Starenje, štetne mutacije, slijepo crijevo i umnjaci samo su neke od evolucijskih pogrešaka na koje upozoravaju znanstvenici…

Piše: Tanja Rudež

Kakvu bi knjigu mogao napisati vragov kapelan o nezgrapnom, rasipnom, baš šeprtljavom i grozno okrutnom dijelu prirode – zapisao je Charles Darwin 1856. godine u pismu svom prijatelju Hookeru, nazivajući sebe polušaljivo vragovim kapelanom.

Uistinu, evolucija je, kako je to prvi primijetio Darwin, ponekad baš šeprtljava pa, iako se živa bića na prvi pogled čine čudesnima, pažljivijim zagledanjem otkrit ćemo mnoge greške. Istini za volju, kada govorimo o evolucijskim greškama, treba imati na umu da u evoluciji svaka promjena počinje kao "greška", od kojih se većina nepovoljnih grešaka odstrani procesom prirodne selekcije jer rezultiraju smanjenom sposobnošću preživljavanja i ostavljanja potomstva.

Ono što mi danas vidimo kao "greške" su nesavršene strukture i procesi za koje nam je očito da bi mogli biti bolji. Razloge zbog kojih nisu bolji valja tražiti ili u tome da su dovoljno dobri da njihovo daljnje poboljšanje ne predstavlja evolucijsku prednost nad konkurencijom, ili da se radi o prijelaznim oblicima koji se još nisu prilagodili na neku promjenu ishodišnih uvjeta, kao primjerice kod prijelaza sa četveronožnog na dvonožni hod.

U jednom od posljednjih brojeva britanski popularno-znanstveni časopis New Scientist istražio je najveće greške evolucije. Starenje, štetne mutacije, slijepo crijevo i umnjaci, samo su neke od tih evolucijskih grešaka koje predstavljamo u Jutarnjem listu.

Starenje

Poput automobila, i ljudi ograničeno traju

Poput automobila, i ljudi imaju ograničen rok trajanja pa tako znanstvenici smatraju da je čovjekov genetski limit oko 120 godina. Zanimljivo je da naša tijela počinju polako propadati već kada pređemo dvadesete godine života. Proces starenja jedan je od najsloženijih bioloških problema; rađamo se, starimo i umiremo jer priroda nije imala motiva da nas učini besmrtnima. Prirodi je važno jedino da "proslijedimo" naše gene, odnosno da produljimo vlastitu vrstu, pa većina biologa na starenje gleda samo kao nezgodni popratni učinak prirodnog odabiranja. Neki znanstvenici, pak, smatraju da je starenje nastalo tijekom evolucije kako stare životinje ne bi zauzimale prostor i resurse nadolazećim generacijama.

Starenje je, čini se, najbrže kod sisavaca. Životinje poput miševa, koje su izložene visokom riziku da ih pojedu predatori, razmnožavaju se što je moguće brže, brzo stare i rano umiru. Druge životinje, uključujući mnoge gmazove i ribe, stare vrlo polako. Neke od njih čak imaju više potomstva kad su starije, što je fenomen negativne senescencije.

Štetne mutacije

Gomilanje pogrešaka koje dovodi do stvaranja raka

Molekula života DNK vrlo je precizna pa se proces replikacije provodi s izvanredno visokim stupnjem vjernosti. Zasluge za to pripadaju posebnim enzimima, tzv. DNA polimerazama. Od 14 poznatih DNA polimeraza, četiri se odlikuju visokom preciznošću jer rijetko griješe, u prosjeku jednom na milijun parova baza ili rjeđe. Ostale polimeraze su mnogo šlampavije jer im se pogreška potkrada jednom na sto parova baza. Pogreška u replikaciji DNK dovodi do mutacije, odnosno iznenadne nasljedne promjene u genetičkom materijalu. Dok su neke mutacije izvor genetske raznolikosti, većina mutacija ili nema nikakav učinak ili su štetne, pa i pogubne, jer dovode do stvaranja raka.

Pluća lošija nego u ptica

Osjetljive stijenke koje su sklone oštećenjima

Kada se 1978. godine tirolski alpinist Reinhold Messner uspeo na Mount Everest (8848 metara) bez boca kisika, bio je to izvanredan pothvat koji je ukazivao na to da su čovjekova pluća izvanredan organ. No, Messnerov uspjeh blijedi kada ga se usporedi s jednom vrstom lešinara koji je 1975. godine upao u motor aviona na visini od 11. 264 metra.

Ptice mogu letjeti tako visoko zbog specifične građe njihovih pluća. Pri udisaju zrak ulazi kroz zračne kapilare ne zaustavljajući se u plućima. Potom zrak ulazi u zračne vrećice (alveole) iz kojih se ponovno vraća u pluća i izlazi iz tijela. Zbog toga pluća u ptica imaju brojne prednosti u odnosu na naša sastavljena od dva krila izvana obavijenima opnom. Kada udišemo, opna se širi, plućne se alveole povećavaju i pune se zrakom. No te alveole, u odnosu na ptičje, trebaju kao potporu tanke stijenke. Posljedica svega jest da ljudi imaju osjetljive stijenke alveola što ih čini ranjivima na oštećenja koja mogu rezultirati emfizemom pluća.

Nesigurne energetske centrale

Napad slobodnih radikala

Unutar svake stanice našeg tijela nalaze se mitohondriji, organele koje služe kao izvor stanične energije. Slični su bakterijama, a smatra se da su  ostaci nekoć neovisnih bakterija koje su prije dvije milijarde godina stvorile  alijansu s našim stanicama.

Tijekom vremena većina originalnih bakterijskih gena je iščezla ili su "preselili" u staničnu jezgru. Naposljetku, čovjekovi su mitohondriji zadržali 13 gena nužnih za stvaranje mitohondrijskih proteina. No, unutrašnjost mitohondrija nije sigurno mjesto za smještaj gena jer se tijekom proizvodnje energije stvara niz slobodnih radikala koji oštećuju DNK. Nakupljanje oštećenja u mitohondrijskoj DNK jedan od glavnih uzroka starenja te povezano s nizom bolesti, uključujući dijabetes i Alzheimerovu bolest.

Slijepa pjega

Kada ne vidimo sliku

Kada kreacionisti i proponenti teorije inteligentnog dizajna napadaju Darwinovu teoriju evolucije, često kao argument potežu oko, najvažnije ljudsko osjetilo preko kojega primamo čak 90 posto informacija iz okolnog svijeta. Oko je, tvrde oni, previše složeno i savršeno da bi se moglo oblikovati tijekom evolucije.

No, jedna od najvećih pogrešaka evolucije otkrivena je upravo u oku. Riječ je o slijepoj pjegi, mjestu na mrežnici u kojem očni živac ulazi u očnu jabučicu. Ako slika pada na slijepu pjegu, tada je ne vidimo. Slijepu pjegu u oku imaju svi kralježnjaci, a ona je nastala tijekom evolucije kada su se kod predaka današnjih kralježnjaka razvile prve oči.  

Neučinkoviti enzim

Najrašireniji i najsporiji protein o kome ovisi život

Cjelokupni život na Zemlji ovisi o jednom proteinu. Enzim RuBisCo ključan je u fikasaciji ugljika, što je proces tijekom kojega se ugljični dioksid iz atmosfere počinje ugrađivati u organski spoj.

To je najrašireniji protein u prirodi, a odgovoran je za fiksiranje oko 200 milijardi tona ugljičnog dioksida godišnje. Istodobno, RuBisCo poznat je kao jedan od najsporijih enzima u prirodi, jer u jednoj sekundi može katalizirati reakciju samo tri molekule. Usporedbe radi, mnogi enzimi kataliziraju reakcije desetaka tisuća molekula u sekundi. I to nije sve. Naime, RuBisCO ponekad umjesto ugljičnog dioksida uhvati molekulu kisika što neki drže najvećom greškom evolucije jer se tako uzrokuje slijed reakcija koje rezultiraju gubitkom energije.

Još neke evolucijske omaške

1. ZDJELICA KOD ŽENA: Prije četiri milijuna godina hominidi, preci modernih ljudi, su se uspravili i počeli hodati na dvije noge. No, jedna od posljedica prilagodbe dvonožnom hodu jest da pripadnice vrste Homo sapiens imaju najopasniji porod od svih primata

2. SLIJEPO CRIJEVO: Nema nikakve funkcije, osim što nas njegova upala može ubiti

3. UMNJAK Većina ljudi ima premale čeljusti za umnjake

4. Y KROMOSOM: Nakuplja mutacije jer ne može razmijenjivati DNK s X kromosomom

5. OSJETLJIVE MOŽDANE STANICE: Nekoliko minuta bez kisika uzrokuje trajna oštećenja na mozgu 

Jutarnji list