Czas przystąpić do chyba najtrudniejszego portretu w cyklu. Lynn Margulis. Postać niewątpliwie nietuzinkowa, balansująca na krawędzi geniuszu i szaleństwa. Mimo tego, że zapoznałem się z jej ostatnimi badaniami nie potrafię w 100% przekonać się: czy straciła ten balans w ostatnich latach całkowicie? Czy może to reszta jest głupia a historia ostatecznie przyzna rację Margulis?
Ale zacznijmy od historii tego naukowca. Zaczyna się standardowo;). 14-letnia Marglis nudziła się w domu i, jak zapewne wielu z nas, zdecydowała, że dobrym sposobem na nudę będzie chodzenie sobie na wykłady uniwwersyteckie, mimo tego, że jeszcze nie była studentką. W wieku 19 lat, już jako studentka, Margulis wzięła ślub z nikim innym jak Carlem Saganem, znanym znacznie później popularyzatorem nauki. W wieku 22 i 23 lat obroniła magisterkęi doktorat. W 1966 roku Margulis (a w zasadzie wtedy jeszcze Lynn Sagan) napisała pracę naukową The Origin of Mitosing Eukaryotic Cells. To dzieło na stałe zmieniło dwie rzeczy - zrozumienie biologii i samą Lynn Margulis. W swoim artykule Margulis opisała daleko idącą hipotezę: komórka prokariotyczna to fuzja dwóch lub więcej bakterii. A organelle komórkowe to pozostałości po dawnej symbiozie tych dwóch osobnych organizmów. Teoria była na tamte czasy niewyobrażalnie kontrowersyjna. Autorka miała problemy z publikacją artykułu a kolejne lata były jej walką o akceptację jej teorii.
Szczęśliwie dla nauki i całkowicie zasłużenie dla Margulis, jej hipoteza była coraz bardziej prawdopodobna wraz z kolejnymi pojawiającymi się dowodami. To znaczy część jej teorii. Margulis twierdziła, że wszystkie większe struktury komórki eukariotycznej to pozostałości dawnych suzji symbiotycznych mikrobów. Mitochondria (produkują energię w naszych komórkach), chloroplasty (fotosynteza), peroksysomy (m. in. usuwają z naszych komórek niebezpieczny H2O2) i eukariotyczna wić (ruch komórek, głównie dotyczy jednokomórkowych eukariotów) według Margulis to pozostałości pradawnych symbioz między różnego rodzaju organizmami.
Pierwsze dwie organelle wydają się być zgodne z hipotezami Margulis. I mitochondria i chloroplasty mają swoje własne, zupełnie różne od genomowego, DNA. Są otoczone błoną komórkową jak u bakterii a nawet mają szczątkową ścianę komórkową, nawet u zwierząt, których komórki nie są otoczone taką strukturą. Co więcej - obie organelle dzielą się w naszych komórkach w sposób bardzo podobny do podziału bakterii. Jeszcze mocniejszym dowodem na poprawność tej obserwacji jest brak zdolności organizmu do ich odtwarzania. Zarówno mitochondria jak i chloroplasty są w momencie podziału komórki przekazywane po równo do komórek potomnych. Doświadczenia z prostymi cudzożywnymi glonami pokazały, że wyeliminowanie chloroplastów powoduje, że potomne komórki ich nie mają. To jest równoznaczne z tym, że do stworzenia mitochondrium, czy chloroplastu, potrzebne jest przynajmniej jedno organellum rodzicielskie. Organelle zawierają swój własny materiał genetyczny ale jest go stosunkowo niewiele. Z pewnością zbyt mało, żeby mogły żyć samodzielnie. Dlatego kolejnym dowodem na prawdziwość tej teorii jest obecność w naszym genomie genów bardzo podobnych w swoim składzie chemicznym do genów pochodzących z organelli*. Taka migracja genów z pasożyta do żywiciela czy z jednego symbionta to popularny w przyrodzie proces.
Margulis opracowała swoją wstępną teorię bez znajomości większości z tych dowodów. Miała silne przeczucie. Obserwację, w którą mocno wierzyła i na jej podstawie była w stanie stworzyć fantastyczną hipotezę. Ale tylko badania nad mitochondriami i chloroplastami okazały się wystarczająco rozstrzygające. W odróżnieniu od tych dwóch, wić i peroksysomy nie mają swojego DNA. Mają też inną budowę, nie wskazującą na pochodzenie komórkowe. Są tworzone de novo, eliminacja nie oznacza dla nich końca linii. Ale dla Lynn Margulis te obserwacje nie są wystarczające. I moim zdaniem tu zaczyna się jej problem. Albo tu uwidacznia się problem całej reszty naukowców - zakładając, że to ona ma rację.
Margulis stworzyła swoją pierwszą poważną hipotezę na podstawie przeczuć w bardzo młodym wieku. Jej prawie 60 stronicowy artykuł oprócz rysunków różnych mechanizmów podziału komórek i organelli, nie ma zbyt wielu danych. Dodatkowo przez pierwsze 15 lat, musiała jej bronić jak lwica, nie zważając na opór ze strony mainstreamu. Takie perypetie zmieniają nasz pogląd na świat. Margulis z konieczności straciła jakąkolwiek samokrytykę. Niestety, w ostatnich latach ta cecha bardziej jej szkodzi niż pomaga.
Do tej pory, nie jest się w stanie zgodzić z tym, że o ile mitochondria i chloroplasty mają za sobą bardzo dobry materiał dowodowy, o tyle w wypadku reszty jej hipotez, dowody są mało przekonywujące, żeby nie powiedzieć odstraszające. Przez to, że jest święcie przekonana o swoich racjach, jakakolwiek krytyka jest odrzucana a priori. Widać to było zresztą w jej prezentacji. Sama prezentacja widocznie zszokowała audytorium. Przechodzenie od melodycznej deklamacji do prawie krzyku, brak ładu składu i struktury, brak motywu przewodniego, wtrącenia nie związane z niczym. Popatrzyłem w lewo i prawo - większość osób albo miało oczy jak spodki albo śmiało się pod nosem. I to nie z nią. Prezentacja oprócz zdjęć eukariotycznej wici i kontrastujących z nią zdjęć bakteryjnej wici i bakterii, z których powstała wić eukariotów, nie było w prezentacji żadnych danych eksperymentalnych. Wygląda na to, że Margulis po prostu działa w taki sposób: długofalowa hipoteza, oparta na bardzo skąpych przesłankach a później inni mają ją udowodnić. Niestety o ile w pierwszym rzucie ta taktyka okazała się skuteczna, dalsza kariera Margulis nie wyglądała już tak różowo jak początki. Skłócona z całym światem i ograniczona swoim uporem Margulis wydaje się być cieniem siebie sprzed 45 lat. Szkoda. Jej ostatnie ataki na teorię ewolucji bez proponowania realnych alternatyw (oprócz jednej - wszystko jest symbiozą) zniechęciły do niej niejednego biologa. Żaden szanujący się biolog nie odrzuca symbiozy jako jednego z mechanizmów zmienności genetycznej ale proponowanie ich jako głównego źródła jest mocno na wyrost. Jej usilne promowanie teorii motyla i gąsienicy jako dwóch oddzielnych gatunków połączonych na drodze symbiozy mimo wskazań, że tak nie jest doprowadziło (nieoficjalnie, ale dosyć dziwna zbieżność w czasie) do tego, że jedno z bardziej znaczących czasopism (Proceedings of National Academy of Sciences albo PNAS) zaprzestało publikowania artykułów "sponsorowanych" przez członków NAS. Wcześniej znany naukowiec miał prawo przepchnąć jeden czy dwa artykuły rocznie, bo to w końcu ich pismo, ale teraz te możliwości są zdecydowanie ograniczone. Ignorowanie pytań o możliwe genetyczne podstawy inkorporacji wici bakteryjnej (odpowiedź na to pytanie podczas konferencji była raczej na odwal się, bez konkretów i bez wyników). Te wszystkie cechy pozwalają wątpić w Lynn Margulis. Jej genialne pomysły z poprzednich lat pozwalają jednak mieć nadzieję. Ale nadzieję ostrożną.
*Różne organizmy mają różne proporcje nukleotydów (A, T, G, C) w swojej sekwencji. Ponieważ A zawsze odpowiada T na drugiej nici DNA a C jest sparowane z G, podaje się to jako % udział G i C w całości. Na podstawie takich różnic można wytypować regiony w danym genomie, które są obcego pochodzenia. Kilka takich wysp genetycznych o innej zawartości G i C a pochodzących najprawdopodobniej z chloroplastów, bądź ich bakteryjnych przodków, znaleziono w roślinach.
Inne tematy w dziale Technologie
