Hajrá élet! Az evolúció tíz legnagyobb találmánya

Tíz lépést választott ki, melyek a tudatos gondolkodó ember kialakulásához vezettek. A sok jó népszerűsítő könyv közül számomra azzal emelkedik ki, hogy az élet történetébe az élet kutatásának történetét is belefonja. Mindegyik lépésnél bemutatja annak megválaszolásában honnan indultunk és hova jutottunk. Az elméleteket jól ismeri, hiszen maga is sikeres biokémikus.

Öreg biológus motoros vagyok és követem a kérdésekhez kapcsolódó eredményeket, de ennek ellenére a könyv számos apró megvilágosodással szolgált. A könyvet természetesen a darwini szelekciós elmélet hatja át mélyen, hiszen csak lépésenként és fokozatosan lehet elképzelni az összetett élet kialakulását. Majdnem azt mondanám kötelező olvasmány annak, aki biológiával akar foglalkozni.

Az élet eredeténél bemutatja ugye a Miller-Urey kísérletet, mely a sokáig szolgáló „ősleves” modell kialakulásaként szolgált. De rögtön rámutat az itt felbukkanó hiányosságokra és lukakra, amelyek a „pre-biotikus pizza” modellhez vezettek. Azaz, hogy a biokémiai folyamatok kialakulásában nagyon fontos volt a különböző ásványok felületének katalitikus hatás, így az életnek valamilyen felülethez tapadva kellet kialakulnia. De itt is felmerültek megoldatlan kérdések. Mint például: honnan származik a kémia folyamatokat hajtó energia? Nagyon jól ismeri az egymással vetélkedő elméleteket és bátran bemutatja a legőrültebbeket is. Így jutunk el oda, hogy az élet jelenlegi adataink és ötleteink szerint, az óceáni hátságokat szegélyező lúgos hőforrások által felépített „kémények” falában, az áramló ásványdús víz által kialakított zegzugos, sejtméretű mikrolabirintusokban alakult ki.

Neve még nincs, hívhatnánk „prebiotikus-szivacsnak”. A fejezet végére az embernek az az érzése, hogy no jó ezt is kipipálhatjuk (persze nem).

Az élet kialakulását a DNS, a fotoszintézis, az összetett Eukarióta sejt, a szex, a mozgás, a látás, a melegvérűség, a tudatosság és a halál általa fontosnak tartott stációi követik. Mindenhol inspiráló gondolatokkal, pontosan és szépen. A mozgás / látás két lépése helyett én lehet inkább az idegsejt-idegrendszer kialakulását tettem volna meg fontos lépésnek, hiszen mindkettőnek alapfeltétele. Igaz mindhárom szorosan együtt, a kambriumi robbanásban következett be, amikor néhány tíz millió éven belül az életformák hihetetlen gazdagsága jelent meg. A robbanás hajtóereje a megnövekedett oxigénszint által lehetővé tett többsejtűség, és ezáltal nagyobb és összetettebb testek kialakulása volt. Mint az idegrendszer kialakulásánál én is írtam (***) az idegrendszer, a mozgás és a látás kialakulása összefüggött a ragadozó életmód (megeszünk másokat) kialakulásával, ami ezek után a páncélok, fogak, uszonyok és lábak kialakulásához vezetett. És ne feledjük, ha nem nekünk kell lassan előállítani az energiát és testünk építőanyagait lassan létrehozni, hanem energiadús csomagokat kapunk be (legelünk, vadászunk) akkor egy nagyságrenddel több energiát tudunk begyűjteni, gyorsabbak, erősebbek, nagyobbak leszünk. Mindenesetre, a három találmány együtt futott, egymást feltételezve és segítve. Hiszen egy jó szemnek egy jó agy kell, ami egy hatékony testet mozgat. Lane valószínűleg azért hagyta itt ki az idegrendszert, mert annak rakétáit a tudatosság kialakulásának fejezetében kívánta ellőni. Bár ugye fontos hangsúlyozni (lásd), hogy egy agy nem feltétlenül tudatos még.

A könyv több mint tíz éve íródott, ezért az eukarióta (valódi sejtmagvas) sejtek kialakulásáról szóló rész egy kicsit elavult. Az a kép, hogy az akkori bakteriális élővilág két ága egyesült a modern sejt kialakulásához helyes, de tovább finomodott. A sokat emlegetett Lex Fridman podcastban Nick Lane elmeséli mit tudtunk meg azóta a modern sejt sejtmagját, kromoszómáit, sejtvázát és sejtosztódását adó archea ősökről, akik szimbiótaként befogadták a nekik egy nagyságrenddel több energiát adó, mitokondriumokká váló alfa proteo-baktériumokat.

Ezt persze nem úgy kell elképzelni, hogy: „Hejj, kis fickó, gyere telepedj belém és szolgálj!” Hanem egy hosszú összecsiszolódás eredményeként. Kellett hozzá elsőként, hogy a befogadó archea sejt képes legyen magába zárni, vagy körülvenni más baktériumokat. Az archeák ezen ágát azóta meg is találták (Asgard archeák), olyan baktériumok, amelyek a többiektől eltérően nem gömbök, pálcikák, hanem lebenyes labirintusszerű megnagyobbodott felszínnel rendelkeznek. Ez egy fontos első lépés volt, hajtóereje pedig az, hogy nagyobb, mozgékony felszínnel jobban lehet tápanyagokat felvenni, megszerezni.
Hogy az együttélés hogyan kezdődött azt nem tudjuk. Nincs éles vonal a kommenzalizmus, a parazitizmus és a szimbiózis és a között. Azaz, hogy csak együtt falatoztak ugyanabból a táplálékból annak más részeit hasznosítva, az egyik a másikon élősködött (az archea bekebelezte a proteobaktériumot, vagy a proteobaktérium nyomult bele az archeába) vagy egymásmellé sodródtak és az egyikük mellékterméke a másiknak tápanyagnak volt. Mivel az összes eukarióta egyetlen közös ősre vezethető vissza valószínűleg ez egyetlen robbanásszerű alkalom volt. De a hozzá vezető úton valószínűleg több ezer-millió-milliárd kísérlet lehetett, ahol ezek az ősök egymás mellett éltek, de még nem tudták kifundálni, hogy most barátok vagy ellenségek. A könyvet olvasva láthatjuk magunk előtt a tengerfenéken a csomókat amelyekben az archea bugyraiban proteobaktériumok ücsörögnek. De hogy ki lesz a nyerő kombináció még nem tudni. Amikor sikerült dűlőre jutniuk és kialakult az első hatékony szimbiózis, akkor az a telep (vagy egyed) hatalmas előnyre tett szert, mivel a proteobaktérium erőművét az archea kifinomult genetikai szabályozásával, kromoszómáival és sejtvázával ötvözve egy irgalmatlanul hatékony rendszert alkotott, mely geológiai léptékben pillanatok alatt legyőzte versenytársait.

A könyv nagyon szépen szövi azt is, hogy a különböző rendszerek fejlődése hogyan ad lehetőséget újabb összefonódásokra és fejlődésekre. A biológiában ugyanis minden mindennel összefügg, hiszen ezekkel a lehetőségekkel kísérletezik az evolúció.
Több poént nem is lőnék le.

Olvassátok élvezettel és táguljon a fejetek! És ha nem tágult ezek után eleget a következő olvasmányotok legyen magyar szerző, Szathmáry Eörs (és John Maynard Smith) tollából az  1995ös Földi Élet regénye, mely ugyanebben a sorozatban jelent meg!

Szerző: Gulyás Attila