Pledoarie pentru Darwin partea a II-a

[…]doua propozitii sunt cruciale pentru aprofundarea evolutionismului; tinta tuturor detractorilor; stalpul infamiei pentru fiecare creationist sau apologetic al unei cosmologii alterne. Se considera ca nazismul ar fi o emergenta directa si cauzal motivata in darwinismul social; comunismul la randu’i e considerat a fi o progenitura monstruoasa a aceleiasi doctrine. Toate aceste argumente sunt nu doar false, dar expresia unei angoase perpetue ca (asa cum mentiona un reviewer al primei editii a Originii Speciilor): “nu se poata sa apara un Ceva din Nimic!”

O buna intelegere a teoriei evolutiei prin selectie naturala formulata de Charles Darwin este practic imposibil atata vreme cat ramanem ignoranti la ceea ce a fost numita, poate impromptu, “revolutia codonica”. Cheia intelegerii la tot ce ne inconjoara este o molecula numita simplu ADN dar care in fapt reprezinta intialele mult-temutului acid desoxiribonucleic. Majoritatea colegilor mei in scoala nu puteau sa-l pronunte fara cel putin o balba. Deci era temut. Mult mai simplu este insa sa spui ADN si sa stii ca aceste trei litere cuprind, intre ele, tot ceea ce inseamna natura umana. Adesea auzi fraze sforaitoare ca “in ADN zace cheia privind toata lumea vie”. Este fals. In esenta, ADN nu reprezinta “un lucru” ci o familie de lucruri, pe langa care se afla bunicul sau, ARN (acidul ribonucleic) si multiplele lui forme, iar daca e sa plecam cu privirea spre inapoi, in istorie, primul care a iesit din supa primordiala a fost, tot ce se poate, un fragment de ARN.

Majoritatea pachetelor memetice cu tenta religioasa plaseaza aparitia “lumii” asa cum o cunoastem undeva acum zeci, poate sute de mii de ani. Este o ipoteza care din (ne)fericire e pe cat falsa, pe atat periculoasa. Nu este ca si cum am trai intr-un glob in care ne e inaccesibil calculul retrograd al timpului. Stim ca Pamantul a luat nastere undeva acum aproximativ 4 miliarde de ani. Putem sa numaram cu o aproximatie de cateva sute de ani cand au aparut pe Pamant primele molecule de oxigen, si sa argumentam ca nu a existat un designer care sa spuna, in  loc de “Fiat lux!”, “Fiat atmosphaera!” (cacofonia e intentionata). Una dintre teoriile vehiculate in prezent este aceea ca prima molecula auto-replicativa, un “fragment” de ARN cel mai probabil, a fost un accident intr-un lac calduts foarte bogat in argila in care se aflau din belsug o clasa de acizi care contin o grupare (un fel de deget opozabil, daca vreti) cu azot. Le spunem amino-acizi datorita acelui “NH2” din structura lor care-i face sa fie speciali. Aici intervine ideea periculoasa a lui Darwin, aceea ca evolutia este invariabil un proces “din vale in deal”, iara nu o creatie “din deal in vale”. Lucrurile nu au inceput complicate, si s-au simplificat pe parcurs, ci dimpotriva. Si, ce e cel mai periculos, este ca prima molecula de acid ribonucleic, odata formata si incepand a se replica din nou si din nou nu avea vreun scop sa faca asta. Nu exista o ratiune pentru ea. Nu exista nimic teleologic. Nu exista nimic, punct. Iar ca atare, si tocmai pentru ca acesta este primul adevar de care trebuie sa ne legam, inceputurile noastre au fost (putem sa reconciliem Geneza aici, cel putin) intr-un nimic. Dovezile pe care le avem vis-a-vis de rolul ARN-ului in dinamica vietii tin de faptul ca majoritatea virusurilor si protobacteriilor sunt dotate nu cu ADN, ci cu ARN, si ciclul lor de viata este unul pur replicativ. Cu alte cuvinte, si ca sa punctam mnemotehnic caracteristica acizilor nucleici, visul unei molecule de ARN e …alta molecula de ARN.

Dar ARN-ul are si probleme. In primul rand e un prototip ineficient de stocare a informatiei, molecula e una care are o impachetare (“folding”) destul de simplista si viata unei molecule de ARN e, of Doamne, ingrozitor de mica. Ajunge insa sa te uiti la solutiile ingenioase pe care le-a fortat Spatiul de Design in diferite procariote sau viroizi si sa realizezi ca sub nici o forma juriul nu s-a decis ca un organism ARN va fi in vreun fel inferior celorlalte. Atata doar ca va face un numar limitat de trick-uri (Dennett), unele exceptionale si adeseori surprinzator de bine adaptate pentru supravietuire, si totusi in cantitate limitata. Cum explicam insa saltul de la ARN la ADN? Nu e foarte greu. Exista specii de ARN dublu-catenar, si insusi lantul replicativ e unul descris de Okazaki a fi unul “in fermoar”, in care exista omologie de catena. Mai nou, consideram ca aparitia fortuita a acidului desoxiribonucleic a fost una “incurajata” foarte mult de proteinele care-l acopera in starea-i nativa. De histone. Intr-o buna zi, doua molecule de ARN impachetate in material proteic au refuzat sa se mai desparta, au ramas in pozitii complementare (numite 5′ – 3′ datorita capului NH2 sau COOH) si restul e, dupa cum se spune, istorie. Ceea ce a facut ca aceste molecule sa ramana imbratisate sunt 4 aminoacizi nestiuti de Darwin, dar ce mult si-ar fi dorit sa cunoasca povestea asta!

Adenina (A), citozina (C), timina (T), guanina (G). Pasul dinspre ARN spre ADN a fost unul mic pentru codon, mare pentru omenire. Timina e ultima pirimidina aparuta in dansul replicarii, varul ei (U – uracil) fiind intalnit doar la variante de ADN. Intregul nostru cod genetic, amintirea primului rasarit de soare vazut de viata, sta intr-un alfabet ingrozitor de simplu. ACTG. Cum poti sa inregistrezi o informatie care desfasurata ar inconjura Calea Lactee doar in patru consoane? Acesta e misterul. Care nu e de fapt un mister catusi-de-putin, ci un fapt menit sa ne aminteasca de originile noastre, si de aceea ca da, suntem in mijlocul unei curgeri de apa pur accidentale, catre undeva unde nu putem prevede, dar cu siguranta in amonte e un izvor format din acesti aminoacizi. Structural, codul nostru genetic are si pe-o catena, si pe alta, ACTG in diferite succesiuni. Fiecare tripleta reprezinta un “codon”. Fiecare codon are o imagine complementara pe celalalt string de ADN, pentru ca adenina, timina, citozina si guanina nu pot forma “perechi” la dans decat intr-un anume fel: A-T (U) si G-C. Daca am sa zicem o secventa AACG pe stanga, pe dreapta sigur voi avea TTGC (poti sa exersezi pe o hartie. Intre A-uri, T-uri si-asa mai departe se afla grupari fosfat ribozil, un zahar cum zicea Caragiale, iar datorita fortelor de legatura chimica intre bazele ADN-ului, si gruparile fosfat, ADN-ul are forma de spirala dublu-helix. O animatie foarte sugestiva merita sa o vezi AICI, inainte sa mergem mai departe.

Odata ce ai vizualizat ADN-ul in toata maretia lui, urmatorul pas inafara “cutiei negre” este sa explicam ce anume formeaza o gena. Simplistic spus, o gena este un sirag pe care margelele sunt secvente de triplete codonice, care alterneaza cu grupari fosfat, asa zisele nucleotide. Unele gene sunt foarte mici, punctiforme, alte gene sunt imense, si au sute, mii de nucleotide. Ceea ce Darwin doar a intuit atunci cand s-a gandit la arborele vietii, si ceea ce stim acum, este ca in universul ADN-ului suntem toti veri. Avem gene care sunt comune nu doar cu animale, dar si cu plante! Nu-i asa ca e ciudat sa te gandesti ca omul si trestia ganditoare a lui Pascal sunt, in fapt, rude indepartate? Genele au fost mult timp considerate elemente plastice, structurale, care contin cifrul pentru fabricarea proteinelor aferente. Paradigma “o gena, o proteina” a fost indelung sustinuta dupa ce Watson si Crick au evidentiat aranjarea spatiala a catenelor de ADN. Ultereior studiul genomului uman a mers mai departe, la nivel molecular. E timpul sa punem sub lumina structura genei, fara de care nu putem avansa in intelegerea teoriei evolutiei prin selectie naturala.

O gena este, dupa cum am spus, o secventa de codoni, triplete formate din A, C, T sau G. Un sirag de margele, un rozariu foarte special. Citirea genei de catre ARN (“bibliotecarul” codului nostru genetic) se face intotdeauna in acelasi sens (5′ – 3′), prin derularea zonei respective de ADN si initierea transcrierii. Zona in care incepe transcrierea se numeste promotor; exista o sumedenie de configuratii de promotori, unele au omologie de specie (sunt tipice doar pentru om), altele sunt omoloage altor specii si unii promotori sunt extrem de vechi filogenetic, comuni sa zicem cu unele organisme eucariote. Urmeaza apoi secvente de introni si exoni. Intronii sunt un fel de semafor, sau macaz. La ei se schimba regula de transcriere, functie de lungimea/secventa intronica. Exonii sunt ceea ce in cele din urma e transcris. Si-acum vine partea cea mai interesanta, care a revolutionat genomica. Paradigma “o gena, o proteina” este inexacta. Functie de aranjamentele spatiale ale ADN-ului la momentul transcrierii, de constrangerile histonice dar si de anumite molecule-escorta, o gena poate sa codifice mai multe proteine. Mai mult, sub influenta unor factori care tin de raspuns la stress sau iritabilitate, ADN-ul are proprietati de readaptare morfologica prin, in principal, impachetare metilica. Metilul (CH3) e o grupare de carbon care functioneaza ca un lipici peste care transcrierea “aluneca” fara sa preia nimic informational.

In codul nostru genetic se afla toata informatia responsabila de diferentierea noastra de la stadiul de celula pana la stadiul de cititor de blog. Nici mai mult, nici mai putin. In fiecare secunda a vietii noastre are loc, din nou si din nou, un ciclu ancestral inceput acum 3.5 miliarde de ani (plus minus cateva secole). Si nu se afla in unic exemplar, ci in dublu exemplar. Iar asta e motivul pentru care replicarea, transmiterea informatiei de la o generatie la alta cu mare fidelitate este cauza, si efect pentru structura ADN-ului. Aici s-a inselat Mendel, aici a avut dreptate, intr-o oarecare masura, Morgan. Fiecare celula somatica “fiica” primeste 50% informatie de la catena mama, si 50% de la catena ADN “tata” (sau mama, dupa caz). Odata desfasurat, ADN-ul incepe sa se replice pe fiecare catena urmand aceeasi omologie, A-T si C-G. Dintr-un fermoar se formeaza doua fermoare. Din doua patru. Din patru saisprezece. Din saisprezece 256. Pentru ca tu sa te nasti, a fost nevoie de milioane de astfel de pasaje, pe durata a 9 luni, impreuna cu tot ceea ce inseamna simfonia translatiei, si transcriptiei, si transductiei mesajului din codul tau genetic.

O data la 100 de replicari are loc o mutatie. Apare o eroare. Cum de se prezerveaza, cum se pastreaza ADN-ul intact si nu ajungem, daca au loc replicari atat de des, sa fim diferiti de la o zi la alta? Raspunsul e tot in revolutia codonica. Daca gena din stanga e eronata, cea din dreapta poate e inca okay. Doua gene formeaza o alela. Pentru unele proteine e nevoie ca amandoua sa fie in stare perfecta de functionare. Pentru altele doar de una. Mama natura e totusi foarte flexibila cu pretentiile ei. Mai mult, s-a descoperit recent, unele gene nu au corespondenta alelica! Doi-la-zero pentru Darwin (din nou!). CNV (Copy Number Variation) e o caracterstica nou-descrisa a ADN-ului care va revolutiona genetica, pentru ca alelele-lipsa apar in actul de replicare. E posibil ca pana la 12% din genomul nostru sa aiba CNV, adica nu doar gena-pe-dreapta, gena-pe-stanga (catenelor de ADN). In celula are loc o “evolutie prin selectie naturala” la fiecare proteina transcrisa, si ce e cel mai socant e ca tot acest proces este a) mecanic, b) “orb” si c) fara scop.

Diferentierea noastra, se considera acum odata ce am acumulat tot acest corp de evidente, poate fi foarte bine pusa pe seama nu doar a revolutiei codonice, dar si a revolutiei sexuale. Evolutia nu merge nicaieri (sic!) atata vreme cat o celula somatica e mama a doua celule somatice identice cu ea, care se recombina sa formeze patru celule somatice identice cu prima. Dar arunca in ecuatie un detaliu minuscul numit meioza, si ai sa ai un rezultat cu adevarat fulminant. In meioza dansul ADN-ului se opreste, si pentru o perioada scurta de timp celula traieste ca in frageda-i pruncie, cu un singur set de cromozomi (la om 23 X/Y). Ovulele si spermiile contin seturi asa-zis haploide, nu diploide. Viata la speciile sexuate apare, si in esenta motiveaza, antreneaza, incurajeaza evolutia si diversificarea de specie prin recombinarea unei spermii, cu un ou. Nu spermie cu spermie. Posibil ou cu ou (s-a descoperit mai recent). Ca doua jumatati ale aceluiasi adevar, cele doua mici celule haploide se intalnesc, iar in petrecerea care urmeaza are de fapt loc actul Creatiei.

Comunalitatea genetica intra- si inter-specie face sa putem emite o ipoteza care ne duce inapoi catre un Adam si o Eva, dar intotdeauna post-factum (Dawkins). Adevaratii Adam si Eva n-au semanat deloc cu noi. Eva a fost o mitocondrie, o protobacterie care a invadat intr-o zi alta protobacterie si-a mers, au supravietuit amandoua si au prosperat mutual. Adam (daca a existat un Adam genetic) a fost primul copil de parte barbateasca al carui genom s-a recombinat cu altele, iar progeniile lui au supravietuit. Citind codul nostru genetic afli ca, de fapt, am mers mereu pe o muche de cutit in istoria noastra, si am supravietuit nu pentru ca ceva sau cineva ne-au protejat, ci pentru ca in lupta cu o natura ostila, indiferenta, oarba si fara de scop am gasit resurse biologice sa traversam acele meandre carora multi dintre semenii nostri le-au cazut prada. Pentru ca eu sa scriu acestea au murit, fara doar si poate, milioane de stramosi imperfecti. Leibniz spunea: traim in cea mai buna posibil dintre lumi. Iar tu esti aici pentru ca am urcat, pas cu pas, Muntele Improbabil.

Si-atunci de ce sa urasti teoria evolutiei prin selectie naturala a lui Darwin? Am sa vorbesc despre asta in partea a III-a. Avem, acum, informatia necesara sa ducem o astfel de dezbatere cum se cuvine.

G.