Γιατί οι οργανισμοί δεν είναι μηχανές
του: Stephen L. Talbott, Περιοδικό: New Atlantis, Φθινόπωρο 2010
Αν προσπαθήσετε να περιγράψετε τις διαδικασίες που συμβαίνουν στο ζωντανό κύτταρο, σε μια μάλλον πιο ζωντανή γλώσσα από ό,τι συνήθως απαντάται στη βιβλιογραφία της μοριακής βιολογίας — εάν δηλαδή προσπαθήσετε να εκφραστείτε σε μια γλώσσα που αντικατοπτρίζει την επιδεξιότητα και τη χάρη, τους καλά συντονισμένους ρυθμούς και την εντυπωσιακή χορογραφία φαινομένων όπως η έκφραση γονιδίων, οι καταρράκτες σηματοδότησης και η μιτωτική κυτταρική διαίρεση — είναι σχεδόν βέβαιο ότι θα ακούσετε μουρμούρες για το φλερτ σας με «απόκοσμες, μυστηριώδεις, μη φυσικές δυνάμεις». Είναι επίσης ενδεχόμενο να χαρακτηριστείτε «μυστικιστής» ή ακόμη και — δεν υπάρχει σχεδόν κανένα περισσότερο απαξιωτικός χαρακτηρισμός στη βιολογία σήμερα—«βιταλιστής».
Αυτή η μομφή αντικατοπτρίζει μια ορισμένη μακροχρόνια ευαισθησία μεταξύ των βιολόγων - μια ευαισθησία που αξίζει να ληφθεί σοβαρά υπόψη. Πρόσφατα ο χαρακτηρισμός αυτός μου αποδόθηκε - είναι αλήθεια, πολύ προσεκτικά και με ευγένεια - από έναν, πρώτης τάξεως μοριακό βιολόγο ως απάντηση στο προσχέδιο ενός κεφαλαίου από ένα βιβλίο που του είχα στείλει. Αφού περιέγραψε τις απόψεις μου ως «πολύ ενδιαφέρουσες, προκλητικές και αναγκαίες» και προτού προσφέρει την υποστήριξή του σε πολλά από αυτά που είχα να πω, εξέφρασε την εξής ανησυχία: «Ενώ διαφοροποιήστε ρητά από τον βιταλισμό, από το κείμενο σας, αναδύεται μια ατμόσφαιρα που λέει: Υπάρχει κάτι ιδιαίτερο στα έμβια όντα».
Να πω λοιπόν ότι κάτι τέτοιο το πιστεύω. Τα ζώα και τα φυτά απέχουν πολύ από τους βράχους και τα σύννεφα, καθώς και από τα αυτοκίνητα και τους υπολογιστές. Η ανάγκη να επισημανθεί αυτό σήμερα είναι μια από τις εκπληκτικές πτυχές του τρέχοντος επιστημονικού τοπίου. Είναι αλήθεια ότι η έννοια του «βιταλισμού» ήταν προβληματική στην ιστορία της βιολογίας, αλλά όχι λιγότερο από τον «μηχανικισμό». Τα δύο προβλήματα είναι στην πραγματικότητα διαβολικά συνυφασμένα. Ποτέ δεν θα μιλήσουμε ευθέως για τον βιταλισμό, αν δεν μιλήσουμε και για τον μηχανικισμό. Και μέχρι να αποσαφηνίσοημε τις σχετικές σύγχυσεις, έχουμε ελάχιστες ελπίδες για τη διεξαγωγή μιας ουσιαστικής συζήτησης, γύρω από πολλά από τα ζητήματα που φέρνουν σε αμηχανία τους βιολόγους σήμερα.
Θα διαπιστώσουμε, ωστόσο, ότι το "παπούτσι στην πραγματικότητα βρίσκεται στο άλλο πόδι": Είναι, δηλαδή, η συμβατική βιβλιογραφία της βιολογίας —και κυρίως η βιβλιογραφία της μοριακής βιολογίας— που είναι βουτηγμένη σε ένα είδος μυστικισμού ο οποίος, όπως πιστεύω, εμποδίζει την πρόοδο. Αυτό που απαιτείται είναι πολύ μεγαλύτερη αυστηρότητα στη χρήση της επιστημονικής ορολογίας. Και επιτρέψτε μου να προσθέσω ότι, προς όφελος μιας τέτοιας αυστηρότητας, θα αποφύγω όσο το δυνατόν περισσότερο τη χρήση διαβολικών όρων όπως «βιταλισμός» και «αναγωγισμός» — λέξεις που οι φιλόσοφοι της βιολογίας σήμερα γενικά απορρίπτουν ως πολύ ιδεολογικά επιβαρυμένες για να χρησιμοποιούνται ευρέως. Καλύτερο βρίσκω, να πει κανείς τι εννοεί χωρίς περιστροφές, παρά να εξαπολύει αδιακρίτως λεκτικά εκρηκτικά στο πεδίο της συζήτησης.
Καταθέτω, λοιπόν, ευθέως την ερώτησή μου: Είμαστε εσείς και εγώ μηχανές; Μπορούμε να αναλυθούμε, ως το παραμικρότερο συστατικό μας, σε ένα σύνολο μηχανισμών των οποίων η λειτουργία μπορεί να εξηγηθεί πλήρως με την αιτιοκρατική λειτουργία των φυσικοχημικών νόμων, ξεκινώντας από τα μέρη και προχωρώντας, προς το όλον; Μπορεί να φαίνεται έτσι, αν κρίνουμε από τις επίμονες διαβεβαιώσεις, εκείνων που το έργο τους είναι να κατανοούν τη ζωή.
Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η διακηρυγμένη εμμονή των βιολόγων είναι η επιστράτευση μηχανισμών κάθε είδους: «γενετικοί μηχανισμοί», «επιγενετικοί μηχανισμοί», «ρυθμιστικοί μηχανισμοί», «μηχανισμοί σηματοδότησης», «ογκογονικοί μηχανισμοί», «ανοσοποιητικοί μηχανισμοί», «μηχανισμοί κιρκάδιων ρυθμών», «μηχανισμοί επιδιόρθωσης DNA», «μηχανισμοί ωρίμασης RNA» και ακόμη και «μοριακοί μηχανισμοί πλαστικότητας». Η φράση «γενετικός μηχανισμός» αποδίδει πλέον πάνω από 25.000 επισκέψεις στο Google Scholar και ο αριθμός φαίνεται να αυξάνεται κατά εκατοντάδες κάθε τον μήνα. Αλλά καμία κυτταρική οντότητα ή διαδικασία δεν εξαιρείται: Όλες έχουν βαφτιστεί ή πρόκειται να βαφτιστούν ως «μηχανισμοί». Σε μια άτυπη ανάλυση τεχνικών εγγράφων που έχω συλλέξει, βρήκα κατά μέσο όρο 7,5 χρήσεις της λέξης μηχανισμός, ανά άρθρο, με τον αριθμό σε ένα μεμονωμένο άρθρο να κυμαίνεται από 1 έως 32. Κι αυτό, χωρίς να συμπεριλάβω συγγενικούς όρους, όπως οι όροι μηχανιστικός και μηχανή.
Το αξιοπερίεργο είναι ότι δεν έχω βρει, ως τώρα, κάποια δημοσίευση στη μοριακή βιολογία, στην οποία ο συγγραφέας θεώρησε απαραίτητο να ορίσει την έννοια του μηχανισμού ή κάποιου από τους σχετικούς όρους. Εάν το νόημα υποτίθεται ότι είναι προφανές, τότε μάλλον θα πρέπει να διαβάσουμε τις λέξεις με τον ευθύ και άτεγκτο τρόπο — όπως φαίνεται πράγματι να απαιτείται στην περίπτωση των μοριακών μηχανών, που προβάλλουν, ανενδοίαστα, το «ανθρώπινο μηχανουργείο» στο μοριακό επίπεδο. Άλλες χρήσεις, ωστόσο - όπως ο αιτιώδης μηχανισμός και η μηχανιστική εξήγηση - προφανώς μεταφέρουν κάτι περισσότερο από μια ιδέα νομιμότητας προς τους νόμους της φυσικής ή αιτιότητας, όπως π.χ. στην περίπτωση μιας ερευνητικής ομάδας η οποία αναφέρθηκε στις: «μηχανιστικές αντιλήψεις για τη διατήρηση του φαινοτύπου των κυττάρων μέσω διαδοχικών κυτταρικών διαιρέσεων». [1] Όποιοι και αν είναι οι σιωπηροί ορισμοί, είναι ξεκάθαρο ότι οι αλληλένδετες έννοιες του μηχανισμού και του φυσικού νόμου συνυπάρχουν στενά στο μυαλό των βιολόγων σήμερα και θεωρούνται κλειδιά για την κατανόηση των οργανισμών.
Αλλά εδώ έγκειται η μεγαλύτερη παραδοξότητα: Οι ίδιοι βιολόγοι περιγράφουν τον οργανισμό με έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο — τόσο διαφορετικό και όμως τόσο εύλογα αναπόδραστο για να απαιτούν, από κάθε στοχαστικό ερευνητή, κάποιο είδος συμφιλίωσης με τη μηχανιστική εικόνα. Το πρώτο πράγμα που θα σημειώσουμε σχετικά με αυτήν την εναλλακτική άποψη είναι η εξάρτησή της από μια γλώσσα που φτάνει πολύ πέρα από τη γλώσσα της φυσικής και της χημείας.
Τι αλλάζει με τον θάνατο;
Ο άνθρωπος του οποίου έχει πεθάνει το σκυλάκι, είναι ένας άνθρωπος ο οποίος γνωρίζει τη διαφορά ανάμεσα σε ένα ζωντανό ζώο και σε ένα νεκρό. Οι βιολόγοι σίγουρα το γνωρίζουν επίσης, αν και (περιέργως!) η διαφορά μεταξύ ζωής και θανάτου δεν εμφανίζεται συχνά και με ρητό τρόπο στην τεχνική βιβλιογραφία, παρότι υποτίθεται ότι χαρακτηρίζει τα έμβια όντα. Ίσως πιστεύετε ότι υπάρχει κάτι ελαφρώς ενοχλητικό σχετικά με το θέμα. Όμως, αν κοιτάξουμε με τον σωστό τρόπο, η βιολογική βιβλιογραφία μάς λέει ωστόσο τι γνωρίζει ο βιολόγος για το θέμα. Και είναι πρωτεύουσας σημασίας, ακόμα κι αν ο ίδιος θα προτιμούσε να μην το παραδεχτεί.
Σκεφτείτε πρώτα έναν ζωντανό σκύλο και μετά το πτώμα του σε αποσύνθεση. Τη στιγμή του θανάτου, όλες οι ζωντανές διεργασίες που κανονικά μελετά ο βιολόγος καταρρέουν. Το νεκρό σκυλί εξακολουθεί να υπόκειται στους ίδιους νόμους της φυσικής και της χημείας με το ζωντανό σκυλί, αλλά τώρα, με τη διακοπή της ζωής, βλέπουμε τους ίδιους νόμους να ισχύουν αυστηρά, εντός του πλαισίου τους, χωρίς ωστόσο να προβληματίζει ιδιαίτερα, τον επιστήμονα που μελετά το φαινόμενο της ζωής. Η δραματική αλλαγή της περιγραφικής γλώσσας του βιολόγου μας, καθώς μετατοπίζεται από το ζωντανό στο νεκρό σκυλί, μας λέει σχεδόν όλα όσα πρέπει να γνωρίζουμε.
Κανένας βιολόγος που λίγο πιο πριν μιλούσε για τη συμπεριφορά του ζωντανού σκύλου δεν θα μιλήσει τώρα με τον ίδιο τρόπο για τη «συμπεριφορά» του πτώματος. Ούτε θα αναφερθεί σε ορισμένες φυσικές αλλαγές στο πτώμα ως αντανακλαστικά, όπως δεν θα αναφέρει ποτέ τις αντιδράσεις του πτώματος στα ερεθίσματα ή τις λειτουργίες των οργάνων του ή τις διαδικασίες ανάπτυξης οι οποίες υφίστανται στους αποσυντιθέμενους ιστούς.
Ουσιαστικά η ίδια συλλογή μορίων υπάρχει στα κύτταρα του σκύλου κατά τις στιγμές αμέσως πριν και αμέσως μετά τον θάνατο. Αλλά μετά τη μοιραία μετάβαση κανείς δεν θα πιστεύει πλέον ότι τα γονίδια είναι ρυθμισμένα, ούτε θα αναφέρεται κανείς στην κανονική ή σωστή λειτουργία των χρωμοσωμάτων. Δεν θα ειπωθεί ότι δεν υπάρχει κανένα μόριο που καθοδηγεί άλλα, σε συγκεκριμένους στόχους, ούτε ότι δεν υπάρχει κάποιο μόριο που να μεταφέρει σήματα, καθώς άλλωστε, δεν υπάρχουν πλέον δομές που είναι ικανές να αναγνωρίζουν τα σήματα. Ο κώδικας, οι πληροφορίες και η επικοινωνία, με τη βιολογική τους έννοια, θα έχουν εξαφανιστεί από το λεξιλόγιο του επιστήμονα.
Το πτώμα δεν θα γίνει υπαίτιο σφαλμάτων στην αντιγραφή των χρωμοσωμάτων ή σε οποιαδήποτε άλλη διαδικασία, ούτε θα επιχειρήσει διόρθωση τη διόρθωσή τους ή την επισκευή των κατεστραμμένων μερών του. Γενικότερα, οι ιδέες του τραυματισμού και της επούλωσης θα απουσιάζουν. Τα μόρια δεν θα στρατολογήσουν άλλα μόρια για να επιτύχουν συγκεκριμένες εργασίες. Καμία δομή δεν θα κληρονομήσει χαρακτηριστικά από τις γονικές δομές με τον τρόπο που τα θυγατρικά κύτταρα κληρονομούν χαρακτηριστικά ή τάσεις από τους γονείς τους και κανείς δεν θα αναφέρει την πλαστικότητα ή την εξάρτηση από το πλαίσιο της προσαρμογής του πτώματος στο περιβάλλον του.
Ιδού μια άσκηση που αξίζει τον κόπο στον οποίο θα σας υποβάλλει: Προσπαθήστε να σκεφτείτε με όλους αυτούς τους τρόπους για το πτώμα του σκύλου. Η εμπειρία σας, ευθύς, θα σας φέρει αντιμέτωπους με τη διάκριση μεταξύ του σκύλου και αυτού που έχει απομείνει από αυτόν, μεταξύ δηλαδή μιας έμβιας ύπαρξης και μεταξύ μιας φυσικής διαδικασίας. Δεν είναι απαραίτητο να ντρέπεστε για την εμπειρία σας· ακόμη και ο πλέον καταρτισμένος βιολόγος, ανεξάρτητα από τις θεωρητικές κλίσεις του, στηρίζεται πολύ στις ίδιες έννοιες και διακρίσεις που κι εσείς αντιλαμβάνεστε. Λέξεις όπως αυτές που αναφέρθηκαν παραπάνω, σε τελική ανάλυση, είναι υφασμένες στην αποφασιστική επεξηγηματική μήτρα σχεδόν κάθε σύγχρονης εργασίας στη μοριακή βιολογία — αλλά όχι σε έγγραφα που αφορούν στις φυσικές επιστήμες.
Μερικές όψεις του ζώντος οργανισμού
 |
Στο συμβατικό μηχανιστικό μοντέλο, τα σηματοδοτικά μονοπάτια ήταν απλά, με μια ξεκάθαρη είσοδο στην αρχή της διαδρομής που οδηγούσε σε μια εξίσου καθαρή έξοδο στο τέλος. Όχι δηλαδή, όπως σήμερα που έχει γίνει αντιληπτό- όπως ανεκάλυψε μια ομάδα μοριακών βιολόγων στο Ελεύθερο Πανεπιστήμιο των Βρυξελλών - ότι τα μονοπάτια αυτά αλληλεπιδρούν και "συνομιλούν" μεταξύ τους.
Εδώ και πολλές δεκαετίες, οι ερευνητές παρέχουν στοιχεία που πιστοποιούν ότι ορισμένες πρωτεΐνες στερούνται σταθερής δομής ή είναι αποδιαταγμένες (ή ξεδιπλωμένες) υπό φυσιολογικές συνθήκες. Επιπλέον, οι ερευνητές έχουν δείξει ότι, για πολλές πρωτεΐνες, οι λειτουργίες τους εξαρτώνται από την αδόμητη και όχι από τη δομημένη κατάστασή τους. Αυτά τα αποτελέσματα έρχονται σε έντονη αντίθεση με τις προγενέστερες από εκατονταετίας, απόψεις, όπως η υπόθεση κλειδαριάς και κλειδιού. Παρά τα πολυάριθμα δεδομένα που αφορούν σημαντικά παραδείγματα, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών που σχετίζονται με ασθένειες, η σημασία της έλλειψης διατάξεως για τη λειτουργία των πρωτεϊνών έχει σε μεγάλο βαθμό αγνοηθεί. Πράγματι, από ό,τι γνωρίζουμε, τα τρέχοντα βιβλία βιοχημείας δεν παρουσιάζουν ούτε ένα αναγνωρισμένο παράδειγμα λειτουργίας που απορρέει από την έλλειψη τάξης, παρόλο που ορισμένες αναφορές λειτουργιών οι οποίες εξαρτώνται από την έλλειψη τάξης, έχουν διατυπωθεί περισσότερο από πενήντα χρόνια πριν.[16]
είναι γνωστό ότι εμπλέκεται δραστήρια στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης (τόσο την κωδικοποιούσα πρωτεΐνες, όσο και στη μη κωδικοποιούσα πρωτεΐνες) σε όλα τα επίπεδα οργάνωσης των ζώων, δημιουργώντας εξαιρετικά πολύπλοκες ιεραρχίες αλληλεπιδρούντων ελέγχων. Σε αυτούς περιλαμβάνεται η τροποποίηση χρωματίνης και η σχετιζόμενη με αυτήν επιγενετική μνήμη, η μεταγγραφή, η εναλλακτική συρραφή, η επεξεργασία του RNA, η μετάφραση του mRNA, η ρύθμιση της σταθερότητάς του, σχετική επιγενετική μνήμη, μεταγραφή, εναλλακτικό μάτισμα, τροποποίηση RNA, επεξεργασία RNA, μετάφραση mRNA, σταθερότητα RNA και η μεταγωγή και διακίνηση κυτταρικού σήματος.[18]
Είναι αλήθεια ότι το RNA φαίνεται να βάζει το χέρι του, σχεδόν σε όλες τις κυτταρικές διαδικασίες. Και όμως, άλλοι σκέφτονται τα μονοπάτια σηματοδότησης ως τους αποφασιστικούς, συνολικούς ολοκληρωτές: «Γίνεται όλο και πιο προφανές ότι οι οδοί κυτταρικής σηματοδότησης ελέγχουν τα προγράμματα έκφρασης γονιδίων σε πολλαπλά επίπεδα, από τη μεταγραφή έως την επεξεργασία RNA και τελικά την παραγωγή πρωτεΐνης».[19] Για άλλους, η χρωματίνη γενικά και το νουκλεόσωμα ειδικότερα κατέχουν σαφή πλεονεκτική θέση. Η χρωματίνη, καθώς δομείται από νουκλεοσώματα, «αφηγείται» την ιστορία του γονιδιώματος με πιο συνεκτικό τρόπο χωρίς να παρακάμπτει τα σημαντικά χαρακτηριστικά. Οι καλά καθορισμένες, προγνωστικές υπογραφές χρωματίνης προσφέρουν ένα κομψό πλαίσιο για τη συνολική χαρτογράφηση όλων των λειτουργικών στοιχείων στο ανθρώπινο γονιδίωμα.»[20]
Υπάρχουν και άλλες δυνατότητες, όπως η πολύπλοκη ρύθμιση της μετάφρασης πρωτεϊνών.[21] Ακόμη και η περίτεχνα αρθρωμένη, πλούσια σε πληροφορίες και πολύ συχνά παραμελημένη αρχιτεκτονική μεμβρανών του κυττάρου μπορεί να θεωρηθεί ότι παίζει ζωτικό ρόλο στην οργάνωση και στη δόμηση της δραστηριότητας του κυττάρου:
Η κυτταρική οργάνωση γενικώς, και η διαμεσολαβούμενη από τη μεμβράνη διαμερισματοποίηση ειδικότερα, αποτελούν το βιολογικό «νόημα» οποιασδήποτε νεοσυντιθέμενης πρωτεΐνης (και επομένως γονιδίου), η οποία είτε στοχεύεται σωστά, εντός του πλαισίου της κυτταρικής διαμερισματοποίησης είτε καταδικάζεται γρήγορα σε ταχεία καταστροφή - κυτταρική "ζημιά"-(mischief). Στο επίπεδο της εμπειρικής υλικότητας των πραγματικών κυττάρων, τα γονίδια «εμφανίζονται» ως ασαφείς πόροι…. Αν ποτέ χαθεί η οργάνωση της κυτταρικής μεμβράνης, ούτε «όλα τα άλογα του βασιλιά και όλοι οι άντρες του βασιλιά» ούτε οποιαδήποτε ποσότητα DNA θα μπορούσαν να την επανασυνθέσουν.[22]
Είναι πιθανό, ότι ανεξάρτητα από την οπτική με την βλέπουμε τον οργανισμό, μια εις βάθος εποπτεία του, θα απέδιδε μια άποψη για το σύνολό του, με τον ίδιο τρόπο με τον οποίο κάθε πρόταση ενός βαθυστόχαστου και συνεκτικού κειμένου, ή κάποια σκηνή μιας Ελληνικής τραγωδίας, όταν κανείς εισδύσει εις βάθος, του αποκαλύπτει το νόημα του συνόλου. Ταυτόχρονα, καμιά μεμονωμένη θεώρηση δεν παρέχει μια ολοκληρωμένη ή πλήρως ικανοποιητική περιγραφή του συνόλου. Δεν υπάρχει μια «σωστή» εστίαση για τον βιολόγο· αντ' αυτής ανακαλύπτουμε πολυάριθμες συμπληρωματικές προοπτικές.
Ο οργανισμός δεν είναι μια μηχανή
Μπορούμε τώρα να επιστρέψουμε στην ενασχόληση των βιολόγων με τη μηχανιστική ορολογία. Δεδομένης της αντίθεσης μεταξύ της πανταχού παρούσας, στη βιβλιογραφία, προσφυγής στους μηχανισμούς, από τη μια πλευρά και των πραγματικών ιδιοτήτων των οργανισμών, οι οποίες αποκαλύπτονται από τη γλώσσα της βιολογικής περιγραφής, από την άλλη, η έλλειψη ειλικρίνειας από τους ερευνητές σχετικά με το τι εννοούν με τον όρο «μηχανισμός» είναι αξιοσημείωτη. Σε τελική ανάλυση, δεν υπάρχει καμία προφανής ομοιότητα μεταξύ μιας ραπτομηχανής ή ενός ρολογιού ή οποιασδήποτε άλλης μηχανής και, ας πούμε, ενός περιστρεφόμενου, χειρονομούντος χρωμοσώματος (σ.μ. μήπως, με αυτήν την ποιητική εικόνα, ο συντάκτης αναφέρεται στις κινήσεις των χρωμοσωμάτων προκειμένου να συναφθούν; ίσως στη "συνομιλία" τους και στην προσέγγισή τους, κατά την έκφραση γονιδίων τους τα οποία μετέχουν στο ίδιο έργο;) — ή, εν προκειμένω, μιας γάτας που καταδιώκει ένα ποντίκι.
Εδώ παρατίθεται ένας άλλος τρόπος για να σκεφτούμε πάνω στην ακαταλληλότητα της γλώσσας των μηχανισμών, για την περιγραφή της ζωής. Το τυπικό ζωντανό κύτταρο είναι 75-80 τοις εκατό νερό. Οι κύριες δραστηριότητές του είναι οι ροές. Ακόμη και τα μέρη που έχουμε διδαχθεί (από τις φωτογραφίες και τα σχέδια των σχολικών βιβλίων) να αντιλαμβανόμαστε ως σταθερές δομές στην πραγματικότητα παγιδεύονται σε ροές. Αλλά και τα ίδια, στον έναν ή στον άλλο βαθμό αποτελούν ρευστά. Για παράδειγμα, ο νηματοειδές κυτταροσκελετός χάρη στον οποίο αποκτά έναν βαθμό ακαμψίας προκειμένου να διατηρήσει τη μορφή του «δεν είναι μια σταθερή δομή της οποίας η λειτουργία μπορεί να γίνει κατανοητή μεμονωμένα. Μάλλον, είναι μια δυναμική και προσαρμοστική δομή της οποίας τα πολυμερή που το συνιστούν και οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες βρίσκονται σε συνεχή ροή».[23]
Επιπλέον, οι σχετικά σταθερές δομές του οργανισμού είναι οι ίδιες το αποτέλεσμα της ροής, όχι η τελική αιτία της. Το αγαπημένο μου παράδειγμα προέρχεται από τον συνάδελφό μου στο Nature Institute, Craig Holdrege:
Προτού η καρδιά [στο ανθρώπινο έμβρυο] αναπτύξει τοιχώματα (διαφράγματα) που χωρίζουν τις τέσσερις κοιλότητες μεταξύ τους, το αίμα ρέει ήδη σε δύο διακριτά «ρεύματα». Το αίμα που ρέει μέσω της δεξιάς και της αριστερής πλευράς της καρδιάς δεν αναμειγνύεται, αλλά ρέει και κυκλώνει το ένα το άλλο, ακριβώς όπως δύο ρεύματα σε ένα σώμα νερού. Στη «ζώνη ακίνητου νερού» μεταξύ των δύο ρευμάτων, σχηματίζεται το διάφραγμα που χωρίζει τις δυο κοιλότητες. Έτσι, η κίνηση του αίματος δίνει τις παραμέτρους για την εσωτερική διαφοροποίηση της καρδιάς, καθώς ανακατευθύνει η ίδια τη ροή του αίματος.[24]
Προσπαθώντας να συλλάβουμε τον οργανισμό ως ολότητα
• Η ιδιόρρυθμη ενότητα του όλου και του μέρους: Η μορφή, η ύπαρξη και οι δραστηριότητες των μερών εξαρτώνται και προκύπτουν από — και υπό μια έννοια προκαλούνται από — το σύνολο, το οποίο επομένως εκφράζεται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο μέσω του κάθε μέρους του. Αυτό μοιάζει πολύ με τη σχέση μεταξύ μεμονωμένων λέξεων και του πλαισίου τους — κάτι που δεν προκαλεί έκπληξη, αφού η γλώσσα αποτελεί, και η ίδια ,έκφραση της οργανικής ζωής.• Σχέσεις σκοπιμοθηρίας (means end): Οι βιολογικές δραστηριότητες πραγματοποιούνται σαν να γίνονται «επί σκοπού» ή «για χάρη» κάποιου σκοπού. Ο οργανισμός «στοχεύει» να αναπτυχθεί και να συντηρηθεί ως ένα ον με τον δικό του ιδιαίτερο χαρακτήρα. (Χρησιμοποιώ εισαγωγικά εδώ, επειδή όλες οι πλευρές συμφωνούν ότι η κατευθυνόμενη όψη της βιολογικής δραστηριότητας θα πρέπει να διακρίνεται από τον ενσυνειδητό ανθρώπινο σκοπό, ακόμα κι αν αυτός ο σκοπός θεωρείται ως μια εσκεμμένη αυτογνωσία που εκφράζει, μη αντανακλαστικά, τη σοφία του σώματος.)• Το αμοιβαίο παιχνίδι αιτίας και αποτελέσματος: Τα αποτελέσματα δεν είναι απλώς αποτελέσματα, αλλά μπορούν ταυτόχρονα να αλληλεπιδράσουν με τις αιτίες που τα προκαλούν. Ή, όπως το θέτει ο Καντ, τα μέρη «θα πρέπει να συνδυάζονται έτσι στην ενότητα ενός συνόλου ώστε και τα δυο να αποτελούν, με αμοιβαίο τρόπο, το καθένα, το αίτιο, αλλά και το αποτέλεσμα της μορφής του άλλου».[29] Κάθε ένας από τους δυο πόλους (σ.μ. εννοεί το όλον και το μέρος) πόλος δεν είναι «αντίθετος» του άλλα, αλλά αναγκαστικά υπονοείται στον άλλο. Κάθε πόλος αποκτά υπόσταση, μόνον λόγω της υποστάσεως του άλλου. Συνεπώς, κανείς τους δεν αποτελεί μονομερή αιτία του άλλου. Και για να δώσω, ένα αρχετυπικό παράδειγμα, καθώς το έμβρυο πολώνεται σε πρόσθιο και οπίσθιο, κάθε πόλος δεν είναι μόνο «αντίθετος» του άλλου, αλλά αναγκαστικά υπονοείται στον άλλο. Κάθε πόλος σχηματίζεται σωστά μόνο λόγω του σχηματισμού του άλλου. Κανένα από τα δύο δεν αποτελεί μονομερή αιτία του άλλου.
Και τα τρία αυτά χαρακτηριστικά μπορούν να διατυπωθούν, τελικώς, από τη μάλλον απλούστερη δήλωση ότι σε κάθε οργανισμό υπάρχει ένας σημαντικός συντονισμός των δραστηριοτήτων του, που τον καθιστά μια λειτουργική και αυτοσυντηρούμενη ενότητα η οποία εμπλέκεται σε μια ευέλικτη απόκριση στα απείρως ποικίλα ερεθίσματα του περιβάλλοντός του. Δυνάμει αυτού του συντονισμού, κάθε τοπική ή μερική δραστηριότητα εκφράζει το μερίδιό της στον διακριτό χαρακτήρα του συνόλου. Η ικανότητα του οργανισμού να επιδιώκει τους δικούς του σκοπούς μέσα σε ένα διαρκώς μεταβαλλόμενο πλαίσιο σημαίνει ότι οι αιτιώδεις σχέσεις γίνονται ρευστές και διαχέονται, στερούμενες οποιασδήποτε σταθερότητας. Υποτάσσονται διαρκώς ή τίθενται σε υπηρεσία του οργανισμού του ως συνόλου.
Αναμφίβολα υπάρχουν πολλές προκλήσεις προκειμένου να κατανοήσουμε πώς συμβαίνει αυτό· πολλά ζητήματα που πρέπει να διευκρινιστούν, ίσως ακόμη και η ανάγκη της επινόησης μιας νέας γλώσσας. Αλλά το σημείο εκκίνησης αυτής της προσπάθειας είναι σαφές: ο έλεγχος που ασκεί το πλαίσιο επί των επιμέρους τμημάτων του, που τόσο συχνά αναφέρεται στην τρέχουσα βιβλιογραφία, μπορεί να παρατηρηθεί σε κάθε επίπεδο· είτε αναφερόμαστε στον οργανισμό, είτε στο κύτταρο ή στο χρωμόσωμα. Το είδος της ολότητας που πρέπει να αναλογιστούμε καταδείχθηκε καλά από τον παθολόγο A.E. Boycott στην προεδρική ομιλία του στο τμήμα παθολογίας της Royal Society of Medicine, πριν από περίπου ογδόντα χρόνια:
Γενικά αντιλαμβανόμαστε το αίμα ως κάτι που κυκλοφορεί στο σώμα μας, ώστε να φέρνει τροφή στους ιστούς, να απομακρύνει τα εκκρίματά τους και να συμβάλλει στην επικοινωνία τους. Ωστόσο, μπορούμε επίσης να το αναλογιστούμε - και σε μερικές περιπτώσεις μάλιστα με περισσότερο αποδοτικό τρόπο - ως έναν ιστό ή όργανο του οποίου η κύρια δουλειά είναι να είναι ο εαυτός του και να διατηρεί τη δική του ατομικότητα. Το αίμα έχει βεβαίως μια συγκεκριμένη δομή και μια συγκεκριμένη οργανική και ανόργανη που είναι χαρακτηριστικές της υπόστασής του. Και δείχνει ότι διαθέτει μια έξοχη αποκαταστατική απόκριση στον τραυματισμό, που είναι και το κύριο αντικείμενο της παθολογίας. Εντός, συγκριτικά στενών ορίων φυσικών διακυμάνσεων ο όγκος του αίματος, η συγκέντρωση των ερυθρών αιμοσφαιρίων, το pH του κ.ο.κ. διατηρούνται σε σταθερά επίπεδα. Αν και σχεδόν κάθε ουσία που εισέρχεται ή εξέρχεται από τον οργανισμό μας περνάει τη μια ή την άλλη στιγμή, στο αίμα, η σύνθεσή του παραμένει σχεδόν σταθερή, και αυτό το μεμονωμένο χαρακτηριστικό μας δίνει τη δυνατότητα να έχουμε «φυσιολογικά» πρότυπα αιμοσφαιρίνης, ερυθρών αιμοσφαιρίων, κ.τ.λ. Όλη η εμπειρία δείχνει, επίσης, ότι είναι πολύ δύσκολο πειραματικά να προκύψουν αποκλίσεις από αυτές τις κανονικές τιμές περισσότερο από φευγαλέου χαρακτήρα, και, ότι κάτω από μια μεγάλη ποικιλία περιστάσεων το αίμα επιμένει να παραμένει ως έχει.[30]
«Επιμένει στο να παραμένει ο εαυτός του». Η φράση μπορεί να ηχεί παράξενα, ως προς τις σύγχρονες επιστημονικές ευαισθησίες. Δεν είναι όμως και η μόνη. Όμως οι λογικές ερμηνείες της, όπως θα δούμε, έχουν διατυπωθεί εδώ και καιρό.
Κάτι περισσότερο, από το άθροισμα των μερών του
Μεταβλητότητα των μερών, εντός ενός πλαισίου σχετικής σταθερότητας ενός καλώς οργανωμένου συνόλου, που προσπαθεί να παραμείνει το ίδιο: Αυτό ήταν το κεντρικό θέμα ενός από τους πιο εξέχοντες και πλέον αδίκως παραγνωρισμένους επιστήμονες του περασμένου αιώνα. Κατά γενική ομολογία ο Paul Weiss, ήταν ένας διακεκριμένος κυτταρικός βιολόγος, με αδιάληπτο ερευνητικό έργο, από τη δεκαετία του 1920 έως τη δεκαετία του 1970, οπότε του απονεμήθηκε το Εθνικό Μετάλλιο της Επιστήμης. Ήταν πρωτοπόρος στην επινόηση πολλών τεχνικών ιστοκαλλιέργειας, ενώ επέδειξε σημαντικό έργο στη νευροβιολογία, στη μορφογένεση, στην αναγέννηση άκρων και των νεύρων και στη διαφοροποίηση των κυττάρων. Τα βραβεία και οι διακρίσεις του ήταν πολλές.
Πριν έρθει στην Αμερική, ο Weiss έλαβε μια εκπαίδευση «παλιάς σχολής» στην Αυστρία, γεγονός που μπορεί να εξηγεί ότι γνώριζε ορισμένα ζητήματα, πέραν της βιολογίας από την αρχή της καριέρας του. "Επιστήμονας των επιστημόνων" όσον αφορά τη μαθηματική, πειραματική και παρατηρητική του αυστηρότητα, δεν μπορούσε να μην προσέξει την ύπαρξη μια οργανικής συμπεριφοράς που δεν ταίριαζε στα επικρατούντα μηχανιστικά μοντέλα. Για παράδειγμα, τα ισχυρά επιχειρήματά του κατά της γονιδιοκεντρικής κατανόησης του οργανισμού, τα οποία θα αγγίξουμε παρακάτω, βασίστηκαν στα πιο σημαντικά δεδομένα της παρατήρησης και στην πιο ξεκάθαρη και αδιαμφισβήτητη συλλογιστική — και ήταν επιχειρήματα που σήμερα θα γίνονταν ευρέως αποδεκτά. Αλλά εκείνη την εποχή ήταν μια φωνή στην έρημο. Η σχεδόν αλαζονική αυτοπεποίθηση των μοριακών βιολόγων, που βασιζόταν στη βαθιά φιλοσοφική δέσμευση τους, στην επεξηγηματική ηγεμονία του γονιδίου, τους εμπόδισε να δεχτούν τα επιχειρήματά του. Αλλά τώρα, αν δεν κάνω λάθος, υπάρχει εκ νέου ενδιαφέρον για το τι είχε να πει αυτός ο μάλλον χαμηλών τόνων οξυδερκής προφήτης.
 |
| Ηλεκτρονική μικρογραφία τομής βλεφαριδοφόρου. Από το άρθρο του Weiss, From Cell to Molecule |
Ο Weiss δείχνει επανειλημμένα στις διάφορες αναλύσεις του ότι οι μηχανικές δυνάμεις, οι φυσικές διαστάσεις ή οι αλληλεπιδράσεις - ένα προς ένα - στο επίπεδο των επιμέρους τμημάτων ενός οργανισμού, δεν αρκούν για να καθορίσουν τη συνοχή της μορφής στην οποία έχουν συναρμοστεί τα τμήματα αυτά. Δεν μπορούμε να συγκρίνουμε τη διάταξη των βλεφαρίδων, που παρουσιάζει η μικρογραφία, με τον τρόπο με τον οποίο τα άκαμπτα και με ακρίβεια διατεταγμένα τούβλα τοποθετούνται σε ένα σχέδιο το οποίο απορρέει από τη μορφή τους. Αντίθετα, όπως το θέτει ο Weiss, βλέπουμε «ορισμένους συγκεκριμένους κανόνες τάξης» οι οποίοι «ισχύουν για τη δυναμική ολόκληρου του συστήματος… που αντικατοπτρίζεται στην τάξη του συνολικού αρχιτεκτονικού σχεδιασμού, η οποία δεν μπορεί να εξηγηθεί με βάση την υποκείμενη τάξη των επιμέρους τμημάτων. [32]
Το ίδιο περίπου ισχύει και για τα πολυδύναμα κύτταρα του πολύ νεαρού εμβρύου. Ένα δεδομένο κύτταρο μπορεί να μετακινηθεί από το ένα μέρος στο άλλο, με αποτέλεσμα μια εντελώς διαφορετική μοίρα για αυτό το κύτταρο στον αναπτυσσόμενο οργανισμό. Αυτό που θα μπορούσε να ήταν μέρος ενός χεριού γίνεται μέρος του ποδιού. Αυτό δείχνει ότι η μοίρα του κυττάρου καθορίζεται «καθ' οδόν»: μια κυβερνητική δυναμική διαχειρίζεται κάθε επιμέρους τμήμα, σύμφωνα με τις ανάγκες του συνολικού σχεδίου. Οι αναπτυσσόμενες σχέσεις μεταξύ των μεμονωμένων κυττάρων είναι περισσότερο αποτέλεσμα παρά αιτία της τάξης του συνόλου.
Εκτός από τον πλήρη εξοπλισμό του, με «γενετικές πληροφορίες», κάθε κύτταρο χρειάζεται ακόμα πρόσθετες «τοπικές πληροφορίες» που προέρχονται από τη δομή της συλλογικής μάζας, σημειώνει ο Weiss. Πώς διαφορετικά θα μπορούσε οποιαδήποτε μονάδα να γνωρίζει ακριβώς ποιο ακριβώς μέρος των πληροφοριών θα αξιοποιήσει στη συγκεκριμένη θέση στην οποία βρίσκεται, προκειμένου να συμμορφωθεί με τον συνολικό αρμονικό σχεδιασμό του προγράμματος; Αν αφεθούν αποκλειστικά στην τύχη τους, τα μεμονωμένα κύτταρα και το παγιδευμένο γονιδίωμά τους θα ήταν τόσο ανίκανα να παραγάγουν ένα αρμονικό μοτίβο ανάπτυξης όσο και ένα πιάνο με πλήρες πληκτρολόγιο θα μπορούσε να εκτελέσει μια μελωδία, απουσία ενός πιανίστα.[33]
Είναι κρίσιμο να συνειδητοποιήσουμε τι δεν μας λέει ο Weiss. Δεν μας λέει ότι οι νόμοι της φυσικής παραβιάζονται κατά τη διαμόρφωση οργανικών προτύπων. Ο ίδιος πέρασε πολλά χρόνια διευκρινίζοντας το παιχνίδι των φυσικών δυνάμεων σε τέτοιες καταστάσεις. Αυτό το οποίο υπόκειται σε συντονισμό δεν είναι τίποτε άλλο, πέρα από αυτό το παιχνίδι δυνάμεων. Η άποψή του είναι ότι, ανεξάρτητα από το επίπεδο που αναλύουμε, από τα μακρομοριακά σύμπλοκα, τα οργανίδια, τα κύτταρα, τους ιστούς, τα μεμονωμένα όργανα, ως τον οργανισμό ως σύνολο, βρίσκουμε την ίδια αρχή: δεν μπορούμε να ανακατασκευάσουμε το πρότυπο σε κανένα επίπεδο δραστηριότητας, ξεκινώντας από τα μέρη και τις αλληλεπιδράσεις σε αυτό το επίπεδο. Υπάρχουν πάντα αρχές οργάνωσης που πρέπει να τις δούμε να λειτουργούν από ένα ευρύτερο σύνολο στα μέρη του.
Παρά τις αμέτρητες διεργασίες που συμβαίνουν στο κύτταρο, και παρά το γεγονός ότι κάθε διαδικασία μπορεί να αναμένεται να «παίρνει τον δρόμο της» σύμφωνα με τους μυριάδες παράγοντες που την επηρεάζουν από όλες τις κατευθύνσεις, το πραγματικό αποτέλεσμα είναι αρκετά διαφορετικό. Αντί οι αμοιβαίες σχέσεις τους να αποδιοργανώνονται (όπως συμβαίνει πράγματι, μετά την έλευση του θανάτου, οπότε το σύνολο διαλύεται στα ξεχωριστά μέρη του) οι διαδικασίες συγκροτούν μια ευρύτερη ενότητα. Η συμπεριφορά του συνόλου «είναι απείρως λιγότερο μεταβλητή, από τη μια στιγμή στην άλλη, σε σχέση με τις στιγμιαίες δραστηριότητες των μερών του»:
Τα μικρά μόρια μπαίνουν και βγαίνουν από τα κύτταρα, τα μακρομόρια διασπώνται και αντικαθίστανται, τα σωματίδια χάνουν και αποκτούν μακρομοριακά συστατικά, διαιρούνται και συγχωνεύονται και όλα τα μέρη κινούνται τη μία ή την άλλη στιγμή, απρόβλεπτα, έτσι ώστε να είναι ασφαλές να λεχθεί, σε καμία στιγμή η "ιστορία" ενός δεδομένου κυττάρου - και πολύ λιγότερο τα συγκρίσιμα στάδια διαφορετικών κυττάρων - θα επαναλάβουν ακριβώς τον ίδιον αστερισμό γεγονότων που συμβαίνουν στα μέρη τους... Αν και τα μεμονωμένα μέλη του πλήθους των μορίων και των σωματιδίων έχουν μεγάλο βαθμό ελευθερίας στη συμπεριφορά τους προς τυχαίες κατευθύνσεις, εν όλω αποτελούν ένα σύστημα που περιορίζει αυτούς τους βαθμούς ελευθερίας, ώστε η συμπεριφορά τους να συγκλίνει προς ένα μη τυχαίο αποτέλεσμα. Χάρη σε αυτό η κατάσταση του συνόλου του πλήθους τους, διατηρείται σχετικά αμετάβλητη.[34]
Έτσι, θα μπορούσαμε να πούμε ότι ένας δεδομένος τύπος κυττάρου (ή ιστού, ή οργάνου ή οργανισμού) επιμένει να διατηρεί τη δική του αναγνωρίσιμη ταυτότητα με «παράλογη» επιμονή.
Καταλήγοντας, το κύτταρο ή ο οργανισμός, είναι κάτι περισσότερο από το άθροισμα των μερών του. Είναι σαν να υπάρχει μια δραστήρια, συντονιστική υπηρεσία που λαμβάνει υπόψη της, όλες τις επιμέρους διαδικασίες και τις πειθαρχεί, ώστε να παραμένουν προσαρμοσμένες στην ευρύτερη ενότητα. Ο συντονισμός, η τακτοποίηση, η συνεχής υπέρβαση των κατά τα άλλα άτακτων επιδράσεων που ασκεί το περιβάλλον, ώστε το σύνολο να διατηρεί έναν ιδιαίτερο χαρακτήρα, ή οργανωμένη υπόσταση που εκφράζονται με μοναδικό και διαφορετικό τρόπο, από τα άλλα έμβια όντα, αυτό είναι το "κάτι περισσότερο" του οργανισμού που δεν μπορεί να προκύψει, από την απλή άθροιση των διακριτών μερών του. Η τάξη διατηρείται και ο πυρήνας από το οποίο απορρέει - αυτός ο πυρήνας που είναι, κάτι περισσότερο από το άθροισμα των μερών του - δεν μπορεί να είναι μόνον ένα ή μερικά από τα μέρη που το συναποτελούν. Όταν ο οργανισμός πεθαίνει, όλα τα μέρη του είναι παρόντα· το σύνολό τους, όμως απουσιάζει...
Ανιμιστικές Παρορμήσεις στη Βιολογία
Σκεφτείτε επίσης το DNA και την τεράστια ποικιλία πρωτεϊνών και άλλων μορίων που πρέπει να συνεργάζονται μαζί του σε όλη την κλίμακα των λειτουργιών του. Ένα μόριο DNA, από μόνο του, είναι άνευ νοήματος για τον οργανισμό· δεν μπορεί να κάνει τίποτα. Όπως έγραψε κάποτε ο βιολόγος του Χάρβαρντ, Richard Lewontin, είναι «ένα νεκρό μόριο, ανάμεσα στα περισσότερο χημικώς αδρανή μόρια στον έμβιο κόσμο»[35] δικαιοδοσία της δικής του δομής. Ή, με τα λόγια του Weiss: «Η ζωή είναι μια δυναμική διαδικασία. Λογικά, τα στοιχεία μιας διεργασίας μπορεί να είναι μόνο στοιχειώδεις διεργασίες, και όχι στοιχειώδη σωματίδια ή άλλες στατικές μονάδες».[36]
Ωστόσο μπορεί να αναρωτηθούμε: Καλά, δεν είναι όμως όλα τα μόρια που εμπλέκονται στις διαδικασίες της ζωής, φιαγμένα κατ' εντολήν του DNA;
Στην πραγματικότητα, όχι. Πρώτον, όπως μόλις ελέχθη, το DNA από μόνο του δεν μπορεί να κάνει τίποτα. Δεύτερον, πολλά κρίσιμα μόρια που διαμορφώνουν τη λειτουργία του κυττάρου, συμπεριλαμβανομένων των λιπιδίων και των υδατανθράκων, δεν προέρχονται από το DNA. Αυτό μας υπενθυμίζει ότι η κεντρική λειτουργία του μεταβολισμού - ο μετασχηματισμός των θρεπτικών συστατικών στο κύτταρο - δεν ελέγχεται, υπό καμία ρεαλιστική έννοια, από το DNA. Το αντίστροφο είναι εξίσου αληθινό. Οι μεταβολικές διεργασίες στέλνουν σήματα στο DNA όταν ζητούνται οι υπηρεσίες του. Τρίτον, οι πρωτεΐνες και τα μη κωδικοποιητικά RNA που προέρχονται από το DNA τροποποιούνται εκτενώς και σημαντικά από διεργασίες στο κυτταρόπλασμα, έτσι ώστε οι λειτουργίες τους να εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από αυτές τις τροποποιήσεις. Τέταρτον, τα ένζυμα και άλλες πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για τη μεταγραφή του DNA σίγουρα δεν μπορούν να περιγραφούν ως απλά «προϊόντα» του DNA, επειδή δεν παράγονται ποτέ χωρίς να υπάρχουν ήδη για να βοηθήσουν στην πραγματοποίηση της παραγωγής. Και πέμπτον, το DNA, μακράν από το να είναι υπεύθυνο για τα πάντα στο κύτταρο, είναι από μόνο του - κατά μια σημαντική έννοια - ευθύνη του κυττάρου, το οποίο περνά μέσα από ένα μπαλετικό δράμα ελάχιστα κατανοητής πολυπλοκότητας, προκειμένου να αντιγράψει και να διατηρήσει αυτό το ζωτικής σημασίας μόριο.
Εν κατακλείδι: Όλα τα συστατικά του κυττάρου, συμπεριλαμβανομένου του DNA, προέρχονται από το κύτταρο και τον οργανισμό συνολικά.
Να πούμε, όπως έκανε κάποτε ο νομπελίστας Max Delbrück, ότι το DNA θα μπορούσε να συλληφθεί με τον τρόπο του Αριστοτέλη στο Πρώτο Αίτιο και στο Κινούν Ακίνητο, αφού «δρα, δημιουργεί μορφή και ανάπτυξη, χωρίς να αλλάζει κατά την πρόοδο της διαδικασίας. [37] — αυτό είναι ένα συναρπαστικό τυφλό σημείο, ένα τυφλό σημείο που στον ένα ή τον άλλο βαθμό κυριάρχησε σε ολόκληρη την εποχή της μοριακής βιολογίας μέχρι το γύρισμα του τρέχοντος αιώνα. Ωστόσο, είχε ήδη αναγνωριστεί και επισημανθεί από τον Γερμανό βοτανολόγο Fritz Noll το 1903, ο οποίος υποστήριξε πώς (με την παράφραση του E.S. Russell) «οι κύριοι θεωρητικοί προσπάθησαν να λύσουν το πρόβλημα της ανάπτυξης υποθέτοντας μια υλική και σωματιδιακή βάση (το σημερινό «γονίδιο»), χωρίς ωστόσο να επιχειρήσουν να εξηγήσουν, πώς η απλή παρουσία υλικών στοιχείων θα μπορούσε να ασκήσει ελεγκτική επιρροή στην ανάπτυξη. Αναγκάστηκαν να αποδώσουν σε τέτοιες αφηρημένες υλικές μονάδες ιδιότητες και δυνάμεις, τις οποίες θα δίσταζαν να πιστώσουν στο κύτταρο ως σύνολο».[38]
Ο Weiss τονίζει πολύ το ίδιο σημείο: επειδή δεν υπάρχει δυνατός τρόπος να κατανοήσουμε με σφαιρικό τρόπο, τα γονίδια και τη μυριάδα των συνοδών μορίων τους - παραμένοντας στο επίπεδό τους, οι ερευνητές «απλώς απένειμαν στο γονίδιο την ικανότητα του αυτόματου ελέγχου, τη δύναμη να «υπαγορεύει, [39] Και σήμερα, θα μπορούσε να προσθέσει κανείς, δίνεται εξίσου η ίδια έμφαση, στο πώς άλλα μόρια «ρυθμίζουν» και «ελέγχουν» τα γονίδια! Σαφώς κάτι δεν λειτουργεί σε αυτήν την εικόνα μηχανιστικού ελέγχου. Και η απόδειξη βρίσκεται στην κρυφή, ασυνεπή και ίσως ασυνείδητη επίκληση υψηλότερων συντονιστικών δυνάμεων μέσω της χρήσης αυτών των φορτισμένων λέξεων – λέξεων που οφείλουν το νόημά τους τελικά στο μυαλό μας, με τη δύναμή του να κατανοεί πληροφορίες, να τις πλαισιώνει, να τις ρυθμίζει, για να δρουν προκειμένου να υπηρετήσουν έναν γενικότερο στόχο.
Ο Weiss θεωρεί ότι οι λέξεις, σαν τις «ρυθμίζω», «οργανώνω» και «έλεγχος» συνιστούν μια «προφανή επαναφορά με τη σύγχρονη μορφή στην ανιμιστική βιολογία, η οποία αφήνει τα κινούμενα σωματίδια με οποιοδήποτε όνομα να προσδίδουν την ιδιότητα της οργάνωσης στην άψυχη ύλη».[40] Ο Weiss αρνείται την απόδοση της δυνατότητας της ρύθμισης και της οργάνωσης σε συγκεκριμενα μέρη του οργανισμού, καθώς κάτι τέτοιο θα τους προσέδιδε ένα είδος μαγικής ιδιότητας. Οτιδήποτε ρυθμίζει ένα σύνολο αλληλεπιδρώντων μερών δεν μπορεί να βρεθεί σε ένα από τα μέρη που υπόκεινται στη ρύθμιση. Για να δούμε τις αρχές της ρύθμισης που διέπουν οποιοδήποτε σύνολο εξαρτημάτων, πρέπει να κάνουμε ένα βήμα πίσω ή ένα βήμα προς τα πάνω, έως ότου μπορέσουμε να αναγνωρίσουμε την ενότητα και την αρμονία που λειτουργεί, ας πούμε, μεταξύ των μερών, και γίνεται ορατή μόνο από τη γωνία μιας πιο ολοκληρωμένης αντίληψης που συνυπολογίζει τις μεταξύ τους σχέσεις.
Αυτή η ενότητα και η αρμονία μπορεί να αντιπροσωπεύουν μια πραγματική δυσκολία στην κατανόησή μας, έστω και μόνο επειδή λίγοι ερευνητές, τις τελευταίες δεκαετίες μπήκαν στον κόπο να την αντιμετωπίσουν. Αλλά αν δεν αντιμετωπίσουμε κατάματα το πρόβλημα, αντί να το κρύβουμε κάτω από μόρια που διαθέτουν μυστικιστικές ιδιότητες, δύσκολα θα μπορέσουμε να ξεκινήσουμε το έργο της κατανόησης. Βεβαίως, εδώ και καιρό, οι σοβαροί ερευνητές έχουν αναγνωρίσει το «πρόβλημα» της βιολογικής εξήγησης — αλλά τα ζητήματα που ανακύπτουν παραμερίστηκαν σε μεγάλο βαθμό στην εποχή της μοριακής βιολογίας, εξαιτίας της προσδοκίας ότι βρισκόμαστε σε καλό δρόμο, για την εξεύρεση μιας συνηθισμένης λύσης. Η βιολογία σύντομα θα απαλλαγεί από την προβληματική γλώσσα των άψογα δρώντων μοριακών μηχανισμών. Και όμως σήμερα - μετά από αρκετές δεκαετίες εκπληκτικής προόδου στη μοριακή έρευνα, δεν είναι περισσότερο δυνατό, από ό,τι ήταν πριν από διακόσια χρόνια, να συνταχτεί μια ενιαία παράγραφος σωστής βιολογικής περιγραφής, που να μη βασίζεται σε μια μεστή γλώσσα η οποία είναι ασύμβατη με τη φυσική ή τη χημεία.
Αν θέλουμε να συμπεριλάβουμε στην κατανόησή μας τις έννοιες του ολισμού, του συντονισμού της οργάνωσης, και των σχέσεων μέσου - σκοπού, που επικαλούνται συνεχώς οι βιολογικές ερμηνείες, τότε, ένας πιθανός τρόπος να προχωρήσουμε, θα ήταν να λάβουμε υπόψη - με σοβαρότητα και κατά κυριολεξία - την ειδική γλώσσα της ζωής που χρησιμοποιούν οι βιολόγοι, αποκαθαρμένη από τα μυστικιστικά συμφραζόμενά τους. Ενδέχεται οι βιολόγοι να περιγράφουν με τη γλώσσα αυτή, αυτό που πραγματικά βλέπουν, και ίσως οι ιδιότητες του οργανισμού να μην είναι πραγματικά τόσο τρομακτικές όσο μερικές φορές φαντάζονται ότι είναι. Ίσως, να μην είχε ποτέ νόημα να προσπαθούμε να κατανοήσουμε τον κόσμο από κάτω προς τα πάνω, όπως επίσης να μην είχε ποτέ νόημα, να απορρίπτουμε τις πιο πλούσιες, τις πιο πολύπλευρες αντιληπτές όψεις — τις πιο οργανικά ενοποιημένες προσλήψεις του δημιουργικού δυναμικού του κόσμου, όπως αυτές που συναντούμε στη λειτουργία των εμβίων όντων — σαν να ήταν, ακριβώς, λόγω της πληρότητας της αποκάλυψής τους, οι πιο εξωπραγματικοί και παραπλανητικοί οδηγοί για την κατανόηση της αληθινής φύσης των πραγμάτων.
Μηχανισμοί Ελέγχου ή Έμβια Ενότητα;
Πριν ολοκληρώσουμε, μένει μόνο να δείξουμε, έστω και συνοπτικά, αυτό που συμβαίνει όταν αναμειγνύουμε τη γλώσσα του οργανικού συντονισμού με αυτή του μηχανιστικού ελέγχου. Δεν είναι ωραίο θέαμα. Μια εργασία που έφτασε πρόσφατα στα εισερχόμενά μου στο ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, κατά τα άλλα πολύ αξιόλογο, χρησιμεύει - όπως και άλλα - για να απεικονίσει την κατάσταση. Η εργασία αυτή αφορά στην πρωτεΐνη p53:
To ογκοκατασταλτικό γονίδιο p53 είναι ένας κύριος αισθητήρας του κυτταρικού στρες ο οποίος ελέγχει πολλές βιολογικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένης της εμφύτευσης (εμβρύου), των αποφάσεων για τη μοίρα των κυττάρων, του μεταβολισμού και της γήρανσης…. Όπως ένας πολύπλοκος ραβδωτός κώδικας (σ.μ. barcode στο κείμενο), η ικανότητα του p53 να λειτουργεί ως κεντρικός κόμβος που ενσωματώνει καθορισμένα σήματα καταπόνησης (stress) σε καθοριστικές χρονοεξαρτώμενες και ιστοεξαρτώμενες αποκρίσεις, διευκολύνεται από την εξαιρετική πολυπλοκότητα της ρύθμισής του. Βασικά στοιχεία αυτού του ραβδωτού κώδικα είναι οι βρόχοι αυτορρύθμισης, οι οποίοι ρυθμίζουν θετικά ή αρνητικά τις δραστηριότητες του p53.
Αυτό λοιπόν που έχουμε - σύμφωνα με την εργασία - είναι ένας κύριος αισθητήρας, ο οποίος ελέγχει διάφορες θεμελιώδεις κυτταρικές διεργασίες, και ωστόσο εξαρτάται από τα σήματα που λαμβάνει και υπόκειται σε «εξαιρετικά πολύπλοκη» ρύθμιση από ορισμένους βρόχους αυτορρύθμισης. Ενώ όλοι αυτοί οι βρόχοι ρυθμίζουν το p53 (μερικοί θετικά και άλλοι αρνητικά), ένας από αυτούς, που ονομάζεται "p53/mdm2":
είναι ο κύριος βρόχος αυτορρύθμισης και υπαγορεύει τη μοίρα ενός οργανισμού ελέγχοντας το επίπεδο έκφρασης και τη δραστηριότητα του p53. Επομένως, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι αυτός ο βρόχος αυτορρύθμισης υπόκειται από μόνος του σε διαφορετικούς τύπους ρύθμισης, οι οποίοι μπορούν να χωριστούν σε δύο υποομάδες.[41]
Κατά την εργασία λοιπόν, ο κύριος αισθητήρας ελέγχου υπόκειται ο ίδιος σε μια κύρια διαδικασία ελέγχου (η οποία αποτελεί έναν από τους πολλούς ρυθμιστικούς βρόχους) που υπαγορεύει τη μοίρα του οργανισμού. Αλλά αυτός ο κύριος βρόχος, συμβαίνει, με τη σειρά του να υπόκειται με διάφορους τρόπους σε ρυθμίσεις (ο συγγραφέας συνεχίζει να λέει) από μια ολόκληρη σειρά διαδικασιών «πολλαπλών επιπέδων», συμπεριλαμβανομένων ορισμένων που οι ίδιες «υπόκεινται σε άμεση ρύθμιση από το mdm2» — Ούτε λίγο δηλαδή, ούτε πολύ ρυθμίζονται από ένα στοιχείο του ρυθμιστικού βρόχου που υποτίθεται ότι ρυθμίζουν.
Δεν μπορώ να ξεκινήσω να περιγράφω την εκπληκτική πολυπλοκότητα που περιβάλλει και υποστηρίζει τα διαφορετικά έργα που εκτελεί η πρωτεΐνη p53. Αλλά είναι πλέον σαφές ότι τέτοιες «ρυθμιστικές» διαδικασίες επεκτείνονται προς τα έξω χωρίς όρια, συνδεόμενα - με τον ένα ή τον άλλο τρόπο - σχεδόν με κάθε πτυχή της δραστηριότητας του κυττάρου. Το άρθρο στη σελίδα 53 κάνει μια αξιοθαύμαστη προσπάθεια να διατυπώσει και να συνοψίσει τη σχεδόν ατελείωτη πολυπλοκότητα και τη συνάφεια της λειτουργίας του p53 και από την άποψη αυτή - χρησιμοποιώντας τη γλώσσα των μηχανισμών και των ελέγχων - δεν διαφέρει από χιλιάδες εργασίες. Αλλά αυτό που τελικώς καταφέρνει να υπογραμμίσει δεν είναι παρά, η άτακτη σύγχυση της ορολογίας, η οποία συνεχίζει να διαστρεβλώνει τις σύγχρονες μοριακές βιολογικές περιγραφές. Όταν οι ρυθμιστές ρυθμίζονται με τη σειρά τους, τι εννοούμε με τον όρο «ρυθμίζω» — και πού μέσα στον ιστό των ρυθμίσεων μπορούμε να ξεχωρίσουμε έναν κύριο ελεγκτή ικανό να υπαγορεύει τις κυτταρικές τύχες; Και αν εμείς δεν μπορούμε, τότε τι κάνουν οι έγκριτοι επιστήμονες όταν ισχυρίζονται ότι έχουν εντοπίσει έναν τέτοιο ελεγκτή ή, μάλλον, διάφορους τέτοιους ελεγκτές;
Αν πράγματι οι ελεγκτές αυτοί λειτουργούν σαν «influencers», τότε εντάξει. Αλλά η επιρροή δεν αφορά μηχανισμό και έλεγχο και οι ελεγκτές στους οποίους αναφερόμαστε, απλώς δεν έχουν τέτοιες ελεγκτικές εξουσίες. Αυτό που βλέπουμε, μάλλον, είναι μια συνεχή αμοιβαία προσαρμογή, αλληλεπίδραση και συντονισμός που συμβαίνει από ψηλά. Δηλαδή, δεν βλέπουμε κάποιον μηχανισμό που να υπαγορεύει τη μοίρα ή να ελέγχει μια δραστηριότητα του οργανισμού, αλλά απλώς μια συνεκτικότητα του οργανισμού - μια ζωντανή, μεταμορφωτική μορφή δραστηριότητας - μέσα στην οποία οι περισσότερο ή λιγότερο διακριτές επιμέρους δραστηριότητες βρίσκουν τη θέση τους.
Η λανθασμένη προβολή αυτής της οργανικής συνοχής ως αποτέλεσμα της δράσης των υποτιθέμενων ελεγκτικών μηχανισμών δεν αποτελεί μια αθώα επιπολαιότητα στη γλώσσα. Αποτελεί μια θεμελιώδης παρερμηνεία της πραγματικότητας στο κεντρικό σημείο όπου καλούμαστε να κατανοήσουμε τον χαρακτήρα των εμβίων όντων.
Το πώς ο οργανισμός συγκρατεί την ενότητά του και έχει νόημα, είναι σίγουρα αυτό που προσπαθούν πραγματικά να αποτυπώσουν οι χρήστες μιας τέτοιας γλώσσας. Συμπάσχουμε μαζί τους. Το πρόβλημα είναι ότι ενώ η επιστήμη τους, δίνει μια αξιοσέβαστη (και εξαιρετικά πολύτιμη) γλώσσα ανάλυσης, ακόμα σκοντάφτει ψάχνοντας μια γλώσσα ικανή να κατανοήσει ενότητες ή ολότητες — μια γλώσσα «συστημάτων», θα έλεγαν κάποιοι. Η δυσκολία οφείλεται στoν πεισματική όρο, ότι αυτή η γλώσσα δεν πρέπει να πλησιάζει πολύ στην παραβίαση του ταμπού ενάντια στην αναγνώριση του νου και του νοήματος, της κατεύθυνσης και της πρόθεσης, μήπως ο κόσμος αρχίζει να αμφιβάλει για τα αντικείμενα και τους μηχανισμούς. Έτσι, ο ερευνητής μένει με ένα περίεργο πρόβλημα: να κατανοήσει τον οργανισμό, αν και δεν βρίσκει κανένα πραγματικό νόημα σε αυτόν — τουλάχιστον το νόημα που παραδοσιακά συνδέεται με τα ζωντανά όντα. Τα συστήματα μπορεί ίσως να γίνουν ανεκτά. Τουλάχιστον είναι καθησυχαστικά ασαφή και ανώνυμα και προκαλούν περιστασιακή χειραγώγηση. Αλλά ποιος ξέρει τι δυσάρεστες επιπλοκές μπορεί να ακολουθήσουν όταν βρεθούμε να κοιτάμε το πρόσωπο άλλων όντων;
Παραπομπές
[1] Sayyed K. Zaidi, Daniel W. Young, Amjad Javed, et al., “Nuclear Microenvironments in Biological Control and Cancer,” Nature Reviews Cancer 7, no. 6 (June 2007): 454-63.
[2] Daniel R. Hyduke and Bernhard Ø. Palsson, “Towards Genome-Scale Signalling-Network Reconstructions,” Nature Reviews Genetics 11, no. 4 (April 2010): 297-307.
[3] Barbara McClintock, “The Significance of Responses of the Genome to Challenge,” Nobel lecture, Dec. 8, 1983.
[4] Christophe Lavelle, “Forces and Torques in the Nucleus: Chromatin under Mechanical Constraints,” Biochemistry and Cell Biology 87 (2009): 307-22.
[5] Jacques E. Dumont, Frédéric Pécasse, and Carine Maenhaut, “Crosstalk and Specificity in Signalling: Are We Crosstalking Ourselves into General Confusion?,” Cellular Signalling 13 (2001): 457-63.
[6] Emmanuel D. Levy, Christian R. Landry, and Stephen W. Michnick, “Signaling Through Cooperation,” Science 328 (May 21, 2010): 983-4.
[7] Bruce J. Mayer, Michael L. Blinov, and Leslie M. Loew, “Molecular Machines or Pleiomorphic Ensembles: Signaling Complexes Revisited,” Journal of Biology 8, no. 9 (2009): 81.1-8.
[8] Marcelo Behar and Alexander Hoffmann, “Understanding the Temporal Codes of Intra-cellular Signals,” Current Opinion in Genetics and Development 20 (2010): 684-93.
[9] Emmanouil T. Dermitzakis and Andrew G. Clark, “Life After GWA Studies,” Science 326, no. 5950 (Oct. 9, 2009): 239-40.
[10] Richard Dawkins, The Blind Watchmaker: Why the Evidence of Evolution Reveals a Universe without Design (New York: W. W. Norton, 1996), 120.
[11] Stephen Rothman, Lessons from the Living Cell: The Limits of Reductionism (New York: McGraw Hill, 2002): 265.
[12] Barry J. Grant, Alemayehu A. Gorfe, and J. Andrew McCammon, “Large Conformational Changes in Proteins: Signaling and Other Functions,” Current Opinion in Structural Biology 20 (2010): 142-7.
[13] Yaoqi Zhou, Dennis Vitkup, and Martin Karplus, “Native Proteins Are Surface-molten Solids: Application of the Lindemann Criterion for the Solid versus Liquid State,” Journal of Molecular Biology 285, no. 4 (Jan. 29, 1999): 1371-5.
[14] Vladimir N. Uversky, “The Mysterious Unfoldome: Structureless, Underappreciated, Yet Vital Part of Any Given Proteome,” Journal of Biomedicine and Biotechnology 2010, article ID 568068. doi:10.1155/2010/568068
[15] Jörg Gsponer and M. Madan Babu, “The Rules of Disorder or Why Disorder Rules,” Progress in Biophysics and Molecular Biology 99 (2009): 94-103. doi:10.1016/j.pbiomolbio.2009.03.001
[16] A. Keith Dunker, Christopher J. Oldfield, Jingwei Meng, et al., (2008). “The Unfoldomics Decade: An Update on Intrinsically Disordered Proteins,” BMC Genomics 9, suppl. 2 (2008): S1. doi:10.1186/1471-2164-9-S2-S1
[17] John S. Mattick, “Has Evolution Learnt How to Learn?” EMBO Reports 10, no. 7 (2009): 665. doi:10.1038/embor.2009.135
John S. Mattick, Ryan J. Taft, and Geoffrey J. Faulkner “A Global View of Genomic Information — Moving Beyond the Gene and the Master Regulator,” Trends in Genetics 26, no. 1 (2009): 21-8.
[18] John S. Mattick, “A New Paradigm for Developmental Biology,” Journal of Experimental Biology 210 (2007): 1526-47.
[19] Robert J. White and Andrew D. Sharrocks, “Coordinated Control of the Gene Expression Machinery,” Trends in Genetics 26, no. 5 (2010): 214-20.
[20] Gary C. Hon, R. David Hawkins, and Bing Ren, “Predictive Chromatin Signatures in the Mammalian Genome,” Human Molecular Genetics 18, no. 2 (2009): R195-R201.
[21] Kyle D. Mansfield and Jack D. Keene, “The Ribonome: A Dominant Force in Co-ordinating Gene Expression,” Biology of the Cell 101, no. 3 (2009): 169-81.
[22] Lenny Moss, What Genes Can’t Do (Cambridge, MA: MIT Press, 2003), 95.
[23] Daniel A. Fletcher and R. Dyche Mullins, “Cell Mechanics and the Cytoskeleton,” Nature 463 (Jan. 28, 2010): 485-92.
[24] Craig Holdrege, ed., The Dynamic Heart and Circulation, trans. Katherine Creeger (Fair Oaks CA: AWSNA, 2002), 12.
[25] Paul Weiss, “The Living System: Determinism Stratified,” in Beyond Reductionism: New Perspectives in the Life Sciences, ed. Arthur Koestler and John R. Smythies (New York: Macmillan, 1970), 361-400.
[26] Urs Albrecht and Jürgen A. Ripperger, “Clock Genes,” in Encyclopedia of Neuroscience part 3 (2009): 759-62.
[27] J.H. Keyak, “Reduction in Proximal Femoral Strength Due to Long-Duration Spaceflight,” Bone 44, no. 3 (2009): 449-453.
[28] Craig Holdrege, “Seeing the Animal Whole: The Example of the Horse and Lion,” in Goethe’s Way of Science, ed. David Seamon and Arthur Zajonc (Albany: SUNY Press, 1998), 213-32.
[29] Immanuel Kant, The Critique of Judgment, trans. J. H. Bernard (Amherst, NY: Prometheus Books, 2000), II.1.65.
[30] A.E. Boycott, “The Blood as a Tissue: Hypertrophy and Atrophy of the Red Corpuscles,” Proceedings of the Royal Society of Medicine 23, no. 1 (Nov. 1929): 15-25.
[31] Paul Weiss, “Cellular Dynamics,” Reviews of Modern Physics 31, no. 1 (Jan. 1959): 11-20.
Paul Weiss, “From Cell to Molecule,” in The Molecular Control of Cellular Activity, ed. John M. Allen (New York: McGraw-Hill, 1962), 1-72.
Paul Weiss, “One Plus One Does Not Equal Two” and “The Living System: Determinism Stratified,” in Within the Gates of Science and Beyond: Science in Its Cultural Commitments (New York: Hafner, 1971), 213-311.
[32] Weiss, “The Living System: Determinism Stratified.”
[33] Paul A. Weiss, The Science of Life: The Living System — A System for Living (Mount Kisco, NY: Futura Publishing, 1973).
[34] Weiss, “From Cell to Molecule.”
[35] Richard C. Lewontin, “The Dream of the Human Genome,” New York Review of Books 39, no. 10 (May 28, 1992), 31-40.
[36] Weiss, “From Cell to Molecule.”
[37] Max Delbrück “Aristotle-totle-totle,” in Of Microbes and Life, ed. Jacques Monod and Ernest Borek (New York: Columbia University Press, 1971), 50-5.
[38] Edward Stuart Russell, The Interpretation of Development and Heredity: A Study in Biological Method (Oxford: Clarendon Press, 1930), 287.
[39] Weiss, “The Living System: Determinism Stratified.”
[40] Weiss, “From Cell to Molecule.”
[41] Xin Lu, “Tied Up in Loops: Positive and Negative Autoregulation of p53,” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2, no. 5 (May 2010): a000984.
Αναρτήσεις
