28. decembar 2009.
Darvinizam
Piše: Ričard Dokins

Veličanstven pogled na život

Čarls Darvin, za razliku od svog dede Erazmusa, evolucioniste čijoj su se naučnoj poeziji divili Vordsvort i Kolridž (što, moram reći, pomalo iznenađuje), nije bio poznat kao pesnik ali postigao je lirski krešendo u poslednjem pasusu Postanka vrsta.

Tako, usled rata u prirodi, usled gladi i smrti, neposredno proizilazi najuzvišeniji objekt koji možemo zamisliti, naime, stvaranje viših životinja. Ima veličanstvenosti u ovome pogledu na život, sa njegovim različitim moćima koje su prvobitno udahnute u nekoliko oblika ili samo u jedan; i u tome što se, dok se naša planeta, pokoravajući se utvrđenom zakonu gravitacije kreće po svojoj kružnoj putanji, od jednog tako prostoga početka stvoren je beskonačan broj najlepših i najdivnijih oblika, i još se evolucijom stvaraju.

Mnogo se toga steklo u ovom poznatom zaključku i na koncu ove knjige razložiću ga red po red.

„Usled rata u prirodi, usled gladi i smr ti“

Jasne misli kao i uvek, Darvin je prepoznao moralni paradoks u suštini svoje velike teorije. Nije bio blagorečiv – ali izrazio je umirujuću misao da priroda nema zle namere. Stvari jednostavno slede iz „zakona koji vladaju oko nas“, da citiram rečenicu iz istog pasusa. Nešto slično je rekao i na kraju sedmog poglavlja Postanka:

to može ne biti logički zaključak, ali za moju je maštu mnogo veće zadovoljstvo gledati na takve instinkte, kao kad mladi kukavičić izbacuje iz gnezda svoju braću i sestre po majci hraniteljici, kad mravi vrše zarobljenje, kad se larve osa potajnica hrane unutricom živih gusenica, ne kao na naročito darovane ili stvorene instinkte, već kao na male posledice jednog opšteg zakona koji vodi usavršavanju svih organskih bića – naime, umnožavanju, variranju, održavanju u životu najjačih i izumiranju najslabijih.

Pominjao sam već da se Darvin gadio (kao i njegovi savremenici) običaja ženki osa potajnica (Ichneumonidae) da ubodu žrtvu i parališu je ali ne i ubiju, pa meso ostaje sveže dok larve jedu živi plen iznutra. Darvin, kao što znate, nije mogao ni sam sebe ubediti da je dobronamerni tvorac mogao smisliti takvu groznu naviku. Ali kada je prirodna selekcija za kormilom, sve postaje jasno, shvatljivo i razumno. Prirodnoj selekciji nije stalo do ugodnosti. Zašto bi? Da bi se nešto dogodilo u prirodi, jedini zahtev treba da bude ispunjen – da je isti događaj u davnoj prošlosti pomogao opstanku gena koji su mu davali važnost. Opstanak gena je dovoljno objašnjenje za surovo ponašanje osa i bezosećajnu ravnodušnost cele prirode. Dovoljno i zadovoljavajuće za intelekt iako ne i za ljudsku saosećajnost.

 

Ričard Dokins je evolucioni biolog i filozof, pisac popularnonaučnih knjiga koje su postigle planetarni uspeh. Rođen je 1941. godine u Najrobiju (u Keniji). Profesor je na Univerzitetu Oksford i šef Katedre za razumevanje nauke u javnosti. Popularnost je stekao 1976. godine, knjigom Sebični gen u kojoj je na razumljiv način predstavio genocentrično viđenje evolucije. Gostuje u brojnim televizijskim i radijskim programima o evolucionoj biologiji i kreacionizmu. Otvoreni je kritičar religije i pobornik ateizma. Objavio je knjige Sebični gen, Prošireni fenotip, Slepi časovničar, Reka iz raja, Uspon Planinom neverovatnosti, Rasplitanje duge, Đavolov kapelan, Priče predaka i Zabluda o Bogu.

Tačno je, ima veličanstvenosti u ovom pogledu na život. Ima veličanstvenosti čak i u spokojnoj ravnodušnosti prirode prema patnji koja neumoljivo sledi svoje najvažnije načelo, opstanak najsposobnijih. Teolozi bi sada mogli da se trgnu na ovaj prizvuk poznate ideje iz teodiceje po kojoj se smatra da je patnja neizbežno povezana sa slobodnom voljom. Za biologe će pak neumoljivo sigurno biti previše jaka reč kada pomisle – možda u skladu s mojom meditacijom o crvenim zastavicama iz prethodnog poglavlja – na biološku funkciju sposobnosti za patnju. Ako životinje ne pate, neko ne radi dovoljno dobro na poslovima opstanka gena.

Naučnici su ljudi i imaju jednako pravo kao i drugi da kritikuju okrutnost i zgražavaju se nad patnjom. Ali dobri naučnici poput Darvina znaju da se treba suočiti s tim istinama o stvarnom svetu, ma koliko odvratne bile. Štaviše, ako ćemo dopustiti pristrasno razmatranje, ima nečeg zanosnog u ogoljenoj logici koja vlada nad svim u životu, pa i nad osama koje se gnezde u nervnim ganglijama žrtve, mladuncima kukavice koji izbacuju svoju braću iz hraniteljskog gnezda, mravima porobljivačima i nad jednoumnom, ili bolje rečeno bezumnom, ravnodušnošću prema patnji koju pokazuju svi paraziti i predatori. Darvin je učinio sve da nas uteši i stoga je poglavlje o borbi za opstanak završio rečima:

Sve što možemo činiti jeste da stalno imamo na umu da svako živo biće teži da poveća svoj broj u geometrijskoj progresiji; da svako u nekoj periodi svoga života, za vreme nekog doba godine, u svakom pokolenju ili sa prekidima, mora da vodi borbu za opstanak i da trpi velika uništavanja. Ako razmislimo o toj borbi, možemo da se tešimo sa punim uverenjem da rat u prirodi nije neprekidan, da se ne oseća strah, da je smrt obično brza i da snažni, zdravi, i srećni nadživljuju i množe se.

Pucati u glasnika jedna je od glupljih ljudskih mana i na njoj se temelji dobar deo protivljenja evoluciji o kojem sam govorio u uvodu. „Učite decu da su životinje pa će se i ponašati kao životinje.“ Čak i kad bi bilo tačno da evolucija, ili učenje o evoluciji, podstiče nemoralnost, to ne bi ukazivalo da je teorija evolucije pogrešna. Prilično je neverovatno kako mnogi nisu u stanju da uvide tu jednostavnu suštinu. Ova zabluda je toliko česta da čak ima i ime: argumentum ad consequentiam – X je tačno (ili netačno) zavisno od toga koliko mi se dopadaju (ili ne dopadaju) njegove posledice.

„Najuzvišeniji objekt ko ji mo žemo zamis liti“

Da li je „stvaranje viših životinja“ uistinu „najuzvišeniji objekt koji možemo zamisliti“? Najuzvišeniji? Stvarno? Zar nema još uzvišenijih stremljenja? Umetnost? Duhovnost? Romeo i Julija? Opšta teorija relativnosti? Deveta Betovenova simfonija? Sikstinska kapela? Ljubav?

Ne smete zaboraviti da je Darvin, i pored sve svoje skromnosti, gajio visoke ambicije. U njegovom pogledu na svet, sve o ljudskom umu, sve naše emocije i duhovne težnje, sva umetnost i matematika, filozofija i muzika, sva dela intelekta i duha, proizvod su istog procesa čiji su krajnji ishod više životinje. Ne radi se samo o tome da bez razvijenog mozga ne bi bilo duhovnosti i muzike. Mozgovi su se prirodnom selekcijom birali tako da budu sve veći i moćniji iz praktičnih razloga, sve dok se te više sposobnosti intelekta i duha nisu pojavile kao sporedan proizvod i procvetale u kulturološkom okruženju koje su pružili život u zajednici i jezik.

U Darvinovom pogledu na svet nema nipodaštavanja viših ljudskih sposobnosti, niti njihovog svođenja na ponižavajuću ravan. Nema čak ni pokušaja da se one objasne na nivou koji bi bio vrlo zadovoljavajući, onako kako je zadovoljavajuće, recimo, Darvinovo objašnjenje ponašanja gusenice koja podražava zmiju. Ali s njegovim pogledom na svet izbrisana je ona nedosegljiva tajna – koja nije ni vredna pokušaja da se dosegne – što mora da je uporno ometala sve pokušaje pre Darvina da se razume život.

Darvin se ne mora braniti od mojih napada i preći ću preko pitanja da li je postanak viših životinja najuzvišeniji objekt koji možemo zamisliti, ili je samo vrlo uzvišen. Ali, šta je s predikatom? Da li postanak viših životinja „neposredno proizilazi“ iz rata u prirodi, gladi i smrti? Pa, jeste, proizilazi. Proizilazi neposredno ako razumete Darvinovo zaključivanje, ali do 19. veka to niko nije uvideo. Mnogi ga ni danas ne razumeju, ili se i ne trude. Nije teško zaključiti zašto. Kada razmislite o tome, i samo naše postojanje, posmatrano s post-darvinovskom jasnoćom, kandidat je za najčudesniju činjenicu u životu o kojoj iko od nas može promišljati. Uskoro ću se vratiti na tu temu.

„Koje su prvobitno udahnute“

Više ne znam broja besnih pisama koja sam primio od čitalaca moje prethodne knjige, u kojima me okrivljuju da sam, prema njihovom mišljenju, namerno ispustio suštinsku reč Tvorac pre glagola udahnuti. Nisam li namerno izvrnuo Darvinovu nameru? Ovi revnosni korespondenti zaboravili su da je objavljeno šest izdanja te Darvinove velike knjige. U prvom izdanju rečenica glasi baš kao što sam je ovde napisao. Darvin je verovatno popustio pod pritiskom religijskog lobija i u drugo, i sva ostala izdanja, umetnuo reč Tvorac. Osim ako ne postoji dobar razlog da učinim suprotno, uvek citiram prvo izdanje Postanka vrsta.

Donekle i zbog toga što je originalni primerak iz istorijskog prvog izdanja, čiji je tiraž bio 1250 komada, jedna od najdragocenijih stvari koju posedujem; dao mi ju je moj dobročinitelj i prijatelj Čarls Simonji. Ali, to radim i stoga što prvo izdanje ima najveću istorijsku vrednost. To izdanje je snažno udarilo u viktorijanski pleksus i istisnulo vekovima star ustajali vazduh. Povrh toga, kasnija izdanja, a posebno šesto, povlađivala su i više nego što je javno mnjenje htelo. U pokušaju da odgovori na mnoge učene kritike prvog izdanja ali i na one kritike koje su promašile suštinu, Darvin je ponovo razmotrio, čak i revidirao svoje stavove o mnogim važnim temama u vezi s kojima je od početka bio u pravu. Dakle, stoji „koje su prvobitno udahnute“, a ne „koje je Tvorac prvobitno udahnuo“.

Izgleda da je Darvin zažalio zbog tog povlađivanja religioznom razmišljanju. Godine 1863. godine napisao je svom prijatelju, botaničaru Džozefu Hukeru: „Dugo sam žalio što sam se dodvoravao javnom mnjenju i upotrebio izraz iz Petoknjižja iako sam, u stvari, mislio da su se pojavile usled sasvim nepoznatih procesa“. „Izraz iz Petoknjižja“ koji Darvin ovde pominje jeste reč „stvaranje“. Fransis Darvin je objasnio kontekst, u svom izdanju očevih pisama iz 1887. godine: Darvin je pisao Hukeru da se zahvali što mu je pozajmio na čitanje prikaz Karpenterove knjige u kojem je nepoznati recenzent govorio o „sili stvaranja... koju je Darvin mogao iskazati samo terminima iz Petoknjižja, kao primordijalni oblik u koji je ‘prvi put udahnut život’“. Danas bismo se razilazili i u tumačenju izraza „prvobitno udahnut“.

Šta je trebalo da bude udahnuto u nešto? Pretpostavljam da se referenca odnosila na neku vrstu daha života*, ali šta bi to značilo? Što više posmatramo granicu između živog i neživog, to razlike postaju sve varljivije. Život, životnost, trebalo je da ima nekakav treperavi, pulsirajući kvalitet, neku životnu esenciju – koja je izražena na francuskom da bi bila još tajanstvenija: élan vital†. Život, izgledalo je, beše sazdan od naročite životne supstance, gadne smese po imenu „protoplazma“. Profesor Čelendžer Konana Dojla, izmišljeni lik pun sebe više i od Šerloka Holmsa, otkrio je da je Zemlja živa. Ona je poput džinovske morske kornjače čiji je oklop Zemljina kora a čije se jezgro sastoji od čiste protoplazme. Sve do sredine 20. veka mislilo se da je život kvalitativno iznad fizike i hemije. Sada se više ne veruje u to. Razlika između živog i neživog nije u supstanci nego u informaciji. Žive stvari sadrže goleme količine informacija. Većina je digitalno upisana u DNK a velike količine su kodirane i na druge načine, kao što ćemo odmah videti.

U slučaju DNK, prilično dobro razumemo kako su se informacije nagomilavale tokom geološkog vremena. Darvin je to nazivao prirodnom selekcijom, a mi možemo biti nešto precizniji: neslučajno preživljavanje informacija koje kodiraju embriološke recepte za preživljavanje. Samo po sebi, jasno je kako se može očekivati da recepti za vlastito preživljavanje imaju tendenciju da prežive. Kod DNK je posebno to da ona ne preživljava kao samostalni entitet nego u obliku neodređenog broja kopija. Pošto se ponekad događaju greške prilikom kopiranja, nove varijante možda će češće preživljavati nego njihovi preci pa će se baza podataka u kojima su kodirani recepti za preživljavanje s vremenom usavršavati.

Ta poboljšanja biće vidljiva u boljim telima i drugim izumima i uređajima za čuvanje i rasprostiranje kodiranih informacija. U stvarnosti, čuvanje i rasprostiranje informacija iz DNK obično znači preživljavanje i razmnožavanje tela koja ih sadrže. Darvin je proučavao na nivou tela, bavio se njihovim preživljavanjem i razmnožavanjem. Informacije kodirane u njima bile su posredno prisutne u njegovom pogledu na svet ali nisu postale očigledne sve do 20. veka. Genetička baza podataka postaće skladište informacija o okolinama koje su postojale u prošlosti, okruženjima u kojima su naši preci preživljavali i prenosili gene koji su im u tome pomagali.

Pod pretpostavkom da će sadašnja okolina i buduće okoline biti slične onima iz prošlosti (a uglavnom je tako) ova „genetička knjiga mrtvih“, ispostavlja se, biće koristan priručnik za preživljavanje u sadašnjosti i budućnosti. Skladište tih informacija će, u svakom trenutku, postojati u telima jedinki, ali na duži period, kada je razmnožavanje seksualno a DNK se meša od tela do tela, baza podataka o preživljavanju biće genski fond vrste. Genom svake jedinke, iz bilo koje generacije, biće uzorak iz baze podataka vrste. Različite vrste imaće različite baze podataka zbog različitih predačkih svetova.

Baza podataka u genskom fondu kamile sadržaće podatke o pustinjama i kako u njima preživeti. DNK u genskom fondu krtice sadržaće uputstva i savete za preživljavanje i mraku i vlažnoj zemlji. DNK u genskom fondu grabljivaca sadržaće informacije o plenu, njegovim trikovima za izbegavanje i o tome kako ga nadmudriti. DNK u genskom fondu plena sadržaće informacije o grabljivcima i kako ih izbeći ili ih nadmudriti. DNK u svim genskim fondovima sadržaće informacije o nametnicima i kako se odupreti njihovoj neprestanoj navali. Informacije o tome kako živeti u sadašnjosti te kako preživeti u budućnosti, nužno su dobijene iz prošlosti. Neslučajno preživljavanje DNK u telima predaka očigledan je način na koji se informacije iz prošlosti spremaju i čuvaju za primenu u budućnosti i upravo tako je izgrađena prva DNK baza podataka. Ali, postoje još tri načina da se informacije o prošlosti arhiviraju tako da se mogu upotrebiti radi povećavanja izgleda za preživljavanje u budućnosti.

To su imunološki sistem, nervni sistem i kultura. Zajedno s krilima, plućima i drugim organima za preživljavanje, svaki od tri sekundarna sistema za sakupljanje informacija uverljivo je nagovešten primarnim sistemom: prirodnom selekcijom DNK. Sva četiri sistema možemo nazivati memorije. Prva memorija je skladište DNK s predačkim tehnikama za preživljavanje zapisanim u genskom fondu vrste. Baš kao što nasleđena baza podataka DNK beleži detalje o životnom okruženju predaka i kako u njemu preživeti, imunološki sistem – druga memorija – pamti podatke o bolestima i drugim napadima na telo koji su se dogodili tokom života jedinke.

Baza podataka o preležanim bolestima i o tome kako ih preboleti, specifična je za svaku jedinku i zapisana je u proteinima koje zovemo antitela – postoji po jedna populacija antitela za svaki patogen (organizam uzročnik bolesti) precizno skrojenih po prethodno stečenom iskustvu s proteinima koji karakterišu taj patogen. Kao i mnoga druga deca iz moje generacije, i ja sam imao ovčije i male boginje. Moje telo pamti to iskustvo, sećanje je utisnuto u proteine antitela zajedno sa ostatkom moje baze podataka o napasnicima koje sam ranije savladao.

Srećom, nisam imao dečju paralizu, ali je medicina pametno razvila tehniku vakcinisanja za usađivanje lažnih sećanja o bolestima koje nikada nismo preboleli. Nikada neću dobiti paralizu jer moj telo misli da sam je već imao a moja imunološka baza podataka opremljena je odgovarajućim antitelima jer je obmanuta da ih napravi nakon što mi je u telo ubrizgana bezopasna varijanta virusa. Fascinantno je, kao što su pokazali radovi nekolicine nobelovaca iz oblasti medicine, da se baza podataka imunološkog sistema sama popunjava u kvazidarvinističkom procesu slučajne varijacije i neslučajne selekcije. Ali ovde neslučajna selekcija nije selekcija tela zbog njihove sposobnosti da prežive, nego selekcija proteina iz tela zbog njihove sposobnosti da opkole ili na drugi način neutrališu invazivne proteine.

Treća memorija je ona na koju obično mislimo kada kažemo tu reč: memorija nervnog sistema. Nekim mehanizmom, koji još uvek sasvim ne razumemo, mozak pamti stečena iskustva paralelno s memorijom antitela o preležanim bolestima i s memorijom DNK o smrtima i uspesima predaka. Jednostavno gledano, treća memorija radi na principu pokušaja i pogrešaka koji se može smatrati još jednim pandanom prirodnoj selekciji. Kada traži hranu, životinja može pokušati da dođe do nje na nekoliko načina. Iako nije strogo slučajna, ta probna faza je dovoljno dobra analogija genske mutacije. Analogija prirodnoj selekciji je „jačanje“, sistem nagrada (pozitivno pojačanje) i kazni (negativno pojačanje).

Prebiranjem po opalom lišću (pokušaj) moguće je pronaći larve insekata i mokrice koje se ispod njega kriju (nagrada). Nervni sistem ima pravilo: „Svaki pokušaj iza koga sledi nagrada treba ponavljati. Nijedan pokušaj iza koga nije usledila nagrada ili je, još gore, za njim usledila kazna, ne treba ponavljati.“. Ali, memorija mozga ide mnogo dalje od kvazidarvinističkog procesa neslučajnog preživljavanja nagrađenih pokušaja i eliminacije onih koji su praćeni kaznom. Memorija mozga (nema potrebe za navodnicima jer reč koristim u pravom značenju), bar u slučaju čoveka, ogromna je i snažna. Ona čuva detaljne prizore predstavljene unutrašnjim simulakrumom svih pet čula. U njoj su sadržani popisi lica, mesta, zvukova, društvenih običaja, pravila, reči.

Vrlo dobro je i sami poznajete pa nema potrebe da trošim reči podsećajući vas. Samo ističem zapanjujuću činjenicu da se i leksikon reči koje su mi na raspolaganju za pisanje i identičan, ili bar prilično podudaran, rečnik koji je vama na raspolaganju dok čitate, nalaze u ogromnoj neuronskoj bazi podataka zajedno sa sintaksičkim aparatom za slaganje reči u rečenice i prepoznavanje značenja. Dalje, treća memorija, moždana, izrodila je četvrtu.

Baza podataka u našem mozgu sadrži više od običnog zapisa događaja i osećaja iz ličnog života – iako je to bila granica kada je mozak prvobitno evoluirao. Naš mozak čuva kolektivna sećanja negenetički nasleđena od prošlih generacija, prenesena usmeno ili u knjigama, a danas i preko Interneta. Svet u kojem i vi i ja živimo mnogo je bogatiji zbog onih koji su svoja postignuća upisali u bazu podataka čovekove kulture. Zbog Njutna i Markonija, Šekspira i Stajnbeka, Baha i Bitlsa, Stivensona i braće Rajt, Dženera i Salka, Kirijeve i Ajnštajna, Fon Nojmana i Berners–Lija. I, naravno, Darvina. Sve četiri memorije deo su, ili manifestacija, ogromne superstrukture aparata za preživljavanje koji je izgrađen u darvinističkom procesu neslučajnog preživljavanja DNK.

„U neko liko oblika ili samo u jedan“

Darvin je bio u pravu što nije igrao samo na jednu kartu, ali danas smo prilično sigurni da su sva živa bića na ovoj planeti potomci jednog pretka. Dokaz za to je, kao što ćete videti u poglavlju 10, činjenica da je genski kôd univerzalan, gotovo identičan kod životinja, biljaka, gljiva, bakterija, arhebakterija i virusa. Rečnik sa 64 reči po kojem se troslovne DNK reči prevode u dvadeset amino-kiselina i jednu tačku koja znači „počni da čitaš ovde“ ili „prestani da čitaš ovde“, pronaći ćete svugde u živom svetu (s jednim ili dva izuzetka koji neće potkopati uopštavanje).

Kad bi se otkrili čudni, anomalni mikrobi, recimo da se zovu harumskariote, koji uopšte ne koriste DNK, ili ne koriste proteine, ili koriste proteine ali ih pletu iz drugačijeg skupa aminokiselina od ovih dvadeset koje poznajemo, ili koriste DNK ali ne i triplet nukleotida, ili koriste triplet nukleotida ali ne i isti rečnik od 64 reči – kad bi bio ispunjen i jedan od ovih uslova, mogli bismo tvrditi da je život započeo dvaput: jednom za harumskariote i drugi put za ostale organizme.

I pored svega što je Darvin znao – zapravo, i pored svega što se znalo pre otkrića DNK – neka stvorenja možda su imala svojstva koja sam pripisao harumskariotima, a u tom slučaju bi ono njegovo „u nekoliko oblika“ bilo opravdano. Da li je moguće da su dva nezavisna početka života zasnovana na istom kodu od 64 reči? Malo je verovatno. Da bi to bilo moguće, postojeći kôd morao bi imati bitnu prednost nad alternativnim kodovima, a trebalo bi da postoji i put koji vodi ka postepenom poboljšavanju, put po kojem bi prirodna selekcija trebalo da napreduje. Ni jedno ni drugo stanje nije verovatno. Fransis Krik je vrlo rano izneo gledište da je genetički kôd „zamrznuti slučaj“ koji je, kada nastupi, vrlo teško ili nemoguće promeniti.

Zaključivanje je zanimljivo. Bilo kakva mutacija samog genetičkog koda (nasuprot mutacijama gena koje kodira) imala bi katastrofalan rezultat, ne samo na jednom mestu već u celom organizmu. Ako bi i jedna reč iz rečnika od 64 reči promenila značenje, tako da definiše drugačiju amino-kiselinu, gotovo svi proteini u telu bi se odmah promenili, verovatno na mnogim mestima u svojoj strukturi. Za razliku od običnih mutacija koje, na primer, neznatno produžuju noge, skraćuju krila ili potamnjuju boju očiju, promena u genetičkom kodu promenila bi sve odjednom, u celom telu, i to bi bila katastrofa.

Razni teoretičari iznosili su genijalne predloge za posebne načine na koje bi genski kôd mogao da mutira, načine da se, kako to piše u jednom radu, zamrznuti slučaj „odmrzne“. Ma koliko ovo bilo zanimljivo, mislim da je sasvim sigurno kako je svako živo biće čiji je genski kôd analiziran, potomak jednog zajedničkog pretka. Bez obzira na to koliko su složeni i međusobno drugačiji programi visokog nivoa na kojima se zasnivaju različiti oblici života, svi su, u osnovi, napisani istim mašinskim jezikom. Naravno, ne možemo isključiti mogućnost da su se možda bili pojavili drugi mašinski jezici kod bića koja su sada izumrla – nekih oblika harumskariota.

Fizičar Pol Dejvis izneo je logičnu tezu: nismo se mnogo potrudili da pogledamo postoje li negde neke harumskariote (naravno, nije upotrebio taj naziv) koje još nisu izumrle već i dalje žive skrivene u kakvoj ekstremnoj izolaciji na našoj planeti. On priznaje da je to malo verovatno, ali tvrdi – poput čoveka koji izgubljene ključeve traži pod uličnom lampom umesto tamo gde ih je izgubio – kako je mnogo lakše i jeftinije temeljito tražiti takve oblike života na našoj planeti nego putovati do drugih planeta i tražiti ih tamo. U međuvremenu, bez zazora ću ovde zabeležiti kako iščekujem da profesor Dejvis neće ništa pronaći, te da svi postojeći oblici života na Zemlji koriste isti mašinski kôd i svi potiču od jednog pretka.

„Dok se naša planeta, pokora vajući se utvrđenom zakon u gravitacije kreće po svojoj kružno j putanji“

Ljudi su znali za cikluse koji upravljaju našim životima mnogo pre nego što su ih razumeli. Najočigledniji ciklus je smena dana i noći. Objekti koji lebde u svemiru ili kruže jedan oko drugog po zakonima gravitacije, imaju prirodnu tendenciju da se okreću oko vlastite ose. Postoje izuzeci, ali naša planeta nije među njima. Njen period rotacije je sada dvadeset četiri sata (nekada se okretala brže) i to doživljavamo kao smenu dana i noći. Pošto živimo na relativno masivnom telu, gravitaciju smatramo silom koja sve vuče prema središtu tela, rekli bismo prema „dole“.

Ali gravitacija, kao što je prvi spoznao Njutn, ima sveprisutno dejstvo, takvo da tela u kosmosu drži u polutrajnoj orbiti oko drugih tela. To doživljavamo kao ciklus godišnjih doba koji je posledica Zemljinog kretanja oko Sunca.* Pošto je osa oko koje se Zemlja okreće nagnuta u odnosu na ravan po kojoj se kreće oko Sunca, dani su duži u polovini godine kada je hemisfera na kojoj živimo bliža Suncu, a noći su tada kraće i taj period ima vrhunac u sredini leta. Tokom druge polovine godine, dani su kraći a noći duže i taj period, kada je na vrhuncu, nazivamo zimom. Kada je na našoj hemisferi zima, sunčevi zraci, ako uopšte dopiru do nas, padaju pod tupljim uglom. Zbog drugačijeg upadnog ugla, sunčev zrak se zimi prostire po mnogo tanjem sloju atmosfere nego isti takav zrak u letnjem periodu. Na mestu prelamanja manje fotona po kvadratnom centimetru, veća je hladnoća. Manje fotona po zelenom listu znači i manje fotosinteze. Isti efekat imaju i kraći dani i duže noći.

Zima i leto, dan i noć, naši životi upravljaju se po ciklusima, baš kao što je Darvin rekao – i kako je pre njega zapisano u Knjizi postanja: „Dokle bude zemlje neće nestajati sjetve ni žetve, studeni ni vrućine, ljeta ni zime, dana ni noći.“ Gravitacija posreduje i u drugim ciklusima koji su bitni za život, ali oni nisu tako očigledni. Za razliku od drugih planeta koje imaju više satelita, često vrlo malih, Zemlja ima jedan veliki satelit koji zovemo Mesec. Dovoljno je velik da i sam izaziva značajne gravitacione efekte. Te efekte doživljavamo uglavnom kao ciklus plime i oseke – ne samo relativno brz ciklus dnevnih smena plime i oseke nego i sporiji mesečni ciklus prolećnih plima i mrtvih plima koji izaziva interakcija između sunčevog gravitacionog efekta i efekta Meseca koji se svakih 28 dana okrene oko Zemlje.

Ti plimni ciklusi vrlo su važni za morske organizme i organizme koji žive na obali a ljudi su se donekle nerazumno pitali da li su neka sećanja naših morskih predaka možda preživela u našem mesečnom reproduktivnom ciklusu. To je možda malo verovatno, ali je odlična tema za spekulisanje kako bi život bio drugačiji da nema Meseca koji se okreće oko Zemlje. Iznošene su i pretpostavke, po mom mišljenju neutemeljene, da život ne bi bio moguć bez Meseca. Šta bi bilo ako se naša planeta ne bi okretala oko svoje ose? Ako bi jedna njena strana uvek bila okrenuta Suncu, kao što je ista strana Meseca uvek okrenuta Zemlji, imali bismo jednu polovinu na kojoj je uvek dan i vrlo vruće i drugu polovinu na kojoj je uvek noć i neizdrživo hladno. Da li bi život opstao u pograničnoj zoni između tih polovina ili možda duboko pod zemljom?

Sumnjam da bi se život začeo u tako neprijateljskim uslovima, ali kada bi se Zemlja postepeno usporavala sve do zaustavljanja, bilo bi dovoljno vremena za prilagođavanje i nije nemoguće da bi bar neke bakterije preživele. Šta bi bilo kada bi se Zemlja okretala, ali oko ose koja nije nagnuta? Sumnjam da bi to uništilo život. Ne bi bilo smene zime i leta. Zima i leto zavisili bi od geografske širine i dužine a ne od vremena. Bića oko polova ili visoko u planinama stalno bi živela zimi. Ne vidim zašto bi to izbrisalo život – on bi bez godišnjih doba bio samo manje zanimljiv. Ne bi bilo motivacije za migriranje, za parenje u jedno doba godine umesto u drugo, za opadanje lišća, za linjanje ili hiberniranje.

Ako planeta ne bi bila u orbiti oko zvezde, život uopšte ne bi bio moguć. Jedina alternativa okretanju oko zvezde je jurnjava kroz prazan prostor – tminu blizu apsolutne nule, u samoći i daleko od izvora energije koja omogućava da život teče uzvodno, privremeno i lokalno, protiv termodinamičke bujice. Darvinove reči da se naša planeta „pokoravajući se utvrđenom zakonu gravitacije kreće po svojoj kružnoj putanji“, više je od pesničkog načina da izrazi neprekidan i nezamislivo dug tok vremena. Jedino tako što će se kretati u orbiti oko zvezde telo može da ostane na relativno nepromenjenoj udaljenosti od izvora energije. U blizini zvezde – a naše Sunce je tipična zvezda – postoji ograničen prostor okupan toplotom i svetlošću u kojem je moguć razvoj života. Kako se odmičete od zvezde dalje u kosmos, nastanjiva zona brzo nestaje, povinujući se poznatom zakonu obrnutog kvadrata.

Zapravo, svetlost i toplota nestaju, ali ne proporcionalno udaljenosti od zvezde, već proporcionalno kvadratu te udaljenosti. Lako je razumeti zašto je tako. Zamislite koncentrične sfere sve većeg prečnika čiji je centar u centru zvezde. Energija koju zvezda zrači pada na površinu sfere i ravnopravno se deli na svaki kvadratni centimetar unutrašnje površine sfere. Površina sfere proporcionalna je kvadratu njenog poluprečnika. Ako je rastojanje između sfere A i zvezde dvaput veće od od rastojanja između sfere B i zvezde, isti broj fotona treba raspodeliti na četiri puta veću površinu. Zato su Merkur i Venera, planete najbliže Suncu u našem sistemu, užarene, a udaljenije, kao što su Neptun i Uran, hladne su i mračne, ali još uvek toplije i svetlije od dubokog kosmosa. Prema drugom zakonu termodinamike, iako energija ne može biti ni uništena ni stvorena, ona može – mora, u zatvorenom sistemu – biti manje sposobna da izvrši koristan rad: to znači da entropija raste.

Pod radom se podrazumeva, na primer, pumpanje vode uzbrdo ili, u oblasti hemije, izdvajanje ugljenika iz ugljen-dioksida iz atmosfere i njegovo korišćenje u biljnom tkivu. Oba ova primera, kako je objašnjeno u poglavlju 12, mogu da se realizuju samo ako se sistem snabdeva energijom, na primer, električnom energijom kojom će se napajati pumpa za vodu ili solarnom energijom koja će se koristiti za sintezu šećera i skroba u zelenim biljkama. Kada se voda pumpom izbaci na brdo, težiće da teče nizbrdo a deo te energije moći će da se upotrebi za okretanje vodeničnog točka. On će generisati električnu energiju koja može pokretati motor pumpe tako deo vode opet može izbaciti uzbrdo.

Ali samo deo vode! Deo energije se uvek gubi, ali ona ne nestaje. Nemoguće je konstruisati mašine koje bi se neprestano kretale (to nikad ne zvuči suviše dogmatski). U hemijskim procesima života, ugljenik izdvojen iz vazduha kroz hemijske reakcije „uzbrdo“ u biljkama, napajane sunčevom energijom, može sagorevati da bi se oslobodilo nešto energije. Možemo ga doslovno spaljivati u obliku uglja. Zamislite da je taj ugalj rezervoar solarne energije, koju su tamo spremile davno umrle biljke iz karbona i drugih prastarih perioda. Ili, energija se može oslobađati na bolje kontrolisan način nego što je sagorevanje. U živim ćelijama, bilo biljaka ili životinja koje se hrane biljkama, ili životinja koje se hrane životinjama koje jedu biljke (i tako dalje), jedinjenja ugljenika nastala pod delovanjem Sunca sporo sagorevaju.

Umesto da doslovno sagori u plamenu, ugljenik oslobađa energiju na upotrebljiv, polagan način i tako se koristi za održavanje hemijskih reakcija koje troše energiju. Deo energije neizbežno se gubi u obliku toplote – kada se to ne bi događalo imali bismo perpetuum mobile a to je (nije mi teško da stalno ponavljam) nemoguće. Gotovo sva energija u kosmosu postepeno se degradira iz oblika koji mogu vršiti rad u oblike koji ne mogu vršiti rad. Na delu je izjednačavanje, ili mešanje, sve dok se u jednom trenutku ceo kosmos ne smiri u jednoličnoj termičkoj smrti u kojoj se (doslovno) ništa ne događa. Ali, dok se kosmos neizbežno kotrlja nizbrdo ka stanju termičke smrti, postoje opsezi za male količine energije koje će lokalne sisteme pokretati u suprotnom smeru.

Voda iz mora diže se u vazduh i formira oblake koji kasnije oslobađaju vodu iznad planinskih vrhova odakle ona teče u potocima i rekama i tako omogućava pokretanje vodeničnih točkova ili generatora u električnim centralama. Energija potrebna za premeštanje vode (a time i za pokretanje generatora) dolazi od Sunca. Tu nema kršenja drugog zakona termodinamike, jer se energija neprekidno dobija od Sunca. Sunčeva energija radi nešto slično i u zelenim listovima, pokrećući lokalne hemijske reakcije koje troše energiju pri stvaranju šećera, skroba, celuloze i biljnog tkiva. Biljke će na kraju uvenuti ili će ih pre toga pojesti životinje.

Spremljena sunčeva energija ima priliku da se oslobodi preko brojnih kaskada i kroz dugačak i složen lanac ishrane na čijem su kraju bakterije i gljivice što razgrađuju uvenule biljke ili životinje koje su ih jele. Ili, deo nje može dospeti pod zemlju, prvo u obliku treseta a zatim uglja. Međutim, opšti trend prema konačnoj termičkoj smrti kosmosa ne može se obrnuti. U svakoj karici lanca ishrane i kroza svaku energetsku kaskadu unutar ćelije, deo energije degradira se do beskorisnosti. Mašine koje bi se neprekidno kretale…u redu, dosta sam ponavljao, ali neću se izvinjavati zbog citiranja, kao što sam to uradio u najmanje jednoj od prethodnih knjiga, izvanredne izreke ser Artura Edingtona na tu temu:

Ukoliko vam neko ukaže da je vaša omiljena teorija kosmosa u suprotnosti s Maksvelovim jednačinama, utoliko gore po Maksvelove jednačine. Ako se kontradikcije otkriju eksperimentalno, pa dobro – eksperimentalci uvek nešto zabrljaju. Ali, ako se utvrdi da je vaša teorija u suprotnosti s drugim zakonom termodinamike, nema nade. Ne može se ništa učiniti s njom osim da se prepusti propasti uz najdublje poniženje.

Kada kreacionisti kažu, a to često rade, da je teorija evolucije u suprotnosti s drugim zakonom termodinamike, zapravo nam govore da ne razumeju drugi zakon (već znamo da ne razumeju evoluciju). Tu nema kontradikcije, i to zbog Sunca! Ceo sistem, bilo da govorimo o životu, ili o vodi koja se diže u oblake i ponovno pada, uvek zavisi od stabilnog toka energije sa Sunca. Iako nikada ne krši zakone fizike i hemije – i sigurno ne krši drugi zakon termodinamike – energija Sunca omogućava životu da pogura i širi zakone fizike i hemije kako bi se razvila čudesna dela koja odlikuje složenost, raznovrsnost, lepota i tajanstvena iluzija statističke neverovatnosti i smišljenog dizajna. Toliko je uverljiva ta iluzija da je vekovima zavodila najpametnije umove, sve dok se nije pojavio Čarls Darvin.

Prirodna selekcija je pumpa neverovatnosti: proces koji generiše statistički malo verovatno. Ona sistematski grabi mali broj slučajnih promena koje imaju ono što je neophodno za preživljavanje i akumulira ih, milimetar po milimetar, tokom nezamislivo dugih perioda, sve dok se evolucija ne popne na vrhove neverovatnog i različitog, vrhove čija visina i veličina ne poznaju granice, metaforičke planine koju sam nazvao Planina neverovatnosti. Pumpa neverovatnosti prirodne selekcije, koja životnu složenost penje uz Planinu neverovatnosti, neka je vrsta statističkog ekvivalenta Sunčeve energije koja podiže vodu na vrh prave planine.* Život se razvija prema složenijim oblicima samo zbog toga što ga prirodna selekcija lokalno vodi od statistički verovatnog do statistički neverovatnog. A to je moguće samo zbog neprekidnog izvora energije sa Sunca.

„Od jedno g tako pros toga početka“

Znamo mnogo o tome kako se evolucija odvijala od trenutka kada je pokrenuta, mnogo više nego što je znao Darvin. Ali ne znamo gotovo ništa više nego što je Darvin znao o tome kako je pokrenuta. Ovo je knjiga o dokazima, a mi nemamo dokaze koji potvrđuju značajan događaj što je pokrenuo evoluciju na ovoj planeti. To je mogao biti nepojmljivo nesvakidašnji događaj. Morao se dogoditi samo jednom, a koliko znamo, tako je i bilo. Moguće je čak i da se dogodio samo jedanput, na samo jednom mestu u celom kosmosu, iako u to sumnjam. Ali na osnovu čiste logike a ne dokaza, možemo primetiti kako je Darvin razumno rekao: „Od jednog tako prostoga početka“.

Suprotno od jednostavno je statistički neverovatno. Statistički neverovatne stvari ne nastaju spontano: to je pravo značenje statistički neverovatnog. Početak mora biti jednostavan a evolucija prirodnom selekcijom je i dalje jedini proces za koji znamo da od jednostavnog početka može dovesti do složenih rezultata. Darvin u Postanku vrsta nije razmatrao kako je evolucija počela. Smatrao je da je taj problem izvan dometa tadašnje nauke. U pismu Hukeru koje sam naveo ranije u poglavlju, Darvin je rekao: „Glupo je sada raspravljati o poreklu života; mogli bismo isto tako misliti i o poreklu materije“. On nije isključio mogućnost da bi problem jednog dana mogao biti rešen (zapravo, poreklo materije uglavnom je poznato), ali samo u dalekoj budućnosti: „Proći će neko vreme pre no što budemo videli kako ‘sluz protoplazma i drugo’ stvara novu životinju“. Na ovom mestu u knjizi pisama njegovog oca, Fransis Darvin dodao je fusnotu:

O istoj temi moj je otac 1871. godine napisao: „Često se kaže da su se sada stekli svi uslovi za prvo stvaranje živog organizma, koji su se mogli steći. Ali kada bismo (o, kako veliko ali!) mogli imati toplu baru sa amonijakom, fosfornim solima, svetlošću, toplotom, elektricitetom i svime što treba da se hemijski formiraju proteinska jedinjenja spremna za još složenije promene, u današnje vreme takva materija bi odmah bila proždrana ili apsorbovana, što ne bi bio slučaj pre nego što su se živa bića formirala.“

Čarls Darvin je ovde istakao dve vrlo različite situacije. S jedne strane, izneo je svoju jedinu pretpostavku o tome kako je život možda nastao (poznati odlomak „mala topla bara“). S druge strane, razuveravao je ondašnju nauku, ukazujući da nema nade kako će se taj događaj ponoviti pred našim očima. Čak iako još uvek postoje „uslovi za prvo stvaranje živog organizma“, svaki takav proizvod bi bio odmah „proždran ili apsorbovan“ (verovatno bi to učinile bakterije, danas bismo mogli s dobrim razlogom dodati) „što ne bi bio slučaj pre nego što su se živa bića formirala“. Darvin je ovo napisao sedam godina nakon što je Luj Paster izjavio na predavanju na Sorboni: „Doktrina spontanog stvaranja nikada se neće oporaviti od smrtnog udarca koji će joj zadati ovaj jednostavan eksperiment“.

Taj jednostavan eksperiment bio je onaj u kojem je Paster pokazao, suprotno očekivanju publike tog vremena, da se supa neće pokvariti ako se spreči da mikroorganizmi prodru u nju. Kreacionisti ponekad citiraju eksperimente kao što je bio ovaj Pasterov, navodeći ih kao dokaz u svoju korist. Silogizam je sledeći: „Spontano stvaranje do sada nije zabeleženo. Prema tome, stvaranje života nije moguće“. Darvinova napomena iz 1871. godine precizno je napisana kao britak odgovor na takvu nelogičnost. Očigledno, spontano stvaranje života je veoma redak događaj, ali to se jednom moralo odigrati i to je tačno, smatrali vi taj događaj prirodnim ili neprirodnim.

Pitanje koliko je stvaranje života zaista retko vrlo je zanimljivo i vratiću mu se kasnije. Prvi ozbiljni pokušaji da se razmišlja o tome kako je život mogao započeti, oni Oparinovi u Rusiji i (nezavisno) Holdejnovi u Engleskoj, počeli su poricanjem da i dalje postoje uslovi za prvo stvaranje života. Oparin i Holdejn tvrdili su da je rana atmosfera morala biti drugačijeg sastava nego današnja. Preciznije, u njoj nije moglo biti slobodnog kiseonika pa bi to bila, hemičari bi tajanstveno rekli, redukujuća atmosfera. Danas znamo da je sav slobodni kiseonik u atmosferi rezultat života, posebno biljaka, i da nije deo prethodnog stanja u kojem se pojavio život.

Kiseonik je preplavljivao atmosferu kao zagađivač, čak i otrov, sve dok prirodna selekcija nije oblikovala živa bića tako da im bude neophodan i da se, zapravo, guše bez njega. Redukujuća atmosfera inspirisala je najpoznatiji napad na problem porekla života kada je Stenli Miler ispunio posudu jednostavnim sastojcima koji su se mešali i iskrili samo nedelju dana i potom su se u boci stvorile amino-kiseline i druge preteče života. Darvinova „topla mala bara“, zajedno s Milerovom veštičjom mešavinom, danas se često odbacuje kao preambula za neke naprednije i povoljnije alternative. Istina je da nema preovlađujućeg konsenzusa. Izloženo je nekoliko obećavajućih ideja ali nema odlučujućeg dokaza koji bi nepogrešivo ukazivao na jednu.

U svojim ranijim knjigama, obradio sam različite zanimljive mogućnosti, uključujući i teoriju kristala anorganske gline Grejema Kerns–Smita i noviju pretpostavku da su uslovi u kojima se život pojavio bili slični paklenim životnim uslovima današnjih termofilnih bakterija i arhebakterija od kojih neke uspevaju i razmnožavaju se u termalnim izvorima s doslovno uzavrelom vodom. Većina biologa se danas okreće teoriji RNK sveta iz razloga za koje mislim da su vrlo uverljivi. Nije dokazano koji je bio prvi korak u stvaranju života, ali znamo kakav je morao biti. To je morao biti korak koji je pokrenuo prirodnu selekciju. Pre tog prvog koraka, nisu bila moguća poboljšanja koja ostvaruje samo prirodna selekcija.

To znači da je ključni korak bila pojava, u još nepoznatom procesu, entiteta koji se mogao samoumnožavati. Samoumnožavanje je dalo populaciju entiteta koji su se međusobno takmičili u umnožavanju. Kako nijedan proces udvajanja nije savršen, u populaciji se neminovno pojavljuju varijacije, a ako varijacije postoje u populaciji umnoživača, oni koji imaju sve što je potrebno da se i dalje umnožavaju postaće dominantni. To je prirodna selekcija, a ona nije mogla početi pre nego što se pojavio prvi samoumnožavajući entitet. Darvin je u tom odlomku o „maloj toploj bari“ pretpostavio da je ključni događaj u postanku života možda spontano stvaranje proteina, ali ispostavilo se da ta Darvinova ideja nije bila toliko inspirativna kao ostale. Time se ne poriče da su proteini vrlo važni za život.

U poglavlju 8 videli smo kako imaju veoma posebnu sposobnost da se namotaju i formiraju trodimenzionalne objekte, čiji je tačan oblik određen jednodimenzionalnim nizom konstituenata – amino-kiselina. Takođe smo videli da im taj isti precizan oblik omogućava da kataliziraju hemijske reakcije na vrlo specifičan način, ubrzavajući neke čak i bilion puta. Ova specifičnost enzima čini mogućom biološku hemiju a proteini su, čini se, gotovo neograničeno fleksibilni i mogu poprimiti gotovo bilo koji oblik. To je, dakle, ono u čemu su proteini dobri. U tom poslu su vrlo, vrlo dobri i Darvin je bio prilično u pravu kada ih je pomenuo.

Ali postoji nešto u čemu su proteini veoma loši, a Darvin je to prevideo. Beznadežno se loše umnožavaju. Oni ne mogu napraviti svoje kopije. To znači da prvi korak u stvaranju života nije moglo biti spontano stvaranje proteina. Šta je, onda, bio prvi korak? DNK je molekul koji se, prema našim saznanjima, najbolje umnožava. U naprednim oblicima života, DNK i proteini se elegantno dopunjuju. Molekuli proteina su izvrsni enzimi ali se loše umnožavaju. Za DNK vredi suprotno. Ona se ne namotava u trodimenzionalne oblike pa zbog toga ne funkcioniše kao enzim. Umesto da se namotava, ona zadržava otvoren, linearan oblik a to je čini odličnim umnoživačem i odlično opremljenom da zadaje nizove amino-kiselina.

Molekuli proteina, upravo zbog toga što se namotavaju u zatvorene oblike, ne izlažu informacije o nizovima tako da se mogu umnožavati ili čitati. Informacije o nizovima nepristupačne su u unutrašnjosti namotanih proteina. Ali, u dugačkim lancima DNK informacije o redosledu su izložene, mogu se čitati i koristiti kao šablon. Kvaka 22 postanka života je u sledećem. DNK se može umnožavati ali su joj potrebni enzimi koji će katalizovati procese. Proteini mogu katalizirati stvaranje DNK, ali im je potrebna DNK kako bi zadala pravilan redosled amino-kiselina. Kako su molekuli izašli iz ovog začaranog kruga i pokrenuli prirodnu selekciju?

Upoznajte RNK. RNK pripada polinukleotidima, istoj familiji molekula kao i DNK. Može da kodira istu količinu informacija kao i DNK, a to i radi u živim ćelijama prenoseći genske informacije od DNK do mesta na kojem se može koristiti. DNK funkcioniše kao šablon za izgradnju nizova RNK koda. Nizovi proteina tada se grade korišćenjem RNK, a ne DNK, kao šablona. Neki virusi uopšte nemaju DNK. RNK je njihov genski molekul odgovoran samo za prenos genetičkih informacija s jedne generacije na drugu. Sada da kažem nešto i o ključnim aspektima teorije RNK sveta. Osim što se može istegnuti u oblik pogodan za prenos informacija o redosledu, RNK se takođe može samostalno sastavljati, kao ogrlica od magneta koju sam pominjao u poglavlju 8, u trodimenzionalne oblike koji mogu delovati kao enzimi. RNK enzimi zaista postoje.

Oni nisu efikasni kao proteinski enzimi, ali funkcionišu. Prema teoriji RNK sveta, RNK je bila dovoljno dobar enzim da odbrani opstanak dok se nisu razvili proteini i preuzeli ulogu enzima a istovremeno je bila dovoljno dobar umnoživač dok se nije razvila DNK. Po meni, teorija RNK sveta je prihvatljiva i vrlo je verovatno da će hemičari u sledećih nekoliko decenija u laboratoriji potpuno rekonstruisati događaje koji su pokrenuli prirodnu selekciju na važan put pre četiri milijarde godina. Fascinantni koraci u pravom smeru već su preduzeti. Pre nego što završim izlaganje, ponavljam upozorenje koje sam izneo u ranijim knjigama. Zapravo nam ne treba verovatna teorija o poreklu života, a možda bismo postali i depresivni kada bi dovoljno uverljiva teorija bila otkrivena.

Ovaj neprikriveni paradoks proizlazi iz poznatog pitanja: „Kud se dedoše?“, koje je postavio fizičar Enriko Fermi. Iako zatečeni tonom njegovog pitanja, Fermijeve kolege, saradnici fizičari u laboratoriji u Los Alamosu, dovoljno dobro su se poznavali pa su znali na šta je mislio. Zašto nas još nisu posetila druga živa bića iz kosmosa? Ako nas već nisu lično posetila, zašto makar nisu uspostavila kontakt preko radio-talasa (što je mnogo verovatnije)? Danas je moguće proceniti da u našoj galaksiji ima preko milijardu planeta, a da ukupno ima oko milijardu galaksija. Iako je moguće da se samo na našoj planeti u galaksiji razvio život, da bi to bilo tačno, verovatnost pojavljivanja života na planeti morala bi da bude ne mnogo veća od jedan prema milijardu.

Teorija za kojom tragamo, o poreklu života na ovoj planeti, nikako ne bi trebalo da bude teorija iz koje sledi da je verovatnoća postojanja života veoma velika. Kada bi bila, život bi bio rasprostranjen u galaksiji. Možda i jeste rasprostranjen, i tada bismo i tražili teoriju po kojoj je život verovatan. Kako još uvek nemamo dokaze o postojanju života izvan naše planete, u ovom trenutku bi nas zadovoljila i teorija iz koje ne sledi da je verovatnoća postojanja života visoka. Ako bismo ozbiljno uzeli Fermijevo pitanje i to što nema posetilaca shvatili kao dokaz da je život u galaksiji ekstremno redak, onda bi trebalo da se nadamo kako ne postoji teorija o poreklu života iz koje proishodi da je život visoko verovatna pojava.

Potpuniju argumentaciju izneo sam u knjizi Slepi časovničar i tamo nek ostane. Po mom mišljenju, koliko ono ovde vredi (verovatno malo, jer je previše nepoznanica), život je redak ali kad se uzme u obzir ogroman broj planeta (a otkriva ih se sve više) verovatno nismo sami i moguće je da u kosmosu postoje milioni ostrva na kojima se razvio život. Iako možda postoje milioni nastanjenih planeta, one mogu biti toliko udaljene jedna od druge da život nikada ne stupi u kontakt s drugim, čak ni preko radio-talasa. Ako se gleda praktično, to je isto kao da smo sami u kosmosu.

„Stvoren je beskonačan bro j najlepši h i najdi vnijih oblika , i još se evolucijom stvaraju“

Nisam siguran šta je Darvin mislio pod beskonačni. To je možda samo epitet upotrebljen da začini epitete najlepši i najdivniji. Pretpostavljam da se o tome radi. Ali, volim da pomislim kako je Darvin pod tim podrazumevao nešto konkretnije. Kada se osvrnemo kroz istoriju života, vidimo prizor obnavljanja koje se stalno podmlađuje i nikada se ne završava. Jedinke umiru, vrste, familije, redovi, pa čak i klase izumiru. Ali dok se epohe smenjuju, sam proces evolucije ide dalje, nastavlja svoje ponavljajuće cvetanje, s nenarušenom svežinom i neumanjenom mladolikošću.

Vratimo se nakratko kompjuterskim modelima veštačke selekcije koje sam opisao u poglavlju 2: safari parku kompjuterskih biomorfa, artromorfa i končomorfa koji su pokazali kako su mogle evoluirati raznovrsne školjke. U tom poglavlju predstavio sam kompjuterska bića da bih ilustrovao kako veštačka selekcija deluje i koliko je moćna na dovoljnom broju generacija. Sada ću taj kompjuterski model upotrebiti u drugu svrhu. Dok sam zurio u ekran kompjutera i uzgajao biomorfe, obojene ili crne, ili kada sam uzgajao artromorfe, imao sam preovlađujući utisak: to nikada ne dosadi. Stalno postoji nekakav osećaj čudnovatosti. Izgledalo je kao da se program nikada ne umara, a ni igrač.

 

U godini u kojoj se obeležavaju dva važna jubileja – 200 godina od rođenja Čarlsa Darvina i 150 godina od prvog izdanja njegovog kapitalnog dela Postanak vrsta, u svim boljim svetskim knjižarama pojaviće se nova knjiga Ričarda Dokinsa u prevodima na više od dvadeset jezika. Najveća predstava na Zemlji je knjiga u kojoj Dokins na jasan i razumljiv način prikazuje teoriju evolucije, objašnjava kako smo do nje došli i na kakvim dokazima počiva ova filigranska naučna građevina. Dokins najpre ukazuje na značenje reči teorija, naglašavajući da je nauka sazdana od teorija kao skupova tvrdnji koje su potkrepljene opažanjima, proverljive su i daju tačna predviđanja. Teorije su, zapravo, najveća dostignuća nauke, a teorija evolucije jedan je od najvrednijih dragulja u raskošnoj naučnoj zbirci. Obilato koristeći svoju sposobnost razložnog i sistematičnog izlaganja naučnog štiva jednostavnim književnim jezikom, Ričard Dokins je ponovo ispisao stranice koje će čitaoce oplemeniti lepotom naučnog pogleda na svet. One svedoče i o piščevoj velikoj ljubavi prema saznavanju i učenju, kao najuzbudljivijim životnim poduhvatima. www.heliks.rs

To je suprotno programu Darsi, koji sam ukratko opisao u poglavlju 10, u kojem su geni matematički uneti u koordinate virtualnog komada gume na kojem je nacrtana životinja. Kada igrač u programu Darsi provodi selekciju, kako vreme prolazi, izgleda mu da se sve više udaljava od referentne tačke u kojoj stvari deluju smisleno, prema nenaseljenoj zemlji deformisane inteligencije u kojoj razum kao da se gubi što više se udaljavamo od te početne tačke. Već sam nagovestio razloge za to. U programima biomorf, artromorf i končomorf imamo računarski ekvivalent embrioloških procesa – tri biološki prihvatljiva embriološka procesa.

Nasuprot tome, program Darsi uopšte ne simulira embriologiju. Kao što sam objasnio u poglavlju 10, on manipuliše deformacijama preko kojih se jedan odrasli oblik može pretvoriti u drugi odrasli oblik. Pošto nema embriologije, program je uskraćen za „inventivnu plodnost“ koju biomorfi, artromorfi i končomorfi pokazuju. Istu inventivnu plodnost pokazuju i embriologije iz stvarnog sveta, što je minimalan razlog zbog kog evolucija stvara „beskonačan broj najlepših i najdivnijih oblika“. Ali, možemo li ići dalje od minimalnog?

Godine 1989, napisao sam rad „Evolucija evolutivnosti“ u kojem sam izneo pretpostavku da sa smenjivanjem generacija životinje ne samo što postaju sve veštije u preživljavanju nego sve bolje evoluiraju. Šta to znači biti dobar u evoluiranju? Koje vrste životinja dobro evoluiraju? Insekti na kopnu i rakovi u moru čine se kao šampioni po diversifikaciji na hiljade vrsta koje zauzimaju niše, ležerno menjajući odoru tokom evolucionog vremena. Ribe takođe pokazuju neverovatnu evolucionu plodnost, isto kao i žabe i neki poznati sisari i ptice. U tom radu tvrdio sam da je evolutivnost svojstvo embriologija. Geni mutiraju da bi promenili telo životinje, ali oni moraju sazreti kroz procese embrionalnog rasta. Neke embriologije su bolje od drugih u „emitovanju“ plodonosnih raspona genskih varijacija na kojima će prirodna selekcija raditi i koje će zbog toga možda bolje evoluirati.

Reč „možda“ zvuči preslabo. Nije li gotovo očigledno da, gledano na taj način, neke embriologije moraju biti bolje od drugih u evoluciji? Mislim da jeste. Mada je manje očigledno, ipak se može dogoditi da postoji prirodna selekcija na višem nivou i u korist „evolutivnih embriologija“. Kako vreme prolazi, embriologije poboljšavaju svoju sposobnost evoluiranja. Ako postoji ovakva selekcija na višem nivou, ona je bitno drugačija od obične prirodne selekcije koja bira jedinke po sposobnosti da uspešno prenesu gene (ili ekvivalentno, bira gene po sposobnosti da razviju uspešne jedinke). Selekcija višeg nivoa koja unapređuje evolutivnost bila bi od one vrste koju veliki američki evolucioni biolog Džordž K. Vilijams naziva „selekcija klâda“. Klada je grana stabla života, poput vrste, roda, reda ili klase.

Možemo reći da se selekcija klada dogodila kada se klada, na primer, insekti, proširi, diversifikuje i naseli svet mnogo uspešnije nego neka druga klada, kao što su pogonofore (ne, verovatno niste čuli za ova neobična crvolika stvorenja, a za to postoji i razlog: one su neuspešna klada!) Selekcija klâda ne znači da se klade moraju međusobno takmičiti. Insekti se ne takmiče s pogonoforama za hranu ili prostor ili neki drugi resurs. Ali svet je prepun insekata, a pogonofora gotovo da i nema i taj uspeh insekata spremni smo pripisati nekoj njihovoj karakteristici. Slutim da ima nešto u njihovoj embriologiji što ih čini evolutivnijima.

U poglavlju „Kaleidoskopski embrioni“ iz knjige Uspon Planinom neverovatnosti, izneo sam razne predloge karakteristika koje podstiču evolutivnost, pa i ograničenje simetrije i modularnu građu kao što je segmentirani telesni plan. Možda je zbog svoje segmentirane građe klada artropoda* dobra u evoluciji, u emitovanju varijacija u više smerova, u diversifikaciji, u oportunističkom popunjavanju niša kako postaju dostupne. Druge klade mogu biti podjednako uspešne jer su im embriologije ograničene na simetričan razvoj po raznim ravnima.

Klade koje naseljavaju i kopno i more dobre su u evoluiranju. U selekciji klada neuspešne izumiru, ili ne uspevaju da se diversifikuju kako bi reagovale na razne izazove – one venu i iščezavaju. Uspešne klade bujaju i cvetaju kao lišće na filogenetskom stablu. Ideja o selekciji klâda zavodljiva je kao i Darvinova prirodna selekcija. Zavodljivosti treba odoleti, ili bi trebalo uključiti alarm. Površinska sličnost može nas stalno navoditi na pogrešan put. Činjenica da postojimo gotovo je nepodnošljivo iznenađujuća. Isto važi i za činjenicu da smo okruženi bogatim ekosistemom životinja koje manje ili više liče na nas, biljaka koje malo manje liče na nas i od kojih zavisimo u prehrani, i bakterija koje liče na naše daleke pretke i kojima ćemo se vratiti kad se budemo raspadali, kad naše vreme prođe. Darvin je bio mnogo ispred svog vremena po tome što je bio kadar da sagleda koliko je ogromno samo pitanje o našem postojanju, kao i da predloži rešenje. Prednjačio je i po sposobnosti da pronikne u uzajamne zavisnosti biljaka i životinja i svih drugih bića, u odnose čija zamršenost uzdrmava maštu. Kako to da postojimo, i ne samo da postojimo nego smo okruženi takvom složenošću, takvom elegancijom, takvim beskrajem najlepših i najčudesnijih oblika?

Odgovor je sledeći. Nije ni moglo biti drukčije, budući da uopšte primećujemo svoje postojanje i postavljamo pitanja o njemu. Nije slučajno, kao što nam ističu kosmolozi, da vidimo zvezde na nebu. Možda postoje kosmosi bez zvezda, kosmosi u kojima su fizički zakoni takvi da je distribucija vodonika ravnomerna i da se nije uspeo koncentrisati u zvezde. Ali takve kosmose niko ne primećuje, jer se entiteti sposobni da bilo šta zapažaju ne mogu razviti bez zvezda. Nije da život samo zahteva najmanje jednu zvezdu koja će pružati energiju. Zvezde su ujedno i peći u kojima se kuje većina hemijskih elemenata, a život nije moguć ni bez bogatstva hemikalija. Mogli bismo analizirati zakon po zakon i za sve bismo mogli reći isto: nije slučajno da vidimo...

Isto važi i za biologiju. Nije slučajno da vidimo zeleno gde god da pogledamo. Nismo se slučajno obreli na jednoj grančici u sredini procvalog i razgranatog stabla života. Nije slučajno da smo okruženi milionima drugih vrsta koje jedu, rastu, propadaju, plivaju, hodaju, lete, ukopavaju se, vrebaju, jure, beže, prestižu, nadmudruju. Bez zelenih biljaka koje su bar deset puta brojnije od nas, ne bi bilo energije koja bi nas održavala. Bez stalno promenljive trke u naoružanju između grabljivaca i plena, parazita i domaćina, bez Darvinovog „rata u prirodi“, bez „gladi i smrti“, ne bi bilo nervnog sistema sposobnog da išta vidi, a kamoli da razume i tumači. Okruženi smo beskrajnim oblicima, najlepšim i najčudesnijim a to nije slučajno već je direktna posledica evolucije kroz neslučajnu prirodnu selekciju – jedine igre u gradu i najveće predstave na Zemlji.

8. decembar 2009.
Biologija
Piše: Mirko Đorđević

Kako definišemo pol?

Južnoafrička atletičarka Kaster Semenija (Caster Semenya), na Afričkom Juniorskom Šampionatu 2009, osvojila je zlato na trkama na 800m i 1500m. Sa vremenom 1:56.72 u trci na 800m popravila je za 7 sekundi, i na 1500m za 25 sekundi, svoje prethodne rekorde za manje od 9 meseci, postavljajući nacionalni i svetski rekord. Međutim, Internacionalna Asocijacija Atletičarske Federacije (IAAF- International Association of Athletics Federations) je objavila da je u obavezi da ispita ovaj slučaj, jer je “ovakva vrsta dramatičnih poboljšanja ponekad posledica upotrebe zabranjenih lekovitih supstanci“. Pošto nije pronašla ništa, IAAF je zatražila od Kaster da uradi test određivanja pola.

Rezultati testa za određivanje pola svetske šampionke na 800m pokazali su da ona poseduje i muške i ženske polne karakteristike. Većina će pomisliti da je lako odrediti nečiji pol jednostavnim pregledom sekundarnih polnih karakteristika. Međutim, da je situacija mnogo komplikovanija pokazuje slučaj 19 godina stare južnoafričke atletičarke. Dakle, kako definišete pol?

Testiranje pola uključuje specijaliste iz oblasti endokrinologije, ginekologije i fiziologije. Oni objašnjavaju da postoje četiri tipa određivanja pola. Prvo je vaš fenotipski pol, tj. spoljašnje seksualne karakteristike koja osoba poseduje na osnovu svog genetičkog zapisa iliti genotipa.

Drugo predstavlja vaš sociološki pol tj. ono kako se vi osećate, kako su vas odnegovali i koji je uglavnom u skladu sa fenotipom.

Treći je vaš gonadalni pol koji podrazumeva da li posedujete jajnike ili testise, muške ili ženske reproduktivne organe.

Četvrti tip je biološki ili hromozomski pol, da li posedujete XX polne hromozome koji determinišu ženski ili XY koji determinišu muški pol. Zapravo, polni hromozomi i geni koje ti hromozomi sadrže su ti koji upravljaju, preko sinteze hormona, razvojem bebe u materici u pravcu ženskog ili muškog pola.

Dakle, dijagnoza intereksualnih stanja nije samo zasnovana na anatomiji, kako većina misli, već i na genetskim, hormonalnim, fizionomskim, sociološkim i drugim faktorima.

U materici geni određuju da li će se fetus razviti u muški ili ženski pol kontrolišući sintezu hormona. Na primer, jedno od češćih pojava (samo 3.000 dece u Velikoj Britaniji; jedno na svakih 5.000 deteta) jeste sindrom androgene neosetljivosti (androgen insensitivity syndrome) gde fetus sadrži muške polne hromozome XY, ali zbog mutacija u andrognim receptorima, ne reaguje na testosteron.

Posledica je da se dete razvija ka ženskom polu iako je genetički muškarac. Testisi postoje, ali nisu potpuno razvijenni i spušteni, pa ostaju unutar tela i stanje se ne uočava do puberteta kada devojci izostane menstruacija. Ovakve osobe su najlepše žene. Znatan broj manekenki ima ovaj sindrom. One su jako visoke, dugih nogu, imaju jako čvrste i lepe grudi, čisto lice bez akni i vrlo male naslage masnog tkiva jer imaju brži metabolizam i veći procenat mišićnog tkiva.

Druga pojava jeste kongenitalna adrenalna hiperplazija (congenital adrenal hyperplasia), gde fetus sadrži ženske polne hormone XX, ali sintetiše velike količine testosterona što dovodi do razvoja muških polnih karakteristika. Postoje i poremećaji u broju polnih hromozoma, kao što su Tarnerov sindrom, gde ženske osobe imaju samo jedan X, ili Klinefelterov sindrom, gde muškarci imaju 2 X i jedan Y polni hromozom. Osobe sa Klinefelterovim sindromom su visoke i imaju izraženiju pojavu akni zbog povećane sinteze testosterona.

Svetska Zdravstvena Organizacija ističe da je pol socijalna konstrukcija. Dakle, kako neka osoba sebe polno doživljava može biti drugačije od biološkog pola koji joj je prepisan. U slučaju Kaster Semenije čitav proces mora da je za nju i njenu porodicu bio vrlo potresan. Njena porodica ju je odgajila kao devojčicu, a sada je IAAF ubeđuje da ona to nije.

Sada je na njoj samoj da donese odluku da li se oseća kao žena ili kao muškarac. Ono što je sigurno jeste da Semenija ne snosi nikakvu krivicu, obzirom da nikada testove za određivanje pola nije radila, i da sigurno nije pokušala svoju jedinstvenost iskoristi na pogrešan način.

Interesantni su podaci da je Internacionalni Olimpijski Komitet od 1999. ukinuo testiranje pola. Na Olimpijskim igrama mogu da učestvuju transseksualni sportisti ako su prethodno obavili operativnu promenu pola i dvogodišnju hormonalnu terapiju (osim ako se pol nije promenio pre puberteta). Internacionalna Asocijacija Atletske Federacije ukinula je testiranje pola 1992. godine. Zatraženo je da se testiranje ponovo obavi u slučaju Kaster Semenlije 2009. godine.

10. novembar 2009.
Istraživanje smrti
Piše: Slobodan Bubnjević

Smrt više ne stanuje ovde

U eksperimentu koji oduzima dah američki biolog Mark Rot je na tragu "mehanizma umiranja" - on svoje zamorce ubija otrovnim gasom, a zatim, nakon šest sati provedenih u smrti, uspeva da ih oživi bez posledica

Neki naučnici su spremni da se suoče sa gotovo nerazumnim zadacima, na koje bi većina racionalnih osoba samo odmahnula rukom. Tako u Centru za istraživanje raka "Fred Hačinson" u SAD, sad već svetski poznati biolog Mark Rot sa svojim timom izvodi nešto što gotovo liči na cirkusku tačku ili mađioničarski trik.

U njegovoj laboratoriji miševima se pod stakleno zvono naglo ubacuje izuzetno otrovni gas vodonik-sulfid. Izložene ovom istinskom Tanatosu među gasovima, pri koncentraciji od 80 ppm, životinje praktično umiru. Ne kreću se, ne dišu, temperatura im pada na 11 stepeni Celzijusa, a uređaji pokazuju da im je i srce stalo.

Većina istraživača bi laboratorijsku životinju u ovakvom stanju verovatno uhvatila za rep i bacila u korpu sa animalnim otpadom. Međutim, ovako ugušeni sisar nije ubijen. Kad mu se nekoliko sati kasnije vrati kiseonik, on će početi da mrda, udisaće i na kraju sasvim oživeti, kao da nikad nije proveo čitave sate u stanju smrti.

Stvar je prilično efektna. Čitav ogled sadrži onu enigmu i neočekivani obrt, kojih vrlo retko ima u skupim i sofisticiranim savremenim naučnim eksperimentima, a koji su u mladim danima tehnološke revolucije, u takozvanoj belle epoque, nagonili uzbuđenu publiku da se okuplja u ulici Hjuston u Njujorku da posmatra misteriozne oglede Nikole Tesle ili nova čuda elektriciteta u Menlo parku gde je javnost zasenjivao Tomas Edison.

Turn off/turn on

U Rotovom ogledu sve izgleda kao da je pomoću koncentrisanog otrova moguće prebaciti život u stand by režim i "isključiti" ga na pet do šest sati, da bi se potom ponovo uključio bez ikakvih ćelijskih oštećenja. Time se otvaraju sasvim nove perspektive u vezi sa onim što bismo nazvali "mehanizmom umiranja".

Rotovi eksperimenti otkrivaju jedno naizgled novo, zapanjujuće lice funkcionisanja metabolizma, ali ono u prirodi nije nepoznato. "Mnoge životinje pokazuju ono što mi nazivamo ‘metaboličkom fleksibilnošću’, što je sposobnost da se sasvim uspori disanje i rad srca, da bi kao rezultat ‘isključile sebe’ u odgovoru na fizički ili stres sredine", objašnjava na svom sajtu Mark Rot.

Mnogi sisari, od veverica do medveda, u stanju su da pređu tokom zime u hibernaciju ili takozvanu estivaciju pri velikim vrućinama, a poznata je i takozvana embrionička dijapauza, zastoj u razvoju embriona koji se javlja kod 70 odsto sisara. I svi oni uspevaju da se zaustave i potom da se iznova pokrenu bez posledica.

"Naš cilj je da razumemo ovu fleksibilnost", kaže Rot, koji je zapravo otišao znatno dalje od hibernacije i usporenja metabolizma, postavljajući pitanje da li je u određenim situacijama moguće sasvim isključiti živi organizam isto onako kao što svaki čas pomoću prekidača isključujemo televizor, računar, peglu ili šporet. I potom, što je mnogo izazovnije, ponovo ga uključiti? Rotovi ogledi pokazuju da jeste.

Mark Rot se ovim istraživanjima bavi od smrti svoje kćerke 1995. godine. Budući da su izgledne svakojake primene, nastavak ovih istraživanja trenutno finansira DARPA, američka vojna agencija za napredne istraživačke projekte, a Rot je osnovao kompaniju Ikaria da bi unapredio svoje otkriće. U međuvremenu, ono se našlo u Riplijevom "Verovali ili ne", a o njemu je i televizija CNN nedavno prikazala film Nadmudrivanje smrti.

Bojni otrovi

Sve je počelo sa crvima nematodima koje je uspavljivao pomoću azota, a zatim je nastavio sa čitavim nizom sve složenijih životinjskih vrsta – vinskom mušicom drozofilom, žabama i ribama, sve do primene na miševima i pacovima.

"Otkrili smo da smo u stanju da veći broj raznih životinja stavimo u stanje suspendovane animacije u periodima od 24 sata ili duže, pomoću jedne osnovne tehnike – smanjivanjem koncentracije kiseonika", objašnjava Rot, dodajući da je s vremenom otkrivao koji su gasovi najpogodniji za ovu vrstu gušenja posle koga se organizam oživljava. Osnovni zahtev je da to budu otrovi koji će sasvim zameniti kiseonik.

Isprva je koristio i ugljen-monoksid, poznat i opasan otrov koji mahom nastaje kao posledica sagorevanja. No, kao izuzetno pogodan pokazao se pre svega vodonik-sulfid (H2S), otrovni gas koji miriše izrazito neprijatno na pokvarena jaja i koji se prirodno javlja u blizini vulkana. U Prvom svetskom ratu u nekoliko navrata je korišćen kao bojni otrov, a u svojoj dugoj, trovačkoj karijeri bio je dobro poznat srednjovekovnim alhemičarima koji su ga nazivali sumpornom parom.

Prag osećaja čoveka na H2S je izuzetno nizak – njegov miris na pokvarena jaja može se osetiti pri koncentraciji u vazduhu od svega 0,0047 ppm, što je tako malo da se može uporediti sa jednom kapi u 50 buradi od po 200 litara vode. Samo desetak grama ovog gasa može da usmrti veliki broj ljudi, koji posle izvesnih koncentracija gube svaki osećaj mirisa, zatim vid i na kraju nastupa gušenje.

Danas se ovaj bojni otrov iz Prvog svetskog rata u manjim dozama oslobađa u petrohemijskoj industriji, a povremeno se u manjim dozama može osetiti i u obližnjem Pančevu. Osećajući njegov nepodnošljivi smrad, malo ko bi pomislio da takav gas omogućava da se izađe iz dance de la mort, kruga smrti koji, otkako je civilizacije, znatno oblikuje život i ljudsku kulturu.

Mehanizam samoubistva

Međutim, mada Rotovi eksperimenti koriste izuzetno ubitačne otrove, oni nemaju ništa slično sa radovima opskurnog Grigorija Marjanovskog, mračnog sovjetskog doktora za otrove, budući da svi Rotovi zamorci nastavljaju da žive.

Šta se tu, zapravo, događa? Ako čovek, pacov ili bilo koji drugi živi organizam ne dobija kiseonik nekoliko minuta, njegova smrt je gotovo izvesna. Međutim, tokom uobičajenog gušenja i takozvane hipoksije, organizmi ne umiru zbog toga što nemaju dovoljno kiseonika, već zato što nastavljaju da ga sagorevaju.

Smrt ne nastaje zbog samog nedostatka kiseonika, već zbog lančanog niza hemijskih reakcija koje uništavaju tkiva a do kojih dolazi čim nivo kiseonika opadne. Međutim, za to je potrebna neka količina kiseonika. A ako se on, pak, sasvim zameni nečim kao što je vodonik-sulfid, ćelije neće "raditi", ali neće biti ni smrtonosnih oštećenja. Sve što treba je ponovo im dati kiseonik.

Uz razna metafizička pitanja koja ovo istraživanje pokreće, praktične mogućnosti su neverovatno brojne – bolesnici ili stradalnici u nesrećama mogli bi se "isključiti" sve dok se ne dovedu do operacionih sala, a spisak primena je dug koliko i broj onih situacija gde bi se smrt mogla "zamrznuti" dok se stvari ne poprave. Zamislivo je čak i da potencijalne samoubice odlože svoj život do nekih boljih, optimističnijih vremena.

Jedan od problema je kako metodu primeniti na krupne sisare i čoveka, a druga nevolja s kojom Rot sada pokušava da izađe na kraj jeste kako umesto gasa primenjivati sredstvo koje bi se moglo ubrizgati u venu. Izvesno je da Rotov eksperiment, gušenje životinje i potom, gotovo neshvatljivo, oživljavanje, ipak uspeva da nadmudri onog koga je tradicionalno gledano nemoguće prevariti.

Smrt za sada samo privremeno posećuje male sisare i druge životinje iz Rotove laboratorije, ne ostajući tu na stalnoj adresi. Međutim, otvoreno je pitanje šta se dešava kad ona zatraži svoje stanarsko pravo.

28. oktobar 2009.
Biologija
Piše: Mirko Đorđević

Mikroorganizmi u i oko nas

Ove godine slavimo Međunarodnu godinu astronomije, 40. godina od prvog sletanja na mesec, toliko se puno govori o istraživanjima o postojanju života na drugim planetama...Ali ponekad ne treba da idemo tako daleko da bismo otkrili nove, neverovatne oblike života. Dovoljno je da pogledate u dlanove vaših ruku, vrhove vaših prstiju, sardžaj vašeg sistema za varenje.

Ljudsko telo je dom velikom broju mikroorganizama. Ako bi ste ih brojali, otkrili biste da ih ima 10 puta više nego svih ćelija koje čine vaše telo. Odnosno kada bismo telo posmatrali kao zbir svih ćelija, samo 10% njih bi bile ljudske! Ostali deo „vašeg“ tela pripada mikroorganizmima. Zašto ih ne vidite kada se pogledate u ogledalo? Zato što je ćelija mikroorganizma mnogo, mnogo manja od vaše ćelije. Ova činjenica je poznata odavno. No, tek sada sa vrtoglavim razvojem biotehnologije možemo da saznamo o kojim mikroorganizmima je reč, koje gene oni poseduju i koje su njihove funkcije. Na samom smo početku istraživanja ove oblasti, ali rezultati dosadašnjih istraživanja su potpuno neverovatni!

Recimo, različitost vrsta bakterija na našoj koži je izvanredna. Ako bi pregledali samo vaše ruke, svaki vaš prst bi na sebi imao posebnu klasu mikrostanovnika. Vaši dlanovi bi se po vrsti mikrostanovnika takođe vrlo razlikovali, svaki ponaosob bi bio dom 150 različitih vrsta mikroorganizama., ali samo 20% bi pripadale istoj vrsti. A ako ste još žena, najverovatnije imate i više vrsta. Zašto? Još uvek niko ne zna!

Bakterije u digestivnom traktu su potpuni hit! Mnoge od njih su pravi simbionti: evoluirali su da žive samo u digestivnom traktu i nigde više. Mi smo njima veoma potrebni– konstantna temperatura, odbrana od neprijateljskih životnih formi i snabdevanje sa stalnim količinama hrane... Ali su oni nama i više nego potrebni! Mikroorganizmi imaju važnu ulogu u varenju hrane i usklađuju naš imuni sistem. Stvaraju male molekule koji su potrebni našim enzimima da funkcionišu ispravno.

Oni čak učestvuju u finom podešavanju koji će od naših gena biti aktivan, a koji ne. Postoje i neki rezultati istraživanja koji govore u prilog njihove važne uloge u normalnom razvoju srca! Na kraju, neki rezultati ukazuju da mogu uticati na naš apetit, čak i neke oblike ponašanja! Tako da kada se sledeći put probudite u toku noći u potrazi za noćnom užinom, moći ćete da se pravdate: "Draga, nisam ja, naterali su me mikroorganizmi u meni!".

Sve zajedno, mikroorganizmi iz vaših organa za varenje vas snabdevaju sa količinom gena mnogo većom nego onom koja se nalazi u humanom genomu. Šta više, dok su ljudi jako slični među sobom na nivou genoma, genomi njihovih mikroorganizama se razlikuju drastično! Šta dovodi do razlika? Različita vrsta ishrane ima uticaja. Ishrana bogata šećerima i mastima favorizuje tipove mikroorganizama koji su efikasniji u iskorišćavanju hrane bogate energijom. Ubacite u ishranu više voća i povrća, povećaćete raznolikost tipova mikroorganizama.

Takođe, sigurno je vrlo bitno koji su mikroorganizmi još prisutni: kao i u svakom ekosistemu, odnosi između stanovnika određenog staništa su kompleksni. Ono što možemo izvesti kao logičan zaključak jeste da što je raznolikost mikroorganizama između mojih organa za varenje i vaših manja, to smo mi manje u srodstvu. I ne samo to, nego se razlika može napraviti i geografski. Tako se zastupljenost mikroorganizma u crevima razlikuje između stanovnika Kine i Kanade.

Potpuni hit oko ove priče jeste da predlaže jedan zanimljiv pogled na čovekovu evoluciju. Bakterije evoluiraju brzo: mogu da prođu kroz hiljade generacija za jednu ljudsku! Ovo ima dve vrlo bitne posledice. Prva je da tokom vašeg života vaša bakterija može da promeni svoje gene, dok vi vaše ne možete. Moguće je da crevne bakterije brzo evoluiraju u odgovoru na kratkoročne promene u vašoj sredini, npr. promene režima ishrane. Druga posledica je još zanimljivija.

Ako bakterija može da evoluira tako brzo, može biti da ono što smatramo ljudskom evolucijom – npr. sposobnost da varimo novu hranu sa pojavom agrikulture – je ustvari bakterijska evolucija. Znamo da su "bezobrazne" bakterije (one koje izazivaju bolesti kod ljudi, domaćih životinja i biljaka) prošle kroz dramatične genetičke promene u poslednjih 10 000 godina. Možda su i naše "prijateljske" prošle kroz iste.

Poslednjih godina od strane ekologa, a posebno od strane filozofa biologije, predložen je novi pogled na organizme kao na "multispecijske entitete" iliti "mnogovrsne skupine", i kako možete zaključiti iz ovog rada, a sve veći broj podataka iz molekularne biologije, biologije razvića i fiziologije to podvrđuje, taj pogled nije daleko od realnog.

Ako celoj ovoj priči dodamo i podatak da genom (celokupna genetička informacija jednog organizma) vrste Homo sapiens predstavlja pravi kolaž "sopstvenih" i "stranih" elemenata: četrdeset i pet procenata ove DNK čine transpozabilne (mobilni genetički elementi koji imaju mogućnost promene položaja u genomu) i virusne sekvence, možemo li idalje govoriti o ljudskom genomu i organizmu jednog Homo sapiens-a?

15. jun 2009.
Evolucija
Piše: Srđan Verbić

Ko je meni Darvin?

Južnoafrička atletičarka Kaster Semenija (Caster Semenya), na Afričkom Juniorskom Šampionatu 2009, osvojila je zlato na trkama na 800m i 1500m. Sa vremenom 1:56.72 u trci na 800m popravila je za 7 sekundi, i na 1500m za 25 sekundi, svoje prethodne rekorde za manje od 9 meseci, postavljajući nacionalni i svetski rekord. Međutim, Internacionalna Asocijacija Atletičarske Federacije (IAAF- International Association of Athletics Federations) je objavila da je u obavezi da ispita ovaj slučaj, jer je “ovakva vrsta dramatičnih poboljšanja ponekad posledica upotrebe zabranjenih lekovitih supstanci“. Pošto nije pronašla ništa, IAAF je zatražila od Kaster da uradi test određivanja pola.

Alfred Rasel Valas, čovek koji nije imao dovoljno sreće da se njegovo ime pominje kad god pričamo o evoluciji, 1866. godine je u pismu Čarlsu Darvinu izrazio svoju nelagodnost zbog upotrebe termina "prirodna selekcija". Tada je Darvinu predložio da prihvati predlog Herberta Spensera da taj koncept ubuduće zovu "opstanak najprilagođenijih". Rasel je tada rekao da termin prirodna selekcija kod mnogih koji razmišljaju o evoluciji ostavlja nedoumicu oko toga ko radi selekciju implicirajući da postoji nešto inteligentno što pravi izbor u ime prirode, a to, složićemo se, baš i nije sasvim prirodno.

Za većinu nas koji evoluciju vidimo kao naučni model, ova razlika u izboru termina nije ništa više do suptilna razlika u interpretaciji. Što bi se srpski reklo, nije šija nego vrat. Nažalost, najveći deo žitelja naše planete na nauku ne gleda kroz modele i njihovu prediktivnu moć, već samo i isključivo kroz interpretacije.

Interpretacije se uvek izražavaju jednostavnijim i razumljivijim jezikom nego sama teorija i sasvim je jasno zašto se ljudi za njih više vezuju. Takvi iskazi onda mogu da se diskutuju, prepričavaju, kritikuju bez pravih argumenata i uobličavaju u skladu sa lokalnim folklorom. Zbog toga je jedina stvar koju većina ljudi danas „zna“ o evoluciji to da je čovek nastao od majmuna.

Različite interpretacije naučnih koncepata ili pojava posle svega nekoliko obrada sigurno vode do bitno različitih koncepcija, odnosno njihovog razumevanja. Prihvatanje termina "opstanak najprilagođenijih" ima za posledicu nastanak dve miskoncepcije (možemo slobodno reći i zablude) o evoluciji koje ni posle 150 godina ne gube na aktuelnosti: (1) da postoji predefinisani pravac evolucije i (2) da opstanak organizama u potpunosti zavisi od prilagođenosti za nemilosrdnu i neprestanu borbu sa drugim organizmima.

Ono što pomenute miskoncepcije prikrivaju jeste da prirodna selekcija nije nikakva sila koja određuje kako će se odvijati stvari u prirodi već samo opis procesa. Niko ne bira organizme za opstanak u onom smislu u kom odgajivači biraju golubove zbog željenih osobina kao što su boja perja ili dužina repa. U kriterijumima selekcije se ne nalazi informacija o zacrtanom pravcu evolucije. Prirodna selekcija ne može da zaviri u budućnost i predvidi koje su promene potrebne danas da bi se sutra uspešnije opstajalo.

Prepoznavanje evolucije

Ideja evolucije kao modela je toliko jednostavna, elegantna i inspirativna da nas prosto tera da je prepoznajemo u skoro svemu što se postepeno menja, umnožava i popunjava raspoloživ životni prostor. Taj proces ne mora da ima veze sa živim svetom. Osnovne karakteristike evolucije, tj. replikaciju, mutaciju, rekombinaciju i selekciju možemo naći u mnoštvu različitih prirodnih, društvenih, tehnoloških, tržišnih i ko zna kojih sve ne drugih procesa.

Kod praktično svakog procesa u kom prepoznajemo evoluciju zaista postoji pravac. Uglavnom zato što je selekcija u tom procesu sve drugo pre nego prirodna. Kod "evolucije" bicikala, na primer, imamo i replikacije, i varijacije, i selekciju... Jedino što analogiju kvari jeste to što zaista postoji inteligentni posmatrač koji vrši selekciju birajući brže, lepše, lakše i jeftinije modele.

Problematične su one analogije sa biološkom evolucijom gde zapravo mi, ljudi, pravimo izbor, a selekciju nazivamo prirodnom. Gde god u opisu procesa postoji komparacija tipa brži ili bolji, postoje predefinisani pravac i smer koji znači napredovanje. Nama je, po svemu sudeći, jako teško da u nečemu prepoznamo evoluciju a da joj ne pridružimo kriterijum po kom je nešto bolje a nešto lošije.

Dok god su analogije sa biološkom evolucijom tu samo da ilustruju opis procesa, sve je u redu. Problem nastaje kada neku interpretaciju evolucije poistovetimo sa prirodnim zakonom. Stvar je počela da se otima kontroli već u prvim godinama nakon pojave teorije evolucije. Tomas Henri Haksli je, kao verovatno najvatreniji pobornik u to doba sasvim mlade Darvinove teorije, kroz svoje eseje o prirodi promovisao ono što danas zovemo društvenim darvinizmom. To je zapravo gladijatorski pogled na svet gde samo najjači, najbrži i najlukaviji preživljavaju. Taj mit je ljudima iz nekog razloga magično privlačan. Deluje kao savršen izgovor za puno toga i zbog toga je ne gubeći na atraktivnosti opstao sve do danas.

Čini se da postojanje inteligentnog selektora i predefinisani pravac evolucije uvek idu zajedno. Ispada da nijedan selektor nije dovoljno inteligentan da kriterijum selekcije napravi nepristrasnim.

Pravac evolucije

Miskoncepcija koju smo označili brojem dva predstavlja verovanje da organizmi tokom evolucije postaju veći, jači, brži ili na neki drugi način bolji i kompetitivniji od svojih prethodnih verzija. Međutim, organizmi koji su manji, slabiji ili sporiji takođe opstaju, zar ne?

Ima životinjskih vrsta koje u praktično neizmenjenom obliku postoje mnogo duže nego bilo koja vrsta sisara koji se obično predstavljaju kao do sada "najviše" dostignuće evolucije. Potkovičaste krabe u svom sadašnjem obliku postoje već 450 miliona godina. One očigledno nisu nalazile za shodno da se menjaju i "postaju bolje". Izgleda da njihovim osobina ništa ne fali i da sasvim dobro izlaze na kraj sa prirodnim neprijateljima, promenama klime ili katastrofama planetarnih razmera.

Veličine kao što su masa mozga ili fizička snaga organizma po svemu sudeći ne određuju pravac evolucije. Evolucija je stvorila puno velikih životinja i gigantskih biljaka, ali isto tako i mnoštvo malih i sasvim jednostavnih stvorenja koja podjednako dobro preživljavaju. Uostalom, polovinu biomase na zemlji čine mikroorganizmi koji su takvi kakvi jesu ne samo milionima već milijardama godina. To valjda pokazuje da biti mali na ovoj planeti nije naročiti hendikep.

Slično možemo da pretpostavimo i da tokom evolucije dobijamo vrste koje imaju sve duže i komplikovanije DNK recepte, odnosno da se "nivo" organizma ogleda u veličini njihovih genoma. Bilo bi logično da je više kodona u receptu potrebnom za izgradnju jednog slona nego, recimo, za daždevnjaka, ali nije tako. Koliko danas znamo, najveći genom ima jedna vrsta ameba. One imaju genom koji je čak 200 puta veći od ljudskog. Izgleda da ni veličina genoma nije veličina koju bismo lako povezali sa napretkom u razvoju živog sveta. Ukratko, nema ni jedne kolko-tolko merljive veličine koju možemo da pridružimo određenoj biološkoj vrsti a koja bi tokom vremena, odnosno evolucije postajala sve veća i veća.

Kompleksnost

Postoji veličina, za koju nismo sigurni kako se meri, a koja bi mogla da odredi pravac biološke evolucije. To je kompleksnost. Ne pitajte čega, ni tu nismo baš sigurni. Vrlo nam je blisko pameti da su sisari kompleksiji nego bakterije, ali još uvek nemamo operativnu definiciju koja bi nam omogućila da izmerimo koliko je kompleksna određena vrsta ili jedinka.

U zavisnosti od toga kako definišemo kompleksnost organizama (ili vrsta, ili ekosistema, ili možda nečeg četvrtog), možemo da pratimo trend promene odnosno rasta kompleksnosti tokom vremena. U većini tih modela imamo promenu raspodele kompleksnosti, ali ne i njenog moda. Drugim rečima, postoji kompleksnost koja je među svim tim organizmima najpopularnija i koja se tokom evolucije ne menja.

Simulacije živih sistema

Evoluciju sve češće prepoznajemo u procesima koje simuliramo na računaru. Zapravo, računari su otvorili potpuno novi (virtuelni) univerzum, gde možemo da kreiramo nove svetove i podešavamo "prirodne zakone". Ako simuliramo jednostavan ali nelinearan svet, čak i male promene samo jednog parametra mogu da nam otkriju potpuno nove i sasvim neočekivane fenomene. To danas radi sve više in silico istraživača.

Evolucioni algoritam nije algoritam koji simulira evoluciju već samo algoritam za optimizaciju koji koristi ideju evolucije. Kako god osmislili evolucioni algoritam, uvek mi zadajemo fitness funkciju, tako postavljamo kriterijum za preživljavanje i konačno određujemo pravac i smer u kom će rešenja evoluirati.

U mnoštvu simulacija, postoje dve kategorije koje su na posebno bitne: verne i jednostavne. Verne su one gde algoritmi ne pate od viška elegancije, gde imamo mnoštvo parametara i raznih heuristika, ali zauzvrat dobijamo najbolje moguće predikcije. Ovo nam je, na primer, vrlo bitno kod vremenske prognoze. U drugoj kategoriji imamo jednostavne simulacije sa vrlo kratkim algoritmima i svega nekoliko parametara. Takve simulacije su retko kad korisne u inženjerskom smislu gde je tačnost predikcije jedino što je bitno. Značaj takvih simulacija je u tome što upravo one oživljavaju virtuelnu laboratoriju za naučne modele koji su najčešće jednostavni, odnosno najjednostavniji koje smo u stanju da smislimo.

Jednostavne računarske simulacije se koriste da imitiraju fundamentalne pojave u prirodi. Naučnici veruju da su sve fundamentalne stvari u prirodi jednostavne, ali da se stvari komplikuju sa brojem elemenata u slagalici. Da bismo videli one manje fundamentalne pojave koje u igru ulaze na višim prostornim i vremenskim skalama, potrebno je napraviti slagalicu sa puno delova, ali sa malim brojem njihovih tipova i pravila njihove interakcije. Mi zapravo očekujemo da će se, ako u istu sredinu stavimo dovoljno elemenata koji međusobno interaguju na neki nelinearan način, posle dovoljno vremena pojaviti fenomen koji nismo predvideli samim pravilima. U krajnjoj liniji, očekujemo da neka dovoljno moćna računarska simulacija posle puno rada sintetiše virtuelni organizam.

U svetu simulacija ima puno toga što liči na evoluciju. Setite se samo Lajfa i njemu sličnih celularnih automata. Obojene ćelije na dvodimenzionalnoj rešetki mogu da "ožive" ako postavimo pogodna pravila za nastanak i opstanak ćelija.

Lajf je svakako najpoznatiji celularni automat, ali su simulacije ovog tipa u poslednjih trideset godina postale mnogo više od šarenih mrdalica. Danas postoji više naučnih disciplina koje se bave uočavanjem i opisivanjem novih fenomena u digitalnim svetovima kao što su recimo kvadratne rešetke. Oblast nauke koja se bavi logikom živih sistema u veštačkom okruženju generalno naziva se veštački život (ALife). Cilj istraživanja u okviru veštačkog života je proučavanje pojava u živim sistemima u cilju razumevanja i definisanja takvih sistema.

Simulacije tipa Tierra (devedestih) ili Core War (osamdesetih godina) su pokušaji da se u virtuelnom okruženju otpočne evolucija tokom koje bi se postepeno pojavljivala nova rešenja za dobro prilagođene organizme koji bi međusobno interagovali na neki od načina koje smo već primetili u evoluciji živog sveta.

Iako se ni u jednoj od dosadašnjih simulacija evolucije nije desilo da nešto zaista oživi i pokuca nam na prozor sa unutrašnje strane monitora, ima puno fenomena poput kooperacije domaćin-parazit, masovnih izumiranja, isprekidane ravnoteže itd. koje su se tokom evolucije pojavile u virtuelnom svetu. Pojava takvih fenomena nam je izuzetno značajna jer nam omogućava da po prvi put eksperimentišemo sa njima. U stvarnom svetu je to nemoguće. Program uvek možemo ponovo da startujemo sa malo promenjenim parametrima i vidimo šta će da se dogodi. Kod evolucije na Zemlji je, čini mi se, ipak bolje da ništa ne restartujemo.

Virtualne laboratorije sigurno postaju sve značajnije za izučavanje evolucije i živog sveta. Simulacije evolucije nas sve češće iznenađuju pojavama koje niko od programera nije stavio kod njihovih programa. Izgleda kao da smo konačno na pragu nečeg velikog što će postojeću sistematiku živog sveta rasturiti u param-parčad. Ipak, sve te simulacije imaju jednu zajedničku boljku: na kraju sve dođu do nekog ravnotežnog stanja. Naravno, što više računarske memorije i elemenata na početku, uspostavljanje ravnoteže će duže trajati. Međutim, na kraju uvek dođe do ravnoteže.

To ravnotežno stanje može da bude trivijalno (npr. da života više nema) ili takvo da sistem osciluje između neka dva stanja. To je ustvari ono što uvek vidimo u Lajfu ako ga pustimo da dovoljno dugo radi. Tu više nema ničeg nepredvidivog ili neočekivanog. Bilo bi lepo kad bismo napravili open-ended evoluciju, tj. kad bi se neki od tih sistema neprestano razvijao, ali mi ne znamo kako se takav program piše. Ukratko rečeno, mi već danas možemo da kreiramo virtualne svetove, ali ne znamo kako da im damo dovoljno slobode da se razvijaju nezavisno od onoga što smo isprogramirali. Mi evoluciji, hteli to ili ne, na neki način uvek dajemo pravac i smer i postavljamo ograničenja. Za sad ne znamo kako s tim da izađemo na kraj. Ko zna, možda svetovi stvarno moraju da liče na svoje tvorce.

18. maj 2009.
Biofizika
Piše: Sava Milošević

Fizika i izučavanje mozga

Ljudski mozak je, po svemu sudeći, najkompleksnija stvar u kosmosu. U mozgu, prosečne težine 1,4 kg, ima neurona koliko u galaksiji Mlečni Put ima zvezda.

„Profesor Breg, naš direktor Kevendiš laboratorije, i Profesor Nils Bor, često su izražavali svoje uverenje da fizika može pomoći biologiji. Činjenica da su ovi veliki ljudi verovali u takvu mogućnost, pomogla nam je da mnogo lakše napredujemo u svojim istraživanjima.“

(Džejms Votson u govoru, 10. decembra 1962, povodom dobijanja Nobelove nagrade)

Ljudski mozak je, po svemu sudeći, najkompleksnija stvar u kosmosu. U mozgu, prosečne težine 1,4 kg, ima 100 milijardi neurona (nervnih ćelija), približno isto koliko u galaksiji Mlečni Put ima zvezda. Smešten unutar lobanje, mozak nije bio vidljiv u celosti (bez oštećenja) ni prilikom autopsija. Postoje tragovi (vidi Sl.1) o pravljenju rupa okruglog oblika na lobanjama živih ljudi.

Sl.1. Lobanja čoveka iz neolitskog doba sa veoma jasnim trepanovanim otvorom na temenu (reč trepan je engleskog porekla; potiče iz 15. veka, odnosno od latinskog izraza tres fines sa značenjem tri kraja, imajući u vidu tri oslonca bušilice kojom je bilo moguće, u novije doba, da se napravi okrugli otvor).

Međutim, ne postoje pouzdana svedočanstva o tome kada su ljudske lobanje otvarane iz religioznih (mističnih) razloga, a kada je to bila pretpostavljena medicinska potreba. Takodje, ne postoje jasni zapisi (crteži) o unutrašnjosti lobanje koja se mogla videti kroz napravljene otvore. Pored toga, crkvene vlasti, u srednjem veku, zabranile su seciranje i autopsiju ljudskih tela. Ipak, postojali su putujući hirurzi koji su, van naseljenjih mesta, ljudima u nevolji bušili lobanju i vadili „ludi kamen“ iz glave (vidi Sl.2).

Sl.2. „Ekstrakcija ludog kamena“, ulje na drvetu, rad holandskog slikara Boša Hijeronimusa (Bosch Hieronymus; 1450-1516). Na slici se mogu zapaziti očigledno podsmešljivi detalji na račun crkvenih zabrana - „hirurg” ne vadi kamen već cvet iz lobanje (jedan cvet se već nalazi na stolu), pacijent je dobro vezan za stolicu, kaluđer drži prigodnu propoved, koju „hirurg” pažljivo sluša i blagonaklono potvrđuje svoje slaganje levkom koji je stavio sebi na glavu. Na kraju, žena sa knjigom na glavi verovatno predstavlja satiru na račun flamanskog sujeverja da naslagane knjige štite od zla.

Otvaranje lobanje korišćenjem raznih bušilica, ma koliko izgledalo surovo, predstavlja jednu od najstarijih hirurških metoda za koju postoji priličan broj svedočanstava (vidi Sl.3). Zapanjujuće zvuči, ali pisana dokumenta potvrđuju da su hirurzi bili veoma vešti jer je broj preživelih pacijenata bio relativno veliki. Pored toga, broj infekcija je bio neočekivano mali. Na Sl.3. mogu se videti dve gravure Pitera Traverisa (Peter Treveris) preuzete iz knjige “Handywarke of surgeri” („Ručni rad u hirurgiji”) objavljene 1525. godine, a na trećem delu Sl.3. vidi se francuski vojni lekar koji sa usavršenim trepanom strpljivo pravi otvor na desnoj bočnoj strani lobanje nepoznatog vojnika.

Sl.3. Pravljenje rupe na lobanji pacijenta pomoću trepana prikazano je na gravurama iz 1525. godine. Do 18. veka napravljeni su precizniji instrumenti, pa je lekar mogao da pritiska bušilicom lobanju samo na jednom mestu (doduše, pacijent je morao da izdrži bez anestezije da lekar pažljivo okreće bušilicu 30-60 minuta).

Da li se danas, u 21. veku, primenjuje otvaranje ljudske lobanje? Da! Odgovarajuća oblast medicine zove se Neurohirurgija. U zavisnosti od situacije u kojoj se pacijenti nalaze, otvori koji se prave mogu biti različite veličine. Na Sl.4a. prikazan je slučaj kada se pacijentu koji boluje od Parkinsonove bolesti, kroz veoma mali otvor na lobanji, ubacuje elektroda da bi se duboko u mozgu stimulisao onaj njegov deo koji je odgovoran za pacijentove specifične smetnje (drhtanje, tremor). S druge strane, na Sl.4b. obeleženi deo lobanje (koji će tek biti isečen) je veličine šake. U ovom slučaju radi se o biciklisti koji je u gužvi jedne biciklističke ture srušen i pri padu zadobio težak izliv krvi u mozak. Srećom, hitnim otvaranjem lobanje i daljom neurohirurškom operacijom, koja je trajala tri časa, povređeni biciklista je bio spašen i posle pet meseci mogao je ponovo da vozi bicikl.

Sl.4(a). Glava pacijenta je dobro fiksirana, da bi na lobanji mogao da se napravi mali otvor na tačno određenom mestu. Kroz otvor se ubacuje elektroda koja duboko u mozgu stimuliše skup neurona za koje se pretpostavlja da su odgovorni za simptome Parkinsonove bolesti. (b) Osvetljeni desni bočni deo lobanje povređenog bicikliste obeležen je ljubičastim markerom. Obeleženi deo je kvadratnog oblika, a lobanja će biti otvorena posle sečenja samo duž triju ivica „kvadrata”.

Od autopsija do neurona

Krajem 17. i početkom 18. veka postepeno je iščezla praksa otvaranja ljudkih lobanja s ciljem da se sagleda anatomija (struktura) mozga. Naredna dva veka (18. i 19) dominirali su evropski lekari, posebno škola engleskih lekara (spontano formirana početkom 18. veka). Vodeći akteri ove škole oslanjali su se na prethodno stečena znanja i, u priličnoj meri, na rezultate autopsija koje su majstorski obavljali (autopsija je reč grčkog porekla, a današnje značenje – seciranje tela umrlog čoveka – upravo su uveli u upotrebu engleski lekari krajem 17. veka).

Na Sl.5. prikazana je gravura donje strane mozga, koju je uradio čuveni engleski arhitekta Ser Kristofer Ren (Sir Christopher Wren; 1632-1723), a čiji je otisak prvi put javno prikazan 1664. godine u delu “Cerebri Anatome” vodećeg engleskog lekara Tomasa Vilisa (Sir Thomas Willis; 1621-1675). Vilis je napisao ovo svoje delo dok je radio kao profesor na Oksfordskom Univerzitetu, gde je nastojao, koristeći svoja znanja iz anatomije mozga, da objasni prirodu ljudske duše. Mada ovakvo nastojanje zvuči prilično religiozno, Vilis je postigao niz značajnih realnih otkrića o strukturi mozga. Vilisov uticaj na proučavanje anatomije nervnog sistema, i funkcija pojedinih njegovih delova, postojao je sve do kraja 19. veka. A izmedju ostalog, uveo je i niz novih medicinskih termina. Na primer, 1681. godine Vilis je uveo termin neurologija (na osnovu novolatinske reči neurologia, sastavljene iz sklopa dveju reči neur- i –logy).

Sl.5. Otisak gravure kojom je Kristofer Ren prikazao donji deo ljudskog mozga. Ren je bio slavni arhitekta koji je obnovio mnoge građevine, posle velikog požara (1666. godine) u Londonu, ali je nakon toga svesrdno radio svoj deo posla u timu Tomasa Vilisa na detaljnom seciranju leševa. U istom timu radili su, pored ostalih, fizičari Robert Huk (Robert Hooke; 1635-1703) i Robert Bojl (Robert Boyle; 1627-1691), i fiziolog Ričard Louver (Richard Lower; 1631-1691), koji je prvi propagirao, i izvodio, transfuziju krvi među životinjama (a i kod ljudi).

Krajem 19. veka bili su poznati skoro svi delovi ljudskog mozga. Kruna svih napora, može se reći, bio je ispravan koncept strukture neurona (glavnih moždanih ćelija) i koncept njihove međusobne povezanosti. To je postigao španski istraživač Santjago Ramon i Kahal (Santiago Ramon y Cajal; 1852-1934), te je 1906. godine dobio Nobelovu nagradu, zajedno sa italijanskim naučnikom Kamilom Golđijem (Camillo Golgi;1843-1926).

Međutim, celokupno ljudsko znanje početkom 20. veka odgovaralo je nivou znanja deteta koje poznaje svaki deo svog automobila-igračke kada je igračka rastavljena, ali ne sme ni da pomisli da ponovo sastavi igračku, ili, još teže, da opiše kako pojedini delovi rade kada je „automobil u pokretu”. A najteže pitanje bilo bi: „Kako se sa komandnog mesta vozača upravlja udaljenim delovima mašine?”; odnosno, otvorenije, kako mozak šalje i prima informacije od drugih delova tela.

Rentgenovo revolucionarno otkriće

U Vircburgu (Würtzburg), 8. novembra 1895. godine, nemački fizičar Vilhelm Rentgen (Wilhelm Röntgen; 1845-1923) zapazio je nepoznato zračenje koje je dolazilo iz katodne cevi s kojom je upravo eksperimentisao. Zračenje je bilo vrlo prodorno – prolazilo je kroz sve mekane delove ljudskog tela izuzev kostiju. To je Rentgen prvo demonstrirao snimivši šaku svoje supruge, a zatim šaku slavnog švajcarskog anatomiste Alberta fon Kelikera (Albert von Kölliker; 1817-1905) što je prvi put objavio 23. januara 1896. (vidi Sl.6(a)).

Rentgenova otkrića vrlo brzo su se pročula u svetu. Čuveni američki dnevni list “The New-York Times” je već u januaru 1896, u svom odeljku o fotografijama, objavio vest o Rentgenovom otkriću, a na Odseku za fiziku slavnog Masačusetskog Instituta za Tehnologiju (MIT) bili su u stanju krajem januara iste godine da reprodukuju Rentgenove rezultate. Pored toga, vizualizacija (imaging) ljudskog skeleta bila je prikazana na skupu Bostonskog medicinskog društva u aprilu 1896. Otkrivanje puščanog zrna u telu ranjenika pomoću jednostavnih rendgen aparata prvi put je korišćeno 1898. godine u Špansko-Američkom ratu, a kasnije u Prvom svetskom ratu.

Rentgen je posle svog otkrića i posle dobijanja najvećeg priznanja (prva Nobelova nagrada za fiziku, 1901. godine) nastavio da se bavi prirodom zračenja koje je otkrio. Bile su postavljene razne pretpostavke, pa je zbog te svoje tajanstvenosti rendgensko zračenje nazvano X zračenje (tehnička oznaka Rö). Traganje za pravom prirodom X zračenja bilo je sastavni deo burnog razvoja fizike u prve dve decenije 20. veka.

Sl.6.(a) Rentgenov snimak šake slavnog švajcarskog anatomiste Alberta fon Kelikera. (b) Izuzetno jak prelom ruke snimljen rendgenskim zracima na poznatoj Majo klinici (Mayo Clinic, Rochester, USA)

Na kraju se ispostavilo da je X zračenje u stvari elektromagnetno zračenje, isto kao i vidljiva svetlost, ali sa mnogo manjim talasnim dužinama lamda (odnosno mnogo većim frekvencama f, pošto važi odnos f=1/lamda), čime se i objašnjava velika prodornost odgovarajućih zraka (jer je energija jednog kvanta zračenja proporcionalna frekvenci f).

Vizualizacija

Velika prodornost rendgenskog zračenja doprinela je da se ovom zračenju vrlo brzo pripišu dve negativne osobine. Prvo, velika prodornost zračenja delovala je razorno na nezaštićene delove tela pacijenata i lekara. Ovaj problem je postepeno rešavan postavljanjem prikladnih zaklona i ograničavanjem vremenskog intervala zračenja. Drugi problem je bio izazov za istraživače iz oblasti prostiranja elektromagnetnih (em) talasa. Naime, kada se rendgenski zraci usmere ka pacijentu onda oni na zastoru (npr. na fotografskoj ploči) iza pacijenta ostavljaju samo informaciju (sliku) o dvodimenzionim konturama kostiju, ali skoro nikakve informacije o mekim tkivima, posebno o mozgu kod koga meka tkiva na raznim mestima imaju različite gustine.

Ovaj problem je prvi rešio američki fizičar Alan Kormak (Allan Cormack; 1924-1998). On je 1962. i 1963. godine teorijski dokazao da se tomografskim obasjavanjem pacijenta Rö zracima može dobiti trodimenziona slika tela. Reč tomografija je složenica sastavljena od dveju grčkih reči - „tomos“ i „grafija“, sa značenjima presek (odrezak) i opisivanje. Mogli bismo da kažemo da tomografija označava metod koji služi da se dobije trodimenziona slika nekog tela preciznim slaganjem prethodno dobijenih slika njegovih dvodimenzionih preseka.

Na Sl.7. je shematski prikazan odgovarajući metod – pacijent leži na stolu koji se može pokretati napred-nazad, a okolo pacijenta kruži izvor rendgenskog zračenja, dok se na dijametralno suprotnom delu kruga nalazi niz detektora. Zračenje je tako podešeno (usmereno) da prođe kroz tanak sloj tela (debljine nekoliko milimetara), odnosno kroz zamišljenu rešetku piksela i voksela. Jedan piksel je ovde (po analogiji sa terminologijom koja se koristi za opisivanje osobina kompjuterskog monitora) mali kvadrat ivice nekoliko milimetara, recimo 3 mm, a voluminozni deo prizmatičnog oblika iznad piksela je voksel (njegova visina je obično duplo veća od širine piksela).

To znači da se poprečni sloj osobe koja oko struka ima oko 85 cm sastoji od približno 6400 voksela, tj. da detektori treba da registruju zračenje koje je prošlo kroz toliki broj mesta u jednom sloju tela. Kada detektori prime, i dalje predaju ovu informaciju odgovarajućem uredjaju, sto sa pacijentom pomera se napred, ili nazad, da bi se dobila informacija iz susednog sloja.

Alan Kormak je pokazao da je ovako prikupljanje informacija u principu moguće, a deset godina posle toga engleski elektro-inženjer Godfri Haunsfild (Godfrey Hounsfield; 1919-2004) je demonstrirao da se upotrebom kompjutera ovo može stvarno i uraditi. Metod je nazvan Kompjuterizovana Tomografija (Computerized Tomography), a često se koristi samo skraćenica CT, dok je originalna skraćenica CAT (Computerized Axial Tomography) postepeno nestala iz upotrebe, jer se pokazalo da nije bitno naglašavati aksijalni (axial) položaj pacijenta u odnosu na moguće kruženje izvora zračenja. Haunsfild je prve kliničke rezultate objavio u proleće 1972. godine. Svet je bio zadivljen bogatstvom medicinskih detalja (na fotografijama) kakvi su ranije mogli da se vide samo prilikom autopsija, ili hirurških intervencija.

Sl.7. Shematski prikaz rendgenske tomografije, odnosno skica CT uređaja, pri snimanju jednog sloja trbušne duplje pacijentkinje koja leži na stolu. U levom delu slike prikazana je mreža piksela, odnosno voksela, i očekivana slika. Onaj voksel koji je zadržao (apsorbovao) relativno veću količinu zračenja biće svetliji na slici, i obrnuto onaj voksel koji je propustio vecu količinu zračenja biće tamniji na slici.

Haunsfild je prvo objavio svoje rezultate koje je dobio prilikom snimanja glave živog čoveka i tako pokrenuo pravu lavinu pohvalnih komentara, jer dok se ranije običnim snimanjem glave rendgenskim zracima mogla dobiti samo slika konture lobanje, a mozak je ostajao jedna mutna oblast bez prepoznatljivih detalja, snimanje pomoću CT-a omogućilo je lekarima da vide pravi poprečni presek mozga, sa uočljivim oblastima bele i sive mase i šupljinama ispunjenim moždanom tečnošću.

Zbog toga je CT metod bio vrlo brzo prihvaćen i usavršavan od strane profesionalnih korisnika, a Alan Kormak i Godfri Haunsfild, fizičar i elektro-inženjer, 1979. godine dobili su Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu. Ovde je prikladno da navedemo da su najnoviji spiralni višeslojni (multislice) CT skeneri u mogućnosti da snime odgovarajući organ za svega 2-3 sekunde, zahvaljujući spiralnom obrtanju izvora rendgenskog zračenja oko pacijenta, pri čemu se naspram izvora nalazi sistem višestrukih detektora, tako da je pri svakom punom obrtaju spiralne osovine moguće dobiti do 256 slika poprečnih preseka datog organa.

Sl.8.(a) Komercijalni CT uređaj, sa pacijentom koji je postavljen u položaj za snimanje poprečnog preseka glave. (b) Snimak poprečnog preseka gornjeg dela glave. Obratite pažnju, na primer, na simetričnu tamnu figuru leptirastog oblika u gornjem delu snimka. To je poprečni presek kroz tzv. bočnu komoru (lateral ventricula), koja je ispunjena moždanom tečnošću i povezana je sa sistemom sličnih komora, pa tako sve skupa, kao neki napunjeni gumeni jastuk, štite mozak prilikom jakih potresa glave.

* * *

10. jun 2009.

Vizualizacija pomoću radio talasa

Sl.9.(a) Praktična realizacija magnetnog polja sa varijacijama (gradijentima). Odgovarajući strujni kalemovi nalaze se u svojim oklopima (kućištima): crveni oklop za promene u pravcu x-ose, žuti oklop za žičane namotaje koji izazivaju promene magnetnog polja u pravcu y-ose, a zeleni oklop za sistem koji izaziva promene magnetnog polja u pravcu z-ose. U plavom oklopu nalazi se primopredajnik radiofrekventnih em polja. (b) Prikaz poprečnog preseka kroz kompletan skener u čijoj se cilindričnoj šupljini nalazi pacijent pripremljen za MRI opservaciju.

Kao što Wilhelm Rentgen nije pomišljao o praktičnoj primeni rezultata svog rada, nego se bavio, za svoje vreme, fundamentalnim pitanjima fizike, tako isto američki fizičar, austrougarskog porekla, Isidor Rabi (1898-1988) verovatno nije 1938. godine očekivao da će njegovo otkriće biti značajno i za fiziku i za medicinu. Rabi je zajedno sa saradnicima pokazao da usmerenim snopom radio talasa pogodne frekvence može da izazove magnetne momente atomskih jezgara, koji su prethodno usmereni u pravcu jakog magnetnog polja, da promene svoju orijentaciju i zatim da izrače stečenu dodatnu energiju, pri povratku u svoje osnovno (prethodno) stanje – što je, kao mikroskopska pojava, poznato pod imenom nuklearna magnetna rezonanca (NMR).

Pre Rabijevog eksperimenta bilo je poznato da atomska jezgra mogu da se ponašaju kao mehaničke čigre, odnosno kao mali magneti (tj. da imaju svoj sopstveni magnetni moment), ukoliko su sastavljeni od neparnog broja protona i neutrona, koji takodje imaju sopstvene magnetne momente. Rabi je 1944. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku, „za njegov metod rezonance kojim je moguće odrediti magnetne osobine atomskih jezgara”. Svoj metod Rabi je ustanovio vršeći eksperimente sa snopovima nuklearnih jezgara u vakuumu, ali već 1946. dva tima istraživača demonstrirala su da se isti fenomen može zapaziti u tečnostima i čvrstim telima.

Prvo je Edvard Parcel (Edward Purcell; 1912-1997), radeći sa saradnicima na MIT-u, demonstrirao postojanje NMR-a u slučaju jednog litra parafina u čvrstom stanju, čiji su vodonikovi atomi, odnosno njihova jezgra (protoni), ispoljila ista svojstva kao nuklearna jezgra u Rabijevom eksperimantu. Skoro istovremeno, Feliks Bloh (Felix Bloch; 1905-1983), sa saradnicima, je na Stenfordskom (Stanford) Univerzitetu, pokazao postojanje nuklearne magnetne rezonance u slučaju vodonikovih jezgara koji su se nalazili u vodi, u malom kontejneru zapremine 2 kubna centimetra. Istraživači iz drugih akademskih centara odmah su uočili veliki značaj Parcelovog i Blohovog metoda za ispitivanje osobina nuklearnih jezgara u sastavu molekula, tečnosti i čvrstih tela. Zato su Bloh i Parsel 1952. godine dobili Nobelovu nagradu za fiziku.

Sl.10. Snimci poprečnih slojeva mozga zdravog čoveka (duž normale na teme lobanje; to je tzv. aksijalni pravac), uradjeni pomoću MR uređaja (skenera). (a) Ovo je prvi sloj, a svi snimljeni slojevi mozga spakovani su u (b) „snimku“ koji se na ekranu kompjuterskog monitora pojavljuje kao animirani snimak.

Nuklearnu Magnetnu Rezonancu, koju su otkrili i Bloch i Parcel polovinom prošlog veka, skoro dve decenije istraživači širom sveta koristili su uglavnom za proučavanje hemijskog sastava raznih jedinjenja, na osnovu detekcije karakterističinih NMR signala koje su poticali od prisustva vodonikovih atoma. Pošto vodonikovih atoma ima u molekulima vode, a u telu odraslog čoveka ima oko oko 60% vode, onda je bilo pitanje dana kada će neko da pokuša da primeni NMR metod za vizualizaciju ljudskog organizma. Međutim, postojale su dve prepreke.

Prvo, voda u ljudskom organizmu nije homogeno raspoređena i nije mogao da se upotrebi samo jedan magnet da usmeri sve momente svih vodonikovih jezgara (protona). Ovaj problem je rešio američki hemičar Pol Loterbur (Paul C. Lauterbur; 1929-2007), koji je 1973. godine predložio da se umesto homogenog magnetnog polja koristi magnetno polje s malim lokalnim varijacijama (gradijentima) i da se tako omogući snimanje NMR signala koji se menja od jednog do drugog mesta pacijentovog tela. Ali, to je nametnulo novi problem – Kako ovi promenljivi signali da se snime i da se pomoću njih dobije slika koja će prikazivati razne crno-bele nijanse na raznim mestima? Ovu matematičku zagonetku rešio je engleski fizičar Piter Mensfild (Sir Peter Mansfield; 1933-) 1977. godine.

Na kraju, trebalo je konstruisati komoru veličine normalnog čoveka u kojoj bi moglo (po potrebi) da se ostvari magnetno polje koje je više od 20000 puta jače od Zemljinog magnetnog polja (magnetno polje se karakteriše veličinom magnetne indukcije B čija je osnovna jedinica jedan Tesla (1T), a nekad je osnovna jedinica bila jedan Gaus (1G), pri čemu je indukcija od 1T 10000 puta veća od indukcije veličine 1G; Zemljino magnetno polje ima magnetnu indukciju od približno 0,5 G, odnosno 0,00005 T).

To je bio zadatak koji je uspešno rešen krajem sedamdesetih i ranih osamdesetih godina prošlog veka, pa su time bili ostvareni svi uslovi da metod NMR krene u svet medicine. Početak je bio zaista uspešan, ali pošto zračenje kojim se obasjava pacijent nije bilo destruktivno (korišćeni su radio-talasi umesto razornog rendgenskog zračenja), odnosno nije se koristilo ništa od nuklearne tehnike, onda je dogovoreno da se umesto skraćenice NMR koristi skraćenica MRI (prema engleskom izrazu Magnetic Resonance Imaging), ili jednostavno MR.

Korišćenje MRI uređaja, odnosno MRI skenera, pokazalo se veoma korisno za brzo i precizno postavljanje dijagnoze u slučajevima kada treba pregledati meka tkiva, posebno u slučajevima pregleda mozga i srca. Kod ovih uređaja ne postoji opasnost od jonizujućeg (Rö) zračenja, što im je glavna prednost u odnosu na metod kompjuterizovane tomografije (CT). Zato su Pol Loterbur i Piter Mensfild dobili Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu 2003. godine. Mada je u stvaranju MRI metoda učestovalo više istraživača, nagrada Loterburu i Mensfildu je bila zaista opravdana. U svetu je 2002. godine postojalo više od 22000 MRI uređaja, a dotada je bilo izvršeno, koristeći ove uređaje, u proseku 60 miliona pregleda godišnje.

Sl.l1.(a) MRI aksijalni snimak mozga čoveka kome treba operativno da se odstrani jedan veliki tumor (Tu). Neuronski sklop odgovoran za govor označen je sa (S), a sklop odgovoran za pokrete ruku i nogu označen je sa (M). Da bi bili sigurni da prilikom operacije (koja je uspela) ne povrede druge neurone, hirurzi su pre operacije napravili traktografski snimak (b).

Veoma visok kvalitet snimka koji se može dobiti pomoću MRI skenera vidi se na slici mozga Sl.10.(a). Ovde se može zapaziti veliko bogastvo detalja, odnosno dobra rezolucija snimka. MRI skeneri ne daju snimke u boji, ali pomoću MRI skenera mogu se dobiti snimci sa 250 crno-belih nijansi, što omogućava lekarima da vide razliku između zdravog i obolelog dela tkiva.

To je uočljivo na Sl.11. gde su data dva aksijalna snimka mozga jednog mladog čoveka koji ima tumor (Tu) u mozgu, koji se vrlo brzo širi i preti da zahvati centar za govor (S) i centar koji je odgovoran za pokrete ruku i nogu (M). Da bi tačno videli dokle se proširio tumor, lekari su pre operacije (koja je uspela) napravili još jedan snimak Sl.11.(b) pomoću tzv. traktografije koja predstavlja proširenu metodu MRI i omogućava da se vide, i snime, neuronski traktovi (sklopovi neurona koji obavljaju istu funkciju).

Na snimku Sl.11.(b) vidi se da je tumor zahvatio jednu veću oblast (tamnija siva zona), a tamno plavom bojom kod slova M naznačeno je da se tumor opasno proširio do kortiko-spinalnog trakta koji povezuje koru mozga i kičmenu moždinu.

Komandni centri ljudskih aktivnosti

Prethodni primer postavlja jedno interesantno i važno pitanje: Sl.11. prikazuje tanak aksijalni sloj mozga, a za operativno odstranjenje tumora (Tu) potrebno je znati kako se prostiru kancerogene ćelije u spoljnjem sloju mozga i u čitavoj njegovoj unutrašnjosti. To je urađeno traktografskom metodom, pri čemu je snimljeno veoma puno drugih aksijalnih slojeva mozga, pa je pomoću kompjutera dobijena trodimenziona slika. A kako je određen sastav i položaj neuronskog sklopa (zone) za govor? Položaj ove zone približno je bio poznat, kod svih pacijenata, još krajem 19. veka (vidi desni deo Sl.12, posebno oblasti označene kao Brokina površ i tzv. Vernikeovu oblast).

Ali, za svakog pojedinca egzaktan položaj zone i njene razmere, danas mogu i moraju biti tačno određene (pogotovo, pre operacije). Drugim rečima, poznato je da se neuronska zona odgovorna za govor nalazi, kao i većina ostalih funkcionalnih zona, u spoljnjem sloju mozga (to je tzv. cerebralni korteks, gde je reč korteks latinskog porekla sa značenjem omotač), ispod kože glave, koštanog dela lobanje i tzv. moždanica (tri opne koje obavijaju mozak i kičmenu moždinu; poznate pod nazivom meninge, koji potiče iz grčkog jezika). Međutim, bez dopunskog ispitivanja, u svakom konkretnom slučaju, nije moguće znati tačne položaje i razmere funkcionalnih zona u korteksu.

Sl.12. Dva prikaza sagitalnog preseka leve strane ljudske lobanje i mozga. (a) Snimak je dobijen pomoću MRI metoda. Fascinantno jasno se vide svi geometrijski dostupni delovi mozga, ali, bez dopunskih informacija, može se reći da to je samo jedna lepa slika anatomije ljudske glave. (b) Crtež delova cerebralnog korteksa i onih njegovih delova čije su nam funkcije do sada postale poznate.

Cerebralni korteks je sloj mozga debljine 2-4 mm u kome se nalazi više od 75 milijardi neurona (odnosno više od 75% od ukupnog broja neurona u ljudskom mozgu). Zato nije čudno da se u cerebralnom korteksu nalaze zone (skupovi neurona) koji su odgovorni za skoro sve naše fizičke i intelektualne sposobnosti. Ovaj sloj je sastavljen uglavnom od tzv. sive mase, što znači da se u njemu nalaze tela nervnih ćelija (neurona) povezana dendritima sa drugim neuronima i vrlo mali broj aksona obavijenih mijelinskim omotačima (vidi Sl.13.(a)).

Ispod tog sloja nalazi se tzv. bela masa koja je sastavljena od aksona (zaštićenih mijelinskim omotačima) koji prenose informacije, na primer, iz jednog dela korteksa u dijametralno suprotni deo. Proučavanje mikrostrukture cerebralnog korteksa traje više od 100 godina, počev od uspešnih istraživanja Španca Ramona i Kahala krajem 19. i početkom 20. veka. Otada je skupljena ogromna količina podataka, ali sve što je skupljeno nije moglo da dovede do jedne celovite slike o korteksu. Glavni razlog za takvu situaciju bila je činjenica da su skoro svi podaci bili iz oblasti anatomije, a bilo je potrebno da se, pored prethodnog, precizno upoznaju putevi neuronskih impulsa i odgovarajuća mikro-električna kola.

Ovaj posao još nije urađen, pa zato moramo da izjavimo da još uvek nije postignuto potpuno osvajanje ljudskog mozga, odnosno da ima još uvek mnogo posla za sadašnje i buduće generacije istraživača. Ipak, moramo biti veoma zadovoljni saznanjima koja su nam omogućili razni rezonantni metodi i drugi kontaktni metodi, kao što je, na primer, magnetoencefalografija pomoću koje se meri magnetno polje mozga i njegove promene.

Savršenu preciznost anatomskog snimka glave zdravog čoveka, u sagitalnom položaju (vidi Sl.12.(a)), možemo uporediti sa shematskim prikazom funkcionalnih oblasti cerebralnog korteksa u istom položaju. Za govor i sporazumevanje medju ljudima, tu su odgovorne dve oblasti – Brokina površ i Vernikeova oblast. Brokinu površ je otkrio francuski hirurg i antropolog Pjer Broka (Pierre Broca; 1824-1880) koji je šezdesetih godina 19. veka radio sa grupom pacijenata koji nisu mogli da govore. Takav je bio pacijent Leborn (Leborgne) koji je mogao samo da izgovara slog „tan“, a drugi pacijent Lelon (Lelong) mogao je da izgovori samo pet reči.

Posle njihove smrti, Broka je izvršio autopsiju i zapazio je da su obojica imali oštećenja u frontalnom delu mozga, s leve strane. Mada ta oštećenja nisu bila jednakih površina, ovaj deo mozga je vremenom postao poznat kao Brokina površ, a odgovarajući medicinski poremećaj poznat je pod nazivom afazija (što potiče od grčke složenice a- ne + phasis –govor). Deset godina kasnije nemački neurolog, poljskog porekla, Karl Vernike (Carl Wernicke; 1848-1905) uočio je da stare ozlede u jednoj zoni, takođe na levoj strani cerebralnog korteksa (vidi Sl.12.(b)), mogu da budu uzrok vrlo neprijatne govorne mane – ugroženi pacijent je mogao da govori ali je njegov govor bio nerazumljiv, reči nepovezane i, povrh svega, mada nije imao oštećenih delova čula sluha, pacijent je jedva razumevao sagovornika. Ova oštećenja, i propratni simptoni bili su nejednako ispoljeni, isto kao i ukupna veličina odgovarajućeg dela korteksa. Medjutim, mesta oštećenja su skoro uvek bila u istoj zoni koja je postala poznata kao Vernikeova oblast.

Sl.13.(a) Shematski prikaz jednog neurona i njegovih sastavnih delova. Kao svaka ćelija, neuron ima svoje telo (u kome je jedro ćelije). Od tela neurona pruža se akson koji je obavijen mijelinskim omotačima, što pospešuje neometan prenos neuronskog impulsa ka svom odredištu (mijelin je električno neprovodan materijal). Ispred neuronskog tela nalaze se dendriti koji preuzimaju neuronski impuls od drugih neurona. (b) Mikroskopski snimak mreže neurona u malom delu cerebralnog korteksa, koji je sastavljen (mali deo) od dva korteksna stuba, gde je svaki stub širine oko 0,5 mm i visine 2,4 mm.

Pošto je Pjer Broka odredio „svoju oblast“ u cerebralnom korteksu u vreme (1861. godine) kada ovaj pojam još nije počeo se koristi (zabeleženo je da je pojam cerebralni korteks prvi put upotrebljen 1926. godine; vidi Sl.13) bilo je jasno da su ostale neke nepreciznosti, koje su mogle biti veoma važne u neurohirurškoj praksi.

Zbog toga je Broka veoma mudro uradio kad je mozgove svojih pacijenata ostavio u staklenim teglama i predao jednom muzeju u Parizu. Tako je neuropsiholog Nina Dronkers (koja je između ostalih svojih profesionalnih aktivnosti, profesor na odsecima za Neurologiju i Lingvistiku, na Kalifornijskom Univerzitetu u Dejvisu (Davis)), sa svojom ekipom (2007. godine) pozajmila staklene sudove sa mozgovima Lelona i Leborna i podvrgla ih ispitivanju pomoću MRI-a (vidi Sl.14).

Sl.14. Lelonov mozak unutar MRI skenera. Ovu sliku treba uporediti sa shemom koja prikazuje načelnu upotrebu MRI-a, Sl.8.(b).

Mada se u ovom slučaju ne radi o mozgu živog čoveka, ne treba izgubiti iz vida činjenicu da je hemijski sastav ostao nepromenjen, pa samim tim raspored vodonikovih atoma nije promenjen u odnosu na stanje od pre skoro 150 godina. Dondersina ekipa je utvrdila da oštećene zone mozga, u oba slučaja (Lelong i Leborgne), ne zahvataju tako velike regione kao što je onaj koji danas nazivamo Brokina površ, ali da se oštećene zone prostiru mnogo dublje u druge oblasti cerebralnog korteksa nego što je bilo predviđeno.

U članku koji su Dondersova i njena ekipa objavile 2007. godine, u časopisu “Brain“, tvrdi se da je ova razlika nastala u toku vremena, prenošenjem podataka iz jednog časopisa u drugi, odnosno korišćenjem neproverenih podataka iz članaka koji su nastali posle originalnih otkrića. Navedena anegdota može biti poučna za sve oblasti nauke.

Novi metodi vizualizacije ljudskog mozga

Sedamdesetih godina 20. veka pronađena je MR, ali gotovo istovremeno i drugi metodi vizualizacije ljudskog mozga. Pre svega to je tzv. f-MRI metod (odnosno, funkcionalna magnetna rezonanca), pomoću koje je moguće, sa malim izmenama u osnovnom MR uređaju i promenama u kompjuterskim programima, da se dobiju slike koje otkrivaju one delove mozga koji su aktivni pri različitim fizičkim poslovima (pri pisanju, pri kucanju teksta na tastaturi računara itd.), ali i pri različitim emotivnim stanjima (ljutnja, veselost, napetost itd.).

A pri samom kraju 20. veka, preciznije 1994. godine, objavljeno je otkriće DT vizualizacije (sa akronimom DTI, prema engleskoj složenici Diffusion Tensor Imaging). To je metod pomoću koga mogu jasno da se vide i snime mesta tzv. bele i sive mase u mozgu. Poznavanje preciznog položaja i pravca prostiranja bele mase veoma je važno, jer omogućava da se na vreme otkriju i leče bolesti nervnog sistema (kao što je multipleks skleroza, izliv krvi u mozak, demencija i sl.). Pomoću DTI metoda može se dobiti trodimenziona slika spleta neurona koji su obavijeni mijelinom i, u celini, podsećaju na električni kabl sa spletom belih žica. Pojava takvih „kablova“ ne mestima gde treba da bude siva neuronska masa jeste prvo upozorenje mogućeg ozbiljnog oštećenja mozga.

Doduše, takvo upozorenje može da se dobije i iz preciznog dvodimenzionog DTI snimka (vidi Sl.15). Pored toga, prošle 2008. godine, objavljeni su rezultati novog metoda veoma preciznog snimanja aktivnih veza između pojedinih neuronskih oblasti, na osnovu difuzije molekula vode, što omogućava, po prvi put, da se prikaže mreža međusobno aktivnih neurona. Ovaj novi metod je dobio svoj akronim – DSI, na osnovu početnih slova engleskog izraza diffusion spectrum imaging.

Sl.15.(a) Crtež poprečnog preseka lobanje i mozga, napravljen po svim pravilima dobrog anatomskog atlasa. U donjem desnom uglu crteža prikazana je projekcija ravni preseka lobanje na odgovarajuću sagitalnu ravan. (b) MR snimak sloja mozga zdravog čoveka, u ravni koja je naznačena na prethodnom delu slike. Ovde se jasno vide obrisi bele mase mozga, ali bez uočljivih razika između pojedinih delova. (c) Snimak mozga istog pacijenta u istim uslovima kao kad je napravljen MR snimak, ali je ovde upotrebljen DT metod, te je bilo moguće dobiti snimak u boji. Pri tom, žutom i crvenom bojom je naznačena kompleksna raspodela bele mase.

Prikazom snimaka jednog poprečnog preseka mozga stigli smo do najsavremenijih metoda koji se koriste u nauci o mozgu. Nismo rekli sve, jer se svakog dana postojeći metodi usavršavaju, a ima stvari koje smo svesno izostavili, da bismo, na kraju, mogli da kažemo da smo veoma sažeto opisali kako je do sada osvajan ljudski mozak.

Situacija je zaista slična sa situacijom u kojoj bi se našao neki astrofizičar koji se prihvatio zadatka da opiše kako je do sada osvajana naša današnja slika o kosmosu. Gde god se odlučio da prekine svoje pisanje, autor bi saznao da ima puno stvari koje je mogao da pomene, a kroz izvesno vreme i mnogo novih stvari koje zaslužuju da budu priključene datom opisu kosmosa. I u tom smislu mozak i kosmos su za današnjeg radoznalog čoveka veoma slični.

4. maj 2009.
Virusologija
Piše: Luka Mihajlović

Grip - aktuelna pošast?

Grip predstavlja infektivno oboljenje izazvano RNK virusima iz grupe Orthomyxoviridae, koji napada sisare i ptice. Grip ili influenca je relativno bezopasno oboljenje, od kog oboleva stotine miliona ljudi na planeti svake godine, tokom sezonskih epidemija. Zajedno sa običnom prehladom, koju izaziva druga grupa virusa, predstavlja svakako najčešću infekciju čoveka.

Reč influenca dolazi iz italijanskog jezika (it. Influenza - uticaj) i odnosi na uzrok bolesti. Naime, smatralo se da do gripa dolazi usled nepovoljnih astroloških uticaja. Da bi bolje razumeli kako ova bolest funkcioniše, kao i da li i koliko smo u opasnosti od (sad već slobodno mogu reći -popularne) pandemije, potrebno je da znamo nešto o samom virusu.

Virusi su (a diskusija oko tačne definicije i oko toga da li je u pitanju živa ili neživa materija se i dalje vode) paketi genetskog materijala obavijeni proteinskim omotačem. Proteinski omotač virusa(kapsid) se sastoji od nekoliko vrsta molekula koje imaju različite uloge tokom razvojnog ciklusa virusa.

Virusi imaju osobinu da kad dospeju u odgovarajuću ćeliju domaćina „otmu“ sintetski mehanizam ćelije i proizvode veliki broj svojih kopija. Ove kopije -potomci nakon toga na različite načine napuštaju ćeliju i nastavljaju da šire infekciju.

Virusi gripa se mogu podeliti u 3 grupe - A, B i C. Ove tri grupe virusa izazivača gripa su po opštoj strukturi vrlo slični. Virusi tipa A su najvirulentniji ljudski patogeni i izazivaju najizrazitije simptome bolesti. Virusi tipa B su infektivni samo za ljude i, začudo - foke. Virusi tipa A se mogu podeliti na nekoliko serotipova na osnovu reakcije antitela sa ovim virusima. Virusi grupe A se mogu naći i kod drugih životinja, i najčešće ne mogu direktno zaraziti čoveka.

Struktura virusne čestice

Virusna čestica gripa je približno sfernog oblika i prečnika oko 100nm. Virusni omotač(kapsid) se sastoji od 2 glavna tipa glikoproteina - hemaglutinina i neuraminidaze.

Hemaglutinin je lektin koji omogućava vezivanje virusa i ulazak viralnog genoma u ciljnu ćeliju, dok je neuroaminidaza uključena u oslobađanje kopija virusa iz inficiranih ćelija, isecanjem molekula šećera koje vezuju virusnu česticu za ćelijske proteine. Ova dva proteina su najbitnije odrednice podtipa (tzv. serotipa ) virusa. Na osnovu tipa jednog i drugog molekula koji sadrže virusima se dodeljuju imena. Tako je ,npr, virus ptičjeg gripa koji je bio aktuelan pre par godina sadržao hemaglutinin tipa 5, a neuraminidazu tipa 1, te je „kršten“ H5N1. Virus „svinjskog gripa“ koji je ovih dana po vestima je H1N1 virus.

Ono što je neuobičajeno kod virusa influence je činjenica da umesto uobičajenih jednog ili dva lanca genetskog materijala sadrže 8 lanaca RNK. Upravo ova osobina čini ove viruse problematičnim koliko jesu.

Ako dva virusa gripa inficiraju ćeliju u isto vreme novi virusi koji nastaju iz te ćelije mogu sadržavati smešu RNK lanaca iz dva originalna virusa - fenomen koji nazivamo „rearanžman“ ili „premeštaj genetskog materijala“.

Osim ovog fenomena, sečenje i ponovno lepljenje ( „cut and paste“ mehanizam) takođe može da proizvede mešani RNK lanac. O značaju ovih fenomena biće više reči kasnije u tekstu.

Imunitet

Naš imuni sistem se bori protiv virusa na nekoliko načina. Čestice virusa mogu da se vežu za odgovarajuća antitela, koja se ponašaju kao „lokatori“ koji navode tzv. efektorske komponente imunog sistema da reaguju i unište virusne čestice za koje su antitela vezana. Druga varijanta odbrane je prepoznavanje zaraženih ćelija domaćina preko citotoksičnih T-ćelija, koje uništavanjem zaražene ćelije domaćina ograničavaju širenje infekcije.

Do problema dolazi kada se imuni sistem nije sretao sa određenim virusom, u kom slučaju je potrebno značajno više vremena da se proizvedu antitela i ćelije koje mogu da se izbore sa zarazom, te i njene posledice mogu biti značajno ozbiljnije. Nakon jedne uspešno izborene bitke sa datim patogenom, uspostavlja se imuna memorija, i sledeći put kada se sretne sa istim virusom, imuni sistem “zna šta mu je činiti“, te je infekcija značajno blaža ili do nje uopšte i ne dođe.

Simptomi

Efekti gripa su ozbiljniji i dugotrajniji od simptoma obične prehlade. Većina ljudi se u potpunosti oporavi za jednu do dve nedelje, ali se kod određenog broja mogu pojaviti simptomi opasni po život (kao što je zapaljenje pluća). U retkim slučajevima, grip može biti i smrtonosan, naročito za slabe, stare i hronično bolesne osobe. Grip može da pogorša postojeće hronične zdravstvene probleme. Pušenje je još jedan od faktora rizika koji su povezani sa ozbiljnijim tokom bolesti i povećanim mortalitetom od influence.

Sezonske epidemija gripa se javljaju tokom zime. Kako je zima na severnoj i južnoj hemisferi u različito doba godine, svake godine postoje dve sezonske epidemije gripa. Procenjuje se da tokom godine desetine, ako ne i stotine miliona ljudi oboli od ove bolesti, a broj smrtnih slučajeva se procenjuje na nekoliko stotina hiljada do pola miliona. Samo u SAD, prosečan broj smrtnih slučajeva od gripa i komplikacija ove bolesti je 36.000 godišnje.

Kao što nam je svima poznato, simptomi gripa uključuju: opštu slabost, osećaj hladnoće i groznicu, bolove, kašalj, posebno u telu i zglobovima, umor, glavobolju, crvene oči, usta, grlo, kao i, u pojedinim slučajevima bol u stomaku.

Uobičajeni simptomi gripa nastaju kao posledica velikih količina proinflamatornih citokina i hemokina (kao što su interferon i faktor nekroze tumora) koje proizvode ćelije zaražene virusom. Virus influence izaziva oštećenje tkiva, pa simptomi nisu isključiva posledica inflamatornog odgovora, kao što je na primer, slučaj sa virusom izazivačem prehlade. Izraženi imuni odgovor koji nastaje kao odgovor na infekciju virusom influence može da izazove po život opasnu „citokinsku oluju“.

Ova pojava nastaje kao neadekvatno snažna reakcija imunog sistema organizma na prisustvo infektivnog agensa. Virus inficira ćelije pluća, što dovodi do preterane stimulacije imunog sistema lučenjem citokina u plućnom tkivu. Ovo dovodi do intenzivne migracije leukocita u pluća. Dejstvo leukocita može da izaziva uništenje plućnog tkiva i lučenje tečnosti u ovaj organ, što otežava disanje i može biti i smrtonosno. Ljudi sa snažnim imunim sistemom (kao što su mladi) su podložniji ovoj pojavi od dece i starijih osoba.

Pretpostavlja se da ova pojava leži iza neuobičajene letalnosti H5N1 ptičjeg gripa, kao i soja iz pandemije 1918.

Pandemije

Pandemija se definiše kao epidemija globalnih razmera, koja inficira značajan procenat ljudske populacije.

Tokom tipične godine, od ukupnog broja zaraženih gripom 3-5 miliona inficiranih doživi komplikacije ili ozbiljnije tegobe, a oko 500.000 ljudi, nažalost, izgubi život od posledica ove bolesti. U proseku 3 puta tokom veka dolazi do pandemije gripa, koja inficira veliki deo svetske populacije i može da ubije desetine miliona ljudi. Sem poznate Španske groznice, u 20. veku su se dogodile još 2 pandemije - Azijski grip (1957-1958) i Hong Kong grip (1968-1969).

Mehanizmi kojim dolazi do nastanka pandemije gripa su danas u potpunosti poznati.

Novi virusi influence konstantno nastaju mutacijama ili genetskim rearanžmanima. Mutacije mogu da izazovu male promene u molekulima hemaglutinina i neuraminidaze na površini virusa. Ova pojava se naziva antigenski drift, i dovodi do povećane varijabilnosti sojeva tokom vremena, dok se ne pojavi varijanta koja postane dominantna i u stanju je da brzo zarazi odredjenu populaciju - često izazivajući epidemiju. Kako je promena mala, prethodno stečeni imunitet je i dalje donekle efikasan, te simptomi i stopa širenja bolesti nisu drastični.

Nasuprot tome, kada dođe do rekombinovanja genetskog materijala, mogu nastati potpuno novi antigeni, na primer rekombinovanjem humanih i ptičjih sojeva. Ova pojava se naziva antigenski pomeraj (eng. shift). Kada nastane humani virus gripa sa potpuno novim antigenima, cela populacija je podložna, i novi grip će se nekontrolisano širiti, izazivajući pandemiju.

Španska groznica 1918.

Termin španska groznica se odnosi na pandemiju gripa koja se dogodila tokom prvog svetskog rata i izazvala strahovito veliki broj smrtnih slučajeva, koji se procenjuje na 50-100 miliona. Španska groznica je bila zaista pandemija - bolest se proširila čak do Arktika i udaljenih pacifičkih ostrva.

Ovaj ogroman broj smrti je izazvan izuzetno velikom virulentnošću ovog virusa - do 50% popilacije, kao i izuzetno ozbiljnim simptomima, za koji se sumnja da su izazvani već pomenutom citokinskom olujom. Simptomi ovog gripa su bili toliko neobični da su u početku pogrešno dijagnostifikovani kao kolera ili tifus.

Pojam „Španska groznica“ ili „Španski grip“ je nastao jer je Španija bila jedina evropska zemlja gde su štampani izveštaji o bolesti koja ubija hiljade ljudi u armijama koje su se borile u Prvom svetskom ratu. Druge zemlje se nisu oglašavale da bi sačuvale moral trupa. Ova pandemija je opisivana kao „najveći medicinski holokaust u istoriji“.

"Svinjski" grip

Aktuelni virus koji ljudi dosta uporno nazivaju svinjski grip je H1N1 virus, i to svojevrstan hibrid severnoameričkog svinjskog gripa, severnoameričkog ptičjeg gripa, humanog H1N1 gripa i soja svinjskog gripa koji se može naći u Aziji i Evropi.

Za sada (2.5.2009), potvrđena je infekcija virusom „svinjskog gripa“ kod 365 ljudi, dok je 10 ljudi umrlo od posledica bolesti. Većina ljudi zaraženih ovim virusom su imali uobičajen tok bolesti. Kao i svim pandemijama gripa, najviše su ugrožena mala deca, trudne žene, kao i ljudi sa hroničnim bolestima, kao što su astma, dijabetes, itd.

Opasnost od pandemije je realna. Ono što treba imati u vidu je da je stopa smrtnosti relativno mala, i da su procene da je hospitalizacija potrebna u oko 5% zaraženih (od kojih je, opet, samo određen procenat ozbiljnih slučajeva). Uvođenje različitih populacionih mera u ugroženim zonama (poput prestanka rada, ili zabrane okupljanja) su potrebne da se zaustavi širenje infekcije, ali ovaj virus je daleko od jedne ebole ili Crne kuge. Osim toga, treba imati u vidu da je utvrđeno da već postojeći antiviralni lekovi mogu uspešno da se primene u terapiji(o ovome malo kasnije).

Prevencija, vakcinacija, lečenje

Lična higijena i dobre zdravstvene navike, kao što su (prvenstveno) pranje ruku, pokrivanje nosa i usta pri kašljanju, i izbegavanje pljuvanja su od velikog značaja pri umanjivanju transmisije influence. Ove jednostavne higijenske mere predostrožnosti su predložene kao glavni način sprečavanje širenja gripa tokom pandemija. Iako korišćenje maski pomaže umanjenju transmisije pri nezi bolesnika, korisnost njihove upotrebe u svakodnevnom životu i radu u zaraženim populacijama je i dalje pod znakom pitanja.

Vakcinacija protiv gripa je efikasna, ali, za razliku od većine ostalih vakcina pouzdano deluje samo tokom jedne sezone gripa. Do ovoga dolazi zbog već pomenute varijabilnosti genetskog materijala virusa gripa. Svetska zdravstvena organizacija dva puta godišnje preporučuje formulacije za vakcine protiv influence, po jednom za svaku sezonsku epidemiju na južnoj i severnoj hemisferi. Za izradu vakcine je potrebno nekoliko meseci, zbog čega momentalno nije raspoloživa vakcina protiv aktuelnog svinjskog gripa. Kako se o ovom virusu jako malo zna nije poznato koliko je virus sličan postojećim oblicima, pa samim tim ni koliko postojeće vakcine pružaju zaštitu.

Za terapiju gripa postoji i nekoliko specifičnih antiviralnih lekova, sa različitim mehanizmima dejstva. Jedna grupa se bazira na blokiranju inkorporacije viralnog genoma (tzv. M2 blokatori) i za njih je utvrđeno da nisu efikasni protiv virusa „svinjskog gripa“. Inhibitori neuroaminidaze (Tamiflu, Relenza) sprečavaju oslobađanje virusnih čestica iz inficirane ćelije domaćina i često su efikasni protiv virusa A i B tipa. Preliminarna istraživanja su pokazala da lek Tamiflu (oseltamivir) efikasno ublažava simptome zaraze virusom „svinjskog gripa“, i preporučen je za terapiju kod dece i odraslih.

Ono što nam nije poznato je kad i da li će doći do pojave rezistencije na ove lekove, zbog čega se i dalje punom parom radi na razvoju vakcina.

Umesto zaključka

Autor se nada da je tekst bacio makar malo svetla na svima poznatu bolest i njenog zlokobnog velikog brata. Kao što je već napomenuto, opasnost od pandemije je realna, ali nema mesta panici. Po prvi put u istoriji imamo dovoljno razgrađenu informacionu mrežu i dovoljno znanja i sredstava da predupredimo još jednu pandemiju. Dok samo oboljenje može biti jako opasno, relativno jednostavnim merama prevencije je moguće značajno smanjiti prevalencu bolesti.

Ako se stručnjaci ne izjasne drugačije, život teče kao i do sada. Ljudi su u ovakvim situacijama skloni uzimanju raznih lekarija i preparata bez konsultacija sa lekarom. U ogromnoj većini slučajeva ovo nema baš nikakvog efekta, dok ponekad može da izazove negativne posledice. Budite veoma oprezni pri bilo kojoj odluci da koristite bilo šta što vam nije preporučio lekar. Kao najbolja zaštita se preporučuje unos zdrave hrane i dosta odmora. Sem toga, potrebno je kritički analizirati medije, jer strahovito puno ljudi što namerno, što slučajno, izaziva strah i širi dezinformacije. I da, možete da jedete svinjetinu do mile volje.