Prima pagină Stiinta

ZIUA DARWIN. Caruselul evolutiei: umanitatea la viteza maxima

Georgiana Fefea | 02.12.2009 | ● Vizualizări: 219
ZIUA DARWIN. Caruselul evolutiei: umanitatea la viteza maxima     evolutie, genetica, gene, genomul uman, ziua darwin, stiinta, homo sapiens, evolutionism + zoom
Galerie foto (1)

Aflati intr-o continua goana dupa misterele inchipuite si existente ale omenirii, cautam in jurul nostru raspunsuri la intrebari, uitand ca insasi si evolutia noastra pe aceasta planeta reprezinta un mister in sine. Antropologii, biologii sau geneticienii sunt nimeni altii decat arhitectii trecutului nostru indepartat si apropiat, a caror misiune “imposibila” este aceea de a pune cap la cap piesele unui puzzle cateodata prea complex, chiar si pentru puterea de intelegere a adultilor.

La foc automat

De unde venim, cum am evoluat, incotro ne indreptam sunt doar cateva dintre intrebarile care au obsedat generatii intregi de oameni de stiinta, fara a avea insa de partea lor avantajele si tehnologiile stiintei moderne. In acest moment, ne aflam intr-un punct in care dezvaluirea treptata a istoriei umane, asa cum s-a petrecut ea, nu mai poate fi oprita. Pentru multi oameni de stiinta cel mai mare miracol al naturii este chiar omul, si mai ales, evolutia rapida a acestuia intr-un timp foarte scurt, dupa ce a stat in umbra mii de ani. Un nou studiu efectuat de catre cercetatorii de la Universitatea Wisconsin, care urmeaza sa fie publicat in revista “Proceedings of the National Academy of Sciences”, incearca sa sublinieze si mai ales sa inteleaga importanta si consecintele acestei evolutii "la foc automat".

Din pestera…

Suntem mult mai diferiti din punct de vedere genetic fata de oamenii care au trait in urma cu 5000 de ani decat erau acestia fata de oamenii de Neanderthal” spune John Hawks, antropolog la Universitatea Wisconsin. Informatiile utilizate intr-un proiect genetic international descriu ultimii 40.000 de ani drept o perioada care a schimbat intreaga existenta a Planetei Albastre, intretinuta in cea mai mare parte de cresterea exponentiala a populatiei si de schimburile culturale. Tocmai aceste descoperiri ar putea duce la o regandire a evolutiei umane, cu atat mai mult cu cat cultura moderna si-a relaxat in esenta nevoia de evolutie genetica in ceea ce priveste trasaturile fizice, necesare in trecut pentru a asigura supravietuirea.

Un alt studiu adiacent al profesorului geochimist Charles Langmuir din cadrul Universitatii Harvard, vine sa sutina teoria unei evolutii fara precedent. Pana in prezent, Pamantul a urcat fiecare pas, in vreme ce alte planete, cum ar fi Marte, care este posibil sa fi avut in trecut viata microscopica, au esuat in ceea ce priveste sustinerea pasilor evolutionari. “Se pare ca toate planetele trec prin aceste etape, insa unele se blocheaza si se opresc. Viata este un proces planetar natural, posibil sa aiba loc pe orice planeta cu un sistem climatic adecvat. Pamantul se afla in prezent in fata unui nou prag. Viata complexa a evoluat in viata inteligenta, care domina planeta. Daca acest viitor pas va fi facut, depinde numai de noi”.

Echipa condusa de catre antropologul John Hawks din cadrul Universitatii Wisconsin estimeaza ca selectia pozitiva din ultimii 5000 de ani, pornind din Epoca de Piatra, s-a petrecut cu o viteza de 100 de ori mai mare decat in oricare alta perioada a evolutiei umane. Multe dintre imbunatatirile genetice sunt influentate de schimbarea dietei umane, conditionata de progresul agriculturii si de rezistenta la bolile epidemice, care au condus la cresterea numarului civilizatiilor umane. "In termeni evolutionari, culturile care se dezvolta incet se afla intr-un real dezavantaj, insa cresterea masiva a populatiilor umane a dus la foarte multe mutatii genetice", spune Hawks. "Fiecare mutatie care reprezinta un avantaj pentru oameni are sansa de a fi selectata si fixata in genele predecesorilor. Perioada pe care o traversam in prezent este o astfel de oportunitate care ni se dezvaluie noua, oamenilor moderni."



…in laborator

In vreme ce corelatia dintre marimea populatiilor si selectia naturala nu reprezinta o noutate, abilitatea de a aduce dovezi cunatificabile pe masa de lucru a cercetatorilor este o reusita extraordinara a ceea ce s-a numit Humane Genome Project. In cautarea variatiilor genetice recente, reprezentate intr-o harta a genomului, proiectul a reusit catalogarea diferentelor individuale in ADN, cunoscute sub denumirea polimorfism dupa o singura nucleotida (single nucleotide polymorphisms, SNPs). Proiectul a reusit monitorizarea a 4 milioane din aproximativ 10 milioane de SNPs-uri aflate in genomul uman. Cercetatorii si-au concentrat atentia asupra unui fenomen numit “linkage disequilibrium” (LD), un dezechilibru al legaturii genetice. Acestea sunt spatii in interiorul genomului unde variatiile genetice au loc prea des pentru a putea constitui o simpla intamplare, deoarece se bucura de un neinteles avantaj al selectiei. Din motive inca necunoscute oamenilor de stiinta, acestea nu trebuie sa stea la coada sau sa joace un rol important in supravietuirea speciei, pentru a fi selectate. Cercetatorii au observat schimbari genetice recente prin identificarea unor secvente in ADN care sunt interconectate. Deoarece ADN-ul uman se afla intr-o schimbare permanenta, un segment lung si neintrerupt al LD-ului este o dovada a selectiei pozitive. Insa LD-ul inceteaza sa mai aiba efect dupa un anumit timp, in vreme ce recombinarea ADN-ului are loc de-a lungul mai multor generatii, prin  urmare descoperirea acestor segmente neintrerupte este o dovada a unei adaptari recente.

Utilizand aceste informatii, cercetatorii au facut un test, in urma caruia au descoperit dovezi ale selectiei recente in cazul a 1.800 de gene, reprezentand un procent de 7% dintre toate genele umane. Fiecare mister dezvaluit al geneticii reprezinta o sursa de posibile explicatii a altor procese prea putin intelese, din intreaga istorie a omenirii. In acest sens, exista evidente ale schimbarilor prin care a trecut scheletul uman: oamenii au devenit din ce in ce mai mici din punct de vedere fizic, iar armonizarea trasaturilor a facut ca si creierele si dintii lor sa devina mai mici. Acest fapt a fost vazut, in general, de catre antropologi ca un semn al unei selectii mai relaxate, deoarece marimea si forta fizica incepusera sa nu mai fie trasaturi vitale asigurarii supravietuirii. Insa in natura, inchiderea unor usi inseamna deschiderea unor ferestre. Urmatoarele schimbari genetice majore aveau sa fie aduse nu de necesitatea procurarii hranei, ci de schimbarile majore care au avut loc in cultura umana. Un exemplu concludent in acest caz este lactaza, in lipsa careia apare intoleranta la lactoza. Aceasta gena functioneaza in mod normal doar pana la varsta adolescentei, insa europenii din zonele nordice au dezvoltat o variatie a genei care le permite sa consume lapte pe intreg parcursul vietii, reprezentand o adaptare relativ noua care se afla in directa legatura cu avantajul agriculturii de tip domestic si incadrarea laptelui in randul produselor agricole.

Gene de generatie noua

Cea mai noua directie a selectiei este legata de rezistenta la boli. Pe masura ce oamenii incep sa traiasca in comunitati mai mari si sa isi delimiteze habitatul in jurul unei arii geografice, bolile epidemice, cum ar fi malaria, variola sau holera au inceput sa modifice dramatic tiparele mortalitatii la oameni. Malaria este unul dintre cele mai potrivite exemple pentru a ilustra acest caz, avand in vedere faptul ca in prezent exista mai mult de o duzina de adaptari genetice identificate, relationate cu rezistenta la malarie, incluzand chiar si o noua grupa de sange, numita Duffy.

O alta gena recent descoperita, CCR5, se pare ca a aparut in urma cu 4.000 de ani, iar in prezent ea poate fi identificata la 10 procente din populatia europeana. Existenta ei in ADN-ul unor oameni poate reprezenta o adevarata binecuvantare, deoarece aceasta induce rezistenta la virusul HIV, oferind imunitate la SIDA. Totul a inceput in momentul in care in Statele Unite a avut loc in mod accidental un transplant de sange infectat la un grup de persoane care suferea de o boala si al caror tratament includea transplantul periodic de sange. Din acest grup, o singura persoana nu a manifestat simptomele bolii, iar testele de sange care au urmat au aratat ca nici nu contactase virusul. Medicii au dorit sa afle explicatia a ceea ce parea un miracol medical, sperand ca raspunsul la intrebarile lor sa duca catre elaborarea unui tratament impotriva acestei boli crude. Investigatiile medicale i-au purtat pe acestia mult in trecut, pana in secolul XIV, in perioada in care Moartea Neagra, cand ciuma bubonica, facea ravagii in Europa. La vremea respectiva, flagelul bolii fara leac a produs foarte multe victime. Desi numarul exact al victimelor a ramas necunoscut pana astazi, se estimeaza ca acestea sunt de ordinul sutelor de mii, insa chiar si asa, oamenii de stiinta moderni cred ca numarul este mic avand in vedere ca virusul ciumei se transmitea pe cale virala si oricine putea fi afectat de el. Noua dilema i-a facut sa presupuna ca anumiti oameni dezvoltasera cumva imunitate sau aceasta era garantata chiar de amprenta lor genetica. Pentru a-si dovedi teoria, cercetatorii au ales un sat aproape izolat din Anglia, care a fost puternic afectat de ciuma cu cateva secole in urma. Faptul ca multi dintre actualii rezidenti erau descendenti ai celor care reusisera sa supravietuiasca puternicului flagel a usurat foarte mult misiunea cercetatorilor, facandu-i sa spere ca se aflau la capatul cercetarilor. Rezultatele testelor au confirmat asteptarile. Un procent deloc neglijabil al localnicilor desemneaza fericitii mostenitori ai unei gene care ii poate feri de multe griji.

Calatorie in natura interioara

"Exista o multitudine de trasaturi ale selectiei naturale care au rolul sa ingreuneze misiunea patogenilor de a ne ucide", subliniaza Hawks. Cresterea populatiei face ca transformarile sa se produca cu o viteza si mai mare. Populatia umana a crescut de la cateva milioane de oameni in urma cu 10.000 de ani la aproximativ 200 de milioane in anul 1 d.Hr.., numarand in anul 1700 – 600 de milioane, pentru a ajunge in numai 300 de ani la mai mult de 6,5 miliarde. "Ceea ce este cu adevarat uimitor la oameni este ca, spre deosebire de alte specii, am fost pentru un timp foarte indelungat doar niste maimute inghesuite intr-un colt al Africii, fara ca nimic din mostenirea genetica pe care o avem in prezent sa existe sau sa dea vreun semn ca ar putea exista. Schimbarile recente sunt cu adevarat uimitoare. 5.000 mii de ani, interpretati pe o scara a evolutiei, reprezinta un timp foarte scurt. Atata timp a trecut de la formarea acestor gene, iar in prezent ele pot fi identificate la 30 pana la 40% din populatie, tocmai pentru ca pozitia lor este una avantajoasa si superioara", declara Hawks in continuarea pledoariei sale.

Genetica reprezinta in prezent o minunata calatorie in natura interioara umana, insa influentele sale se intind si acopera intreaga evolutie a umanitatii. Daca unii arheologi isi dedica viata explicarii misterului piramidelor sau se aventureaza in cautarea continentelor pierdute, pentru biologii si antropologii moderni unul dintre cele mai mari mistere este reprezentat de insasi existenta umana, care a facut un salt urias de la vanatoarea cu pietre si picturile rupestre la atingerea celor mai inalte forme ale artei in pictura, sculptura, literatura, tehnologie sau stiinta. 

CITESTE SI CELELALTE ARTICOLE DEDICATE ZILEI DARWIN: