Ett kosmiskt skämt som får forskarna att rulla i gången
Det finns en ”sak” som jag kallar Universum humor, andra kan hänvisa till det som en Kosmiskt skämt. Det har förekommit tider i alla våra liv när vi trodde att vi visste exakt hur någon händelse eller händelse skulle bli. Vi kunde vara så övertygade om att vi "visste" vad som skulle hända, att vi skulle ha satsat familjegården och diskbänken på resultatet av evenemanget. Det är i sådana ögonblick när universum överraskar oss genom att ta en vänster sväng istället för en höger.
Medan i de flesta fall en sådan händelse kan framkalla ilska, besvikelse eller desillusion, svarar jag vanligtvis genom att skaka på huvudet i djup vördnad för universums humors perversa natur. Här trodde jag att jag visste exakt hur saker skulle bli och sedan blev förvånad, vinden slog ut ur mig. I undring måste jag tänka om och ompröva de övertygelser jag höll och som ledde mig till min felaktiga slutsats.
När Universum humor träffar en individ, kan erkännande av deras förvånande brist på medvetenhet framkalla en djupgående förändring i deras liv. På individnivå måste var och en ompröva sin egen tro för att tillgodose de överraskande observationerna.
Däremot förändras människans historia radikalt när Universum humor undergräver en ”kärntron” som är en del av hela samhällets struktur. Tänk på hur mänsklighetens historia förändrades när tron att världen var platt utmanades av jordens kringgående?
1893 varnade fysikordföranden vid Harvard University studenterna om att det inte längre behövdes ytterligare doktorsexamen inom fysikområdet. Han skröt att vetenskapen hade fastställt det faktum att universum var en materiellmaskin, bestående av fysiska, odelbara atomer som helt följde lagarna i Newtonian Mechanics. Eftersom alla de beskrivande fysiklagarna var "kända" skulle fysikens framtid förvandlas till att göra finare och finare mätningar.
Två år senare störtades det newtonska konceptet om ett materieanvändande universum genom upptäckten av subatomära partiklar, röntgenstrålar och radioaktivitet. Inom tio år var fysiker tvungna att slänga sin grundläggande tro på ett materiellt universum för det erkändes att universum faktiskt var gjord av energi vars mekanik följde kvantfysikens lagar. Den lilla biten av Universum Humor förändrade djupgående civilisationens gång och tog oss från ångmaskiner till raketfartyg, från telegrafier till datorer.
Tja ... den kosmiska pojkaren har slagit igen!
Som det har gjort några gånger tidigare har detta uttryck för Universum humor upprätthåller en grundläggande grundtro som innehas av konventionell vetenskap. Skämtet förkroppsligas i resultaten av The Human Genome Project. I hela urbana över sekvenseringen av den mänskliga genetiska koden och att bli fastnat i den lysande teknologiska prestationen har vi inte fokuserat på den faktiska ”betydelsen” av resultaten.
En av de viktigaste och mest grundläggande trosuppfattningarna inom konventionell biologi är att organismernas egenskaper och karaktär "kontrolleras" av deras gener. Denna tro ligger i begreppet genetisk bestämning, den konventionella dogmen som ges i praktiskt taget alla läroböcker och biologikurser. Hur lyckas gener "kontrollera" livet? Det bygger på konceptet att gener är självframkallande, vilket betyder att de kan "slå sig av och på." Självaktualiserande gener skulle ge dataliknande program som skulle kontrollera organismens struktur och funktion. Följaktligen innebär vår tro på genetisk bestämning att "komplexitet" (evolutionär struktur) hos en organism skulle vara proportionell mot antalet gener den hade.
Innan Human genomprojektet påbörjades hade forskare uppskattat att mänsklig komplexitet skulle kräva ett genom som överstiger 100,000 70,000 gener. Gener är främst ritningar som kodar för den kemiska strukturen hos proteiner, de molekylära "delarna" som utgör cellen. Man trodde att det fanns en gen att koda för vart och ett av de 90,000 XNUMX till XNUMX XNUMX proteinerna som utgör våra kroppar.
Förutom proteinkodande gener innehåller cellen gener som bestämmer karaktären hos en organism genom att "kontrollera" aktiviteten hos andra gener. Gener som "programmerar" uttryck för andra gener kallas regulatoriska gener. Regulatoriska gener kodar information om komplexa fysiska mönster som ger specifika anatomier, som representerar strukturerna som kännetecknar varje celltyp (muskel kontra ben) eller organism (en schimpans från en människa). Dessutom är en delmängd av reglerande gener associerad med "kontrollen" av specifika beteendemönster. Regulatoriska gener orkestrerar aktiviteten hos ett stort antal gener vars handlingar tillsammans bidrar till uttrycket av sådana egenskaper som medvetenhet, känslor och intelligens. Det uppskattades att det fanns mer än 30,000 XNUMX reglerande gener i det mänskliga genomet.
När vi överväger det minimala antalet gener som behövs för att göra en människa: vi skulle börja med ett basantal på över 70,000 70,000 gener, en för vart och ett av de över 100,000 30,000 proteiner som finns i en människa. Sedan inkluderar vi antalet regulatoriska gener som behövs för att ge komplexiteten hos mönster som uttrycks i vår anatomi, fysiologi och beteende. Låter avrunda antalet humana gener till totalt XNUMX XNUMX, genom att inkludera ett minimalistiskt antal på XNUMX XNUMX reglerande gener.
Redo för det kosmiska skämtet? Resultaten av genomprojektet avslöjar att det bara finns cirka 34,000 XNUMX gener i det mänskliga genomet. Två tredjedelar av de förväntade generna finns inte! Hur kan vi redogöra för komplexiteten hos en genetiskt kontrollerad människa när det inte ens finns tillräckligt med gener för att koda bara för proteinerna?
Mer förödmjukande för dogmen om vår tro på genetisk bestämning är det faktum att det inte finns någon stor skillnad i det totala antalet gener som finns hos människor och de som finns i primitiva organismer som befolkar planeten. Nyligen slutförde biologer kartläggning av genomerna till två av de mest studerade djurmodellerna inom genetisk forskning, fruktflugan och en mikroskopisk rundmask (Caenorhabditis elegans).
Den primitiva Caenorhabdit-masken fungerar som en perfekt modell för att studera generens roll i utveckling och beteende. Denna snabbt växande och reproducerande primitiva organism har en exakt mönstrad kropp bestående av exakt 969 celler, en enkel hjärna på cirka 302 ordnade celler, den uttrycker en unik repertoar av beteenden, och viktigast av allt är det mottagligt för genetiska experiment. Caenorhabdit-genomet består av över 18,000 50 gener. Människokroppen på 15,000+ biljoner celler har ett genom med endast XNUMX XNUMX fler gener än den ringa, ryggradslösa, mikroskopiska rundmask.
Uppenbarligen återspeglas organismernas komplexitet inte i dess gener. Till exempel definierades fruktfluggenomet för att bestå av 13,000 5000 gener. Fruktflugans öga består av fler celler än vad som finns i hela Caenorhabdit-masken. Djupt mer komplex i struktur och beteende än den mikroskopiska rundmask, fruktflugan har XNUMX färre gener !!
Human Genome Project var en global insats för att dechiffrera den mänskliga genetiska koden. Man trodde att den färdiga mänskliga ritningen skulle ge vetenskapen all nödvändig information för att "bota" alla mänskliga sjukdomar. Man antog vidare att en medvetenhet om den mänskliga genetiska kodmekanismen skulle göra det möjligt för forskare att skapa en Mozart eller en annan Einstein.
Att genomet misslyckas med att överensstämma med våra förväntningar avslöjar att våra förväntningar på hur biologi "fungerar" helt klart bygger på felaktiga antaganden eller information. Vår "tro" på begreppet genetisk determinism är i grunden ... bristfällig! Vi kan inte riktigt tillskriva karaktären i våra liv som en följd av genetisk "programmering". Genomresultaten tvingar oss att ompröva frågan: "Varifrån förvärvar vi vår biologiska komplexitet?"
I en kommentar till de överraskande resultaten av Human Genome-studien behandlade David Baltimore, en av världens mest framstående genetiker och nobelprisvinnare, denna fråga om komplexitet:
”Men om inte det mänskliga genomet innehåller många gener som är ogenomskinliga för våra datorer, är det uppenbart att vi inte får vår otvivelaktiga komplexitet över maskar och växter genom att använda fler gener. Att förstå vad som ger oss vår komplexitet - vår enorma beteendemässiga repertoar, förmåga att producera medveten handling, anmärkningsvärd fysisk samordning, exakt inställda förändringar som svar på externa variationer i miljön, inlärning, minne ... behöver jag fortsätta? - förblir en utmaning för framtida." (Natur 409: 816, 2001)
Forskare har kontinuerligt tippat att våra biologiska öden är skrivna i våra gener. Med tanke på den tron skämtar universum oss med ett kosmiskt skämt: ”Kontrollen” i livet finns inte i generna. Naturligtvis är den mest intressanta konsekvensen av projektets resultat att vi nu måste möta den "utmaningen för framtiden" som Baltimore antydde. Vad "styr" vår biologi, om inte generna?
Under de senaste åren har vetenskapen och pressens betoning på "kraften" hos gener överskuggat många biologers lysande arbete som avslöjar en radikalt annorlunda förståelse för organismeuttryck. Framväxande i cellvetenskapens framkant är erkännandet av att miljön, och mer specifikt vår uppfattning av miljön, direkt styr vårt beteende och genaktivitet.
De molekylära mekanismerna genom vilka djur, från enstaka celler till människor, svarar på miljöstimuli och aktiverar lämpliga fysiologiska och beteendemässiga svar har nyligen identifierats. Celler använder dessa mekanismer för att dynamiskt "anpassa" sin struktur och funktion för att tillgodose ständigt föränderliga miljökrav. Anpassningsprocessen förmedlas av cellmembranet (cellens hud), som fungerar som motsvarigheten till cellens "hjärna". Cellmembran känner igen "signaler" från miljön genom aktiviteten hos receptorproteiner. Receptorer känner igen både fysiska (t.ex. kemikalier, joner) och energiska (t.ex. elektromagnetiska, skalära krafter) signaler.
Miljö signaler "aktiverar" receptorproteiner som får dem att binda med komplementära effektorproteiner. Effektorproteiner är "omkopplare" som styr cellens beteende. Receptor-effektorproteiner ger cellen medvetenhet genom fysisk känsla. Enligt strikt definition representerar dessa membranproteinkomplex molekylära perceptionsenheter. Dessa membranuppfattningsmolekyler kontrollerar också gentranskription (att slå på och stänga av genprogram) och har nyligen kopplats till adaptiva mutationer (genetiska förändringar som skriver om DNA-koden som svar på stress).
Cellmembranet är en strukturell och funktionell homolog (motsvarande) hos ett datachip, medan kärnan representerar en läs-skriv-hårddisk laddad med genetiska program. Organismens utveckling, resulterande från att öka antalet membranuppfattningsenheter, skulle modelleras med fraktal geometri. Upprepade fraktalmönster möjliggör en korsreferens mellan struktur och funktion mellan tre nivåer av biologisk organisation: cellen, den flercelliga organismen och samhällsutvecklingen. Genom fraktalmatematik får vi värdefull inblick i evolutionens förflutna och framtid.
Miljön kontrollerar beteende, genaktivitet och till och med omskrivning av den genetiska koden genom perception. Celler "lär sig" (utvecklas) genom att skapa nya uppfattningsproteiner som svar på nya miljöupplevelser. ”Lärda” uppfattningar, särskilt de som härrör från indirekta erfarenheter (t.ex. föräldra-, kamrater och akademisk utbildning), kan baseras på felaktig information eller felaktiga tolkningar. Eftersom de kanske eller inte är ”sanna”, är uppfattningarna i verklighetstro!
Vår nya vetenskapliga kunskap återgår till en forntida medvetenhet om troens kraft. Tro är verkligen kraftfullt ... oavsett om de är sanna eller falska. Medan vi alltid har hört talas om "kraften i positivt tänkande" är problemet att negativt tänkande är lika kraftfullt, men i "motsatt" riktning. Problem som uppstår i hälsan och i utvecklingen av våra liv är i allmänhet kopplade till de "missuppfattningar" som förvärvats i våra inlärningsupplevelser. Den underbara delen av berättelsen är att uppfattningar kan läsas om! Vi kan omforma våra liv genom att omskola vårt medvetande. Detta är en återspegling av den tidlösa visdom som har överlämnats till oss och som nu erkänns inom cellulär biologi.
En förståelse av de nyligen beskrivna cellkontrollmekanismerna kommer att orsaka en så djupgående förändring i biologisk tro som kvantrevolutionen som orsakats i fysiken. Styrkan i den nya biologiska modellen är att den förenar de grundläggande filosofierna för konventionell medicin, kompletterande medicin och andlig läkning.