Cum se construiește un om
În preajma gării Euston din Londra, în muzeul Wellcome Collection dedicat în special biologiei și medicinei, au fost expuse pînă de curînd 109 cărți. Imense, cu coperți cartonate albe, fiecare dintre aceste cărți avea cîte o mie de pagini pe care erau înșiruite, aparent la întîmplare, doar patru litere: g, a, t și c. Repetate și alternate de peste trei miliarde de ori, aceste litere reprezintă secvența completă de ADN sau genomul unui om. Cărțile au fost tipărite după ce o colaborare internațională care a durat 15 ani, Proiectul Genomului Uman (Human Genome Project), și-a atins scopul în anul 2003 obținînd secvența completă a ADN-ului uman, formată din molecule numite nucleotide, care sînt simbolizate de cele patru litere. Uriașul proiect a demonstrat că, din peste trei miliarde de repetări ale celor patru „litere” din care e compus ADN-ul uman, doar 3% reprezintă genele care duc la formarea proteinelor, cum sînt anticorpii, hormonii sau enzimele, care contribuie la formarea și funcționarea celulelor. Restul de 97% din ADN ar părea la prima vedere că nu are nici un rost și a fost considerat inițial inutil funcționării organismului, fiind chiar numit „junk DNA”. Descoperirea că majoritatea materialului genetic nu e format din gene necesare pentru a forma proteinele care întrețin funcțiile celulare a fost una surprinzătoare și contraintuitivă. În Natura nenaturală a științei (1992), celebrul biolog Lewis Wolpert arăta că ideile din științe sînt deseori înțelese greșit pentru că sînt „nenaturale”, în sensul de contraintuitive, susținînd astfel că gîndirea în științe e aproape complet diferită de gîndirea de zi cu zi , de tip common sense. Deși Wolpert oferea exemple contraintuitive mai ales din fizică, există și exemple din biologie care se opun intuiției de tip common sense. Poate de aceea, de multe ori, oamenii de știință se declară surprinși de descoperirile pe care le-au făcut.
În urma descoperirii surprinzătoare că majoritatea ADN-ului uman nu conține gene care codifică proteinele ce îndeplinesc diversele funcții ale organismului, cercetările au arătat că ADN-ul „inutil” pare a fi format în mare parte din elemente genetice numite transpozoni, descoperite prima oară în genomul porumbului de cercetătoarea americană Barbara McClintock în jurul anilor 1950. Cînd s-a descoperit că majoritatea ADN-ului e formată din astfel de elemente transpozabile, au urmat cercetări care au arătat că, în genomul uman, cel mai des întîlniți sînt retrotranspozonii. Aceste elemente au pătruns în genomurile organismelor acum milioane de ani prin infecții cu retrovirusuri, care și-au introdus propriul material genetic în cel al gazdei. Considerate elemente genetice „inutile” sau chiar „paraziți genetici”, retrotranspozonii sînt relicve acumulate pe parcursul evoluției. Totuși, aceste elemente și-au găsit o utilitate neașteptată pentru că sînt permisive pentru evoluție. Retrotranspozonii pot „sări” dintr-un loc în altul pe ADN, avînd o versatilitate care conferă „flexibilitate” materialului genetic. Astfel, nu doar că materialul genetic nu e compus majoritar din gene care produc proteinele care „țin în spate” întreg organismul, dar relicvele evoluționare aparent inutile pe care le conține ADN-ul par a fi dobîndit o utilitate importantă pentru evoluție prin inovarea genetică realizată prin intermediul lor.
De altfel, chiar evoluția se numără probabil printre ideile contraintuitive ale biologiei. Mult timp a prevalat ideea formulată de Aristotel, care clasifica în Istoria animalelor unele animale ca fiind „superioare” altora, în funcție de complexitatea pe care o observa, și care s-a transformat apoi în conceptul de scala naturae, sugerînd că organismele se află mai sus sau mai jos pe treptele unei „scări”. Însă evoluția nu a generat de fapt o scară, ci un arbore ale cărui ramuri sînt date de gradul de înrudire dintre diverse organisme. Evoluția nu poate fi asemănată unei scări deoarece nu urmărește un scop anume. Așa cum spunea darwinistul Ernst Mayr, selecția naturală, mecanismul fundamental al evoluției, este un proces a posteriori, în care modificările genetice, care se produc la întîmplare prin mutații, sînt răsplătite dacă se dovedesc mai apoi a fi avantajoase. Astfel, selecția naturală nu are un scop, nu urmărește perfectibilitatea sau „îmbunătățirea” unui organism. Iar definiția „avantajosului” e mereu în schimbare, nu e fixă, pentru că variază cu condițiile mediului în care se află organismele. De altfel, și Darwin și-a notat într-o margine de pagină că „nu trebuie folosite niciodată cuvintele superior sau inferior”.
Ipotezele din știință sînt punctul de plecare către descoperiri care sînt de multe ori contraintuitive și la care se ajunge cel mai adesea, cum spunea Karl Popper, prin conjecturi și infirmări, prin încercări și eșecuri. Formularea teoriilor e poate mai la îndemînă, dar e doar un prim pas, așa cum poate sugerează și anecdota povestită de Wolpert despre Regele Charles al II-lea (1630-1685) care, în timpul unei vizite la Royal Society, i-ar fi întrebat pe fellows de ce un pește mort cîntărește mai mult decît unul viu. După ce a ascultat cu mult interes diversele explicații ingenioase care i s-au oferit, regele le-a spus academicienilor că între cei doi pești nu există diferență de greutate.
Laura-Yvonne Gherghina este doctorandă la Departamentul de Fiziologie, Dezvoltare și Neuroștiințe al Universității din Cambridge.
Foto: wikimedia commons
