Εάν ξαναρχίζαμε από την αρχή, η ζωή θα ήταν η ίδια;

Σε ένα τετραώροφο εργαστήριο στο πανεπιστήμιο Χάρβαρντ στη Βοστόνη των ΗΠΑ ο καθηγητής Βιολογίας Μάικλ Ντεσάι έχει κατασκευάσει ένα ιδιότυπο πείραμα: σε εκατοντάδες διαφορετικά περιβάλλοντα, παρατηρεί τη δράση της εξελικτικής διαδικασίας με σκοπό να απαντήσει στο θεμελιώδες ερώτημα «εάν ο κόσμος ξεκινούσε ξανά, η ζωή θα εξελισσόταν με τον ίδιο τρόπο;».

SERGEY KRYAZHIMSKIY

Ο καθηγητής Βιολογίας του πανεπιστημίου Χάρβαρντ, Μάικλ Ντεσάι.

Στα περιβάλλοντα που μελετάει ο Ντεσάι, καλλιεργούνται παραλλαγές των μικροοργανισμών που αποτελούν τη μαγιά που χρησιμοποιείται στην αρτοποιία. Κάθε 12 ώρες ρομποτικά βοηθήματα παρεμβαίνουν στο πείραμα, αφήνοντας μόνο τους πιο γοργά αναπτυσσόμενους μικροοργανισμούς να επιβιώσουν, αφαιρώντας τους υπόλοιπους. Ο ερευνητής, ο οποίος έχει υπόβαθρο φυσικής, σχεδίασε ο ίδιος το ρομποτικό σύστημα που του επέτρεψε την παράλληλη διαχείριση 640 διαφορετικών καλλιεργειών οι οποίες προέκυψαν από ένα κοινό κύτταρο δημιουργώντας ένα πείραμα που ξεπερνάει κατά πολλές τάξεις μεγέθους κάθε προηγούμενο.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας που δημοσιεύει το περιοδικό Science όλες οι καλλιέργειες του Ντεσάι φαίνεται πως φτάνουν στο ίδιο εξελικτικό σημείο, το οποίο μετράται με το ρυθμό με τον οποίο μεγαλώνουν οι μικροοργανισμοί σε σχέση με τις συνθήκες που επικρατούν στο περιβάλλον τους. Το αποτέλεσμα αυτό έρχεται σε αντίθεση με μία ιδέα που έχει διαδοθεί από τη δεκαετία του 1980 σύμφωνα με την οποία η εξέλιξη της ζωής επηρεάστηκε πολύ από τις αρχικές μεταλλάξεις που τη δημιούργησαν.

Τα ευρήματα της έρευνας δείχνουν επίσης μία σημαντική διαφορά μεταξύ της εξέλιξης σε γενετικό επίπεδο και στο επίπεδο ενός ολόκληρου οργανισμού. Η εξέλιξη στο επίπεδο της γενετικής συμβαίνει με τυχαίο τρόπο, όμως φαίνεται πως το συνολικό αποτέλεσμα όλων αυτών των τυχαίων μεταλλάξεων δημιουργεί ένα προβλέψιμο μοτίβο. Το συγκεκριμένο συμπέρασμα, εάν επιβεβαιωθεί, μπορεί να βοηθήσει σημαντικά στην έρευνα στον τομέα της γενετικής όπως για παράδειγμα τη μελέτη της αντοχής των μικροβίων  σε τοξίνες έπειτα από κάποια μεμονωμένη μετάλλαξή τους.

SERGEY KRYAZHIMSKIY

Προηγούμενες μελέτες σε μικροοργανισμούς όπως το βακτήριο E.coli είχαν δείξει πως μικρές αλλαγές που συνέβησαν νωρίς στη ροή της εξέλιξης, είχαν πολύ μεγάλο αντίκτυπο στο τελικό αποτέλεσμα. Επειδή όμως τα πειράματα αυτά έλαβαν χώρα σε πολύ μικρότερη κλίμακα από αυτά του Ντεσάι, ο ερευνητής αναρωτήθηκε εάν αποτελούσαν την εξαίρεση στο κανόνα, κάτι που υποστηρίζει βασιζόμενος στη δική του εργασία.

Τα αποτελέσματα αυτά είναι πολύ σημαντικά για την κατανόηση των εξελικτικών διαδικασιών που είναι υπεύθυνες για την ανάπτυξη της ζωής όπως τη γνωρίζουμε, αν και αποτελούν μία απλούστευση των χαοτικών διαδικασιών που επικρατούν στον πραγματικό κόσμο, οι οποίες μάλιστα επιδρούν σε πολύ πιο σύνθετους οργανισμούς από αυτούς που μελετήθηκαν στα πειράματα του Ντεσάι. Σε κάθε περίπτωση αποτελούν μία πρωτοφανούς κλίμακας προσπάθεια να κατανοήσουμε το φαινόμενο της ζωής.