3 książki za 34.99 oszczędź od 50%

Jak żyć w zgodzie z genami

Tekst
0
Recenzje
Przeczytaj fragment
Oznacz jako przeczytane
Jak czytać książkę po zakupie
Czcionka:Mniejsze АаWiększe Aa

Magnetyzm

Wiemy, że owady, ptaki, żółwie używają zmysłu magnetycznego do przemierzania bezkresu oceanów i lądów, aby trafić bezbłędnie do celu. Umożliwiają im to kryształki magnetytu.

Można je odnaleźć również w ludzkim mózgu – 5 milionów na gram mózgu, a w membranie mózgowej aż 20 razy więcej! Istnienie receptorów fal elektromagnetycznych w mózgach udowodnił neurolog Joseph L. Kirschvink z California Institute of Technology w Los Angeles. Są nimi magnetyczne kryształki o rozmiarach pięciomilionowej części milimetra – lecz o czułości na pole magnetyczne milion razy większej niż inny materiał biologiczny.

Dzięki nim człowiek może nie tylko wyczuwać pole magnetyczne, lecz również inne zakresy pól elektromagnetycznych, w tym prądu w sieci, komputerze, a nawet telefonie komórkowym. Prawdopodobnie nasi przodkowie potrafili wykorzystać ten zmysł do orientacji w terenie, lecz rozwój cywilizacyjny pozbawił nas tej umiejętności. Dzisiaj są jedynie uciążliwym szumem w głowie, ale może jutro ponownie nauczymy się interpretować ten zgiełk bez urządzeń pośrednich?

Zmysły nie prysły

Wilson zauważa, że: „im prymitywniejszy jest organizm i im prostsza budowa jego ciała, tym większa jest jego zależność od komunikacji chemicznej”. Oraz tym większa kontrola zależna jedynie od genów.

Każdy byt organiczny posiada możliwość komunikowania się. Umiejętność przekazywania informacji spotykana u człowieka jest jednak wyjątkiem. Zdobyliśmy ją głównie dzięki sprawnemu aparatowi mowy – w połączeniu ze zwiększającą się zdolnością mózgu do interpretacji rzeczywistości. Lecz nasze zmysły nie prysły, lecz zostały przytłumione ciężarem myśli.

Jak wykazałem, mowa to nie jedyny sposób komunikowania się, chociaż wzniósł nasz gatunek na wierzchołek drzewa ewolucji. Wdrapując się na nie, musieliśmy jednak zrezygnować z innych form komunikacji, dostępnych niżej położonym gatunkom. Może dlatego ignorujemy te sposoby, jedynie w delfinich gwizdach upatrując inteligencji. A tak nie jest. Formy komunikowania się bez udziału mózgu mogą być również efektywne i wyrafinowane.

Pokusiłem się o ten mały przegląd różnych form komunikowania się bez mózgu, aby wykazać, że:

– w mniejszym lub większym stopniu wszystkie te zmysły są dostępne również dla człowieka,

– w większości przykazania genów aktywowane są bez udziału mózgu i to mózg musi dostosować się do ich sygnałów.

O konsekwencjach tych dwóch stwierdzeń jest ta książka.

Wady i zalety posiadania (sprawnego) mózgu

Mózg jako centrala nadzorcza pomaga – przy mniejszej liczbie wariantów zachowań zakodowanych w nici DNA – kontrolować pracą genów, ale potrafi też wprowadzić je w błąd, o czym najlepiej wie gatunek Homo sapiens.

Nie zawsze mózg jest potrzebny

Ewolucja pokusiła się o kontrowersyjny wynalazek: centralę wybierającą z lawiny sygnałów te, o istotnym dla bytu znaczeniu – ignorując te, które nie są istotne. To mózg. Nim wykażę, dlaczego uważam mózg za kontrowersyjny wynalazek, zajmiemy się przykładami świadczącymi, że nie zawsze mózg jest potrzebny, aby reakcje organizmu odbierać jako inteligentne – podczas gdy są to jedynie odruchy, wynik przetworzenia informacji w niezbyt silnie rozgałęzionym drzewie algorytmów.

Sterowanie za pomocą impulsów elektrycznych w centrali w mózgu nie oznacza, że genetyczne induktory stały się niepotrzebne. One nadal odpowiadają za bezpośredni kontakt z nicią programu genetycznego, a czasami burzą swobodny przepływ sygnałów elektrycznych myśli bujających w obłokach, domagając się podjęcia szybkiej decyzji w bardziej przyziemnych sprawach.

Zmysły bez mózgu

W wielu wypadkach mózg nie jest potrzebny, aby odbierać i przetwarzać bodźce ze środowiska. Genetyczne induktory, w mechaniczny sposób, sterują produkcją białek niezbędnych dla bytu organizmu.

Czy rośliny czują?

Rośliny nie mają mózgu – to pewne. Ale czy to jest równoznaczne z brakiem odczuwania? W psychologi stany emocjonalne odnoszą się do reakcji mózgu na zewnętrzne i wewnętrzne sygnały (bodźce), lecz do wywołania niektórych z nich nie jest potrzebny mózg.

Rośliny poprzez korzenie nieustannie odbierają sygnały, dotyczące składu gleby pod kątem obecności substancji odżywczych, jak i trucizn czy metali ciężkich. Liście, wystawione na światło i wiatr, wciąż śledzą źródła światła oraz analizują unoszące się w powietrzu związki chemiczne, poprzez substancje semiochemiczne, informując roślinę o możliwości ataku lub zaznaczając swoje terytorium oraz gotowość płciową.

Polska biochemik Edyta Zdunek-Zastocka wraz z izraelskimi naukowcami Instytutu Badań Pustynnych im. Blausteina, badając zielony groszek (Pisum sativum), doszła do wniosku, że groszek zdolny jest do przetwarzania, zapamiętywania i przekazywania informacji. W okresie suszy wykazuje zachowania altruistyczne, przekazując rosnącym w pobliżu roślinom biochemiczne sygnały o zagrożeniu, dając im czas na przygotowanie się do niekorzystnych warunków.

Sposób przekazywania informacji wewnątrz rośliny jest podobny do zwierzęcego – to system receptorów wrażliwych na impulsy elektryczne, tak jak w ludzkich neuronach. Jednak rośliny nie posiadają centralnego ośrodka zarządzania, a informacje są przekazywane do komórek występujących w wielu częściach rośliny. Tak więc bez mózgu potrafią w wielu przypadkach zachowywać się tak, jakby miały świadomość. O czym szerzej na dalszych stronach...

Wspomnienia bez głowy

Może się nam wydawać, że przechowywanie wspomnień to wyłączna domena mózgu. Podobno słoń ma wielki mózg i dlatego wszystko pamięta. W przypadku słonia to jedynie powiedzenie i nie ma żadnych dowodów, aby traktować je jako prawdziwe. Zresztą, wielkość mózgu nie jest głównym czynnikiem świadczącym o poziomie inteligencji czy zdolności zapamiętywania. Mózg ośmiornic jest wielkości orzecha włoskiego, a głowonogi radzą sobie z zadaniem nierozwiązywalnym dla ludzkiego dziecka – potrafią otworzyć zabezpieczony pojemnik z lekarstwami (gdy wiedzą, że jest w nim ich smakołyk).

Okazuje się, że bez mózgu można też pamiętać... Aby się o tym przekonać naukowcy z Tufts University powtórzyli doświadczenia Jamesa V. McConnella sprzed pięćdziesięciu lat – tylko w mniej makabrycznej formie, chociaż nie obeszło się bez obcinania głów. Na szczęście jedynie głów płazińców Plathelmintes (robaków płaskich), posiadających scentralizowany mózg. Robaki te, w znanym sobie miejscu od razu przystępują do jedzenia, podczas gdy w nieznanym otoczeniu odkładają posiłek do czasu sprawdzenia terenu pod kątem bezpieczeństwa. Posiadają też inną umiejętność – zdolność szybkiej regeneracji. I to nawet głowy.

Eksperymenty grupy z Tufts University polegały na umieszczeniu grupy robaków na szalce Petriego o nierównej teksturze i pozostawieniu ich na czas oswojenia, aż do rozpoczęcia biesiady. Niestety, zaraz potem obcinano im głowy i pozostawiano na dwa tygodnie w oczekiwaniu na wyrośnięcie nowej. Później, już z nową głową, sadzano płazińce na tej samej szalce. Okazało się, że nie potrzebują one czasu na oswojenie się z podłożem – przystępowały od razu do posiłku, tak jakby nie odcięto im głowy z zawartymi w mózgu wspomnieniami.

Różnica w badaniach Tufts University a badaniami wspomnianego McConnella polegała na tym, że ten ostatni karmił płazińce nieznające terenu – sproszkowanymi mózgami płazińców ze wspomnieniami, pragnąc im w ten sposób przekazać „cząsteczki pamięci”. Hm, dla mnie to karkołomne założenie. Ale dla przeprowadzających eksperyment badania stanowią nadzieję na znalezienie nowych sposobów leczenia uszkodzonych tkanek mózgowych czy szansę na rozwój sztucznej pamięci. Dla mnie to przede wszystkim dowód, że nie zawsze mózg jest potrzebny.

Podobny schemat przechowywana pamięci wytłumaczyłby wiele zachowań nie tylko u niższych form życia, lecz również... ludzi. Pamięć dotycząca warunków środowiskowych, możliwości zdobycia jedzenia lub rozpoznanie niebezpiecznych rejonów, może być również zapisana w genach. Poprzez czynniki epigenetyczne, bez konieczności posiadania mózgu można zapisać informację, jakie geny aktywować, gdy nasili się obecność określonych sygnałów ze środowiska. Przewaga tego systemu zapisu informacji polega na tym, że jest ona dostępna dla organizmu od narodzenia, bowiem ta zapisana w mózgu, wymaga wcześniejszego doświadczenia, które może być już ostatnim...

Wady posiadania mózgu

Sterowaniem pracy naszych umysłów na jawie i podczas snu zajmują się związki chemiczne – neuroprzekaźniki. Przenoszą one sygnały elektryczne pomiędzy stykami komórek neuronalnych (neuronów) oraz z komórek nerwowych do podwykonawców pożądanych efektów – komórek mięśniowych lub gruczołów (efektorów).

I w tym momencie ujawnia się powiązanie naszych myśli z genami. Do najbardziej znanych neuroprzekaźników należą: glutaminian, GABA, acetylocholina, noradrenalina, dopamina i serotonina. Wystarczy zmienić tempo ich produkcji, aby zahamować lub przyśpieszyć przekazywanie sygnałów – a tym samym nasze zachowanie. W największym stopniu ich poziom zależny jest od naszych genów, ale wszystkie organizmy żywe posiadające mózg, nauczyły się zmieniać ich poziom – czyli oszukać mózg.

Jak poprawiać nasze myślenie

Chociaż jedni naukowcy uważają, że poprawienie zdolności postrzegania jest możliwe tylko poprzez żmudne ćwiczenia mózgu (jak rozwiązywanie zadań z algebry), a drudzy patrzą na pamięć jako na współdziałanie skomplikowanego mechanizmu stymulowanego sygnałami chemicznymi, enzymami i białkami – to na poziomie molekularnym nasze zdolności uczenia się, zapamiętywania i wyciągania wniosków, zależne są od produkcji odpowiednich białek – a te zależą od ekspresji genów.

 

Dowodzą tego choćby stymulatory, popularnie zwane dopalaczami. Naturalne środki wspomagające, znane i stosowane są od tysięcy lat. Sztuczne zawdzięczają swój początek chemikowi Gordonowi Allesowi, który w 1929 roku wyprodukował amfetaminę (analog chińskiego zioła leczniczego). Specyfik ten najpierw znalazł zastosowanie w czasie II wojny światowej, pomagając żołnierzom z każdej strony frontu zabijać się nawzajem poprzez zwiększenie ich odwagi i dłuższe utrzymanie aktywności (Niemcy i Japończycy wspomagani byli metamfetaminą, Amerykanie i Brytyjczycy benzedryną). Jako że amfetamina powodowała zbyt wiele skutków ubocznych, w 1956 roku wprowadzono łagodniejszą formę stymulanta – metylofenidatu.

Ale nie ma niczego za nic, a czasem nawet niczego nie ma – poza stratami. Polepszenie pamięci długotrwałej okupione jest zmniejszeniem pamięci roboczej. Już niemal od początku używania amfetaminy wiedziano, że odczucie większej sprawności jest wrażeniem subiektywnym. „Ponieważ środek ten poprawia nasz nastrój, odnosimy wrażenie, że działamy szczególnie dobrze, podczas gdy faktycznie tak nie jest” – podsumowuje działanie stymulatora Nicolas Rasmussen, autor książki Na amfie. Metylofenidat natomiast rzeczywiście poprawiał sprawność poznawczą, lecz przez krótki okres. Stosowany przez dłuższy czas wywołuje nadmierną impulsywność, zwiększa procent błędnych odpowiedzi – co wykazały badania z 1997 Barbary Sahakian oraz Trevora Robbinsona z University of Cambridge oraz naukowców z University of Florida Medical School w Gainesville z 2005 roku.

W ostatnich latach poszukiwanie „wzmacniaczy myślenia” poszło w kierunku leków modyfikujących pracę genów. Testy przeprowadza się na myszach. I chociaż neurobiolog z University of California w Los Angeles Alcino J. Silva mówi z dumą: „Możemy teraz użyć tej wiedzy do wpływania na procesy uczenia się i zapamiętywania”, to trzeba wspomnieć, że większość z 200 modyfikacji genetycznych poprawiających myślenie testowanych gryzoni, wywołała skutki uboczne. Jak dalekie mogą to być skutki, gdy testowane leki zaczną stosować ludzie – trudno przewidzieć...

Układ nagrody

Naturalne stymulatory nie są produkowane przez nasze procesy myślowe, chociaż mogą stymulować zwiększoną produkcję określonych białek czy enzymów. Uprawnione więc wydaje się stwierdzenie, że to geny decydują o tym, kim możemy być. Możemy – gdyż warunki środowiskowe, wychowanie oraz indywidualne doświadczenia mogą równie dobrze zniszczyć, jak i rozwinąć nasze odziedziczone predyspozycje. Jak i przyjmowane leki czy stymulatory.

„Nasz mózg nie jest wtedy w stanie odróżnić ważnych dla życia informacji od skojarzeń powiązanych z narkotykiem” – to ocena wpływu na zachowania człowieka takich substancji odurzających, jak nikotyna, kawa, alkohol czy narkotyki, wypowiedziana przez psychiatrę zajmującego się badaniem powstawania uzależnień Jensa Reimera. Wspomniane używki, a nawet zwykły cukier lub tłuszcz, w podobny sposób wpływają na działanie mózgu – zwiększają produkcję dopaminy, neuroprzekaźnika pobudzającego układ nagrody. Różnią się jedynie siłą manipulacji uczuciem szczęścia. Cukier czy tłuszcz to wzrost bodźców o jedynie 50 procent, marihuana, alkohol oraz nikotyna to już wzrost od 175 do 225 procent. Ale to nic w porównaniu do siły ciosu metamfetaminy, która w kilka sekund zwiększa nasze poczucie szczęścia o 1000 procent.

Ale dlaczego ewolucja uznała, że podobny układ jest nam, zwierzętom, potrzebny? Otóż bez układu nagrody nie nauczylibyśmy się unikać zagrożeń. Skutki uboczne: szczury mogące samodzielnie dozować impulsy elektryczne pobudzające układ nagrody, zapominają o jedzeniu i rozmnażaniu, wciąż nagradzając siebie bezpośrednio.

Przepis na szczęście, przynajmniej w tych podstawowych działaniach jak jedzenie i kopulacja, jest zakodowany w genach. Ale przyjmowanie używek wpływa również na inne zakresy naszego zachowania.

Jakby tego było mało, to za zmiany osobowości człowieka mogą odpowiadać pasożyty ukryte w jego mózgu – uważa Kavin D. Lafferty z Marine Science Institute Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Ale o tym później...

Przykazania genów

Pewna firma około roku 2030 przewiduje wybudowanie komputera o rozmiarach nano. To niebywałe! Chciałbym doczekać tych czasów, chociaż... podobny komputer każdy z nas ma w sobie. Wraz z licencjonowanym oprogramowaniem, mało podatnym na ataki hackerów. To kod DNA.

Różnorodność w prostocie

Śledząc rozwój genetyki, można zastanowić się nad prawami rządzącymi naszą podatnością na choroby, mocnym stronami oraz ułomnościami, lecz również sferą psychiki – agresją, marzeniami. Od czasów publikacji O pochodzeniu gatunków Darwina wiemy, jak dużo mamy wspólnego ze zwierzętami, chociaż niektórzy do dzisiaj odrzucają to powinowactwo. Ale nawet ci, którzy zgadzają się z Darwinem – nie chcą pogodzić się z faktem, że aż tak dalece nasze motywy działania są identyczne z motywami postępowania niższych gatunków. A przecież kod DNA w zaledwie 1,6 procentów genów różni nas od małpy. Również z tak smaczną i pożywną rośliną jak banan – mamy wspólnych 90 procent genów! Czyli jedynie kilkaset genów odpowiada za naszą wyprostowaną postawę, brak owłosienia. A ile z nich koduje naszą psychikę, nakazy moralne? Spróbowałem odnaleźć te główne gałęzie drzewa algorytmów, które od pierwszych chwil po połączeniu genomu żeńskiego i męskiego zaczyna budować nasz byt.

Dobór naturalny nie myśli

Dlaczego żołędzie spadają wokół dębu raz na trzy lata, a nie rokrocznie? Co nakazuje, niektórym gatunkom cykad amerykańskich, czekać siedemnaście lat na kolejny, masowy wylęg? Co każe tym roślinom lub zwierzętom, w wybranym momencie wykonywać określone instrukcje? Odpowiedzi na podobne pytania musimy szukać w genach.

Często myślimy o doborze naturalnym jako o procesie przemyślanym, a więc inteligentnym. Gdy idąc pośród traw widzimy zrywającą się do lotu przepiórkę, ulegamy fascynacji, wykrzykując: „Ależ sprytnie się ukryły!”. A zaraz potem zastanawiamy się: „Jak to możliwe, by geny wiedziały jak rozrzucić różnorodne barwy piór, by te ułożyły się we wzór zbliżony do tła środowiska?”. Prawda jest taka, że to nie był świadomy wybór, a przypadkowe zmiany, rozłożone w bardzo, bardzo długim okresie. Najpierw była jedna przepiórka o pstrokatym upierzeniu pośród jednobarwnych sióstr i braci, Możliwe, że jako odmienna była wyszydzana i w końcu odrzucona przez stado. Lecz przeżyła i miała szansę rozmnażać się, a jej potomstwo dzięki kaprysowi genów zyskało zwiększoną szansę na przeżycie. I tak się działo przez setki, tysiące pokoleń, aż okazało się, że wszyscy potomkowie szyderczego, jednolicie upierzonego stada skończyli w żołądkach drapieżników, a przypadkowa mutacja odszczepieńca stała się jedynym, powielonym na następnych pokoleniach wzorcem gatunku.

Główny błąd podejścia do genetyki zawiera się w stwierdzeniu, że rośliny lub zwierzęta „wykształciły” jakąś cechę. One niczego nie przemyślały, a po prostu przetrwały osobniki z tą cechę, zaś jej nieposiadające wyginęły.

Geny a różnorodność

Patrząc zazwyczaj na rozwój kodu genetycznego, spoglądamy na niego liniowo. Najniższe organizmy (bakterie, pierwotniaki) mają najmniej genów. Te, już z bliższym nam pokrewieństwem, jak ssaki, a zwłaszcza małpy, więcej. „Lecz przecież człowiek ma ich najwięcej” – to sposób naszego myślenia. Pomijając nieprawdziwość podobnego stwierdzenia, gdyż więcej ma ich genom ryżu i pszenicy, to podobna zależność jest błędnym spojrzeniem. Podstawowe informacje są wspólne, a różni nas informacja, które fragmenty kodu pominąć, gdy zwierzę ma czuć się jak ryba w wodzie, a które uaktywnić, gdy ma chodzić na dwóch nogach z podniesioną głową. Czy potrzebne są organizmowi mocne kły do rozrywania surowego mięsa, czy mogą być krótsze? Po co tracić energię, skoro jemy na białych talerzach, używając sztućców.

Ostatnio w Indiach słonie coraz częściej rodzą się bez kłów, tak pożądanych przez kłusowników. Jedna trzecia kła słonia jest zatopiona w jego szczęce i chcąc osiągnąć maksymalny zysk, nie wystarczy uśpić słonia i odpiłować wystającą część. Kłusownik musi zabić zwierzę. Lecz brak kłów w populacji słoni indyjskich to nie odpowiedź ewolucji na zagrożenie, a selektywna reprodukcja sterowana przez człowieka, który zaczął krzyżować osobniki rodzące się bez kłów.

Słoń z kłami odchodzi do przeszłości jak mamuty, ale przynajmniej przyszłe pokolenia dzieci będą mogły zobaczyć te potężne zwierzęta. A zablokowany gen zapewne będzie można odblokować, gdy zniknie zagrożenie ze strony chciwości człowieka i słonie odzyskają kły.

***

W naszym genomie ukryta jest dodatkowa informacja, czyniąca z nas „szczególny” gatunek. Lecz nie ta, której byśmy się spodziewali. Nie znajdziemy w nich podstaw miłości czy altruizmu, czyniących z ludzi gatunek wyjątkowy. Te są wspólne dla wszystkich organizmów. Tą dodatkową informacją jest stopień pofałdowania kory mózgowej, pozwalający mózgowi przejąć część decyzji u innych organizmów podejmowanych przez geny. Nasz ewolucyjny bonus, to możliwość – przy niemal identycznym genomie jako gatunku – być tak różnymi. Organizmy o dłuższym genomie mają „ustawione na sztywno” algorytmy wyboru (dotyczące zarówno metabolizmu, zmian zewnętrznych, jak również zachowań w określonych sytuacjach); organizmy wyższe, a zwłaszcza te posiadające mózg, posiadają bardziej „rozgałęzione” drzewa algorytmów genetycznych, zwiększające naszą odmienność, zwłaszcza psychiczną.

Lęk wysokości

Każde nasze zachowanie można wytłumaczyć, rozbijając je na drobne przyczyny i następstwa, tworzące drzewo algorytmów. A bodźcem wywołującym rozgałęzianie się decyzji bardzo często jest związek chemiczny, który uaktywnia geny. Mogłoby wydawać się, że lęk wysokości ukryty jest wyłącznie w naszej głowie. Bo dlaczego jedni potrafią bez zawrotów głowy spoglądać w 150 metrową przepaść, a inni czują zawroty głowy i duszności, gdy staną na szczycie schodów. „To, czy człowiek ma lęk wysokości, zależy od trzech czynników: genów, zdolności analitycznych jego mózgu oraz wspomnień” – uważa psycholog Russel Jackson.

Wspomnienia to rzecz nabyta i w naszych rozważaniach możemy ją pominąć. Jednak pozostałe dwa czynniki i tak sprawiają, że każdy może ulec podobnym zachowaniom. Zdolności analityczne mózgu w dużym stopniu zależą od nauki, a właściwie „wytresowaniu” mózgu do podejmowania wybranych działań w określonych warunkach. Ale to i tak jedynie stłumienie lub nasilenie podatności do określonych zachowań, na sygnały wywołane przez genetyczne induktory.

Kluczowe do podatności na określone bodźce są geny. W przypadku lęku wysokości to bardzo czułe induktory – a sposób ich działania zakodowany jest w genach. Dla jednych osobników do wywołania lęku potrzeba silniejszych bodźców, a w przypadku innych wystarczy minimalny sygnał – alarmujące organizm przy przekroczeniu poziomu, nie wywołującego żadnych reakcji u innych osób. W połączeniu z negatywnymi wspomnieniami, tak niegroźne genetyczne induktory stają się zagrożeniem lub przynajmniej zakłócają prawidłowe funkcjonowanie organizmu, wywołując lęk wysokości.