Ko tik nepadarysi iš meilės: Lannisterių klaidos, bakterijų seksas ir ar tikrai giminių santuokos turi privalumų?

„Sostų karų“ drakonų lordai Targaryenai nuo senų laikų vesdindavo brolius su seserimis, siekdami išlaikyti „savo kraujo švarumą“. Tuo savo intymius santykius nuolat teisina dvyniai Jaime ir Cersei Lannisteriai, tačiau jų, žinoma, mažai kas klauso. Jie skiriasi tik tuo, kad Targaryenai kraujomaiša užsiėmė vardan savo giminės, o Lannisteriai – dėl savęs.

Kodėl mes darome tai, ką darome? Kas verčia mus gyventi, judėti, kaip nors elgtis?

Bakterijos – ir mes

Pavyzdžiui, bakteriją judina jos genai, tai yra, jos protėvių istorija, – kaip Targaryenus. Šie genai, kuriuose yra visos evoliucinės trajektorijos peripetijų atmintis, sukuria bakteriją kaip savo išgyvenimo priemonę, nes ji negali elgtis kitaip, nei sako genai. Genai yra suinteresuoti, kad bakterija judėtų ir daugintųsi. Bakterija – savo protėvių kopija, todėl, išskyrus retus, atsitiktinius atvejus, ji elgiasi tiksliai taip, kaip ir jie. Bakterija gyvena vardan savo giminės.

Kaip ir bakterijos, didele dalimi sekame savo protėvius. Visgi, kiekvienas žmogus yra unikalus ir skiriasi nuo tėvų viskuo, nuo pirštų atspaudų iki charakterio bruožų. Jei bakterijos paveldi visus pirminio organizmo parametrus, tai žmonės paveldi, galima sakyti, tik bendrus jo sandaros principus. O tai suteikia mums daugiau laisvės judėti, mąstyti ir klausinėti: „O kam visa tai?“ Žmogus pernelyg laisvamėgis, kad šoktų tiksliai pagal genetinę dūdelę.

Bakterijos neturi jokios kitos motyvacijos, tik genetinę. Bakterijoms nėra prasmės klausti, ar jos daro ką nors vardan savęs, ar vardan savo giminės – joms visa tai vienas ir tas pats. Tačiau žmogus gali elgtis kitaip, nei nurodo genai, priešintis praeičiai, savo šeimos valiai. Iš kur pas mus toks laisvės troškimas?

Lannisterių klaidos

Norint suprasti artimų giminaičių santuokų problemą, reikia žinoti esminę mūsų sandaros detalę. Mes esame nulipdyti iš diploidinių ląstelių. Tai reiškia, kad kiekvienoje mūsų organizmo ląstelėje yra po dvi chromosomas, o tai reiškia, po dvi kiekvieno geno kopijas. Tačiau tai nėra tiesiog kopijos. Porinės, kitaip, homologinės chromosomos yra du nepriklausomi archyvai, kuriuose yra skirtingos tų pačių genų versijos – aleliai. Vienas archyvas mums atitenka iš tėvo, kitas – iš motinos.

Kiekvieno žmogaus genome yra daugybė klaidų – mutacijų. Bet kadangi genų labai daug, kiekvienos konkrečios klaidos tikimybė – itin menka. Jei turite dvi to paties geno kopijos, tai kiekvienai mutacijai praktiškai garantuotai bus atsarginė versija, be klaidų, ir nekils jokių problemų.

Tačiau jeigu tėvai – artimi giminės, tai jų ir genai panašūs, todėl labiau tikėtina, kad mutacijos bus tose pačiose vietose. Dėl to smarkiai padidėja tikimybė, kad jų vaikui atsarginės reikiamo geno kopijos neliks.

Tuo ir pavojingas incestas: jis, galima sakyti, apnuogina diploidiškumo maskuojamas mutacijas. Dėl to artimų giminaičių santuokose gerokai dažniau gimsta ligoti vaikai.

Incesto nauda

Tai kokia tada „Sostų karų“ Targaryenų, o taip pat šunų ar bet kokių kitų kilmingų gyvūnų selekcininkų praktikuojamo „kraujo gryninimo“ prasmė? Vėlgi, čia klausimas, kam mes darome tai, ką darome. Incestas – blogai apsigimusių ir sergančių siaubingomis ligomis žmonių atžvilgiu, tačiau gerai jų giminei – Targaryenų klanui, (arba, tarkime, foksterjerų veislei). Apsigimę ir ligoniai neturi palikuonių, taigi, nutraukia savo alelių judėjimą į ateitį, taip atsijodami juos iš „kraujo“, tai yra, giminės genų masyvo. Incestas, galima sakyti, koncentruoja genetinio vandens stiklinėje ištirpusius teršalus, jie nusėda, o vanduo tampa švaresnis.

Kodėl Targaryenams galima, o Lannisteriams – ne? Nes Lannisteriai galvoja apie save ir savo vaikus, o Targaryenai – apie visą giminę. Incestas gali būti nebloga idėja tik tada, jeigu juo paremta visa giminės kilmės istorija ir norite sėkmingai ją tęsti į tolimą ateitį. Vertinant trumpuoju laikotarpiu ir atskirų giminių ryšiuose gimusių vaikų atžvilgiu, incestas tikrai nieko gero nesuteikia.

Būtent artimų giminių santuokos – tiksliau, jų nebuvimas kitose santuokose – iliustruoja principinį mūsų ir bakterijų organizmų skirtumą. Dėl jo mes nesame savo tėvų kopijos, o unikalios, nepakartojamos asmenybės.

Mes paveldime ne tik savo protėvių genus. Paveldime po pusę genų iš dviejų nepriklausomų šaltinių. Lyginant su bakterijomis, mes esame chimeriški organizmai, savyje turintys ne tiesiog ankstesnių kartų nulemtą palikimą, o nuosavą, unikalią, atsitiktinai iš tėvų genomo sudėtą motyvacijų kombinaciją. Šis atsitiktinis genų susimaišymas turi atskirą pavadinimą: lytinis dauginimasis.

Ispaniškai kalbančiose kultūrose panašiai paveldimos pavardės. Jos irgi susideda iš dviejų dalių: pavyzdžiui, žmogaus, kurio vardas Pablas, pavardė gali būti García Sánchez. Tokia pavardė susideda iš tėvo ir motinos pusių – o ir tėvas, ir motina taip pat turi dvigubas pavardes (mūsų pavyzdyje jie gali būti, tarkime, Diego García-Mendes ir Maria Sánchez-Campos), kurios paveldima tik pusė. Tradiciškai tėvo pusė eidavo pirmiau, tačiau dabar pasitaiko ir skirtingo eiliškumo variantų, ir pusių pasirinkimo tolesniam paveldėjimui, dėl ko šis procesas dar labiau supanašėja su chromosomų perdavimu.

Seksualiniai ląstelių santykiai

Kažkada du vienaląsčiai mūsų protėviai susiliejo į vieną. Tai galėjo įvykti pasinaudojant naujovišku membraniniu aparatu, kurį ankstėliau jau panaudojo Asgardo archėjai, kad taptų eukariotais: prarijo mitochondriją, apsupo DNR branduoliu ir užpildė save burbuliukais – oraganelėmis. Daugumą archėjų ir bakterijų dengia ląstelės sienelių šarvai. Gi eukariotų protėviai šiuos šarvus nusimetė ir vietoje jų užsiaugino citoskeletą – judrius ląstelinius kaulus, ant kurių, kaip ant rėmo, užtempta minkšta membrana. Turint citoskeletą, galima kontroliuoti išlinkimą, judėjimą ir pumpuravimąsi. Turėdami tokią judrią or plastišką membraną, du eukariotais galėjo susilieti ir sumaišyti ląstelių turinį į vieną ląstelę-chimerą.

Daugumos šių pirmųjų „minkštų“ eukariotų palikuoniai visgi grįžo prie ląstelės sienelės idėjos ir apgobė savo ląsteles naujo tipo šarvais: celiulioziniais, kaip augalai, chitininiais, kaip grybai, ar net titnago, kaip dvikiaučiai titnagdumbliai, dėl ko šie vienaląsčiai sutvėrimai atrodo lyg padaryti iš stiklo. „Minkštaląsteliškumas“, panašus į senųjų eukariotų turėtą, – vienas iš svarbiausių skiriamųjų bruožų gyvūnų karalystės bruožų, tad, prie ląstelės sienelių temos dar grįšime.

Gyvojoje gamtoje beveik viskas prasideda atsitiktinai, tačiau beveik visi atsitiktinumai neduoda jokio rezultato. Galima manyti, kad ir šiuo atveju nutiko kažkas panašaus. Dviejų ar net daugiau ląstelių susiliejimai tikriausiai vyko ir anksčiau. Ir tų ląstelių seksualiniai nuotykiai dažniausiai tuo ir baigdavosi: paplaukioja sau tokia ląstelė-chimera ir sunyksta. Tačiau kartą chimeroje kažkas nutiko, ir ji ėmė dalytis – pati, visa. Su dviem rinkiniais genų, kurie anksčiau dauginosi nepriklausomai vienas nuo kito. Šiuo momentu atsitiktinai susiliejusios ląstelės virto kai kuo visiškai nauju – diploidu. Du jos chromosomų rinkiniai pradėti paveldėti kaip vienas.

Pagal kitą versiją, iš pradžių diploidiškumas atsirado ne dėl dviejų ląstelių susiliejimo, o padvigubėjus vienos ląstelės genomui. Bet kuri ląstelė, netgi bakterinė, prieš pasidalindama, savo genomą padvigubina, kad kiekviena dukterinė ląstelė gautų po kiekvieno geno kopiją. Kai ateina laikas dalintis dukterinėms ląstelėms, jos vėl padvigubina genomą ir vėl dalinasi. Nesunku įsivaizduoti ląstelę, kuri dėl kokių nors priežasčių praleido vieną dalinimąsi šioje dvigubėjimo-dalinimosi-dvigubėjimo-dalinimosi sekoje.

Tačiau diploidiškumas dar nėra lytinis dauginimasis, o tik jo sąlyga. Dviejų „viengubų“ ląstelių susiliejimas į vieną „dvigubą“ vadinamas apvaisinimu. Be apvaisinimo, lytiniam dauginimuisi dar reikia ir atvirkščio proceso: „dvigubos“ ląstelės virtimo „vienguba“. Šis procesas, apvaisinimas atvirkščiai, vadinamas mejoze, o „viengubos“ ląstelės – haploidinėmis.

Kam mejozė ir lytinis dauginimasis išvis reikalingi, paprasčiausia suprasti, panagrinėjus jo neturinčius – tai, kaip įprasta, bakterijos,

Bakterijų seksas

Sekundėlei įsivaizduokime bakterijų seksą. Tarkime, dvi švelniausių jausmų vedinos bakterijos nusimetė savo ląstelių sieneles ir susiliejo, sujungdamos savo chromosomas, ir, kadangi kiekviena bakterija teturi vieną chromosomą, gaunama diploidinė bakterija su dviem chromosomomis. Jeigu ji sumanytų atlikti mejozę ir šią chromosomų porą padalintų į atskiras dalis, būtų gautos lygiai tos pačios dvi bakterijos, nuo kurių viskas ir prasidėjo. Visai neaišku, kurių galų joms tokio beprasmiško ciklo galėtų prisireikti.

Beje, bakterijų pasaulyje kažkas panašaus į seksą ir tiesų egzistuoja, ir tai vadinama konjugacija. Tačiau šiuo atveju visavertis ląstelių ir genomų susiliejimas nevyksta. Vietoje to tarp dviejų bakterijų susidaro tiltelis, kuriuo perduodama nedidelė genetinė žinutė – plazmidė. Tai veikiau primena apsikeitimą naujienomis, o ne apvaisinimą. Ilgainiui konjugacija didina organizmų panašumą, o seksas – skirtumus.

Tačiau jeigu kiekvienoje ląstelėje-partnerėje yra ne viena, o bent dvi chromosomos, tada susiliejimas ir vėlesnė mejozė įgauna prasmę. Ir iš tiesų, genomo pasidalinimas į daug chromosomų – vienas iš svarbiausių eukariotų ir bakterijų skirtumų.

Kuo daugiau chromosomų, tuo daugiau kombinacijų iš jų galima sudaryti. Apvaisinimo metu visos chromosomos susimaišo, o vykstant mejozei, kiekviena chromosomų pora atsitiktinai pasiskirsto tarp dukterinių ląstelių. Jei chromosomos dvi, tada jau yra ne tik du pradiniai variantai, bet ir dar du kiti, sumaišyti – tad iš viso 4. Jeigu chromosomų 3, tai variantų 8. O iš 23 chromosomų porų, kaip kad turime mes, galima jas sukombinuoti 8,3 milijonais būdų. Tokia rekombinacija, (paprasčiau – sumaišymas) ir yra lytinio dauginimosi – pakaitomis vykstančio susiliejimo ir mejozės – prasmė.

Istoriniu požiūriu, lytinis dauginimasis – visai ne dauginimasis. Tai būdas sumaišyti savo genus su svetimais ir sukurti naujas, potencialiai sėkmingas kombinacijas, ir kuo daugiau skirtingų kombinacijų, tuo geriau.

Visa lytinio dauginimosi mechanika surėdyta taip, kad vyktų kuo daugiau maišymosi. Yra chromosomų maišymasis: atsitiktinis jų patekimas į dukterines ląsteles. Yra vadinamasis krosingoveris – kai vienoje mejozės stadijoje susipina ir apsikeičia atkarpomis homologinės chromosomos, tai yra, vyksta ne tik pačių chromosomų, bet ir jų alelių susimaišymas. Tačiau pagrindinis įvairovės šaltinis – pati lytinių ryšių laisvė. Organizmų susimaišymas. Lytinis dauginimasis reiškia, kad organizmai gali spręsti, su kuo nori sukombinuoti savo genus. Lytinis dauginimasis suteikia mums pasirinkimą.