ΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ
ΑΝΘΡΩΠΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ
ΒΗΜΑ/SCIENCE
19 Αυγούστου 2012
*****
Γιατί είμαστε τόσο διαφορετικοί
από τους χιμπαντζήδες;
του Dan Jones
Μπορεί το γενετικό υλικό μας να έχει πολλά κοινά με το δικό τους, ωστόσο οι διαφορές μας δεν αποτελούν μόνο θέμα γονιδίων
Κανένας δεν θα μπέρδευε
έναν άνθρωπο με έναν χιμπαντζή, ωστόσο το ανθρώπινο γενετικό υλικό έχει
πιο πολλά κοινά με αυτό του χιμπαντζή σε σύγκριση με τα γονίδια που
μοιράζονται ποντίκια και αρουραίοι. Πώς μπορεί να συμβαίνει αυτό; Η
πρόοδος του πεδίου της γενωμικής αρχίζει να αποκαλύπτει το μυστήριο. Αν
κάποιος συγκρίνει το γονιδίωμα του ανθρώπου και του χιμπαντζή, θα
ανακαλύψει ότι διαφέρουν κατά λίγο περισσότερο από 1%. Μπορεί αυτό το
ποσοστό να φαίνεται μικρό, ωστόσο αντιστοιχεί σε περισσότερες από 30
εκατομμύρια μεταλλάξεις σε συγκεκριμένα σημεία του γονιδιώματος. Ποσοστό
περίπου 80% των 20.000 και πλέον γονιδίων μας επηρεάζεται και, παρ' ότι
στα περισσότερα γονίδια εμφανίζονται μόνο μία ή δύο μεταλλάξεις, αυτές
μπορεί να έχουν πολύ σημαντική επίδραση. Για παράδειγμα, η πρωτεΐνη που
παράγεται από το ανθρώπινο γονίδιο FOXP2, το οποίο παίζει σημαντικό ρόλο
στην ομιλία, διαφέρει από εκείνη που παράγει το αντίστοιχο γονίδιο του
χιμπαντζή κατά μόλις δύο αμινοξέα. Παράλληλα μικρές αλλαγές στα γονίδια
microcephalin και ASPM πιθανότατα οδηγούν σε μεγάλες διαφορές στο
μέγεθος του εγκεφάλου ανθρώπων και χιμπαντζήδων.
Ωστόσο οι πρωτεΐνες αποτελούν μόνο μέρος του συνόλου που μας
κάνει... ανθρώπους. Ζωτικής σημασίας είναι και οι αλλαγές στη γονιδιακή
ρύθμιση - στο πότε και στο πού εκφράζονται, δηλαδή, τα γονίδια κατά την
ανάπτυξη, λέει ο Τζέιμς Νουνάν από το Πανεπιστήμιο
Γέιλ. Οι μεταλλάξεις σε γονίδια-«κλειδιά» της ανάπτυξης μπορεί να είναι
θανάσιμες. Ωστόσο, όπως λέει ο ειδικός: «Η αλλαγή στην έκφραση ενός
γονιδίου σε έναν μόνο ιστό ή σε μία και μόνο χρονική στιγμή μπορεί πιο
εύκολα να οδηγήσει σε μια "καινοτομία" που δεν είναι θανατηφόρα».
Το εργαστήριο του Νουνάν είναι ένα από τα πολλά σε παγκόσμιο επίπεδο τα
οποία ασχολούνται με τη σύγκριση της γονιδιακής έκφρασης σε ιστούς του
εγκεφάλου προκειμένου να αποκαλυφθούν οι βασικές διαφορές στη ρύθμιση
των γονιδίων μεταξύ ανθρώπων και χιμπαντζήδων - οι περισσότερες από
αυτές τις διαφορές συνεχίζουν να παραμένουν αυτή τη στιγμή στο σκοτάδι.
Το τίμημα της ευφυΐας
Και μετά υπάρχει και το ζήτημα του διπλασιασμού των γονιδίων. Η
διαδικασία αυτή μπορεί να οδηγήσει σε οικογένειες γονιδίων που
διαφοροποιούνται και αναλαμβάνουν νέες λειτουργίες, αναφέρει ο Ιβαν Εϊχλερ
από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ. Το εργαστήριό
του έχει εντοπίσει οικογένειες αποκλειστικώς ανθρώπινων γονιδίων οι
οποίες επιδρούν ποικιλοτρόπως στη βιολογία μας, από το ανοσοποιητικό
σύστημα ως τον εγκέφαλο. Ο επιστήμονας υποπτεύεται ότι ο διπλασιασμός
των γονιδίων έχει συνεισφέρει στην εξέλιξη νέων νοητικών ικανοτήτων
στους ανθρώπους, με ένα κόστος όμως: τη μεγαλύτερη ευαισθησία στις
νευρολογικές διαταραχές.
Η αντιγραφή σφαλμάτων σημαίνει ότι ολόκληρα τμήματα DNA έχουν
«σβηστεί» κατά λάθος. Αλλα τμήματα γενετικού υλικού βρίσκονται σε νέες
τοποθεσίες όταν γενετικά στοιχεία «χοροπηδούν» και αλλάζουν θέση στο
γονιδίωμα ή όταν ιοί ενσωματώνονται στο γενετικό υλικό μας. Το ανθρώπινο
γονιδίωμα περιέχει περισσότερα από 26.000 INDELs (όρος που προέρχεται
από το Insertion-Deletion), πολλά εκ των οποίων συνδέονται με διαφορές
στη γονιδιακή έκφραση μεταξύ ανθρώπων και χιμπαντζήδων.
Η «μετάλλαξη» του πολιτισμού
Ακόμη και ένας πλήρης κατάλογος γενετικών διαφορών δεν θα λύσει
όμως το μυστήριο. Και αυτό διότι αυτό που κυρίως μας κάνει ανθρώπους
είναι πολιτισμικό, είναι κάτι που περνά από γενιά σε γενιά μέσω της
μάθησης, σημειώνει ο Ατζίτ Βάρκι από το Πανεπιστήμιο
της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο. Επιπλέον, όπως λέει, η συν-εξέλιξη
γονιδίων και πολιτισμού αποτελεί μια μεγάλη κινητήρια δύναμη στην
ανθρώπινη εξέλιξη επιτρέποντας για παράδειγμα στους απογόνους των
γαλακτοπαραγωγών-κτηνοτρόφων να πέπτουν την πρωτεΐνη του γάλακτος.
Προκειμένου να λύσουμε το μυστήριο της ανθρώπινης μοναδικότητας
χρειάζεται να ξέρουμε πώς το γονιδίωμα «χτίζει» σώματα και εγκεφάλους,
πώς οι εγκέφαλοι «χτίζουν» πολιτισμό και πώς ο πολιτισμός οδηγεί τελικώς
σε αλλαγές στο γονιδίωμα. Αυτός όμως παραμένει μακρινός στόχος.
@@@@@@@@@@@@
Οι επιστήμονες αναζητούν για ποιον λόγο
μόνο μία ομάδα Homo sapiens έφυγε πριν από 65 χιλιάδες χρόνια από την
Αφρική και κατέκτησε τον κόσμο.
Οι πρόγονοί μας κατάφεραν
να κάνουν ορισμένες επικές μεταναστεύσεις. Ο Homo erectus πραγματοποίησε
την πρώτη μεγάλη μετανάστευση από την Αφρική στην Aνατολική Ασία πριν
από 1,8 εκατομμύρια χρόνια. Περίπου ένα εκατομμύριο χρόνια αργότερα οι
προκάτοχοι των Νεάντερταλ εμφανίστηκαν στην Ευρώπη. Και πριν από 125.000
χρόνια ο Homo sapiens έκανε επιδρομή στη Μέση Ανατολή. Κανένας από
αυτούς τους πληθυσμούς δεν διήρκεσε. Αλλά πριν από περίπου 65.000 χρόνια
μια ομάδα σύγχρονων ανθρώπων έφυγε από την Αφρική και κατέκτησε τον
κόσμο - ένα εκπληκτικό επίτευγμα για οποιοδήποτε είδος, πόσω μάλλον για
έναν μικρόσωμο, γυμνό από τρίχωμα πίθηκο. Τι έκανε τον σύγχρονο άνθρωπο
να εξαπλωθεί τόσο πολύ και τόσο μακριά;
Γίναμε... πολλοί!
Ισως όλα άρχισαν από τον… συνωστισμό. Ολοι οι άνθρωποι ανήκουν σε
μια από τις τέσσερις διαφορετικές γενεαλογικές γραμμές (L0, L1, L2, L3),
ωστόσο μόνο η γενεαλογική σειρά L3 εντοπίζεται εκτός της Αφρικής. Ο Κουέντιν Ατκινσον
από το Πανεπιστήμιο του Οκλαντ στη Νέα Ζηλανδία και οι συνεργάτες του
ανακάλυψαν ότι η συγκεκριμένη γενεαλογική γραμμή εμφάνισε «εκτόξευση»
του πληθυσμού της στα 10.000 χρόνια που οδήγησαν στη μεγάλη έξοδο. Ετσι ο
συνωστισμός στο Κέρας της Αφρικής ίσως ώθησε τη συγκεκριμένη ομάδα να
διασχίσει την Ερυθρά Θάλασσα και να κινηθεί κατά μήκος της νότιας ακτής
της Ασίας.
Βέβαια ανοιχτό παραμένει το ερώτημα σχετικά με το γιατί αυξήθηκε ο
αριθμός του συγκεκριμένου πληθυσμού. Ο Ατκινσον σημειώνει ότι επί
100.000 έτη το αφρικανικό κλίμα «ακροβατούσε» μεταξύ ξηρασίας και
πλημμυρών προτού σταθεροποιηθεί πριν από περίπου 70.000 χρόνια. Ισως
λοιπόν αυτή η περιβαλλοντική αστάθεια οδήγησε τους πρώτους ανθρώπους στο
να γίνουν πιο εφευρετικοί, με προσαρμογές που βοήθησαν στην αύξηση του
πληθυσμού όταν οι κλιματικές συνθήκες βελτιώθηκαν.
Ο Πολ Μέλαρς από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ
εκτιμά από την πλευρά του ότι η «έκρηξη» στον αριθμό του πληθυσμού ήταν
το αποτέλεσμα μιας άλλης «έκρηξης» στην πολυπλοκότητα των τεχνολογικών,
οικονομικών, κοινωνικών και νοητικών ικανοτήτων. Η ικανότητα ελέγχου της
φωτιάς προηγήθηκε κατά πολύ, όπως πιθανώς και η ικανότητα του λόγου.
Ωστόσο στη συγκεκριμένη περίοδο παρουσιάστηκε άνθιση της καινοτομίας,
όπως η κατασκευή πολύπλοκων εργαλείων, η αποτελεσματική εκμετάλλευση των
πηγών τροφής, η καλλιτεχνική έκφραση και η συμβολική διακόσμηση.
«Το γονίδιο της περιπέτειας»
Αυτή η πολιτισμική πρόοδος πρέπει να ήταν άκρως σημαντική, σύμφωνα με τον Μαρκ Πάτζελ από το Πανεπιστήμιο του Ρέντινγκ στο Ηνωμένο Βασίλειο. Οπως λέει «το
μήνυμα ήταν ότι όχι μόνο μπορούμε να περπατήσουμε αλλά μπορούμε και να
αλλάξουμε τον κόσμο όταν φθάσουμε στον προορισμό μας». Αυτές οι
ικανότητες έσπρωχναν τους μετανάστες ολοένα και πιο μπροστά, σημειώνει ο
ειδικός, καθώς τα νέα μέρη που κατακτούσαν έφθαναν σε κάποια στιγμή στο
φουλ της χωρητικότητάς τους και έτσι ξεκινούσαν καινούργιες
μετακινήσεις προς νέα εδάφη ώστε να αποφευχθεί ο ανταγωνισμός.
«Κάποια απ' όλα αυτά τα γεγονότα πιθανότατα έγιναν κατά τύχη» προσθέτει ο Κρις Στρίνγκερ
από το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου. Για παράδειγμα η αποίκηση
της Αυστραλίας ίσως έλαβε χώρα όταν θαλασσοπόροι που ταξίδευαν μεταξύ
νησιών βγήκαν από την πορεία τους. Ισως και κάποιες γενετικές
μεταλλάξεις μάς έκαναν πιο περιπετειώδεις. Για παράδειγμα το
αποκαλούμενο γονίδιο «αναζήτησης της καινοτομίας», το DRD4-7R, είναι πιο
κοινό στους πληθυσμούς που μετανάστευσαν πιο γρήγορα και πιο μακριά από
την Αφρική. «Υπάρχει βέβαια και το ανθρώπινο πνεύμα - να ανέβουμε στην κορυφή που δεν έχει πατήσει κανένας» λέει ο Στρίνγκερ.
&&&&am&&
Γιατί σηκωθήκαμε στα δύο πόδια; Το τι κερδίσαμε και τι χάσαμε όταν αρχίσαμε να περπατάμε στα δύο πόδια απασχολεί τους ειδικούς
************************
Γιατί ο εγκέφαλός μας είναι τόσο μεγάλος;
Μία και μόνο μετάλλαξη
ίσως ήταν αρκετή για να ανοίξει ο δρόμος της ταχείας ανάπτυξης του
εγκεφάλου. Αλλα πρωτεύοντα έχουν ισχυρούς μυς στις σιαγόνες οι οποίοι
ασκούν δύναμη σε όλο το κρανίο εμποδίζοντας την ανάπτυξή του. Ωστόσο
πριν από περίπου 2 εκατομμύρια έτη μια μετάλλαξη έφερε την αλλαγή στη
γραμμή της εξέλιξης του ανθρώπου. Σύντομα ξεκίνησε μια «έκρηξη» στην
ανάπτυξη του εγκεφάλου. Το τι ακριβώς οδήγησε σε αυτή την «έκρηξη» είναι
ένα άλλο ζήτημα. Πιθανότατα το περιβάλλον «γέννησε» νέες νοητικές
προκλήσεις. Και η κοινωνική ανάπτυξη θα έπαιξε τον ρόλο της. Προκειμένου
να μελετήσει τη σημασία αυτών των παραγόντων ο Ντέιβιντ Γκίρι
από το Πανεπιστήμιο του Μισούρι στην Κολούμπια συνέκρινε το μέγεθος του
κρανίου διαφορετικών ανθρωποειδών με τις περιβαλλοντικές συνθήκες στις
οποίες ζούσε το καθένα, όπως είναι η εκτιμώμενη διακύμανση στις ετήσιες
θερμοκρασίες, καθώς και με τις κοινωνικές πιέσεις που δεχόταν, όπως το
μέγεθος της ομάδας. Οπως είδε, και οι δύο αυτοί παράγοντες συνδέονταν με
μεγαλύτερο μέγεθος εγκεφάλου, ωστόσο οι δυσκολίες στην «πλοήγηση» σε
ένα μεγαλύτερο κοινωνικό δίκτυο φάνηκε να έχουν τη σημαντικότερη
επίδραση στο μέγεθος του εγκεφάλου.
Θέμα διατροφής!
Ενας μεγάλος εγκέφαλος είναι απίστευτα πεινασμένος και έτσι οι
πρώτοι άνθρωποι χρειάστηκε να αλλάξουν τη διατροφή τους ώστε να τον
θρέψουν. Η μετάβαση στην κατανάλωση κρέατος πρέπει να βοήθησε προς αυτή
την κατεύθυνση. Την ίδια βοήθεια θα πρέπει να προσέφερε και η προσθήκη
στη διατροφή θαλασσινών πριν από περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια, η οποία
παρείχε τα πολύτιμα ω-3 λιπαρά οξέα, που είναι ζωτικής σημασίας για το
«χτίσιμο» του εγκεφάλου. Και βέβαια το μαγείρεμα της τροφής το οποίο
διευκολύνει την πέψη φαίνεται να ήταν άλλος ένας σημαντικός παράγοντας.
Το μαγείρεμα πρέπει να επέτρεψε στους προγόνους του σύγχρονου ανθρώπου
να αποκτήσουν μικρότερο έντερο και να αφιερώσουν τους επιπλέον πόρους
στην ανάπτυξη του εγκεφάλου.
Ωστόσο ένας μεγάλος εγκέφαλος έχει και κόστος, συμπεριλαμβανομένων
των κινδύνων της γέννας. Ωσπου να φθάσει η στιγμή που τα οφέλη ενός
μεγάλου εγκεφάλου δεν υπερίσχυαν πλέον του όποιου κόστους, διαθέταμε ήδη
μια ζελατινώδη μάζα με βάρος 1,3 κιλών η οποία ήταν αρκετά... έξυπνη
ώστε να αμφισβητεί την ίδια την ύπαρξή της.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου