Kõik me tunneme. Andreas Weber
Читать онлайн книгу.
kristallidest suled moodustasid üha uusi filigraanseid kõverikke ja katsid vedeliku aina kõvemaks muutuva looriga. Mäletan veel, et jäin imestades seisma. Jääkiht pani mind mõtlema pildile, mida olin mõni hetk tagasi näinud oma pea kohal: kahvatusinine taevas, mida aegamööda kattis kaugete kiudpilvede loor. Nagu ma teadsin, koosnesid ka need jääst, olid kristallidest tehtud, ehk küll lõpmata suuremas mõõtmes. Taevas tekkis mu silme all lompides uuesti. Veelombi veerelt avastasin kaelustuvi sinakashalli hoosule. Ja seegi tundus mulle taevaste ning maiste jääkihtidega suguluses olevat – kamm ja koevõrk, mis selle moodustab, ning mis omakorda on vormitud kui tilluke tiib, jätsid kristalliseerunud mulje.
Need ja nendesarnased mustrid on mulle üha selgemalt näidanud, et elu ja selle elutu anorgaaniline keskkond on omavahel suguluses. Mulle tundub, et ületamatu kuristik lahutab üha vähem reaalsuse mõlemaid osi. Ja see on tõepoolest nii: teadlased suudavad tänapäeval enamat kui vaid tõestada, millised lihtsad mustrid, mis toimivad elutus mateerias, tekitavad struktuure ka elusolendites. Nad on koguni uurinud, mil määral võib selline elutu kord võimust võtta ja panna mateeria oma pilli järgi tantsima. Mitte ainult elusolendites ei otsusta suurem tervik osalevate mateeriaosade saatuse üle. Kui ainesegu on piisavalt keerukas, püüab ta iseenesest oma struktuuri säilitada. Me ei saa kauem selle ees silmi sulgeda – subjektiivsus on füüsikaline jõud. Seda on võimalik laboris tõestada. Varela hüpotees „autopoeesist” on korduvalt tõendust leidnud. Käesolevas lühikeses peatükis tahaksin lähemalt tutvustada loova ökoloogia füüsikalisi, biokeemilisi ja geneetilisi aluseid.
„Me alahindasime rakke”
Kui pikka aega usuti, et bioloogilist korrastatust saab luua ainult väliste jõududega, näiteks geneetilise skeemi instruktsioonidega või – varem – taevase Looja sekkumisega, siis viimase kolmekümne aasta jooksul on selgunud, et paljud struktuurid kujunevad iseenesest. Nad korrastuvad ise. Keemilised reaktsioonid jäävad automaatselt stabiilsetes seisundites püsima: katseklaasis tekivad laine- või ringikujulised mustrid, mis kaovad alles siis, kui üks osalevatest ainetest on otsa saanud. Ainulaadne kord jääkristalli filigraanis tekib ilma igasuguste instruktsioonideta. Ka paljud elusolendite tunnused korrastuvad iseenesest: sebra triibumuster, leopardi täpid, soonte kulg lehel, silmuseline muster meie sõrmeotstel ei ole viimse detailini geneetiliselt kindlaks määratud, vaid kujunevad väheste etteantud algtingimuste põhjal iseenesest, kuna rakud järgivad arenedes teatud kindlaid reegleid. Sealjuures tekivad imeliselt keerukad struktuurid, kui vaid piisavalt suur hulk üksikuid ehituskive osaleb.
Ameerika bioloog ja süsteemiteoreetik Stuart Kauffman on neid arenemise reegleid uurinud. Tema kaalutluste olulisim tulemus kõlab nii: mitte ainult keerukus, vaid ka autonoomia korrastub iseenesest. Mida kõrgemalt arenenud on süsteemid, seda enam kalduvad need oma keskkonnast eralduma ja omaenda elu elama. Nende seisundid sõltuvad siis üha vähem välistest mõjudest ja üha rohkem sellest, mis toimub nende struktuuride sees. Võiks öelda, et keerukatel moodustistel on kalduvus ilmutada teatavat autismi. Võiks ka öelda, et asjade olemuses on mingi mõistatuslik esmane tendents subjektiivsusele.
Sammu selles suunas, ühtlasi eelastet tervete rakkude loovale autonoomiale, nimetavad teadlased „autokatalüüsiks” – mida võiks tõlkida umbes „enesekiirendamisena”. Simulatsioonikatsed näitavad, et mida keerukam on süsteem, seda vähem sõltuvad tema osad üksteisest ja seda enam üksikud elemendid end katalüüsivad (või blokeerivad). Mõned ained lihtsustavad sealjuures teiste tootmist. Selliste katalüsaatorite töö on tõepoolest üks organismi patentretsepte. Biokeemia on kooperatiivne. Kui üks biokeemiline molekul muutub teiseks, siis ei toimu see kunagi isoleeritult, vaid peaaegu alati mõne teise molekuliliigi abiga. Paljud neist katalüsaatoritest on juba ammu teada – näiteks teiste hulgas ensüüm, mis „lõhustab” alkoholi.
Kauffman oletab nüüd, et märksa enamad protsessid kui senini arvatud, lihtsustavad sel moel rakus teisi reaktsioone või teevad nende toimumise üldse võimalikuks, ning et ainult niimoodi saab ära seletada rakkude aineringluste keerulisi teid. Mitte üksikud, vaid tuhanded või sajad tuhanded erinevad biomolekulid toimivad rakus katalüsaatoritena. Sest mida rohkem aineliike omavahel segatakse, seda suurem on võimalus, et üks neist aitab kaasa mingisuguse reaktsiooni toimumisele, mis selles rüsinas põhimõtteliselt võib aset leida. See maagiline reaktsiooni lõpp-punkt jõuab kätte siis, kui üksteise ümber tiirleb nii palju erinevaid molekule, et iga molekulivariandi kohta tuleb üks reaktsioon, mida mingisugune neist ainetest katalüüsib. Selline rohkus viib „faasisiirdeni”: sel hetkel stabiliseerub võrgustik iseenesest. Nüüd abistavad üksteist nii paljud reaktsioonid üheaegselt, et kogu protsess püsib iseenesest ja rakusisemuse tillukeses ruumis tekib hämmastav korrastatus.
Liiga kaua keskendusid teadlased sellele, milliseid üksikuid vahepeatusi ainevahetusrajad läbivad. Nende jaoks oli rakumajandus jagatud sõltumatuteks kausaalahelateks ja seepärast mõtisklesid vaid vähesed neist seeüle, mil moel üheaegselt olemas olevad reaktiivid vastastikku mõju avaldavad ning milline tagasiside nende vahel võib tekkida. Mäletan, et küsisin nimelt seda ühelt professorilt oma põhistuudiumi ajal Freiburgis. Ta ei osanud mulle vastata. See, mis toimub rakus, on ühest küljest anarhistlikum, teisest küljest palju staatilisem kui õpikud senini teada annavad. Biokeemilised molekulid käituvad mitte niivõrd kui toorikud, keda konveierilindil samm-sammult töödeldakse, vaid kui idamaise turu külastajad, kes kord jäävad ühte kohta lobisema ja kord tervitavad kedagi teises kohas. „Katalüüs on igal pool,” arvab Kauffman.
Seda seisukohta toetab Ameerika rakubioloog Bruce Alberts. „Me oleme rakke alati alahinnanud,” ütleb ta. „Juhuslikult põrkuvate proteiinide asemel teostavad iga olulist protsessi kümnest või enamast valgumolekulist koosnevad kogumid, mis mitmete teiste selliste suurte „kollektiividega” üksteisele vastastikku mõju avaldavad.” Rakk ei ole seega veepiisk, milles ujub paar valku, vaid pigem geel, mille tihedasti läbipõimunud osised on omavahel lõpmata paljudes kontaktides. Kui juhindume keerukusteoreetikutest nagu Alberts või Kauffman, ei tohi me rakku tükkis tema miljardite molekulide ja sadade tuhandete reaktsiooniradadega kujutleda miniatuurse vabrikuna, kus tillukesed kolvid hoiavad lahus lugematuid reaktsioone, mis ei tohi mingil juhul omavahel seguneda. Rakk ei ole protsessiseade. Otse vastupidi: ennemini tundub tema keha üheainsa suure ainete skulptuurina, milles kümned tuhanded biokeemilised reaktsioonid on niimoodi omavahel läbi põimunud, et tekkiv stabiilne kohesioon suudab kõikumisi tolereerida. Mitte üksikuid aineid ei paisata rakus läbi väikeste mahutite, vaid rakk ise läbib terve rea vorme, mille käigus ta tervikuna üha muutub. Rakk ei tohi üksikuid protsesse mingil juhul eraldada. Ainult protsesside ühtepõimumine tagab reaktsioonitsüklite stabiilsuse. Selle idee kasuks räägivad teisedki tähelepanekud. Nii polariseerivad elusad rakud (erinevalt surnutest) valgust. Kui valguse osakesed tuiskavad läbi nende bioloogiliste kambrite, omandavad nad ühtlase võnkumise suuna – märk suurest korrastatusest sellises bioloogilises läätses. Keemilistes lahustes, kus ained on ühtlaselt jaotunud, selline efekt puudub.
Teadlased nagu Praha botaanik ja filosoof Anton Markoš väidavad koguni, et rakkude peaaegu-kristalliline eksistents jätkub nende membraanide kaudu kogu elusolendi organismis. Selle üksikud osad on nimelt käikude, pooride, hormonaalsete kanalite ja elektriliste kontaktide tiheda võrgu kaudu omavahel läbi põimunud. Lisaks sellele uhuvad neid koemahlad – niinimetatud ekstratsellulaarne maatriks. Veri, lümf ja koevedelik ümbritsevad iga rakku ning ühendavad kõik kokku üheks hiiglaslikuks tervikuks – omamoodi vedelkristalliks. Sedasi iseendaga läbi põimunult ei ole kogu organism mitte niivõrd erinevate eraldatud protsessipiirkondadega tööstusmaastiku vaste. Ta sarnaneb pigem elektrilise või magnetilise väljaga. Muudatused ühesainsas selle välja paljudest punktidest võivad ilma ajanihketa olla tajutavad kõikjal. See võiks olla põhjus, miks näiteks lihaste liikumisel kulutatakse üheaegselt ja peaaegu ilma energiakaota astronoomiline arv 10²º ATP, raku energiakandja molekuli. Paljud rakud lõhustavad ainet nii sünkroonselt, nagu oleks lihas üksainus suur ruum.
Kui sellised hüpoteesid peaksid kinnitust leidma, siis tuleb raku mõistmiseks vaadelda kõiki tema koostisosi üheaegselt. Siis ei ole otsustavad mitte niivõrd põhjused ja nende tagajärjed, kui pigemini tasakaal, mis tekib aktiivselt osalevate koostisosade vahel. See aga tähendab ka, et me ei tohi geene enam mõista juhtimiskeskusena, kust