GODNE UWAGI

 
Nasza percepcja nie jest w stanie wchłonąć, zintegrować i zinterpretować wszystkich bodźców dlatego je selekcjonuje. Nazywamy to uwagą. Chodzi o to, żeby wyłowić z docierających informacji to co naprawdę ważne, a resztę zignorować. Siłą rzeczy taki filtr nie może być obiektywny - kształtują go aktualne potrzeby i emocje, ale również doświadczenia i przekonania.

Mamy różne osobiste kryteria selekcji informacji, dlatego postrzegamy rzeczywistość inaczej. Uwaga jest "wąskim gardłem" przez jaki informacje dostają się do świadomości. Lecz tłumione informacje przetwarzane są podświadomie - znany jest choćby efekt coctail party. Na przykład na imprezie w gwarze wielu rozmów potrafimy nagle usłyszeć swoje imię w rozmowie toczonej gdzieś na drugim końcu sali...

Nie śledziliśmy tej rozmowy, ale nagle "przełączamy" na nią całą uwagę. To zrozumiałe bo prawdopodobnie ktoś o nas mówi - być może obrabia nam dupę. Nagle więc to ta rozmowa dociera do naszej świadomości, a cała reszta staje się "szumem tła". Mózg ma różne mechanizmy alarmowe - gdyby nagle ktoś krzyknął "pożar!!!" też na pewno zmieniłbyś kierunek swojej uwagi.

Mózg nawet gdy jest skupiony na jakimś zadaniu (dajmy na to prowadzeniu towarzyskiej pogawędki) i tak monitoruje inne sygnały z otoczenia tyle że podświadomie. To prastary ewolucyjny system ostrzegawczy wykrywający w otoczeniu potencjalne zagrożenia. Bodźce o silnym znaczeniu emocjonalnym - dotyczące nas i bliskich osób, ale też seksu czy pieniędzy - natychmiast przyciągają uwagę.

Ponadto intrygują nas rzeczy nowe i niepasujące do dotychczasowego wzorca. W przypadku powtarzalnych i neutralnych bodźców uczymy się je ignorować co nazywamy habituacją. Wszelkie zmiany mogą jednak nieść nowe zagrożenia (lub korzyści) mózg więc z automatu uruchamia uwagę kiedy trafia na coś "innego". Gdy ptak zobaczy "stracha na wróble" to może się początkowo go obawiać, ale po jakimś czasie się z nim oswoi.

Poza świadomością mózg przetwarza bodźce za pomocą  szybkich i automatycznych układów nerwowych. Wszystkie sygnały sensoryczne - zanim dostaną się do świadomości - muszą przejść selekcję w strukturze zwanej wzgórzem. Tam właśnie zachodzi tak zwane bramkowanie sensoryczne. Tam powtarzalne sygnały są wygaszane, a istotne bodźce wyławiane z szumu. Dzięki temu możemy koncentrować się na tym co w danej chwili wydaje się istotne.

Informacje wzrokowe i słuchowe - zanim jeszcze sobie je uświadomimy - przechodzą też przez ciało migdałowate. To biologiczne centrum alarmowe które uruchamia reakcję stresową typu "walcz albo uciekaj". Jeśli wykryje potencjalne zagrożenia natychmiast przerywa inne procesy - gdy zobaczymy na przykład pędzący w naszym kierunku samochód automatycznie odskoczymy zanim uświadomimy sobie co się dzieje.

Ciało migdałowate współpracuje blisko w z hipokampem, który przenosi informacje z pamięci krótkotrwałej do długotrwałej. Jeśli chodzi o uwagę hipokamp nadaje zdarzeniom kontekst emocjonalny. Wszystko co wywołało silny strach, złość lub ekscytację zostaje zapisane głęboko w pamięci. Ma to nas chronić przed popadnięciem drugi raz w takie same tarapaty. Skutkiem ubocznym może być niestety zespół stresu pourazowego kiedy traumy z przeszłości zaburzają funkcjonowanie w normalnych sytuacjach.

Niezależnie od hipokampa rozwija się też pamięć utajona. W móżdżku, jądrach podstawy czy właśnie ciele migdałowatym zapisywane są informacje podświadome dotyczące choćby czynności motorycznych czy bezpiecznych lub niebezpiecznych wzorców w otoczeniu. Po opanowaniu jakiejś umiejętności (prowadzenia auta, pisania na klawiaturze, gry na instrumencie) nie musisz zastanawiać się nad każdym kolejnym ruchem.

Nieświadome ślady pamięciowe budują w naszym mózgu sieć skojarzeń dzięki którym możliwe jest torowanie (prymowanie). Każdy docierający bodziec budzi w mózgu określone skojarzenia - dajmy na to że banan jest żółty. Wpływa to na przebieg aktywacji sieci neuronowej. I co z tego? Sposób postrzegania każdego kolejnego "neutralnego" bodźca zależy od tego jakie bodźce wcześniej przetwarzałeś.

Wiedzą o tym niestety specjaliści od manipulacji, dezinformacji, propagandy, polityki i reklamy, więc budują skojarzenia poprzez język i obrazy, tak być wszystko odpowiednio ci się kojarzyło. Znany w psychologii jest choćby efekt zakotwiczenia - kwota rzucona na początku negocjacji staje się punktem odniesienia nawet jeśli jest zawyżona czy zaniżona. Informacje czy też bodźce podane jako pierwsze zyskują "prymat" nad następnymi. 

Dlatego tak ważne jest pierwsze wrażenie i często ulegamy samospełniającym się przepowiedniom. Nasza świadomość jest pewnym kontinuum zachodzących w niej procesów. Każda myśl wpływa na następną, więc wszystko co odbiera percepcja toruje interpretację kolejnych informacji. Chodzi o to jakie emocje są aktualnie aktywowane w naszej podświadomości.

Wiąże się z tym ramowanie komunikatu. Jeśli stworzysz odpowiedną ramę (na przykład zysku lub straty) możesz sprawić, że mózg "oślepnie" na inne interpretacje czy niezgodne z nią informacje. Poprzez kontekst tworzysz perspektywę - różne dupki udają że troszczą się o "wspólne dobro", szantażują nas emocjonalnie czy odwołują się do naszej ambicji. Emocje, emocje i jeszcze raz emocje...

Ludzki mózg pomimo całej swojej "logiki" jest niebywale emocjonalny. Niczym psy Pawłowa ulegamy klasycznym uwarunkowaniom i często tylko dorabiamy do swoich odruchów "racjonalne" wytłumaczenie. Często udajemy (także przed samymi sobą) że kierują nami zupełnie inne pobudki niż w rzeczywistości, bo jesteśmy egoistyczni, egocentryczni i lubimy stawiać na swoim.

Nie inaczej jest z naszą uwagą. Nie poświęcamy jej z reguły sprawom wzniosłym, ale zupełnie banalnym. Ewolucja premiowała koncentrację na przetrwaniu, konformizmie i relacjach z innymi ludźmi. Myślimy więc o pieniądzach, statusie i wizerunku. Jesteśmy pogrążeni w pędzie, zmęczeni lub zestresowani...  Logistyka życiowa i rutyna nie zostawia nam wielkiego pola do popisu.

Motywacja nie jest kwestią wolnej woli ale dopaminy, bo to ona właśnie "oznacza" jak ważne są w naszej percepcji określone bodźce. Gdy mózg dostrzega szansę na nagrodę zaczyna wydzielać dopaminę, a wtedy koncentrujemy się na danym celu. Gdy już czujemy dopaminę uznajemy zadanie za warte zachodu, nawet jeśli początkowo wydaje nam się ciężkie.

Odpowiedni poziom dopaminy w korze przedczołowej pozwala utrzymać skupienie na jednym zadaniu. Kora przedczołowa to centrum dowodzenia w mózgu, które kieruje odgórną (świadomą) uwagę na określone bodźce. Działa w opozycji do uwagi oddolnej która wiąże się z systemem alarmowym, reagowaniem na nagłe zmiany i emocjami.

Silne emocje mogą niestety "wyłączać" korę przedczołową, choć w to kora przedczołowa dzięki odpowiedniemu panowaniu nad nimi potrafi kierować uwagę na pracę, naukę, pasję i aktywności wymagające skupienia. Niestety jej działanie generuje dla organizmu wysokie koszty energetyczne, więc niewyspany, zmęczony, głodny i przebodźcowany łatwiej uciekasz w stare nawyki i szukasz łatwej przyjemności.

Brak energii, ciągle przełączanie uwagi i zmęczenie decyzyjne (bo z każdą podjętą w ciągu dnia decyzją zużywasz energię) sprawia, że wieczorem jesteś wyczerpany i masz tylko ochotę na bezmyślny reset - piwko, telewizor, skrolowanie telefonu... Metabolizm jest nieubłagany. Czego zresztą masz jeszcze wymagać od siebie? O twoją wyczerpaną uwagę walczą superkomputery, sztuczna inteligencja, zespoły inżynierów, media, reklamodawcy, korporacje i politycy...

CUDOWNE LATA

 
Stereotyp ćpuna łączy uzależnienie z marginesem społecznym - gorzej wyedukowaną i mniej zamożną częścią społeczeństwa ze skłonnością do zachowań przemocowych i patologicznych.  Oczywiście popadnięcie w nałóg może się skończyć właśnie degradacją społeczną, ale jest to problem dotyczący wszystkich warstw społecznych.

Jakby nie patrzeć ćpun z biednej rodziny - w której w dodatku brak konstruktywnych wzorców i wsparcia - szybciej się stoczy i wyląduje na ulicy lub w pierdlu. Jeśli miał jednak "szczęście" urodzić się synem jakiegoś bogatego dupka dłużej będzie w stanie utrzymywać pozory normalnego życia, a w ostateczności trafi do jakiejś prywatnej kliniki.

Poza tym biedak będzie ćpał gorszy syf, który bardziej spustoszy mu organizm i mózg... Amfetamina powoduje na przykład znacznie większe wyniszczenie organizmu i psychiki niż kokaina, nie mówiąc już o metamfetaminie. Również popularny "kryształ (mefedron, klefedron i tym podobne) pomimo krótkiego czasu działania znacznie bardziej uszkadza neurony.

W grę wchodzą także stymulujące środki na receptę przy których mamy przynajmniej ten plus, że są farmaceutycznie czyste, ale najlepiej nie ruszać tego w ogóle. I one uzależniają, zaburzają sen i łaknienie, zwiększają cieśnienie krwi, powodują "zjazdy" emocjonalne... Osoby o wysokim statusie mają jednak pierdolca na punkcie wydajności, a w dodatku walczą z wypaleniem.

Nie można sobie odpuścić, bo prowadzenie firmy, robienie kariery, osiąganie wyników to dla nich sens życia. Będziesz mieć potem problem z wyciszeniem się i snem, ale od czego jest alkohol i benzodiazepiny. Jeśli dodatkowo zacznie cię coś boleć to "pomogą" opioidy. Większość przypadków śmiertelnych bierze się z takich właśnie miksów.

Wbrew stereotypom to młodzież z tak zwanych "klas wyższych" jest bardziej narażona na kontakt ze stymulantami. W elitarnych szkołach wskaźniki zażywania są wyższe od średniej w tej samej grupie wiekowej, bo młodzież która ma więcej własnych środków finansowych podlega również większej presji. Pieniądze i prestiż rodziców tworzą zaś bufor ochronny.

Innym paradoksem jest to, że osoby o wyższym ilorazie inteligencji częściej eksperymentowały w młodości z alkoholem, narkotykami, czy innymi używkami. Nie wysuwajmy z tego fałszywych wniosków, że to właśnie trucie się szkodliwymi specyfikami spowodowało u nich lepszy rozwój mózgu ponieważ przeczy to wiedzy medycznej.

Niemniej statystyka pokazuje, że osoby inteligentniejsze (według ustandaryzowanych testów) częściej mają za sobą doświadczenie ze środkami wpływającymi negatywnie na pracę układu nerwowego. Po części może to wynikać z ich zdolności analitycznych - szybciej wyłapują nieścisłości w edukacji antynarkotykowej (na przykład demonizowanie marihuany).

Mogą mieć też złudne poczucie, że są na tyle bystrzy by kontrolować zażywanie. Mechanizmy neurobiologiczne są niestety nieubłagane. Wiedza przegrywa ostatecznie z głodem biochemicznym, bo to ukierunkowanie dopaminy decyduje o naszym zachowaniu. Inteligencja i elokwencja mogą za to pogłębiać mechanizm iluzji i zaprzeczeń przez intelektualizację, racjonalizację, projekcję, minimalizowanie...

Osobie inteligentnej łatwiej jest po prostu ukryć problem. Ma ona też wyższą potrzebę stymulacji, a więc jest bardziej skłonna do nudy. Istnieje powiedzenie, że inteligentni ludzie się nie nudzą, ale dotyczy to raczej umiejętności organizowania sobie czasu. Inteligencja rozkwita kiedy jest wolna, skrępowana w klatce strasznie się męczy.

Jeśli mózg nie ma odpowiednich (pasjonujących) wyzwań a jest zmuszony do rutynowych czy też wypalających czynności - pozbawionych dla niego sensu - szuka innych źródeł dopaminy. Niższa wrażliwość na codzienne bodźce skłania do poszukiwania nowych doznań. Choć w kontekście "trucia się" brzmi to dziwnie, w stronę destrukcyjnych substancji małolata może pchać ciekawość poznawcza i otwartość na doświadczenia.

A te właśnie cechy korelują z wyższym IQ. Krytyczny buntownik odrzuca społeczne zakazy i sam testuje różne stany świadomości. Jak widać może to być miecz obosieczny. Eksperymenty mogą napędzać rozwój jak i prowadzić na manowce. Nie bez przyczyny mówi się, że ciekawość to pierwszy stopień do piekła. Przejście do nałogu nie jest już kwestią ciekawości lecz regulowania sobie coraz bardziej rozregulowanej biochemii.

Najsmutniejszym zaś elementem tej układanki jest to, że inteligentne dzieciaki często sięgają po niebezpieczne używki dlatego, że są odrzucane, wyśmiewane, czy wręcz szykanowane przez grupę rówieśniczą. W młodym wieku emocje i umiejętności społeczne mogą nie nadążać za myśleniem. Ćpanie może być więc sposobem poszukiwania akceptacji w grupie lub emocjonalnej ucieczki.

Brak wspólnych tematów, zainteresowań czy poczucia humoru może prowadzić do wyobcowania w grupie młodzieży skupionej na nadążaniu za trendami. Ryzykowne zachowania mogą więc być maską pod którą ukrywamy nielubianą twarz dziwaka. Dla celów społecznych szczyl może nawet maskować własną inteligencję naśladując głupców, ukrywając zainteresowania, upraszczając język.

Status materialny i intelekt nie stanowią więc żadnej skutecznej "tarczy" zwłaszcza jeśli chodzi o młodego człowieka. Sytuacja materialna w niewielkim stopniu wpływa na nasz dobrostan, choć nie w takim jaki jej poświęcamy. Między naszym intelektem a poczuciem szczęścia nie ma natomiast większej korelacji. Błądzić jest rzeczą ludzką.

Wbrew biadoleniu starych  moralistów papierosy, alkohol i narkotyki są wśród młodzieży szkolnej coraz mniej modne. Jeśli chodzi o polskie statystyki w XXI wieku stosowanie tych środków przez uczniów jest na rekordowo niskim poziomie. Dziś młodzież chętniej szuka pobudzenia w świecie cyfrowym, co wiąże się z nowymi zagrożeniami...

ROZWÓJ OSOBISTY

 
Starego psa nie nauczysz nowych sztuczek. Trochę podobnie jest z człowiekiem, choć uczymy się przez całe życie. Z wiekiem jednak obniża się plastyczność naszego mózgu - struktury coraz bardziej "zastygają". Do pewnego stopnia jest to korzystne - przybywa nam skrystalizowanej wiedzy, ale ubywa płynności przetwarzania. A rzeczywistość ciągle się zmienia.

Starzy ludzie mają więc często problem ze zrozumieniem nowych technologii i trendów kulturowych. Mogą nawet odrzucać dekadencką współczesność jako czas w którym świat stanął na głowie - kiedyś wszystko miało niby być na swoim miejscu. Teraz wszystkich kompletnie pojebało, a już najbardziej młodzież. Trochę to przerysowane, trochę nawet prawdziwe.

Tak zwany "postęp" generuje różne cywilizacyjne problemy. Nie jest to więc tylko biadolenie starych grzybów. Ale dużo w tym zwykłego braku elastyczności. Nie jesteśmy w stanie bez przerwy się zmieniać, zwłaszcza kiedy mózg zaczyna się degradować (nie mówiąc już o innych organach). Ciekawość się wyczerpuje, doświadczenia przestają zaskakiwać, cynizm podpowiada trywialne wyjaśnienia.

Kiedyś wierzyliśmy, że świat można zbawiać, idee mają treść, a ludzie nie są tylko skoncentrowanymi na własnej dupie egoistami. Wieloletni wysiłek często okazuje się bezwartościowy, błędy niemożliwe do naprawienia, potencjalne lub urojone szanse stracone bezpowrotnie... Uczymy się realizmu życiowego tak długo aż przerodzić się może w zgorzknienie.

Tym bardziej jeśli ze strony innych doświadczyliśmy nielojalności czy krzywdy, a na tym łez padole nie jest to oczywiście rzadkością. Co więcej manipulacja, koniunkturalizm i oportunizm często windują różne kreatury, podczas gdy w nas rodzi się dysonans poznawczy. Tak czy siak zaakceptować musimy wady i niedoskonałości tego przereklamowanego świata oraz przemądrzałych homo sapiensów.

Ale to już zaczyna brzmieć filozoficznie, a to oczywiście wszystko sprawka naszych neuronów... Nabieramy nieuniknionego doświadczenia, ale kumuluje się ono w połączeniach synaptycznych. Ciągły proces zapisu sprawia, że siatka pojęciowa się rozrasta - łatwiej jest dokleić kolejny element kiedy jest do czego. Doświadczony mózg łatwiej rozpoznaje wzorce właśnie dlatego, że widział już w życiu niejedno.

Z czasem mózg zaczyna się "specjalizować" poprzez podejmowaną aktywność. Jeśli mamy szansę rozwijać się przez lata w jakiejś dziedzinie być może zostaniemy ekspertami. Kiedy jednak mózg nieubłaganie traci swoją plastyczność zamiast szukać nieszablonowych rozwiązań odwołuje się do stabilnych, ugruntowanych i sprawdzonych algorytmów postępowania.

Problem zaczyna się robić wtedy, kiedy nijak nie pasują do nowych sytuacji. Kompensacja biologiczna na pierwszy plan wysuwa skrystalizowane zasoby wiedzy, które niestety się dezaktualizują. Mózg jest więc zmuszony uczyć się czegoś od nowa, a ma już mniejszą szybkość przetwarzania, pamięć roboczą i zdolność porzucania starych nawyków. Senior staje się zakładnikiem swoich doświadczeń.

Młody umysł ma natomiast ochotę eksperymentować. Dopiero odkrywa rzeczywistość. Jego mózg jest "konstruowany" poprzez zbieranie danych i informacji zwrotnych oraz testowanie różnych możliwości. Układ dopaminowy jest bardziej reaktywny, a zatem spragniony nowości. Z czasem chęć ryzyka przyhamuje dopiero kora przedczołowa, ale najpierw musi nauczyć się tego i owego.

Ten najbardziej "rozsądny" moduł dojrzewa w pełni kiedy już jesteśmy dorośli (około 25 roku życia) w procesie mielinizacji i przycinania synaps. Czemu tak późno? Żebyśmy mogli zrozumieć skomplikowane niuanse rządzące społeczeństwem. W przeciwieństwie do tak zwanego "serca" (nazwijmy je układem limbicznym) "rozum" (kora przedczołowa) mówi nam co jest długoterminowo, kulturowo i społecznie właściwe.

Młody mózg jest tak plastyczny, że wytwarza wręcz za dużo połączeń synaptycznych. Wiąże się to oczywiście z nauką, bo musi się nauczyć dosłownie wszystkiego. Jako pierwsze dojrzewają obszary odpowiedzialne za wzrok, słuch i ruch. Występują tu różne okresy krytyczne - jeśli  mózg w porę nie nauczy się rozpoznawać obrazów, przetwarzać mowy czy kontrolować motoryki ciała to niestety będzie na to za późno. 

Dwuletnie dziecko ma już więcej połączeń synaptycznych niż dorosły, lecz wtedy mózg zaczyna je eliminować - usuwa te zbędne żeby uporządkować układ i oszczędzać energię. Pierwsza fala przycinania synaptycznego we wczesnym dzieciństwie dotyczy właśnie obszarów wzrokowych, słuchowych i ruchowych (2-6 rok życia). Druga zaczyna się w okresie dojrzewania i obejmuje korę przedczołową.

W międzyczasie pod wpływem hormonów płciowych rozrasta się układ limbiczny, więc nim kora przedczołowa będzie gotowa przejąć kontrolę znajdziemy się w sytuacji emocjonalnej huśtawki bez odpowiednich hamulców. Oto właśnie mózg nastolatka. Uwrażliwiony na nagrody społeczne liczy się ze zdaniem grupy rówieśniczej bardziej niż ze zdaniem rodziców. Szuka akceptacji, bagatelizuje ryzyko, pragnie dopaminy...

Pomimo oczywistych deficytów samokontroli gówniarz uczy się nowych rzeczy sprawniej niż starzec. Szczenięce lata zazwyczaj przeznaczamy na edukację. Później absorbcja wiedzy ustępuje jej praktycznemu zastosowaniu. Przynajmniej w teorii, bo spora część tej szkolnej wiedzy okazuje się bezużyteczna. Ale jest to jakiś trening neuronów. No i umiemy potem czytać i liczyć. Znamy nawet jakieś fakty z geografii i historii...

A poza tym mamy wtedy możliwość trochę poeksperymentować nie przejmując się przyszłością. Później możemy nazwać to błędami młodości, lecz człowiek uczy się na błędach. Eksperymentowanie jest koniecznym etapem budowania własnej tożsamości. Otwartość na nowe doświadczenia wygasa kiedy już "wiemy swoje". Dorosły mózg biologicznie blokuje powstawanie nadmiernych zmian.

Struktury białkowe zwane sieciami perineuronalnymi "cementują" neurony i struktury synaptyczne. Spada gęstość receptorów dopaminowych. Szukamy skojarzeń w starych szufladkach. Nieodwołalnie pogrążamy się w rutynie. Mózg instynktownie unika chaosu. Na tym właśnie polega pospolite zdziadzienie. Najwyraźniejszym objawem jest pierdolenie w kółko tego samego.

WIECZNY RECYKLING

 
Nicienie to prymitywne robaki zamieszkujące wszystkie ekosystemy - wody słodkie i słone, glebę oraz organizmy żywe na których pasożytują. Szczególnie interesującym gatunkiem jest Caenorhabditis elegans, o niepozornych rozmiarach jednego milimetra. Siedzi w glebie i żywi się zgnilizną. Ze względu na swoją prostotę i przezroczystość jest to najlepiej poznany organizm wielokomórkowy.

Składa się ze stałej liczby komórek, co pozwoliło dokładnie zmapować jego organizm i prześledzić działanie każdej z nich. Znamy dokładną historię podziału każdej komórki od zapłodnienia do dorosłości. Mamy pełny atlas ekspresji genów w każdej komórce na różnych etapach robaczego życia. Dzięki tej żmudnej analizie dostrzeżono pewną matematyczną sprzeczność.

Podczas procesu embrionalnego i larwalnego u obojnaka powstawało 1090 komórek somatycznych lecz dorosły osobnik posiadał tylko 959. Gdzieś po drodze "znikało" 131 komórek. Komórki umierały i zostawały "pożerane" przez inne tkanki. Ze względu na precyzyjną powtarzalność jasnym było, że nie jest to proces przypadkowy, a ściśle zaprogramowany.

Zresztą już w latach siedemdziesiątych brytyjscy naukowcy doszli do wniosku, że niektóre komórki ssaków umierają w sposób uporządkowany i nazwali to apoptozą. W następnej dekadzie amerykański biolog molekularny Howard Robert Horovitz zaczął szukać genetycznych przyczyn tej śmierci komórkowej u naszego nicienia C. elegans.

Znalazł konkretne geny które tym sterują i udowodnił, że podobne mechanizmy genetyczne występują u ludzi. Jest to ważne w kontekście pewnych chorób neurodegradacyjnych (gdzie komórki umierają przedwcześnie), a przede wszystkim nowotworowych (gdzie zmutowane komórki nie chcą umierać). Komórka musi "wiedzieć" kiedy staje się w organizmie zbędna. 

Za badania nad tym skromnym robaczkiem Horovitz dostał w 2002 roku Nagrodę Nobla. Dziś wiadomo, że dokładna liczba komórek obojnaka to 1033 bo w 2025 roku odkryto dodatkową parę neuronów, ale to taki szczegół... Żeby było ciekawiej nie wszystkie nicienie C. elegans są obojnakami - statystycznie jeden na tysiąc rodzi się samcem.

Samce powstają z reguły jako... błąd genetyczny. Obojnaki zapładniają własne komórki jajowe własnymi plemnikami, lecz sporadycznie podczas mejozy dwa chromosomy płciowe (XX) nie rozdzielają się prawidłowo i powstaje komórka bez chromosomu. Gdy łączy się z "normalną" komórką (posiadającą jeden X) powstaje rzadki samiec.

Lecz gdy już się pojawi w populacji sytuacja ulega zmianie. Samce produkują plemniki z których połowa ma chromosom X, a połowa nie ma go wcale. Hermafrodyta zaś posiada komórki jajowe z jednym chromosomem X. W wyniku klasycznego aktu seksualnego powstaje więc 50% samców i 50% obojnaków. Tylko po co "samowystarczalnym" obojnakom samce?

Ewolucja ich nie wyeliminowała, więc pewnie bywają przydatni... To genetyczna "pula ratunkowa". Jak wiadomo dzięki aktom seksualnym dochodzi do rekombinacji genów, a różnorodność zwiększa szanse na przetrwanie jeśli warunki środowiskowe ulegną zmianie. Część nowych genów może być przydatna w obliczu nowych zagrożeń.

Dodatkowo hermafrodyta produkuje ograniczoną liczbę plemników - około 300. Jeśli jednak dostanie plemniki od innego osobnika może złożyć nawet 1000 jaj (czyli ponad trzykrotnie więcej). W idealnych warunkach samce zanikają gdyż samozapłodnienie jest wygodniejsze i szybsze. Lecz jeśli wystąpi czynnik stresowy (brak pożywienia, toksyny, patogeny) samców zacznie przybywać, żeby przyspieszyć ewolucję populacji.

Jeśli zaś chodzi o anatomię to między samcami a obojnakami występują znaczne różnice. Otóż samiec ma dokładnie 1033 komórki. Posiada 41 dodatkowych komórek mięśniowych w tylnej części ciała koniecznych mu do odbycia rytuału godowego. Obojnak posiada 302 neurony, a samiec 83 neurony więcej - odpowiadają one za zachowania seksualne.

I tu przechodzimy do najciekawszej moim zdaniem części czyli układu nerwowego. Jak już wiemy samce to rzadkość, więc nicienie C.elegans dysponują na ogół 302 neuronami. Dzięki temu że mają ich tak mało możemy dokładnie przyjrzeć się pracy ich układu nerwowego - nie tworzy on scentralizowanego mózgu, lecz sieć (konektom) pozwalającą reagować na podstawowe bodźce.

Ze względu na ograniczoną liczbę komórek C.elegans inteligencją oczywiście nie grzeszy, ale i tak potrafi nas zaskakiwać. Gdy zaczęto go badać w latach sześćdziesiątych naiwnie sądzono, że taki prymityw musi być "biologicznym robotem". Sądzono że jego zachowanie jest całkowicie automatyczne, a skromna liczba neuronów działa jako z góry zaprogramowany obwód elektryczny.

Receptor miał odbierać bodziec, przekazywać go do interneuronu, ten zaś przekazywać miał ją komórce ruchowej uruchamiając mięsień. Ale jego układ nerwowy nie jest sztywną matrycą - sieć jest potężnie splątana, pełna pętli sprzężeń zwrotnych i alternatywnych ścieżek. Występuje w niej zmienność (plastyczność) połączeń nerwowych, choć główne ścieżki synaptyczne są stałe...

Poza tym jego układ nerwowy może działać bezprzewodowo, za pomocą neuropeptydów działających w przestrzeni międzykomórkowej. Co z tego wszystkiego wynika? Nawet najmniejszy robaczek ma pamięć i może się czegoś nowego nauczyć. A to dlatego że układ nerwowy w trakcie rozwoju ulega przebudowie. Robaczek zdobywa pewną wiedzę, choć żyje tylko dwa tygodnie.

Wyróżniamy zwłaszcza dwa mechanizmy - asocjację i habituację. Nicienia szczególnie interesują aspekty pożywienia i zagrożenia życia. Może w tym kontekście wytwarzać pozytywne bądź negatywne skojarzenia. Proces tworzenia tych skojarzeń (asocjacji) to nic innego jak dobrze znane pawłowskie warunkowanie. Habituacja to zaś przyzwyczajenie czyli brak reakcji na powtarzający się bodziec, który nie niesie ze sobą żadnych konsekwencji.

Więc choć robaczek żyje krótko posiada zarówno krótkotrwałą jak i długotrwałą pamięć. Może nie wydaje nam się to specjalnie spektakularne - potrafi pamiętać jakiś czynnik przez dobę - lecz jego układ nerwowy wiele mówi o... naszym mózgu. Otóż podobnie jak ludzie C. elegans reguluje sposób komunikacji swoich neuronów neuroprzekaźnikami. A wśród nich znajdziemy starą dobrą dopaminę, serotoninę, acetylocholinę, kwas GABA i glutaminian.

Kiedy robaczkowi podawano LSD jego życie wydłużało się o 17-18%, ograniczając odkładanie się lipofuscyny która wraz z wiekiem uszkadza komórki (produkt uboczny rozkładu kwasów tłuszczowych nasilający stres oksydacyjny). Składał jednak mniej jaj i mniej żerował, bo serotonina informowała go o nasyceniu i dobrobycie.

Po alkoholu stawał się nadpobudliwy, a w fazie upojenia nieskoordynowany czy wręcz sparaliżowany. Wykazywał też objawy uzależnienia ignorując pożywienie byle tylko dotrzeć od upragnionego etanolu. Po amfetaminie i kokainie zaczynał chaotycznie i szybko pełzać ignorując obecność pokarmu. Nadmiar dopaminy doprowadzał nicienia do ekstremalnej reakcji behawioralnej. Odstawienie do głodu narkotykowego.

Człowiek ma trochę więcej neuronów (średnio 86 miliardów) ale z grubsza wygląda to podobnie... Co więcej podobnie jak ten miniaturowy obleniec mamy w mózgu podobne mechanizmy molekularne pamięci długotrwałej. Białko CRH-1 występujące u naszego obłego przyjaciela jest homologiem ludzkiego białka CREB1. Wykazuje 50% podobieństwa aminokwasów, a kluczowe domeny są niemal identyczne.

Mamy więc ze sobą zaskakująco wiele wspólnego. To wszystko pokazuje, że fundamentalne mechanizmy działania mózgu powstały już setki milionów lat temu. Ewolucja tylko je rozbudowała. Dzielimy ogromną liczbę genów odpowiedzialną za rozwój i funkcjonowanie neuronów, posługujemy się tymi samymi cząsteczkami sygnałowymi.

Natomiast odkryta u C. elegans komunikacja neuropeptydowa (bezprzewodowa) pokazała, że przed powstaniem sieci układy nerwowe działały w sposób rozproszony i chemiczny. Pierwotnie było to coś w rodzaju "biologicznego Wi-Fi". Robaczek używa kilkuset różnych neuropeptydów odbieranych przez 150 receptorów. Ewolucja anatomii po prostu uczyniła z pierwotnej "chemicznej zupy" coś w rodzaju komputera.

Zamknięto zupę w przewodach i nadano jej przyspieszenie elektryczne. Ssaki naczelne dodały do tego wszystkiego jeszcze korę przedczołową i stwierdziły, że mają duszę. Lecz to już czysta spekulacja, choć niektórzy próbują tego dowieść nawet na drodze fizyki kwantowej... Ten cud natury - potężna samoświadomość - napawa nas tak ogromnym lękiem, że nie możemy pogodzić się ze swoim nieuchronnym losem.

Lecz odchodzimy z tego świata, a niepowtarzalna kombinacja połączonych neuronów ulega rozkładowi. Ciężko jednak zrozumieć to subiektywnie, bo życie to jedyna rzeczywistość której możemy dotknąć. Wyobraźnia jest tylko przejawem istnienia. A o NIEBYCIE nie wiemy nic. Tak czy siak już czekają tam na nas nasze ukochane robaczki. Święto zmarłych to dla nich istny raj zwiędłych kwiatów i chryzantem. Oto poetycka ironia biologii - życie karmi się rozpadem.

ŻYCIE JAKO CHOROBA WIRUSOWA

 
Wirusy nie są przez biologów uznawane za formy życia - nie posiadają struktury komórkowej, homeostazy, metabolizmu, ani zdolności do samodzielnej reprodukcji, nie mówiąc już o jakiejkolwiek aktywności. W ich wnętrzach nie zachodzą żadne procesy biochemiczne. Lecz fakt że zajmują się nimi raczej biolodzy niż chemicy wskazuje, że są czymś więcej niż zlepkiem molekuł.

Są raczej czymś pośrednim między materią a życiem, choć nie w tym sensie że życie od nich się wywodzi. Wnikają do komórek i zmuszają je do produkcji swoich kopii. Owszem - istnieje hipoteza pierwotnego świata wirusów w którym przed powstaniem pierwszych protokomórek wirusopodobne cząsteczki miały być "kuzynami" ich przodków. Od początku musiały korzystać z cudzego życia żeby powielać własny kod.

Wiadomo że LUCA (ostatni wspólny przodek wszystkich) miał już geny komórkowego "układu odpornościowego" chroniącego przed wirusami. Wirusy posiadają materiał genetyczny, ewoluują i potrafią się powielać, ale robią to niesamodzielnie. Ciężko więc wytłumaczyć jak mogłyby być czymś pierwotnym, ale robi to hipoteza współewolucji. 

Część cząsteczek zaczęła specjalizować się w replikacji i metabolizmie, a część w swoistym pasożytnictwie genetycznym. Spekuluje się nawet, że to prekursorzy wirusów mogli wymusić ukształtowanie się komórek - cząsteczki przez nich "okradane" wykształciły błony komórkowe jako "system antywłamaniowy".

Istnieje również teoria jakoby to wirusy "wynalazły" DNA w ramach tego wyścigu zbrojeń. Zakłada się, że wczesne życie opierało się na RNA. Kiedy komórki gospodarzy zaczęły tworzyć enzymy niszczące informacje zawarte w RNA wirusy zmodyfikowały swoje kwasy nukleinowe, aby były bardziej odporne. Przy okazji DNA okazało się stabilniejsze - mniej podatne na błędy czyli mutacje.

Horyzontalny transfer genów miał przenieść ten mechanizm do komórek i tak powstał nasz cudowny świat  DNA. Często jest tak, że wirusy nie od razu zabijają gospodarza lecz wbudowują swój materiał genetyczny w jego genom, czekając w "uśpieniu" na odpowiednie warunki do namnażania. A wtedy komórka powiela to "obce" DNA jako własne przy każdym podziale.

Komórki mogły więc stopniowo zacząć przepisywać swoje najważniejsze geny z nietrwałego RNA na stabilniejsze matryce wirusowego DNA, aż całkiem przejęły geny odpowiedzialne za produkcję i replikację DNA porzucając dotychczasowy system. Być może nawet jądro komórkowe to pozostałość po jakimś wielkim wirusie...

Tak czy siak kod zapisany w DNA nie ulega tak łatwo rozkładowi (brak w nim łatwo wchodzącego w reakcję tlenu) i posiada "kopię zapasową" (DNA tworzy podwójną helisę). Ponieważ DNA mutuje wolniej od RNA minimalizuje się ryzyko "katastrofy mutacyjnej" kiedy to mutacje uniemożliwią przetrwanie. Trwałość umożliwia z kolei rozbudowanie instrukcji genetycznej dzięki czemu powstały skomplikowane organy wielokomórkowców.

W przeciwieństwie do organizmów komórkowych wirusy nie mają jednak wspólnego przodka - brak im uniwersalnego "genetycznego rdzenia". Stąd też spekuluje się, że ich pochodzenie może być zróżnicowane. Część z nich mogła powstać kiedy już rozwijało się życie komórkowe.

Hipoteza progresywna mówi o "ucieczce" fragmentów genomu z żywych komórek. Plazmidy to małe cząsteczki DNA występujące w komórkach bakteryjnych poza głównym chromosomem. Są zdolne do autonomicznej replikacji i przemieszczania się między komórkami, przenosząc ze sobą geny i napędzając ewolucję.

Wskutek jakiejś mutacji fragmenty te opuściły macierzystą komórkę i otoczyły się "ewolucyjnym pancerzem" zwanym kapsydem. A potem miały po prostu "zdziczeć". Tej pradawnej "ucieczki" dowodzić ma wąska specjalizacja niektórych wirusów, infekujących określone gatunki czy wręcz typy komórek. Często widać wręcz "genetyczne pokrewieństwo" pomiędzy pewnymi strukturami.

Innym wyjaśnieniem jest regresja komórkowa czyli po prostu uproszczenie przez komórki pasożytnicze swojej budowy. W procesie ekstremalnej miniaturyzacji miały utracić geny odpowiedzialne za metabolizm i rozmnażanie korzystając z energii gospodarza i jego maszynerii białkowej. W końcu zostawiły sobie tylko kawałek materiału genetycznego zabezpieczony kapsydem.

Za hipotezą regresywną przemawia istnienie gatunków prymitywnych bakterii o skrajnie uproszczonym genomie które nie potrafią przetrwać ani namnażać się poza komórkami gospodarza. A także istnienie gigantycznych wirusów. Odkryte w 2013 roku u wybrzeży Chile pandorawirusy nie tylko były niepodziewanie wielkie, ale też posiadały geny odpowiedzialne za metabolizm i syntezę białek.

Z tego też powodu niektórzy postulowali utworzenie czwartej domeny życia.. Póki co pandorawirusy zaliczamy jednak do wirusów. 93% ich genów to tak zwane geny sieroce, a więc niepodobne do genów bakterii, archeonów czy eukariontów. Wskazuje to na zupełnie inne pochodzenie. Sugeruje się zatem, że to uwstecznione formy jakiejś wymarłej domeny życia komórkowego.

Pandorawirusy nie są co prawda samodzielne, ale dzięki genom odpowiedzialnym za metabolizm potrafią wspomagać gospodarza (a dokładnie amebę) w produkcji ATP tak aby jego jego "taśma produkcyjna" wciąż namnażała wiriony. Geny odpowiedzialne za syntezę białek dodatkowo podkręcają tempo produkcji. Nasz przerośnięty wirus dba o dobrą kondycję ameby tak długo jak jest mu to potrzebne żeby się namnożyć.

Co jeszcze dziwniejsze pandowirusy potrafią nawet... chorować. Same są atakowane przez mniejsze wirusy zwane wirofagami. Wirofag przyczepia się do wirusa-giganta i razem z nim przenika do wnętrza komórki ameby, tam zaś przejmuje "wirusową fabrykę" i zmusza ją do powielania własnego kodu i kapsydu. Niektóre jednokomórkowce wbudowały nawet DNA wirofagów do własnego genomu, aby czekały w "uśpieniu" na inwazję gigantów.

Można to uznać za rodzaj układu odpornościowego opartego na wirusie. Często jednak materiał wirusa zostanie genetycznie "przywłaszczony" przez gospodarza. Choć ujmując to inaczej można też powiedzieć, że rozmnaża się razem z nim "na gapę". Początkowo takie "wirusowe" DNA uważano za śmieciowe, ale z biegiem czasu odkrywaliśmy że przyczyniało się do wielu ewolucyjnych innowacji.

A zatem wirusy to nie tylko czynniki chorobotwórcze.To również "genetyczni kurierzy". Potrafią nawet "wyciąć" fragment DNA jednego gatunku żeby wszczepić go drugiemu. Endogenne retrowirusy stanowią aż 8% genomu homo sapiensa!!! Uaktywniają się już po zapłodnieniu - zarodek korzysta z zasobów komórki jajowej, aż trzeciego dnia następuje aktywacja genomu zygoty. Geny wirusowe HERV-K budzą się jako pierwsze, zapoczątkowując cały proces.

Następnie uruchamia się szereg innych genów odpowiedzialnych za rozwój. Komórki wczesnego zarodka są jeszcze totipotencjalne - mogą przekształcić się w każdy typ komórki lub łożysko. Z czasem stają się pluripotencjalne (mogą przekształcić się w każdy typ komórek z wyjątkiem łożyska). Wirusowe białka stają się strażnikami plastyczności w procesie różnicowania się komórek.

Dzięki temu z komórek macierzystych powstają serce, wątroba czy neurony... Geny wirusowe pełnią tu rolę włączników i wyłączników przemian. Co więcej ukryte w genomie wirusy chronią zarodek przed... wirusami zewnętrznymi krążącymi w organizmie matki.

Jeśli zaś  chodzi o wspomniane łożysko - białko o nazwie syncytyna (odpowiedzialne za fuzję komórek tworzących barierę między matką a płodem w łożysku) to również gen pradawnego retrowirusa. Służył mu do "stapiania" własnej otoczki z błoną komórkową gospodarza. Ssakom przydał się aby programować zrastanie się pewnych komórek płodu w wielojądrzastą strukturę zewnętrznej warstwy łożyska. Umożliwiło to rozwój zaawansowanej ciąży żyworodnej.

Płód może rozwijać się w bezpiecznym i stabilnym środowisku przez odpowiednio długi okres i korzystać z potężnych zasobów otrzymywanych od matki co pozwala choćby na rozwój dużego mózgu. A propos ludzkiego mózgu: w jego ewolucji wirusy także odegrały fundamentalną rolę. Już na poziomie rozwoju embrionalnego wirusowe "włączniki" o których była mowa wyżej stymulują gwałtowny rozwój kory nowej (neocortex) czyli struktury odpowiedzialnej za abstrakcyjne myślenie i wyższe czynności poznawcze.

Przez setki milionów lat kręgowce miały proste układy nerwowe - pozbawione izolatora w postaci osłonki mielinowej aksony musiały być grube, aby sygnał się nie rozpraszał. Dzięki wykształceniu mieliny mózg mógł więc przyśpieszyć swoje procesy, zaoszczędzić energię, sprawniej odżywiać i chronić swoje komórki. Prastary retrowirus "nauczył" komórki glejowe produkować mielinę (gen RetroMyelin). To pozwoliło gęsto upakować w mózgu miliardy połączeń.

Ważna rolę w działaniu naszego mózgu odgrywa też inny gen pochodzenia wirusowego - Arc. Gen ten tworzy małe "kapsuły" strukturalnie odpowiadające wirusowym kapsydom i transportuje w nich własne mRNA z jednego neuronu do drugiego. Mechanizm ten pełni kluczową rolę w utrzymywaniu plastyczności synaptycznej i konsolidacji pamięci długotrwałej oraz regulacji receptorów AMPA na synapsach.

Poza tym wirusy są bezwzględnie niezbędne dla funkcjonowania życia na Ziemi - regulują liczebność populacji zapewniając równowagę między gatunkami, wspierają globalny obieg pierwiastków (a w szczególności węgla i azotu) przez rozkładanie komórek swoich gospodarzy, stabilizują poziom tlenu w ekosystemach wodnych. Nie mogłyby bez nas istnieć, a my nie moglibyśmy istnieć bez nich.

REALIZM BIZNESOWY

 
Donald Trump musiał zrobić coś żeby ocalić lecące na łeb na szyję notowania Republikanów przed wyborami połówkowymi do Kongresu. Ten zaś jest prezydentowi potrzebny żeby mógł sprawnie rządzić. Poza tym Trump będzie pewnie chciał w następnych wyborach prezydenckich przeforsować "swojego człowieka", żeby kontynuował jego absurdalne dziedzictwo.

Sam teoretycznie nie może już kandydować, chociaż coś o tym kiedyś przebąkiwał. Widzieliśmy już historii wielokrotnie jak  demokracja zmieniała się w dyktaturę, choć wydaje się że Stany Zjednoczone jeszcze nie są tym zagrożone. Ale pozostaje znana z Polski możliwość kierowania krajem z "tylnego siedzenia", choć jak wiadomo stary jebaka powoli tetryczeje.

Ale ten cały trumpizm to swego rodzaju religia - a jego mesjasz przebierał się już za papieża i Jezusa - więc pewnie będzie chciał namaścić J. D. Vance'a , bo uroił sobie, że to jakaś misja dziejowa. Uczynić Amerykę znowu wielką i tak dalej... Przy okazji wspierać lokalne mutacje alternatywnej prawicy na całym świecie, rozwalić Unię Europejską, pieprzyć o tradycyjnych wartościach i ruchać wszystko co popadnie.

Aby ocalić ten wspaniały projekt potrzebna jest władza i oczywiście pieniądze. A żeby mieć władzę trzeba zapewnić wyborcom tańsze paliwo, a sami wiecie że amerykańskie samochody palą więcej niż europejskie - w Ameryce wszystko musi być wielkie. Poza tym Jankesi nie lubią oszczędzać, a już zwłaszcza ropy której mają pod dostatkiem. Paliwo i tak jest tam tańsze niż w Europie, ale sporo podrożało.

Nawet najgłupszy dureń - z wyjątkiem sfanatyzowanych wyznawców i ludzi tak bogatych że mają ceny w dupie - musiał powiązać drożyznę z awanturą w Iranie. Trump zwalił jednak winę na Zełenskiego i jego ataki na rosyjskie rafinerie. Zawarł z Putinem umowę na zakup diesla, co ma przed wyborami obniżyć ceny. W zamian Putin wytargował zniesienie sankcji i odblokowanie tankowców.

W tle zaś jest lukratywna transakcja sprzedaży aktywów giganta naftowego Łukoil czyli interes za 20 miliardów dolarów na którym obłowić ma się rodzinka Trumpa. Ktoś nazwać mógłby to zwykłą korupcją, ale po co używać takich brzydkich słów? Chodzi przecież o to, żeby Ameryka rosła w siłę, a ukochanym wyborcom żyło się dostatnio. Przypomina się casus Gerharda Schrodera i jego kluczowej roli w powstaniu infrastruktury North Stream 1 i North Stream 2.

W zamian za to ta niemiecka świnia dostała po zakończeniu kariery politycznej wysoko płatne posady u rosyjskich gigantów - rzekomo w roli "eksperta". Ponieważ wskutek sankcji zablokowano mu wypłaty Gerhard został teraz ekspertem od supermarketów - "doradcą" pewnej rosyjskiej sieci i nadal inkasuje gotówkę zgodnie z prawem. Zresztą temat tych nieszczęsnych gazociągów znowu powraca w kontekście kolejnego genialnego planu pokojowego Donalda Trumpa.

W biznesplanie tym postuluje się wznowienie dostaw rosyjskiego gazu do Europy, a do tego biznesu wejść mieliby amerykańscy inwestorzy. Zamrożone w Europie rosyjskie aktywa (260 miliardów euro) miałyby zaś przepłynąć do specjalnego funduszu, który kontrolować ma oczywiście Ameryka. Jeśli zaś chodzi o Ukrainę to ma oddać okupowane terytoria. W zamian dostanie kolejne "gwarancje bezpieczeństwa" i zostanie odbudowana niczym Strefa Gazy.

Żeby wierzyć w dobre intencje Moskwy trzeba być debilem, ale po raz kolejny Trump zaczął roztaczać jakieś utopijne wizje. Zmusił więc Ukrainę do rozejmu energetycznego. Oczywiście Rosja zignorowała ten postulat i dalej napierdalała w ukraińskie elektrownie. W międzyczasie dane wywiadowcze przestały docierać, a system Starlink zaczął szwankować... Po trzech dniach Ukraina wznowiła więc ataki, olewając "pokojowe" apele Trumpa.

Całe to napięcie grozi oczywiście zerwaniem współpracy z USA, choć bezpiecznikiem jest tu właśnie Kongres. Większość kongresmenów - także w Partii Republikańskiej - jest za utrzymaniem wsparcia, więc pewnie nie dojdzie do zupełnej wolty, choć oczywiście Trump może tu sporo nabruździć. Ukrainie skończyły się już pociski Patriot, więc zima może być niewesoła... Putin - przegrywając na froncie - zamierza wywołać katastrofę humanitarną, żeby złamać morale narodu ukraińskiego.

W Donbasie trwa dosyć udana operacja ukraińskiej armii o kryptonimie Vivaldi. Mówiąc wprost Ukraińcy zaczynają teraz wydzierać okupowany teren. Pozostaje więc terroryzowanie miast z powietrza. Ukraina zniszczyła też trzy z pięciu baz danych Yandexu (nazywanego "rosyjskim Google"), co sparaliżowało rosyjski internet. Jest to dla niej wojna o wszystko, więc nawet bez Trumpa będzie kombinować dalej... My zaś powinniśmy się bać, a nie toczyć wojny kulturowe.

LABORATORIUM BOGA

 W 1925 roku francuski biolog Edouard Chatton zauważył pomiędzy organizmami różnice w budowie komórkowej - badając pierwotniaki odkrył, że ich komórki zbudowane są inaczej niż te należące do bakterii. Zaproponował więc podział na prokarionty i eukarionty, który szybko się spopularyzował i stał się obowiązujący.

Podstawową różnicą była kwestia jądra komórkowego - u prokariontów nie występowało ani jądro, ani zaawansowane organelle ("organy"), a ich komórki są znacznie mniejsze. Eukarionty przechowują liniowo zbudowane DNA właśnie w jądrze, gdy tymczasem koliste DNA prokariontów pływa swobodnie w cytoplazmie.

Do najbardziej zaawansowanych organelli eukariontów należy mitochondrium, w którym ze składników odżywczych i tlenu (lub też wykorzystując inne związki chemiczne)  syntezuje się uniwersalne życiodajne "paliwo"  ATP. A jak bez tej "elektrowni" radzą sobie prokarionty? Wykorzystują podobną maszynerię białkową, tyle że u nich cała komórka jest "jednym wielkim mitochondrium".

Jest to ciekawe w świetle teorii endosymbiozy. Według niej mitochondria nie powstały "od zera", lecz były kiedyś samodzielnymi bakteryjnymi komórkami wchłoniętymi później przez większe komórki. Bakteria była bezpieczna we wnętrzu gospodarza, a w zamian dostarczała mu energii. Wskazuje na to choćby posiadanie przez mitochondria swoistego kodu genetycznego (innego od komórkowego) o kolistej strukturze.

U organizmów samożywnych uzupełnieniem mitochondrium jest chloroplast pochodzący od bakterii zdolnej do fotosyntezy. Komórka która była już eukariotyczna dodatkowo wchłonęła jeszcze sinicę zaopatrującą ją w cukry... Dzięki tym "innowacjom" komórki eukariotyczne mogły przełamać ograniczenia energetyczne i strukturalne.

Eukarionty zaczęły ewoluować w organizmy wielokomórkowe - tak powstały rośliny, grzyby, zwierzęta, człowiek... Dodatkowa energia pozwoliła zwiększyć rozmiary komórek, zbudować szkielet komórkowy, a także precyzyjnie regulować ogromne ilości informacji genetycznej, co jest niezbędne dla funkcjonowania wielokomórkowców. Geny muszą u nich włączać i wyłączać się w zależności od potrzeb.

Wszystkie komórki naszego ciała posiadają przecież zasadniczo takie samo DNA, a jednak komórki są zróżnicowane. Ale to już inna historia, a ja chcę tutaj zagłębić się raczej w tajemniczą przeszłość... Powstanie komórki eukariotycznej było z pewnością przełomem, lecz przez długi czas nie wiedziano co może być brakującym ogniwem w tej układance. Prokarionty utożsamiano po prostu z bakteriami.

Do bakterii zaliczano zaś wszystkie jednokomórkowce pozbawione jądra. Nowe odkrycia przyniosły dopiero badania kodu genetycznego. W 1977 roku amerykański mikrobiolog Carl Woese odkrył organizmy tak bardzo różniące się genetycznie od bakterii, że wyodrębnił z nich nową domenę. Początkowo nazwał je archebakteriami, gdyż sądził że to niedobitki jakichś archaicznych przodków bakterii.

W przeciwieństwie do protistów czyli jednokomórkowych eukariontów nie miały wszak jądra ani organelli, lecz ich unikalna biochemia przypominała bardziej komórki eukariotyczne. Paradoksalnie bardziej nawet przypomina biochemię komórki ludzkiej niż bakteryjnej... W 1990 roku Carl Woese zrozumiał, że to zupełnie odrębna ewolucyjnie grupa i zaproponował utworzenie (obok prokariontów i eukariontów) domeny archeonów, a nowa taksonomia została uznana przez naukę.

Archeony miały ewoluować całkiem niezależnie od bakterii, choć w pewnym momencie stały się swoistym łącznikiem ze światem eukariontów. Doprowadzić miała do tego właśnie wspomniana już endosymbioza - to właśnie archeon miał być tą "nadrzędną" komórką która wchłonęła bakterię. W 2015 roku naukowcy odkryli na dnie Morza Arktycznego (między Norwegią a Grenlandią) grupę archeonów Asgard, z której wywodzą się wszystkie organizmy wielokomórkowe.

Okazało się że pewne elementy komórki eukariotycznej istniały na Ziemi na długo przed pojawieniem się pierwszych eukariontów. Archeony te tworzą wypustki dzięki którym mogły pochwycić bakterię i przerobić ją na mitochondrium... Cały nasz aparat genetyczny - sposób replikacji DNA, transkrypcja RNA, upakowanie chromatyny oraz synteza białek to dziedzictwo archonów z Asgardu. Te żywe skamieliny wyewoluowały ponad 2 miliardy lat temu!!!

Wskazuje na to tak zwany "zegar molekularny". Mutacje w DNA akumulują się w pewnym stałym i przewidywalnym tempie, więc mając do dyspozycji geny wielokomórkowców i tych pradawnych archeonów naukowcy mogli obliczyć kiedy nasze drogi rozdzieliły się. Dzięki temu wiemy, że archeony te zbudowały potrzebne do rozwoju zaawansowanych form życia narzędzia na długo przed endosymbiozą.

Zaobserwowano też że żywe mikroby Asgard potrafią łączyć się z bakteriami za pomocą nanorurek żeby wymieniać z nimi substancje odżywcze. A zatem było to zapewne miejsce narodzin naszych własnych komórek... Skąd jednak wzięły się archeony i bakterie? Najprawdopodobniej pochodzą od wspólnego przodka. Tego ostatniego wspólnego przodka wszystkich organizmów nauka określa akronimem LUCA (Last Universal Common Ancestor).

LUCA nie był pierwszą żywą istotą jaka powstała, ale ostatnim ogniwem od którego wywodzą się wszystkie żywe organizmy. Najprawdopodobniej istniały alternatywne gałęzie życia które jednak nie rozwinęły się w złożone formy. Niektórzy naukowcy snują hipotezy o istnieniu tak zwanej "biosfery cieni" czyli żyjących gdzieś w niedostępnych środowiskach drobnoustrojach, wywodzących się z innego aktu abiogenezy.

Organizmy takie miałyby zupełnie inną biochemię, co czyniło by je niewidocznym dla naszych narzędzi pomiarowych. Poza tym mogłyby się rozwijać w zupełnie ekstremalnych środowiskach. Jak wiadomo takie środowiska są słabo zbadane, ale to co w nich zdołaliśmy już odkryć przeczy naszym  dotychczasowym intuicjom. Życie jest dużo odporniejsze niż mogłoby się wydawać i prawdopodobnie przetrwa nawet atomową apokalipsę kiedy jakiś pijany świr naciśnie w końcu czerwony guzik.

Możliwe jest nawet życie bez tlenu i energii słonecznej. W RPA odkryto w odizolowanych przez miliony lat podziemnych zbiornikach wody jednostkowy ekosystem tworzony przez jedyny organizm zdolny tam do życia - bakterię Desulforudis audaxviator. Ten mikrob żyje tam dzięki... rozpadowi radioaktywnego uranu. W procesie zwanym radiolizą promieniowanie rozbija cząsteczki wody na wodór i nadtlenek wodoru, a niewybredna bakteria łącząc wodór z siarczanami wytwarza życiową energię.

Z otoczenia pobiera tylko węgiel i azot, ale to wystarczy jej żeby syntezować wszystkie potrzebne cząsteczki organiczne. Pożeranie przysłowiowych kamieni (a ściślej mówiąc związków nieorganicznych) określa się litoautotrofią. Ten sposób odżywiania wykorzystują bakterie wodorowe, siarkowe, nitryfikacyjne czy żelaziste. Prawdopodobnie był to pierwotny sposób odżywiania się organizmów na Ziemi.

Pierwotne organizmy czerpały energię bezpośrednio z minerałów i gazów organicznych. Porównując stopień różnic genetycznych pomiędzy archeonami i bakteriami badacze mogą określić kiedy ich genetyczne drogi rozeszły się, to znaczy kiedy żył LUCA. Zegar molekularny wskazuje, że miało to miejsce jakieś 4,2 miliarda lat temu - zaledwie kilkaset milionów lat po uformowaniu się planety. Środowisko Ziemi było wtedy pozbawione tlenu i warstwy ozonowej.

Życie miało narodzić się w głębinach oceanów, gdzie alkaliczne kominy hydrotermalne dostarczały w bród "kamieni" i gazów do utleniania, a jedynym źródłem węgla był wszechobecny dwutlenek węgla. Oczywiście LUCA nie był pojedynczą komórką a raczej pewną populacją komórek która żyła w tym czasie, dokonującą horyzontalnego transferu genów między sobą.  Komórki "przerzucały" się genami tworząc swego rodzaju pierwotny genetyczny megasystem.

System ten nie wystrzelił sam z siebie, lecz musiały istnieć już wcześniej miliardy innych wcześniejszych form "życia", a w zasadzie prostych replikatorów. Lecz tamte linie wymarły (prawdopodobnie) a przetrwały jedynie "dzieci" populacji LUCA, oparte na dwudziestu tych samych aminokwasach do budowy białek. Co jednak paradoksalne - a nawet kuriozalne - trwa spór w jakim stopniu LUCA był... żywy.

Wiele wskazuje na to, że nie był w pełni samodzielny i brał różne gotowe "cegiełki" ze środowiska. Nie miał też (być może) szczelnej granicy w postaci błony komórkowej, rozwijając się we wnętrzu mikroskopijnych porów skał wulkanicznych. Był raczej półotwartym systemem biochemicznym, czymś pośrednim pomiędzy chemią a biologią. Samoorganizujący się cykl reakcji chemicznych zaczął się replikować przy pomocy genów...

Życie potrafi funkcjonować w trybie niemal... martwym. W głębokiej biosferze (na dnie oceanów czy wewnątrz skał kontynentalnych) odkryliśmy w XXI wieku mikroorganizmy o ekstremalnie wolnym metabolizmie, pobierające z otoczenia tylko minimalne ilości energii i reprodukujące się raz na kilka tysięcy lat!!! Jedynym "zajęciem" takiego jednokomórkowego zombie jest przetrwanie metaboliczne i naprawa powstających z upływem czasu uszkodzeń DNA.

Pokazuje to, że życie pierwotnie mogło po prostu "trwać" przez tysiące, setki tysięcy czy miliony lat, zanim wykształciło mechanizmy reprodukcji. Ale to właśnie takie nudne życie pozwoliło przetrwać setki milionów lat tym niezwykłym organizmom, pomimo globalnych kataklizmów i katastrof. W 2010 roku japoński geomikrobiolog Yuki Morono wydobył z głębin Wiru Południowopacyficznego mikroorganizmy pamiętające czasy dinozaurów.

Biedaczki nie miały od dawna dostępu do pożywienia, ale kiedy je im dostarczono okazało się, że jeszcze żyją, choć minęło już 100 milionów lat!!! Kiedy już się "najadły" mikroby zaczęły się gwałtownie dzielić. Koncepcja maksymalnej długości życia komórki w zasadzie nie istnieje, o ile mamy ekstremalnie wolny metabolizm i minimum energii do naprawy uszkodzonych struktur.