Bliskość w kałuży
i
zdjęcie: Valeria Strogoteanu/Unsplash
Opowieści

Bliskość w kałuży

Tomasz Sitarz
Czyta się 6 minut

Oto inspirowana biologią legenda o początkach wszelkiej komunikacji. A poniżej dodatek naukowy.

Dawno, dawno temu, gdy wiele rzeczy nie miało jeszcze nazwy i mówiąc o nich, trzeba było wskazywać palcem, życie występowało tylko w jednej, odizolowanej od reszty świata kałuży, a mieszkające w niej organizmy były identyczne. Ich dni nie różniły się od siebie, a jedynym sposobem określenia biegu czasu były podziały komórkowe. Nie mając naturalnych wrogów, prosperowały. Ich liczebność rosła, ale każda z zawieszonych w pierwotnej zupie istot czuła się samotna, ponieważ nie znała sposobu oznajmiania innym swojej obecności. Obserwator, który spoglądał czasem na tę płytką kałużę, zaniepokoił się.

Pomyślał: „Nie powołałem ich do życia, a jednak czuję się odpowiedzialny za ich dobrobyt. Pełnia istnienia nie może być osiągnięta w samotności, więc wyposażę je w narzędzia, dzięki którym będą mogły przekonać się o swojej liczebności i komunikować się”.

Zgodnie z Jego wolą organizmy zapadły w sen bez snów, w trakcie którego zaszła w nich zmiana. Komórki, do tej pory głuche i nieme, wykształciły prosty, a jednak genialny system, który zawierał trzy elementy. Pierwszym z nich była zdolność organizmu do artykułowania Słowa – w formie cząsteczki sygnałowej. Drugim była zdolność do jego detekcji – przy użyciu receptora skierowanego ku otaczającemu środowisku. Ostatnim elementem była zdolność interpretacji Słowa i adekwatnej reakcji. W ten sposób zaistniała Komunikacja.

Informacja

Z ostatniej chwili! To druga z Twoich pięciu treści dostępnych bezpłatnie w tym miesiącu. Słuchaj i czytaj bez ograniczeń – zapraszamy do prenumeraty cyfrowej!

Subskrybuj

Jednak w chwili, gdy Obserwator okazał współczucie i wprowadził w świat zmianę, umarł, a na jego miejsce, po niezauważalnie krótkim czasie, pojawił się Ingerent. Poczuł, że jego poprzednia forma – wolna od odpowiedzialności za swoje czyny – była czystsza, nieskażona siłą sprawczą. Chcąc poświęcić zmianie, która w Nim zaszła, więcej uwagi, wycofał się i pozostawił Ziemię Czasowi.

Czas, który był na miejscu od zawsze, był. W tym okresie historii planety Czas odgrywał kluczową rolę, chociaż pozostawał właściwie niezauważalny. Nie było wskazówek zegara, które więziłyby jego harce. Nie było stworzeń, które mogłyby liczyć jego kroki. Jednak wszystko, co wydarzało się w kałuży i dookoła niej, podlegało jego zasadzie.

Organizmy cieszyły się. Otrzymały przecież dar, który ulżył ich samotności. Od teraz były zdolne – w kilku metabolicznych krokach – syntetyzować cząstki sygnałowe, zwane autoinduktorami, i oznajmiać swoją obecność innym. We wczesnej utopii pierwotnej kałuży było miejsce dla każdego. Relacje kwitły. Nawiązywały się znajomości, które przeradzały się w przywiązanie, miłość i wyras­tające z niej drzewa genealogiczne. Jednak pewnego wyjątkowo suchego dnia znaczna ilość wody wyparowała, tworząc dwie kałuże oddzielone od siebie lądem. Na próżno szukano przyjaciół i najbliższych, na próżno wzrósł poziom syntezy autoinduktorów. Nawoływań nie sposób było usłyszeć, gdyż ich rozprzestrzenianie stało się całkowicie zależne od dyfuzji, a więc nie mogło pokonać dzielącej ich granicy lądu. Po okresie żałoby zapanował Czas.

Organizmy powiedziały: „Możemy żyć nadzieją, ale nie żalem i tęsk­notą. Zbudujmy więc nową rzeczywistość – taką, do której miło będzie wrócić naszym utraconym braciom. Jeśli powrócą, przywitamy ich z otwartymi ramionami, gotowi przyjąć ich do nowego, lepszego świata. Jeśli nigdy więcej ich nie ujrzymy, nie będziemy stratni. Nasz dom będzie bogatszy – ku ich pamięci i naszemu rozwojowi”.

Tak też się stało. Dzięki Komunikacji wytworzyły tożsamość i nie były już „tylko” organizmami, lecz bakteriami. Poczęły wytwarzać cechy charakterystyczne. Wypuściły wić, by przeciwstawić się losowości drgań cząsteczek wody. Wprowadziły subtelne zmiany w szlakach metabolicznych, by lepiej przystosować się do panujących w kałuży warunków. Czas patrzył i cieszył się, po raz pierwszy obserwując swój wpływ na Cywilizację. Nie trzeba było długo czekać, by bakterie nazwały się i stały Gatunkiem. Współpracując, sięgały po kolejne osiągnięcia. Nauczyły się tworzyć biofilm, nauczyły się emitować światło w procesie bioluminescencji, nauczyły się też wymieniać fragmentami materiału genetycznego, co było źródłem różnorodności, ale też wykładniczego wzrostu kompetencji każdej z nich. Wszystkie te aktywności regulowały Słowem. Ich język – chociaż tak brzemienny w skutki – nadal pozostawał prosty, trójelementowy. Wysokie stężenie autoinduktora wydzielonego do środowiska wysycało receptory błonowe, które aktywowały czynniki transkrypcyjne znajdujące się we wnętrzu komórki. Czynniki te, wiążąc się do specyficznych miejsc kodu genetycznego, sprawowały władzę wykonawczą w układzie. Informacja z DNA była następnie przepisywana na RNA, które stanowiło matrycę do budowy białek.

Już wtedy wszystko zależało od białek. Regulowały tempo wzrostu i podziałów komórek, odpowiadały za wydajność metabolizmu i jego produkty, stanowiły o zdolności bakterii do kolonizacji i atakowania bardziej złożonych form życia, które od jakiegoś już czasu pojawiały się w kałuży. Jednym z niewielu zachowanych świadectw pochodzących z tamtych czasów jest krótki opis wizyty w kałuży bliżej nieznanego organizmu. Posłuchajmy:

„Coś jest w kałuży. Weszliśmy na to. Jest duże. Wnikamy do wnętrza. Czy powinniśmy to uśmiercić? Jest nas zbyt mało, poczekajmy. Jest nas więcej, więcej, więcej. Jest nas wystarczająco. Rozpocząć produkcję czynników wirulencji. Wytwarzać toksyny. Intruz padł. Rozpocząć redukcję martwej materii organicznej”.

Z tego żyli.

Ich język nie mógł oprzeć się chao­sowi ewolucji napędzanej przez Czas. Słowo zmieniało formę wskutek rozwoju szlaków metabolicznych, których było produktem. Receptory przystosowywały się do zachodzących zmian. Rozwój społeczności zdawał się nieograniczony. Zawładnęła całą niszą i już planowała ekspedycje w nieznane rejony świata, aż pewnego dnia spadł deszcz.

Kałuże rosły, a woda zaczęła przelewać się nad dzielącym je lądem. Dla obu plemion była to niespodzianka, ponieważ Czas nie oszczędzał nikogo. Początkowo zareagowały na siebie wrogością. Była to przecież inwazja obcych, którzy wyglądali inaczej, pachnieli inaczej, a co najważniejsze – mówili niezrozumiałym Słowem. Wojna zdziesiątkowała Gatunki. Po raz pierwszy użyto specjalistycznej broni masowego rażenia: Antybiotyków. Kałuża nie przypominała już pierwotnego Edenu, a jej odmęty pełne były resztek DNA i błon komórkowych. Osłabieni, zaczęli pertraktować.

Pojawiły się postulaty o podobieństwie Słów obu Gatunków. Dostrzegano pokrewieństwa w szlakach ich syntezy oraz analogię w budowie receptorów błonowych. Udało się prześledzić ścieżki ewolucyjne, którymi wiły się oba języki i ustalono ich bliskie pokrewieństwo, a winę za konflikt przypisano Czasowi. Wtedy właśnie nabrał mocy pakt o nieagresji. Największym osiągnięciem była wymiana plazmidów, kolistych cząsteczek materiału genetycznego, który okazał się zapisany w uniwersalnym alfabecie – z jego rozszyfrowaniem nie miały problemu oba gatunki. Na plazmidach została też rozpowszechniona wiedza dotycząca osiągnięć cywilizacyjnych i stały się one dobrem wspólnym. Kolektywna mądrość pociągnęła za sobą pokój, a kałuża znów tętniła życiem. Na pamiątkę tych wydarzeń ustanowiono święto, Quorum sensing, mające przypominać o powrocie do zawczasu postradanych zmysłów.

***

Dziś nikt już nie pamięta, z czyjej inicjatywy powstał projekt wieży. Wszelkie próby przypisania winy były skazane na niepowodzenie. Możliwe, że jedynym winnym była Pycha. Rozochocona wzrostem Cywilizacja zainicjowała budowę instalacji, która „przyćmi wszelkie wcześniejsze osiągnięcia i wyniesie chwałę Bakterii na nadwodny piedestał”. Budowa trwała wiele pokoleń. Ze swoich medytacji Ingerent wynurzył się pod koniec prac budowlanych. Obudził się z postanowieniem pozostawienia świata samemu sobie, ale gdy ujrzał wieżę, zrozumiał, że pierwsza ingerencja skaziła jego naturę po wsze czasy i nie uniknie on już odpowiedzialności za jej skutki. Zesłał więc na kałużę molekuły. Wyciszały one Słowa dyfundujące w środowisku, niespecyficznie wiązały się do receptorów i modyfikowały ścieżki sygnałowe odpowiedzialne za interpretację informacji. Bakterie znów stały się nieme i głuche. Ich języki, pomieszane, zostały zdegradowane do niezrozumiałego bełkotu, a każda z nich odeszła w swoją stronę. W najdalszych zakamarkach Ziemi, na gruzach starych błędów, zbudowały odrębne cywilizacje, odrębne Słowa i Gatunki.

***

Czas zadbał, by nowe plemiona wypracowały własne, nowe Słowa, które zdolne były czasem przekroczyć bariery międzygatunkowe, lecz już nigdy nie pojawiło się powszechne zrozumienie. Pozostał on tam, gdzie był. Głuchy i niemy, śmiał się z wewnętrznej walki Obserwatora, Ingerenta, a wreszcie Stwórcy.

Czytaj również:

Prawieczna zalewajka
i
Malowanie "Panoramy Racławickiej:" Wojciech Kossak z paletą w ręce gotujący obiad (?) na prowizorycznej kuchni w rotundzie, 1893/1894 r./MNW (domena publiczna)
Wiedza i niewiedza

Prawieczna zalewajka

Tomasz Sitarz

Możecie mi wierzyć lub nie, ale znalazłem ostatnio księgę, a w niej przepis na pierwotną zupę – tę samą, w której ponoć zaczęło się ziemskie życie. To była leniwa niedziela. Słońce wlewało się przez zasłony, a rozproszone na cząsteczkach kurzu strumienie światła przypominały mleczne kłaczki. Zawieszony w powietrzu dym z papierosa lenił się jak ja. Garnek z wywarem postawiłem na wolnym ogniu, tofu zalałem marynatą i wyszedłem na spacer. Rozmyślałem nad sensem wszystkiego. Gdy już miałem uchwycić myślą rozwiązanie zagadki, gdy już wskazywałem palcem wyobraźni punkt przecięcia wszystkich wektorów przyczynowości, gdy atomy prawdy miały skrystalizować się w ostateczny fraktal istnienia, potknąłem się i wywróciłem. Poirytowany podnosiłem się z ziemi, strzepując pył z kolan, i wtedy kątem oka dostrzegłem dziwny kształt wystający spod korzenia – sprawcy zamachu na moje życie. Kształt okazał się księgą. Na grzbiecie opasłego tomu widniały symbole, których nie rozumiałem. Z drzewa zerwał się ptak. Na sekundkę oderwałem wzrok od książki, a kiedy znów na nią spojrzałem, znaki uporządkowały się w czytelne słowa. Napis głosił: „Tohu wa-Vohu przedstawia sposoby organizacji materii w układy żywe”. Przekartkowałem księgę, która pełna była wzorów związków chemicznych, równań matematycznych i schematów biologicznych poprzeplatanych tekstem. Wrzuciłem tom do plecaka i ruszyłem ku pracowni mojego przyjaciela, którego zazwyczaj prosiłem o pomoc w rozwiązaniu problemów natury okultystyczno-scjentystycznej. Także tym razem nie zawiodłem się na jego wiedzy. To, czego dzięki niemu dowiedziałem się z księgi, spróbuję streścić, byście i wy mogli podjąć próbę stworzenia życia w warunkach domowych.

W lipidowym domku

Wstęp głosił: „Jesteś przedwiecznym bóstwem, ale w twoim trwaniu czegoś brakuje? Ciągle tylko eksperymenty myślowe i figurki z gliny, a marzą ci się organiczne zabawki, których nie trzeba nakręcać? Czujesz, że twoje istnienie mogłoby zostać wzbogacone jakąś formą kultu? Ta książka może zaspokoić te potrzeby. Pamiętaj, że proces ciężko zatrzymać, a raz zasiane życie jest bardzo trudne do eradykacji. Abyś mógł wytworzyć życie, musisz wpierw zrozumieć, czym życie jest. Definicji mamy wiele. Najważniejsze to zdolność układu do replikacji, metabolizmu i ewolucji. Formy życia, które najchętniej sięgają po religię, mają budowę komórkową. Ciało z mózgiem zdolnym do wiary jest bardzo skomplikowane i niejedno bóstwo poleg­nie przy próbie zbudowania go od zera. Najlepiej więc upichcić życie jednokomórkowe i pozwolić mu na kilka miliardów lat ewolucji. Jak to się mawia w naszych kręgach: siódmego dnia się odpoczywa! Przed użyciem któregokolwiek z przepisów zapoznaj się z treścią ustępu Charakterystyka komórki dołączonego do instrukcji bądź skonsultuj się z wyrocznią lub alchemikiem, gdyż każde życie niewłaściwie zgotowane zagraża twojemu bytowi lub zdrowiu psychicznemu”. Pierwszy ustęp głosił: „Komórkowa budowa ma to do siebie, że oddziela wnętrze żyjątka od środowiska. Dzięki temu środek nie wylewa się do zupy. Gdyby się wylał, wszystko diabli by wzięli, ponieważ klocki budulcowe rozpłynęłyby się po bulionie i już nigdy nie uporządkowały. A życie jest uporządkowaniem. Potrzebujesz więc błony komórkowej, która będzie odgrywać rolę opakowania. Z doświadczenia olbrzymiej liczby iteracji wiem, że całkiem dobrze sprawdza się dwuwarstwa lipidowa. Lipid składa się z lubiącej wodę główki i wodowstrętnego ogonka. Dzięki temu w roztworze wodnym będą one dążyły do specyficznego ułożenia, w którym ogonki chronią się przed wodą, stykając się, a główki budują ścianki błony. Pary takie układają się obok siebie, aż utworzą warstwę, a po chwili złożą się w kulę, której środek to szczelnie odseparowana od świata zewnętrznego kiszka komórki. Tako tworzy się komórki kształt”. Drugi ustęp głosił: „By życie mogło funkcjonować, mnożyć się i przekazywać potomstwu swoją wiedzę, potrzebny jest ­nośnik informacji. Niestety nie możesz posłużyć się prostą pamięcią USB, ponieważ nie jest ona wystarczająco pojemna oraz zostanie wynaleziona znacznie później. Świetnym nośnikiem okazują się kwasy nukleinowe, czyli DNA i RNA. Życie składa się w dużej mierze z polimerów, czyli długich ciągów posklejanych ze sobą małych klocków. Klocki kwasów to nukleotydy. Do zbudowania DNA i RNA wystarczy ich łącznie osiem. Instrukcje potrzebne do wyprodukowania wszystkich elementów wszystkich uczestników świata ożywionego zapisane są w kolejności ułożenia jedynie ośmiu elementów. Tako komórka zapisuje wiedzę”. Trzeci ustęp głosił: „Kluczową rolę w działaniu komórki odgrywają białka. Są one materiałem, produktami, a nawet pracownikami, maszynami i budulcem komórkowej manufaktury. Niektóre z nich odgrywają rolę strukturalną i można je porównać do rusztowania, które nadaje komórce kształt, a także zapewnia możliwość ruchu i podziału. W komórce występują też białka transportowe. Ich zadanie to przenoszenie ładunku z miejsca na miejsce. Jest to kluczowe dla działania komórki, ponieważ ciężko wyobrazić sobie efektywną fabrykę, w której materiały i powstające z nich dobra są porozrzucane w losowych miejscach, maszyny postawiono na chybił trafił, a ściany zbudowano gdziekolwiek. Enzymy również są białkami które przeprowadzają, przyśpieszają i nadzorują reakcje chemiczne. Jak wyspecjalizowany rękodzielnik, który wyszkolony jest w niewielu czynnościach, ale wykonuje je szybko i dokładnie. Enzymy porządkują się w szlaki enzymatyczne i odpowiadają za metabolizm komórki. Podaj pierwszemu z nich cząsteczkę cukru. Odprawi on na niej swoje czary i poda dalej – w ręce kolejnego pracownika, który zna inne zaklęcia. Po kilku krokach szlak enzymatyczny wypluje produkty w postaci wody, dwutlenku węgla i drogocennej energii lub wręcz przeciwnie – złoży pojedyncze klocki w skomplikowaną konstrukcję. Ról, w które wcielają się białka, jest więcej. Kontrolują one kopiowanie, interpretowanie i korekcję informacji zawartej w kwasach nukleinowych. Są czujnikami, przekaźnikami i efektorami. Każde białko jest polimerem złożonym z aminokwasów, których do zbudowania życia będziesz potrzebować 20. Kolejność ich ułożenia w łańcuchu białkowym jest zapisana w DNA, które zostaje przepisane na RNA – na jego podstawie powstaje białko. Tako komórka organizuje się, czyta wiedzę w sobie zawartą, bada otoczenie i odżywia się”. Czwarty ustęp głosił: „Cechą żywej komórki, bez której nie doczekasz się wyznawców, jest umiejętność ewolucji. Na krótką metę organizm potrafi przystosować się do zmiany warunków, ale niekoniecznie będzie to zmiana, która zostanie przekazana potomstwu. Tym, co stanowi o umiejętności adaptacji, jest zmienność genetyczna. Gdy komórka pęka na dwoje, materiał genetyczny ulega replikacji i zostaje rozdzielony po równo do komórek potomnych. W teorii proces ten mógłby zachodzić w nieskończoność, a potomstwo byłoby wierną kopią komórki matki. Wówczas życie nie mogłoby dostosować się do zmieniającego się środowiska. Tak się jednak składa, że białkowi współpracownicy popełniają czasem błędy. Zdarza się, że kopia DNA różni się od oryginału o kilka literek. Efektem tego będzie wytwarzanie odrobinę innych białek. Zmutowany pracownik zazwyczaj działa tak samo lub gorzej niż oryginał albo nie działa wcale. Czasem jednak mutant jest skuteczniejszy. Komórka zatrudniająca takiego wybrańca będzie więc lepiej przystosowana, a jej bycie-w-świecie okaże się wydajniejsze. Wraz ze zmianami środowiska, które wywierają na żyjątka presję selekcyjną, wymierać będą komórki gorzej przystosowane, a te, które niosą w sobie przydatne mutacje, zaczną dominować. Pokolenie za pokoleniem, zmiana za zmianą, mutacja za mutacją komórki będą zdobywać nowe umiejętności i ani się obejrzysz, a zaczną one – ku uciesze tłumów – wywijać twoimi podobiznami wymalowanymi na drewnie. Tako z form prostych ewoluują formy coraz to bardziej skomplikowane. Wiesz już więc, czym życie jest i jaką formę najlepiej mu nadać, by się nie napracować. Rozumiesz też, że komórka składa się z plejady polimerów uporządkowanych podług swojej roli. Zbudowane z aminokwasów białka przekazują i wykonują rozkazy oraz układają się w szlaki metaboliczne, które przeprowadzają alchemiczne przemiany materii i energii. Zbudowane z cukrów oraz kilku dodatków DNA i RNA układają się w kod genetyczny – instrukcję, dzięki której można zbudować każdy element komórki. Wszystko to zamknięte jest w pęcherzyku z tłuszczu, który oddziela kiszkę komórki od zewnętrznego świata. Może się to wydawać skomplikowane, ale nie przejmuj się. Cały ten układ jest całkiem samowystarczalny, a gdy poddasz go odpowiedniej presji, większość pracy wykona proces ewolucji. W twojej antropomorficznej głowie może pojawić się teraz pytanie: w jaki sposób mam wytworzyć te wszystkie skomplikowane podzespoły? Skąd wziąć klocki budulcowe do ich złożenia? Przecież mam do dyspozycji jedynie sterylną, zalaną ognistym deszczem meteorów planetę o nieprzyjaznej atmosferze. Wszędzie tylko cyjanki, dwutlenek węgla i drażniące oczy siarczany. Ta wątpliwość pojawia się u każdego Pierwszego Nieporuszonego Poruszyciela. Nic się nie martw. Poniżej znajdziesz multum przepisów na ożywienie martwej materii”.

Czytaj dalej