Cuprind multimi – Ed Yong

În istoria științei se spune că secolul al XX-lea a fost secolul fizicii,  în vreme ce secolul al XXI-lea va fi secolul biologiei. Revoluția pe care au produs-o teoriile fizicienilor precum Einstein sau Bohr va avea un posibil corespondent în teoriile și tehnologiile care privesc lumea vie (poate și în prelungirea stării de fapt, ușor ironice, aceea  că teoria evoluționistă asamblată de Charles Darwin, suferă de fapt de un deficit de științificitate în sens tare). Desigur, am putea merge cu gândul doar la dezvoltarea științelor cogniției și a inteligenței artificiale, a aplicațiilor tehnice în biologie și medicină pentru a găsi un temei provocator pentru biologie în deceniile care vor urma. Însă nu ar trebui să ne limităm doar la misterele creierului. În paralel, la fel de fertile sunt cercetările care vizează lumea organismelor microscopice, cercetări care, de două decenii, șlefuiesc o nouă raportare la microbi și la înțelegerea lumii vii, nuanțând esențial revoluția care a schimbat istoria medicinii și civilizației în secolul al XIX-lea, anume teoria agenților patogeni, a microbilor cauzatori de boli (una dintre cele mai importante premise care a condus la dezvoltarea prosperă pe care o cunoaștem astăzi în societate).

Cuprind multimi - Ed Yong

În ciuda faptului că ne considerăm specia stăpânitoare a pământului, cea mai avansată din lumea vie, în termeni de supraviețuire și interval pe care l-am petrecut pe planetă suntem de fapt o cantitate neglijabilă. Suntem o specie incomparabilă cu microbii, adevărații terra formatori ai civilizațiile din umbră, silențioase, de care au ajuns de fapt să se folosească toate organismele mai avansate. Ed Yong ne propune o fascinantă incursiune în lumea organismelor microscopice, pornind de la descoperirea lor, din vremea olandezului Leeuwenhoek, continuând cu înțelegerea rolului crucial pe care îl joacă zi de zi în lumea vie, extrăgând în cele din urmă lecții importante și provocări pe care oamenii și le asumă în prezent în a construi o relație conștientă și favorabilă cu aceștia. 

Volumul „Cuprind mulțimi”, care trimite la un cunoscut vers al lui Walt Whitman este o explorare bogată în informație științifică despre o lume invizibilă, crudă care aparent ne trezește nesiguranță și repulsie (rezultatul prejudecăților obsedate de igienă din ultima jumătate de secol) dar care are atât de multe lucruri să ne învețe și căreia, într-o anumită măsură, îi datorăm supraviețuirea ca specie. Bine ați venit în minunata lume a microbilor!

Niciun organism de pe această planetă nu este cu adevărat singur, așa cum ne amintește Young suntem cu toții adevărate suporturi pentru nenumărate menajerii microscopice, chiar și o furnică este în sine o colonie pentru microorganisme. În roci, în ghețari, în izvoare, în oceane, încă de la începutul lumii vii,  microorganismele au lansat marea cursă a evoluției atunci când eucariotele (organismele celulare cu nucleu) au întâlnit bacteriile și au avut ca rezultat apariția archaea (organismele extremofile care au rezistat și au conservat biosfera chiar și în cele mai vitrege condiții pe care le-a cunoscut planeta și au produs un salt evolutiv altfel foarte improbabil) . Chiar și în intestinele noastre se află mai multe bacterii decât stele în univers.

Din toată această populație variată și incomensurabilă, numărul organismelor patogene pentru om este doar de ordinul sutelor. În rest, insulele bacteriene pe care le purtăm pe noi și în noi alcătuiesc microbiomul, un subiect extrem de fertil și important în cercetare la această oră. De ce? Pentru că aceste bacterii nepatogene în condiții obișnuite (cât se poate de dinamice, de altfel, care evoluează odată cu vârsta și locurile în care trăim) ne sunt de ajutor în digestie, în educarea sistemului imunitar, în apărarea de alți microbi, în gestionarea toxinelor și în câte alte feluri(dar nu numai nouă, ci tuturor organismelor de la cele mai mari, la cele mai  mici). Și totuși, microbii ne sperie, ideea de contaminare, de prezență a lor pe alimente sau pe corp, în locuințe, școli, spitale ne stârnește oroarea, rafturile magazinelor fiind pline de produse de curățaț. Toată această atitudine prudentă sau chiar evitantă față de microbi e tributară teoriei germenilor, elaborată de Pasteur și Koch care au pus un semn egal între microbi și boli.

Teoria care a fundamentat o nouă înțelegere a bolilor (mai ales a celor infecțioase care făceau ravagii până în secolul al XIX-lea) a propulsat societatea umană spre civilizație și urbanizare, însă în același timp ne-a împins timp de mai bine de un secol într-o atitudine de demonizare a microbilor care persistă și astăzi. Însă, în ordine istorică au existat cercetători care au preferat să studieze mai departe potențialele lor beneficii, iar astăzi e unanim acceptat potențialul benefic al acestor microorganisme.

Pentru a înțelege contribuția și puterea acestui univers invizibil cu ochiul liber, Ed Yong ne face, în primul rând,  un tur prin lumea biologiei marine și prin laboratoarele de cercetare. Dat fiind faptul că atât omul cât și toate celelalte specii de mamifere, reptile, păsări sau insecte au apărut relativ recent în ordine evolutivă, într-o lume care era deja dominată de bacterii, toate organismele au învățat nu atât să se ferească de microbi, cât mai degrabă să colaboreze cu ei în relații de simbioză extrem de interesante. Versatilitatea bacteriilor a fost atât de atractivă, încât pe măsură ce au evoluat organismele au căutat să le exploateze avantajele cu un preț minor. Iar relațiile simbiotice, inițial întâmplătoare, s-au permanentizat și au devenit esențiale pentru urmași (chiar și până la condiționarea supraviețuirii). În acest sens, Ed Yong ne oferă exemplul bacteriilor luminiscente care sculptează efectiv corpurile unei specii de calamari (un simbiont bacterian e capabil să inducă dezvoltarea unui anumit organ luminescent a acestui calamar care îi e foarte de folos în a se apăra de prădători. Calamarul îi garantează unicitatea teritorială în acel organ, iar bacteria susține efectul luminiscent). Alți viermi colaborează atât de bine cu bacteriile, încât 90% din corpul viermelui e de fapt un uriaș compartiment numit trofozom, depozitar de bacterii care se ocupă de producția de energie (tocmai de aceea această specie de vierme este un maestru al regenerării: poate fi secționat, iar fragmentele secționate vor deveni alți doi indivizi). Iată doar două din exemple:

Relațiile de simbioză vin toate la pachet cu niște termeni și condiții, cu o tensiune inerentă. Natura e plină de exemple pe care le-am putea privi ca adevărate scene de teatru, în care conflictele, trădarea, egoismul conduc la tot felul de deznodaminte mai avantajoase deoparte sau de cealaltă. Bacteria Wolbachia, una dintre cele mai cunoscute și studiate și în prezent, care colonizează peste 40% din totalul artropodelor, are capacitatea de a manipula sexual o specie de păduchi (transformă masculii în femele și facilitează transmisia ei doar prin reprezentantele feminine). Tocmai de aceea organismele și-au dezvoltat mijloace ingenioase pentru a struni populațiile bacteriene cu care colaborează: saci biologici,  bariere fizice și chimice (inclusiv intestinul uman este un astfel de dom biologic protector, care are pereți specializați cu mucus și paznici –bacteriofagi care țin sub control înmulțirea și deplasarea bacteriilor).

Animalele se bazează pe bacterii în numeroase aspecte: de la asamblarea mijloacelor de camuflaj, la reproducere, la dezvoltarea imună și până la regenerarea organelor. Bacteriile sunt parteneri excelenți la obținerea de hrană în cele mai diverse condiții, fie că vorbim de viermi care trăiesc în cratere hidrotermale (unde e posibilă doar chimiosinteza), până la erbivore (care au adevărate camere de fermentare pentru a descompune potențialul nutritiv al plantelor, cu ajutorul bacteriilor). Termitele duc colaborarea la un nivel mai avansat: ele ajung chiar să cultive o ciupercă (sunt un fel de proto-agricultori) care descompune lemnul din care se vor hrăni ulterior și bacteriile lor. Bacteriile le permit unor animale, precum anumite specii de șoareci, să se hrănească cu resurse cu potențial toxic (neutralizând toxina).

De ce e mai simplu și chiar util pentru animale să abordeze partenerial bacteriile în loc să le distrugă? Dincolo de faptul că sunt extrem de numeroase și covârșitor de omniprezente, bacteriile au o versatilitate genetică deosebită, fiind capabile de transmisie genetică orizontală. Asta înseamnă că, în loc să opereze mutații lente pe care să le transmită din generație în generație, ele sunt capabile să integreze informație genetică chiar și de la alte bacterii într-un singur ciclu de viată și, astfel, să dobândească avantaje competitive chiar și în aceeași generație. Iar pentru celelalte organisme mai mari, asta înseamnă și o economie. Ca un serviciu externalizat: în loc să produci tu un anumit instrument ca să neutralizezi o toxină sau să digeri un compus chimic, apelezi la cei care deja sunt specializați în așa ceva. E un fenomen cat se poate de important pentru întreaga lume vie care transpare în toate exemplele pe care le oferă Yong, de la viermii care se hrănesc cu plante, la cărăbușul sfredel al boabelor de cafea și până la păduchele lanos care alcătuiește o adevărată rețea metabolică (o matrioșcă biologică- un organism care conține o bacterie, care conține la rândul ei o altă bacterie toate legate într-o relație fructuoasă). De altfel, tocmai de aceea, în ideea în care fiecare organism este de fapt o unitate colectivă care trăiește împreună cu multe bacterii, am putea privi inclusiv identitatea noastră biologică într-o manieră mai nuanțată: nu suntem doar indivizi, ci mai degrabă entități colective, holobionți (care transmit de fapt un hologenom urmașilor).

Toată această călătorie prin lumea vie, prin practicile insectelor, prin strategiile de supraviețuire ale șoarecilor sau viermilor ajunge desigur și la specia umană și la importanța bacteriilor pentru sănătatea noastră. Suntem programați și pregătiți evolutiv să trăim alături de bacterii: laptele matern conține oligozaharide (pe care bebelușul nu le poate digera) care hrănesc preferențial anumite bacterii intestinale, alimentele pe care le consumăm și noi ca adulți hrănesc de fapt și bacteriile (și noi obținem anumite vitamine în acest proces), obezitatea și malnutriția sunt legate de microbiomul intestinal (desi cercetările în această zonă sunt încă controversate). 

Spre finalul volumului Yong discută despre cele mai interesante provocări și promisiuni pe care le ridică cercetarea microorganismelor. Pe de o parte, microbiomul e o parte centrală a acestor investigații. Interogând cercetătorii, Ed Yong discută cu precauție proiectele legate de ingineria microbiomului (care a fost deja trecut prin rezultate simplificatoare, de cand cu rezultatele inconsistente și problematice legate de autism și inflamația intestinală). Microbiomul este o realitate complexă care nu suportă momentan o gândire aritmetică de tipul „adaugă și scazi concentrația potrivită de bacterii pentru a obține un optim de un anumit tip.” Tocmai de aceea sunt atât de puține rezultate științifice referitoare la pretinsele probiotice din iaurturi sau suplimente alimentare (care conțin cantități mult prea mici de bacterii, ce adesea tranzitează rapid intestinul și nu au posibilități să îl colonizeze). Totuși, pe viitor, vom găsi poate bacteriile potrivite care să interacționeze cu microbiomul nostru și să primim pilule probiotice personalizate.

O altă direcție de cercetare interesantă este biologia sintetică (să valorificăm populații bacteriene suficient de vulnerabile pentru a fi dependente de noi și suficient de versatile, care să producă antiinflamatoare și antibiotice naturale în interiorul nostru). O altă direcție care a dat rezultate neașteptate este eradicarea unor boli infecțioase severe precum febra Dengue (inoculând țânțarii încărcați cu o bacterie care împiedică dezvoltarea virusului Dengue).

Viitorul va fi mult mai prietenos cu bacteriile, va fi de fapt un viitor conștient de o realitate care ne însoțește specia de la origini. Vom fi mai atenți la bacterii și nu în sens distructiv, ci în inițiative de insămânțare, atunci cand vine vorba de construcția clădirilor (arhitectura cu design bio-informat), a spitalelor (inclusiv în secțiile de nou născuți prematur care sunt profund afectați de un microbiom dezechilibrat), a sălilor de sport, când vine vorba de criminalitate și de abordările medicale în ansamblul lor.

Viitorul, așadar, ar putea suna murdar după standardele de acum, depășite, igienofile și germofobe. De fapt e vorba de un viitor incluziv, un viitor așa cum lumea vie l-a echilibrat milioane de ani, un viitor în care vom fi mereu împreună, niciodată singuri, chiar și la apusul umanității.

sever gulea

Articol realizat de Sever Gulea pentru Libris.ro.

„Am studiat filosofia, medicina, am fost librar, în prezent sunt medic psihiatru în pregătire. Celebrez în fiecare zi faptul că suntem oameni născocitori (homo fictus).
Trăiesc înconjurat de povești, fie că deschid cărți, fie că ascult (cu plăcere) oameni, fie că mă povestesc pe mine însumi. Gândesc adesea în povești, visez în povești.
Pentru mine lectura e pur și simplu o prelungire firească a existenței, o formă de a reactualiza esența experienței umane etern narativă.” – Sever Gulea

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *