Marcin Ryszkiewicz, "Biologiczne paradoksy człowieka, czyli o nowej książce Marka Ridleya - 'Cooperative Gene'" (2003)

W swojej najnowszej, nieprzetłumaczonej jeszcze na polski książce Mark Ridley, zastanawia się nad paradoksami i niekonsekwencjami, jakich dopuściła się ewolucja wobec naszego gatunku

Rodzenie dzieci to z pewnością najtrudniejsza czynność życiowa u człowieka. Tak trudna, że - w istocie - wymaga współdziałania innych osób. To zadziwiające zważywszy, że chodzi o czynność jak najbardziej naturalną, wręcz podstawową. I ciąża, i poród są wielkim obciążeniem dla kobiety, a w przeszłości często zagrażały jej życiu. Dlaczego dobór faworyzował rozwiązanie, w którym noworodek ze swoją wielką głową przeciska się przez wąskie drogi rodne kobiety? Jest to jedna z większych tajemnic biologii ewolucyjnej i trudny do zrozumienia paradoks. A są jeszcze większe. Weźmy choćby konflikt między genami matki i dziecka. W wydanej właśnie w Wielkiej Brytanii książce "Cooperative Gene" Mark Ridley określił go "jedną z najdziwaczniejszych idei współczesnej teorii ewolucji". Takich "dziwactw" jest w naszej biologicznej naturze znacznie więcej i o nich właśnie, a także o tym, co z tego wynika, traktuje książka Ridleya.

Wyścig zbrojeń

Podczas ciąży poziom cukru we krwi kobiety znacznie wzrasta, co jest zrozumiałe, gdyż matka musi wykarmić płód. Poziom cukru we krwi reguluje insulina: zabiera jego nadmiar, gromadząc go w mięśniach (u cukrzyków brak insuliny prowadzi do wzrostu poziomu cukru we krwi, co może być groźne dla życia).

Prostym sposobem na zwiększenie zawartości cukru we krwi jest więc zmniejszenie produkcji insuliny. Kobieta jednak osiąga ten rezultat w najbardziej zawiły sposób - zwiększając (i to znacznie) stężenie insuliny i zmniejszając zarazem (jeszcze bardziej) swą reakcję na jej działanie.

Skąd się to bierze? "Winne" jest łożysko - drugie, poza płodem, ciało obce w łonie kobiety. Łożysko jest tworem płodu, nie matki, i reprezentuje jego, nie jej, interesy. Płód genetycznie nie jest tożsamy ani z matką ani z ojcem i realizuje swe własne interesy. Jak powiada Ridley, dla genów dziecka powstanie opieki rodzicielskiej było doniosłym wydarzeniem w historii genów: "Jak chwila, gdy dworzanin pokazał Dżyngis-chanowi mapę świata". Łożysko ludzkie, inaczej niż u wielu innych ssaków, wnika głęboko w tkanki macicy, przerastając jej komórki i po części przejmując kontrolę nad składem hormonów we krwi kobiety. Jednym z takich hormonów jest hamujący działanie insuliny hPL. Jego stężenie we krwi matki jest ogromne - od 1 tys. do 2 tys. razy większe niż innych, podobnych hormonów. Odpowiedzią matki jest oczywiście wzrost produkcji insuliny, inaczej ciąża oznaczałaby dla niej ciężką cukrzycę (jedną z konsekwencji ciąży jest lekka cukrzyca, nierzadko przekształcająca się w pełnoobjawową już po narodzinach dziecka). To - jak mówi Ridley - wynik trwającego przez tysiące pokoleń "wyścigu zbrojeń" (na hormony) - wyścigu, który zakończył się na tym, niepotrzebnie wyczerpującym organizm matki, dramatycznie wysokim poziomie "uzbrojenia".

Cukrzyca ciążowa to tylko jeden z przejawów konfliktu interesów matki i dziecka. Oba organizmy są odmienne genetycznie, a korzystają z tych samych zasobów (matki) i są na siebie zdane. Zaraz rodzi się jeszcze bardziej intrygujące pytanie: skoro zasadą działania wszystkich organizmów jest obrona przed obcymi genetycznie ciałami (służy temu choćby układ odpornościowy), to w jaki sposób jeden osobnik może rosnąć w łonie drugiego?

Jest to w istocie pytanie o naturę rozmnażania płciowego. Dlaczego zwierzęta w ogóle rozmnażają się na drodze płciowej? Pozorna oczywistość tego procesu kryje w sobie paradoks, który sięga początków życia na Ziemi.

Pożytki z płci

Budowa i funkcjonowanie ludzkiego organizmu zapisane są w genach, a te - jak ogłosił Richard Dawkins - są "samolubne": ich nadrzędnym celem jest powielanie się w nieskończoność. To dlatego "obce" geny w ciele zwierzęcia są tak bardzo niebezpieczne z samej swej istoty wystawione są na pokusę podporządkowania sobie ciała gospodarza (ta pokusa nieobca jest i własnym genom, ale zwykle - choć nie zawsze: vide rak - potrafi być okiełznana przez pozostałe geny). W jądrach naszych komórek znajdują się geny, w których zakodowane są wszystkie szczegóły naszej budowy. Choć każdy z genów podlega tej samej pokusie "egoizmu", wszystkie wzajemnie się kontrolują, gdyż ich los zależy od sprawności całego organizmu, a zwłaszcza jego zdolności do płodzenia dzieci, w których geny lokują swe kopie. Matka kooperując z partnerem w akcie prokreacji nie tylko naraża się na nieuchronny konflikt genetyczny ze swym własnym dzieckiem, ale też zmniejsza szanse swych genów na maksymalne powielenie. Dlaczego się na to godzi? Ten "paradoks płci" doczekał się w ostatnich czasach dwóch odpowiedzi, z których najprawdopodobniej obie są prawdziwe.

Po pierwsze, płeć służy do ochrony przed pasożytami - powielanie tylko swych genów tworzyłoby zastępy klonów, a to dawałoby pasożytom okazję do złamania genetycznych zabezpieczeń potencjalnych żywicieli.

Drugie wyjaśnienie jest bardziej złożone. Nasz genom jest bardzo długi i składa się milionów "liter", które muszą być dokładnie skopiowane, jeśli "przepis" na człowieka ma być czytelny. Liczne enzymy naprawiające ewentualne "literówki" (mutacje) nie działają ze stuprocentową dokładnością. Część błędów pozostaje i - pomnażana w procesie klonowania - dawno już zagroziłaby istnieniu wszystkich złożonych gatunków na Ziemi.

Łączenie genów dwóch różnych osobników pozwala na luksus wykorzystania jednej - sprawniejszej - wersji każdego genu. Do tego jednak trzeba dobrać sobie jak najbardziej "bezbłędnego" genetycznie partnera, a to nie jest proste. Całe bogactwo zalotów w świecie zwierząt - od rechotu żab i tańców godowych ptaków po... malarstwo, muzykę i modę człowieka - służy możliwości oceny genetycznej jakości potencjalnego partnera do rozrodu. Jak powiada Ridley: "Bezbłędne skopiowanie pozbawionego skazy DNA to najsilniejszy afrodyzjak na świecie". Ten problem poszukiwania odpowiednich partnerów ma dla człowieka szczególne znaczenie. Z uwagi na złożoność genomu i długość życia prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji w naszych ciałach jest wyższe niż u jakiegokolwiek innego zwierzęcia. To dlatego wydanie na świat potomka bywa u człowieka tak trudne. W odróżnieniu od innych zwierząt większość ludzkich zarodków podlega naturalnej aborcji i trzeba podejmować wciąż nowe "próby". Mechanizm korekcji błędów z trudem radzi sobie za złożonością naszego genomu, a cały system być może znajduje się już na granicy swej wydolności. Samo istnienie człowieka, jak mówi Ridley, jest dziwną anomalią. By nie pogłębiać balastu błędów, potrzebny jest szczególnie ostry odsiew (selekcja) nadmiernie obciążonych osobników i szczególnie dokładny dobór potencjalnych partnerów, z których tylko najbardziej wartościowi (genetycznie) powinni płodzić dzieci. W ludzkiej cywilizacji obowiązują jednak całkiem odwrotne praktyki - i w swej brawurowo napisanej książce Ridley pokazuje, jakie to rodzi konsekwencje, jakie zagrożenia i jakie wyzwania.

Seks bakterii, seks aniołów

Bez płci wysoce złożone stworzenia pewnie nie zaszłyby daleko z coraz bardziej ciążącym brzemieniem mutacji (Ridley popularyzuje tu nowatorską, choć szybko zdobywającą popularność tezę, że "problemem nie jest życie, problemem jest życie złożone"). "Bakterie" są pewnie dość powszechne w kosmosie, ale "ludzie" mogą być zupełnym wyjątkiem.

Rozmnażanie płciowe nie jest równoznaczne z istnieniem dwóch płci ani płodzeniem dzieci. Bakterie stosują wyrafinowany seks polegający na wymienianiu się genami (z wszystkimi osobnikami własnego gatunku, a nawet innych gatunków lub wręcz osobnikami martwymi), ale ma to niewiele wspólnego z naszym wyobrażeniem o "rozmnażaniu" czy odrębności seksualnej "kojarzących się" partnerów. Z kolei u wielu pierwotniaków rozmnażanie płciowe przebiega podobnie jak u nas, ale partnerzy (i ich gamety) nie różnią się od siebie.

Nasze zróżnicowanie na dwie płcie bierze swój początek z konfliktu między genami, tym razem w obrębie samej komórki. Otóż przygniatająca większość (ponad 99 proc.) jej genów znajduje się w jądrze, a reszta w małych organellach zwanych mitochondriami. Mitochondria mają własny, przypominający bakteryjny, genom, który jest pamiątką brzemiennego w skutki zdarzenia sprzed dwóch miliardów lat, gdy jedna bakteria połknęła drugą, ale jej nie strawiła i odtąd zaczęły żyć razem, tworząc wspólnego przodka wszystkich późniejszych zwierząt. Ta tzw. pierwotna endosymbioza pozwoliła na rozwój wielkiej złożoności życia, ale zarazem wprowadziła różne genomy do jednego osobnika, zwiększając ryzyko "dywersyjnej" akcji samolubnych genów. Gdy w odpowiedzi na rosnące ryzyko błędów kopiowania coraz dłuższych genomów powstał płciowy sposób rozmnażania, potomstwo zaczęło dziedziczyć cztery różne składy genów - po jednym garniturze chromosomów od każdego z rodziców i dwa zestawy genów mitochondrialnych. Konieczność posiadania zdublowanych chromosomów była i jest nieodzowna, inaczej płeć nie miałaby sensu, ale mitochondria mogą być tylko od jednego rodzica, co zmniejsza ryzyko "dywersji" genów. Tak powstało zróżnicowanie płci - na tę, która zachowuje mitochondria w swych komórkach rozrodczych (jajach), i tę, która je traci przy zapłodnieniu (plemniki). Cała dzisiejsza barwność i bogactwo świata w dużej mierze są wynikiem tego wczesnego połknięcia i konieczności późniejszego uciszenia mitochondriów przez podział płci.

U podłoża ludzkiej kultury leżą konflikty rozgrywające się na najniższym, genowym poziomie, z których część - jak płeć - ma zapewne charakter uniwersalny i występuje też na innych planetach obdarzonych złożonym życiem, a część - jak obecność dwu różnych płci - jest wynikiem lokalnego (ziemskiego) i zapewne przypadkowego zdarzenia, jakim była niestrawność pewnej bakterii sprzed dwóch miliardów lat. Kto chce zrozumieć świat i spojrzeć w zupełnie nowy sposób na nasze - czy to ziemskie, czy niebiańskie - życie (świetny wywód na temat osobliwości życia płciowego aniołów), powinien sięgnąć do książki Ridleya. Dowie się rzeczy, o jakich się filozofom nie śniło.

Źródło: Mark Ridley "The Cooperative Gene. How Mendel's Demon Explains the Evolution of Complex Beings", The Free Press, 2002