Lynn Margulis ir Gajos koncepcija

Lynn Margulis (g. 1938 m. kovo 5 d.) – žydų kilmės (pagal motiną), kurios šaknys Lietuvoje, JAV biologė, Masačūsetso un-to profesorė. Žinoma ląstelių organoidų tyrinėjimu bei ląstelės organoidų endosimbiozės teorijos išvystymu. Buvo pirmąja Karlo Sagano žmona. Lynn Margulis

14 m. amžiaus pradėjo studijuoti Čikagos un-te („aš norėjau stoti ir jie man leido“). Daktaro laipsnį apsigynė 1963 m. Kalifornijos un-te Berklyje. 1999 m. gavo JAV Nacionalinį mokslo medalį. 1977-80 m. MA Planetos biologijos ir cheminės evoliucijos komiteto pirmininkė, prisidėjusi prie NASA tyrimų strategijų vystymo. 1981 m. gavo NASA apdovanojimą.

19 m. amžiaus ištekėjo už astronomo Karlo Sagano. Jos vaikai: Dorion Sagan – rašytojas (ir bendraautoris) mokslo temomis; Jeremy Sagan – kompiuterininkas ir „Sagan Technology“ įkūrėjas; Zahary Margulis-Ohnuma - teisininkas ir Jennifer Margulis – mokytoja ir rašytoja.

Lynn Margulis 25-ius metus buvo pagrindinis James Lovelock‘o bendražygis vystant Gajos hipotezę. 7-ojo dešimtm. pabaigoje, tuo pat metu kai pirmąkart buvo išsakyta Gajos hipotezė, L. Margulis iškėlė kūrybišką endosimbiozės teoriją, kurios esmę trumpai galima perteikti taip: bandymas nustatyti ryšį tarp organizmų, kurių vieni gyvena kituose ir iš to gauna abipusę naudą. Šią teoriją L. Margulis išdėstė 1981 m. knygoje „Simbiozė ląstelių evoliucijos metu“.

Pabandykime ją paaiškinti nenaudodami mokslinių terminų. Tarkime, kad tiriame kitos planetos gyvybės formą, kuri atrodo ir veikia visiškai panašiai į šiuolaikinę motorinę transporto priemonę. Ši yra sudaryta iš atskirų dalių – detalių, kurios veikia bendrai. Tradicinė evoliucijos teorija bandytų aiškinti, kad toji tariama būtybė (mašina) išsivystė iš vienos vienintelės (svarbiausios) detalės (tarkim, cilindro). Tuo tarpu endosimbiozės teorija teigtų, kad dabartinė „mašina“ (kaip organizmas) yra bendros dalies jos sudedamųjų detalių evoliucijos rezultatas (ratų, variklio, kėbulo ir t.t.).

Taigi L. Margulis bandė pagrįsti, kad simbiozė, o ne atsitiktinės mutacijos buvo varomoji evoliucijos jėga, o pagrindinis natūraliosios atrankos veiksnys yra ne individų kova už būvį, o jų tarpusavio bendradarbiavimas ir sąveika su aplinka. Ji teigia, kad „Darvino didžioji vizija nebuvo klaidinga, ji tik buvo nepilna“. Nors endosimbiozė gausiai naudojasi simbiozės idėjomis, kurios buvo iškeltos dar 19 a. viduryje ir vystomos Merezhkovsky (1905) ir Wallin (1920), ji remiasi tiesioginiais mikrobiologiniais stebėjimais (skirtingai nuo paleontologinių ir zoologinių stebėjimų, kurie yra evoliucijos teorijos pagrindas).

Nenuostabu, kad endosimbiozės teorija nebuvo pripažinta (1969 m. jos straipsnį atmėtė daugelis mokslinių žurnalų), ypač jai turint daug panašumų su Gajos hipoteze, teigiančia:

Atrodytų neįtikėtina, kad endosimbiozės teoriją stūmė į priekį aukštųjų energijų fiziko pateikta informacija. Tai buvo Fritjof Capra, 1966 m. gavęs daktaro laipsnį Vienos un-te už gravitacinį neutroninių žvaigždžių susispaudimo analizę. 1975 m. jis išleido pirmąją savo knygą „Fizikos dao“, kurioje pastebi, kad teorinių elementariųjų dalelių pasaulis nepaprastai panašus į senovės Rytų išminčių pasaulio sampratą. 1972 m. jis išleido antrąją savo knygą „Posūkio taškas“, kurioje išvystė tas idėjas, o L. Margulis darbai paminėti skyriuje „Požiūriai į gyvybę“, kuriame konstatuojama: „Kas išgyvena, tai organizmas savojoje aplinkoje“. Organizmas, siekiantis tik savo paties išlikimo, neišvengiamai pažeistų jį supančią aplinką ir tuo pačiu žūtų pats. Išlikimo vienetas yra organizacinė struktūra, kurios laikosi organizmas sąveikaudamas su aplinka.

Gyvybės vystymosi žemėje istorijoje yra svarbus bendras mikrokosmo ir makrokosmo vystymasis. Iš vienos pusės, mikroskopinio lygio gyvybė sukuria sąlygas makrokosminiam vystymuisi; iš kitos pusės, makrokosmo biosfera kuria savąją mikrokosmo gyvybę.

Kai gyvybė žemėje atsirado kažkur prieš 4 mlrd. m., tai buvo vienaląsčiai organizmai be branduolio, kažkuo panašūs į dabartines bakterijas. Šie vadinamieji prokarijotai (prokatyotes) gyvavo be deguonies, nes laisvo deguonies beveik ir nebuvo atmosferoje. Tačiau netrukus mikroorganizmai ėmė keisti aplinką ir kurti makrokosmines sąlygas tolimesnei gyvybės evoliucijai.

Tolimesnių poros milijardų metų laikotarpiu kai kurie prokarijotai gamino kažkiek deguonies fotosintezės pagalba ir galiausiai sudarė sąlygas sudėtingesnėms, kvėpuojančioms deguonį ląstelėms, galinčioms formuoti daugialąsčius organizmus, atsirasti. Kitas svarbus evoliucinis žingsnis buvo eukarijotų (eukatyotes), vienaląsčių organizmų, turinčių branduolį, kuriame chromosomos saugo genetinę informaciją, atsiradimas. Endosymbiosis illustration

Anot L. Margulis, eukarijotai atsirado per keleto prokarijotų simbiozę, kai šie tebegyvavo kaip organoidai naujo tipo ląstelių viduje. Tarkim, mitochondrijos ir chroroplastai, kurie reguliuoja gyvūnų ir augalų ląstelių kvėpavimą.

Toliau, du žingsniai nepaprastai paspartino evoliucijos procesą:

  • lyčių reprodukcinės sistemos, sudariusios galimybę didesnei genetinei įvairovei, atsiradimas;
  • sąmonės atsiradimas. Tapo įmanoma genetinius mechanizmus pakeisti efektyvesniais socialiniais mechanizmais, kurių pagrindas konceptualusis mąstymas bei simbolinė kalba.

    Nors L. Margulis ląstelių evoliucijos idėjos pamažu imtos pripažinti, jos bendradarbiavimas su J. Lovelock‘u vystant Gajos hipotezę dažnai sutinkamas kritiškai. Tačiau tai nesutrukdė jai paskelbti bendrų straipsnių įvairiuose žurnaluose. Endosimbiozės teorija plačiau pripažinta 9 dešimtm., kai buvo nustatyta, kad mitochondrijos ir chloroplastų genetinė informacija visiškai skiriasi nuo symbionto branduolio DNR.

    L. Margulis dėmesio netrūko įvairioms sritims:

    „Lyčių kilmėje“ teigiama, kad sekso procesai yra labai įvairūs ir daugeliu atvejų nesusiję su giminės pratęsimu. Ir nestebina, kad beveik visi „aukštesnieji“ stuburiniai užsiima žaidybine mejoze, ir tik stebina, kad tik nedaugelis jų grįžo prie aseksualumo. Ar esate girdėję apie šias sekso rūšis:

    • Amixis – mejozės ir apvaisinimo nebuvimas viso gyvenimo ciklo metu;
    • Automixis – branduolio syngamija (apvaisinimas) arba kariogamija1), arba sėkla iš to paties tėvo;
    • Arrhenotoky – partenogenetiškai gimdomi haploidiniai vyriškos giminės atstovai ir amfibiškai gimdomos diploidinės moteriškos giminės atstovės;
    • Tychoparthogenesis – atsitiktinė partenogenezė.

    Kartu su Karlene Schwartz išleido „Penkias karalystes“ (1988), kurioje gyvybės formas alternatyviai suskirstė į penkias karalystes:

    1. Animalia karalystė – daugialąsčiai judrūs organizmai (gyvūnai), kurie maitinasi heterotrofiškai;
    2. Plantae karalystė - daugialąsčiai organizmai (augalai), kurie maitinasi fotosintezės dėka;
    3. Protista karalystė – pirmuonys ir vienaląsčiai dumbliai;
    4. Fungi karalystė – grybai;
    5. Morena karalystė – bakterijos ir melsvai žali dumbliai;
    6. lygiagrečiai šioms karalystėms (tačiau joms nepriklausantys) yra virusai.

    Kas yra gyvybė?

    Tai lingvistiniai spąstai. Pagal gramatikos taisykles turime nurodyti daiktavardį. Tačiau gyvybei Žemėje apibūdinti labiau tinka veiksmažodis. Tai procesas, kurio metu materijos paviršiumi tarsi ritasi lėta banga. Jis chaotiškai valdomas nepaprastai sudėtingų cheminių reakcijų. Ir tokiame kontekste L. Margulis naudoja žodį „surfing“ (slydimas banglentėmis).

    Neretai priimta šį klausimą p filosofijos ar teologijos sritims. Įprastas gamtos mokslų požiūris – mes neturėtume spręsti tokių klausimų. O L. Margulis bendrai su J. Lovelock konceptualizavo globaliai persipynusią ekosistemą.

    B. Goodwin knygos „Kaip leopardas pakeitė savo dėmes“ recenzijoje L. Margulis ji neabejotinai turi stiprią individualią nuomonę apie gyvas būtybes ir evoliuciją – ir ji neretai kertasi su dominuojančiomis koncepcijomis:
    „Goodwin‘o vykęs kriticizmas ... naudingai atveria akis, ypač biologijos ir chemijos studentų išplautiems smegenims. Tačiau jį ... laikau gerokai labiau problemišku. Goodwin‘as vertina morfogenetinio laiko aiškinimus. Tačiau jis neskiria dėmesio Ruberto Šeldreiko ‚morfiniam laukui‘ – Goodwin‘as nėra minkštagalviu mistiku. ... Jis atstovauja naujajam ‚kokybiškam mokslui‘, ... tačiau aš jo sprendimus laikau neišvystytais.“.

    Literatūra

    1. C. Mann. Lynn Margulis: Science's Unruly Earth Mother// Science, 252, 1991
    2. L. Margulis. Origin of Eukaryotic Cells, 1970
    3. L. Margulis. Early Life, 1982
    4. L. Margulis, D. Sagan. Origins of Sex, 1986
    5. L. Margulis, D. Sagan. Mystery Dance: On the Evolution of Human Sexuality, 1991
    6. L. Margulis. Symbiosis as a Source of Evolutionary Innovation: Speciation and Morphogenesis, 1991
    7. L. Margulis, D. Sagan. Slanted Truths: Essays on Gaia, Symbiosis, and Evolution, 1997
    8. L. Margulis, D. Sagan. Acquiring Genomes: A Theory of the Origins of Species, 2002
    9. L. Margulis, E. Punset. Mind, Life and Universe: Conversations with Great Scientists of Our Time, 2007
    10. L. Margulis et al. The Ice Chronicles: The Quest to Understand Global Climate Change, 2002

    Paaiškinimai

    1) Kariogamija (kayoagamy, iš gr. karuon-riešutas ir gamos- vedybos) – dviejų ląstelių pro-branduolių2) susiliejimas kaip syngamijos (apvaisinimo) dalis arba tikrasis bakterijų susiliejimas. Tai vienas iš dviejų pagrindinių grybų dauginimosi būdų. Grybams, kurie neturi seksualinio ciklo, tai yra svarbus genetinės įvairovės šaltinis, kurio dėka formuojasi somatiniai diploidai.

    2) Pro-branduolys yra spermos arba kiaušinėlio ląstelės branduolys apvaisinimo metu, kai spermatozoidas jau patenka į kiaušinėlį, tačiau abiejų ląstelių branduoliai dar nebūna susijungę. Spermatozoidas ir kiaušinėlis yra haploidai, t.y., jie turi tik po pusę chromosomų. Susijungus branduoliams gaunamas diploidinis branduolys, turintis pilną chromosomų rinkinį.

    Geodinamika
    Gyvybės paieškos
    Paslaptingoji Žemė
    Gyvenimas po mirties
    Žmogus kilo iš Afrikos
    V. Vernadskio noosfera
    Pėdos laiko pelenuos
    Panspermia: kosmoso užkratas
    Gyvybės atsiradimas Žemėje
    Mūsų smegenys ir yra Visata
    Nežemiška gyvybė – Antarktidoje
    Uždrausta žmogaus kilmės istorija
    Baltieji vandenys: legendos ištakos
    Paskutinį ledynmetį sukėlė meteorito ar kometos smūgis
    Thomas Huxley – išgarsėjęs anglų savamokslis
    Kuo skiriasi žmogus ir gyvūnas?
    Saturno keisčiausio palydovo paslaptys
    Kanto refleksija niutoniškame moksle
    Evoliucija ir pasaulio sukūrimas
    Robertas Kochas ir Lietuva
    21 a. mokslo idėjos ir švietimas
    Pastabos apie vidinį vaiką
    Kiekvienas savaip eina iš proto
    Kuo taps Homo sapiens?
    Ar Europoje yra gyvybė?
    Tarybiniai alchemikai
    Psichiatrijos pradininkas
    Kas rašoma ant lapų?
    Placebas: kas tai?
    Laiko dvelksmas
    Vartiklio naujienos