Jedna velká rodina

Minulý týden se o mně pokoušela chřipka. Shodou okolností se mi do rukou dostala knížka fejetonů Lewise Thomase s názvem  "Životy buňky" a s podtitulem "Poznámky pozorovatele biologie."

Čtení mi přišlo natolik zajímavé, že jsem se rozhodl se s vámi podělit o některé myšlenky. Kniha byla napsaná před více než čtyřiceti lety, tedy v době, kdy nebyly environmentální a sociální problémy zdaleka tak palčivé jako dnes, ale už tehdy je pan Thomas celkem trefně definuje, když píše, že “Trápení moderního člověka je z toho, že se pokusil odpoutat od přírody. Sedí pěkně na vrstvené hromadě polymerů, skla a ocel, klátí svýma nepříliš užívanýma nohama a dívá se na pobledlý život planety, který se svíjí u jeho nohou….”

Pravdou je, že člověk má odjakživa tendenci se pyšně povyšovat  nad ostatní formy pozemského života. Stvořil přece civilizaci, disponuje inteligencí, která nemá na povrchu zemském obdoby.  To z nás ovšem ještě nečinní nadpřirozené bytosti. Člověk byl, bude a je do přírody hluboce zakořeněn. Mikrobiologie jde ovšem ještě dál, když tvrdí, že lidské bytosti zdaleka nejsou samostatné nezávislé entity. Nejsme sestaveni jako postupně obohacované balíky svých vlastních částí, jak jsme si vždycky mysleli. Jsme sdíleni, najmuti, osazeni druhými. Například v nitru našich vlastních buněk s námi koexistují mitochondrie.  Malá nezávislá stvoření - potomstvo prokaryocytů,  primitivních bakterií které se kdysi vloupaly do těl našich dávných předchůdců, eukaryotyckých buněk a už tam nadobro zůstaly. Mají svou DNA a RNA odlišnou od naší, ale přesto zcela nezištně naše buňky vyživují, když je zásobují oxidativní energií.

Existují i další nájemníci prostoru našich buněk. Centrioly, bazální tělíska a další celá řada zvířátek, každý druh se svým speciálním genomem. A nejedná se jen o jakousi mutací našeho vlastního genetického materiálu. Rozdíly jsou natolik esenciální,  jako bychom srovnávali mšice se zbytkem mraveniště. Naše buňky nikdy nebyly entitami čisté rodové linie, spíše to jsou složité ekosystémy, které vznikly splynutím dávných organismů do symbiotického svazku. Naše genomy jsou katalogy instrukcí ze všech možných přírodních zdrojů, jsou naplněny všemi možnými příběhy. Avšak k tomu zároveň pan Thomas dodává, že uniformita pozemského života je o to podivuhodnější, že jeho biodiverzita není na genové úrovni nijak veliká. Jakoby všechny pozemské životní formy byly dědici jedné jediné pramáti buňky.  Všichni jsme jedna velká rodina, všichni sdílíme vysoké procento svého genomu s ostatními, píše Lewis Thomas a jako argument, který má potvrdit jeho tvrzení, upozorňuje na podobnost enzymů trav a velryb.

Také viry mají v této rodinné hře svou pevně ukotvenou roli. Nejsou pouhými zabijáky, démony nemoci a smrti, jak mi lidé nahlížíme například na virus chřipky. Jsou to také nebo byly jedním z hlavních původců mutací. Poletují jako včelky z květiny na květinu, z organismu na organismus vlekouce sebou kusy genomu jako včely pel. Transplantací štěpů DNA přimíchávají dědičnosti koření náhody. Jsou mobilními doručovateli genových sekvencí.

Zejména na mikrobiální úrovni je díky divokému tanci virů biodiverzita obrovská. Přičemž sami biologové s pokorou přiznávají, že mají povědomí jen o nízkém procentu mikrobů na Zemi. Většina z nich se totiž nedá pěstovat samostatně. Nelze laboratorně izolovat jeden druh o nic lépe než by šlo chovat jednu včelu. Mikroby žijí pohromadě v hustých, vzájemně závislých společenstvích. Poskytují si potravu, regulují populaci, vytvářejí prostředí pro sebe navzájem. Komunikují mezi sebou pomoci složitého systému chemických signálů.

Patogenních mikrobů je mizivé procento. Jakoby spolupráce a symbióza byla tou rozhodující evoluční výhodou. Když už se některé druhy začnou chovat nepřátelsky, vysílají jasné signály “nepřibližujte se”. Jedná strana se snaží druhou nejprve zaplašit. Než jeden druh začne působit druhému újmu musí proběhnout historie důvěrně známosti. Černé ovce rodiny - totiž zabijácké druhy většinou o mnoho déle nepřežijí svého hostitele. Evolučně pak tyto mutace nemívají z dlouhodobého hlediska takovou stabilitu jako symbiotické druhy. Na druhou stranu, když otočíme úhel pohledu o stoosmdesát stupňů, jsme to my , vyšší životní formy, kdo hrotí konflikty. Geneticky nespřízněné buňky mívají v tkáňové kultuře přirozenou tendenci se shlukovat, ignorovat druhové rozdíly, vytvářet buňky hybridní. Lewis Thomas naší podrážděnost omlouvá tím, že procesy zánětů a imunitní obrany zachovávají status quo. Tím, že apriori odmítají přijmout většinu imigrantů, zachovávají genetickou stabilitu. Tyto procesy musí být skutečně mocné, bez nich bychom se totiž rychle vyvinuli v amorfní soubunní organickou hmotu bezhlavě tekoucí po povrchu země.

Každopádně bakterie jsou sociální tvorové, vzorovým modelem pro studium interakcí mezi formami života všech úrovní. Jsou nezbytnou součástkou pozemského života, bez nich by tento zanikl. Některá mikrobiální společenství zasahují tak hluboko do záležitostí vyšších forem života, že vypadají jako nové druhy tkání. Pro příklad nemusíme chodit daleko. V našich střevech žijí tisíce druhů bakterií, bez nich bychom nebyli schopni trávit potravu. Kyslík v atmosféře je exhalací chloroplastů žijících v rostlinách. Lewis Thomas poukazuje na fakt, že chloroplasty jsou také tvorečkové s unikátním genomem a přesto, bez nich by rostliny nebyly rostlinami. Ani by nemohly být zelené. Ve své knize uvádí i další příklady kooperace mikrobů a vyšších forem života. Třeba rhizobiální bakterie v kořenovém systému luštěnin, které prý na první pohled vyhlížejí jako zhoubná nákaza, avšak jsou pro ně životně důležité, staly se hlavním orgánem půdy pro vazbu vzdušného dusíku. Příkladem symbiózy hmyzu a mikrobů jsou prý také jisté mycetocyty švábů a termitů, které na první pohled vyhlížejí jako orgány hostitele. Ještě prý není úplně jasno v tom, jaký přínos pro hmyz mají, ale už se ví, že bez nich dlouho nepřežije.

Takových příkladů symbiózy můžeme najít nepřeberné množství. Zkusme tedy na závěr přemýšlet o Zemi jako jediném organismu. Na první pohled tato analogie moc nesedí. Biosféra je příliš složitá. Má příliš mnoho součástí a dílů u nichž není vidět souvislost. Na druhou stranu, pokud by došlo k mimozemské invazi lze předpokládat, že by Země vzdorovala společnou “imunitní” reakcí všech forem života. Tak jako jsme to viděli ve filmu s Tomem Cruisem Válka světů. Koneckonců žijeme na planetě, kde i déšť obsahuje vitamín B12. A někdy je ho tolik, že způsobí viditelný rozkvět krásnooček na středně velkém rybníce. Jestliže Země není jako organismus, je jako co? Ptal se kdysi Lewis Thomas a vzápětí si na to odpověděl. Nejvíc ze všeho se prý podobá buňce.

Zdroj Lewis Thomas “Ze života buňky aneb poznámky pozorovatele biologie”