Krokodyl w naszej głowie

Arthur Koestler, JANUS. A Summing Up

Ta książka, napisana w 1978 roku, do dziś nic nie traci na aktualności. Przedstawiam pierwsze jej karty, zatytułowane; Prolog: Nowy Kalendarz

Tłumaczenie: Piotr Kawecki



1

Gdybym został poproszony o podanie najważniejszej daty w historii i prehistorii rodzaju ludzkiego, odpowiedziałbym bez wahania, 6 sierpnia 1945 r. Powód jest prosty. Od zarania świadomości do 6 sierpnia 1945 r., człowiek musiał żyć z perspektywą śmierci, jako jednostki; od dnia, kiedy pierwsza bomba atomowa przyćmiła słońce nad Hiroszimą, ludzkość jako całość musiała zacząć żyć z perspektywą wyginięcia jako gatunku.

Zostaliśmy nauczeni akceptacji przemijalności osobistej egzystencji, jednocześnie przyjmując potencjalną nieśmiertelność rodzaju ludzkiego za pewnik. To przekonanie przestało być aktualne. Musimy zrewidować nasze aksjomaty.

To niełatwe zadanie. Zanim nowa idea opanuje umysł, istnieje okresy inkubacji; w przypadku doktryny kopernikańskiej, która tak radykalnie obniżyła status człowieka we wszechświecie, zajęło to prawie sto lat, zanim przeniknęła europejską świadomość. Nowa degradacja naszego gatunku związana ze statusem śmiertelności, jest jeszcze trudniejsza do strawienia.

Wygląda na to, że nowatorstwo tej perspektywy wyczerpało się, zanim jeszcze weszła w nią dostatecznie. Już nazwa Hiroshima stała się historycznym kliszą, taką jak Bostońskie Picie Herbaty. Powróciliśmy do stanu pseudo-normalności. Tylko niewielka mniejszość jest świadoma faktu, że od momentu odblokowania jądrowej puszki Pandory, nasz gatunek żyje pożyczonym czasem.

Każdy wiek miał swoje Cassandry, ale ludzkość zdołała przetrwać swoje złowrogie proroctwa. Jednak ta pocieszająca refleksja nie jest już ważna, ponieważ w żadnym wcześniejszym wieku, plemię lub naród nie posiadały niezbędnego wyposażenia, aby ta planeta nie nadawała się do życia. Mogli zadawać przeciwnikom jedynie ograniczone obrażenia – i robili to zawsze, gdy mieli okazję. Teraz mogą utrzymać całą biosferę, żądając okupu. Urodzony ponad pięćdziesiąt lat wcześniej Hitler, prawdopodobnie by to zrobił, prowokując nuklearny Götterdämmerung (niem. Zmierzch Bogów).

Kłopot w tym, że wynaleziony wynalazek nie może zostać wymazany z pamięci. Broń jądrowa została; stało się częścią ludzkiej kondycji. Człowiek będzie musiał z tym żyć na stałe: nie tylko przez następną konfrontację – kryzys i kolejną; nie tylko przez następną dekadę czy stulecie, ale na zawsze – to jest tak długo, jak długo ludzkość przetrwa. Wszystko wskazuje na to, że nie będzie to bardzo długo.

Istnieją dwa główne powody, które wskazują na ten wniosek. Pierwszy z nich jest techniczny: ponieważ urządzenia walki nuklearnej stają się coraz potężniejsze i łatwiejsze do wykonania, a ich rozprzestrzenienie się do młodych i niedojrzałych oraz starych i aroganckich narodów staje się nieuniknione, zaś globalna kontrola ich produkcji staje się niewykonalna. W przewidywalnej przyszłości będą one wytwarzane i przechowywane w dużych ilościach na całym świecie wśród narodów wszystkich kolorów i ideologii, oraz prawdopodobieństwo, że iskra inicjująca reakcję łańcuchową zostanie zapoczątkowana prędzej czy później, celowo lub przez przypadek, będzie odpowiednio wzrastać, aż w dłuższej perspektywie zbliży się do pewności. Można porównać sytuację do zgromadzenia młodych przestępców zamkniętych w pomieszczeniu pełnym łatwopalnych materiałów, którym podano pudełko zapałek – z pobożnym ostrzeżeniem, aby go nie używać.

Drugim głównym powodem, który wskazuje na niski poziom życia homo sapiens w erze po Hiroszimie, jest paranoiczna passa ujawniona przez jego przeszłość. Beznamiętny obserwator z bardziej zaawansowanej planety, który mógłby objąć historię ludzką od Cro-Magnon do Auschwitz jednym spojrzeniem, bez wątpienia doszedł by do wniosku, że nasza rasa pod wieloma względami jest godna podziwu, ale w głównej mierze jest bardzo chorym produktem biologicznym; i że konsekwencje choroby psychicznej znacznie przewyższają jej osiągnięcia kulturowe, gdy rozważane są szanse na przedłużone przetrwanie. Najbardziej wytrwałym dźwiękiem, który rozbrzmiewa w historii człowieka, jest bicie bębnów wojennych. Wojny plemienne, wojny religijne, wojny domowe, wojny dynastyczne, wojny narodowe, wojny rewolucyjne, wojny kolonialne, wojny podboju i wyzwolenia, wojny, aby zapobiec i zakończyć wszystkie wojny, podążać za sobą w łańcuchu kompulsywnej powtarzalności, tak daleko, jak człowieka może sięgnąć w swoją przeszłość i jest powód, by wierzyć, że łańcuch rozszerzy się w przyszłość. W pierwszych dwudziestu latach ery post-Hiroshima, między 0 a 20 rokiem życia P.H. – lub 1946-66 według naszego przestarzałego kalendarza – według zestawień Pentagonu, toczono czterdzieści wojen walczących bronią konwencjonalną [1]; i przynajmniej dwa razy – Berlin 1950 i Kuba 1962 – byliśmy na krawędzi wojny nuklearnej. Jeśli odrzucimy komfort myślenia życzeniowego, musimy się spodziewać, że główne obszary potencjalnego konfliktu będą nadal dryfować po całym świecie, jak regiony wysokiego ciśnienia na wykresie meteorologicznym. A jedyna niepewna ochrona przed eskalacją konfliktu lokalnego do totalnego konfliktu, wzajemnego odstraszania, z natury pozostanie zależna od powściągliwości lub lekkomyślności omylnych kluczowych osób i fanatycznych reżimów. Rosyjska ruletka to gra, w którą nie można grać długo.

Najbardziej uderzającą oznaką patologii naszego gatunku jest kontrast między jego unikalnymi osiągnięciami technologicznymi a równie unikalną niekompetencją w prowadzeniu jego spraw społecznych. Możemy kontrolować ruchy satelitów krążących wokół odległych planet, ale nie możemy kontrolować sytuacji w Irlandii Północnej. Człowiek może opuścić ziemię i wylądować na Księżycu, ale nie może przejść z Berlina Wschodniego do Zachodniego. Prometeusz dociera do gwiazd z obłąkanym uśmiechem na twarzy i symbolem totemu w dłoni.

2

Nie mówiłem nic o dodatkowym terrorze wojny biochemicznej; ani też o eksplozji demograficznej, zanieczyszczeniu itp., które, jakkolwiek groźne same w sobie, nadmiernie odciągnęły świadomość publiczną od jednego centralnego, niebotycznego faktu: że od roku 1945 nasz gatunek zyskał diaboliczną moc, by sam siebie unicestwić; i że sądząc po przeszłości, szanse są takie, że wykorzysta tę moc w jednym z powracających kryzysów w niezbyt odległej przyszłości. Rezultatem byłoby przekształcenie kosmicznej ziemi w Latającego Holendra, dryfującego wśród gwiazd wraz z martwą załogą.

Jeśli jest to prawdopodobna perspektywa, jaki jest sens kontynuowania naszych fragmentarycznych wysiłków, aby uratować pandę i zapobiec przekształcaniu się rzek w kanały ściekowe? Lub robienia zapasów dla naszych wnuków? Lub, jeśli o to chodzi, pisania dalej tej książki? Nie jest to pytanie retoryczne, jak wskazuje ogólny nastrój rozczarowań wśród młodzieży. Ale są na to przynajmniej dwie dobre odpowiedzi.

Pierwszy z nich zawiera się w dwóch słowach "tak jakby", które Hans Vaihinger przekształcił w niegdyś wpływowy system filozoficzny: "Filozofia Tak jakby” [2]. Krótko mówiąc, oznacza to, że człowiek nie ma wyboru, musi żyć według "fikcji"; tak jakby iluzoryczny świat zmysłów reprezentował Najwyższą Rzeczywistość; tak jakby miał wolną wolę, która uczyniła go odpowiedzialnym za swoje czyny; tak jakby był Bóg, który wynagradzałby cnotliwe postępowanie i tak dalej. Podobnie jednostka musi żyć tak, jakby nie podlegała wyrokowi śmierci, a ludzkość musi planować swoją przyszłość tak, jakby jej dni nie były liczone. Tylko dzięki tym fikcjom umysł ludzki sfabrykował nadający się do zamieszkania wszechświat i nadał mu znaczenie.*

* Filozofii Vaihingera (1852-1933) nie należy mylić ani z fenomenalizmem, ani z amerykańskim pragmatyzmem, choć ma on powinowactwo z obydwoma.


Druga odpowiedź wynika z prostego faktu, że chociaż nasz gatunek żyje teraz w pożyczonym czasie, z dekady na dekadę, a znaki wskazują, że dryfuje w kierunku ostatecznej katastrofy, wciąż mamy do czynienia z prawdopodobieństwami, a nie pewnikami. Zawsze istnieje nadzieja na niespodziewane i nieprzewidziane. Od punktu zerowego nowego kalendarza, człowiek dźwiga bombę zegarową przymocowaną do szyi i będzie musiał słuchać jej tykania – na przemian: raz głośniejszego, raz cichszego – aż się wysadzi, albo mu się to uda rozbroić. Czas się kończy, historia przyspiesza po zawrotnej krzywej wykładniczej, a rozum podpowiada nam, że szanse pomyślnej operacji rozbrojenia, zanim będzie za późno, są niewielkie. Wszystko, co możemy zrobić, to działać tak, jakby wciąż był czas na taką operację.

Ale operacja będzie wymagać bardziej radykalnego podejścia niż rezolucje ONZ, konferencje rozbrojeniowe i apele do słodkiego rozsądku. Takie apele zawsze odbijały się od uszu, z prostego powodu, że homo sapiens nie jest istotą rozsądną – bo gdyby tak było, nie narobiłby takiego krwawego bałaganu w swojej historii; nie ma też żadnych oznak, że jest on w trakcie stania się nim.

3

Pierwszym krokiem w kierunku możliwej terapii jest właściwa diagnoza tego, co poszło nie tak z naszym gatunkiem. Podjęto niezliczone próby takiej diagnozy, powołując się na upadek biblijny, lub "pragnienie śmierci Freuda", lub "imperatyw terytorialny" współczesnych etologów. Żadna z nich nie miała wielkiego przebicia, ponieważ żadna z nich nie zaczęła od hipotezy, że homo sapiens może być nienormalnym gatunkiem biologicznym, ewolucyjnym niedostosowaniem, dotkniętym endemicznym zaburzeniem, które odróżnia go od wszystkich innych gatunków zwierząt – tak jak język, nauka i sztuka wyróżnia go w pozytywnym sensie. Jednak właśnie ta nieprzyjemna hipoteza stanowi punkt wyjścia dla niniejszej książki.

Ewolucja popełniła wiele błędów; Julian Huxley porównał ją do labiryntu z ogromną liczbą ślepych zaułków prowadzących do stagnacji lub wygaśnięcia. Dla każdego istniejącego gatunku setki zginęły w przeszłości; zapis kopalny jest koszem odpadów odrzuconych modeli Głównego Projektanta. Dowody pochodzące z przeszłości człowieka oraz ze współczesnych badań mózgu jednoznacznie wskazują, że w pewnym momencie podczas ostatnich etapów ewolucji biologicznej homo sapiens coś poszło nie tak; że jest wada, jakiś potencjalnie fatalny błąd inżynierski wbudowany w nasz rodzimy sprzęt, a dokładniej w obwody naszego systemu nerwowego, co wyjaśniałoby paranoję przebiegającą przez naszą historię. Jest to ohydna, ale prawdopodobna hipoteza, z którą musi się zmierzyć każde poważne śledztwo w sprawie kondycji człowieka. Najlepsi intuicyjni diagnostycy – poeci – powtarzali nam, że człowiek jest szalony i zawsze tak było; ale antropolodzy, psychiatrzy i studenci ewolucji nie traktują poetów poważnie i zamykają oczu na dowody, które spoglądają im w twarz. Ta niechęć do zmierzenia się z rzeczywistością jest sama w sobie złowieszczym symptomem. Można by się sprzeciwić, że szaleniec nie może być świadomy własnego szaleństwa. Odpowiedź brzmi, że może, ponieważ nie jest całkowicie szalony przez cały czas. W okresach remisji schizofrenicy pisali zdumiewająco klarowne raporty o swojej chorobie.

Teraz zaryzykuję zaproponowanie skróconej listy niektórych wybitnych objawów patologicznych odzwierciedlonych w katastrofalnej historii naszego gatunku, a następnie przejdę od symptomów do omówienia ich możliwych przyczyn. Ograniczam listę objawów do czterech głównych pozycji.*

* Ta sekcja jest oparta na The Ghost in the Machine, część 3 i jej omówieniu w artykule przeczytanym na XIV Sympozjum Noblowskim ("The Recycle of Self-Destruction", przedrukowany w The Heel of Achilles).


1. W jednym z wczesnych rozdziałów Genesis znajduje się epizod, który zainspirował wiele wspaniałych obrazów. Jest to scena, w której Abraham przywiązuje syna do stosu drewna i przygotowuje się do podcięcia gardła i spalenia go z czystej miłości do Boga. Od początków historii mamy do czynienia z uderzającym fenomenem, któremu antropolodzy poświęcili zbyt mało uwagi: ofiarom z ludzi, rytualnemu zabijaniu dzieci, dziewic, królów i bohaterów, aby udobruchać i schlebiać bogom poczętym w koszmarnych snach. Był to wszechobecny rytuał, który przetrwał od prehistorycznego świtu u szczytu cywilizacji prekolumbijskiej, a także w niektórych częściach świata na początku naszego stulecia. Od wysp na Morzu Południowym do skandynawskich ludzi bagiennych, od Etrusków po Azteków, praktyki te powstawały niezależnie w najróżniejszych kulturach, jako przejawy złudnej smugi w ludzkiej psychice, do której cały gatunek był i jest najwyraźniej skłonny. Odrzucenie tematu jako złowieszczej ciekawości przeszłości, jak zwykle się robi, oznacza zignorowanie uniwersalności zjawiska, wskazówek, które dostarcza paranoidalnym elementom mentalnego makijażu człowieka i jego znaczenia dla jego ostatecznego położenia.

2. Homo sapiens jest praktycznie unikalny w królestwie zwierząt, ponieważ nie posiada instynktownych zabezpieczeń przeciwko zabijaniu specyficznych elementów – członków własnego gatunku. "Prawo dżungli" zna tylko jeden uzasadniony motyw zabijania: napęd żerowania i tylko pod warunkiem, że drapieżnik i ofiara należą do różnych gatunków. W obrębie tego samego gatunku rywalizacja i konflikt między jednostkami lub grupami są rozstrzygane przez symboliczne zachowania groźne lub zrytualizowane pojedynki, które kończą się postawą kapitulacji jednego z przeciwników, i prawie nigdy nie powodują śmiertelnych obrażeń. Siły hamujące – instynktowne tabu – przeciwko zabijaniu lub poważnym obrażeniom są tak samo skuteczne u większości zwierząt – w tym naczelnych – jako popędów głodu, seksu lub strachu. Człowiek jest osamotniony (poza niektórymi kontrowersyjnymi zjawiskami wśród szczurów i mrówek) w ćwiczeniu morderstwa wewnątrzwspólnotowego na skalę indywidualną i zbiorową, w spontaniczny lub zorganizowany sposób, z powodów od zazdrości seksualnych po spory o metafizyczne doktryny. Specyficzna permanentna wewnątrz-gatunkowa wojna jest główną cechą ludzkiej kondycji. Jest upiększana przez zadawanie tortur w różnych formach, od ukrzyżowania po wstrząsy elektryczne. *

* Obecnie tortury są tak rozpowszechnionym narzędziem represji politycznych, że możemy mówić o istnieniu "państw tortur" jako politycznej rzeczywistości naszych czasów. Nowotwór stała się epidemią i nie zna granic ideologicznych, rasowych ani ekonomicznych. W ponad trzydziestu krajach tortury są systematycznie stosowane do wydobywania zeznań, uzyskiwania informacji, karania buntu i powstrzymywania sprzeciwu wobec represyjnej polityki rządu. Tortury zostały zinstytucjonalizowane… " (Victor Jokel, Director, British Amnesty, w "Epidemic: Torture", Amnesty International, London n.d., ok. 1975).

3. Trzeci objaw jest ściśle związany z dwoma poprzednimi: objawia się w chronicznym, quasi-schizofrenicznym podziale między rozumem i emocjami, między racjonalnymi zdolnościami człowieka a jego irracjonalnymi, zależnymi od emocji przekonaniami.

4. Wreszcie, jak już wspomniano, istnieje uderzająca rozbieżność między krzywymi wzrostu nauki i technologii z jednej strony, a etycznym zachowaniem z drugiej; lub, inaczej mówiąc, pomiędzy mocami ludzkiego intelektu, gdy są stosowane do opanowania środowiska i jego niezdolnością do utrzymania harmonijnych relacji w obrębie rodziny, narodu i całego gatunku. Mniej więcej dwa i pół tysiąclecia temu, w VI w. p.n.e., Grecy wyruszyli na naukową przygodę, która ostatecznie doprowadziła nas na Księżyc; to z pewnością imponująca krzywa wzrostu. Ale w szóstym wieku p.n.e. zawierał także wzrost taoizmu, konfucjanizmu i buddyzmu – wiek dwudziesty; hitleryzm, stalinizm i maoizm: nie ma zauważalnej krzywej wzrostu. Jak ujął to von Bertalanffy:

To, co nazywa się ludzkim postępem, jest czysto intelektualną sprawą… niewielki rozwój widoczny jest jednak po stronie moralnej. Wątpliwe jest, czy metody współczesnej wojny są lepsze od wielkich kamieni używanych do łamania czaszek człowieka – neandertalczyka. Jest raczej oczywiste, że standardy moralne Laotsego i Buddy nie były gorsze od naszych. Ludzka kora zawiera około dziesięciu miliardów neuronów, które umożliwiły postęp od topora kamiennego do samolotów i bomb atomowych, od prymitywnej mitologii do teorii kwantowej. Nie ma odpowiedniego rozwoju części instynktownej, która spowodowałaby, że człowiek naprawiłby swoje postępowanie. Z tego powodu nawoływanie moralne, ofiarowane na przestrzeni wieków przez założycieli religii i wielkich przywódców ludzkości, udowodniły swoją niepokojącą nieskuteczność. [3]

Lista objawów może zostać przedłużona. Ale myślę, że te, o których wspomniałem, wskazują istotę ludzkiego kłopotu. Są oczywiście współzależne; w ten sposób ofiarę ludzką można uznać za podkategorię schizofrenicznego podziału między rozumem a emocjami, a kontrast między krzywymi wzrostu osiągnięć technologicznych i moralnych, można uznać za dalszą tego konsekwencję.

4

Do tej pory poruszaliśmy się w sferze faktów, co potwierdzają historyczne zapiski i badania antropologa dotyczące prehistorii. Kiedy odwracamy się od symptomów do przyczyn, musimy odwoływać się do mniej lub bardziej spekulatywnych hipotez, które znów są ze sobą powiązane, ale dotyczą różnych dyscyplin, mianowicie neurofizjologii, antropologii i psychologii.

Hipoteza neurofizjologiczna wywodzi się z tak zwanej teorii emocji Papeza-MacLeana, popartej przez ponad trzydzieści lat badań eksperymentalnych.* Omówiłem to obszernie w The Ghost in the Machine i ograniczę się tutaj do streszczenia, bez wchodzenia w szczegóły fizjologiczne.

* Dr Paul D. Maclean jest szefem Laboratorium Brain Evolution and Behavior, National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland.

Teoria ta opiera się na fundamentalnych różnicach w anatomii i funkcji między archaicznymi strukturami mózgu, które człowiek dzieli z gadami i niższymi ssakami, a specyficznie ludzką korą nową, na którą nakładała się ewolucja – nie zapewniając jednak odpowiedniej koordynacji. Wynikiem tego ewolucyjnego błędu jest niespokojne współistnienie, często wybuchające w ostrym konflikcie, między głęboko zakorzenionymi strukturami mózgu, głównie związanymi z instynktownym i emocjonalnym zachowaniem, oraz korą nową, która obdarzyła człowieka językiem, logiką i myślami symbolicznymi. MacLean podsumował istniejący stan rzeczy w niezwykle malowniczy sposób:

Człowiek znajduje się w sytuacji, w której Natura obdarowała go zasadniczo trzema mózgami, które pomimo wielkich różnic w strukturze, muszą funkcjonować razem i komunikować się ze sobą. Najstarszy z tych mózgów jest zasadniczo gadzi. Drugi został odziedziczony po niższych ssakach, a trzeci to rozwój późnego ssaka, który… uczynił człowieka właściwym człowiekiem. Mówiąc alegorycznie o tych trzech mózgach w mózgu, możemy sobie wyobrazić, że kiedy psychiatra każe pacjentowi leżeć na kanapie, prosi go, aby wyciągnął konia i krokodyla. [4]

Jeśli zastąpimy indywidualnego pacjenta w ogóle ludzkością, a kanapa psychiatry stanie się historią, otrzymamy groteskowy, ale w gruncie rzeczy prawdziwy obraz ludzkiej kondycji.

W nowszej serii wykładów na temat neurofizjologii MacLean zaproponował kolejną metaforę:

W dzisiejszym popularnym języku te trzy mózgi można uważać za komputery biologiczne, każdy z osobliwą formą subiektywności i własną inteligencją, własnym wyczuciem czasu i przestrzeni oraz własną pamięcią, silnikiem i innymi funkcjami… [5]

Mózg "gadzi" i "paleo-ssaczy" tworzą razem tak zwany układ limbiczny, który dla uproszczenia możemy nazwać "starym mózgiem", w przeciwieństwie do kory nowej, specyficznie ludzkiej " myślącej czapki". Ale podczas gdy przedpotopowe struktury w samym rdzeniu naszego mózgu, które kontrolują instynkty, namiętności i biologiczne popędy, były słabo poruszane przez zwinne palce ewolucji, kora nowa hominidów rozwinęła się w ciągu ostatnich pół miliona lat z wybuchową prędkością, co jest bez precedensu w historii ewolucji – tak bardzo, że niektórzy anatomowie porównali go do nowotworowego wzrostu.

Ta eksplozja mózgu w drugiej połowie plejstocenu wydaje się podążać za typem krzywej wykładniczej, która ostatnio stała się nam tak znajoma – eksplozja demograficzna, eksplozja informacji itp. – i może tu być coś więcej niż powierzchowna analogia, ponieważ wszystkie krzywe te odzwierciedlają zjawisko przyspieszenia historii w różnych dziedzinach. Ale eksplozje nie dają harmonijnych rezultatów. Rezultatem w tym przypadku wydaje się być to, że szybko rozwijająca się myśląca czapka, która obdarzyła człowieka swoimi zdolnościami rozumowania, nie została odpowiednio zintegrowana i skoordynowana ze starożytnymi strukturami związanymi z emocjami, na które nałożono ją z tak niespotykaną szybkością. Ścieżki neuronowe łączące korę nową z archaicznymi strukturami starszej części mózgu są niewystarczające.

Tak więc eksplozja mózgu dała początek niezrównoważonemu umysłowo gatunkowi, w którym stary mózg i nowy mózg, emocje i intelekt, wiara i rozum, były skonfliktowane. Z jednej strony blady gąszcz racjonalnej myśli, logiki zawieszonej na cienkiej, zbyt łamliwej nici; z drugiej szalejąca furia namiętnie trzymała irracjonalne przekonania, odzwierciedlone w holokaustach przeszłości i teraźniejszości.

Gdyby neurofizjologiczne dowody nie nauczyły nas czegoś przeciwnego, spodziewalibyśmy się ujawnienia procesu ewolucyjnego, który stopniowo przekształcił prymitywny stary mózg w bardziej wyrafinowany instrument – przekształcając skrzela w płuca lub przednie odnóża gadziego przodka w ptasie skrzydło, płetwę wieloryba, rękę człowieka. Ale zamiast przekształcić stary mózg w nowy, ewolucja nałożyła nową, lepszą strukturę na starą z częściowymi zachodzącymi na siebie funkcjami i bez zapewnienia nowemu mózgowi wyraźnej mocy kontroli nad starymi.

Mówiąc wprost: ewolucja pozostawiła kilka luźnych śrub między korą mózgową a podwzgórzem. MacLean, ukuł termin schizofizjologia dla tego endemicznego niedoboru w ludzkim układzie nerwowym. On określa to jako

…dychotomia w funkcjonowaniu filogenetycznie starej i nowej kory, która może wyjaśniać różnice między zachowaniami emocjonalnymi a intelektualnymi. Podczas gdy nasze funkcje intelektualne są realizowane w najnowszej i najbardziej rozwiniętej części mózgu, nasze zachowania afektywne są nadal zdominowane przez względnie brutalny i prymitywny system, przez archaiczne struktury w mózgu, których podstawowy wzór ulegał w mózgu niewielkiej zmianie w cały przebieg ewolucji od myszy do człowieka. [6]

Hipoteza, że ten typ schizofizjologii jest częścią naszego genetycznego dziedzictwa, wbudowanej w gatunek, jaki był, może pomóc w wyjaśnieniu niektórych wymienionych powyżej objawów patologicznych. Chroniczny konflikt między racjonalnym myśleniem a nieracjonalnymi wierzeniami, wynikająca z tego paranoiczna passa naszej historii, kontrast między krzywymi wzrostu nauki i etyki, stałby się wreszcie zrozumiały i mógłby być wyrażony w kategoriach fizjologicznych. I każdy stan, który można wyrazić w kategoriach fizjologicznych, powinien ostatecznie być dostępny dla środków zaradczych – jak zostanie to omówione później. Na razie zauważmy, że źródłem ewolucyjnego błędu, który spowodował schizo-fizjologiczne usposobienie człowieka wydaje się być szybkie, quasi-brutalne nałożenie (zamiast transformacji) kory nowej na struktury przodków i wynikająca z tego niedostateczna koordynacja między nowym mózgiem a starym i nieadekwatną kontrolą tego pierwszego nad drugim.

Podsumowując tę część, należy jeszcze raz podkreślić, że dla studenta ewolucji nie ma nic nieprawdopodobnego w założeniu, że rodzimy sprzęt człowieka, choć lepszy niż u jakiegokolwiek gatunku zwierząt, niemniej jednak zawiera poważne wady w obwodach tego najcenniejszego i najdelikatniejszego instrumentu, jakim jest układ nerwowy. Kiedy biolog mówi o ewolucyjnych "błędach", nie czyni wyrzutów ewolucji za to, że nie udało się jej osiągnąć jakiegoś teoretycznego ideału, ale oznacza to coś bardzo prostego i precyzyjnego: pewne oczywiste odchylenie od własnych standardów inżynieryjnej efektywności Natury, które pozbawia organ jego skuteczności – jak monstrualne poroże nieistniejącego już łosia irlandzkiego. Żółwie i chrząszcze są dobrze chronione przez pancerz, ale jego ciężar sprawia, że jeśli w walce lub przez nieszczęście przewrócą się na plecy, nie mogą ponownie wstać i umierają z głodu – groteskowa wada konstrukcyjna, którą Kafka przemienił w symbol ludzkich tarapatów.


Arthur Koestler (1905 – 1983) – angielski pisarz i dziennikarz, pochodzenia węgierskiego.

W języku polskim ukazały się:

• Ciemność w południe, 1990
• Lunatycy, 2002
• Call-Girl, 2006
• Płomień i lód. Przygody mojego życia, 2009

Mitochondria i sens życia

Najlepszą zachętą do przeczytania książki Nicka Lane wydaje mi się fragment z Epilogu, w którym podsumowuje swoje rozważania na temat mitochondriów.

Nick Lane, Power, Sex and Suicide: Mitochondria and the Meaning of Life (Władza, seks i samobójstwo: mitochondria i sens życia), 2005

Tłumaczenie: Piotr Kawecki


(…)
Od tego czasu, rozważając różne dziedziny badań, zdałem sobie sprawę, że dynamika łańcucha oddechowego, którą starałem się zmierzyć wszystkie poprzednie lata, jest krytyczną siłą ewolucyjną, która ukształtowała nie tylko przetrwanie nerek, ale także całą trajektorię życia. W jej sercu jest prosta relacja, która mogła rozpocząć się wraz z początkiem samego życia – poleganiem w praktycznie wszystkich komórkach na osobliwym rodzaju ładunku energetycznego, który Peter Mitchell nazwał siłą chemiosmotyczną lub motywem protonowym. W każdym rozdziale tej książki badaliśmy konsekwencje siły chemiosmotycznej, ale każdy rozdział koncentruje się na większych implikacjach konkretnych aspektów. Na ostatnich kilku stronach spróbuję powiązać to wszystko, aby pokazać, jak garść prostych zasad prowadzi ewolucję w dogłębny sposób, od pochodzenia życia, przez narodziny złożonych komórek i wielokomórkowych istot, po seks, płeć, starzenie się i śmierć.

Siła chemiosmotyczna jest podstawową właściwością życia, być może bardziej starożytną niż DNA, RNA i białka. Na początku naturalnie komórki chemiosmotyczne mogły powstać z mikroskopijnych bąbelków minerałów żelazowo-siarkowych, które jednoczyły się w strefie mieszania się płynów wydostających się z głębin skorupy ziemskiej z oceanami powyżej. Takie mineralne komórki mają pewne właściwości z bliżone do żywych komórek, a dla ich utworzenia się potrzebna jest jedynie utleniająca moc słońca – nie ma potrzeby wprowadzania skomplikowanych ewolucyjnych innowacji przed powstaniem dziedzicznej replikacji poprzez DNA. Komórki chemiosmotyczne przewodzą elektrony przez swą powierzchnię, a prąd przyciąga protony ponad membranę, aby wytworzyć ładunek elektryczny w poprzek membrany – pole siłowe wokół komórki. Ten ładunek błony łączy przestrzenny wymiar komórki z samą tkaniną życia. Całe życie, od najprostszych bakterii po ludzi, nadal wytwarza energię pompując protony przez błony, a następnie wykorzystując różnicę wartości do zadań takich jak ruchliwość, wytwarzanie ATP, wytwarzanie ciepła i absorpcja niezbędnych cząsteczek. Istnienie kilku wyjątków ma na celu jedynie udowodnienie tej ogólnej zasady.

W dzisiejszych komórkach elektrony są prowadzone przez wyspecjalizowane białka łańcuchów oddechowych, które wykorzystują prąd do pompowania protonów przez błonę. Elektrony pochodzą z pożywienia i przepuszczają łańcuchy oddechowe w celu reakcji z tlenem lub innymi cząsteczkami służącymi dokładnie temu samemu celowi. Wszystkie organizmy muszą kontrolować przepływ elektronów w dół łańcuchów oddechowych. Zbyt szybkie przepłukiwanie energii marnuje energię, podczas gdy zbyt wolny przepływ nie jest w stanie zaspokoić popytu. Łańcuchy oddechowe zachowują się jak lekko popękane rury odpływowe – swobodny przepływ nie stwarza problemów, ale jakakolwiek blokada, zarówno przy wypływie, jak i gdzieś w środku, może spowodować wyciek przez pęknięcia. Jeśli są zablokowane, z łańcucha wyciekają elektrony, które reagują tworząc wolne rodniki. Istnieje tylko kilka możliwych przyczyn blokowania przepływu elektronów, i tylko kilka sposobów, aby przywrócić przepływ, ale równowaga między wytwarzaniem energii z jednej strony, a powstawaniem wolnych rodników z drugiej – ten sam problem, z którym miałem do czynienia w moich nerkach – napisał niektóre z najważniejszych, choć pomijanych w biologii, zasad.

Pierwszym z powodów blokady przepływu elektronów jest pewien rodzaj defektu w fizycznej integralności łańcuchów oddechowych. Łańcuchy składają się z dużej liczby podjednostek białkowych, które tworzą duże kompleksy funkcjonalne. W komórkach eukariotycznych geny w jądrze kodują większość podjednostek, a geny w mitochondriach kodują niewielką liczbę. Dalsze istnienie genów mitochondrialnych we wszystkich komórkach zawierających mitochondria jest paradoksem, ponieważ istnieje wiele dobrych powodów, aby przenieść je wszystkie do jądra, i nie ma oczywistych fizycznych przyczyn, dla których nie można by tego osiągnąć, przynajmniej u niektórych gatunków. Najbardziej prawdopodobną przyczyną ich wytrwałości jest selektywna korzyść z zatrzymania ich w mitochondriach, a ta przewaga wydaje się być związana z wytwarzaniem energii. Na przykład niewystarczająca liczba kompleksów w drugiej części łańcuchów oddechowych, zablokowałaby przepływ elektronów, prowadząc do zalegania elektronów we wcześniejszej części i wycieku wolnych rodników. Zasadniczo mitochondria mogą wykrywać wyciek wolnych rodników i korygować problem, sygnalizując genom, aby zrekompensowały deficyt – przez uzyskanie większej ilości kompleksów dla drugiej części łańcuchów.

Wynik zależy od lokalizacji genów. Jeśli geny znajdują się w jądrze komórkowym, nie ma możliwości rozróżnienia między różnymi mitochondriami, z których niektóre wymagają nowych kompleksów, a wiele z nich nie: brak jest spełniony przez biurokratyczną reakcję jądra typu „jeden-rozmiar-dla-wszystkich”. Komórka traci kontrolę nad wytwarzaniem energii, co jest poważną karą. Tylko jeśli niewielki kontyngent genów zostanie zachowany w każdym mitochondrium, aby zakodować rdzeń podjednostek białkowych łańcuchów oddechowych, można generować energię jednocześnie w dużej liczbie mitochondriów. Dodatkowe podjednostki, zakodowane w jądrze, pasują do rdzeniowych podjednostek mitochondrialnych, wykorzystując je jako latarnię morską i rusztowanie pod budowę.

Konsekwencje tego systemu są głębokie. Bakterie pompują protony przez ich zewnętrzną błonę komórkową, a więc ich wielkość jest ograniczona przez geometryczne ograniczenia: produkcja energii zmniejsza się wraz ze spadkiem stosunku powierzchni do objętości. Natomiast eukarioty przeniosły wytwarzanie energii do środka mitochondriów, co uwalnia ich od ograniczeń, przed którymi stają bakterie. Różnica wyjaśnia, dlaczego bakterie pozostały komórkami morfologicznie prostymi, podczas gdy eukarioty potrafiły rosnąć do dziesiątek tysięcy razy większych rozmiarów, gromadząc tysiące razy więcej DNA i rozwijając prawdziwą wielokomórkową złożoność, co jest z pewnością największym przełomem w całości życia. Ale dlaczego bakterie nigdy nie zdołały uwewnętrznić własnej produkcji energii? Ponieważ tylko endosymbioza – wzajemna, stabilna współpraca między partnerami żyjącymi jeden w drugim – jest w stanie pozostawić właściwy kontyngent genów w jednym miejscu; a endosymbioza nie jest powszechna u bakterii. Dokładne połączenie okoliczności, które wykuły komórkę eukariotyczną, zdarzyło się tylko raz w całej historii życia na Ziemi.

Mitochondria odwróciły świat bakterii. Gdy komórki miały zdolność kontrolowania wytwarzania energii na dużym obszarze błon wewnętrznych, mogły rosnąć tak duże, jak sobie tego życzyły, w granicach określonych przez sieci dystrybucyjne. Mogły nie tylko powiększyć się, ale miały też dobry powód, by to robić – wydajność energetyczna poprawia się wraz z większymi rozmiarami w komórkach i organizmach wielokomórkowych, podobnie jak ma to miejsce w społeczeństwach ludzkich, podążając za korzyściami skali. Natychmiastowy zwrot za większy rozmiar – niższe koszty produkcji netto. Tendencję tego, że komórki eukariotyczne stają się większe i bardziej złożone, można wytłumaczyć tym prostym faktem. Związek pomiędzy wielkością i złożonością jest nieoczekiwany. Duże komórki prawie zawsze mają duże jądro, które zapewnia zrównoważony wzrost w cyklu komórkowym. Duże jądra są wypełnione większą ilością DNA, co zapewnia surowce dla większej liczby genów, a więc większą złożoność. W przeciwieństwie do bakterii, które były zmuszone do pozostania małymi, i do odrzucenia niepotrzebnych genów przy pierwszej okazji, eukarionty stały się pancernikami – dużymi, skomplikowanymi komórkami z dużą ilością DNA i genów oraz taką ilością energii, na jaką mają zapotrzebowanie (i nie jest już potrzebna ściana komórkowa). Te cechy umożliwiły nowy sposób życia, drapieżnictwo, w którym ofiara zostaje pochłonięta i strawiona wewnętrznie, krok, którego bakteria nigdy nie zrobiła. Bez mitochondriów natura nigdy nie byłaby czerwona na zębach i pazurach.

Jeśli złożona komórka eukariotyczna mogłaby być utworzona tylko przez endosymbiozę, to następstwa dwóch komórek żyjących razem we wzajemnej zależności były równie znaczące. Harmonia metaboliczna mogła być regułą, ale były ważne wyjątki, które również można przypisać dynamice łańcucha oddechowego. Drugim powodem blokowania przepływu elektronów jest brak popytu. Jeśli nie ma zużycia ATP, to przepływ elektronów ustaje. ATP jest potrzebna do replikacji komórek i DNA oraz do syntezy białek i lipidów – a nawet dla większości zadań porządkowych. Ale popyt jest największy, gdy komórki dzielą się. Następnie cała tkanina komórki musi zostać zduplikowana. Marzeniem każdej żywej komórki jest stać się dwoma komórkami, i tak samo dotyczy to swobodnie niegdyś żyjących mitochondriów, jak i komórek gospodarza w fuzji eukariotycznej. Jeśli komórka gospodarza zostaje genetycznie uszkodzona, tak że nie może się dzielić, wtedy mitochondria są uwięzione wewnątrz ich okaleczonego żywiciela, ponieważ nie są już w stanie przetrwać niezależnie. A jeśli komórka gospodarza nie może się dzielić, ma niewielkie zapotrzebowanie na ATP. Przepływ elektronów zwalnia, a łańcuchy zostają zablokowane i przeciekają wolne rodniki. Tym razem problemu nie da się rozwiązać budując nowe kompleksy oddechowe, więc mitochondria elektryzują swoich gospodarzy od wewnątrz eksplozją wolnych rodników. Ten prosty scenariusz leży u podstaw dwóch głównych wydarzeń w życiu seksualnym oraz pochodzenia wielokomórkowych istot, w których wszystkie komórki w ciele mają wspólny cel i tańczą do tej samej melodii.

Seks jest zagadką. Przedstawiono różne wyjaśnienia, ale żadne z nich nie wyjaśnia pierwotnego zapotrzebowania komórek eukariotycznych na łączenie się, podobnie jak to robią plemniki i komórki jajowe, pomimo związanych z tym kosztów i niebezpieczeństw. Bakterie nie łączą się w ten sposób, nawet jeśli rutynowo rekombinują geny poprzez boczny transfer genów, który najwyraźniej służy podobnemu do seksu celowi. Bakterie i proste eukarioty są często stymulowane do rekombinacji genów za pomocą różnych form stresu fizycznego, z których wszystkie obejmują tworzenie wolnych rodników. Wybuch wolnych rodników może być wystarczający do wywołania prymitywnej formy seksu, a w organizmach takich jak zielone algi, Volvox, rodnikowy sygnał do seksu może pochodzić z łańcuchów oddechowych. We wczesnych komórkach eukariotycznych mitochondria mogły manipulować gospodarzami, aby łączyć się i rekombinować ich geny, gdy gospodarze byli genetycznie uszkodzeni i nie byli w stanie podzielić się samodzielnie. Korzyści dla komórki gospodarza, ponieważ rekombinacja genów może naprawić lub  maskować uszkodzenia genetyczne, podczas gdy same mitochondria uzyskują dostęp do pastwisk nowości bez konieczności zabijania ich żywiciela, co jest niezbędne dla ich bezpiecznego przejścia.

Seks może przynosił korzyści zarówno mitochondriom, jak i ich gospodarzom w organizmach jednokomórkowych, ale już nie u wielokomórkowych ludzi. Bezpodstawne połączenie komórek jest odpowiedzialnością, gdy komórki należą do zorganizowanego ciała, w którym wszystkie komórki składowe muszą mieć wspólny cel. Teraz ten sam wolny od rodników sygnał na seks zdradza genetyczne uszkodzone komórki gospodarza, które ponoszą karę śmierci. Mechanizm ten wydaje się być podstawą apoptozy lub zaprogramowanego samobójstwa komórek, które są niezbędne do kontrolowania integralności organizmy wielokomórkowe. Bez kary śmierci za powstanie komórkowe, wielokomórkowe kolonie nigdy nie mogłyby rozwinąć jedności celu charakterystycznego dla prawdziwej jednostki – zostałyby rozdarte przez samolubne wojny z rakiem. Dziś apoptoza jest kontrolowana przez mitochondria, używając tych samych sygnałów i maszyn, które kiedyś były użyte do popierania seksu. Znaczna część tej maszyny została pierwotnie doprowadzona do połączenia eukariotycznego przez mitochondria. Podczas gdy regulacja apoptozy jest teraz znacznie bardziej skomplikowana, w jej sercu krytycznym sygnałem jest wciąż wybuch wolnych rodników z zablokowanego łańcucha oddechowego, prowadzący do depolaryzacji wewnętrznej błony mitochondrialnej i uwolnienia cytochromu c oraz innych "śmiercionośnych" białek w komórce. Nawet dzisiaj nie potrzeba więcej: wstrzyknięcie uszkodzonych mitochondriów do zdrowej komórki jest wystarczające, aby komórka sama się zabiła.

Istnieją sposoby modulowania przepływu elektronów w łańcuchach oddechowych, więc te straszne kary nie mają miejsca, gdy przepływ elektronów chwilowo się zatrzyma. Najważniejsze jest rozłączenie łańcuchów (tak, że przejście elektronów nie jest związane z tworzeniem ATP). Odłączanie jest zwykle osiągane przez uczynienie membrany bardziej przepuszczalnej dla protonów, więc ich przejście z powrotem przez membranę nie odbywa się wyłącznie przez ATPazę (enzymowy „silnik”), który jest odpowiedzialny za generowanie ATP). Efekt jest zbliżony do kanałów przelewowych w zaporze wodnej, zapobiegającym powodziom w czasach niskiego popytu. Ciągła cyrkulacja protonów umożliwia ciągłe przejście elektronów w dół łańcuchów oddechowych, bez względu na "potrzebę", a to zapobiega gromadzeniu się elektronów w łańcuchach oddechowych, a zatem ogranicza wyciek wolnych rodników. Ale rozpraszanie gradientu protonowego nieuchronnie generuje ciepło, i to również zostało dobrze wykorzystane w procesie ewolucji. W większości mitochondriów, około jedna czwarta siły napędowej protonów jest rozpraszana jako ciepło. Kiedy zgromadzi się wystarczającą ilość mitochondriów, tak jak w tkankach ssaków i ptaków, wytworzone ciepło jest wystarczające do utrzymania wysokiej temperatury wewnętrznej, niezależnie od temperatury zewnętrznej. Źródłem endotermii lub prawdziwej ciepłokrwistości u ptaków i ssaków może być takie rozproszenie gradientu protonów, co później umożliwiło kolonizację umiarkowanych i chłodnych regionów, a także aktywne życie nocne. Uwolniło to naszych przodków od tyranii okoliczności.

Równowaga pomiędzy wytwarzaniem ciepła i wytwarzaniem ATP nadal wpływa na nasze zdrowie w zaskakujący sposób. Odsprzęganie łańcucha oddechowego jest ograniczone w tropikach, ponieważ nadmierne wytwarzanie ciepła wewnętrznego byłoby szkodliwe w gorącym klimacie: moglibyśmy z łatwością przegrzać się i umrzeć. Oznacza to jednak, że "kanały przelewowe" są częściowo zamknięte, a więcej wolnych rodników powstaje w spoczynku, szczególnie przy diecie wysokotłuszczowej. To sprawia, że Afrykanie jedząc tłuszczową zachodnią dietę bardziej narażą się na choroby, takie jak choroby serca i cukrzyca, które są powiązane z uszkodzeniami spowodowanymi przez wolne rodniki. I odwrotnie, Eskimosi, którzy mają niską częstość występowania takich chorób, rozpraszają gradient protonu, aby wytworzyć dodatkowe ciepło wewnętrzne na zamarzniętej północy. W związku z tym mają oni stosunkowo niski wyciek wolnych rodników w spoczynku i są mniej podatni na choroby zwyrodnieniowe. Z drugiej strony, rozpraszanie energii w postaci ciepła jest nieproduktywne w plemnikach, które zależą od wydajności energetycznej niewielkiej liczby mitochondriów zasilających ich pływanie. Daje to ludności arktycznej potencjalnie wyższe ryzyko niepłodności męskiej.

We wszystkich tych okolicznościach wolne rodniki są sygnałem do zmiany. Łańcuchy oddechowe zachowują się jak termostat: jeśli powstanie wyciek wolnych rodników, jeden z kilku mechanizmów wraca, aby obniżyć ich poziom, a następnie wyłącza się, tak jak wahania temperatury włączają i wyłączają kocioł w termostacie. W przypadku łańcuchów oddechowych wolne rodniki są prawie na pewno wykrywane w połączeniu z innymi wskaźnikami ogólnego "stanu zdrowia" komórki, takimi jak poziomy ATP. Tak więc wzrost wycieku wolnych rodników w zestawieniu ze spadkowym poziomem ATP w obrębie jednego mitochondrium jest sygnałem do budowy nowych podjednostek dla łańcuchów oddechowych; jeśli poziomy ATP są wysokie, wolne rodniki są sygnałem do większego rozłączenia, lub może do seksu w jednokomórkowych eukariotach; a utrzymujący się, niekorygowany wzrost wycieku wolnych rodników w zestawieniu z spadającymi poziomami ATP w komórkach jest sygnałem śmierci komórki u stworzeń wielokomórkowych. W każdym przypadku fluktuacje wycieku wolnych rodników są niezbędne dla pętli sprzężenia zwrotnego, podobnie jak wahania temperatury termostatu: wolne rodniki są niezbędne do życia, a próba pozbycia się ich, na przykład za pomocą przeciwutleniaczy, jest szaleństwem. Ten prosty fakt wymusił dwie inne ważne innowacje w życiu: pochodzenie dwóch płci oraz upadek i upadek organizmów w starzenie się i śmierć.

Wolne rodniki są reaktywne i powodują uszkodzenia i mutacje, w szczególności sąsiednie mitochondrialne DNA. U niższych eukariotów, takich jak drożdże, mitochondrialne DNA nabywa mutacje około 100 000 razy szybciej niż geny jądrowe. Drożdże mogą wytrzymać tak wysoki odsetek mutacji, ponieważ nie zależą od mitochondriów w zakresie wytwarzania energii. Wskaźnik mutacji jest znacznie niższy u wyższych eukariontów, takich jak ludzie, ponieważ zależymy od naszych mitochondriów. Mutacje w mitochondrialnym DNA powodują poważne choroby i zwykle są eliminowane przez dobór naturalny. Mimo to, długoterminowe tempo ewolucji genów mitochondrialnych, przez tysiące lub miliony lat, jest od 10 do 20 razy szybsze niż tempo mutacji genów jądrowych. Co więcej, geny jądrowe są przetasowywane w każdym pokoleniu, aby pomóc genom. Te odmienne wzorce powodują poważne napięcia. Podjednostki łańcucha oddechowego są kodowane przez geny zarówno jądrowe, jak i mitochondrialne, i aby prawidłowo funkcjonować, muszą wchodzić w interakcje z nanoskopową dokładnością: wszelkie zmiany w sekwencji genów mogą zmienić strukturę lub funkcję podjednostek i mogą potencjalnie zablokować przepływ elektronów. Jedynym sposobem na zagwarantowanie wydajnego wytwarzania energii jest dopasowanie pojedynczego zestawu mitochondrialnych genów do jednego zestawu genów jądrowych w komórce i przetestowanie kombinacji. Jeśli ulegnie awarii, połączenie zostanie wyeliminowane; jeśli dobrze współpracuje, komórka jest wybierana jako wykonalny prekursor dla następnej generacji. Ale w jaki sposób komórka wybiera jeden zestaw genów mitochondrialnych do testowania przeciwko jednemu zestawowi genów jądrowych? Proste: dziedziczy swoje mitochondria tylko od jednego z dwóch rodziców. W rezultacie, jeden rodzic specjalizuje się w przekazywaniu mitochondriów w dużej komórce jajowej, podczas gdy drugi rodzic specjalizuje się w nieprzekazywaniu mitochondriów – dlatego plemniki są tak małe i dlatego ich garść mitochondriów jest zazwyczaj niszczona. Tak więc źródło i najgłębsze biologiczne rozróżnienie między dwiema płciami, w rzeczy samej główny powód posiadania w ogóle dwóch płci, a nie ich brak lub ich nieskończona liczba, odnosi się do przekazywania mitochondriów z pokolenia na pokolenie.

Podobny problem występuje w dorosłym życiu. Jest to podstawa starzenia się i powiązanych chorób zwyrodnieniowych, które zbyt często zaćmiewają nasz zmierzch życia. Mitochondria podczas pracy gromadzą mutacje, szczególnie w tkankach aktywnych, które stopniowo podważają zdolność metaboliczną tkanki. W ostatecznym rozrachunku komórki mogą jedynie zwiększyć swoje słabe źródło energii, wytwarzając więcej mitochondriów. Gdy zasób mitochondrialnych delicji się kończy, komórki są zmuszone są do klonowania genetycznie uszkodzonych mitochondriów. Komórki, które wzmacniają poważnie uszkodzone mitochondria, stają w obliczu kryzysu energetycznego i wybierają honorowe wyjście – apoptozę. Ponieważ uszkodzone komórki są eliminowane, mutacje mitochondrialne nie gromadzą się w starzejących się tkankach, ale sama tkanka stopniowo traci masę i funkcję, a pozostałe zdrowe komórki są pod większą presją, aby sprostać ich wymaganiom. Wszelkie dodatkowe obciążenia, takie jak mutacje genów nuklearnych, palenie tytoniu, infekcje i tym podobne, stwarzają większą podatność na przepchnięcie komórek przez próg w ramiona apoptozy.

Mitochondria określają ogólne ryzyko apoptozy, które rośnie wraz z wiekiem. Wada genetyczna, która powoduje niewielki stres w młodej komórce, powoduje znacznie większy stres w przypadku starej komórki, po prostu dlatego, że stara komórka jest bliżej progu apoptotycznego. Jednak wiek nie jest zależny od lat, ale od możliwości wycieku wolnych rodników. Gatunki, u których wolne rodniki przenikają szybko, jak szczury, żyją przez kilka lat i w krótkim czasie ulegają chorobom związanym z wiekiem. Gatunki, u których wolne rodniki przenikają powoli, jak ptaki, mogą żyć dziesięć razy dłużej i ulegać chorobom zwyrodnieniowym w tym długim okresie czasu, chociaż często giną z innych przyczyn (takich, jak katastrofy podczas lądowania), zanim choroby te się pojawią. Co istotne, ptaki (i nietoperze) żyją dłużej bez poświęcania swojego "tempa życia" – ich metabolizm jest podobny do ssaków, które żyją, ale jedną dziesiątą tego czasu. Te same mutacje w genach jądrowych powodują u różnych gatunków te same choroby związane z wiekiem lecz tempo, w jakim postępują, zmienia się o rząd wielkości – i zgadza się to z podstawową szybkością wycieku wolnych rodników. Wynika z tego, że najlepszym sposobem na wyleczenie, a przynajmniej odłożenie chorób wieku podeszłego, jest ograniczenie wycieku wolnych rodników z łańcuchów oddechowych. Takie podejście może wyleczyć wszystkie choroby starości naraz, zamiast próbować rozwiązać każdą z osobna, taktykę, która do tej pory nie przyniosła naprawdę znaczącego przełomu klinicznego i być może nigdy nie zostanie to zrobione.

Podsumowując, mitochondria ukształtowały nasze życie i świat, w którym żyjemy, w sposób, który wprawia w zdumienie. Wszystkie te ewolucyjne innowacje wynikają z kilku zasad kierujących przejściem elektronów przez łańcuchy oddechowe. Co godne uwagi, możemy to wszystko wyjaśnić po dwóch miliardach lat intymnych adaptacji. Możemy to zrobić, ponieważ pomimo zmian mitochondria zachowały charakterystyczne ślady swojego dziedzictwa. Te wskazówki pozwoliły nam prześledzić zarysy historii, którą śledziliśmy w tej książce. Historia jest wspanialsza, bardziej monumentalna, niż jakikolwiek badacz mógł się do tej pory domyślić. To nie jest historia niezwykłej symbiozy, ani opowieści o biologicznej sile, przemysłowej rewolucji życia. Nie, jest to historia samego życia, nie tylko na Ziemi, ale gdziekolwiek we wszechświecie, ponieważ moralność tej historii odnosi się do systemu operacyjnego, który rządzi ewolucją wszystkich form złożonego życia.

Ludzkość zawsze patrzyła w gwiazdy i zastanawiała się, dlaczego tu jesteśmy, czy jesteśmy w tym wszechświecie sami. Pytamy, dlaczego nasz świat żyje z roślin i zwierząt, i jakie były szanse na to; skąd pochodzimy, kim byli nasi przodkowie, jakie jest nasze przeznaczenie. Odpowiedzią na pytanie o życie, wszechświat i wszystko inne nie jest 42, jak zaproponował kiedyś Douglas Adams, ale prawie równie tajemniczy skrót: to mitochondria. Bo mitochondriów uczą nas, jak cząsteczki ożyły życie na naszej planecie i dlaczego bakterie tak długo dominowały. Pokazują nam, dlaczego szlam bakteryjny jest prawdopodobnie szczytem ewolucji w tym samotnym wszechświecie. Uczą nas, jak powstały pierwsze prawdziwie złożone komórki i dlaczego od tego czasu życie na Ziemi wzniosło  się na rampę złożoności do chwały wielkiego łańcucha istnienia, którą widzimy wokół nas. Pokazują nam, dlaczego powstają płonące energią ciepłokrwiste istoty, odrzucające kajdany środowiska; dlaczego uprawiamy seks, mamy dwie płcie, dzieci, dlaczego musimy się zakochać. Pokazują nam, dlaczego nasze dni na tym firmamencie są policzone, dlaczego musimy wreszcie się zestarzeć i umrzeć. Pokazują nam także, w jaki sposób możemy polepszyć nasze lata zmierzchu, aby powstrzymać nędzę starości, która jest przekleństwem ludzkość. Jeśli nie pokazują nam sensu życia, przynajmniej wyczuwają jego kształt. I co ma w tym świecie znaczenie, jeśli to nie ma sensu?



Nick Lane (ur. 1967) to brytyjski biochemik i pisarz. Jest profesorem w dziedzinie biochemii ewolucyjnej na University College London. Opublikował cztery książki, które zdobyły wiele nagród.

W języku polskim ukazały się:

• Pytanie o życie. Energia, ewolucja i pochodzenie życia
• Największe wynalazki ewolucji
• Tlen. Cząsteczka, która stworzyła świat

Jak powstała koncepcja Gai - żyjącej, samoświadomej planety

Tekst pochodzi z książki Stephena Hardinga, Animate Earth: Science, Intuition and Gaia.

Tłumaczenie: Piotr Kawecki

Brytyjski naukowiec i wynalazca James Lovelock, znany jest z teorii samoregulującej się Ziemi, którą nazwał imieniem Gaja. Lovelock natknął się na koncepcję żywej Ziemi pracując dla NASA w 1960 roku nad problemem wykrywania życia na Marsie. Lovelock był dobrze znany jako wynalazca detektora wychwytywania elektronów (ECD), wyjątkowo delikatnego instrumentu, który dostarczył danych do szokującego odkrycia, spopularyzowanego przez Rachel Carson w jej książce Silent Spring, że DDT i inne niebezpieczne pestycydy były szeroko rozprzestrzenione w całej biosferze, szczególnie u zwierząt stojących wysoko w łańcuchu pokarmowym, takich jak ptaki drapieżne.

NASA potrzebowała kogoś, kto zaprojektowałby przyrząd do wykrywania życia, który można umieścić na pokładzie misji na Marsa. Było dla nich jasne, że Lovelock ma odpowiednie kwalifikacje do tego zadania, ale jak się okazało, nie spodziewali się jego zadziwiającej zdolności do twórczego holistycznego myślenia. Naukowcy zaangażowani w projekt wykrywania życia próbowali opracować instrumenty, które próbkowałyby materiał na powierzchni Marsa pod kątem organizmów podobnych do tych na Ziemi i ich produktów biochemicznych, ale Lovelock podejrzewał, że takie eksperymenty nie przydadzą się, jeśli biochemiczne i fizyczne życie na Marsie różni się od życia na Ziemi, lub jeśli lądownik znajdzie się w regionie, na którym życie było po prostu nieobecne. Kiedy zastanawiał się, czy holistyczne podejście może być bardziej odpowiednie, w umyśle Lovelocka pojawiła się błyskotliwa intuicja: być może dałoby się wykryć życie na Marsie na poziomie całej planety, analizując jego atmosferę. W końcu, jak rozumował, życie radykalnie zmienia atmosferę Ziemi, wykorzystując ją jako źródło surowców i jako magazyn gazów wydychanych, takich jak tlen i metan, utrzymując naszą atmosferę daleko od równowagi chemicznej i czyniąc ją wysoce reaktywną. Być może to samo dotyczy Marsa, jeśli posiada życie. NASA powitała tę propozycję z entuzjazmem, a więc Lovelock rozpoczął pracę nad instrumentem służącym do analizy marsjańskiej atmosfery, która miała zostać umieszczona na pokładzie misji Viking na Czerwoną Planetę. Potem uderzyło nieszczęście. Rząd USA odwołał misję, a praca Lovelocka została przerwana.

Ale to nie był koniec pomysłu Lovelocka. Intensywność jego pracy nad wykrywaniem życia przygotowała grunt dla zaskakującej intuicji, która znacznie poszerzyła nasze zrozumienie naszej planety. Pewnego popołudnia we wrześniu 1965 r. astronom Lou Kaplan przywiózł najnowszy zestaw danych z teleskopu Pic de Midi we Francji do biura Lovelocka, gdzie pracował z filozofką Diane Hitchcock. Dane z Pic de Midi ujawniły atmosferyczne kompozycje Marsa i Wenus. Lovelock nie wiedział nic o Gai, kiedy zaczął rozważać te dane. Nigdy nie myślał o Ziemi jako żywym organizmie, ale miał wkrótce otrzymać wgląd, który zrewolucjonizował nasze naukowe rozumienie naszej planety i naszego miejsca na niej, wgląd dziwnie zgodny z animistycznym wyobrażeniem tradycyjnych ludów na całym świecie i przednaukowym Zachodzie.

Będąc uzdolnionym chemikiem, Lovelock szybko zorientował się, że dane Pic de Midi mają mocny przekaz, ponieważ atmosfery Marsa i Wenus znajdowały się w równowadze chemicznej, składającej się głównie z dwutlenku węgla. W ogóle nie zachodziły tam reakcje chemiczne, podobnie jak na imprezie, na której wszyscy są całkowicie wyczerpani i zasypiają, kiedy nikt nie ma energii do rozmowy, wymiany adresów i numerów telefonów, tańca i zaproszeń na kolejne spotkanie. Atmosfera Ziemi jest diametralnie różna, pełna gazów, które reagują na siebie szybko i czasami gwałtownie w obecności światła słonecznego, takich jak tlen i metan, dając wodę i dwutlenek węgla. Atmosfera na Ziemi jest więc daleka od równowagi i wykazuje niesamowitą aktywność chemiczną wśród swoich reaktywnych gazów, podobnie jak impreza na pełnych obrotach, gdzie ludzie mają dużo energii do tańca i do ożywionych rozmów.

Kontrast między atmosferą Ziemi i Marsa zadziwił Lovelocka i pomyślał, że różnica musi wynikać z obecności życia na powierzchni Ziemi. Życie wytwarza tlen za pomocą fotosyntezy, w której organizmy, takie jak rośliny i fitoplankton (być może trafniejszą nazwą byłoby, "fotoplanktonem") wykorzystują energię słońca do podziału wody, dając wodór, który łączą się z dwutlenkiem węgla wdychanym z atmosfery, tworząc cukry o dużej energii. W tym procesie tlen jest uwalniany w powietrzu, gdzie reaguje z metanem wytwarzanym przez bakterie w błocie na dnie jezior, w osadach morskich i jelitach roślinożernych, takich jak termity, krowy, a nawet od czasu do czasu wszystkożerne stworzenia, takie jak my. Lovelock powiedział NASA, że misja Wikingów nie znajdzie życia na Marsie tylko dlatego, że jego atmosfera, będąca głównie dwutlenkiem węgla, mówi wymownie o martwej planecie.

Ale krytyczny wgląd nie przyszedł mu do głowy, dopóki nie natknął się na zagadkowy fakt geologiczny, że proporcja tlenu w atmosferze ziemskiej przez ostatnie 300 milionów lat pozostawała w przybliżeniu stała na poziomie mieszkalnym. Kiedy zastanawiał się, jak mogłaby powstać ta niezłomność, zaskakujący pomysł uformował się w jego świadomym umyśle. Z pewnością, pomyślał, ilość tlenu w atmosferze powinna zmieniać się nieprzewidywalnie na długich odcinkach czasu geologicznego, ponieważ świeżo wytworzony tlen i metan pochłonęłyby się nawzajem w ciągu kilku dni, dając dwutlenek węgla i wodę? Właśnie wtedy w jego przenikliwym dociekliwym umyśle zrodziła się niesamowita świadomość. Być może życie było w jakiś sposób związane nie tylko z wytwarzaniem atmosferycznych gazów, ale także z regulowaniem ich obfitości, utrzymując je na poziomach odpowiednich dla życia przez długi czas. Lovelock wiedział aż nazbyt dobrze, jak organizmy wykonują podobne samoregulujące manewry we własnym ciele, utrzymując cały szereg substancji takich jak cukier we krwi i hormony na podtrzymujących życie poziomach pomimo różnego rodzaju stresów, zaburzeń i zakłóceń. Ośmielił się pomyśleć o tym, co nie do pomyślenia – że planeta jest w istocie ogromnym żywym organizmem z własną niezwykłą zdolnością do samoregulacji. Oto, jak on sam opisuje ten moment urzeczywistnienia:

Dla mnie osobiste objawienie Gai nastąpiło dość nagle – jak błysk oświecenia. Byłem w małym pokoju na ostatnim piętrze budynku w Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii. To była jesień 1965 roku… i rozmawiałem z koleżanką Diane Hitchcock o dokumencie, który przygotowywaliśmy… . W tym momencie przyszła mi do głowy niesamowita myśl. Atmosfera Ziemi była niezwykłą i niestabilną mieszanką gazów, ale wiedziałem, że jest ona stała w kompozycji przez dość długi czas. Czy to możliwe, że życie na Ziemi nie tylko tworzyło atmosferę, ale również ją regulowało – utrzymując ją w stałej kompozycji i na poziomie korzystnym dla organizmów?

Lovelock dokonał dwa zaskakujące spostrzeżenia. Wyglądało to tak, jakby był odkrywcą w dalekim kraju, który, chwiejąc się na nogach po odkryciu dzikiej, oświetlonej słońcem rzeki, spadającej w spektakularny wodospad, oniemiał z wrażenia widząc przez szczelinę między drzewami kolejną potężną kaskadę, pogrążającej się w wodzie, by przepaść w głębi lasu. Pierwszy wgląd polegał na tym, że życie regulowało skład atmosfery nad czasem geologicznym; drugim, logicznym rozwinięciem pierwszego było to, że życie musi również regulować temperaturę naszej planety.
Zauważył, że spostrzeżenia są opisane przede wszystkim bardzo ogólnie. Gaja (choć jeszcze nie spotkał się z tym imieniem) była "objawieniem" i "wspaniałą myślą". Sugeruje, że mogło to być głębokie doświadczenie, podobne do nawrócenia Leopolda w górach Nowego Meksyku, i rzeczywiście tak było, ale głębokie doświadczenie Lovelocka przybrało formę dwóch potężnych intuicji, które natychmiast przełożył na hipotezę naukową. Od tego momentu intuicyjne połączenie Lovelocka z Gają miało stopniowo wzrastać, podobnie jak powolny wzrost kryształów siarczanu miedzi w super nasyconym roztworze.

Podekscytowany zadziwiającą ideą żywej Ziemi, Lovelock próbował wyjaśnić swój pomysł kolegom z NASA, ale żaden z nich naprawdę nie rozumiał, o co mu chodzi. Szukał nazwy dla swojego wglądu i kapryśnie grał z możliwością nazywania go hipotezą BUST – "Biocybernetic Universal System Tendency” (Biocybernetyczna tendencja uniwersalnego systemu). Gdyby użył tej nazwy, idea samoregulującej się, żywej Ziemi mogłaby łatwo zaczepić się w głównym nurcie naukowym, ale wybrał przywołanie imienia nadanego przez Greków dla boskości Ziemi, która nie podobała się nauce. Jednak pewna wybitna uczona – Lynn Margulis, zareagowała z wielkim entuzjazmem, kiedy po raz pierwszy usłyszała o pomyśle Lovelocka. To amerykańska ewolucjonistka słynąca z dostarczenia przekonujących dowodów, że fuzja bakterii około 2000 milionów lat temu, dała początek złożonym komórkom, które znamy z dzisiejszych organizmów, takich jak ssaki i rośliny. Margulis pomogła Lovelockowi sformułować jego teorię z wieloma szczegółami o tym, jak drobnoustroje wpływają na atmosferę i inne cechy powierzchni naszej planety, ale nazwa "Gaja" dla pojęcia samoregulującej się Ziemi, została podana Lovelockowskiemu przez Williama Goldinga, człowieka nadzwyczaj zdolnego, który był nie tylko laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie literatury, ale także fizykiem i klasycznym uczonym.

Pewnego popołudnia w latach sześćdziesiątych James Lovelock i William Golding szli razem na pocztę w wiosce Bowerchalke w Wiltshire, gdzie obaj mieszkali. Idąc, Lovelock wyjaśnił Goldingowi swoją wizję samoregulacji Ziemi, a ten ostatni był głęboko pod wrażeniem idei naszej planety, jako wspaniałej żywej istoty. Czując, że to niezwykłe pojęcie ma wiele wspólnego ze starożytną grecką boskością Ziemi – z samą Gają – Golding powiedział Lovelockowi, że ten wielki pomysł potrzebuje odpowiednio sugestywnego imienia. Golding ostrożnie, wymówił słowo "Gaja" w otaczające powietrze, które wirowało pomiędzy dwoma przyjaciółmi jak tajemniczy słuchacz w drzwiach świadomości. Ziemia wstrzymała oddech, kiedy neurony w mózgu Lovelocka zaczęły się rozpalać, ponieważ w końcu była możliwość, że jej żywa obecność ponownie została rozpoznana przez kulturę, która właśnie w tym momencie bezmyślnie dewastowała jej wielkie, dzikie ciało. Ale Lovelock źle zrozumiał sugestię Goldinga, myśląc, że musi to odnosić się do wielkich "wirów", które wirują nad rozległymi obszarami oceanu i powietrza. Wspierany przez dziwne poczucie pilności, Golding spróbował jeszcze raz, wyjaśniając, że mówił o niczym innym niż starożytnej i niegdyś czczonej greckiej boskości Ziemi. Jeszcze raz słowo "Gaja" rozbrzmiewało w powietrzu między dwoma przyjaciółmi, ale tym razem Lovelock poprawnie zrozumiał imię i poczuł dziwne uczucie, że w końcu odnalazł nazwę, jakiej szukał. Być może jednak nie tylko Lovelock doświadczył rozkoszy, gdyż mogło być tak, że w tym samym czasie niezliczone drobnoustroje, wielkie wieloryby, płodne lasy deszczowe, szerokie niebieskie oceany, skały i powietrze, a nawet całość życia, wszyscy radowali się z tego, że ta chwila może w końcu zasygnalizować początek końca naszego przestarzałego, zabójczo obiektywizującego postrzegania Ziemi.