SCIENCE MASTERS

RICHARD DAWKINS pred la Universitatea Oxford i este cercettor la New College. Este autorul a dou best-sellers-uri, The Blind Watchmaker, care a obinut Premiul Societii Regale de Literatur i Premiul Crii tiinifice Los Angeles Times, i al nc i mai celebrului The Selfish Gene. Este de asemenea autorul unei lucrri de specialitate, The Extended Phenotype. Francis Crick, laureat al Premiului Nobel, cel care a descoperit structura ADN -ului, scria despre The Blind Watchmaker: "V ndemn, pentru a v salva sufletul, s citii cartea lui Dawkins."

RICHARD DAWKINS

-.

UN RIU PORNIT DIN EDEN Codul genetic, computerul i evoluia speciilor

Traducere de ELENA-MARCELA BADEA i DAN OPRINA

HUMANITAS

Coperta

IOANA DRAGOMIRESCU MARDARE

RICHARD DAWKI NS RIVER OUT OF EDEN

BasicBooks, A Division of Harper-Collins Publishers Inc., New York Richard Dawkins, 1995

Numele i marca .Science Masters" snt proprietatea lui Brockman, Inc.

Humanitas, 1995, pentru prezenta versiune romneasc

ISBN 973-28-0615-X

n memoria lui HENRY COLYEAR DAWKINS (1921-1992),

membru al Colegiului St. John's, Oxfordun maestru n arta de a face lucrurile clare.

"

i din Eden ieea un ru care uda raiul. Facerea 2, 10

PREFA

Se zice-n popor c Natura ar fi Nume-al miliardelor de miliarde De particule ce-n veci s-or lovi n joc de biliarde biliarde biliarde.

PIET HEIN

Piet Hein surprinde esena clasic a lumii fizicii. Dar cnd ricoeurile biliardelor de atomi ncearc s alctuiasc un obiect care are o anumit proprietate, aparent nensemnat, ceva important se ntmpl n univers. Acea proprietate este o capacitate de a autoreplicare ; adic, obiectul este capabil s foloseasc materialele din jur pentru a face c6pii exacte siei, inclusiv c6pii cu defecte aa efe mici n copiere ct pot s apar n mod sporadic. Ce poate urma din aceast ntmplare singular, oriunde n univers, este selecia darwinist i de aici nainte extravagana baroc pe care, pe aceast planet, o numim via. Niciodat att de multe fapte nu au fost explicate prin aa de puine presupuneri. Nu numai c teoria darwinist stpnete marea putere de a explica. Economia ei n realizarea acestui lucru are o elegan viguroas, o frumusee poetic ce depete chiar i cele mai obsedante mituri despre originea lumii. Unul dintre scopurile mele n scrierea acestei cri a fost acela de a acorda recunoaterea cuvenit calitii stimulatoare a nelegerii noastre actuale a lumii darwiniste. n Eva mitocondrial este mai mult poezie dect n tiza ei mitologic.

1 0 U N R U P O R N I T D I N E D E N

Caracteristica vieii care, cu cuvintele lui David Hume, "i farmec cel mai mult pe toi oamenii care au contemplat-o vreodat", este complexitatea detaliilor cu care mecanismele ei - mecanisme pe care Charles Darwin le-a numit "organe complicate de o extrem perfeciune" - ndeplinesc un scop vdit. O alt caracteristic a vieii de pe acest pmnt care ne impresioneaz este luxurianta ei diversitate : msurat prin estimarea numrului de specii, exist cteva zeci de milioane de ci diferite de a supravieui. Un alt scop al meu este acela de a-i convinge pe cititori c expresia "ci de a supravieui" este sinonim cu "ci de transmitere a textelor codificate ADN spre viitor" . Rul meu este un ru de ADN care curge i se ramific de-a lungul erelor geologice, i metafora malurilor abrupte care limiteaz jocul genetic al fiecrei specii se dovedete a fi un instrument surprinztor de sugestiv i util n explicarea vieii.

ntr-un fel sau altul, toate crile mele au fost dedicate explorrii i explicrii puterii aproape nemrginite a principiului darwinist - putere dezlnuit oricnd i oriunde exist destul timp pentru desfurarea consecinelor autoreplicrii primordiale. Un ru pornit din Eden continu aceast misiune, i aduce la o culme extraterestr povestea urmrilor care pot surveni cnd fenomenul replicatorilor este injectat n jocul modest al biliardelor de atomi.

n timpul redactrii acestei cri m-am bucurat de sprijinul, ncurajare.a, sfaturile i critica constructiv, n combinaii variate, datorate lui Michael Birkett, John Brockman, Steve Davies, Daniel Dennett, John Krebs, Sara Lippincott, Jerry Lyons, i n mod special soiei mele, Lala Ward, care, de asemenea, a realizat i desenele. Unele paragrafe snt parial refcute dup

P R E FAT 1 1

articolele publicate cu alte ocazii. Pasajele capitolului I despre codurile digitale i analogice se bazeaz pe articolul meu din The Spectator din 1 1 iunie. Relatarea din capitolul III, pe baza lucrrii despre evoluia ochiului de Dan Nilsson i Susanne Pelger, este, n parte, luat din articolul meu de la rubrica "News and Views", publicat n Nature la 21 aprilie 1 994. Multumesc editorilor ambelor reviste care au nlesnit publicarea acestor articole.

n final, i mulumesc lui J ohn Brockman i Anthony Cheetham pentru originala invitaie de a m altura seriei Science Masters .

Oxford, 1 994

o' CI o:t:=":;..rr

CAPITOLUL 1

Rl digital

Toate popoarele au legende privitoare ta strmoii triburilor lor i adeseori aceste legende se transform n veritabile culte religioase. Oamenii i respect sau chiar i venereaz strmoii - ceea ce e i firesc pentru c e vorba de nite strmoi reali, care dein cheia nelegerii vieii, nu de nite zeiti supranaturale . Din totalitatea organismelor ce se nasc pe pmnt, o foarte mare parte mor nainte de a atinge vrsta maturitii. O minoritate supravieuiete i se nmulete, iar din aceasta o i mai mic minoritate va avea o descenden viabil, mii de generaii de aici nainte . Aceast minuscul minoritate a unei minoriti, aceast elit reproductiv, este ceea ce viitoarele generaii vor putea considera ancestral sau ancestor. Strmoii snt rari, descendenii snt obinuii.

Toate organismele care au trit cndva - toate animalele i plantele, toate bacteriile i toate ciupercile, orice fiin trtoare i toi cititorii crii de fa - pot rosti cu mndrie, privind ctre lungul ir al strmoilor lor : Nici mcar un singur strbun n-a murit copil. Cu toii au atins vrsta maturitii i fiecare a fost

1 4 U N R l u P O R N I T D I N E D E N

capabil s-i gseasc cel puin un partener heterosexual cu care s se mperecheze cu succes"'. Nici unul din strmoii notri nu a fost rpus de un duman sau de un virus, sau de un pas greit pe marginea unei prpstii, nainte de a aduce cel puin un urma pe lume. Mii dintre contemporanii strmoilor notri au euat n toate aceste privine, dar nici mcar unul singur dintre strbunii notri nu a dat gre n vreuna dintre ele. Aceste afirmaii snt absolut evidente; mai mult, din ele se desprind urmtoarele : cu ct snt mai ciudate i mai neateptate, cu att se justific mai bine i ne uimesc i mai mult. Toate acestea vor constitui obiectul crii de fa.

Deoarece toate organismele motenesc zestrea genetic de la strmoii lor, mai degrab dect de la contemporanii fr succes ai acestora, toate tind s posede gene valoroase. Ele au ceea ce trebuie pentru a deveni strmoi, altfel spus pentru a supravieui i a se reproduce. Din aceast cauz organismele tind s moteneasc genele a cror prezen condiioneaz construirea unui mecanism bine proiectat, un organism ce lucreaz activ ca i cum s-ar strdui s devin un strmo. Din aceast cauz psrile snt att de bune la zbor, petii att de buni la not, maimuele att de bune la crat, virusurile se rspndesc att de

* Strict vorbind, exist i excepii. Unele animale, ca de pild afidele, se pot nmuli fr a fi necesar fecundarea. Tehnici, ca de exemplu fertilizarea artificial, permit oamenilor moderni s aib un copil fr a se mperechea, i chiar - de cnd celulele ou pentru fertilizare "in vitro" ar putea fi prelevate dintr-un foetus de sex feminin - nainte de vrsta maturitii. n majoritatea cazurilor, observaiile mele rmn valabile. (N. a.)

R U L D I G I TAL 1 5

bine. Din aceast cauz noi inem la via, la dragoste i la copii. i toate acestea pentru c noi toi, fr nici o excepie, motenim toate genele noastre de la un ir nentrerupt de strmoi ncununai de succes. Lumea devine plin de organisme care posed tot ce le trebuie pentru a deveni strmoi. Toate acestea se pot numi, ntr-un singur cuvnt, darwinism. Bineneles c Darwin a spus mai mult de att, iar noi putem spune astzi i mai multe, i de aceea aceast carte nu se oprete aici.

Dar exist o posibilitate natural, i profund duntoare, de a nelege greit paragraful anterior. Este seductor s credem c atunci cnd strmoii notri au fcut lucruri ncununate de succes, genele pe care le-au transmis copiilor au fost, ca rezultat, mai valoroase dect cele primite de ei de la prinii lor. Ceva din acest succes s-a nregistrat n geele lor, i din acest motiv descendenii snt att de pricepui la zbor, sau not, sau flirt. Greit, complet greit. Genele nu se mbuntesc prin funcionare. Ele se motenesc neschimbate, excepie fcnd erorile cu totul ntmpltoare. Nu reuita face gene valoroase, ci genele valoroase determin reuita i nici un individ n decursul existenei sale nu-i poate afecta, n vreun fel, propriile gene. Indivizii ce s-au nscut cu gene valoroase cel mai probabil vor ajunge la maturitate pentru a deveni strmoi ncununai de succes; prin urmare, spre deosebire de genele nevaloroase, genele valoroase au cele mai mari anse s se transmit n viitor. Fiecare generaie este un filtru, o sit : genele valoroase tind s treac prin sit n generaiile viitoare; genele nevaloroase tind s-i ncheie existena n indivizi care mor nainte de maturitate sau care nu se reproduc.

1 6 U N R i u P O R N I T D I N E D E N

Asemenea gene pot traversa o generaie sau dou, poate pentru c au norocul s coexiste cu genele valoroase ntr-un acelai individ. Dar este nevoie de ceva mai mult dect de noroc pentru a trece prin mii de site aezate succesiv una sub alta. Dup o mie de generaii succesive, este probabil ca genele care au reuit s treac s fie cele valoroase.

Am spus c genele ce supravieuiesc peste generaii vor fi acele gene care au reuit s determine calitatea de strmo. Lucrul acesta e adevrat, dar exist o excepie aparent de care e bine s ne ocupm nainte de a se crea vreo confuzie. Unii indivizi snt irevocabil sterili, cu toate c ei snt desemnai s ajute la transmiterea genelor lor n generaiile viitoare. Albinele, furnicile, viespile i termitele lucrtoare snt sterile. Activitatea lor nu este destinat reproducerii, dei prin ea rudele lor fertile, de obicei fraii i surorile, vor deveni strmoi. Snt dou moduri de a interpreta aceste lucruri. n primul rnd, indiferent de specie, exist o mare posibilitate ca fraii i surorile s mpart copiile acelorai gene. n a l doilea rnd, mediul, nu genele, determin un individ, o termit, s zicem, s devin un reproductor sau un lucrtor steril. Toate termitele posed genele care, n anumite condiii de mediu, le pot transforma n lucrtori sterili sau, n alte condiii, n indivizi capabili de reproducere . Reproductorii transmit copii ale exact acelorai gene care determin lucrtoarele sterile s-i ajute s lase urmai. Lucrtoarele sterile trudesc sub influena genelor ale cror copii se afl i n corpurile reproductorilor. Copiile lucrtoare ale acelor gene se strduie s-i' ajute propriile copii reproductoare s treac prin sita generaiilor. Lucrtorii termitelor pot

R1uL D I G I TAL 1 7

fi masculi sau femele ; dar la furnici, albine i viespi lucrtoarele snt toate femele ; de altfel, principiul este acelai. La scar mai mic, se aplic la unele specii de psri, mamifere i alte animale la care se manifest- o anumit grij fa de cei mici din partea frailor i surorilor mai mari . Rt:,zumnd, genele i croiesc drum prin sit ajutnd att propriul trup ct i trupul unei rude s devin un strmo.

Rul din titlul imaginat de mine este un ru de ADN (acid desoxiribonucleic), care curge prin timp, nu prin spaiu. Este un ru de informaie, nu unul din oase sau esuturi : un fluviu de instruciuni abstracte pentru construirea corpurilor, nu un ru de corpuri solide. Informaia trece prin corpuri i le influeneaz fr ca n drumul ei s fie afectat de acestea. Rul de informaie nu este influenat nici de experienele i realizrile corpurilor succesive prin care curge. De asemenea, el nu este influenat nici de o surs potenial de contaminare care, n aparen, este mult mai puternic : sexul.

n toate celulele dumneavoastr, jumtate din genele mamei dumneavoastr se altur unei jumti din genele tatlui dumneavoastr. Genele dumneavoastr materne i paterne conlucreaz foarte strns pentru a v face amalgamul indivizibil i subtil care sntei. Dar genele nsele nu se amestec. Doar efectele lor. Genele n sine manifest o integritate de piatr. Cnd vine timpul unei generaii noi, o gen fie trece, fie nu trece n corpul unui anumit copil . Genele de origine matern i patern nu se amestec, ele se recombin independent. O anumit gen a dumneavoastr provine fie de la mam, fie de la tat. De

1 8 U N R T u PO R N I T D I N E D E N

asemenea, ea provine de la unul, i numai unul, dintre cei patru bunici ; de la unul, i numai unul, dintre cei opt strbunici, i aa mai departe n ascenden.

Am vorbit despre fluviu de gene, dar am putea, la fel de bine, s vorbim despre un grup de buni prieteni care strbate erele geologice. Toate genele unei populaii care se reproduce snt, n perspectiv, companioane unele cu altele. Pe termen scurt, ele sIluiesc n trupuri individuale, i snt temporar companioane mai intime ale celorlalte gene cu care coexist n acel corp. Genele supravieuiesc n timp numai dac determin construcia unor organisme apte s triasc i s se reproduc n modul de via particular ales de specie. Dar ele trebuie s fac mai mult dect att. Pentru a determina supravieuirea, o gen trebuie s conlucreze cu celelalte gene aparinnd aceleiasi specii - acelasi ru. Pentru a supravietui n " , aceast lung cltorie, o gen trebuie s fie un bun companion. Ea trebuie s funcioneze bine n compania sau n contextul celorlalte gene n acelai ru. Genele altor specii se afl ntr-un ru diferit. Ele nu trebuie s se neleag bine mpreun - n orice caz nu n acelai sens - deoarece ele nu trebuie s mpart aceleai corpuri .

Trstura care definete o specie este c prin toi membrii unei specii date curge acelai ru de gene i c toate genele unei specii trebuie s fie pregtite s fie buni companioni. Apariia unei noi specii are loc atunci cnd una deja existent se divide. n timp, rul de gene se bifurc. Din punctul de vedere al genelor, speciaia, formarea unei noi specii, coincide cu "marele adio" . Dup o scurt perioad de separare parial, cele dou ruri se despart pentru totdeauna, sau

RIUL D I G ITAL 1 9

pn cnd unul dintre ele seac disprnd n nisip . La adpostul malurilor fiecrui ru, apele snt amestecate i reamestecate prin recombinare sexual. Dar niciodat apa nu iese din matc pentru a contamina cellalt ru. Dup ce o specie s-a divizat, cele dou seturi de gene nu mai snt companioane. Ele nu se mai ntlnesc n aceleai trupuri i nu mai este necesar s funcioneze bine mpreun. Nu mai exist nici o relaie ntre ele - i relaie '"nseamn, n cazul de fa, mperecherea organismelor, purttorii lor temporari. Dar de ce trebuie s se formeze dou specii ? Ce determin marele adio al genelor lor ? Ce face ca rul s se bifurce i cele dou brae s se ndeprteze, nemaintlnindu-se niciodat ? Detaliile snt controversate, dar nimeni nu se ndoiete c lucrul cel mai important este separarea geografic accidental. Rul de gene curge n timp, dar redistribuirea fizic a genelor are loc n corpuri care au o localizare n spaiu. O veveri cenuie din America de Nord s-ar putea mperechea cu una cenuie din Anglia, dac s-ar ntlni vreodat. Dar aceast ntlnire este improbabil. Rul de gene al veveriei cenuii din America de Nord este separat eficient de 3 000 mile de ocean de cel al veveriei cenuii din Anglia. De fapt, cele dou ansambluri de gene nu mai snt de mult mpreun, desi ele ar mai fi buni tovarsi dac s-ar ivi , , prilejul. Ele i-au spus rmas bun, dei desprirea nu este nc irevocabil. Dar peste alte cteva mii de ani este probabil c cele dou ruri se vor fi ndeprtat att de mult nct, chiar dac veveriele s-ar mai ntlni, nu ar mai fi capabile s fac schimbul de gene. Iar cnd spun "ndeprtat att de mult", nu m refer la spaiu, ci la gradul de compatibilitate.

20 U N R U PO R N I T D I N E D E N

Aproape sigur, ceva asemntor se afl n spatele separrii mai vechi dintre veveriele cenuii i roii. Ele nu se pot mperechea. Ele se suprapun geografic n unele pri ale Europei i, dei se ntlnesc i probabil uneori i disput alunele, nu se pot mperechea pentru a produce urmai fertili. Rurile lor de gene s-au desprit prea mult, ceea ce nseamn c genele lor nu mai snt apte s coopereze una cu alta n organisme. n urm cu multe generaii, veveriele roii i cele cenuii au avut ca strmoi aceiai indivizi. Dar ei au fost separai geografic, poate de un lan de muni, poate de ap, eventual de Oceanul Atlantic. i ansamblurile lor genetice s-au desprit. Separarea geografic determin apariia incompatibilitii . Bunii companioni au devenit ri companioni, sau ei s-ar dovedi ca atare dac ar fi pui n situaia de a se mperechea. Companionii ri au devenit nc i mai ri, pn cnd, n prezent, nu mai snt deloc companioni. Rmasul bun este deci definitiv. Cele dou ruri s-au separat i au fost sortite s se ndeprteze din ce n ce mai mult unul de cellalt. Aceeai poveste s-a petrecut i n cazul despririi mai timpurii dintre, s zicem, strmoii notri i cei ai elefanilor. Sau dintre cei ai struilor (care, de asemenea, snt i ai notri) i cei ai scorpionilor.

Exist acum, probabil, treizeci de milioane de brae ale rului de ADN, deoarece cam la att se estimeaz numrul total al speciilor de pe glob. S-a apreciat, de asemenea, c speciile existente reprezint aproximativ un procent ( 1 % ) din totalul speciilor care au trit vreodat pe pmnt. Ar nsemna c n total au fost circa trei miliarde de brae ale rului de ADN. Cele treizeci de milioane de ramificaii din ziua de astzi

RrU L D I G I TAL 21

snt irevocabil s eparate . Multe dintre acestea snt sortite pieirii, deoarece multe specii snt pe cale de dispariie. Dac vei urmri aceste treizeci de milioane de ruri (pentru concizie m voi referi la braele rurilor numindu-Ie ruri ) napoi n timp, vei descoperi c, rnd pe rnd, se ntlnesc cu celelalte ruri. Rul de gene umane se unete cu rul de gene al cimpanzeilor cam n acelai moment cnd a fcut-o i rul de gene al gorilei, cu vreo apte milioane de ani n urm. Cu cteva milioane de ani n urm, rului nostru comun de maimu african i s-a alturat prul de gene de urangutan. i, i mai n urm, ni s-a alturat un ru de g,ene de gibon - ru care mai n aval se desparte ntr-un numr de specii separate de gibon i siamang. Dac mergem i mai n urm n timp, rul nostru genetic se unete cu rul care, n evoluia lui ulterioar, avea s se despart n trei brae : cel al maimuelor Lumii Vechi, al maimuelor Lumii Noi i cel al lemurienilor din Madagascar. nc i mai mult n urm, rul nostru genetic se unete cu acelea care au dus la alte grupe importante de mamifere : roztoarele, felinele, chiropterele, elefanii. Dup aceasta ntlnim curenii care au dus la apariia diferitelor specii de psri, reptile, amfibieni, peti i nevertebrate.

Iat un aspect important n legtur cu care trebuie s fim prudeni cum folosim metafora rului . Cnd ne gndim la separarea care a dus la toate mamiferele - ca opus, s spunem, prului ce a dus la veveria cenuie - sntem tentai s considerm toate acestea la scar mare, ceva asemntor fluviilor Mississippi i Missouri. Ramura mamiferelor este, la urma urmelor, destinat s se ramifice repetat pn cnd 'produce toate mamiferele - de la chicanul mrunt la elefani,

22 U N R U PO R N IT D I N E D E N

de l a crtia de sub pmnt pn l a maimua din vrful baldachinului . Ramura mamiferelor derivat din acest ru, menit s alimenteze att de multe mii de importante artere acvatice, cum ar putea fi oare altceva dect un fluviu uria care i rostogolete apele ? Ei bine, aceast imagine este complet greit. Cnd strmoii tuturor mamiferelor de astzi s-au desprins din ramura celor care nu snt mamifere, evenimentul nu a fost mai important dect oricare alt speciaie. Ar fi trecut aproape neremarcat de vreun naturalist care s-ar fi aflat n acel moment prin preajm. Noua ramificaie a rului de gene ar fi fost un pria, aparinnd unui micu animal nocturn, nu cu mult mai . diferit de verii lui ne-mamifere dect este o veveri roie fa de una cenuie. Numai dac privim retrospectiv putem considera mamiferul ancestral ct de ct ca pe un mamifer. n acele vremi, el nu ar fi fost altceva dect o alt specie de reptil care se asemna cu un mamifer nu foarte diferit de vreo alt duzin de buci de hran pentru dinozauri, mici, cu nasul lung I msecttvore.

Aceeai lips de dramatism a caracterizat i scindarea timpurie a strmoilor tuturor marilor grupuri de animale : vertebratele, molutele, crustaceele, insectele, viermii inel ai i cei plai, celenteratele i aa mai departe. Cnd rul destinat molutelor (i nu numai lor) s-a desprit de cel al vertebratelor (i nu numai al lor ) cele dou populaii de animale (probabil asemntoare cu viermii) erau att de asemntoare una cu alta, nct s-ar fi putut mperechea ntre ele. Singurul motiv pentru care nu au fcut-o a fost separarea lor accidental de ctre o barier geografic oarecare, de exemplu o fie de uscat care a separat

R I u L D I G I TAL 23

apele anterior unite. Nimeni nu ar fi fost n stare s ghiceasc c o populaie era destinat s dea natere molutelor i cealalt vertebratelor. Cele dou ruri de ADN erau de-abia separate, n aa fel nct grupurile de animale corespunztoare erau abia distincte.

Zoologii cunosc toate acestea, dar le uit uneori cnd se gndesc la grupele realmente mari de animale, ca de exemplu molutele sau vertebratele. Ei snt tentai s conceap scindarea grupelor principale ca pe un eveniment important. Zoologii se pot nela att de mult deoarece au fost educai n credina c fiecare dintre marile diviziuni ale regnului animal este dotat cu ceva profund, unic, deseori desemnat prin termenul german Bauplan. Dei acest cuvnt nseamn chiar "plan", el a devenit un termen tehnic recunoscut i l voi declina ca pe un cuvnt englezesc, chiar dac (am fost puin ocat s descopr) nu se gsete nc n Oxford English Dictionary. (Deoarece mie mi place cuvntul mai puin dect unora dintre colegii mei, admit cu un uor frisson de SchadenfreZ!-de absena lui ; aceste dou cuvinte strine snt n dicionar, deci nu este vorba de nici o interdicie sistematic a importului . ) n sensul lui tehnic, bauplan este adesea tradus prin "planul fundamental al corpului" . Folosirea termenului de "fundamental" (sau, echivalentul lui, adic recurgerea voit la german pentru a indica profunzimea) a fost cauza nenorocirii. El poate face zoologii s comit erori grave.

Un zoolog, de exemplu, a sugerat c procesul evolutiv n perioada Cambrian (ntre ase sute i cinci sute de milioane de ani n urm) trebuie s fi fost un fel de proces complet diferit de evoluia din perioadele ulterioare. Argumentul su era c n ziua de azi

24 U N R U P O R N IT D I N E D E N

apar noi specii, n timp ce perioada Cambrian au aprut grupele principale ca, de exemplu, molutele i crustaceele. Eroarea este izbitoare. Chiar animale att de deosebite ntre ele, ca molutele i crustaceele, au fost iniial numai populaii ale aceleiai specii separate ulterior de bariere geografice. Pentru un timp ele ar mai fi putut fi interfertile, dac s-ar fi ntlnit, dar nu s-a ntmplat aa. Dup milioane de ani de evoluie separat, ele au dobndit trsturile pe care noi, cu privirea retrospectiv a zoologilor moderni, le recunoatem drept caracteristice molutelor i respectiv, crustaceelor. Aceste caracteristici au fost botezate cu titlul pompos de "plan fundamental de organizare a corpului" sau "bauplan". ns principalele planuri de organizare ale regnului animal s-au separat treptat

- dintr-un trunchi comun. Indiscutabil, exist o nenelegere minor chiar dac

mult mediatizat, cu privire la msura n care evoluia este treptat sau "n salturi" . Dar nimeni, i cnd spun nimeni chiar aa este, nu crede c evoluia a fost vreodat destul de n salturi pentru a inventa un ntreg nou plan fundamental de organizare ntr-o singur treapt. Autorul citat scria toate acestea prin 1 958 . Puini zoologi ar accepta astzi n mod explicit punctul lui de vedere, dar uneori o fac n mod implicit cnd spun c principalele grupe de animale au aprut spontan i perfect alctuite, precum Athena din capul lui Zeus, mai degrab dect prin divergena unei populaii ancestrale n timpul izolrii geografice accidentale.1'

* Cititorii trebuie s aib n minte aceste puncte de vedere cnd vor citi lucrarea Wonderful Life de Stephen J. Gould, o excelent descriere a faunei cambriene din Burgess Shale. (N. a.)

R U L D I G ITAL 25

n orice caz, studiile de biologie molecular au demonstrat c marile ncrengturi de animale snt mult mai nrudite ntre ele dect eram obinuii s credem. Putei considera codul genetic ca pe un dicionar n care aizeci i patru de cuvinte ale unui limbaj (aizeci i patru de triplete, combinaii posibile ale celor patru litere ale alfabetului) snt traduse n douzeci i unu de cuvinte ntr-o alt limb (douzeci i unu de aminoacizi plus un semn de punctuaie). Probabilitatea ca aceast coresponden de 64 : 21 s se mai repete a doua oar este mai mic dect unu la un milion de milioane de milioane de milioane de milioane. ns, codul genetic este de fapt, literal vorbind, identic la toate animalele, plantele sau bacteriile care au fost studiate pn acum. Este cert c toate vieuitoarele de pe pmnt au descins dintr-un singur strmo. Nimeni nu s-ar ndoi de acest lucru mai ales astzi cnd snt evideniate prin examinarea nu numai a codului, ci i a secvenei detaliate a informaiei genetice, unele asemnri izbitoare ntre, de exemplu, insecte i vertebrate. Exist un mecanism genetic foarte complicat care dirij eaz planul segmentat al corpului insectelor. La mamifere a fost, de asemenea, descoperit un astfel de mecanism de reglaj bizar de asemntor. Din punct de vedere molecular, toate animalele snt destul de strns nrudite unele cu altele i chiar cu plantele. Trebuie s ajungi pn la bacterii ca s gseti rudele noastre ndeprtate, i chiar i atunci codul genetic este identic cu al nostru. Motivul pentru care putem face o evaluare att de precis asupra codului genetic, dar nu i asupra anatomiei planurilor fundamentale de organizare, este c acest cod genetic este strict digital, unitile sale putnd fi

26 U N R U P O RN I T D I N E D E N

riguros numrate i analizate matematic. Riul de gene este un ru digital i acum trebuie s v explic ce nseamn acest termen ingineresc.

Inginerii fac o distincie important ptre codurile digitale i cele analogice. Pick-up-urile i casetofoanele - i pn recent i cele mai multe aparate telefonice - utilizeaz codurile analogice. Compact discurile, calculatoarele i cele mai moderne sisteme de telefonie folosesc codurile digitale. ntr-un sistem de telefonie analogic, fluctuaiile continue al undelor sonore snt traduse n fluctuaiile corespunztoare ale tensiunii ntr-un cablu. Un pick-up funcioneaz asemntor: anurile discului fac s vibreze vrful acului i aceste micri snt traduse n fluctuaii corespunztoare ale tensiunii . La cellalt capt al liniei, aceste unde de tensiune snt reconvertite, de o membran care vibreaz din receptor sau de difuzorul pick-up-ului, n unde acu sti ce corespunztoare, astfel nct noi le putem auzi. Codul este unul simplu i direct : oscilaiile curentului electric n cablu snt proporionale cu oscilaiile presiunii undelor sonore. Intre anumite limite, toate posibilele oscilaii de tensiune trec prin circuitul electric i ceea ce conteaz este diferenta dintre valorile acestora.

ntr-n sistem digital, numai dou nivele de tensiune posibile - sau alte cteva numere discrete de tensiuni posibile cum r fi 8 i 256 - snt transmise prin cablu. Informaia nu se afl n valorile tensiunii propriu-zise, ci n modul de succesiune al acestora. Aceasta se numete Modulare Codificat n Impulsuri. La un moment anume, tensiunea real va fi rareori exact egal cu una din cele 8, s spunem, valori nominale, dar aparatul o va ajusta ctre cea mai apro-

R U L D IG I TAL 27

piat tensiune desemnat, astfel nct ceea ce iese la cellalt capt al liniei este aproape perfect, chiar dac transmisia de-a lungul liniei este slab. Tot ce avei de fcut este s fixai nivele discrete la distan suficient pentru ca fluctuaiile aleatorii s nu poat fi niciodat interpretate deformat de ctre instrumentul receptor ca un nivel fals. Aceasta este marea virtute a codurilor digitale i de aceea sisteme audio i video - i n general, tehnologia informaiei - tind tot mai mult s devin digitale. Calculatoarele, bineneles, utilizeaz codurile digitale n tot ceea ce fac. Pentru comoditate se folosete un c04 binar - adic are numai dou nivele de semnal n, loc de 8 sau 256.

Chiar la un telefon digital, sunetele care intr n microfon i ies n receptor snt totui oscilaii de tip analogic ale undelor sonore. Ceea ce este digital este informaia care circll de la un post telefonic la altul. Trebuie s se stabileasc un cod pentru a traduce valorile analogice n fiecare microsecund, n secvene de pulsuri discrete - numerele codificate digital . Cnd discui cu iubita la telefon, fiecare nuan, fiecare modificare a vocii, fiecare suspin pasionat i fiecare timbru convingtor snt transmise prin cablu sub form de numere. Poi s fii micat pn la lacrimi de numere, cu condiia ca ele s fie codificate i decodificate destul de repede. Echipamentele moderne de comutare snt att de rapide nct aceti timpi pot fi divizai n felii, cam n felul n care un maestru ahist i porioneaz timyii ntr-o ntrecere simultan cu ali 24 de juctori. In acest fel, mii de conversaii telefonice pot fi prinse de aceeai linie telefonic, aparent simultan, i totui separate electronic fr interferent. Un trunchi telefonic - n , .

28 U N RTu P O R N I T D I N E D E N

ziua de azi multe dintre ele nu snt ctui de puin bazate pe cabluri, ci folosesc fascicule de unde radio transmise fie direct de pe un deal pe altul, fie de pe satelii - este un ru masiv de numere. Dar, datorit acestei segregri electronice ingenioase, exist mii de ruri digitale care folosesc aceeai matc numai aparent, aa cum veveriele roii i cele cenuii folosesc acelai copac, dar niciodat nu-i amestec genele.

Revenind la lumea tehnicii, deficienele semnalelor analogice nu deranjeaz prea tare, atta timp ct ele nu snt copiate repetat. O nregistrare pe band magnetic are un fit att de uor nct nici nu l percepem - dac nu mrim intensitatea sonor, caz n care i fitul se 'amplific i se introduc de asemenea alte noi zgomote. Dar dac vom copia o band dup o alta, apoi cea de a treia dup a doua i aa mai departe, dup o sut de "generaii" ceea ce va mai rmne va fi un oribil fit. Cam acesta era necazul cnd toate telefoanele erau analogice. Fiecare semnal telefonic scade n intensitate proporional cu lungimea circuitului i trebuie amplificat- reamplificat la fiecare o sut de mile. Aa ceva nu era posibil pentru c fiecare staie de amplificare mrea proporional zgomotul de fond. i semnalele digitale au nevoie de amplificare. Dar, din motivele artate, amplificarea nu introduce nici o eroare a mesajului: lucrurile pot fi fcute n aa fel nct informaia s treac perfect neavnd importan cte staii de amplificare intervin. Fitul nu crete nici dup sute i sute de mile.

Cnd eram copil, mama mi spunea c celulele nervoase snt liniile telefonice ale corpului omenesc. Dar ce fel de linii snt acestea, analogice sau digitale ? Rspunsul este c ele snt o combinaie interesant a

R U L D I G I TAL 29

ambelor sisteme. O celul nervoas nu este similar unui cablu electric. Este un tub lung i subire de-a lungul cruia trec undele unor modificri chimice, asemenea unei dre de praf de puc sfrind pe pmnt, cu excepia faptului c, spre deosebire de dra de praf de puc, nervul revine repede la starea iniial i sfritul se poate auzi din nou dup o scurt perioad de repaus. Mrimea absolut a undei - temperatura prafului de puc - poate fluctua n timp ce se propag de-a lungul nervului, dar faptul nu are nici o importan. Codul l ignor. Similar celor dou niveluri distincte de tensiune din telefonia digital, pulsul chimic ori este ori nu este. n aceast privin, sistemul nervos este digital. Dar impulsurile nervoase nu snt fortate s se transforme n biti : ele nu se asambleaz n n'umere de cod discrete. schimb, intensitatea mesajului (tria sunetului, strlucirea luminii, poate chiar agonia unei emoii ) este codificat ca rat a impulsurilor. Inginerii numesc aceasta Modulare n Frecven, iar ea avea muli adepi nainte de a fi adoptat Modularea Codificat n Impulsuri.

Rata pulsului este o variabil analogic, dar impulsurile n sine snt digitale : ele snt ori nu snt, nu exist jumti de msur. i sistemul nervos are acelai avantaj ca i oricare sistem digital . Din cauza modului n care funcioneaz neuronii, exist echivalentul unui amplificator, dar nu la fiecare sut de mile, ci la fiecare milimetru - opt sute de staii de amplificare ntre mduva spinrii i vrful degetelor. Dac ceea ce conteaz este amplitudinea absolut a impulsului nervos - unda pulberii prafului de puc - mesajul ar putea fi distorsionat, devenind de nerecunoscut, pe traiectul unui bra omenesc, i cu

30 U N R U PORN IT D I N E D E N

att mai mult de-a lungul unui gt de giraf. Fiecare staie de amplificare ar introduce mai multe erori ntmpltoare, aa cum se ntmpl cnd copiem o band magnetic de opt sute de ori. Sau cnd copiem o imagine xerox dup alt xerox, dup alt xerox. Dllp opt sute de "generaii" de fotocopii, tot ceea ce mai rmne este o pat cenuie. Codificarea digital este singura solui pentru problema funcionrii celulei nervoase, iar selecia natural a adoptat-o n mod corespunztor. Acelai lucru e valabil i pentru gene.

Francis Crick i James Watson, cei care au descifrat structura molecular a genei, ar trebui, dup opinia mea, s fie onorai secole de-a rndul precum Aristotel i Platon. Premiul Nobel le-a fost acordat pentru ,,fiziologie sau medicin" , i aceasta este corect, dar aproape fr valoare. S vorbeti despre o revoluie continu este aproape o contradicie de termeni, totui nu numai medicina, ci ntreaga noastr nelegere a vieii va fi continuu revoluionat ca rezultat direct al schimbrii modului de gndire pe care aceti doi tineri l-au iniiat n 1 953. Genele nsele, i bolile genetice, snt doar vrful icebergului. Ceea ce este cu adevrat revoluionar n biologia molecular 'n era post-Watson i Crick, este faptul c ea a devenit digital.

De la Watson i Crick ncoace, am aflat c genele, n structura lor intern detaliat, snt asemenea unor lungi filamente de pur informaie digital. n plus, ele snt cu adevrat digitale, n deplinul sens al termenului n limbaj de calculatoare i compact-discuri, nu n sensul mai slab n care este folosit termenul pentru sistemul nervos. Codul genetic nu este un cod binar ca n calculatoare, nici octal ca n unele sisteme

Rl u L D I G I TAL 31

de telefonie, ci un cod cuaternar cu patru simboluri. Aparatul de codificare al genei este bizar de asemntor cu cel al unui calculator. n afara diferenelor de limbaj, paginile unui jurnal de biologie molecular ar putea fi interschimbabile cu cele ale unei reviste de ingineria calculatoarelor. Printre multe alte consecine, aceast revoluie digital n nsui miezul vieii a dat lovitura final, fatal, vitalismului - convingerea c materia vie este profund diferit de cea nevie. Pn n 1 953 mai era nc posibil s crezi c n protoplasma vie exist ceva fundamental i ireductibil misterios . S-a terminat cu asta. Nici mcar acei filozofi care erau predispui la o privire mecanicist asupra vieii nu ar fi ndrznit s spere ntr-o att de complet mplinire a celor mai nebuneti vise ale lor.

Urmtorul subiect science-fiction este absolut plauzibil, dac lum n consideraie o tehnologie care se deosebete de cea de azi doar prin faptul c este puin mai rapid. Profesorul Jim Crickson a fost rpit de ctre o putere strin ostil i forat s lucreze n laboratoarele ei de armament biologic. Pentru a salva omenirea, este vital s comunice cteva informaii strict secrete n afar, dar toate canalele normale de comunicaie i snt interzise. Cu excepia unuia. Codul ADN, care const n 64 de triplete, "codoni", suficient pentru un alfabet englez cu litere mici i mari plus zece numerale, un spaiu i un punct. Profesorul Crickson ia un virus gri pal virulent din raftul laboratorului i, prin tehnici de inginerie genetic, i introduce n genom textul complet al mesajului su ctre lumea din afar, n propoziii engl(!zeti perfect alctuite. i reia mesajul n repetate rnduri n genomul modificat, adugndu-i o secven "steag" (flag)

32 U N R l u P O R N I T D I N E D E N

uor de recunoscut - s zicem, primele zece numere prime. Apoi se autoinfecteaz cu virusul i strnut ntr-o camer plin cu oameni. Un val de grip strbate lumea i laboratoarele medicale din ri ndeprtate s-au pus n micare s descifreze secvena genomului viral n ncercarea de a realiza vaccinul potrivit. Curnd a devenit clar c exist un motiv ciudat repetat n genom. Alarmat de numerele prime care nu puteau s apar spontan, cineva a avut ideea aplicrii tehnicilor de decodificare. Dup aceea, ar fi fost simplu de citit ntregul text n englez al mesajului profesorului Crickson "strnutat" n toat lumea.

Sistemul nostru genetic, care este un sistem universal al vieii pe planet, este n fond digital. Cuvnt cu cuvnt, cu mare exactitate, se poate cifra n ntregime N oul Testament n acele poriuni ale genomului uman care n prezent snt ocupate cu "relicve" de ADN - adic ADN nefolosit, cel puin n mod obinuit, de ctre organism. Fiecare celul din orgamsmul dumneavoastr conine echivalentul a patruzeci i ase bnci de date imense care ruleaz caracterele digitale prin intermediul numeroaselor capete de citire ce lucreaz simultan. n fiecare celul, aceste benzi magnetice - cromozomii - conin aceeai informaie, dar capetele de citire din diferitele tipuri de celule caut diferite sectoare ale bazei de date conform specializrii lor. Din aceast cauz, celulele musculare se deosebesc de cele hepatice. Nu exist nici un spirit, for conductoare a vieii, nici o vibraie, apariie, influen, protoplasm sau gelatin mistic. Viaa este doar bii i bii i bii de informaie digital.

Genele snt informaie pur - informaie care poate fi codificat, recodificat i decodificat, fr

R I u L D I G I TAL 33

nici o alterare sau modificare a nelesului. Informaia pur poate fi copiat i, deoarece este informaie digital, fidelitatea copierii poate fi perfect. Caracterele ADN-ului snt copiate cu o exactitate care rivalizeaz cu tot ce pot realiza inginerii moderni. Ele snt copiate din generaie n generaie cu doar attea erori ct s introduc variaie. Din aceast variaie, combinaiile codificate care devin mai numeroase n lume vor fi n mod evident i automat cele care, decodificate i impunndu-se n corpurile respective, le fac pe acestea s ia msuri active pentru a conserva i propaga exact aceleai mesaje ADN. Noi - i asta nseamn toate fiinele vii - sntem mecanisme de supravieuire programate s transmit baza de date digital cu care am fost programai. Darwinismul este considerat acum ca fiind supravieuirea supravieuitorilor la nivelul codului pur digital . .

Privind retrospectiv, ar fi putut fi altfel. S-ar putea imagina un sistem genetic analogic. Dar am vzut deja ce se ntmpl cu informaia analogic atunci cnd este recopiat de-a lungul generaiilor succeSIve. Este asemenea oaptelor chinezeti. Sistemele telefonice suprancrcate, benzile magnetice recopiate, fotocopiile fotocopiilor - semnalele analogice snt aa de vulnerabile la degradarea cumulativ nct copierea nu poate fi realizat dect de un numr limitat de generaii. Genele, pe de alt parte, se pot autocopia pentru zece milioane de generaii i nu se altereaz aproape deloc. Darwinismul funcioneaz doar pentru c - n afar de mutaiile distincte, pe care selecia natural ori le elimin ori le conserv - procesul de copiere este perfect. Doar un sistem genetic digital este capabil s susin darwinismul de-a lungul

34 U N RIu P O R N I T D I N E D E N

epocilor geologice. 1 953, anul dublului helix, va fi considerat nu numai sfritul unor opinii mistice i obscurantiste asupra vieii ; darwinitii l vor privi ca pe anul n care obiectul lor de studiu a devenit n sfrit digital.

Rul de informaie digital pur, care curge maiestuos prin timpurile geologice i care se mparte n trei miliarde de ramuri, este o imagine foarte sugestiv. Dar atunci unde snt trsturile familiare vieii ? Unde snt corpurile, minile i picioarele, ochii, creierii i mustile, frunzele i tulpinile i rdcinile ? Dar atunci unde sntem noi, prile noastre componente ? Noi - noi, animale, plante, protozoare, ciuperci i bacterii - sntem doar matca prin care curg priaele datelor digitale ? ntr-un sens da. Dar, aa cum am sugerat, nseamn mai mult de att . Genele nu realizeaz doar autoc6pii care se transmit de-a lungul generaiilor. De fapt ele exist tot timpul n interiorul corpurilor i influeneaz forma i comportarea organismelor succesive n care se afl ele nsele. Corpurile snt de asemenea importante.

Corpul, s zicem, al unui urs polar nu este doar o matc pentru un rule digital. El este, de asemenea, un mecanism de o complexitate mare ct un urs . Genele ntregii populaii de uri polari snt un colectiv - buni camarazi care se ntrec unii cu alii de-a lungul timpului. Dar ele nu exist tot timpul n compania tuturor celorlali membri ai colectivului : ele schimb partenerii n interiorul ansamblului care este colectivul. Colectivul este definit ca un ansamblu de gene care pot ntlni oricare dintre celelalte gene din colectiv (dar nici un alt membru al vreunuia din celelalte treizeci de milioane de colective din lume).

Ri u L D I G I TAL 35

ntlnirile propriu-zise au ntotdeauna loc n interiorul unei celule n corpul ursului polar. i acel corp nu este un recipient pasiv al ADN-ului .

Pentru nceput, numrul real de celule, n fiecare existnd un set complet de gene, depete imaginaia: aproape 900 de milioane de milioane pentru un urs mascul mare. Dac am alinia ntr-un singur ir toate celulele unui urs polar, acesta ar putea face cu uurin traseul Pmnt-Lun i retur. Aceste celule snt de vreo dou sute de tipuri distincte, n principal aceleai dou sute pentru toate mamiferele : celule musculare, nervoase, osoase, epiteliale i aa mai departe. Celulele fiecruia dintre aceste tipuri distincte snt grupate mpreun formnd esuturi : muscular, osos i aa mai departe. Toate tipurile de celule conin instruciunile genetice necesare formrii oricruia dintre ele. Numai genele adecvate esutului considerat snt deClanate. Din aceast cauz, celulele diverselor tesuturi snt de forme si mrimi diferite. Si , , , mai interesant, genele declanate ntr-un anumit tip de celule fac s-i dezvolte esutul ntr-o anumit form. Oasele nu snt nite mase fr form de esut tare, rigid. Ele au forme specifice cu tij e goale n interior, rotunj iri i caviti, creste i pinteni . Celulele snt programate de ctre genele declanate n interiorul lor s se comporte ca i cum ar ti unde se afl n raport cu celulele vecine i acesta este modul n care i construiesc esuturile n forma lobulul de ureche, a valvelor inimii, a cristalinului ochiului sau a muschi-lor sfincterului. '

Structura complex a unui organism ca, de exemplu, cea a ursului polar este multistratificat. Corpul este o complex colecie de organe cu form precis

36 U N R U P O R N I T D I N E D E N

ca ficatul, rinichiul i oasele. Fiecare organ este un edificiu complex, modelat din esuturi specifice ale cror crmizi constitutive snt celulele, adesea n straturi sau foie, dar de multe ori i n mase solide. La o scar mult mai mic, fiecare celul are o structur interioar extrem de complex, alctuit din membrane pliate. Aceste membrane, i lichidul dintre ele, constituie locul de desfurare al complicatelor reacii chimice de foarte numeroase i variate tipuri. ntr-o uzin chimic aparinnd de ICI sau de Union Carbide, se pot desfura cteva sute de reacii chimice distincte. Aceste reacii vor fi separate unele de altele prin pereii recipienilor, tuburilor i aa mai departe. O celul vie ar putea fi locul de desfurare al unui numr asemntor de reactii chimice simultane. ntr-o oarecare msur, mebranele dintr-o celul s aseamn cu sticlria dintr-un laborator, dar analogia nu este corect din dou motive. Primul, dei multe dintre reaciile chimice se desfoar ntre membrane, o bun parte au loc chiar n interiorul lor. Al doilea, exist o cale mult mai important prin care diferitele reacii snt separate . Fiecare reacie este catalizat de propria ei enzim specific.

O enzim este o molecul foarte mare a crei form tridimensional accelereaz o anumit reacie chimic prin furnizarea unei suprafee care faciliteaz acea reacie. Deoarece ceea ce conteaz n cazul molecuIelor biologice este forma lor tridimensional, putem considera enzima ca pe o main-unealt mare, reglat cu atenie pentru a realiza o linie de producie a moleculelor cu form specific. Prin urmare, orice celul poate gzdui sute de reacii chimice distincte, care se desfoar n interiorul ei simultan i separat

R U L D I G I TAL 37

pe suprafeele diferitelor molecule enzimatice. Reaciile chimice specifice care se desfoar ntr-o celul dat snt determinate de tipurile specifice de enzime prezente n numr mare. Fiecare molecul de enzim, inclusiv forma ei att de important, este asamblat sub influena determinant a unei anumite gene. Mai exact, secvena precis a ctorva sute de litere de cod din gen determin printr-un set de reguli care snt n totalitate cunoscute (codul genetic) secvena aminoacizilor din molecula enzimei. Fiecare molecul enzimatic este un lan de aminoacizi i fiecare lan liniar de aminoacizi se rsucete spontan ntr-o structur tridimensional unic i specific, ca un nod n care se formeaz legturi ntre diferitele pri ale lanului. Structura tridimensional exact a nodului este determinat de succesiunea uni dimensional a aminoacizilor i, prin urmare, de succesiunea unidimensional a literelor de cod din gen. i astfel, reaciile chimice care au loc ntr-o celul snt determinate de genele care snt declanate.

Atunci ce determin care gene snt declanate ntr-o anumit celul ? Rspunsul este substanele chimice deja prezente n celul. Este un element al paradoxului oului i ginii, dar nu este de nerezolvat. Soluia paradoxului este de fapt foarte simpl n principiu dar complicat n detaliu. Este soluia pe care informaticienii o cunosc sub numele de program de ncrcare iniial . Prima oar cnd am nceput s folosesc calculatoarele, n 1 960, toate programele trebuiau ncrcate folosind benzile de hrtie. (Calculatoarele americane din acea perioad foloseau adesea i cartele perforate, dar principiul era acelai. ) nainte de a putea ncrca de pe o band mare un program serios,

38 U N RT u P O R N I T D I N E D E N

trebuia s ncarci un program mai mic numit program de ncrcare iniial . Programul de ncrcare iniial al calculatorului era un program care fcea un singur lucru : i spunea calculatorului cum s ncarce benzile de hrtie. Dar aici apare paradoxul oului i ginii. Cum era la rndul ei banda programului iniial ncrcat ea nsi ? La calculatoarele moderne echivalentul programului de ncrcare iniial este hard-ul instalat pe main, dar n acele vremuri trebuia s ncepi manipulnd nite butoane ntr-o succesiune ritual. Aceast succesiune i spunea calculatorului cum s nceap citirea primei pri a benzii programului de ncrcare iniial. Aceasta, la rndul su, spunea apoi ceva mai mult despre cum s citeasc urmtoarea parte a benzii programului de ncrcare iniial i aa mai departe. Cu timpul, ntregul program de ncrcare a fost absorbit, calculatorul tiind cum s citeasc orice band de hrtie i devenind un calculator util.

Cnd ncepe dezvoltarea unui embrion, o singur celul, oul fertilizat se divide n dou ; fiecare din cele dou se divide rezultnd patru ; fiecdre din cele patru se divide pentru a deveni opt i aa mai departe. Dureaz doar cteva duzini de generaii pentru a spori numrul de celule la trilioane, att este de mare puterea diviziunii exponeniale. Dar, dac totul s-ar rezuma la att, trilioanele de celule ar trebui s fie toate la fel. Cum se difereniaz ele ns (pentru a folosi un termen tehnic) n celule hepatice, renale, musculare i aa mai departe, fiecre cu gene funcionale diferite i enzime active diferite ? Printr-un program de ncrcare iniial care funcioneaz asemntor cu acesta. Dei arat ca o sfer, oul posed de

R I u L D I G I TAL 39

fapt o polaritate chimic intern. Are un vrf i o baz, iar n multe cazuri o fa i un spate (i prin urmare de asemenea o parte dreapt i una stng). Aceste polariti se manifest sub forma gradienilor chimici. Concentraiile unor substane cresc constant din fa spre spate, altele de la vrf spre baza oului. Aceti gradieni timpurii snt destul de simpli, dar snt suficieni pentru a forma prima etap n operaia de ncrcare a programului.

Cnd oul s-a divizat, s zicem, n treizeci i dou de celule - asta nseamn dup cinci diviziuni -cteva dintre cele treizeci i dou de celule vor avea mai mult dect ar trebui din substanele prii superioare, altele mai mult dect ar trebui din substanele prii bazale. Celulele pot fi, de asemenea, neechilibrate i n ceea ce privete gradientul substanelor chimice din fa i din spate. Aceste diferene snt suficiente pentru a determina declanarea diferitelor combinaii de gene n diferite celule. Prin urmare, n celulele diferitelor regiuni ale embrionului, n primele etape de dezvoltare vor fi prezente diferite combinaii enzimatice. Aceasta va avea ca rezultat declanarea combinaiilor diferite ale altor gene n diferite celule. Aadar liniile celulare se difereniaz n loc s rmn identice cu strmoii lor clonali din embrion.

Aceste diferenieri se deosebesc foarte mult de diferenierile speciilor de care am vorbit mai devreme. Aceste diferenieri celulare snt programate i determinate n detaliu n timp ce diferenierile speciilor erau rezultatul ntmpltor al accidentelor geografice i nu erau previzibile. De altfel, cnd speciile se separ, i genele acestora se separ n ceea ce eu am numit marele adio. Cnd liniile celulare dintr-un embrion se

40 U N R U P O R N I T D I N E D EN

difereniaz, ambele diviziuni primesc aceleai gene - toate genele. Dar diferitele celule primesc combinaii diferite ale substanelor chimice care declaneaz combinaii diferite ale genelor, iar unele gene declaneaz sau opresc funcionarea altor gene. i astfel programul de ncrcare iniial continu pn cnd vom obine toat gama diferitelor tipuri de celule.

Embrionul care se dezvolt nu se difereniaz numai n dou sute de tipuri celulare. Embrionul parcurge, de asemenea, schimbri dinamice elegante ale formei externe i interne. Poate cea mai dramatic dintre acestea este una dintre cele mai timpurii : procesul cunoscut sub numele de gastrulaie. Distinsul embriolog Lewis W olpert a mers att de departe nct a spus : "nu naterea, nu cstoria sau moartea, CI gastrulaia este cu adevrat cel mai important momert din viaa dumneavoastr. " n timpul gastrulaiei, o sfer de celule goal n interior se curbeaz pentru a forma o cup cptuit n interior. n esen, n dezvoltarea lor, toi embrionii din regnul animal parcurg acelai proces al gastrulaiei. Este temelia comun pe care se bazeaz diversitatea dezvoltrii embrionare. Am menionat aici gastrulaia doar ca pe un exemplu - unul deosebit de dramatic - al unui fel de schimbare continu, asemntoare modelrii hrtiei n arta origami a japonezilor, a tuturor foielor celulare implicate n dezvoltarea embrionar.

Sfritul unei reprezentaii origami plin de virtuozitate ; dup numeroase invaginri, evaginri, curbri i alungiri ale straturilor de celule ; dup creterea difereniat dinamic orchestrat a unor pri ale embrionului pe seama celorlalte pri ; dup diferenierea n sute de tipuri de celule specializate chimic i

R U L D I G I TAL 41

fizic ; cnd numrul total de celule a ajuns la trilioane, produsul final este un copil. Nu, nici mcar copilul nu este produsul final, fiindc ntreaga dezvoltare a individului -iari cu unele pri care cresc mai rapid dect altele - dup vrsta adult i pn la btrnee, ar trebui vzut ca o prelungire a aceluiai proces de dezvoltare embrionar : dezvoltarea embrionar total.

Indivizii se deosebesc din cauza diferenelor legate de detaliile cantitative provenind din timpul dezvoltrii lor embrionare totale. Un strat de celule crete puin mai mult nainte de a se plia, i rezultatul este - care ? - un nas acvilin mai degrab dect unul crn ; tlpi plate care, scutindu-te de armat, i-ar putea salva viaa ; o conformaie particular a umrului care te predispune s fii bun la aruncat sulia (sau grenade de mn, sau mingi de cricket, depinde de mprejurri ) . Cteodat schimbrile individuale n aranj amentul origami al stratului de celule pot avea consecine tragice, ca atunci cnd un copil este nscut cu cioturi n loc de brae i fr palme. Diferenele individuale, care nu se manifest n stratul celular origami, ci snt pur chimice, nu snt mai puin importante prin consecine : incapacitatea de a digera laptele, predispoziia la homosexualitate, sau alergia la alune, sau impresia c gustul fructelor de mango este dezagreabil, comparabil cu cel al terebentinei.

Dezvoltarea embrionar este o realizare fizic i chimic foarte complex. Schimbarea unui detaliu n oricare moment al desfurrii ei poate avea consecine ulterioare remarcabile. Aceasta nu este att de surprinztor dac ne reamintim ct de riguroas este programarea iniial a procesului. Multe dintre deosebirile care apar n modul de dezvoltare al indivizilor

42 U N RU P O R N I T D I N E D E N

snt determinate de schimbrile de mediu - lipsa de oxigen sau tratamentul cu talidomid, de exemplu. Multe alte deosebiri snt datorate diferenelor n privina coninutului de gene - nu doar genele considerate separat, ci genele aflate n interaciune cu alte gene i n interaciune cu schimbrile de mediu. Un proces att de complicat, caleidoscopic, cu o programare iniial att de complex, bazat pe interdependen, ca dezvoltarea embrionar este deopotriv robust i sensibil. Este robust n sensul c reuete s fac fa multor schimbri poteniale, pentru a produce un copil viu, mpotriva unor sori potrivnici care uneori par aproape copleitori ; n acelai timp, este sensibil la schimbri, deoarece doi indivizi, chiar gemenii identici, nu snt literalmente identici n toate trsturile lor.

i acum s v spun unde am vrut s ajung. n msura n care diferenele dintre indivizi se datoreaz genelor (care poate fi o msur mare sau una mic), selecia natural poate favoriza unele forme ale origami-ului embriologic sau chimiei embriologice, i s defavorizeze altele. n msura n care extinderea braului dumneavoastr care arunc este determinat de gene, selecia natural l poate favoriza sau defavoriza. Dac a fi n stare s arunci bine are un efect, orict de mic, asupra probabilitii de supravieuire a individului suficient de mult pentru a avea copii, n msura n care abilitatea aruncatului este influenat de gene, acele gene vor avea o ans mai mare s se transmit n generaia urmtoare. Orice individ poate muri din motive care nu au nimic de a face cu abilitatea lui la aruncat. Dar, dac prezena unei gene tinde s-i fac pe indivizi mai buni la aruncat dect absena

R U L D I G I TAL 43

ei, va sIlui ntr-o mulime de corpuri att bune ct i rele de-a lungul multor generaii. Din punctul de vedere al genei respective, celelalte cauze ale morii vor fi n medie cam aceleai. Din perspectiva genei exist doar concepia stabilit pe termen lung al rului de ADN curgnd nentrerupt de-a lungul generaiilor numai -temporar adpostite ntr-un corp sau altul, numai temporar mprind un corp cu genele companioane care pot fi favorizante sau defavorizante.

n timp, rul devine plin de gene utile supravieuirii din anumite motive : fiindc mbuntesc oarecum capacitatea de a arunca sulia sau pe cea de a gusta otrava sau orice altceva. Genele care n medie snt mai puin utile supravieuirii - deoarece tind s produc o vedere astignatic n corpurile lor succesive i care snt, ca urmare, mai puin utile arunctorilor de suli ; sau care fac corpurile lor succesive mai puin atrgtoare i, ca urmare, cu anse mai mici de mperechere - astfel de gene vor tinde s dispar din ru. n toate acestea nu uitai concluziile la care am ajuns mai devreme. Genele care supravieuiesc n ru vor fi cele bune pentru supravieuire, n condiiile de mediu normale ale speciei, i poate cea mai important component a mediului normal o reprezint celelalte gene ale speciei ; celelalte gene cu care o gen este probabil s mpart acela i corp ; celelalte gene care noat prin erele geologice n acelai ru.

CAPITOLUL 2

ntreaga Afric 1 progeniturile ei

S-a crezut adesea c e inteligent s afirmi c tiina nu este nimic mai mult dect mitul nostru modern privind originea. Evreii i-au avut pe Adam i Eva, sumerienii pe Marduk i Gilgamesh, grecii pe Zeus i pe olimpieni, nordicii, Walhalla. Ce este evoluia, se ntreab unii oameni inteligeni, dac nu echivalentul nostru modern al zeilor i eroilor epopeelor, nici mai buni, nici mai ri, nici mai adevrai, nici mai fali ? Exist un curent filozofic la mod numit relativism cultural care susine, n forma lui xtrem, c tiina nu poate avea pretenia de a cunoate adevrul mai mult dect mitul tribal : tiina este doar mitologia favorizat de tribul nostru occidental modern. Odat, am fost provocat de ctre un coleg antropolog s-mi exprim opinia tranant : s presupunem c exist un trib, am spus, care crede c iuna este o tigv aruncat cndva pe cer, atrnnd printre vrfurile copacilor. Pretinzi sincer c adevrul nostru tiinific - luna este aproape la un sfert de milion de mile deprtare i are un sfert din diametrul pmntului - nu este mai adevrat dect tigva tribului ? "Da", a rspuns antropologul. "Noi am fost educai ntr-o cultur

46 U N RTu P O R N I T D I N E D E N

care vede lumea ntr-un mod tiinific. Ei au fost crescui s vad lumea n alt fel. Nici un punct de vedere nu este mai adevrat dect cellalt. "

Arat-mi un relativist cultural la o distan de treizeci de mii de picioare i-i voi arta un ipocrit. Avioanele construite conform principiilor tiinifice funcioneaz. Ele zboar i te duc la destinaia aleas. Avioanele construite dup specificaiile tribale sau mitologice cum snt acele imitaii ale avioanelor din luminiurile junglei sau aripile din cear de albine ale lui Icar nu funcioneaz' . Dac zbori la un congre internaional de antropologie sau critic literar, motivul pentru care probabil vei ajunge acolo - motivul pentru care nu te prbueti direct pe un cmp arat - este acela c o mulime de ingineri occidentali, pregtii tiinific, i-au fcut corect calculele. tiina apusean, bazndu-se pe dovezi temeinice conform crora orbita lunii se afl la o distan de un sfert de milion de mile de pmnt, folosind computere i rachete proiectate n Occident, a reuit s plaseze

* Nu este prima dat cnd folosesc acest argument zdrobitor, i trebuie s accentuez c el se adreseaz numai oamenilor care gndesc despre tigv asemntor colegului meu. Snt alii care, confuzi, se declar, de asemenea, relativiti culturali, dei opiniile lor snt complet diferite i perfect raionale. Pentru ei, relativismul cultural nse:nn doar c nu pOi nelege o cultur dac ncerci s-i interpretezi credinele n termenii culturii tale. Trebuie s privesti fiecare dintre creclinit1.2 !.!lturii n contextul altor credinte Ie acelei culturi. Crel c aceast form raional a relativi;mului cultural este una original, iar ca pe care am criticat-o este una extremist, ngrijortor de rspndit totui, pervertind-o pe cea rezonabil. Relativitii nelepi ar trebui s s strduiasc mai mult, s se digt..'lneze de aceast categorie fr minte. (N. a. )

N T R EAGA AFR i CA S i P R O G E N i T U R i LE E i 47

oameni pe suprafaa ei. tiina tribal, care crede c luna se afl deasupra copacilor, nu va ajunge la ea dect n vise.

Rareori susin un discurs public fr ca un membru al auditoriului s nu intervin radios cu ceva n genul colegului meu antropolog, i de obicei smulge murmure de ncuviinare. Fr ndoial, cei care l aprob se simt buni si liberali si nerasisti. Afirmatia urmtoare provoac nc' si mai ulte mrmure de incuviintare : "n mod fundmental, ncrederea dumneavoast; n evoluie provine din credin, i prin urmare nu este mai bun dect credina altcuiva n grdina Edenului."

Fiecare trib a avut propriul mit despre originea sa, propria poveste care explic universul, viaa i umanitatea. ntr-un anumit sens, stiinta furnizeaz ntr-ade-" . vr echivalentul acestuia, cel puin pentru segmentul educat al societii noastre moderne. tiina poate fi descris chiar ca o religie, i eu am publicat, nu pe de-a-ntregul n glum, un scurt studiu despre tiin, ca subiect potrivit orelor de religie' . ( n Marea Britanie, educaia religioas este o parte obligatorie a activitii colare, nu ca n Statele Unite, unde este interzis din teama de a ofensa vreuna din multele credine reciproc incompatibile . ) tiina mparte cu religia pretenia de a rspunde ntrebrilor profunde despre origine, natura vieii i cosmos. Dar asemnarea se sfrete aici. Spre deosebire de mituri i credine, convingerile tiinifice snt sus inute de dovezi i au rezultate.

Dintre toate miturile originii, povestea evreiasc a grdinii Edenului este aa de rspndit n cultura noastr nct i-a lsat ca motenire numele unei teorii

,', The Spectator, Londra, 6 august 1 994.

48 U N R U PO R N I T D I N E D E N

tiinifice importante despre originea noastr, teoria "Evei africane" . Dedic acest capitol Evei africane n parte pentru c altfel nu voi putea s dezvolt analogia cu rul de ADN, dar, de asemenea, i pentru c vreau s o contrapun, ca ipotez-tiinific, matriarhatului legendar al grdinii Edenului. Dac voi reui, vei gsi adevrul mai interesant, poate chiar mai poetic, dect mitul. ncepem cu un exerciiu de pur raionament. Relevana lui va deveni curnd limpede.

Avei doi prini, patru bunici, opt strbunici i aa mai departe. Cu fiecare generaie, numrul de strmoi se dubleaz. Ne ntoarcem cu g n urm generaii i numrul strmoilor este 2 nmulit cu el nsui de g ori : 2 la puterea g. Deci, prin calcul pur teoretic, constatm imediat c aa ceva nu este posibil. Ca s ne convingem noi nine de aceasta trebuie doar s ne ntoarcem puin n timp, s zicem, pe vremea lui Isus, cu aproape dou mii de ani n urm. Dac presupunem, fr a exagera, patru generaii pe secol - adic faptul c oamenii se cstoresc i nasc copii n medie, la vrsta de douzeci si cinci de ani - dou mii de ani totalizeaz numai ptzeci de generaii. Cifra real este probabil mai mare (pn de curnd multe femei deveneau mame la o vrst foarte fraged), dar acesta este doar un calcul simplu, iar concluzia este acteai indiferent de asemenea detalii. Doi multiplicat cu doi de optzeci de ori este un numr formidabil, un 1 urmat de 24 de zero, un trilion de trilioane. Ai avut un milion de milioane de milioane de milioane de strmoi care erau contemporanii lui Isus. i la fel am avut i eu. Dar ntreaga populaie a lumii la acea dat era o fraciune a unei fracii neglijabile din numrul strmoilor pe care tocmai i-am calculat.

Evident, am greit undeva, dar unde ? Am fcut calculul corect. Singura greeal a constat n presupu-

I N T R EAGA AF R i CA S I P R O G E N I T U R I LE E I 49

nerea dublrii numrului n fiecare generaie. DeJapt, am uitat c rudele se cstoresc. Presupun c fiecare avem opt strbunici. Dar orice copil rezultat din cstoria ntre veri primari are doar ase strbunici, deoarece bunicii comuni ai verilor snt strbunicii copiilor. " i cei cu asta ?,' , ai putea ntreba. Oamenii se cstoresc ntmpltor cu rudele lor ( soia lui Charles Darwin, Emma Wedgwood, i era var primar), dar cu siguran nu se ntmpl suficient de des pentru ca acest fapt s fie luat n calcul ? Ba da, trebuie, deoarece "rud" , din punctul nostru de vedere, include veri de gradul doi, cinci, aisprezece i aa mai departe. Cnd iei n calcul veri att de ndeprtai, fiecare cstorie este una ntre rude. Auzi uneori oameni care se laud c snt rude ndeprtate cu regina, dar e mai degrab o vanitate a lor, pentru c noi toi sntem rude ndeprtate ale reginei, i cu toi ceilali, din mai multe puncte de vedere dect vor putea fi stabilite vreodat. Singurul aspect special al regalitii i aristocraiei este c n cazul lor se poate stabili nrudirea cu exactitate. Ca i cel de al patrusprezecelea conte al Casei Regale care ar fi spus cnd a fost ironizat de adversarul su politic n privina titlului : "Presupun domnul Wilson, dac m gndesc bine, al patrusprezecelea domn Wilson. "

Rezultatul este c sntem rude mult mai apropiate unii cu alii dect ne nchipuim n mod normal i c avem mult mai puini strmoi dect arat calculul simplu. ncercnd s fac s raioneze din aceast perspectiv, i-am cerut o dat unei studente s evalueze cu ct timp n urm ar fi putut s triasc un strmo pe care noi doi l-am avut n comun. Privindu-mi cu atenie faa, ea a replicat fr ezitare, cu un accent rural,

50 U N RTu P O R N I T D I N E D E N

trgnat : "Pe vremea maimuei." Un salt intuitiv scuzabil, dar aproximativ 10 000 la sut greit. Ar sugera o separaie msurat n milioane de ani. Adevrul este c cel mai recent strmo comun al ei i al meu a trit poate cu nu mai mult de dou secole n urm, probabil mult dup William Cuceritorul. De altfel, am fost cu siguran rude, n mod simultan, n multe feluri diferite.

Modelul ascendenei care ne-a condus la calcularea unui numr exagerat de strmoi a fost un arbore care se ramifica la infinit. ntors cu susul n jos, i la fel de greit, este modelul arborelui descendenei. Un individ obinuit are doi copii, patru nepoi, opt strnepoi i aa mai departe n jos spre imposibile trilioane de descendeni peste cteva secole. Un model mult mai realist, al ascendenei i descendenei este rul de gene care curge, prezentat n capitolul anterior. ntre malurile sale, genele snt un ru care se rostogolete la infinit prin timp. Curenii se nvolbureaz, se despart i se unesc din nou tot aa cum genele se amestec i se despart mergnd pe rul timpului. Scoatei la intervale o gleat de ap din diverse puncte aflate de-a lungul rului. Perechi de molecule din gleat au mai fost companioni nainte, la intervale, n timpul naintrii lor pe ru n jos i vor mai fi companioni nc o dat. Ele au fost, de asemenea, foarte ndeprtate n trecut i vor fi din nou. Este greu s stabileti punctele de contact, dar putem fi matematic siguri c aceste contacte au loc - matematic siguri c, dac dou gene nu snt n contact ntr-un anumit loc, nu va trebui s cutm departe, n ambele direcii de-a lungul rului pn cnd ele se vor gsi din nou mpreun.

Poi s nu tii c eti ruda soului tu, dar este statistic probabil c nu va trebui s mergi prea departe n

N T R EAGA AF R i CA I P R O G E N I T U R I LE E I 51

ascendena ta pn cnd vei ntlni o jonciune cu spia lui. Privind n cealalt direcie, ctre viitor, ar prea evident s existe mari anse s ai descendeni cu soul sau sOia ta. Dar n acest moment intervine un gnd i mai uimitor. S presupunem c eti cu un grup mare de oameni - s zicem, la un concert sau la un meci de fotbal -, priveti n jur publicul i reflectezi asupra urmtorului lucru : dac vei avea totui civa descendeni n viitorul ndeprtat, exist probabil oameni la acelai concert ale cror mini le poi strnge n calitate de coancestori ai viitorilor ti descendeni. Co-bunicii acelorai copii de obicei tiu c snt coancestori, i aceasta trebuie s le dea lor un anumit sentiment de afinitate, fie c le place, fie c nu le place. Se pot uita unul la altul spunnd : "Ei bine, pot s nu-l plac prea mult, dar ADN-ul lui este amestecat cu al meu n nepotul nostru comun i putem spera s avem descendeni comuni n viitor, mult timp dup ce nu vom mai fi. Desigur, asta creeaz o legtur ntre noi. C< Dar prerea mea este c dac totui vei fi binecuvntat cu descendeni, unii dintre strinii de la concert vor fi probabil coancestorii ti. Poi observa publicul i s meditezi care indivizi, brbat sau femeie, snt menii s aib descendeni comuni cu tine i care nu. Tu i cu mine, oricine ai fi i orice culoare sau sex ai avea, putem fi foarte bine coancestori . ADN-ul tu poate fi destinat s se amestece cu al meu. Salutri !

Acum s presupunem c ne ntoarcem napoi cu o main a timpului, probabil ntr-o mulime n Colosseum, sau mult mai departe, ntr-o zi de trg n U r, sau chai- i mai departe . Supravegheaz mulimea exact cum ne-m mai!lt pentru publicul modern al concertului. nchipuiete-r c a 'ptea mpri aceti

52 U N Riu P O R N I T D I N E D EN

indivizi d.isprui de mult n doar dou categorii : cei care snt i cei care nu snt ancestorii ti. Aceasta e destul de clar, dar acum ne apropiem de un adevr remarcabil. Dac maina timpului te-a adus suficient de mult napoi n timp, poi mpri indivizii ntlnii n cei care snt ancestorii tuturor oamenilor care triesc n 1 995 i n cei care nu au urmai care triesc n 1 995. Nu exist posibiliti intermediare. Fiecare individ pe care i-au czut ochii cnd ai cobort din maina timpului poate fie un strmo uman universal sau poate s nu fie strmoul nimnui.

Aceasta este o idee care trebuie reinut i este foarte uor s o demonstrezi. Tot ce trebuie s faci este s-i deplasezi mental maina timpului cu enorm de mult timp n urm : s zicem, cu trei sute cincizeci de milioane n urm, cnd strmoii notri erau peti cu nottoare rotunj ite, cu plmni, care prseau apa i deveneau amfibieni. Dac un anumit pete ar fi strmoul meu, ar fi de neconceput s nu fie totodat i strmoul tu. n caz contrar, ar nsemna c spia care a dus la tine i cea care a dus la mine s-au dezvoltat independent, fr ncruciarea lor, din peti prin amfibieni, reptile, mamifere, primate, maimue i hominide, ajungnd att de asemntori nct putem vorbi unul cu altul i, dac am fi de sex opus, ne-am putea cstori unul cu altul. Ce este valabil pentru noi doi este valabil pentru oricare pereche de oameni .

Am demonstrat c, dac am cltori napoi n timp suficient de departe, fiecare individ pe care l ntlnim trebuie s fie strmoul fie al nostru, al tuturor, fi l nici unuia dintre noi. Dar ct de depar ste "suficient de departe" ? Evident, fll.! trebuIe s ne ntoarcem la petii cu n0lGare rotunj ite - aceasta a fost o

I N T R EAGA AF R i CA S I P R O G E N I T U R I LE E I 53

reductio ad absurdum -, dar ct de departe ar trebui s ne .ntoarcem pentru a ajunge la strmoul universal al fiecrui om care triete n 1 995 ? Aceasta este o ntrebare mult mai dificil la care vreau s revin. La o astfel de ntrebare nu se poate rspunde teoretic. Avem nevoie de informaii reale, msurtori din lumea concret a faptelor particulare.

Sir Ronald Fisher, formidabilul genetician i matematician englez care ar putea fi considerat cel mai mare succesor al lui Darwin din secolul al XX-lea, precum i printele statisticii moderne, a spus n 1 930 :

Doar barierele geografice i alte bariere care se interpun relaiilor sexuale ntre diferite rase . . . mpiedic ntreaga specie uman s aib, cu excepia ultimilor o mie de ani, practic o origine identic. Ascendena membrilor unei aceleiai naii poate fi puin diferit dup ultimii cinci sute de ani ; la dou mii de ani, singurele diferene care s-ar prea c rmn ar fi acelea dintre rasele etnografice distincte ; acestea ' " pot fi ntr-adevr extrem de vechi ; dar aceasta s-ar ntmpla numai n cazul n care pentru un timp ndelungat schimbul de snge ntre grupurile separate ar fi aproape inexistent.

n termenii analogiei noastre cu rul, Fisher s-a bazat de fapt pe realitatea c genele tuturor membrilor unei rase geografic unite se scurg prin acelai ru. Dar cnd a ajuns la cifrele reale - cinci sute de ani, dou mii de ani, vechimea separrii diferitelor rase - Fisher a trebuit s fac evaluri pe baz de documente. Dovezi edificatoare nu erau disponibile n vremea lui. Acum, o dat cu evoluia biologiei moleculare, exist o abunden stnjenitoare de informaii. Biologia molecular este cea care ne-a dat-o pe carismatica Eva african.

54 U N RU PO R N I T D I N E D E N

Rul digital nu este singura metafor care a fost folosit. Este tentant s compari ADN-ul fiecruia dintre noi cu o Biblie de familie. ADN-ul este o bucat de text foarte lung, scris, aa cum am vzut n capitolul precedent, cu un alfabet de patru litere. Literele au fost meticulos copiate de la strmoii notri i numai de la ei, cu o remarcabil fidelitate, chiar n cazul unor strmoi foarte ndeprtai. Ar trebui s fie posibil, prin compararea textelor conservate n diferii oameni, s reconstituim relaia lor de rudenie i s mergem napoi la un strmo comun. Rudele ndeprtate, al cror ADN a avut mai mult timp s se diversifice - s zicem, norvegienii i aborigenii australieni -, ar trebui s difere printr-un numr mai mare de cuvinte. Savanii fac un astfel de lucru cu diferitele versiuni ale documentelor biblice. Din nefericire, n cazul arhivelor de ADN exist o hib : sexul.

Sexul este comarul unui arhivar. n loc s pstreze intacte textele ancestrale, cu excepia, eventual, a unei erori inevitabile, sexul intervine la ntmplare i cu impetuozitate i distruge mrturiile. Nici un taur nu a devastat vreodat un magazin de porelanuri aa cum a d(;vastat sexul arhivele ADN. Nu exist nimic asemntor n nvtura biblic. Aa cum se tie, un savant care ncearc s descopere, s zicem, originile Cntrii lui Solomon, i d seama c nu este tocmai ceea ce pare a fi . Cntarea are pasaje care nu se leag de restul, sugernd c este compus ntr-adevr din fragmente ale ctorva poeme diferite, doar cteva dintre ele erotice, adunate laolalt. Ea conine erori - schimbri - n special n traducere. "Prindei vulpile, prindei puii lor, ele ne stric viile" este o traducere greit i, chiar dac prin repetarea de-a lungul timpului ea a ajuns s aib o

N T R EAGA AF R i CA S I P R O G E N I T U R I L E E I 55

rezonan obsedant, este puin probabil s fie nlocuit prin mult mai corecta "Prindei liliecii de fructe, micuii lilieci de fructe . . . " :

Iarna a trecut, ploaia a-ncetat . Flori pe cmp s-au artat i a sosit vremea cntrii, n arin glas de turturea s-aude.

Poezia este att de fermectoare nct nu a vrea s-i stric vraja remarcnd c i aici apare o schimbare nendoielnic. S nlocuim "turturea" cu "porumbel", aa cum o fac traducerile moderne corecte, dar greoaie, i constatm c se pierde ritmul. Dar acestea snt erori minore, inevitabile, degradri fr importan la care ne ateptm atunci cnd documentele nu snt tiprite n mii de exemplare sau imprimate pe dischete de calculator de mare fidelitate, ci doar copiate i recopiate de scribi muritori de pe papirusuri gsite cu greu i vulnerabile.

Dar acum s lsm sexul s intre n scen. (Nu, n sensul de care vorbesc eu, sexul nu intr n Cntarea cntrilor. ) Sexul, n sensul n care m refer eu, distruge o jumtate dintr-un document sub form de fragmente alese la ntmplare i amestec ceea ce rmne cu jumtate din alt document fcut ferfeni. Incredibil - ba chiar un act de vandalism - aa ar prea, asta e exact ceea ce se ntmpl ori de cte ori se formeaz o celul sexual. De exemplu, cnd un brbat produce o celul spermatic, cromozomii motenii de la tatl su se despart de cei motenii de la mama sa i o mare parte i schimb locurile. Cromozomii unui copil reprezint un amestec att de nclcit al cromozomilor bunicilor nct devin neidentificabili, i aa mai departe napoi la strmoii lui ndeprtai. Din posibilele texte strvechi,

56 U N R U P O R N I T D I N E D E N

unele litere, poate unele cuvinte, pot s supravieuiasc intacte de-a lungul generaiilor. Dar capitolele, paginile, chiar paragrafele snt decupate i recombinate cu o eficien att de nemiloas, nct snt aproape de nefolosit ntr-o investigare istoric. Sexul este marele disimulator al istoriei ancestrale.

Putem folosi arhivele ADN pentru a reconstitui istoria numai dac sexul nu intr n joc. M gndesc la dou exemple importante. Unul se refer la Eva african, i voi reveni la el. Cellalt se refer la reconstituirea originii mai ndeprtate - cercetnd mai degrab relaiile dintre specii dect pe cele intraspecifice. Aa cum am vzut n capitolul precedent, amestecul determinat de sex are loc doar n interiorul speciei. Cnd o specie parental d natere unei specii fiice, rul de gene se mparte n dou ramuri . Dup ce au fost suficient timp desprite, amestecul determinat de sex n interiorul fiecrui ru nu numai c nu este un obstacol pentru arhivarul genetic, ci chiar ajut la reconstituirea originii i a relaiilor de nrudire dintre specii. Numai n cazul relaiilor de nrudire din interiorul speciei, sexul ncurc mrturiile. n cazul relaiilor dintre specii, sexul ajut deoarece tinde automat s fac din fiecare individ o prob genetic reprezentativ pentru ntreaga specie. Nu conteaz ce gleat scoi afar din mult nvolburatul ru ; va fi reprezentativ pentru apa din acel ru.

Testele ADN prelevate de la reprezentanii diferitelor specii au fost ntr-adevr comparate, cu mare succes, liter cu liter, pentru a construi arborii genealogici ai speciilor. Este chiar posibil, conform unei coli influente de gndire, s pui datele pe ramuri. Aceast posibilitate decurge din mult controversata noiune de "ceas molecular" : presupunerea c mutaiile, n orice regiune a textului genetic, se produc cu

N T R EAGA AF R i CA S I P R O G E N I T U R I LE E I 57

O rat constant per milion de ani. Vom reveni imediat la ipoteza ceasului molecular.

"Paragraful din genele noastre care descrie proteina numit citocrom c are o lungime de 339 litere. Schimbarea a dousprezece litere separ citocromul c uman de citocromul c al cailor, rudele noastre destul de ndeprtate. Numai o liter schimbat din citocromul c separ oamenii de maimue ( rudele noastre destul de apropiate), o liter schimbat separ caii de mgari ( rudele lor foarte apropiate) i trei litere schimbate separ caii de porci (rudele lor oarecum mai ndeprtate) . Schimbarea a 45 de litere separ oamenii de drojdii i acelai numr desparte porcii de droj dii . Nu este surprinztor c aceste numere ar putea fi aceleai, deoarece, dac urmrim napoi rul care duce la oameni, observm c acesta se unete cu cel care conduce la porci mult mai recent dect se unete rul lor comun cu rul care conduce la drojdii. Exist totui o mic variaie a acestor numere. Numrul schimbrilor de litere n citocromul c care separ caii de drojdii nu este 45 ci 46. Aceasta nu nseamn c porcii snt rude mai apropiate ale drojdiilor dect caii. Ei snt la fel de apropiai de drojdii ca i celelalte vertebrate - i de fapt toate animalele. Poate c s-a strecurat o schimbare suplimentar n spia care a dus la cai de pe vremea strmoului destul de recent pe care-l au n comun cu porcii. Aceasta nu este un lucru important. n ansamblu, numrul schimbrilor de litere n citocromul c care desparte perechile de animale este destul de apropiat de cel Ia care ne-am fi ateptat, rezultat din modelul ramificaiei arborelui genealogic.

Teoria ceasului molecular, dup cum am menionat, susine c rata schimbrii unei anumite buci de text

58 U N Riu P O R N I T D I N E D E N

per milion de ani este fix. n legtur cu schimbrile celor 46 de litere ale citocromului c care separ caii de drojdii, se presupune c aproximativ jumtate dintre acestea s-au produs n timpul evoluiei de la strmoul comun la caii actuali i aproape jumtate au avut loc n timpul evoluiei de la strmoul comun la drojdiile actuale (evident, celor dou ci de evoluie le-a fost necesar acelai numr de milioane de ani pentru a se realiza). La prima vedere aceast supoziie pare surprinztoare. La urma urmelor, este foarte probabil ca strmoul comun s fi semnat mai mult cu drojdiile dect cu un cal. Reconcilierea rezid n presupunerea, acceptat tot mai mult de la susinerea ei de ctre eminentul genetician japonez Motoo Kimura, c cea mai mare parte a textelor genetice se pot schimba liber fr ca nelesul textului s fie afectat.

a b.un analogie este folosirea mai multor caractere de litere ntr-un text tiprit. " Un cal este un m a m i f e r . " "a drojdie este o e i u p e r c ." nelesul acestor propoziii este clar i rspicat, chiar dac fiecare cuvnt este tiprit cu diferite caractere de litere. Ceasul molecular ticie corespunztor schimbrilor fr sens ale caracterelor pe msur ce milioanele de ani trec. Schimbrile care snt supuse seleciei naturale i care descriu diferenele dintre un cal i o drojdie - schimbrile n nelesul propoziiilor - snt vrful aisbergului.

Unele molecule au un ritm al ceasului mai nalt dect altele. Citocromul c evolueaz relativ ncet : aproximativ o liter se schimb la fiecare douzeci i cinci de milioane de ani. Aceasta probabil deoarece importana vital a citocromului c pentru supravieuirea unui organism depinde n mod critic de forma sa detaliat. Cele mai multe schimbri ale unei astfel de

N T R EAGA AFR i CA S I P R O G E N I T U R I LE E I 59

molecule cu form critic nu snt tolerate de selecia natural. Alte proteine, ca de exemplu cele numite fibrinopeptide, dei snt importante, funcioneaz la fel de bine ntr-o mulime de forme variate. Fibrinopeptidele snt implicate n coagularea sngelui i cele mai multe din detaliile lor se pot modifica fr a afecta capacitatea de coagulare. Rata schimbrilor n aceste proteine este n jur de una la fiecare ase sute de mii de ani, o rat de patruzeci de ori mai rapid dect cea a citocromului c. Prin urmare, fibrinopeptidele nu snt bune pentru reconstituirea ascendenei strvechi, dar snt utile pentru reconstituirea ascendenei mai recente - de exemplu, n cadrul mamiferelor. Exist sute de proteine diferite, fiecare schimbndu-se cu propriul su ritm caracteristic i fiecare putnd fi folosit independent pentru reconstituirea arborilor genealogici. Toate dau cam acelai arbore genealogic ceea ce, pentru c a venit vorba, este o dovad destul de bun, dac mai era necesar vreuna, c teoria evoluiei este adevrat.

Am nceput aceast discuie de la nelegerea faptului c amestecul determinat de sex nvlmete nregistrarea istoric. Exist dou ci prin care efectele sexului ar putea fi evitate. Tocmai ne-am ocupat de una dintre ele, care decurge din faptul c sexul nu amestec gene ntre specii . Aceasta ofer posibilitatea folosirii secvenelor de ADN pentru reconstituirea 4.rborilor genealogici strvechi ai strmoilor notri ndeprtai care au trit cu mult nainte ca noi s devenim fiine umane. Dar am stabilit deja c, dac ne-am ntoarce att de departe, am constata c noi oamenii descindem n orice caz din acelai unic individ. Am vrut s aflm ct de departe n urm am putea

60 U N Riu P O R N I T D I N E D E N

s ne revendicm descendenta comun cu toti ceilalti , " oameni. Pentru a descoperi acest lucru trebuie s ne referim la un fel diferit de mrturie ADN. n acest punct intervine n scenariu Eva african.

Eva african este numit uneori Eva mitocondrial. Mitocondriile snt corpusculi minusculi n form de pastile, miunnd cu miile n fiecare din celulele noastre. Ele snt n esen goale n interior, dar au totui o structur intern complicat, fiind compartimentate prin intermediul unor membrane. Suprafaa furnizat de aceste membrane este mult mai mare dect s-ar putea crede dup aspectul lor exterior i ea este folosit. Membranele constituie liniile de producie ale unei uzine chimice - mai precis, o central energetic. Un lan de reacii atent controlat se desfoar de-a lungul membranelor - un lan de reacii care implic mai multe etape dect n oricare uzin chimic creat de om. Rezultatul este c energia, care i are originea n moleculele de hran, este eliberat n etape controlate i stocat n form reutilizabil pentru a fi ars mai trziu, de cte ori este nevoie, oriunde n organism. Fr mitocondriile noastre am muri ntr-o se;:und.

Aceasta este activitatea mitocondriilor, dar acum ne intereseaz mai mult originea lor. Iniial, n istoria strveche a evoluiei, ele erau bacterii. Aceasta este remarcabila teorie susinut de ctre cunoscuta Lynn Margulis de la University of Massachusetts a,t Amherst, care, de la nite nceputuri heterodoxe, a trecut printr-o perioad n care a trezit un interes plin de invidie, cunoscnd n ziua de azi triumful acceptrii unanime. n urm cu dou miliarde de ani, strmoii ndeprtai ai mitocondriilor erau mte

N T R EAGA AF R I C S I P R O G E N I T U R I LE E I 6 1

bacterii care triau libere. mpreun cu alte bacterii de tipuri diferite, i-au stabilit domiciliul n interiorul celulelor mai mari. Comunitatea de bacterii ( "procariote" ) rezultat a devenit o celul mare ( "eucariot" ) pe care noi o numim a noastr. Fiecare dintre noi este o comunitate de sute de milioane de milioane de celule eucariote interdependente. Fiecare dintre aceste celule este o comunitate de mii de bacterii domestici te, n ntregime incluse n interiorul celulei, unde se multiplic precum bacteriile. S-a calculat c dac mitocondriile unui singur organism uman s-ar nlnui cap la cap, ar putea nconjura pmntul nu doar o dat, ci de dou mii de ori. Un singur animal sau o singur plant este o vast comunitate de comuniti nghesuite n straturi care interacioneaz, ca o pdure tropical. i aa cum se ntmpl n pdurea tropical, care este o comunitate n care miun poate zece milioane de specii de organisme, fiecare membru individual al fiecrei specii fiind el nsui o comunitate de comuniti de bacterii domesticite. Teoria doctorului Margulis asupra originii - celula ca o grdin cu bacterii mprejmuit - nu e numai incomparabil mai sugestiv, emoionant i nltoare dect povestea grdinii Edenului. Ea are avantajul suplimentar de a fi aproape cu certitudine adevrat.

Asemenea majoritii biologilor, mi nsuesc acum adevrul teoriei lui Margulis, i am menionat-o n acest capitol doar pentru a urmri o implicaie deosebit : mitocondriile posed propriul lor ADN, care este limitat la un singur cromozom circular ca i la alte bacterii. i acum, s v spun unde am vrut s ajung. ADN-ul mitocondrial nu particip la nici un amestec determinat de sex, nici cu ADN -ul principal,

62 U N Ri u P O R N I T D I N E D E N

"nuclear", a l organismului i nici cu ADN-ul altor mitocondrii. Mitocondriile, asemntor bacteriilor, se reproduc prin simpl diviziune. ntotdeauna o mitocondrie se divide n mitocondrii fiice, fiecare dintre ele obinnd cte o copie identic - exceptnd mutaia neprevzut - a cromozomului original. Acum putei vedea frumuseea acestui fapt, din punctul nostru de vedere, ca genealogi ai unor perioade ndelungate. Am aflat c, n ce privete textele noastre ADN obinuite, n fiecare generaie sexul ncurc mrturiile, amestecnd contribuiile liniilor materne i paterne. ADN-ul mitocondrial este din fericire celibatar.

Primim mitocondriile doar de la mam. Spermatozoizii snt prea mici pentru a conine mai mult dect cteva mitocondrii ; ei conin doar att ct s le dea energia necesar propulsrii prin micrile cozilor spre ovul, i aceste mitocondrii snt ndeprtate o dat cu coada, cnd capul spermatozoidului este absorbit n ovul n timpul fecundrii. Spre deosebire de spermatozoid, ovulul este masiv, iar interiorul lui imens, plin cu lichid, conine o bogat cultur de mitocondrii . Aceast cultur nsmneaz corpul ccpilului . Aa c, indiferent dac sntei femeie sau brbat, toate mitocondriile dumneavoastr descind dintr-un inocul iniial al mitocondriilor mamei dumneavoastr. Indiferent dac sntei brbat sau femeie, toate mitocondi-iile dumneavoastr provin din mitocondriile bunicii din partea mamei. Nici una de la tatl dumneavoastr, nici una de la vreunul din bunici i nici una de la bunica din partea tatlui dumneavoastr. Mitocondriile constituie o memorie independent a trecutului, necontaminat de ctre ADN-ul principal nuclear care poate proveni, n egal

I N T R EAGA AFR i CA S I P R O G E N I T U R I LE E I 63

msur, de la oricare din cei patru bunici, de la oricare din cei opt strbunici i aa mai departe.

ADN-ul mitocondrial este necontaminat, dar nu este imun la mutaii - erori ntmpltoare n copiere. ntr-adevr, sufer mutaii cu o frecven mai mare dect propriul" nostru ADN, deoarece (cum este n cazul tuturor bacteriilor) nu posed sofisticatul mecanism de corectare a citirii pe care celulele noastre l-au elaborat de-a lungul vremurilor. Vor exista unele diferene ntre ADN-ul dumneavoastr mitocondrial i al meu. Iar numrul diferenelor va fi proporional cu timpul scurs de cnd s-au desprit strmoii notri. Nu oricare dintre strmoii notri, ci doar aceia pe linie matern matern matern . . . Dac se ntmpl ca mama dumneavoastr s fie o australianc pur sau o chinezoaic pur sau o kung-san pur din Kalahari, vor fi destul de multe diferene ntre ADN-ul dumneavoastr mitocondrial i al meu. n ce privete diferenele existente ntre mitocondriile dumneavoastr nu conteaz cine este tatl dumneavoastr : el poate fi un marchiz englez sau o cpetenie Sioux. i acest lucru este ntotdeauna valabil pentru oricare dintre strmoii dumneavoastr mas cuIi.

Exist, aadar, o apocrif mitocondrial distinct nmnat n decursul generaiilor mpreun cu Biblia esenial a familiei, dar avnd marea calitate de a fi transmis doar pe linie femeiasc. Acesta nu este un punct de vedere sexist ; ar fi acelai lucru dac s-ar transmite doar pe linie brbteasc. Calitatea const n faptul c ea rmne intact, c nu este frmitat si , , amestecat n fiecare generaie. O descenden constant prin unul din cele dou sexe, i nu prin amndou, este ceea ce ne trebuie nou ca genealogi ADN.

64 U