2019. november: jegyzet, biofizika, fizika, biokémia, portré, egyetem, disszemináció, tudomány, genomika, orvostudomány, anyagtudomány, ipar 4.0, it, biológia, energiagazdálkodás, atomenergia, innováció, hulladékgazdálkodás, ipari automatizálás, mérés, közlekedés, környezetvédelem, szakképzés, kiállítás/konferencia, okostechnológia, megújuló energia, zöldkörnyezet, fenntarthatóság, egészségipar, mesterséges intelligencia
2019. november 5.

Szerző:
Paulik Katalin

Az emberi evolúció megállíthatatlan

Az emberi evolúciót nem lehet megállítani, inkább a megértésére kell összpontosítani, fogalmazott egy tanulmányában Kun Ádám evolúcióbiológus, ökológus, az Ökológiai Kutatóközpont és az MTA–ELTE Elméleti Biológiai és Evolúciós Ökológiai Kutatócsoport főmunkatársa, aki szerint ez az újra meg újra felmerülő kérdés az evolúció félreértéséből ered.


Mi lenne az evolúció helyes értelmezése?

– A szűk értelmezés szerint az evolúció az öröklődő tulajdonságok gyakoriságának a változása egy populációban. Vannak olyan elkép­zelések is, melyek szerint a fejlődésről, a fajok egymásba alakulásáról szól, de ezek csak a következményei az eredeti definíciónak.

Az evolúció egy olyan folyamat, amely mindig az egyre tökéletesebb felé halad?

– Kezdjük annak a tisztázásával, hogy nekünk, embereknek egészen más elképzeléseink vannak a tökéletesről, mint a természetnek. Ha rólunk van szó, akkor a tökéletesen mindig valami számunkra kényelmeset értünk, ha pedig a világról, akkor valami hasznosat. A természet ezzel szemben így működik: egy élőlény jobban illik a saját környezetéhez, gyorsabban szaporodik vagy tovább él.

Modern társadalmunkban hogyan működik a természetes szelekció? A biológiai fejlődés általában lassú, a kulturális evolúció sokkal gyorsabb lehet.

– Ne feledjük, hogy egy rövidebb időskálán figyeljük a világot, és azon a kulturális változások a jellemzőbbek, és ezen akár egy új divat megjelenését is érthetjük. A biológiai evolúciós változáshoz azonban legalább egy generáció kell, ami az embernél olyan harminc év, és egy generáció alatt jelentős változást nem várunk. Az emberi evolúció nagyon lassú folyamat. Manapság az emberiség előtt álló kihívásokra a legtöbbször sokkal egyszerűbb kulturális választ adni. Például, ha az a kérdés, hogy hideg vagy meleg van, arra nem az a válasz, hogy megvastagszik a bundánk vagy nagy lesz a fülünk, amivel jobban tudunk hőt leadni, hanem az, hogy beszerzünk egy fűtő-, illetve egy hűtőberendezést, és ezzel meg­oldottuk a kérdést.

Az emberi evolúció nagyon lassú folyamat, a kihívásokra sokkal egyszerűbb kulturális választ adni. Például, ha az a kérdés, hogy hideg vagy meleg van, arra nem az a válasz, hogy megvastagszik a bundánk vagy nagy lesz a fülünk, amivel jobban tudunk hőt leadni, hanem az, hogy beszerzünk egy fűtő-, illetve egy hűtőberendezést, és ezzel megoldottuk a kérdést.
Az evolúciós mechanizmusok közül a legjelentősebb a szelekció, azaz, hogy az egyedek túlélésében és az utódok számában különbség van?

– Az 1990-es években Afrikában még nagyon nagy volt a gyermekhalandóság, és az 1950-es években Európában is lényegesen magasabb volt a mainál. Százötven évvel ezelőtt pedig az egész világon a gyerekek negyven-ötven százaléka meghalt ötéves kora előtt. 1990-től napjainkig viszont globálisan megfeleződött az öt év alattiak halandósága, ami most három-négy százalék. Túlélés szempontjából egyre kisebb a különbség az emberek között, a fejlett országokban szinte biztosan mindenki megéri a felnőttkort. Ez részben köszönhető az oltások bevezetésének, a több élelemnek; a fejlett társadalmakban jellemzően nem halnak meg fehérje-alultápláltság miatt az emberek. Napjainkban inkább a minőségi éhezés jelent problémát. A túlélés persze ma is lehet kérdés abból a szempontból, hogy egyes helyeken bizonyos betegségek, mint például a malária vagy az ebola szedik az áldozataikat, de ez alapvetően az ott élő embereket érinti, nem az egész emberiségre jelent veszélyt.

Ha a szelekciónak talán már kisebb a szerepe, akkor felerősödik a véletlenszerűen bekövetkező genetikai sodródás?

– Genetikai sodródás általában kis populációkban alakulhat ki, amikor egy véletlen miatt terjed el egy típus, de ez csak akkor lehetséges, ha nagyon kicsi a populáció. Például a Csendes-óceán szigetvilágának benépesítésekor az elsőként odavetődött emberek génállománya volt a következő háromszáz évben minden ottani lakos őse. Ott olyan furcsa dolgok megmaradhattak, ami a nagy populációkban nem. Nagyon elszigetelt népcsoportoknál még ma is érződik ennek a hatása, de genetikai sodródás egyre ritkábban alakul ki, mivel nagyon össze vagyunk kötve egymással. Már egyáltalán nem biztos, hogy mindenki abban a tíz kilométeres körzetben fogja leélni az életét, ahol született, és ahol a szülei, a nagy- és a dédszülei is éltek. Holott ez az, ami miatt kialakulhatnak genetikai sodródások. Kutatóknak sikerült kimutatniuk, hogy Görögországban a krétaiaknak kisebb a genetikai diverzitásuk a szárazföldiekéhez képest. Pakisztánban különböző kasztoknál is bizonyítható a genetikai elkülönülés, mivel egymással házasodnak, ezért kicsit mások, de nem nevezhetjük ezt biztosan sodródásnak, és nem is jellemző mostanában. Az is igaz, hogy számos, eddig nagyon hátrányosnak tekintett tulajdonságot az orvostudomány fejlődésének köszönhetően ki lehet javítani, s ettől semlegessé válik. Ez azt jelenti, hogy a negatív szelekció eltűnik, ami miatt nőni fog a gyakorisága, de ez önmagában még nem sodródás.

Napjainkban, a géntechnológia rohamos fejlődését látva, féltenünk kell-e a minket körülvevő világ sokszínűségét? Megszűnhet idővel a fajok fogalma, amikor géneket lehet nagy mennyiségben áthelyezni akár fajon belül, akár az egyik fajból a másikba?

– Félnünk szerintem nem kell. Alapvetően azt szeretnénk megváltoztatni, hogy bizonyos étkezési növényeink ellenállóbbak legyenek a szárazsággal vagy a kórokozókkal szemben. Le szeretném szögezni, hogy a legtöbb genetikai módosítás a természetben is létezik, sőt onnan vesszük át, elvileg végbemehetnének teljesen természetes módon, csak várnunk kellene pár millió évet rá. Mi csak felgyorsítjuk a folyamatot. Természetesen a legtöbb élőlényt nem fogjuk módosítani, nem is lenne semmi értelme.

Mi a helyzet az emberekkel?

– Az valóban érdekes kérdés, hogy mit teszünk magunkkal a jövőben. Jelenleg mindössze egyes sejttípusok genetikai módosítását lehet elvégezni, és tudtommal csak olyan technikák engedélyezettek, amelyekkel valamilyen betegséget lehet kiküszöbölni. Az egyik komoly érv például az ellen, hogy az egész embert elkezdjük módosítani, hogy bár ismerjük a technikát, amivel kicserélhetünk egy gént, azt azonban nem tudjuk, melyiket kellene. Annyira nem értjük még az egyedfejlődést, hogy a legtöbb ilyen változás olyan következményekkel járna, mint az, ha az elefánt bejutna a porcelánboltba. Nem tartunk ott, hogy magunkat elkezdjük megváltoztatni, és ha majd húsz, ötven vagy száz év múlva ott tartunk, addigra ki kell találnunk ennek az etikáját. Azt viszont már ma is pontosan értjük, hogy nem szabad lecsökkenteni a genetikai diverzitást, mert e nélkül nagyon gyorsan kihalnánk, az első vírus mindenkit megfertőzne.

Jelenleg mindössze egyes sejttípusok genetikai mó­dosítása megengedett valamely betegség kiküszö­bölése céljából. Ahhoz, hogy húsz, ötven vagy száz év múlva magunkat kezdjük el megváltoztatni, meg kell határozni annak az etikáját. Azt viszont már ma is pontosan ért­jük, hogy nem szabad lecsökkenteni a geneti­kai diverzitást, mert e nélkül nagyon gyorsan kihalnánk, az első vírus mindenkit megfertőzne.
Hogyan működik a fejlett társadalmakban az evolúciós versengés, illetve együttműködés? A tudomány fejlődésének következtében azok is túlélnek, akik nem elég erősek, vagy nem védettek bizonyos betegségek ellen.

– Fontos leszögeznünk, hogy társadalomban élünk, ahogy például a majmok is, s ha egy ilyen közösségen belül valamelyik élőlény kicsit gyengébb a többinél, az nem jelenti azt, hogy azonnal meghal, mert a társai segíthetnek neki. Mivel annyi egyéb okból kell segíteniük egymásnak, kezdve azzal, hogy védelmezzék a terüle­tüket. Ugyanígy van az embereknél is; általában mindenki megtalálja a helyét a társadalomban, mert egy ilyen komplex rendszerben sokfajta képességre és együttműködésre van szükség. Gondoljunk őseink közös vadászataira: nagy zajt kellett csapniuk, hogy egy bizonyos irányba tereljék az állatokat, de ehhez nem kellett mindegyiküknek jól céloznia.

A szelekció hiánya is evolúciós változást okoz. Miért?

– Azért, mert néhány olyan betegségnek, amit korábban nem lehetett gyógyítani, ma viszont igen, nőni fog a gyakorisága. Ezek a mutációk benne maradnak az emberi populációban. Régebben sokat lehetett hallani arról, hogy emiatt az emberiség genetikája le fog romlani. Elképzelhető, hogy ha mindenkit megmentünk, akkor pár ezer év múlva egyre több emberben lesz valamilyen betegség, addigra viszont majdcsak kitalálunk valamit. Most azonban tíz-százezer emberből egy-kettőről van szó, örüljünk tehát annak, hogy minél több embertársunkat meg tudjuk menteni.

Változunk a modern társadalomban, például magasabbak vagyunk, kisebb lett az állkapcsunk.

– Természetesen változunk, de ezeknek a változásoknak egy része nem genetikai eredetű. Azért lettünk magasabbak, mert többet eszünk, és ritkábban vagyunk betegek, s mivel kevesebbet kell rágnunk, megkisebbedett az állkapcsunk. Ezek tehát környezeti és nem evolúciós változások, a genetikánk ugyanaz maradt.

Azt is állítja egy tanulmányában, hogy a természetes szelekciót nemhogy leállította volna, hanem igen durván felerősítette a modern társadalom…

– Érdekes módon, amikor az emberek szelekciójáról beszélünk, mindig a túlélés jut az eszünkbe, holott más élőlényeknél az utódok számán keresztül mérjük a rátermettségüket. Napjaink mo­dern társadalmaiban, amíg a reproduktív kor előtti és alatti túlélésben nincs nagy különbség az emberek között, addig a gyerekszámban sokkal nagyobb az eltérés. Márpedig aki szülővé válik, azoknak az unokái, dédunokái fogják alkotni a társadalmat. Azt tapasztaljuk az elmúlt száz évben, hogy Európa átment egy társadalmi átalakuláson, ami kisebb gyerekszámhoz vezetett. Most az egész kontinensre az jellemző, hogy fogy a lakossága. Ugyanezen a folyamaton fog keresztülmenni minden társadalom.

Az élőlények esetében az utódok számán keresztül mérjük a rátermettséget. Napjainkban az ember reproduktív kor előtti és alatti túlélésében nincs nagy különbség, sokkal nagyobb az eltérés a gyerekszámban. Kontinensünkre az jellemző, hogy fogy a lakossága, de ugyanezen a folyamaton fog keresztülmenni minden társadalom. Ugyanakkor az eddig izolált népcsoportok sokkal jobban fognak keveredni, mint korábban, ami növeli a genetikai diverzitást.
A jelenleg tapasztalt túlnépesedés lelassul, ha minél fejlettebbé válik egy társadalom?

– Igen. Egész egyszerűen az emberek rájönnek arra, hogy nem kell hat gyereket szülni ahhoz, hogy három megmaradjon. Kínában a népességnövekedés megakadályozása érdekében bevezetett, és több mint harminc éven át tartó egy gyerek politikával három éve hagyott fel a kormány, ugyanis túl sok fiú született, és átálltak a kétgyerekes programra. A társadalmak idővel meg fognak változni.

A biológiai evolúció mechanizmusát meg kell védeni a kulturális evolúció homogenizáló hatásaitól?

– Nem, mert a kulturális homogenizáció mindenképpen le fog játszódni. Genetikailag olyan szempontból homogenizálhatunk bármit is, ha tényleg leomlanak a határok, és az addig izolált népcsoportok, amelyek alig, vagy csak a határ mentén érintkeztek egymással, sokkal jobban fognak keveredni, mint korábban. Ez viszont nem rossz, mert az összes keveredés növeli a genetikai diverzitást. Egyébként is csak egy pontig igaz, hogy kulturálisan egyre hasonlóbbak vagyunk, mert mindannyian szeretjük megőrizni a népszokásainkat. Attól sem féltem a gyerekeket, ha minél több nyelvet megtanulnak.

Mit értünk az evolúció nagy ugrásán?

– Például, amikor megjelent a többsejtűség vagy az emberi nyelv. Ezek voltak azok az óriási mérföldkövek, amelyek nagyon felforgatták az élővilágot. Persze a legtöbb embernek a dinoszauruszok kihalása jut az eszébe ezzel kapcsolatban, egy meteorbecsapódást követően. Azok az elképzelések viszont nagyon valószínűtlenek, hogy mi is kiirthatjuk magunkat. Természetesen a civilizációnkat le tudjuk rombolni, de az ember, mint faj, nem fog eltűnni, ahhoz túl okosak vagyunk, és túlságosan is képesek vagyunk megváltoztatni a környezetünket.
Bizonyos szempontból nagy ugrásnak fog számítani az igazi mesterséges intelligencia megjelenése, amitől az emberek élete is meg fog változni, bár az evolúciós folyamat a gépeken belül történik majd. Egy újabb ugrás akkor következhet be, ha átköltözünk más bolygókra, már ha feltételezzük, hogy lesz ilyen. Az első populációk olyan kicsik lesznek, hogy kialakulhat a genetikai sodródás. Nem valószínű, hogy a Földhöz tökéletesen hasonló bolygót fogunk találni, ahol a légkörben 21 százalék az oxigén, és 78 százalék a nitrogén. Mi van, ha az új bolygón lesz a légkörben valami más is? Azok fognak ott lakni, akik elviselik az ottani körülményeket, s lehet, hogy hosszú generációk alatt valamennyit változnak is.

Nagy ugrásnak számít majd az igazi mesterséges intelligencia megjelenése, amitől az emberek élete is meg fog változni, bár az evolúciós folyamat a gépeken belül történik majd. Egy újabb ugrás akkor következhet be, ha átköltözünk más bolygókra. Az első populációk olyan kicsik lesznek, hogy kialakulhat a genetikai sodródás.
Napjainkban milyen kérdések foglalkoztatják a leginkább az evolúcióbiológusokat?

– A mi kutatócsoportunk az élet keletkezésével foglalkozik, mert értünk hozzá, és eredményeket érünk el vele. Talán ez a téma nincs annyira a világon folyó kutatások fősodrában, bár amikor holland kutatók megkérdezték az utca emberét, milyen témák érdeklik őket, az élet keletkezése benne volt a top ötvenben. Amennyire én látom, az evolúcióbiológiában napjaink egyik legizgalmasabb kérdése az egyedfejlődés és az evolúció kapcsolata. Nagyon sok érdekes élőlény van, de hogyan lehet ezt az alaki sokféleséget megteremteni? Valahol, valami megváltozik egy hosszú molekulában, amitől az adott élőlénynek más lesz a színe, alakja. A fajképződést sem nagyon értjük még, hiába volt Darwin könyvének a címe: A fajok eredete (1859-ben jelent meg – a szerk.), amelyben lefektette a modern evolúciós elmélet alapjait, sok mindent ő sem tudott mondani a fajok keletkezéséről, részben azért, mert ez egy hosszú folyamat, amit nagyon nehéz megfigyelni. Mindig az a kérdés, hogy egy adott faj megtalálja-e a helyét a világban, ezt hívjuk ökológiai fülkének. Nagyon-nagyon sok faj elfér a bolygón, s mind a legjobb abban, amit csinál. Merthogy mindannyian mást csinálunk. Azzal, hogy a környezetünket egysíkúvá alakítjuk át, megváltoztatjuk az élőhelyeket is, így csak azok a fajok maradnak fenn, amelyek képesek ezt elviselni. Egy másik nagyon érdekes terület az evolúcióbiológiában, hogy néhány tízezer éves maradványokból is képesek vagyunk DNS-t kivonni. Így évtízezredekre visszamenően látjuk, hogy mi történt a neandervölgyiekkel, akiktől a génállományunk 2-4 százaléka származik. Ez az utóbbi tíz év nagyon izgalmas fejleménye, és még számos érdekes felismerés várható ezen a területen. A módszer segítségével megtudhatjuk azt is, milyen népvándorlások voltak az elmúlt kétezer évben, amelyekről természetesen nincsenek írásos feljegyzések. A feltárt sírokból vett mintákból ki lehet deríteni, hogyan változott Európa lakossága. Ez az evolúcióbiológia egyik nagyon kurrens területe. A baktériumok esetében, az antibiotikum-rezisztenciával kapcsolatos kérdéseknél fontos, hogy megértsük, hogyan működnek ezek az élő­lények, miként cserélgetik egymás között a genetikai állományokat, azaz honnan szedik össze a rezisztenciafaktorokat. A legnagyobb kérdés természetesen az, hogyan lehetne mindezt „kicselezni”.

Egy másik izgalmas téma, hogy a rákra evolúciós folyamatként tekintünk, amelyben a testünket felépítő sejtek egy rákos burjánzáson belül versengenek egymással: melyik nő nagyobbra, és melyik sejttípus az, amelyik áttétet tud képezni más szervekben.
Ha úgy tekintünk a rákra, mint egymással versengő sejtek burjánzására, akkor ez megfeleltethető egy baktériumközösségnek, amiről sokat tudunk. Például azt, hogy néha a gyengébb baktériumokat azért nem érdemes kiszorítanunk, mert forrásokat fogyasztanak, lassítva ezáltal a nagyon erősek szaporodását. Néha hallani arról is, hogy amikor antibakteriális szappanokat, kézfertőtlenítőket használunk, abban az a legrosszabb, hogy a gyen­gébb bakrétiumokat sikerül elpusztítani, de a nagyon ellenállókat nem, s miután egyedül maradnak, még jobban fognak szaporodni. A rákkal kapcsolatban is felmerült a gondolat, hogy egy nagyon erős kemoterápia vagy besugárzás csak a gyengébb sejteket pusztítja el, és esetleg megmaradnak a legellenállóbbak.

Ha úgy tekintünk a rákra, mint egymással versengő sejtek burjánzására, akkor ez megfeleltethető egy baktériumközösségnek. Amikor antibakteriális szappanokat, kézfertőtlenítőket használunk, abban az a legrosszabb, hogy a gyengébb baktériumokat sikerül elpusztítani, de a nagyon ellenállókat nem, s miután egyedül maradnak, még jobban fognak szaporodni. A rákkal kapcsolatban is felmerül, hogy egy nagyon erős kemo­terápia vagy besugárzás csak a gyengébb sejteket pusztítja el, és esetleg megmaradnak a legellenállóbbak.
Rövidesen áttörés várható a rákterápiában?

– Inkább azt mondanám, hogy a nemzetközi tudományos világ máshogy tekint a dolgokra. A legígéretesebbnek a rákgyógyításban azt tartanám, ha sikerülne rávenni a saját immunrendszerünket, hogy elpusztítsa a szervezetben lévő rákos sejteket, mert képes rá. Az, hogy evolúciós szemlélettel nézünk bizonyos folyamatokat, azt is eredményezheti, hogy rádöbbenünk: azzal is árthatunk, amiről korábban azt gondoltuk, hogy jót tesz, illetve azt, hogy a biológusok az egész élővilágot szemlélik. Rákos sejt minden élőlényben van, de vannak olyanok, amelyekben kevésbé. A kék bálnában például alig-alig van, pedig abban a hatalmas testben sokkal több sejt osztódik, mégsem alakulnak át rákos sejtekké a szervezetében. Azért gondoljuk, hogy ennek genetikai okai lehetnek, mert találtunk olyan gént, amiből sokkal több van a kék bálna szervezetében, mint az emberekében. Valószínűleg nem ilyen egyszerű a magyarázat, de egy-két folyamat azért látszik, ami érdekes módon csökkenteni tudja a rák kockázatát.•

 
Innotéka