Кой съм аз?
AктивизъмПрирода

Кой съм аз?

В Linux системите има една команда, която пита кой съм аз – whoami. Отговорът е прост и съдържа името на потребителя, с който сме вписани и работим в системата в този момент. Това понякога е важно, защото мога да се впиша като потребител, който няма права да унищожи напълно системата, но в следващ момент съм се вписал още веднъж с привилегии, даващи ми тези права. И за да се намали стресът за администраторите на такива системи, съществува командата, която дава отговор на въпроса кой съм аз в тази система в този момент – преди да направя нещо, за което ще съжалявам. По-натам ще се опитаме да изясним защо е важно да знаeм кои сме, както и ще намерим биологическия отговор на въпроса “Кой съм аз?”, като преминем набързо през физиката и химията. 

Инструментариумът от технологии, с които разполагаме ограничава възприятието ни за природа. Ние възприемаме само тази част от природата, която технологиите ни позволяват и също така, нашите теории за природата са ограничени до онова, което технологиите ни позволяват да наблюдаваме. (Tauber, 2012) 

Предполагам, че вълновото уравнение на Шрьодингер е един от абстрактните кошмари на всеки студент при обучението му по естествени науки по пътя към разбиране на естеството на нещата. Най-малкото поради това, че гледайки без разбиране това уравнение, въобще не се приближаваш до разбиране на реалността, в която си. Разбира се, не уравнението е важно, а неговият физически смисъл, който всеки студент се опитва да схване кой както може. За същото уравнение Ервин Шрьодингер, получава Нобелова награда по физика през 1933 г. Известно време преди това, като лектор на семинар по физика, той получава коментар от колега, че квантовата механика ще звучи детински, ако няма уравнение, с което да се опише поведението на частиците и съответно с негова помощ да се правят предвиждания за техните състояния. Преди да прозре вълновото си уравнение, към края на 1925 г., Шрьодингер пише до приятел:

“В момента се боря с нова атомна теория. Само ако знаех повече математика! Оптимист съм за това нещо и мисля, че ако просто го… реша, ще бъде прекрасно.”

Ервин Шрьодингер, 1925 г.

След известно време, на друг семинар, той обявява, че вече е извел уравнението; също така признава пред свой ученик, че когато е започнал да се занимава с вълновото уравнение, въобще не е бил наясно с какво точно се захваща. 

Освен с квантови уравнения, които описват по нов начин реалността ни, Нобелова награда и различни ексцентричности, Ервин Шрьодингер е познат и покрай мисления експеримент известен като “котката на Шрьодингер”, който е важен за оформяне на разбирането ни за Вселената, в която сме. Интересно е, че една от целите на самия експеримент е да демонстрира абсурдността на квантовата физика от ежедневна гледна точка. В експеримента има и лек психо елемент, понеже включва затворена в кутия котка с радиоактивен източник и стъкленица с нещо, което би могло да я убие. (Забележка: не е известно котка да е пострадала при този мислен експеримент.) 

Накратко, ето за какво става въпрос: Представяме си, че в кутия слагаме котка, радиоактивен източник и радиоактивен сензор, който, ако засече радиация, чупи стъкленицата с отровата, която пък убива котката. Затваряме кутията. Въпросът е котката жива ли е или не? Докато не се отвори кутията и не надникнем, тя нито е умряла, нито е жива, понеже радиоактивния разпад може да се случи, но може и да не се случи до отварянето. Котката е едновременно в двете състояния. Звучи като безсмислица, но така стоят нещата на ниво елементарни частици, а те изграждат всичко наоколо, включително и нас. 

Време за отучване

За да не се объркаме, сега е удобен момент да спрем да си представяме атома като малка слънчева система, а електроните като летящи планети, както ни се преподават в училище, защото така ще се подведем да си мислим, че елементарните частици са летящи твърди топчета с различен цвят. По-достоверна представа за електрон би била представата за голямо ято от птици, набиращо височина или хиляди снежинки, подмятани от вятъра под светлината на уличната лампа в зимна нощ. Електронът е по-скоро ято от вероятностите да бъде някъде там, отколкото е някакво топче летящо около друго топче. Помня ясно, че професорът, който ми преподаваше за елементарните частици, атомните орбитали и електронните облаци, докато изписваше един куп формули, каза: “Колеги, не си представяйте тези неща – каквото и да си представите, ще сбъркате и ще се подведете”. Ето и основната разлика между класическата механика и квантовата – ако при Нютон са топчета, при Шрьодингер са облаци от вероятни положения. Хем са там, хем не са и едновременно са и не са. Звучи почти мистично и всъщност е точно така. 

“Котката на Шрьодингер” ни напомня, че в нашата Вселена частицата е и вълна. Частиците, като електрони, атоми или молекули, от които е изградена материята, също като котката, съществуват едновременно във всички възможни състояния, включително са материални частици и едновременно с това вълни. Излиза, че ние също сме вълни и частици едновременно. Интересното е, че когато има наблюдател, същите частици изглеждат все едно са избрали само едно от всички възможни състояния. Възможно ли е нашето наблюдение да определя обекта, вместо да е обратното – обектът да си е такъв, какъвто е, независимо от наблюдението ни? 

Джон Уилър, американският физик, въвел термина “черна дупка”, измисля хитър, но дотогава единствено мислен, експеримент през седемдесетте години на XX в., който да изправи частицата-вълна пред избор дали да бъде частица или вълна, т.е. да се самоопредели и изяви, което да бъде измерено. Едва през 2014 г., когато това стана технически възможно, австралийски учени повториха на практика мисления експеримент на Уилър и публикуваха резултатите през 2015 г. в списание Nature Physics

На квантово ниво, реалността не съществува, докато не я наблюдаваме

д-р Андрю Тръскот, ANU Research School of Physics and Engineering

И добавя: “Атомите не пътуват от точка A до точка B. Единствено в края на “пътуването” си, когато биват измерени, атомите демонстрират своята природа на вълна или на частица. Ако решим да вярваме, че атомът наистина е избрал едно или друго конкретно състояние, тогава трябва да приемем, че бъдещото измерване влияе на миналото на атома”. 

Доцент Андрю Тръскот (вляво) с докторант Роман Хакимов. (Източник: Австралийския национален университет, Канбера)

В допълнение на тези неясноти, ще добавим, че 99.99% от обема на атомите, които изграждат всичко материално, е ..празно пространство. Дори не е “въздух под налягане”, ами си е чист вакуум – празнина. Безграничната празнина, която е обща и еднаква, проникваща навсякъде във всички молекули, във всички химически съединения във Вселената, в която сме се намерили. 

Материалните ни тела, които се самоизграждат по щафетно предаваните ни от предците генетични инструкции, са изградени основно от атоми въглерод (C), кислород (O), водород (H) и азот (N), които представляват ~96.5%, или около 67.8 kg, от масата на един 70 килограмов възрастен човек. Любопитен факт за нашите тела: от веществата на тези четири химични елемента, 3/4 са атмосферни газове – водород, кислород и азот; a въглеродът има няколко съединения, в които е газ. Но въглеродът съществува и под формата на графит, диамант и дори графен. Изброените елементи и техните химични съединения, от които сме се самоизградили, взимаме временно назаем от природата около нас, чрез естествените ни интерфейси към кръговратите ѝ. 

Когато човечеството търси извънземни форми на живот, в общи линии се търси конкретно белтъчна форма на живот, т.е. такава като нас, животните, растенията, гъбите и всички останали, които ние с нашия набор от инструменти, сме преценили, че са форми на живото. Това, разбира се, е ограничено разбиране за природата на живота, но добре съвпада с липсата на научна дефиниция за него и живото въобще. Това накратко значи, че най-знаещата човешка цивилизация до момента, не е съвсем наясно кое е живо и кое не, в заобикалящия я свят, освен ако не описваме живото – живото реагира, яде, размножава се, има метаболизъм и т.н. Същата тази цивилизация, която има цели две физики, които си противоречат, но иначе са напълно и проверимо валидни – класическата и квантовата механики. Двете механики дават различни отговори на въпроса какво сме, но ги приемаме – всеки приложим в своя си контекст. 

Колко от мен съм аз?

Ако се запитаме какво сме, отговорът, който автоматично изниква и не е свързан с религиозно разбиране, е белтъчна форма на живот. А какво означава белтъчна форма на живот? Такава, която е изградена от белтъци, които пък са изградени от свързани една след друга аминокиселини, които пък са подредени така, както е записано в подредбата на ДНК, че да вършат полезна работа – а редът е важен, понеже не всяка случайна подредба ще донесе със себе си и функция, т.е. не всяка подредба ще роди процес. Белтъците са структурни, като колагена, например; или функционални, като ензимите – същите, като онези ензими, които магически изчистват най-мазните петна в рекламите на перилни препарати. Ензимите, също като нашите инструменти, предизвикват осъществяването на една пред друга възможна бъдеща реалност. А това, което правят е, че могат да намалят енергията нужна за прескачане на бариерата пред протичането на даден процес, с което да го направят въобще възможен или да го ускорят значително. Карбоанхидразата например, помага да се ускори процеса на отделяне на въглероден диоксид от тъканите ни, за да го издишаме по-бързо и да заредим с нова порция кислород, за да продължим горенето – все пак в основата на енергийната система на всички клетки има една “стълбичка”, по която поетапно се отнема по малко енергия от “слизащия” електрон, за да няма изненади и щети за самата клетка и органелите ѝ. И ето нещо интересно: с помощта на карбоанхидразата, кръвта ни се насища с въглероден диоксид 10 000 000 (да, десет милиона) пъти по-бързо, а самият ензим обработва 1 000 000 молекули CO2 на секунда. Много от ензимите използват различни йони, за да изпълняват функциите си – оттук идва и нуждата от разнообразна храна, така че да могат да се добиват отнякъде различни минерали и да ги ползваме за нашите най-важни нанороботи – ензимите. Но ензимите не се реят просто така в пространството и когато не се изливат в храносмилателната ни система, за да подпомогнат усвояването на хранителните вещества, те се намират в различни количества и разнообразие във всяка клетка от милиардите в тялото ни. 

Проучване от 2016 година, проведено във Weizmann Institute of Science в Реховот, показва, че в тялото на човека има около 30 000 милиарда човешки клетки и 39 000 милиарда клетки на бактерии. Това в общи линии означава, че в нашите тела има повече на брой клетки на чужди за нас биологични видове, отколкото човешки клетки. Също така, като бройка, средното човешко тяло има под 44% човешки клетки. Значи ли, че под 50% от нас ..сме ние? 

Клетките на човека, от своя страна, са диференцирани в различни тъкани – кости, кожа, коса, неврони, мускулни влакна, сухожилия, кръвни клетки и много други. От тези 44% човешки клетки, намиращи се в нас, по-голямата част, или цели 70%, са червени кръвни клетки. Интересното при тях е, че те не носят информация за пресъздаването си, защото не съдържат ДНК. Червените кръвни клетки въобще нямат ядро и са нещо като много важен консуматив, от който постоянно се произвеждат милиони. Задачата им е да ни позволят да дишаме така, че кислородът да достига всяка клетка на тялото ни, а въглеродният диоксид от “горенето” да напуска бързо и успешно с издишването. 

Ако извадим и червените кръвни клетки (70%) от общия брой клетки в телата ни (44%), тогава излиза, че само около 13% от всички клетки в тялото ни, съдържат нашата собствена ДНК. Възниква въпросът кои сме ние, нали? Какво имам предвид, когато кажа за себе си „Аз“, “мен” или “тялото ми”? Но нека продължим. 

Същевременно, притежаваме доста и добре пакетирана ДНК – дължината на една човешка хромозома е около 5 см, а знаем, че в човека има 46 хромозоми (2×22 + двете полови – X и Y). Цялото количество ДНК на Земята се изчислява на 50 милиарда тона, а във всеки от нас, хората, се съдържа ДНК с дължина три пъти разстоянието от Слънцето до Плутон – над 18 млрд. км. Цялото това голямо количество на ДНК, което се изявява в нас, разбира се, ни прави уникални всеки сам за себе си, нали? Но генетичната разлика между човека и шимпанзето е само 1.2%. Ето го и казано наобратно: генетичната прилика между човека и шимпанзето е 98.8%. 

И понеже разглеждаме ДНК, нека я видим и като съдържание, като важен преносител на почти цялата нужна информация за структуриране на един функциониращ организъм. Тук е мястото да споменем, че има и една част от цялата ДНК на всеки от нас, която се намира в енергийната система на всяка клетка (митохондриалния апарат) и се предава само от майката на нейното дете, но това е по-специфична тема, а сега говорим за ДНК в ядрото на клетките. От цялата ни налична ДНК, само 8.2% са функционални, т.е. ползват се въобще за нещо, с други думи – това е частта от ДНК, която може да бъде изявена (ще чуем биолозите да казват “експресирана”). Друг още по-интересен факт, е че само 1% от ДНК съдържа информацията за това как да се самоизградим структурно (структурни белтъци) и да поддържаме живи процесите си (ензими). Само един процент. И ако се върнем на броя клетки съдържащи ДНК (~13%), може да кажем, че нашата изява в тези клетки е около 0.13% – значи Аз съм далеч под 1% от мен. 

И тъй като някои неща се изясняват, когато ги погледнеш под лупа, но в същото време други се замъгляват, защото вече не са на фокус, нека сменим фокуса и погледнем от друга страна същия този биологически индивид, който сме тъй твърдо убедени, че съществува. 

Знаехме, че един геном (всички гени в ДНК на дадена клетка) е един организъм, сега знаем, че има и хологеном – геномът на съставните организми на “организма”. Знаехме, че един белтък е изявата на един ген, но вече знаем, че не е така всеки път. Знаехме, че догмата в биологията казваше, че информационния процес върви еднопосочно от РНК към белтък, но болестта луда крава (синдромът Кройцфелд-Якоб и спонгиоформните енцефалопатии) ни изненада, понеже прионът (протеиновата инфекциозна частица) заразява, като съществуващ белтък си променя формата и функцията, без помощта на друг информационен носител. Знаем, че индивидът от един вид е отделният организъм. Но дали е така? Индивидът може да бъде дефиниран анатомично (чрез сравнение на органи и системи), ембриологично (чрез сравнителна ембриология), физиологично (чрез сравняване на физиологичните процеси), имунологично (чрез когнитивната имунна система, различаваща свое/чуждо), генетично (чрез сравнение на набора от налични и изявяващи се гени) и еволюционно (чрез сравнение на еволюционното развитие и мястото на дадения организъм в дървото на живота). 

Според дарвинистичната гледна точка, индивидите на даден вид са отделни организми с обща наследственост, поставени в условия на конкуренция. По-късно става ясно, че тези организми са изградени от отделни клетки, но мисленето за биологически индивид не се променя. Следвайки индустриалното (но и картезианско) мислене, клетките се разглеждат като работници в общия организмов завод – всяка специализирана група клетки (тъкан), в своя собствен цех; поддържайки автономията на индивидуалния организъм. Защо картезианско? Защото Рене Декарт (1596 – 1650 г., изписван на латински като Cartesius, оттам и “картезианско”), предлага разглеждането на Вселената като машина – часовник с отделни части, работещи заедно. Но в тази представа, всяка част може да е част сама по себе си, докато при живите форми не е точно така – сърцето може да е гладно, но няма да успее само да си намери храна и дори да има вариант да намери, няма да успее да я усвои. Индивидът съществуващ сам по себе си е невъзможен в природата, защото са му нужни природните кръговрати, в които той е подвключен – не просто е включен, а е включен като подсистема в по-мащабната система на живото. В човешкия случай, на този индивид ще са му нужни: кислород, за да работи метаболизма; хранителни вещества, за да го захрани (въглерод, азот, фосфор, сяра) и вода, за да има среда, в която да се случат всички тези биохимични процеси. Ако се вгледаме в природните кръговрати, ще се подсетим, че ние сме неразделни от тях – ние съществуваме защото има кръговрати, докато същевременно обтичащите ни кръговрати съществуват защото нас ни има и те текат, чрез нас. Дори, когато умрем и телата ни загният, ние отново сме част от живота и системата, която го поддържа. 

В ботаниката, представата за разграничения индивид се среща с противоречие, когато се откриват микоризите, ризобиите и гъбите, които съществуват вътре в клетките на гостоприемника. Микоризите, например са гъби, които инфектират и проникват в корените на растения, като поетапно влизат между клетките, а после и в самите клетки, където разпъват и разклоняват хифите си като антени. Оказва се, че тази “инфекция” не е застрашаваща растението, а обратното – ползите за двата взаимодействащи си вида са много. Когато растението има недостиг на някои йони, те се доставят по мрежата от хифи в мицела на гъбите – а мицела на гъбите се простира на голяма площ и обем, като преминава от растение на растение, като свързва цял храсталак или горичка. Даже най-големият организъм на Земята не е кит или динозавър, а е огромна и напълно невидима за ходещите по нея, гъба. Когато гъбата има нужда от хранителни вещества, те се доставят по мрежата от канали от свързаните растения. Описаният случай за почвени микоризи не е изключение, а по-скоро е правилото на общуване и живот в почвата. 

Цъфтяща кукувича прежда (Cuscuta europaea) върху безсмъртниче (Helichrysum italicum)

Друг пример от ботаниката за взаимодействие между вид, който бихме възприели за вредител и земеделска култура, показва също отклонения в разбирането ни за индивидуален организъм. Когато жълтите тръбички на Кукувичата прежда (Cuscuta europaea) се вплетат в растение, тя впива смукалата си в него, тъй като няма корени, нито фотосинтезиращи листа – но пък цъфти и хвърля семена, както се вижда на снимката, направена в една моя кашпа. Веднага бихме казали, че това е паразитизъм и вредителя трябва да бъде унищожен, както и реално се случва в повечето случаи на терен – дори инфектираните растения се изгарят. Интересно е обаче, да отбележим, че това взаимодействие може да не е точно паразитно, поради ползите, които свързаните с Кукувичата прежда растения получават. Например, ако две растения са свързани, чрез Кукувичата прежда, те обменят информация, ензими, алкалоиди и дори РНК, като тези вещества и сигнали пътуват активно и присъстват във всички участващи растения (както например, човешкият ембрион прави така, че неговото ДНК да се намира свободно из цялото тяло на майката, през месеците на бременността). Става и още по-интересно, когато разберем, че ако две растения са свързани с “вредителя” и едното бъде нападнато от насекомо, което започне да го яде – например някоя гъсеница, тогава този сигнал се предава по тръбите на съседното растение, което още не е нападнато. В този момент второто растение започва активна подготовка за атаката на насекомото, като пренастройва кои негови гени ще бъдат изявени в този момент. Тези растения, оказва се, привличат дори повече опрашители, което означава и повече семена накрая на сезона, т.е. по-голяма вероятност за разпространението на растението. Вредител ли е вредителят? 

В зоологията, тези взаимодействия по-трудно се документират, но въпреки това и там, в последните 20 години зрее идеята, че има размиване на границите на отделния индивид и дори представата, че организмите са сложно-съставени от множество организми, които живеят, развиват се и еволюират заедно, не е чужда. 

Да вземем членестоногите – ако кажем, че един термит е един организъм, тогава защо такъв не е намерен да се изхранва, развива и размножава сам? Вместо това, термитите, например от австралийския вид Mastotermes darwiniensis, живеят в колонии от стотици до милиони, които се изхранват с целулоза. Обаче има една важна подробност – термитите въобще не могат да усвояват целулозата, защото не разполагат с нужните им ензими. И все пак термитите ядат целулоза с голяма скорост.. как става това? В телата на термитите се намира онова, което е наречено Mixotricha paradoxa, което звучи като име на един вид, но е симбионтен ансамбъл от поне 5 биологични вида – един протист, който не разполага с енергийна система, включва в себе си бактерия, която изпълнява енергийните му функции; а на повърхността на протиста се намират поне три вида бактерии, които вършат работа. За да могат термитите въобще да съществуват, те биват инфектирани, вътре в колонията си, със симбионта Mixotricha paradoxa, която съдържа организми от няколко биологични царства. Възниква въпросът къде е краят на организма на термита, ако без 5 други вида, не би могъл дори да се нахрани? И отново – това не е изключение:  

  • Яйцата на саламандъра се нуждаят от водорасли, които да осигурят отпаден кислород от фотосинтезата, който да послужи за оцеляването им – организмът на саламандъра е възможен, само ако са налични микроводорасли; 
  • Паразитните оси от род Asobara, са в невъзможност да се размножат, ако не са инфектирани с Wolbachia – вътреклетъчна бактерия. Ако бактерията не присъства, органите свързани с размножаването на осите преминават през програмирана клетъчна смърт, т.е. разглобяват се като LEGO и се усвояват от околните клетки и тъкани; 
  • Малкото на калмара Euprymna scolopes не разполага със зрителен рецептор и въобще не може да развие очите си в отсъствие на луминисцентната бактерия Vibrio fisheri, а знаем, че главоногите имат много добро зрение. 
  • При мишките, в отсъствие на бактерии и тяхната регулираща роля, храносмилателната и имунната не могат да се развият съвсем – в резултат мишките имат недоразвита лимфна система, недостатъчно чревни капиляри, а поради недостатъчното развитие на имунната система, страдат от синдром на имунна недостатъчност. 
  • При бозайниците, сред които е и човекът, след раждането, се изисква заквасване със симбионтни храносмилателни бактерии, които да регулират изявата на човешките гени в храносмилателната система на новороденото; 

В допълнение на горното, при бозайниците, сигналите предавани между клетките, тъканите, органите и системите по време на развитието на ембриона, са отдадени на бактериални симбионти – самото развитие на организма на бозайника зависи от наличието и комуникацията с тези критично важни бактерии. Виждаме, че по отношение на развитието (ембрионално и последващо), не можем да дефинираме границите на индивидуалния организъм. 

Физиологически можем ли да разграничим един организъм?

По отношение на индивидуалността на организма на ниво физиология, знаехме, че при клетките, тъканите и органите има разделение на труда – пак виждаме индустриална препратка, която е проекция на социално-икономическата система, което от своя страна ни отклонява от разбирането ни за организъм. Основното допускане е, че един организъм произхожда от една зигота – оплодената яйцеклетка. В XX-и век стана ясно, че съществуват споделени физиологии на организми, които живеят толкова близо, че реално за вплетени един в друг – азот фиксиращите бактерии в корените на бобовите растения, например. Ето още няколко примера на такова физиологично вплитане на множество организми в едно неразделно цяло: 

  • При гръбначните е установено, че липидния метаболизъм, регулацията на киселинноста в правото черво, синтезата на витамини и пропускливостта на червата, се доставят на организма от бактерии. 
  • В човешката храносмилателна система, освен всички останали бактерии, обикновено живее и бактерията Bacteroides thetaiotaomicron, която в даден момент не използва наличният в генома ѝ инструментариум да разгражда сиаловата киселина, което пък рефлектира положително върху развитието на мозъка на човека; в друг момент активира изявата на гена за ангиогенин в клетките на чревните власинки, с което подпомага образуването на нови кръвоносни съдове в червата, докато едновременно с това се бори срещу своя конкурент и човешки патоген – листерията. Същевременно, тази бактерия разполага с голям набор от ензими, които разграждат захари, полизахариди, нишесте и т.н., с което подпомага хранисмилането. 

И все пак, ще си каже скептичният читател, нали всеки организъм си има свои собствени гени в неговия си геном, което го прави отделен организъм? Нека погледнем и в тази посока – генетичната индивидуалност на организма. Тук веднага трябва да уточним, че по-голямата част от организмовото ДНК се наследява чрез хромозомите, пренесени (да вземем случая с бозайниците) чрез сперматозоида (n) до яйцеклетката (n), където от двата комплекта гени се изгражда новия организъм (n+n=2n, което наричаме двоен хромозомен набор). Но, както споменахме и по-горе, ключово важна част от наследствеността ни, се предава директно от яйцеклетката на майката към оплодената яйцеклетка – това е наследствеността на митохондриите, които отговарят за осигуряване на енергия в клетките. Митохондриите си имат свой собствен геном, отделен и различен от двойния хромозомен набор на всяка клетка, въпреки, че е.. в организма. Цялата ни енергийна система, и то не само на човека, не само на бозайниците, не само дори на гръбначните, ами на голяма част от организмите изградени от еукариотни клетки въобще, се дължи на симбиоза с бактерия. Тази бактерия е именно митохондриалния апарат, който с основание се предполага, че в далечното минало – преди 1.5 млрд. г., е погълнат от клетка с ядро. 

Наследяването на симбиозата от следващото поколение показва, че един организъм не е само един геном, както класическата генетика постулира. Заквасването с родителския микробиом след раждането на малкото при бозайниците става с облизване и целуване. Оказва се, че микробиомът (всички микроорганизми в ”организма”), еволюира заедно с еволюцията на съдържащия го организъм, т.е. има нагаждане и от двете страни така, че да се осигури максимален комфорт за всички съществуващи в хармония видове в организмовата система. Например, в японския щам на чревната бактерия Bacteroides plebeius, се откриват два гена, с чиято помощ могат да се разграждат сложни захари, като тези намиращи се в морските водорасли. В други райони на света, характеристиките на тази бактерия в различните човешки популации, са различни. Друг пример, който касае избора на партньор при размножаване на винената мушица (Drosophila melanogaster), показва, че важна част от феромоните се доставят от симбионти в самата муха. Това означава, че изборът на партньор за продължаване на вида не е просто избор на изявата на един геном, а избор на пакет от геноми, включващ не само този на дрозофилата, но и на живеещите в нея микроорганизми, активно участващи в ключови моменти от размножаването, растежа и развитието ѝ. Нещо повече – оказва се, че това е втора наследствена система, съпътстваща основната – основен пакет от гени на мухата и няколко бонус генетични пакета, които идват от съвсем други организми. Пак се питаме – къде е краят на генома на дрозофилата и откъде нататък започват геномите на живеещите в нея симбионтни организми? Един геном не е един организъм – за да има завършеност в този вече метагеном, в него трябва да са представени геномите на всички останали форми на живота, поддържащи онова, което ние опростявайки, наричаме винена мушица. 

Кой съм аз имунологично?

Дори да вземем имунната система, която със сигурност е призвана да разпознава свой от чужд агент (клетка, парче белтък, РНК, парче клетъчна мембрана и т.н.), се оказва, че при гръбначните лимфната тъкан, като част от имунната система, се развива благодарение на наличния микробиом. 

  • В добавка, ако микробиомът не е наличен, обхватът на имунната система е значително намален и не функционира според очакванията.  
  • Микробиалните симбионти също така намаляват алергичните реакции на организма. 
  • В редица насекоми, вътреклетъчните бактерии (вътре в клетките на насекомото), играят съществена роля при защитата на организма от вирусна атака. 
  • В много растения, гъбите, които живеят в междуклетъчните пространства или вътреклетъчно, осигуряват имунна защита на растението срещу вируси, бактерии и дори някои гъсеници, които могат да атакуват системата гъба-растение. 

Да се върнем на основния въпрос – кой съм аз, тогава? Ако в мен има множество организми, без които нямаше да съм себе си; ако моят геном не е достатъчен, за да съм себе си; ако моята физиология не е достатъчна, за да съществувам; ако размножаването ми, развитието ми и дори енергийната ми система не са достатъчно мои, а доставени услуги от други видове, с които живеем мирно и без които няма въобще да съм жив? Нарича се холобионт – един цялостен симбионт, множество организми в хармонична симбиоза. Оказва се, че когато казвам “Аз”, “мое” и “мен” в организмов смисъл, по-скоро имам предвид “Ние”, “наш”, “наше”, дори да не го разбирам съвсем. Ние, сме онзи набор от видове, щамове, геноми, функции, физиологични процеси и междувидови сигнали, когнитивни и регулаторни системи на различни видове, които само и единствено заедно правим човека човек.  

Ние, сме онзи набор от видове, щамове, геноми, функции, физиологични процеси и междувидови сигнали, когнитивни и регулаторни системи на различни видове, които само и единствено заедно правим човека човек.

Защо чак сега разбрахме за това? Не е така – всичко е очевидно. Във Вселената, в която се намираме, синергията е онова, което всички използваме, за да съществуваме – накратко синергия ще рече резултат надвишаващ простия сбор на елементите (например 1+1=3). А синергията не съществува нито в мен, нито в моя микробиом – тя възниква на контактната повърхност помежду ни, като благотворно явление – нещо, което нито е едното, нито е другото, а е нещо съвсем различно. Синергията, която не съществува в никой от нас е самият живот. Аз не мога да съм жив, докато другите в мен не са живи, но и обратното е вярно – другите в мен също не могат да са пълноценно (или въобще) живи, ако аз не съм жив. Ние сме Природата. Добре дошли в 21-ви век. 

  • Знаем, че Слънцето и Юпитер са звезда и планета, която се върти около нея, и автоматично си мислим, че Юпитер би следвало да се върти около звездата, понеже е планета, а звездата да не е повлияна от въртящата се около нея планета. Оказва се, че въпреки разстоянието от около 800 милиона километра помежду им, Слънцето и Юпитер споделят обща система до такава степен, че Слънцето не се върти около центъра си, а с леко изместване, компенсирайки огромната маса на Юпитер. 
  • Бялата светлина, с която очите ни са свикнали, въобще не е бяла и ако погледнем дъгата в облаците, ще се убедим, че всеки неин цвят е неразривно вплетен в общия процес, който прави така, че имаме възприемане за бяла светлина. 
  • Ако чуем една музикална композиция и ни хареса, а после чуем поотделно изсвирени всички отделни инструменти, може не само да не я харесаме, а въобще да не я разпознаем – може да се окаже, че вплитането на различните инструменти е нужно, за да чуем именно онова, което ни харесва, вместо същите ноти изсвирени от един или друг инструмент.  

Донякъде изяснихме въпроса ние какво сме, но защо отговорите на този въпрос са критично важни за бъдещето ни?

Не само нашето, човешко бъдеще, а и на онези, които живеят в нас и са причина са сме живи – ето, че прилагаме веднага наученото. Нагазили сме до колене, или може би до шия, в 6-тото масово измиране на видове на тази планета, което за разлика от предишните е причинено не от геологична сила за стотици хиляди години, а от един малочислен вид от само няколко милиарда индивида – Homo sapiens sapiens (където sapiens = разумен), и то с рекордната скорост за този блестящ резултат от няколко стотин години. В този момент от развитието ни, когато множество кризи се наслагват в една пълномащабна катастрофа, в която може да загубим някакви си там видове животни, които тъй или иначе сме гледали само по телевизията; забележете, можем да загубим и част от себе си. Защото аз сме ние, нали разбираме? Ако решенията ни сега могат да причинят изчезването на бактерия, която дава ключови функции на имунната ни система; или друга, която ни развива и поддържа очите; или друга, която ни осигурява усвояване на хранителни вещества, без които ще умрем от глад, независимо колко и какво ядем; тогава какви следва да са решенията ни днес? Кои са онези решения, ще се наложи да се запитаме говорейки си за устойчивост, които ни извеждат в орбита, която е безопасна за всички, които живеят в нас? И да кажем, че си отговорим някак, но човек е свикнал да живее с куче – то също е холобионт от стотици организми; а кравата – още стотици.. А козата? А кокошките? А рибите? А растенията, които засаждаме, за да се изхраним? За да опазим собственото си съществуване, ще сме длъжни да запазим стотици хиляди видове живи и функциониращи. И когато следващият път чуем абстрактния и донякъде скучен термин “биоразнообразие”, нека се замислим по-смирено за нашето общо бъдеще. 

Източници

  1. A symbiotic view of Life: we have never been individuals, Tauber, A., Sapp, J., Gilbert, S., The Quarterly Review of Biology, vol. 87, No 4, 2012. 
  1. Sapp J. 2009. The New Foundations of Evolution: On the Tree of Life. New York: Oxford University Press. 
  1. Cuscuta mediates interplant signaling, Christian Hettenhausen, Juan Li, Huifu Zhuang, Huanhuan Sun, Yuxing Xu, Jinfeng Qi, Jingxiong Zhang, Yunting Lei, Yan Qin, Guiling Sun, Lei Wang, Ian T. Baldwin, Jianqiang Wu, Proceedings of the National Academy of Sciences Aug 2017, 114 (32) E6703-E6709; DOI: 10.1073/pnas.1704536114 
  1. Olivier H. M., Moon B. R. 2010. The effects of atrazine on spotted salamander embryos and their symbiotic alga. Ecotoxicology 19:654–661. 
  1. Sapp J. 1994. Evolution By Association: A History of Symbiosis. New York: Oxford University Press. 

Comments are closed.