Utani wa Kichawi ambao una Wanasayansi Wanaotembea kwenye Aisle
Kuna "kitu" ninachotaja kama Ucheshi Ulimwenguni, wengine wanaweza kuiita kama Utani wa cosmic. Kumekuwa na nyakati katika maisha yetu yote wakati tulidhani tunajua haswa jinsi tukio au tukio litatokea. Tungeweza kushawishika kwamba "tulijua" nini kitatokea, kwamba tungetaka shamba la familia na jikoni kuzama juu ya matokeo ya tukio hilo. Ni wakati kama huu, wakati Ulimwengu unatushangaza kwa kuchukua upande wa kushoto badala ya kulia.
Wakati katika hali nyingi mabadiliko kama haya yanaweza kusababisha hasira, kukata tamaa au kukata tamaa, kawaida mimi hujibu kwa kutikisa kichwa kwa hofu kuu ya hali mbaya ya Ucheshi wa Ulimwengu. Hapa nilidhani nilijua haswa jinsi mambo yatakavyokuwa halafu nikajikuta nikishangaa, upepo ulinitoka. Kwa kushangaza, lazima nitafakari tena na kutafakari tena imani nilizokuwa nazo ambazo zilinisababisha kufikia hitimisho langu baya.
Wakati Ucheshi Ulimwenguni hupiga mtu binafsi, kutambua ukosefu wao wa kushangaza wa ufahamu kunaweza kusababisha mabadiliko makubwa katika maisha yao. Kwa kiwango cha mtu binafsi, kila mmoja lazima azingatie tena imani zao mwenyewe ili kukidhi uchunguzi wa kushangaza.
Kinyume chake, mwendo wa historia ya wanadamu hubadilishwa sana wakati Ucheshi Ulimwenguni hudhoofisha "imani msingi" ambayo ni sehemu ya kitambaa cha jamii nzima. Fikiria jinsi mwendo wa historia ya wanadamu ulibadilika wakati imani kwamba ulimwengu ulikuwa gorofa ilipingwa na kuzunguka kwa ulimwengu?
Mnamo 1893, mwenyekiti wa fizikia katika Chuo Kikuu cha Harvard aliwaonya wanafunzi kwamba hakuna haja tena ya PhD katika uwanja wa fizikia. Alijigamba kwamba sayansi ilikuwa imethibitisha ukweli kwamba ulimwengu ulikuwa mashine ya vitu, iliyo na chembe za mwili, zisizogawanyika ambazo zilitii sheria za Mitambo ya Newtonia. Kwa kuwa sheria zote zinazoelezea fizikia zilikuwa "zinajulikana," mustakabali wa fizikia ungewekwa kwa kufanya vipimo vyema na vyema.
Miaka miwili baadaye, dhana ya Newtonia ya ulimwengu-wa pekee iliondolewa na ugunduzi wa chembe za subatomic, X-rays na radioactivity. Ndani ya miaka kumi, wataalam wa fizikia ilibidi watupe imani yao ya kimsingi katika ulimwengu wa vitu kwani ilitambuliwa kuwa ulimwengu ulitengenezwa kwa nguvu ambao mafundi wake walitii sheria za Fizikia ya Quantum. Kipande kidogo cha Ucheshi wa Ulimwengu kilibadilisha sana njia ya ustaarabu, ikituchukua kutoka kwa injini za mvuke hadi meli za roketi, kutoka kwa telegraphs hadi kompyuta.
Kweli ... prankster wa ulimwengu amepiga tena!
Kama ilivyofanya mara chache huko nyuma, usemi huu wa Ucheshi Ulimwenguni inaongeza imani ya kimsingi inayoshikiliwa na sayansi ya kawaida. Utani huo umejumuishwa katika matokeo ya Mradi wa Binadamu Genome. Katika hoopla yote juu ya upangaji wa nambari ya maumbile ya kibinadamu na kushikwa na ujanja wa kiteknolojia, hatujazingatia "maana" halisi ya matokeo.
Moja ya imani muhimu na ya msingi katika biolojia ya kawaida ni kwamba tabia na tabia ya viumbe "hudhibitiwa" na jeni zao. Imani hii imelala katika dhana ya upendeleo wa maumbile, mafundisho ya kawaida yaliyotolewa karibu kila kitabu cha kiada na kozi ya biolojia. Je! Jeni zinawezaje kudhibiti "maisha"? Inategemea wazo la kwamba jeni hujitokeza, ikimaanisha kuwa wana uwezo wa "kuwasha na kuzima." Jeni la kujiboresha litatoa programu kama za kompyuta ambazo zinadhibiti muundo na utendaji wa viumbe. Kwa hivyo, imani yetu katika utabiri wa maumbile inamaanisha kuwa "ugumu" (kimo cha mageuzi) ya kiumbe itakuwa sawa na idadi ya jeni ilizonazo.
Kabla ya Mradi wa genome ya Binadamu ulikuwa unaendelea, wanasayansi walikuwa wamekadiria kuwa ugumu wa kibinadamu ungehitaji genome zaidi ya jeni 100,000. Jeni kimsingi ni ramani zinazojumuisha muundo wa kemikali wa protini, "sehemu" za Masi ambazo zinajumuisha seli. Ilifikiriwa kuwa kulikuwa na jeni moja kwa kificho kwa kila protini 70,000 hadi 90,000 ambazo zinaunda miili yetu.
Mbali na jeni za kuweka protini, seli ina jeni ambazo huamua tabia ya kiumbe kwa "kudhibiti" shughuli za jeni zingine. Jeni ambayo "hupanga" usemi wa jeni zingine huitwa jeni za udhibiti. Jeni za udhibiti husimba habari juu ya mifumo tata ya mwili ambayo hutoa anatomia maalum, ambayo inawakilisha miundo inayoonyesha kila aina ya seli (misuli dhidi ya mfupa) au kiumbe (sokwe kutoka kwa mwanadamu). Kwa kuongeza, sehemu ndogo ya jeni za udhibiti inahusishwa na "udhibiti" wa mifumo maalum ya tabia. Jeni za udhibiti zinapanga shughuli za idadi kubwa ya jeni ambazo vitendo vyake kwa pamoja vinachangia katika kuonyesha tabia kama vile ufahamu, hisia, na akili. Ilikadiriwa kuwa kulikuwa na zaidi ya jeni 30,000 za udhibiti katika genome ya binadamu.
Kwa kuzingatia idadi ndogo ya jeni inayohitajika kumfanya mwanadamu: tungeanza na idadi ya msingi ya zaidi ya jeni 70,000, moja kwa kila protini zaidi ya 70,000 inayopatikana kwa mwanadamu. Halafu tunajumuisha idadi ya jeni za udhibiti zinazohitajika kutoa ugumu wa mifumo iliyoonyeshwa katika anatomy, fiziolojia na tabia yetu. Ondoa idadi ya jeni za kibinadamu hadi jumla ya hata 100,000, kwa kujumuisha idadi ndogo ya jeni za udhibiti 30,000.
Uko tayari kwa Utani wa cosmic? Matokeo ya mradi wa Genome yanaonyesha kuwa kuna jeni 34,000 tu kwenye genome ya mwanadamu. Theluthi mbili ya jeni zinazotarajiwa hazipo! Je! Tunawezaje kuhesabu ugumu wa mwanadamu anayedhibitiwa na vinasaba wakati hakuna jeni za kutosha kuandikia protini tu?
Inayodhalilisha zaidi mafundisho ya imani yetu katika uamuzi wa maumbile ni ukweli kwamba hakuna tofauti kubwa katika jumla ya jeni zinazopatikana kwa wanadamu na zile zinazopatikana katika viumbe vya zamani vilivyojaa sayari. Hivi karibuni, wanabiolojia walikamilisha kuchora genome ya aina mbili za wanyama waliosoma zaidi katika utafiti wa maumbile, nzi wa matunda na minyoo microscopic (Caenorhabditis elegans).
Mdudu wa zamani wa Caenorhabditis hutumika kama mfano mzuri wa kusoma jukumu la jeni katika ukuzaji na tabia. Kiumbe hiki cha zamani kinachokua na kuzaa haraka kina mwili ulio na muundo ulio na seli hasi 969, ubongo rahisi wa seli zipatazo 302, unaonyesha mkusanyiko wa kipekee wa tabia, na muhimu zaidi, ni muhimu kwa majaribio ya maumbile. Jenomu ya Caenorhabditis inajumuisha zaidi ya jeni 18,000. Mwili wa binadamu ulioingiliwa kwa trilioni 50 una jenomu iliyo na jeni zaidi ya 15,000 tu kuliko minyoo ya chini, isiyo na spin, microscopic.
Kwa wazi, ugumu wa viumbe hauonyeshwa katika ugumu wa jeni zake. Kwa mfano genome ya nzi ya matunda hivi karibuni ilifafanuliwa kuwa na jeni 13,000. Jicho la nzi wa matunda lina seli nyingi kuliko zinazopatikana katika minyoo yote ya Caenorhabditis. Mchanganyiko mkubwa zaidi katika muundo na tabia kuliko minyoo microscopic, nzi wa matunda ana jeni chache 5000!
Mradi wa Genome ya Binadamu ulikuwa juhudi ya ulimwengu iliyojitolea kufafanua nambari ya maumbile ya binadamu. Ilifikiriwa kuwa mwongozo wa kibinadamu uliokamilika ungetoa sayansi na habari zote muhimu ili "kuponya" magonjwa yote ya wanadamu. Ilifikiriwa zaidi kuwa ufahamu wa utaratibu wa kanuni za maumbile ya binadamu ungewezesha wanasayansi kuunda Mozart au Einstein nyingine.
"Kushindwa" kwa matokeo ya genome kuendana na matarajio yetu kunaonyesha kuwa matarajio yetu ya jinsi biolojia "inavyofanya kazi" ni wazi kulingana na mawazo au habari isiyo sahihi. "Imani" yetu katika dhana ya uamuzi wa maumbile kimsingi ni ... yenye kasoro! Hatuwezi kweli kuelezea tabia ya maisha yetu kuwa matokeo ya "programu" ya maumbile. Matokeo ya genome yanatulazimisha kutafakari tena swali: "Tunapata wapi ugumu wetu wa kibaolojia?"
Katika maoni juu ya matokeo ya kushangaza ya utafiti wa genome ya binadamu, David Baltimore, mmoja wa wataalamu maarufu wa maumbile na mshindi wa tuzo ya Nobel, alizungumzia suala hili la utata:
"Lakini isipokuwa kama genome ya binadamu ina jeni nyingi ambazo hazionekani kwa kompyuta zetu, ni wazi kwamba hatupati ugumu wetu bila shaka juu ya minyoo na mimea kwa kutumia jeni zaidi. Kuelewa ni nini kinachotupa ugumu-mkusanyiko wetu mkubwa wa tabia, uwezo wa kutoa hatua ya ufahamu, uratibu wa mwili wa kushangaza, mabadiliko yaliyowekwa sawa kwa kujibu tofauti za nje za mazingira, ujifunzaji, kumbukumbu… ninahitaji kuendelea? -Bado ni changamoto kwa baadaye. ” (Asili 409: 816, 2001)
Wanasayansi wameendelea kusema kwamba hatima yetu ya kibaolojia imeandikwa katika jeni zetu. Mbele ya imani hiyo, Ulimwengu hutuchekesha na mzaha wa ulimwengu: "Udhibiti" wa maisha hauko kwenye jeni. Kwa kweli matokeo ya kufurahisha zaidi ya matokeo ya mradi ni kwamba lazima sasa tukabiliane na "changamoto kwa siku zijazo" Baltimore alitaja. Je! "Inadhibiti" biolojia yetu, ikiwa sio jeni?
Kwa idadi ya miaka iliyopita, sayansi na mkazo wa waandishi wa habari juu ya "nguvu" ya jeni umefunika kazi nzuri ya wataalam wa biolojia ambayo inaonyesha uelewa tofauti kabisa juu ya usemi wa kiumbe. Kinachojitokeza katika ukingo wa sayansi ya seli ni utambuzi kwamba mazingira, na haswa, maoni yetu ya mazingira, hudhibiti moja kwa moja tabia zetu na shughuli za jeni.
Utaratibu wa Masi ambao wanyama, kutoka seli moja hadi wanadamu, hujibu vichocheo vya mazingira na kuamsha majibu sahihi ya kisaikolojia na tabia yametambuliwa hivi karibuni. Seli hutumia njia hizi ili kubadilisha "muundo" wao na utendaji wao ili kukidhi mahitaji ya mazingira yanayobadilika kila wakati. Mchakato wa kuzoea hupatanishwa na utando wa seli (ngozi ya seli), ambayo hutumika kama sawa na "ubongo" wa seli. Utando wa seli hutambua "ishara" za mazingira kupitia shughuli za protini za receptor. Wapokeaji hutambua ishara zote za mwili (kwa mfano, kemikali, ioni) na nguvu (kwa mfano, sumakuumeme, vikosi vya nguvu).
Ishara za mazingira "zinaamsha" protini za kipokezi zinazowasababisha kumfunga na protini zinazosaidia za athari. Protini za ufanisi ni "swichi" zinazodhibiti tabia ya seli. Protini za mpokeaji hutoa kiini ufahamu kupitia hisia za mwili. Kwa ufafanuzi mkali, hizi tata za protini za utando zinawakilisha vitengo vya molekuli vya mtazamo. Molekuli hizi za utambuzi wa utando pia hudhibiti ununuzi wa jeni (kuwasha na kuzima kwa programu za jeni) na hivi karibuni zimeunganishwa na mabadiliko ya mabadiliko (mabadiliko ya maumbile ambayo huandika tena DNAcode kujibu mafadhaiko).
Utando wa seli ni homologue ya kimuundo na inayofanya kazi (sawa) ya chip ya kompyuta, wakati kiini kinawakilisha diski ngumu ya kusoma na kubeba programu za maumbile. Mageuzi ya kiumbe, yanayotokana na kuongezeka kwa idadi ya vitengo vya utambuzi wa utando, yangewekwa kwa kutumia jiometri ya fractal. Mifumo iliyorudiwa ya fractal inawezesha marejeleo ya muundo na utendaji kati ya viwango vitatu vya shirika la kibaolojia: seli, viumbe vyenye seli nyingi na mageuzi ya jamii. Kupitia hesabu za sehemu ndogo tunapewa ufahamu muhimu juu ya zamani na siku zijazo za mageuzi.
Mazingira, kupitia kitendo cha mtazamo, inadhibiti tabia, shughuli za jeni na hata kuandikishwa tena kwa nambari ya maumbile. Seli "hujifunza" (hubadilika) kwa kuunda protini mpya za maoni kwa kujibu uzoefu mpya wa mazingira. Mitazamo ya "Wanafunzi", haswa ile inayotokana na uzoefu wa moja kwa moja (kwa mfano, elimu ya wazazi, rika na masomo), inaweza kutegemea habari isiyo sahihi au tafsiri mbaya. Kwa kuwa zinaweza kuwa au sio za "kweli," maoni ni katika imani-ya kweli!
Ujuzi wetu mpya wa kisayansi unarudi kwa ufahamu wa zamani wa nguvu ya imani. Imani ni kweli zina nguvu… iwe ni za kweli au za uwongo. Wakati tumekuwa tukisikia kila wakati juu ya "nguvu ya kufikiria vizuri," shida ni kufikiria hasi ni sawa, ingawa kwa mwelekeo "ulio kinyume". Shida zilizojitokeza katika afya na katika kufunuliwa kwa maisha yetu kwa ujumla zimeunganishwa na "maoni potofu" yaliyopatikana katika uzoefu wetu wa ujifunzaji. Sehemu nzuri ya hadithi ni kwamba maoni yanaweza kupatikana tena! Tunaweza kubadilisha maisha yetu katika kurudisha fahamu zetu. Hii ni ishara ya hekima isiyo na kuzeeka ambayo imepitishwa kwetu na sasa inatambuliwa katika biolojia ya seli.
Uelewa wa mifumo iliyoelezewa ya udhibiti wa seli itasababisha mabadiliko makubwa katika imani ya kibaolojia kama vile mapinduzi ya kiasi yaliyosababishwa katika fizikia. Nguvu ya mtindo mpya wa kibaolojia unaoibuka ni kwamba inaunganisha falsafa za kimsingi za dawa ya kawaida, dawa inayosaidia na uponyaji wa kiroho.