Στην αρχή υπήρχε απλότητα. Είναι αρκετά δύσκολο να εξηγηθεί πως ξεκίνησε ένα έστω και απλό Σύμπαν. Δέχομαι ότι είναι ακόμη δυσκολότερο να εξηγήσουμε την ξαφνική εμφάνιση μεγάλης τάξης – της ζωής, ή την ύπαρξη ενός όντος ικανού να δημιουργήσει ζωή. Η θεωρία του Δαρβίνου για την εξέλιξη διαμέσου της φυσικής επιλογής είναι ικανοποιητική επειδή μας δείχνει έναν τρόπο με τον οποίο η απλότητα μετατρέπεται σε πολυπλοκότητα: τα ατάκτως κινούμενα άτομα συνενώνονται σε ολοένα πολυπλοκότερες δομές για να δημιουργήσουν τελικά ανθρώπους. Ο Δαρβίνος έδωσε τη λογικότερη λύση απ’ όλες τις λύσεις που έχουν προταθεί ως τώρα για το βαθύ πρόβλημα της ύπαρξής μας. Θα προσπαθήσω να εξηγήσω αυτή τη μεγάλη θεωρία σε πλαίσιο γενικότερο απ’ ότι συνηθίζεται, αρχίζοντας από την εποχή που δεν είχε ξεκινήσει ακόμη η εξέλιξη.
Η ιδέα του Δαρβίνου για την «επιβίωση του ικανότερου» είναι ουσιαστικά ειδική περίπτωση ενός γενικότερου νόμου, του νόμου της επιβίωσης του σταθερού. Το σύμπαν είναι γεμάτο σταθερά πράγματα. Ενα σταθερό πράγμα είναι μια συλλογή ατόμων αρκετά μόνιμη ή αρκετά συνηθισμένη ώστε να δικαιολογεί κάποια ονομασία. Μπορεί να είναι μια συλλογή συγκεκριμένων ατόμων όπως το Ματερχόρν [ωραιότατη κορυφή των Αλπεων στα σύνορα της Ελβετίας και Ιταλίας, με χαρακτηριστικό σχήμα κέρατος ύψους 4.478 μέτρα (Σ.τ.μ.)], που εξακολουθεί να υπάρχει τόσο καιρό ώστε να αξίζει να έχει ένα όνομα. Μπορεί επίσης να είναι μια κατηγορία πραγμάτων όπως το σύνολο των σταγόνων της βροχής που δημιουργούνται με αρκετά γρήγορο ρυθμό ώστε να επιτρέπεται να τους δώσουμε ένα συλλογικό όνομα, μολονότι ο χρόνος ζωής της καθεμιάς είναι πολύ μικρός. Τα πράγματα που βλέπουμε γύρω μας και νομίζουμε ότι χρειάζονται κάποια εξήγηση (βράχοι, γαλαξίες, κύματα κ.ά.) είναι λίγο πολύ σταθερά συγκροτήματα ατόμων. Οι σαπουνόφουσκες γίνονται σφαιρικές επειδή αυτό είναι το σταθερό σχήμα των λεπτών υμενίων που περιέχουν αέριο. Σ’ ένα διαστημόπλοιο, το νερό είναι ευσταθές με τη μορφή σφαιριδίων, ενώ στη Γη, λόγω της βαρύτητας, η ευσταθής επιφάνεια για το ακίνητο νερό είναι επίπεδη και οριζόντια. Οι κρύσταλλοι του αλατιού παίρνουν τη μορφή κύβων γιατί αυτός είναι ο σταθερός τρόπος που μπορούν να συνδεθούν τα ιόντα νατρίου και χλωρίου. Στον Ηλιο, τα απλούστερα όλων, τα άτομα υδρογόνου συντήκονται και σχηματίζουν άτομα ηλίου, επειδή στις συνθήκες που επικρατούν εκεί τα άτομα ηλίου είναι τα ευσταθέστερα. Αλλα πολυπλοκότερα άτομα σχηματίζονται στο εσωτερικό των άστρων σε όλο το Σύμπαν ή σχηματίστηκαν κατά τη ΜεγάληΕκρηξη, η οποία, σύμφωνα με την επικρατέστερη θεωρία, υπήρξε η αρχή της δημιουργίας του Σύμπαντος και από αυτήν προήλθαν τα χημικά στοιχεία του κόσμου μας.
Μερικές φορές, όταν συναντούνται τα άτομα, συνδέονται μεταξύ τους με χημικούς δεσμούς και σχηματίζουν μόρια περισσότερο ή λιγότερο σταθερά. Αυτά τα μόρια μπορεί να είναι πολύ μεγάλα. Ενας κρύσταλλος διαμαντιού μπορεί να θεωρηθεί ως ένα και μόνο μόριο με παροιμιώδη ευστάθεια, αλλά και απλούστατο, αφού η εσωτερική δομή του είναι συνεχείς επαναλήψεις μιας απλής διάταξης ατόμων. Στους σύγχρονους ζωντανούς οργανισμούς υπάρχουν εξαιρετικά πολύπλοκα μεγαλομόρια που η πολυπλοκότητά τους εμφανίζεται σε διαφορετικά επίπεδα. Η αιμοσφαιρίνη που υπάρχει στο αίμα μας είναι ένα τυπικό πρωτεϊνικό μόριο αποτελούμενο από αλυσίδες αμινοξέων, δηλαδή μικρών μορίων που το καθένα τους περιλαμβάνει λίγες δεκάδες άτομα διατεταγμένα με καθορισμένο τρόπο. Σ’ ένα μόριο αιμοσφαιρίνης υπάρχουν 574 μόρια αμινοξέων. Αυτά τα μόρια είναι διατεταγμένα σε 4 συνεστραμμένες αλυσίδες και σχηματίζουν μια σφαιρική τρισδιάστατη δομή εκπληκτικής πολυπλοκότητας. Ενα μοντέλο του μορίου της αιμοσφαιρίνης μοιάζει με πυκνό αγκαθωτό θάμνο. Ομως, αντίθετα με τον πραγματικό θάμνο, δεν έχει οποιοδήποτε τυχαίο σχήμα αλλά μια καθορισμένη σταθερή δομή που επαναλαμβάνεται ακριβώς η ίδια χωρίς καμιά παρέκκλιση περίπου 6.000 εκατομμύρια εκατομμύρια φορές σ’ ένα μέσο ανθρώπινο σώμα. Το ακριβές θαμνοειδές σχήμα ενός πρωτεϊνικού μορίου, όπως η αιμοσφαιρίνη, είναι σταθερό, με την έννοια ότι δύο αλυσίδες αποτελούμενες από τις ίδιες ακολουθίες αμινοξέων είναι τοποθετημένες, σαν δύο ελατήρια, στις ίδιες ακριβώς θέσεις στο τρισδιάστατο περιελιγμένο συγκρότημα. Στο σώμα σας, οι θάμνοι της αιμοσφαιρίνης σχηματίζονται με το «καθορισμένο» σχήμα τους με ρυθμό 400.000.000 εκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο, ενώ άλλοι καταστρέφονται με τον ίδιο ρυθμό.
Η αιμοσφαιρίνη είναι ένα σύγχρονο μόριο που το χρησιμοποιήσαμε ως παράδειγμα για να δείξουμε τη βασική αρχή ότι τα άτομα έχουν τη τάση να αποκτούν σταθερές διατάξεις. Αυτό που μας ενδιαφέρει εδώ είναι ότι πριν από την εμφάνιση της ζωής στη Γη, ήταν δυνατό να συμβεί κάποια στοιχειώδης μοριακή εξέλιξη με κανονικές φυσικές και χημικές διαδικασίες. Δεν χρειάζεται να φανταστούμε καμιά κατευθυντήρια γραμμή ή σκοπιμότητα. Αν, παρουσία ενέργειας, μια ομάδα ατόμων αποκτήσει σταθερή διάταξη, θα έχει την τάση να τη διατηρήσει. Η αρχική μορφή φυσικής επιλογής ήταν, απλούστατα, η διατήρηση των σταθερών μορφών και η εξαφάνιση των ασταθών. Σ’ αυτό δεν υπάρχει τίποτε το μυστηριώδες. Επρεπε να συμβεί εκ των πραγμάτων.
Φυσικά, δεν συνεπάγεται ότι χρησιμοποιώντας ακριβώς τις ίδιες αρχές από μόνες τους μπορούμε να εξηγήσουμε την ύπαρξη πολύπλοκων πραγμάτων, όπως ο άνθρωπος. Δεν αρκεί να πάρουμε τον σωστό αριθμό χημικών ατόμων, να τα ανακατέψουμε, μαζί με κάποια εξωτερική ενέργεια, ώσπου να πάρουν την κατάλληλη διάταξη, και να περιμένουμε να εμφανιστεί ο Αδάμ ! Μ’ αυτόν τον τρόπο μπορεί να προκύψει ένα μόριο αποτελούμενο από μερικές δεκάδες άτομα αλλά ο άνθρωπος αποτελείται από χιλιάδες εκατομμύρια εκατομμύρια εκατομμύρια άτομα. Αν επιχειρούσαμε να φτιάξουμε έναν άνθρωπο θα χρειαζόταν να ανακατεύουμε τον βιοχημικό αναδευτήρα μας για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα που η ηλικία του Σύμπαντος θα φαινόταν μπροστά του σαν αστραπή.
Αλλά και πάλι δεν θα τα καταφέρναμε. Σ’ αυτό ακριβώς το σημείο έρχεται να βοηθήσει η θεωρία του Δαρβίνου στη γενικότερη μορφή της. Η θεωρία εφαρμόζεται εκεί όπου σταματά η ιστορία της αργής σύνθεσης μορίων.
Η εξήγηση της καταγωγής της ζωής που θα δώσω, είναι κατ’ ανάγκη θεωρητική. Σίγουρα δεν υπήρχε κανείς εκεί για να δει τι συνέβη. Υπάρχουν και άλλες θεωρίες, όλες όμως έχουν μερικά κοινά χαρακτηριστικά. Η απλουστευμένη εξήγηση που θα δώσω ίσως να μην απέχει πολύ από την αλήθεια.
Δεν ξέρουμε τις χημικές πρώτες ύλες που βρίσκονταν άφθονες στη Γη πριν από την εμφάνιση της ζωής. Πιθανότατα υπήρξε νερό, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και αμμωνία : όλες είναι απλές χημικές ενώσεις που υπάρχουν και σε μερικούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος. Οι χημικοί προσπάθησαν να απομιμηθούν τις χημικές συνθήκες που επικρατούσαν στη νεαρή Γη. Τοποθέτησαν αυτές τις απλές ουσίες σε μια φιάλη και την τροφοδότησαν με υπεριώδη ακτινοβολία ή με ηλεκτρικούς σπινθήρες – τεχνητή απομίμηση των αρχέγονων αστραπών. Υστερα από μερικές εβδομάδες, μέσα στη φιάλη παρατηρείται συνήθως κάτι το ενδιαφέρον : ένα σκουρόχρωμο υγρό που περιέχει πολλά μόρια πολυπλοκότερα από τα αρχικά. Ειδικότερα, βρέθηκαν αμινοξέα – οι δομικοί λίθοι των πρωτεϊνών – , που συνιστούν μία από τις δύο μεγάλες κατηγορίες βιολογικών μορίων. Πριν από αυτά τα πειράματα, η απλή ύπαρξη αμινοξέων αποτελούσε τεκμήριο παρουσίας ζωής. Αν είχαν ανιχνευτεί, λόγου χάρη, μόρια αμινοξέων στον Αρη, θα ήταν σχεδόν βέβαιο ότι υπάρχει ζωή εκεί. Τώρα όμως, η ύπαρξή τους σημαίνει απλώς την παρουσία ορισμένων απλών αερίων στην ατμόσφαιρα, μερικών ηφαιστείων, ηλιακού φωτός ή καταιγίδων. Πρόσφατα, με εργαστηριακές απομιμήσεις των χημικών συνθηκών που επικρατούσαν στη Γη πριν από την εμφάνιση της ζωής, προέκυψαν οργανικές ουσίες που ονομάζονται πουρίνες και πυριμιδίνες που είναι οι δομικοί λίθοι του ίδιου του γενετικού μορίου DNA [δεσοξυριβοζονουκλεϊνικό οξύ].
Με ανάλογες διαδικασίες δημιουργήθηκε η «αρχέγονη σούπα» η οποία, όπως πιστεύουν οι βιολόγοι και οι χημικοί, συνιστούσε τις θάλασσες πριν από 3 ή 4.000.000.000 χρόνια. Οι οργανικές ουσίες συμπυκνώθηκαν τοπικά, πιθανώς σε ξηραινόμενες λιμνούλες ή αποθέτονταν στις ακτές σε μικρές αιωρούμενες σταγόνες. Με την περαιτέρω επίδραση ενέργειας, λόγου χάρη__της υπεριώδους ακτινοβολίας του Ηλιου, ενώνονταν σε μεγαλύτερα μόρια.
Σήμερα δεν θα ήταν δυνατό να διατηρηθούν για αρκετό χρόνο μεγάλα οργανικά μόρια : βακτήρια και άλλα ζωντανά πλάσματα γρήγορα θα τα απορροφούσαν και κατόπιν θα τα διασπούσαν. Αλλά τα βακτήρια και όλοι εμείς οι άλλοι είμαστε νεοφερμένοι, ενώ εκείνες τις μέρες τα οργανικά μεγαλομόρια μπορούσαν να κινούνται ανεμπόδιστα μέσα στη σκούπα, που γινόταν όλο και πυκνότερη. Κάποτε, εντελώς τυχαία σχηματίστηκε ένα ιδιαίτερα σημαντικό μόριο. Θα το ονομάσουμε αυτοαντιγραφέα [μερικές φορές θα αναφέρεται ως αντιγραφέας ή αντιγραφικό μόριο]. Μπορεί να μην ήταν απαραιτήτως το μεγαλύτερο ή το πολυπλοκότερο μόριο, είχε όμως την εκπληκτική ιδιότητα να κατασκευάζει αντίγραφα του εαυτού του. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί εντελώς απίθανο συμβάν. Και ήταν. Ηταν εξαιρετικά απίθανο. Στη ζωή ενός ανθρώπου πράγματα τόσο απίθανα μπορεί να χαρακτηριστούν πρακτικώς αδύνατα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν θα κερδίσετε μεγάλα ποσά στο ΠΡΟ-ΠΟ. Ομως, οι άνθρωποι, στις κρίσεις τους για το τι είναι δυνατό και τι αδύνατο, δεν συνηθίζουν να παίρνουν υπόψη τους χρονικά διαστήματα εκατοντάδων εκατομμυρίων χρόνων. Αν συμπληρώνατε δελτία ΠΡΟ-ΠΟ κάθε εβδομάδα για 100.000..000 χρόνια, θα ήταν πολύ πιθανό να πιάσετε τη καλή πολλές φορές.
Στην πραγματικότητα, δεν είναι τόσο δύσκολο (όσο φαίνεται εκ πρώτης όψεως) να φανταστεί κανείς ένα μόριο που να κατασκευάζει αντίγραφα του εαυτού του. Αρκεί να παρουσιαζόταν μια φορά μόνο. Φανταστείτε τον αυτοαντιγραφέα σαν καλούπι ή οδηγό. Φανταστείτε τον σαν ένα μεγάλο μόριο αποτελούμενο από μια πολύπλοκη αλυσίδα μικρών μορίων διαφορετικών ειδών, τα οποία είναι οι δομικοί λίθοι του. Οι δομικοί λίθοι βρίσκονται σε αφθονία μέσα στη σούπα που περιβάλλει τον αυτοαντιγραφέα. Υποθέστε τώρα ότι κάθε δομικός λίθος του μεγαλομορίου έχει κάποια συγγένεια με έναν όμοιό του. Τότε, όταν κάποιος δομικός λίθος της «σούπας» πλησιάσει στο τμήμα του φωτοαντιγραφέα με το οποίο έχει τη συγγένεια, θα τείνει να προσκολληθεί εκεί. Οι δομικοί λίθοι που κολλούν μ’ αυτόν τον τρόπο θα αποτελέσουν αυτόματα μια διάταξη μορίων πανομοιότυπη με τον ίδιο τον αυτοαντιγραφέα. Δεν είναι δύσκολο λοιπόν να φανταστούμε ότι αυτά τα μικρά μόρια ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν μια σταθερή αλυσίδα, όπως ακριβώς σχηματίστηκε η αλυσίδα του αρχικού αυτοαντιγραφέα. Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να συνεχιστεί με συνεχές στοίβαγμα στρώματος πάνω σε στρώμα. Αυτός είναι ο μηχανισμός σχηματισμού των κρυστάλλων. Θα μπορούσε, όμως, οι δύο αλυσίδες να διαχωριστούν, οπότε θα είχαμε δύο ξεχωριστούς αυτοαντιγραφείς. Ο καθένας τους θα μπορούσε να συνεχίσει να φτιάχνει νέα αντίγραφα.
Ενα πολυπλοκότερο ενδεχόμενο είναι κάθε δομικός λίθος να συγγενεύει όχι με έναν όμοιό του αλλά με κάποιον άλλον διαφορετικού τύπου. Τότε ο αυτοαντιγραφέας θα λειτουργούσε ως οδηγός για την παραγωγή όχι εντελώς όμοιου αντιγράφου, αλλά κάποιου είδους «αρνητικού» του, το οποίο με τη σειρά του θα οδηγούσε στην παραγωγή ακριβούς αντιγράφου του αρχικού «θετικού».
Δεν μας ενδιαφέρει εδώ αν η αρχική διαδικασία αντιγραφής ήταν «θετικό-αρνητικό» ή «θετικό- θετικό», μολονότι αξίζει να σημειωθεί ότι τα σύγχρονα μόρια που αντιστοιχούν στον αρχικό αυτοαντιγραφέα, δηλαδή τα μόρια DNA, κάνουν την αντιγραφή «θετικό-αρνητικό». Αυτό που μας ενδιαφέρει είναι ότι εντελώς ξαφνικά παρουσιάστηκε στον κόσμο ένα καινούργιο είδος «σταθερότητας». Είναι πιθανό, στην αρχή μέσα στην σούπα να μην υπήρχε σε αφθονία κανένα συγκεκριμένου τύπου πολύπλοκο μόριο, επειδή το κάθε μόριο σχηματιζόταν από δομικούς λίθους που κατά τύχη αποκτούσαν συγκεκριμένη σταθερή διαμόρφωση. Μόλις όμως σχηματίστηκε ο αυτοαντιγραφέας, πολυάριθμα αντίγραφά του εξαπλώθηκαν ταχύτατα στις θάλασσες, ώσπου τα μικρά μόρια που χρησίμευαν ως δομικοί λίθοι λιγόστεψαν ενώ άλλα μεγαλύτερα μόρια σχηματίζονταν όλο και σπανιότερα.
Κι έτσι φαίνεται πως φτάνουμε σ’ έναν μεγάλο πληθυσμό εντελώς όμοιων αντιγράφων. Τώρα όμως πρέπει να μιλήσουμε για μια σημαντική ιδιότητα κάθε αντιγραφικής διαδικασίας : ότι δηλαδή δεν είναι απολύτως πιστή, ότι μπορεί να γίνονται λάθη. Ελπίζω να μην υπάρχουν σ’ αυτό το βιβλίο τυπογραφικά λάθη, αν όμως κοιτάξετε προσεχτικά είναι πιθανό να βρείτε μερικά__Πιθανώς να μην αλλοιώνουν σημαντικά το νόημα του κειμένου επειδή είναι λάθη «πρώτης γενεάς». Σκεφθείτε όμως την εποχή πριν από την τυπογραφία όταν τα βιβλία, όπως τα Ευαγγέλια, αντιγράφονταν με το χέρι. Ολοι οι αντιγραφείς, όσο προσεχτικοί κι αν είναι, ασφαλώς κάνουν λίγα λάθη, μερικοί μάλιστα δεν αποφεύγουν τον πειρασμό να κάνουν κάποιες μικρές «διορθώσεις». Αν όλοι αντέγραφαν από το ίδιο πρωτότυπο κείμενο, δεν θα διαστρεφόταν το νόημα σε σημαντικό βαθμό. Αν όμως τα αντίγραφα γίνονταν από άλλα αντίγραφα, που κι αυτά έγιναν από άλλα, τα λάθη θα άρχιζαν να συσσωρεύονται και να γίνονται σοβαρά. Συνηθίζουμε να θεωρούμε τα λανθασμένα αντίγραφα σαν κάτι κακό και στην περίπτωση των εγγράφων είναι δύσκολο να βρούμε παραδείγματα που τα λάθη να συνιστούν βελτιώσεις. Υποθέτω ότι οι εβδομήκοντα λόγιοι που μετέφρασαν την Παλαιά Διαθήκη εγκαινίαζαν κάτι πολύ σπουδαίο όταν μετάφραζαν λανθασμένα την εβραϊκή λέξη «νέα γυναίκα» με την ελληνική λέξη «παρθένος» ερμηνεύοντας την προφητεία : «ιδού η παρθένος εν γαστρί έξει και τέξεται υιόν…». Χωρίς αμφιβολία, όπως θα δούμε παρακάτω, μια λανθασμένη αντιγραφή βιολογικών μορίων μπορεί πραγματικά να προκαλέσει βελτιώσεις, και μερικά λάθη που έγιναν αποτέλεσαν σημαντικό παράγοντα για την προοδευτική εξέλιξη της ζωής. Δεν ξέρουμε επακριβώς τον τρόπο με τον οποίο τα αρχικά αντιγραφικά μόρια κατασκεύαζαν τα αντίγραφά τους. Οι σύγχρονοι απόγονοί τους, τα μόρια DNA, κατασκευάζουν αντίγραφά τους με εκπληκτική ακρίβεια, η οποία συγκρίνεται με την υψηλή πιστότητα των καλύτερων αντιγραφικών μηχανημάτων που έχει κατασκευάσει ο άνθρωπος. Και αυτά όμως καμμιά φορά κάνουν λάθη και σε τελευταία ανάλυση τα λάθη καθιστούν δυνατή την εξέλιξη. Ισως τα αρχικά αντιγραφικά μόρια να έκαναν πολύ περισσότερα λάθη, αλλά δεν υπάρχει αμφιβολία πως λάθη γίνονταν, και μάλιστα ήταν αθροιστικά.
Καθώς πλήθαιναν οι λαθεμένες αντιγραφές, η αρχέγονη σούπα γέμιζε αντίγραφα που δεν ήταν όλα όμοια αλλά ποικιλίες αντιγράφων μορίων, που όλες τους ήταν «απόγονοι» του ίδιου προγόνου. Μερικές ποικιλίες ήταν πολυπληθέστερες από άλλες ; Αυτό είναι σχεδόν σίγουρο : Μερικές ποικιλίες ήταν δομικά σταθερότερες από τις υπόλοιπες . Ορισμένα μόρια, από τη στιγμή του σχηματισμού τους, θα είχαν λιγότερες πιθανότητες να διασπαστούν σε σύγκριση με κάποια άλλα. Αυτοί οι τύποι μορίων θα γίνονταν σχετικά πολυπληθέστεροι στη σούπα όχι μόνον εξαιτίας της μακροβιότητάς τους αλλά και επειδή θα είχαν στη διάθεσή τους περισσότερο χρόνο για να αυτοαναπαράγονται. Συνεπώς, τα μεγάλης μακροβιότητας αντιγραφικά μόρια έτειναν να γίνουν πολυπληθέστερα, και με τις ίδιες άλλες συνθήκες θα έπαιρναν μια «εξελικτική πορεία» για ακόμη μεγαλύτερη βιωσιμότητα στον πληθυσμό των μορίων.
Οι άλλες συνθήκες όμως πιθανώς να μην ήταν οι ίδιες. Μια άλλη ιδιότητα κάποιας ποικιλίας αναπαραγόμενων μορίων που θα ήταν σημαντικότατη για την εξάπλωσή της στον πληθυσμό ήταν η ταχύτητα αναπαραγωγής, δηλαδή η «γονιμότητά» της. Αν αντιγραφικά μόρια του τύπου Α κάνουν ένα αντίγραφο του εαυτού τους την εβδομάδα, ενώ του τύπου Β ένα την ώρα, είναι εύκολο να καταλάβουμε ότι πολύ σύντομα τα μόρια του τύπου Α θα λιγοστέψουν μολονότι θα «ζουν» περισσότερο από τα μόρια του τύπου Β. Ετσι θα προέκυπτε μια «εξελικτική πορεία» προς την κατεύθυνση των περισσότερο «γόνιμων» μορίων στη σούπα. Μια τρίτη χαρακτηριστική ιδιότητα των αυτοαναπαραγόμενων μορίων που θα είχε θετικές επιλεκτικές συνέπειες είναι η πιστότητα της αντιγραφής. Αν μόρια του τύπου Χ και του τύπου Ψ έχουν την ίδια διάρκεια ζωής και αναπαράγονται με την ίδια ταχύτητα, αλλά το Χ κάνει κατά μέσο όρο ένα λάθος σε κάθε δέκα αντιγραφές ενώ το Ψ μόνο σε κάθε εκατό, προφανώς θα κυριαρχήσει το Ψ. Ετσι, στον πληθυσμό ο τύπος Χ χάνει όχι μόνο τα «λανθασμένα παιδιά» αλλά και όλους τους απογόνους τους, πραγματικούς ή δυνητικούς. Τώρα που ξέρετε μερικά πράγματα για την εξέλιξη ίσως να βρείτε κάπως παράδοξο αυτό το τελευταίο σημείο. Αραγε μπορούμε να συμβιβάσουμε την ιδέα ότι τα σφάλματα κατά την αντιγραφή είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την εξέλιξη με την άποψη ότι η φυσική επιλογή ευνοεί την υψηλή πιστότητα των αντιγράφων ; Η απάντηση είναι ότι παρ’ όλο που η εξέλιξη θεωρείται αόριστα ως «κάτι καλό», ειδικότερα επειδή είμαστε προϊόν της, στην πραγματικότητα τίποτε δεν «θέλει» να εξελιχθεί. Η εξέλιξη αποτελεί γεγονός είτε το θέλουμε είτε όχι παρ’ όλες τις προσπάθειες των αντιγραφικών μορίων (των σημερινών γονιδίων) να την εμποδίσουν.
Ο Jacques Monod, στη διάλεξη που έδωσε προς τιμήν του Herbert Spencer [Αγγλος θετικιστής φιλόσοφος υπέρμαχος της εξελικτικής θεωρίας (1820-1903) (Σ.τ.μ.)], αποσαφήνισε θαυμάσια αυτό το σημείο με την πικρή παρατήρηση «Αλλη μια περίεργη άποψη της θεωρίας της εξέλιξης είναι ότι όλοι νομίζουν πως την έχουν κατανοήσει !».
Ας επιστρέψουμε όμως στην αρχέγονη σούπα, όπου πρέπει να υπήρχαν σταθερές ποικιλίες μορίων. Σταθερές είτε με την έννοια ότι τα μόρια παρέμεναν για πολύ αμετάβλητα ή αντιγράφονταν γρήγορα ή αντιγράφονταν με ακρίβεια. Οι εξελικτικές τάσεις προς αυτά τα τρία είδη σταθερότητας πραγματοποιούνταν με την ακόλουθη έννοια : αν κάνετε δειγματοληψία της σούπας σε δύο διαφορετικές εποχές, το τελευταίο δείγμα θα περιείχε σε μεγαλύτερη αναλογία ποικιλίες με υψηλή διάρκεια / γονιμότητα / πιστότητα αντιγραφής. Αυτό ακριβώς εννοεί ο βιολόγος όταν μιλά για εξέλιξη ζωντανών πλασμάτων, και η διαδικασία είναι η ίδια : η φυσική επιλογή.
Θα μπορούσαμε να αποκαλέσουμε «ζωντανά» τα πρώτα αντιγραφικά μόρια ; Ποιός σκοτίζεται γι’ αυτό ; Θα μπορούσα να σας πω ότι «ο Δαρβίνος ήταν ο μεγαλύτερος από τους ανθρώπους που έζησαν ποτέ» κι εσείς να αντιτείνετε «Οχι, ήταν ο Νεύτων». Ελπίζω όμως ότι δεν θα συνεχίζαμε τη συζήτηση. Το θέμα είναι ότι απ’ αυτή τη συζήτηση δεν θα προέκυπτε κανένα ουσιαστικό συμπέρασμα. Τα επιτεύγματα και η ζωή του Νεύτωνα και του Δαρβίνου παραμένουν καθ’ ολοκληρίαν αναλλοίωτα συμβάντα είτε τους χαρακτηρίσουμε μεγάλους άνδρες είτε όχι. Με τον ίδιο τρόπο, η ιστορία των αντιγραφικών μορίων πιθανώς να εξελίχθηκε όπως την περιγράφω, αδιάφορο αν προτιμήσουμε να τα ονομάζουμε «ζωντανά». Οι δυσκολίες μας δημιουργούνται επειδή πολλοί δεν μπορούν να καταλάβουν ότι οι λέξεις είναι μόνο εργαλεία δουλειάς και ότι η απλή αναγραφή στα λεξικά της λέξης «ζωή» δεν σημαίνει κατ’ ανάγκην κάτι εντελώς καθορισμένο στον πραγματικό κόσμο. Είτε πούμε ότι τα πρώτα αντιγραφικά μόρια ήταν «ζωντανά» είτε όχι, παραμένει το γεγονός ότι υπήρξαν οι πρόδρομοι της ζωής, οι θεμελιωτές πατέρες όλων μας.
Το επόμενο σημαντικό στοιχείο σ’ αυτή τη συζήτηση, που τόνισε και ο ίδιος ο Δαρβίνος (μολονότι μιλούσε για ζώα και φυτά και όχι για μόρια), είναι ο ανταγωνισμός. Η αρχέγονη σούπα δεν είχε την δυνατότητα να συντηρήσει απεριόριστο αριθμό αντιγραφικών μορίων. Αυτό οφείλεται κυρίως στο πεπερασμένο μέγεθος της Γης. Αλλά και άλλοι περιοριστικοί παράγοντες πρέπει να έπαιξαν περιοριστικό ρόλο. Στην εικόνα που δώσαμε για τον αυτοαντιγραφέα, ότι δηλαδή λειτουργεί ως καλούπι ή οδηγός, υποθέσαμε ότι κολυμπούσε μέσα σε μια σούπα πλούσια σε μικρούς δομικούς λίθους, μικρά μόρια απαραίτητα για την κατασκευή αντιγράφων. Οταν όμως τα αντιγραφικά μόρια πλήθυναν, τα δομικά μόρια πρέπει να λιγόστεψαν ως το σημείο να γίνουν σπάνια και πολύτιμα. Για την απόκτησή τους πρέπει να ανταγωνίζονταν οι διάφορες ποικιλίες αντιγραφικών μορίων. Εχουμε εξετάσει τους παράγοντες που θα μεγάλωναν τον αριθμό των ευνοημένων ειδών αντιγραφικών μορίων. Τώρα μπορούμε να δούμε ότι λιγότερο ευνοημένες ποικιλίες πρέπει να μειώνονταν αριθμητικά εξαιτίας του ανταγωνισμού, και τελικά πολλές απ’ αυτές πρέπει να χάθηκαν. Ανάμεσα στις ποικιλίες των αντιγραφικών μορίων υπήρξε ένας «αγώνας υπάρξεως». Δεν «ήξεραν» ότι αγωνίζονται ούτε ανησυχούσαν γι’ αυτό. Ο αγώνας γινόταν χωρίς αίσθημα κακίας. Στην πραγματικότητα γινόταν ασυναίσθητα. Ομως αγωνίζονταν, με την έννοια ότι κάποιο τροποποιημένο αντίγραφο θα αποκτούσε ένα καινούργιο υψηλότερο επίπεδο σταθερότητας ή θα ανακάλυπτε ένα καινούργιο τρόπο μείωσης της σταθερότητας των αντιπάλων του, και συνεπώς θα παρέμενε και θα πολλαπλασιαζόταν. Η διαδικασία της βελτίωσης ήταν αθροιστική. Οι τρόποι να μειωθεί η σταθερότητα των αντιπάλων έγιναν πιο περίτεχνοι και πιο αποτελεσματικοί. Μερικές ποικιλίες αντιγραφικών μορίων μπορεί να «ανακάλυψαν» τρόπους να διασπούν χημικά τα μόρια αντίπαλων ποικιλιών και να χρησιμοποιούν τις απελευθερούμενες δομικές μονάδες για να κατασκευάζουν τα δικά τους αντίγραφα. Αυτά τα «πρωτοσαρκοφάγα» όχι μόνο έβρισκαν τροφή αλλά και μείωναν τους ανταγωνιστές τους. Αλλοι αυτοαντιγραφείς ανακάλυψαν ίσως τρόπους αυτοπροστασίας, είτε χημικούς είτε κατασκευάζοντας γύρω τους ένα φυσικό περίβλημα πρωτείνης. Πιθανόν, μ’ αυτόν τον τρόπο εμφανίστηκαν τα πρώτα ζωντανά κύτταρα. Οι αυτοαντιγραφείς άρχισαν όχι μόνο να υπάρχουν αλλά και να κατασκευάζουν περιβλήματα για τους εαυτούς τους, τρόπον τινά οχήματα για να συνεχίσουν μέσα σ’ αυτά την ύπαρξή τους. Οι αυτοαντιγραφείς που επιζούσαν ήταν όσοι κατασκεύασαν μηχανές επιβίωσης για να ζουν μέσα τους. Οι πρώτες μηχανές επιβίωσης δεν ήταν τίποτε άλλο από ένα προστατευτικό περίβλημα. Ομως ο «αγώνας υπάρξεως» γινόταν όλο και δυσκολότερος, επειδή εμφανίζονταν συνεχώς καινούργιοι αντίπαλοι με καλύτερες και αποτελεσματικότερες μηχανές επιβίωσης. Οι μηχανές επιβίωσης γίνονταν μεγαλύτερες και πιο περίτεχνες, και η διαδικασία ήταν αθροιστική και προοδευτική.
Αραγε θα σταματούσε ποτέ η συνεχής βελτίωση της τεχνικής και των τεχνασμάτων που χρησιμοποιούσαν οι αυτοαντιγραφείς για να διασφαλίσουν τη συνέχειά τους στον κόσμο ; Υπήρχε άφθονος χρόνος για βελτιώσεις. Ποιες παράξενες μηχανές αυτοσυντήρησης θα έφερναν οι επόμενες χιλιετίες ; Ποια θα ήταν η τύχη των αρχέγονων αυτοαντιγραφέων ύστερα από 4.000.000.000 χρόνια ; Εξακολουθούν να υπάρχουν γιατί από παλιά απέκτησαν μεγάλη επιτηδειότητα στις τέχνες της επιβίωσης. Μην ψάξετε όμως να τους βρείτε να κολυμπούν άνετα στις θάλασσες γιατί εδώ και πολύ καιρό έχασαν την ελευθερία κίνησής τους. Τώρα κινούνται σε πυκνές αποικίες, σίγουροι μέσα σε γιγαντιαία αργοκίνητα αυτόματα μηχανήματα αποκομμένα από τον έξω κόσμο, με τον οποίο επικοινωνούν μόνο έμμεσα σε ελικοειδείς δρόμους, και στον οποίο επενεργούν εξ αποστάσεως. Βρίσκονται μέσα μας και μέσα μου. Μας δημιούργησαν, μας έδωσαν σώμα και νου. Η διατήρησή τους είναι ο έσχατος λόγος της ύπαρξής μας. Αυτοί οι αυτοαντιγραφείς έκαναν μακριά πορεία. Τώρα συνεχίζουν το δρόμο τους με το όνομα γονίδια, κι εμείς είμαστε οι μηχανές της επιβίωσής τους.
~ Απόσπασμα από το βιβλίο του Richard Dawkins – Το εγωιστικό γονίδιο
by Αντικλείδι , https://antikleidi.com
Συναφές:
Ο Δαρβίνος, η Κληρονομιά και οι Παρεξηγήσεις
Δε γερνάνε όλα τα είδη στη Γη όπως οι άνθρωποι
[…] Τα αντιγραφικά μόρια – Richard Dawkins […]
[…] Τα αντιγραφικά μόρια – Richard Dawkins […]