Magazin, iulie-decembrie 2016 (Anul 59, nr. 27-52)

2016-10-20 / nr. 42

SĂPTĂMÂNAL CULTURAL - ȘTIINȚIFIC INDEPENDENT ЯЁЯЧЁШв/ШЯв^^Ш ШКШЯЁШШШ Michelangelo *Singurul moment în care ar trebui să te uiți înapoi este ca să vezi cât de departe ai ajuns!» 1 _ JiiMi— _ 5 948427 000126 AUTOMATE La întrebarea cum a apărut viața pe Pământ există din partea cercetătorilor mai multe teorii. O parte au fost prezentate în revista noastră, azi ne oprim la cea mai nouă dintre ele, cea prezentată de Nick Lane în cartea The Vital Question (întrebarea vitală) apărută anul trecut N­ick Lane lucrează în Departamentul de Genetică, Evoluție și Mediu al Universi­tății London Colle­ge, unde conduce un program de cercetare a originilor vieții. A pu­blicat peste 70 de studii științifice și a scris patru cărți de biochimie evolutivă, bine primite de critică și traduse în 20 de limbi. The Vital Question a apărut în aprilie 2015, nu a fost tradusă în România, în schimb este una din cărțile care l-au impresionat în mod deosebit pe Bill Gates, după propria postare. Ideea lucrării lui Nick Lane este revoluționară: el consideră că apariția și evoluția vieții pe Pământ se datorează e­­nergiei, ea fiind cea care a influ­ențat apoi evoluția vieții și ne-a făcut ființe umane. Viața a apărut pe Terra în urmă cu 4 miliarde de ani, dar struc­turile vitale erau simple, la nive­lul de complexitate al unei bac­terii. Celulele complexe, euca­­riote, s-au dezvoltat în urmă cu 1,5-2 miliarde de ani. Protozoa­­rele, ciupercile, plantele și ani­malele, sunt organisme eucario­­te. Acestea au celule cu structură complexă, în care materialul ge­netic este localizat în nucleul sau nucleii celulelor. Cum a urmat evoluția o asemenea specială tra­iectorie? O baterie celulară reîncărcabilă Răspunsul ar putea sta în ciu­datul și fascinantul proces bio­logic prin care este fabricat ATP, proces numit chimiosmoză. La toate formele de viață terestre, e­­nergia necesară întreținerii vieții este obținută prin chimiosmoză, în cadrul căreia o substanță nu­mită adenozin­­trifosfat (ATP), un fel de bate­rie chimică re­­încărcabilă este permanent des­compusă și re­­sintetizatâ în ce­lule, furnizând energia necesa­ră pentru a ali­menta reacțiile chimice vitale, adică metabolismul. Așadar, în lipsa ATP, a „bateriei reîncărca­­bile” din celule, viața n-ar fi fost posibilă. Teoria chimiosmozei a fost lansată de Peter Mitchell în 1978, pentru care a și primit Premiul Nobel, iar „veriga lipsă” a fost considerată de el, „un proton electrochimic care traversează membrana unei celule”. Unde se produce energia necesară vieții? Răspunsul dat de Nick Lane pe cât de ferm, pe cât de complicat. Mitocondria este uzina producă­toare de energie a celulei euca­­riote și ea provine dintr-o bacte­rie care a intrat în simbioză cu celula, în urmă cu 1-2 miliarde de ani în urmă. Pentru a vedea cât de com­plex și „eficient” este procesul de producere a moleculei ATP să spunem că, în fiecare zi, în orga­nismul uman se sintetizează între 50 și 100 de kilograme de ATP! Este cea mai eficientă baterie reîncărcabilă existentă pe Pă­mânt! Dar cine produce ATP? Se acceptă ideea că e vorba despre o enzimă. Și acum apare cea mai fantastică explicație a cercetăto­rilor Enzima care produce ATP este un motor molecular care se rotește cu 7000 de rotații pe mi­nut (116.66 Hz), care preia pro­tonii din interiorul celulei, îi com­bină cu alte molecule și produce câte trei molecule de ATP la o rotație! Imaginați-vă că acest lucru se produce în fiecare se­cundă în organismul nostru! Da­că s-ar opri producerea de ATP, viața ar înceta. Așadar, viața este complexă și ea nu poate fi rodul întâm­plării sau al unei evoluții haotice în timp. Cu atât mai mult cu cât, după cum afirmă și Stephen Hawking, entropia (dezordinea) crește o dată cu Timpul. Or viața nu poate fi decât rodul unei „or­dini”, al unui „proiect perfect conceput” al Designerului Su­prem. Așa cum sistemul de ope­rare Windows, pentru a face ana­logia cu lumea IT, nu este rodul nici al întâmplării și nici al tre­cerii timpului. Dimpotrivă, este rodul unei arhitecturi complexe, puse la punct de echipe de pro­gramatori, o muncă perfect coor­donate și sincronizată, produsul fiind apoi „sigilat” pentru ca nimeni să nu mai aibă acces la structura sa. Teoria lui Nick Lane pleacă de la bacterii și Archaea, celule simple, procariote, orga­nisme unicelulare care nu au nu­cleu central legat de o membrană (karyon) pentru a ajunge la com­plexele celule numite eucariote. Celulele noastre, să nu uităm, sunt eucariote. Cum s-a făcut saltul de la procariote la eucariote și mai ales cum de a fost posibil acest salt doar o singură dată, acum 1,5-2 mi­liarde de ani, este un mister pe ca­re Nick Lane încearca să-l dezlege în volumul sau The Vital Question. Un moment unic în timp „Există o gaură neagră chiar în inima biologiei”, spune în In­troducere Nick Lane. «Altfel spus, noi nu știm deocamdată de ce viața este așa cum este ea astăzi. Toate formele complexe de viață de pe Pământ se trag dintr-un strămoș comun, o celulă care s-a născut din urmașii unei bacterii simple o singură dată în 4 mili­arde de ani. A fost acesta un sim­plu accident sau alte „experi­mente” în evoluția complexității au eșuat? Nu știm. Ce știm este faptul că acest strămoș comun era o celulă complexă. Era mai mult sau mai puțin sofisticată ca și celulele noastre și a transmis această ex­traordinară complexitate nu doar nouă, ci și tuturor descendenți­lor, de la copaci la albine. Uitați-vă la o celulă proprie la microscop și încercați să o diferențiați de o celulă de ciupercă. Ele sunt prac­tic identice. Dacă nu semănăm, atunci cum de suntem identici? Și nu doar că ne asemănăm. Toate formele de viață com­plexe împart un extraordinar ca­talog de trăsături elaborate, de la celule sexuale, la cele suicidare și de îmbătrânire, din care nici­­una nu se găsește în bacterii. Nu știm de ce atât de multe trăsături unice s-au acumulat în acel sin­gur strămoș sau de ce niciuna din acestea nu arată niciun semn de evoluție în bacterii. De ce dacă toate aceste trăsături s-au născut prin selecție naturală, alte trăsături echivalente nu s-au dez­voltat și cu alte ocazii în alte gru­puri de bacterii? Aceste întrebări scot în evidență traiectoria evo­luționistă specială a vieții pe Pă­mânt. Viața s-a ivit cam la o jumă­tate de miliard de ani după ce s-a format Terra, probabil în urmă cu 4 miliarde de ani, dar apoi a rămas „înțepenită” la nivelul de complexitate al bacteriei timp de 2 miliarde de ani, jumătate din vârsta planetei noastre. Intr-ade­văr, bacteriile au rămas simple în morfologia lor (dar nu și în bio­­chimia lor) de 4 miliarde de ani. Prin contrast, toate organismele complexe morfologic, adică plan­te, animale, ciuperci, iarbă de ma­re și unicelulare precum amoeba, descind din acel unic strămoș, acum 1,5-2 miliarde de ani. Acest strămoș este „o celulă modernă” cu o impecabilă struc­tură internă și un dinamism mo­lecular fără precedent, puse în mișcare de sofisticate nanoma­­șini încifrate în gene noi, cu totul necunoscute în bacterii. Nu exis­tă intermediari ai evoluției care să supraviețuiască până la noi, nu există „verigi lipsă” care să ne dea vreo indicație despre cum sau de ce aceste trăsături com­plexe s-au născut, există doar un vid inexplicabil între simplitatea morfologică a unei bacterii și splendida complexitte a celorlalte ființe. O gaură neagră a evoluției.» èb Dosarele frumuseții nuanțe de toamnă de acum 2000 de­c MĂMĂLIGA tratează ficatul Forța vieții: energia ne-a făcut ceea ce suntem astăzi Femma club Lecții de nutriție Secretele femmelor ~etere îegum verzi 42

Next