ενώ στις περισσότερες περιπτώσεις μια τέτοια σειρά γεγονότων μπορεί να προκαλέσει θυμό, απογοήτευση ή απογοήτευση, συνήθως ανταποκρίνομαι κουνώντας το κεφάλι μου με βαθύ δέος για τη διεστραμμένη φύση του Σύμπαντος Χιούμορ. Εδώ σκέφτηκα ότι ήξερα ακριβώς πώς θα γίνουν τα πράγματα και μετά θα με εκπλήξει, ο άνεμος μου χτύπησε. Αναρωτιέμαι, πρέπει να επανεξετάσω και να επανεξετάσω τις πεποιθήσεις που κράτησα που με οδήγησαν στο ελαττωματικό συμπέρασμα.
Όταν Σύμπαν Χιούμορ χτυπά ένα άτομο, η αναγνώριση της εκπληκτικής έλλειψης συνειδητοποίησής τους μπορεί να προκαλέσει μια βαθιά αλλαγή στη ζωή τους. Σε ατομικό επίπεδο, ο καθένας πρέπει να επανεξετάσει τις δικές του πεποιθήσεις για να ικανοποιήσει τις εκπληκτικές παρατηρήσεις.
Αντίθετα, η πορεία της ανθρώπινης ιστορίας αλλάζει ριζικά όταν Σύμπαν Χιούμορ υπονομεύει μια «βασική πίστη» που αποτελεί μέρος του ιστού ολόκληρης της κοινωνίας. Σκεφτείτε πώς άλλαξε η πορεία της ανθρώπινης ιστορίας όταν η πεποίθηση ότι ο κόσμος ήταν επίπεδης αμφισβητήθηκε από την περιπλάνηση του πλανήτη;
Το 1893, ο πρόεδρος της φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ προειδοποίησε τους φοιτητές ότι δεν υπήρχε πλέον ανάγκη για επιπλέον διδακτορικά στο πεδίο της φυσικής. Υπερηφάνησε ότι η επιστήμη είχε αποδείξει το γεγονός ότι το σύμπαν ήταν μια μηχανή ύλης, αποτελούμενη από φυσικά, αδιαίρετα άτομα που υπακούουν πλήρως στους νόμους της Νεύτωνας Μηχανικής. Δεδομένου ότι όλοι οι περιγραφικοί νόμοι της φυσικής ήταν «γνωστοί», το μέλλον της φυσικής θα υποβιβαζόταν στην πραγματοποίηση λεπτότερων και λεπτότερων μετρήσεων.
Δύο χρόνια αργότερα, η έννοια του Νεύτωνα για ένα σύμπαν μόνο για ύλη ανατράπηκε από την ανακάλυψη υποατομικών σωματιδίων, ακτίνων Χ και ραδιενέργειας. Μέσα σε δέκα χρόνια, οι φυσικοί έπρεπε να απορρίψουν τη θεμελιώδη πίστη τους σε ένα υλικό σύμπαν γιατί αναγνωρίστηκε ότι το σύμπαν ήταν πραγματικά κατασκευασμένο από ενέργεια της οποίας οι μηχανικοί υπακούουν στους νόμους της Κβαντικής Φυσικής. Αυτό το μικρό κομμάτι του Σύμπαντος Χιούμορ άλλαξε βαθιά την πορεία του πολιτισμού, μεταφέροντάς μας από ατμομηχανές σε πυραυλικά πλοία, από τηλεγράφους σε υπολογιστές.
Λοιπόν… ο κοσμικός φάρσα έχει χτυπήσει ξανά!
Όπως έχει κάνει μερικές φορές στο παρελθόν, αυτή η έκφραση του Σύμπαν Χιούμορ υποστηρίζει μια θεμελιώδη βασική πεποίθηση που κατέχει η συμβατική επιστήμη. Το αστείο ενσωματώνεται στα αποτελέσματα του Προγράμματος Ανθρώπινου Γονιδιώματος. Σε όλη τη στεφάνη της αλληλουχίας του ανθρώπινου γενετικού κώδικα και έχοντας παγιδευτεί στο λαμπρό τεχνολογικό επίτευγμα, δεν έχουμε επικεντρωθεί στην πραγματική «σημασία» των αποτελεσμάτων.
Μία από τις πιο σημαντικές και θεμελιώδεις βασικές πεποιθήσεις στη συμβατική βιολογία είναι ότι τα χαρακτηριστικά και ο χαρακτήρας των οργανισμών «ελέγχονται» από τα γονίδια τους. Αυτή η πεποίθηση βασίζεται στην έννοια της γενετικής αποφασιστικότητας, το συμβατικό δόγμα που παρέχεται σχεδόν σε κάθε βιβλίο και βιολογία. Πώς τα γονίδια καταφέρνουν να «ελέγχουν» τη ζωή; Βασίζεται στην ιδέα ότι τα γονίδια είναι αυτοεμφανιζόμενα, που σημαίνει ότι είναι σε θέση να «ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν». Τα αυτο-πραγματοποιημένα γονίδια θα παρέχουν προγράμματα που μοιάζουν με υπολογιστή που θα ελέγχουν τη δομή και τη λειτουργία των οργανισμών. Κατά συνέπεια, η πίστη μας στη γενετική αποφασιστικότητα υπονοεί ότι η «πολυπλοκότητα» (εξελικτικό ανάστημα) ενός οργανισμού θα ήταν ανάλογη με τον αριθμό των γονιδίων που είχε.
Πριν ξεκινήσει το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος, οι επιστήμονες είχαν εκτιμήσει ότι η ανθρώπινη πολυπλοκότητα θα απαιτούσε ένα γονιδίωμα άνω των 100,000 γονιδίων. Τα γονίδια είναι κατά κύριο λόγο σχεδιαγράμματα που κωδικοποιούν τη χημική δομή των πρωτεϊνών, τα μοριακά «μέρη» που αποτελούν το κύτταρο. Θεωρήθηκε ότι υπήρχε ένα γονίδιο που κωδικοποιεί κάθε μία από τις 70,000 έως 90,000 πρωτεΐνες που αποτελούν το σώμα μας.
Εκτός από τα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, το κύτταρο περιέχει γονίδια που καθορίζουν τον χαρακτήρα ενός οργανισμού «ελέγχοντας» τη δραστηριότητα άλλων γονιδίων. Τα γονίδια που «προγραμματίζουν» την έκφραση άλλων γονιδίων καλούνται ρυθμιστικά γονίδια. Τα ρυθμιστικά γονίδια κωδικοποιούν πληροφορίες σχετικά με πολύπλοκα φυσικά σχήματα που παρέχουν συγκεκριμένες ανατομίες, οι οποίες αντιπροσωπεύουν τις δομές που χαρακτηρίζουν κάθε τύπο κυττάρου (μυς έναντι οστών) ή οργανισμό (χιμπατζήδες από έναν άνθρωπο). Επιπλέον, ένα υποσύνολο ρυθμιστικών γονιδίων σχετίζεται με τον "έλεγχο" συγκεκριμένων συμπεριφορικών μοτίβων. Τα ρυθμιστικά γονίδια ενορχηστρώνουν τη δραστηριότητα μεγάλων αριθμών γονιδίων των οποίων οι ενέργειες συμβάλλουν συλλογικά στην έκφραση χαρακτηριστικών όπως η συνειδητοποίηση, το συναίσθημα και η νοημοσύνη. Υπολογίστηκε ότι υπήρχαν περισσότερα από 30,000 ρυθμιστικά γονίδια στο ανθρώπινο γονιδίωμα.
Λαμβάνοντας υπόψη τον ελάχιστο αριθμό γονιδίων που απαιτούνται για την δημιουργία ενός ανθρώπου: θα ξεκινήσουμε με έναν αριθμό βάσης πάνω από 70,000 γονίδια, ένα για κάθε μία από τις πάνω από 70,000 πρωτεΐνες που βρέθηκαν σε έναν άνθρωπο. Στη συνέχεια, συμπεριλαμβάνουμε τον αριθμό των ρυθμιστικών γονιδίων που απαιτούνται για την πολυπλοκότητα των προτύπων που εκφράζονται στην ανατομία, τη φυσιολογία και τη συμπεριφορά μας. Αφήνει να στρογγυλοποιήσει τον αριθμό των ανθρώπινων γονιδίων στο σύνολο των 100,000 ακόμη, συμπεριλαμβάνοντας έναν μινιμαλιστικό αριθμό 30,000 ρυθμιστικών γονιδίων.
Είστε έτοιμοι για το Κοσμικό Αστείο; Τα αποτελέσματα του έργου Genome αποκαλύπτουν ότι υπάρχουν μόνο περίπου 34,000 γονίδια στο ανθρώπινο γονιδίωμα. Τα δύο τρίτα των αναμενόμενων γονιδίων δεν υπάρχουν! Πώς μπορούμε να λογοδοτήσουμε για την πολυπλοκότητα ενός γενετικά ελεγχόμενου ανθρώπου όταν δεν υπάρχουν ακόμη αρκετά γονίδια για να κωδικοποιήσουν μόνο τις πρωτεΐνες;
Πιο εξευτελιστικό για το δόγμα της πίστης μας στη γενετική αποφασιστικότητα είναι το γεγονός ότι δεν υπάρχει μεγάλη διαφορά στον συνολικό αριθμό γονιδίων που βρίσκονται στον άνθρωπο και σε αυτά που βρίσκονται σε πρωτόγονους οργανισμούς που ζουν στον πλανήτη. Πρόσφατα, οι βιολόγοι ολοκλήρωσαν τη χαρτογράφηση δύο γονιδίων από τα πιο μελετημένα ζωικά μοντέλα στη γενετική έρευνα, τη μύγα φρούτων και ένα μικροσκοπικό σκουλήκι (Caenorhabditis elegans).
Το πρωτόγονο Caenorhabditis worm χρησιμεύει ως ένα τέλειο μοντέλο για τη μελέτη του ρόλου των γονιδίων στην ανάπτυξη και τη συμπεριφορά. Αυτός ο ταχέως αναπτυσσόμενος και αναπαραγωγικός πρωτόγονος οργανισμός έχει ένα σώμα με ακρίβεια μοτίβο που αποτελείται από ακριβώς 969 κύτταρα, έναν απλό εγκέφαλο περίπου 302 διατεταγμένων κυττάρων, εκφράζει ένα μοναδικό ρεπερτόριο συμπεριφορών και το πιο σημαντικό, είναι δεκτό σε γενετικό πειραματισμό. Το γονιδίωμα Caenorhabditis αποτελείται από περισσότερα από 18,000 γονίδια. Το ανθρώπινο σώμα των 50+ τρισεκατομμυρίων κυττάρων έχει ένα γονιδίωμα με μόνο 15,000 περισσότερα γονίδια από τον χαμηλό, χωρίς περιστροφή, μικροσκοπικό σκουλήκι.
Προφανώς, η πολυπλοκότητα των οργανισμών δεν αντικατοπτρίζεται στην πολυπλοκότητα των γονιδίων του. Για παράδειγμα, το γονιδίωμα της μύγας φρούτων ορίστηκε πρόσφατα ότι αποτελείται από 13,000 γονίδια. Το μάτι της μύγας φρούτων αποτελείται από περισσότερα κύτταρα από αυτά που βρίσκονται σε ολόκληρο το σκουλήκι Caenorhabditis. Πολύ πιο περίπλοκη στη δομή και τη συμπεριφορά από το μικροσκοπικό σκουλήκι, η μύγα φρούτων έχει 5000 λιγότερα γονίδια !!
Το Human Genome Project ήταν μια παγκόσμια προσπάθεια αφιερωμένη στην αποκρυπτογράφηση του ανθρώπινου γενετικού κώδικα. Πιστεύεται ότι το ολοκληρωμένο ανθρώπινο σχεδιάγραμμα θα παρέχει στην επιστήμη όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για να «θεραπεύσει» όλα τα δεινά της ανθρωπότητας. Θεωρήθηκε επίσης ότι η επίγνωση του μηχανισμού του ανθρώπινου γενετικού κώδικα θα επέτρεπε στους επιστήμονες να δημιουργήσουν έναν Μότσαρτ ή έναν άλλο Αϊνστάιν.
Η «αποτυχία» του αποτελέσματος του γονιδιώματος να ανταποκριθεί στις προσδοκίες μας αποκαλύπτει ότι οι προσδοκίες μας για το πώς λειτουργεί η βιολογία βασίζονται σαφώς σε εσφαλμένες υποθέσεις ή πληροφορίες. Η «πίστη» μας στην έννοια του γενετικού ντετερμινισμού είναι ουσιαστικά… λανθασμένη! Δεν μπορούμε να αποδώσουμε πραγματικά το χαρακτήρα της ζωής μας ως συνέπεια του γενετικού «προγραμματισμού». Τα αποτελέσματα του γονιδιώματος μας αναγκάζουν να επανεξετάσουμε το ερώτημα: «Από πού αποκτούμε τη βιολογική μας πολυπλοκότητα;»
Σε ένα σχόλιο για τα εκπληκτικά αποτελέσματα της μελέτης για το ανθρώπινο γονιδίωμα, ο David Baltimore, ένας από τους σημαντικότερους γενετιστές του κόσμου και νικητής του βραβείου Νόμπελ, αντιμετώπισε αυτό το ζήτημα της πολυπλοκότητας:
«Αλλά αν το ανθρώπινο γονιδίωμα δεν περιέχει πολλά γονίδια που είναι αδιαφανή στους υπολογιστές μας, είναι σαφές ότι δεν κερδίζουμε την αδιαμφισβήτητη πολυπλοκότητά μας έναντι των σκουληκιών και των φυτών χρησιμοποιώντας περισσότερα γονίδια. Κατανοώντας τι μας δίνει την πολυπλοκότητά μας - το τεράστιο συμπεριφορικό μας ρεπερτόριο, την ικανότητα να παράγουμε συνειδητή δράση, αξιοσημείωτο φυσικό συντονισμό, επακριβώς συντονισμένες μεταβολές σε απόκριση σε εξωτερικές παραλλαγές του περιβάλλοντος, μάθηση, μνήμη… πρέπει να συνεχίσω; - παραμένει μια πρόκληση για μελλοντικός." (Φύση 409: 816, 2001)
Οι επιστήμονες έχουν διακηρύξει ότι οι βιολογικές μας μοίρες είναι γραμμένες στα γονίδια μας. Αντιμέτωποι με αυτήν την πεποίθηση, το Σύμπαν μας χιούμορ με ένα κοσμικό αστείο: Ο «έλεγχος» της ζωής δεν είναι στα γονίδια. Φυσικά, η πιο ενδιαφέρουσα συνέπεια των αποτελεσμάτων του έργου είναι ότι πρέπει τώρα να αντιμετωπίσουμε αυτήν την «πρόκληση για το μέλλον» που αναφέρθηκε στη Βαλτιμόρη. Τι «ελέγχει» τη βιολογία μας, αν όχι τα γονίδια;
Τα τελευταία χρόνια, η έμφαση της επιστήμης και του Τύπου στη «δύναμη» των γονιδίων επισκίασε το λαμπρό έργο πολλών βιολόγων που αποκαλύπτουν μια ριζικά διαφορετική κατανόηση σχετικά με την οργανική έκφραση. Αναδύοντας στην αιχμή της κυτταρικής επιστήμης είναι η αναγνώριση ότι το περιβάλλον, και πιο συγκεκριμένα, η αντίληψή μας για το περιβάλλον, ελέγχει άμεσα τη συμπεριφορά μας και τη γονιδιακή δραστηριότητα.
Οι μοριακοί μηχανισμοί με τους οποίους τα ζώα, από μεμονωμένα κύτταρα σε ανθρώπους, αποκρίνονται σε περιβαλλοντικά ερεθίσματα και ενεργοποιούν κατάλληλες φυσιολογικές και συμπεριφορικές αποκρίσεις έχουν πρόσφατα ταυτοποιηθεί. Τα κύτταρα χρησιμοποιούν αυτούς τους μηχανισμούς για να «προσαρμόσουν» δυναμικά τη δομή και τη λειτουργία τους για να καλύψουν τις συνεχώς μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές απαιτήσεις. Η διαδικασία προσαρμογής διαμεσολαβείται από την κυτταρική μεμβράνη (το δέρμα του κυττάρου), η οποία χρησιμεύει ως το ισοδύναμο του «εγκεφάλου» του κυττάρου. Οι κυτταρικές μεμβράνες αναγνωρίζουν περιβαλλοντικά «σήματα» μέσω της δραστηριότητας των πρωτεϊνών υποδοχέα. Οι υποδοχείς αναγνωρίζουν τόσο φυσικά (π.χ. χημικά, ιόντα) όσο και ενεργητικά (π.χ. ηλεκτρομαγνητικά, κλιμακωτά).
Τα περιβαλλοντικά σήματα «ενεργοποιούν» πρωτεΐνες υποδοχέων προκαλώντας τη δέσμευσή τους με συμπληρωματικές πρωτεΐνες τελεστών. Οι αποτελεσματικές πρωτεΐνες είναι «διακόπτες» που ελέγχουν τη συμπεριφορά του κυττάρου. Οι πρωτεΐνες υποδοχέα-τελεστής παρέχουν στο κύτταρο συνειδητοποίηση μέσω φυσικής αίσθησης. Με αυστηρό ορισμό, αυτά τα σύμπλοκα πρωτεϊνών μεμβράνης αντιπροσωπεύουν μοριακές μονάδες αντίληψης. Αυτά τα μόρια αντίληψης μεμβράνης ελέγχουν επίσης τη μεταγραφή γονιδίων (την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των γονιδιακών προγραμμάτων) και πρόσφατα έχουν συνδεθεί με προσαρμοστικές μεταλλάξεις (γενετικές μεταβολές που ξαναγράφουν τον DNA κώδικα σε απόκριση στο στρες).
Η κυτταρική μεμβράνη είναι ένα δομικό και λειτουργικό ομόλογο (ισοδύναμο) ενός τσιπ υπολογιστή, ενώ ο πυρήνας αντιπροσωπεύει έναν σκληρό δίσκο ανάγνωσης-εγγραφής φορτωμένο με γενετικά προγράμματα. Η οργανική εξέλιξη, που προκύπτει από την αύξηση του αριθμού των μονάδων αντίληψης της μεμβράνης, θα μοντελοποιηθεί χρησιμοποιώντας τη γεωμετρία του φράκταλ. Τα επαναλαμβανόμενα μοτίβα φράκταλ επιτρέπουν την παραπομπή της δομής και της λειτουργίας μεταξύ τριών επιπέδων βιολογικής οργάνωσης: του κυττάρου, του πολυκύτταρου οργανισμού και της κοινωνικής εξέλιξης. Μέσα από τα μαθηματικά φράκταλ μας παρέχονται πολύτιμες πληροφορίες για το παρελθόν και το μέλλον της εξέλιξης.
Το περιβάλλον, μέσω της πράξης της αντίληψης, ελέγχει τη συμπεριφορά, τη γονιδιακή δραστηριότητα και ακόμη και την επανεγγραφή του γενετικού κώδικα. Τα κύτταρα «μαθαίνουν» (εξελίσσονται) δημιουργώντας νέες πρωτεΐνες αντίληψης σε απάντηση σε νέες περιβαλλοντικές εμπειρίες. Οι «μαθημένες» αντιλήψεις, ειδικά αυτές που προέρχονται από έμμεσες εμπειρίες (π.χ. γονική, ομότιμη και ακαδημαϊκή εκπαίδευση), μπορεί να βασίζονται σε εσφαλμένες πληροφορίες ή σε λανθασμένες ερμηνείες. Δεδομένου ότι μπορεί ή όχι να είναι «αληθινές», οι αντιλήψεις είναι στην πραγματικότητα-πεποιθήσεις!
Η νέα μας επιστημονική γνώση επιστρέφει σε μια αρχαία συνειδητοποίηση της δύναμης της πίστης. Οι πεποιθήσεις είναι πράγματι ισχυρές ... είτε είναι αληθινές είτε ψευδείς. Ενώ έχουμε πάντα ακούσει για τη «δύναμη της θετικής σκέψης», το πρόβλημα είναι ότι η αρνητική σκέψη είναι εξίσου ισχυρή, αν και στην «αντίθετη» κατεύθυνση. Τα προβλήματα που συναντώνται στην υγεία και στην εξέλιξη της ζωής μας συνδέονται γενικά με τις «παρανοήσεις» που αποκτήθηκαν στις μαθησιακές μας εμπειρίες. Το θαυμάσιο μέρος της ιστορίας είναι ότι οι αντιλήψεις μπορούν να ξαναεκτιμηθούν! Μπορούμε να αναδιαμορφώσουμε τη ζωή μας για την επανεκπαίδευση της συνείδησής μας. Αυτή είναι μια αντανάκλαση της αιώνιας σοφίας που μας έχει μεταβιβαστεί και τώρα αναγνωρίζεται στην κυτταρική βιολογία.
Η κατανόηση των πρόσφατα περιγραφέντων μηχανισμών ελέγχου των κυττάρων θα προκαλέσει τόσο βαθιά αλλαγή στη βιολογική πεποίθηση όσο η κβαντική επανάσταση που προκαλείται στη φυσική. Η δύναμη του αναδυόμενου νέου βιολογικού μοντέλου είναι ότι ενοποιεί τις βασικές φιλοσοφίες της συμβατικής ιατρικής, της συμπληρωματικής ιατρικής και της πνευματικής θεραπείας.