Βιολογία, ένας κήπος γεμάτος θαύματα. A Matter of Wonder: What Biology Reveals about Us, Our World, and Our Dreams

To DNA των μιτοχονδρίων, των «εργοστασίων» παραγωγής ενέργειας των κυττάρων, ήρθε στο φως χάρη στις εργασίες του συγγραφέα. Microscopes have been crucial for our understanding of mitochondrial structure and function. Mitochondria are visible under the light microscope although little detail can be seen. Transmission electron microscopy (left) shows the complex internal membrane structure of mitochondria, and electron tomography (right) gives a three-dimensional view. Rights: Tomographic images by T. Frey (SDSU) and G. Perkins (UCSD); with the permission of Professor Frey.TEM micrograph released into Public Domain.

«Τα παιδιά σας δεν είναι παιδιά σας. Είναι γιοι και κόρες του πάθους της ζωής για τη ζωή». Με τους στίχους του Χαλίλ Γκιμπράν αρχίζει το πέμπτο κεφάλαιο στο βιβλίο «Βιολογία, ένας κήπος γεμάτος θαύματα» του καθηγητή Βιοχημείας Gottfried Schatz, που κυκλοφόρησε πρόσφατα από τις Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης. Όπως και το προηγούμενο πόνημα του συγγραφέα («Πέρα από τα γονίδια», ΠΕΚ, 2011), έτσι και αυτό το βιβλίο γεννήθηκε από μια σειρά δοκιμίων τα οποία δημοσιεύθηκαν για πρώτη φορά στην έγκυρη ελβετική εφημερίδα «Neue Zürcher Zeitung».

Γιατί δεν είμαστε σκλάβοι των γονιδίων μας και σε τι διαφέρουμε απ’ τους χιμπατζήδες; Τι είναι η επιγενετική και γιατί η τρυφερότητα κατά τον θηλασμό καθορίζει πώς θα συμπεριφέρεται το νεογέννητο ποντικάκι σε όλη τη μετέπειτα ζωή του; Πώς μετατρέπεται σε αχαλίνωτο Δον Ζουάν ένας μονογαμικός αρουραίος και πώς επηρεάζουν τη συμπεριφορά μας ουσίες όπως η ντοπαμίνη, η σεροτονίνη ή η κοκαΐνη; Γιατί στον πόλεμο κατά των μικροβίων χαμένοι θα είμαστε πάντα εμείς; Σε τι παραπέμπουν οι «πρωτόγονοι» μονοκύτταροι οργανισμοί που δραστηριοποιούνται σε νερά που κοχλάζουν; Τι πληροφορίες μας δίνουν για τη ζωή σε άλλους πλανήτες οι διαστημοσυσκευές που έχουμε στείλει; Το βιβλίο αναζητά τις απαντήσεις σε όλα τα παραπάνω ερωτήματα και σε πολλά ακόμη. Κάθε ένα από τα 19 μικρά δοκίμιά του είναι σαν ένα παραμύθι, όπως γράφει στον πρόλογο ο νομπελίστας Rolf Zinkernagel. Με ύφος αφηγηματικό −συχνά σε πρώτο πρόσωπο− και διάθεση στοχαστική, ενίοτε ποιητική, μας μεταφέρει σ’ έναν κήπο γεμάτο θαύματα, τον αόρατο κήπο της μοριακής και κυτταρικής βιολογίας, της βιοχημείας και της γενετικής – τον κήπο της αυτογνωσίας μας.

Ίσως η λέξη «δοκίμιο» να μην είναι ο καταλληλότερος όρος για να περιγραφούν τα κείμενα του έγκριτου επιστήμονα και συγγραφέα, ο οποίος έφυγε από τη ζωή το 2015. Αλλά ούτε και το «εκλαϊκευτικά άρθρα για την επιστήμη» θα του ταίριαζε. Στην πραγματικότητα κάθε κεφάλαιο του βιβλίου του είναι ένα μάθημα εκλαΐκευσης της επιστήμης: με χρήση ελάχιστων επιστημονικών όρων, ο Gottfried Schatz πετυχαίνει να δώσει την ουσία των βιολογικών θεμάτων με τα οποία καταπιάνεται χωρίς να κάνει καμιά απολύτως έκπτωση στην επιστημονική αλήθεια. Συχνά δε η εισαγωγή στο θέμα γίνεται με αναφορές από τη λογοτεχνία και την ποίηση.

Γκούσταφ Κλιμτ, Θάνατος και Ζωή, 1908–1915

Πάρτε για παράδειγμα το πέμπτο κεφάλαιο, ο τίτλος του οποίου είναι «Θάνατος, ο αδελφός της ζωής». Μετά τους στίχους του Γκιμπράν που περιγράφουν «το άσβεστο πάθος της ζωής για συνεχή ανανέωση» ο συγγραφέας γίνεται πιο προσωπικός και εκμυστηρεύεται ότι για εκείνον οι στίχοι περιγράφουν τον ενός έτους εγγονό του και ενώ αρχικά διερωτάται «Ποιος αλήθεια δεν θα μπορούσε να διακρίνει αυτό το πάθος της ζωής κοιτάζοντας ένα μικρό παιδί;», στη συνέχεια εξηγεί: «Παρά την ολοφάνερη σχέση του με τη ζωή, ο εγγονός μου δεν παύει να είναι ταυτόχρονα κι ένα δώρο του θανάτου, καθώς μέσα σε έναν αναπτυσσόμενο οργανισμό κύτταρα συνεχώς πεθαίνουν προκειμένου να διασφαλίσουν τη ζωή άλλων κυττάρων ή για να δώσουν χώρο σε νέα. Ο θάνατος ήταν εκείνος που βοήθησε να αναπτυχθούν τα ολοκάθαρα μάτια του, φροντίζοντας με πολλή προσοχή να απομακρύνει τα κύτταρα που θα εμπόδιζαν την πορεία του φωτός προς τον αμφιβληστροειδή χιτώνα... Και στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλό του ήταν πάλι ο θάνατος που φρόντισε να πεθάνουν σχεδόν τα μισά από τα νευρικά κύτταρα που διέθετε, ώστε να υπάρξει χώρος για τη δημιουργία συνάψεων ανάμεσα σε νέα νευρικά κύτταρα. Αλλά και πριν από τη σύλληψη αυτού του παιδιού, ο θάνατος είχε φροντίσει για το καλό του, καταστρέφοντας τα περισσότερα από τα σπερματοζωάρια του πατέρα του, ώστε αυτό που θα επικρατούσε να είναι υγιές και να μπορέσει να φανεί χρήσιμο στο πάθος της ζωής να συνεχιστεί».

Σπάνια θα βρει κανείς μια τόσο βατή και ταυτόχρονα απολύτως ορθή επιστημονικά περιγραφή για την απόπτωση (τον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο, ο οποίος είναι ζωτικής σημασίας τόσο για την ανάπτυξη ενός οργανισμού όσο και για τη διατήρησή του σε ομοιόσταση). Και όπως βατά αλλά και με ουσία ξεκινά, έτσι συνεχίζει ο συγγραφέας το κεφάλαιο αυτό αλλά και τα υπόλοιπα του βιβλίου. Εξασφαλίζει έτσι ότι δεν θα χάσει τον αναγνώστη που δεν γνωρίζει τίποτε για τη βιολογία, αλλά θα δώσει και τη χαρά της βαθύτερης κατανόησης στον μυημένο.

Διακεκριμένος επιστήμονας και διεθνώς καταξιωμένος στον χώρο της έρευνας, ο ομότιμος καθηγητής βιοχημείας Gottfried Schatz (1936-2015) δίδαξε σε πολλά ανώτατα ιδρύματα, ανάμεσά τους στο Πανεπιστήμιο Cornell των ΗΠΑ, στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης και στο περίφημο Biozentrum του Πανεπιστημίου της Βασιλείας (Ελβετία), του οποίου διετέλεσε διευθυντής επί σειρά ετών. Υπήρξε ένας από τους ερευνητές που ανακάλυψαν το μιτοχονδριακό DΝΑ και τιμήθηκε με πολλά βραβεία για την προσφορά του στην έρευνα και την επιστήμη. Μέλος σε διάφορες Ακαδημίες Επιστημών (ΗΠΑ, Σουηδία, Αυστρία, Γερμανία, Ολλανδία) και σύμβουλος πολλών επιστημονικών ιδρυμάτων, διετέλεσε γενικός γραμματέας του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Μοριακής Βιολογίας (ΕΜΒΟ) και πρόεδρος του Ελβετικού Συμβουλίου Επιστήμης και Τεχνολογίας. Η τέχνη είχε στη ζωή του εξίσου σημαντική θέση. Μέχρι τον θάνατό του έγραφε άρθρα και βιβλία επιστημονικής εκλαΐκευσης, ενώ συμμετείχε ως βιολονίστας σε ορχήστρες κλασικού ρεπερτορίου μαζί με τη δανέζα σύζυγό του, Merete.

Ένα άλλο βασικό χαρακτηριστικό του βιβλίου αυτού είναι ότι ο συγγραφέας έχει άποψη (όπως το δικαιούται ο καθένας που έχει διαγράψει μια μακρά πορεία στον επιστημονικό στίβο και έχει μάλιστα διακριθεί σε αυτόν) και δεν διστάζει να την εκφράσει. Χαρακτηριστικό παράδειγμα το όγδοο κεφάλαιο με τίτλο «Επικίνδυνη συμπόνια», στο οποίο ο συγγραφέας περιγράφει την αντίφαση ανάμεσα στις δυτικές κοινωνίες όπου αμφιβόλου ποιότητος και χρησιμότητας συμπληρώματα διατροφής καταπίνονται αφειδώς και σε τεράστιες ποσότητες, και στον υπό ανάπτυξη κόσμο όπου η έλλειψη βιταμινών προκαλεί τον θάνατο εκατομμυρίων παιδιών, ενώ σε εκατομμύρια επίσης μετρώνται και εκείνα που τυφλώνονται από την ίδια έλλειψη. Και ενώ φωτισμένοι επιστήμονες δημιούργησαν γενετικά τροποποιημένο ρύζι το οποίο θα μπορούσε να καλύψει τις διατροφικές ανάγκες των παιδιών αυτών, οι δικοί μας φόβοι («προκατάληψη και παράλογος φόβος» λέει ο συγγραφέας) για τη γενετική τροποποίηση αφήνουν αβοήθητα τα παιδιά.

Εν κατακλείδι, τα 19 κεφάλαια του βιβλίου επιτρέπουν όντως στον αναγνώστη να περιηγηθεί στον θαυμαστό «κήπο» της βιολογίας, όπως υπόσχεται ο τίτλος, όπου  αναμφίβολα θα ανακαλύψει «άνθη» και θα συλλογιστεί πάνω στα πιθανά «αγκάθια» που δημιουργούνται από τη δική μας θέαση των βιολογικών φαινομένων.

Διαβάστε τον πρόλογο του Rolf Zinkernagel (Bραβείο Nobel Φυσιολογίας & Ιατρικής 1996) και τις δυο πρώτες ενότητες του βιβλίου, εδώ.

Πηγές: http://www.tovima.gr/science/article/?aid=988044 - https://www.cup.gr/book/viologia-enas-kipos-gematos-thavmata/

Τα άγνωστα θηρία που δεν συνάντησαν οι δεινόσαυροι. 'Monstrous' new Russian saber-tooth fossils clarify early evolution of mammal lineage

Τα απολιθώματα τους εντοπίστηκαν στην Ρωσία και είναι πρόγονοι των θηλαστικών. Το Gorynychus σκορπούσε τον φόβο στα δάση πριν δώσει την θέση του στους δεινοσαύρους. The therocephalian Gorynychus masyutinae, top predator of the Kotelnich fossil assemblage, hunting a tree-dwelling herbivore (Suminia getmanovi). Credit: Matt Celeske

Εντοπίστηκαν σε μια περιοχή της δυτικής Ρωσίας τα απολιθώματα δύο άγνωστων μέχρι σήμερα ζώων που ανήκαν στην οικογένεια των συναψιδωτών (ή θηριοψιδών) η οποία περιλαμβάνει και τα θηλαστικά.Τα δύο είδη ζούσαν πριν από περίπου 300 εκ. έτη και αναφέρονται από τους ειδικούς ως «προθηλαστικά» είδη και πιστεύεται ότι είχαν στενή συγγένεια με τα θηλαστικά που έκαναν λίγο αργότερα την εμφάνιση τους.

The skull of Nochnitsa geminidens, a new species of gorgonopsian discovered in the Permian of Russia. Credit: Christian Kammerer

Ήταν δύο σαρκοβόρα ζώα που προϋπήρχαν των δεινοσαύρων. Το ένα είδος ονομάστηκε Gorynychus από το τρικέφαλο δράκο Zmey Gorynych της σλαβικής μυθολογίας και το άλλο Nocnitsa ένα πνεύμα της νύχτας που προκαλούσε τρόμο προερχόμενο επίσης από την σλαβική μυθολογία.

Anterior snout and dentition of Gorynychus masyutinae. (A) Photograph and (B) interpretive drawing of the skull (KPM 346) in anterior view. (C) Disarticulated incisor (KPM 348) associated with skull in presumed anterior or anterolateral view. Abbreviations: apc, anterior premaxillary channel; mx, maxilla; na, nasal; nr, naris; pmx, premaxilla; smx, septomaxilla. Gray coloration indicates matrix. Scale bars equal 1 cm. Photographs and drawing by Christian F. Kammerer

Το Gorynychus είχε μέγεθος λύκους και τεράστιους κυνόδοντες που έμοιαζαν με μικρούς χαυλιόδοντες. Τα ζώα αυτά εξαφανίστηκαν κατά την διάρκεια της πλέον εκτεταμένης εξαφάνισης ειδών που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα, της Πέρμιας-Τριασικής εξαφάνισης. Το γεγονός αυτό συνέβη πριν από περίπου 250 εκ. έτη και εκτιμάται ότι εξαφανίστηκε περίπου το 90%-95% των υδρόβιων οργανισμών και περίπου το 70% των χερσαίων.

Η εξαφάνιση της Πέρμιας-Τριασικής περιόδου άνοιξε τον δρόμο στην εμφάνιση και κυριαρχία των δεινοσαύρων η οποία διήρκεσε περίπου 200 εκ. έτη που διακόπηκε απότομα από την πτώση στην Γη ενός τεράστιου αστεροειδή ανοίγοντας τον δρόμο για την κυριαρχία των θηλαστικών και την εμφάνιση τελικά του ανθρώπου. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «PeerJ».

Πηγές: Christian F. Kammerer et al. A new therocephalian (Gorynychus masyutinae gen. et sp. nov.) from the Permian Kotelnich locality, Kirov Region, Russia, PeerJ (2018). DOI: 10.7717/peerj.4933 - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=989638