Cît de încăpător e microuniversul?

Există o veche analogie între macrocosmos, considerat a fi de obicei întregul univers, și microcosmos, sau micul univers cuprins în ființa umană. Analogia a fost reluată, în diverse feluri, de gînditori începînd din Antichitate și pînă dincolo de Renaștere. Această asemănare e probabil strîns legată de intuirea complexității celor două universalități. De altfel, nu doar cei care căutau o explicație fizică a universului au găsit utilă descrierea corpului uman ca un microcosmos. Pe cînd era foarte bolnav, convins fiind că urma să moară, poetul englez (care devenise între timp și preot) John Donne a scris mai multe texte care sînt atît o cronică a deteriorării sale, cît și reflecții asupra morții și vieții. Supraviețuind, Donne le-a publicat în 1624 cu titlul Devotions upon Emergent Occasions. Volumul conține o mulțime de expresii devenite celebre, dintre care cea mai cunoscută este probabil „Nici un om nu este o insulă”. În cea de-a patra meditație, Medicusque voactur (Este chemat doctorul), Donne, cu gîndul la boala care i-a acaparat corpul, spune că „it is too little to call man a little world” – „nu e suficient să numim omul o lume în miniatură”. Donne socotește că microcosmosul e chiar mai cuprinzător decît universul: „Man consists of more pieces, more parts, than the world” –„Omul e compus din mai multe bucăți, mai multe elemente, decît întreaga lume”. 

Din punct de vedere biologic, un aspect evident al complexității microcosmosului, al corpului uman, este numărul enorm de celule din care acesta este compus. Așa cum a arătat un studiu apărut anul acesta, doar sistemul imunitar e compus, în medie, din aproape două trilioane de celule. Cele mai numeroase celule din corp nu sînt însă nici măcar umane. Pe lîngă cele vreo treizeci de trilioane de celule umane, în diverse locuri din corp, precum în intestin sau în piele, locuiesc cam treizeci și opt de trilioane de microorganisme, din care majoritatea sînt bacterii. Aceste microorganisme sau microbi formează microbiota, numit uneori și „organul ascuns”, de a cărei bună funcționare depind și celulele umane. Legătura strînsă dintre microbiotă și celulele umane a fost evidențiată în diverse boli, inclusiv în anumite tipuri de cancer, în demență sau diabet, mecanismele acestui fenomen numit disbioză nefiind încă înțelese complet.

De unde vine, totuși, această complexitate a microcosmosului? Organismele alcătuite dintr-un asemenea număr impresionant de celule, cum este omul, s-au format abia după ce, acum cel puțin 600 de milioane de ani, au apărut pentru prima oară organismele multicelulare. Întrebarea pe care și-au pus-o cercetătorii este cum s-a ajuns de la organisme formate dintr-o singură celulă, cum sînt bacteriile, la formarea unor organisme alcătuite din mai multe celule, fiecare cu o specializare anume în cadrul organismului. Modul în care s-ar fi putut produce această schimbare a putut fi mai bine înțeles studiind asocierile temporare ale unor organisme unicelulare, în cadrul cărora mai multe celule au început să coopereze, pierzîndu-și identitatea de organism de sine stătător pentru a se integra într-un ansamblu. În cazul mucegaiului slime (un astfel de microorganism unicelular), în cazul în care mediul în care aceste celule trăiesc nu mai conține nutrienții de care au nevoie, indivizii cooperează pentru a găsi un alt mediu mai favorabil. Pentru a se muta în alt mediu, celulele formează o nouă structură (care, în cazul multor specii, arată spectaculos) alcătuită din trei părți: unele celule compun un fel de bază, peste care altele se urcă pentru a forma o „tulpină” ca a unei plante, iar apoi un alt set de celule formează un „corp” la capătul tulpinii, din care vor fi răspîndite celule în noul mediu. Odată ce se petrece acest lucru, celulele care au format baza și tulpina mor, dar nu înainte de a fi contribuit la răspîndirea noii generații. Studiind un astfel de caz, cercetătorii pot înțelege mecanismele prin care celulele decid să coopereze, însușindu-și un nou rol pentru a contribui, chiar și temporar, la formarea unui organism. Interacțiunile unor astfel de microorganisme prefigurează, astfel, cooperarea celulelor specializate care alcătuiesc acum organismele multicelulare, chiar și cînd e vorba, cum e în cazul omului, de trilioane de celule. 

Complexitatea structurilor multicelulare trece însă dincolo de impresionantul număr de celule din microcosmos. Modurile în care pot trăi celulele sînt și ele foarte variate. De exemplu, unele tipuri de celule se retrag sau „adorm” pentru o anumită perioadă de timp și devin din nou active, adică se divid, doar cînd organismul are nevoie de ele. Un astfel de exemplu sînt celulele stem din mușchi care se află în mod normal într-o astfel de stare „adormită”. Dacă țesutul este lezat însă, celulele adormite se activează pentru a regenera zona rănită, multiplicîndu-se pentru a forma noi celule musculare. 

În plus, noi tipuri și subtipuri de celule sînt în continuare descoperite, iar uneori clasificarea lor drept un tip sau altul poate fi ambiguă și dificilă. Faptul că orice clasificare e conjecturală a fost recunoscut și dincolo de știință, de Jorge Luis Borges. Motivul, spunea el, e foarte simplu: „No sabemos qué cosa es el universo” – nu știm care e de fapt natura universului. Cu toate acestea, pe lîngă cercetările care își propun să deslușească cîte ceva cu privire la natura universului, vechea analogie sugerează că sînt cel puțin la fel de multe de descoperit și despre microunivers. 

Laura-Yvonne Gherghina este doctorand în Departamentul de Fiziologie, Dezvoltare și Neuroștiințe la Universitatea din Cambridge.