O genach, mutacjach i konsekwencjach przypadkowego seksu

Życie potrafi być okrutne. Z paleoantropologami w ostatnich latach też nie obeszło się łaskawie. Bo przecież to jawna złośliwość: począwszy od żmudnych studiów aż po emeryturę kolejne pokolenia adeptów tej dziedziny spędzają sporą część życia na nauce setek łacińskich nazw kości i kosteczek, na studiowaniu subtelnych różnic kształtów i rozmiarów tychże u rozmaitych gatunków zwierząt, na zgłębianiu tajników prac wykopaliskowych i metod datowania, szperaniu w muzealnych archiwach i bibliotekach, zakuwaniu geologii, petrografii, anatomii, botaniki i mnóstwa innych rzeczy. A kiedy wreszcie udaje im się zebrać i uporządkować tysiące drobnych szczegółów i stworzyć z nich w miarę stabilną konstrukcję, nagle pojawia się ktoś, kto twierdzi, że cały ten wysiłek, jest, owszem, godny szacunku, ale zupełnie niepotrzebny, bo prawda ukryta jest nie w zwietrzałych kościach gdzieś na afrykańskich bezdrożach, ale tuż pod ręką: w nas.
Czy można sobie wyobrazić gorszy policzek? Owszem, to prawda, że w teoriach paleoantropologów jest trochę (trochę?) sprzeczności i niespójności, a między samymi paleoantropologami trochę (no, dobrze – sporo) waśni i zażartych sporów, ale to nie znaczy, że jakimś intruzom wolno obrócić te teorie wniwecz. Nawet wtedy, gdy są oni uzbrojeni w najnowocześniejszą broń z laboratoriów biologii molekularnej.
W latach 80. ubiegłego wieku wielu genetykom faktycznie wydawało się, że wrota do wszelkich tajemnic bliższej i dalszej przeszłości (i przyszłości) zarówno nas, jak i innych zwierząt, i życia w ogóle, stanęły przed nimi otworem. Od przełomowego artykułu Watsona i Cricka, który zajmował zaledwie stronę w „Nature” i zawierał jeden nakreślony ręcznie rysunek przedstawiający trójwymiarową strukturę kwasu DNA, czyli słynną podwójną helisę, minęły właśnie trzy dekady, gdy na scenie pojawił się pewien oryginał imieniem Kary Mullis. Sex, drugs and rock’n’roll – brzmiała jego życiowa dewiza w tamtym czasie. Nie stronił od hulanek, alkoholu i LSD, uwielbiał kobiety, jeszcze bardziej swoją deskę surfingową, a ponieważ bezustannie zasypywał kolegów z pracy rzekomo genialnymi pomysłami, które potem okazywały się niewiele warte, traktowano to, co mówił – a mówił dużo – z pobłażaniem i nierzadko irytacją. Wiadomo, dziwak. Ani tryb życia, ani nadmiar używek nie przeszkodził mu jednak wpaść na rewolucyjny pomysł, który dodał kolorytu i dynamiki biologii molekularnej i sprawił, że liczba nowych odkryć w tej dziedzinie wręcz eksplodowała. Polegał on na umiejętnym wykorzystaniu enzymu, fachowo nazywanego polimerazą DNA, do wycinania i powielania w dowolnej ilości wybranych fragmentów DNA i szybko stał się znany jako reakcja łańcuchowa polimerazy (Polymerase Chain Reaction, w skrócie PCR). Metoda, przy całej swojej prostocie, okazała się tak rewelacyjna, że jej autor otrzymał za nią nagrodę Nobla z chemii już w 1993 roku, czyli niespełna
10 lat po odkryciu. To wyjątkowo szybko.
Biologów molekularnych ogarnęło coś w rodzaju badawczej euforii. Zaczęli powielać każdy fragment DNA, jaki wpadł im w ręce. W ciągu kilku dni byli teraz w stanie wytworzyć miliony, a nawet miliardy kopii interesujących ich fragmentów materiału genetycznego. Wystarczyło wziąć próbkę DNA zawierającą tysiące różnych genów i dzięki PCR można było w prosty sposób powielić wybrany fragment tak, by dominował ilościowo nad pozostałymi składnikami. Stworzyło to możliwości dokładnej analizy poszczególnych genów i szybko znalazło cały szereg praktycznych zastosowań, między innymi w biotechnologii, medycynie sądowej i badaniach chorób dziedzicznych. W bardzo krótkim czasie świat musiał przyzwyczaić się do takich nowości jak genetyczne odciski palców, testy ojcostwa czy demonstracje przeciw genetycznie zmodyfikowanej kukurydzy. Wśród naukowców zajmujących się ewolucją człowieka było w dobrym tonie rozpoczynać artykuły od zdań w rodzaju: „Biologia molekularna jest teraz podstawowym i obiektywnym źródłem ilościowej informacji dotyczącej ewolucyjnej historii gatunku ludzkiego” lub „Dzięki ostatnim postępom w technologii DNA i ich wykorzystaniu w biologii ewolucyjnej możemy spojrzeć na historię człowieka w zupełnie nowym świetle”.
Zarówno w pracach naukowych, jak i w prasie oraz telewizji, głoszono rychłe wyjaśnienie wielu fundamentalnych problemów biologii i ostateczną odpowiedź na wiele odwiecznych pytań, w tym tych najważniejszych. Kim właściwie jesteśmy? Czy naprawdę wszyscy pochodzimy z Afryki? Jak blisko jesteśmy ze sobą spokrewnieni? Czy mówienie o ludzkich rasach jest uzasadnione? Co łączy nas z szympansami i innymi małpami człekokształtnymi? Czy jesteśmy produktem genów, czy środowiska, w którym żyjemy?
Obiecywano też wyjaśnienie kwestii mniej poważnych, ale cieszących się nie mniejszym zainteresowaniem szerokiej publiczności. Na przykład, czy niedługo już można będzie zmodyfikować sobie parę genów tak, by bez męczących treningów mieć idealnie wymodelowane ciało? Czy genetyka może uczynić nas atrakcyjniejszymi dla płci przeciwnej?
I jak to zwykle bywa, rzeczywistość okazała się po raz kolejny zbyt złożona, by tak po prostu poddać się nowym zdobyczom techniki. Zapał pasjonatów genetyki dziś już nieco osłabł, a paleoantropologów przestały dręczyć koszmary o korytarzach w urzędach pracy i zasiłkach dla bezrobotnych. A więc: powiało nudą? Skądże znowu!
Ale pozostańmy jeszcze przez krótką chwilę w radosnych czasach nieokiełznanego namnażania DNA wszystkiego, co DNA posiada. Do pozanaukowych dokonań tego okresu należy Park Jurajski – najpierw książka, a potem jeszcze głośniejszy film. Bohaterami tej historii, będącej w pewnym sensie nową, dostosowaną do epoki genetyki wersją thrillera o doktorze Frankensteinie, są zamieszkujące pewną położoną nieopodal Kostaryki wyspę dinozaury powołane do życia dzięki (uszkodzonemu!) DNA, które pozyskano z krwi opitych nią komarów zatopionych w prastarym bursztynie. Niestety, nadający się do użytku materiał genetyczny istot sprzed wielu milionów lat to tylko filmowa fikcja. I jeśli istnieje ktoś niezwiązany z Hollywood, komu udało się w pewnym – ograniczonym – stopniu wcielić tę fikcję w życie, to jest to pewien Szwed imieniem Svante Pääbo, od lat szef Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology w Lipsku i niestrudzony tropiciel prastarego DNA. W swojej imponującej karierze naukowej, o której świadczy zawrotna liczba publikacji, Pääbo z zespołem wyodrębnił materiał genetyczny między innymi z fragmentów wysuszonej skóry egipskich mumii sprzed 2,5 tysiąca lat, ze szczątków wydobytego z syberyjskiej wiecznej zmarzliny mamuta włochatego oraz wymarłych przed tysiącem lat nowozelandzkich ptaków moa, z odkrytego w Little Salt Spring na Florydzie ludzkiego mózgu sprzed 7 tysięcy (!) lat, a także z zasuszonych zwłok słynnego Ötzi, prehistorycznego mieszkańca Alp, który ugodzony strzałą znalazł śmierć w szczelinie lodowca ponad 5 tysięcy lat temu. Ta lista nie jest pełna. W 1997 roku dołączyło do niej DNA z kawałka kości neandertalczyka. To ostatnie wprawiło kolegów po fachu w niemały podziw – wielu z nich wcześniej odnosiło się bardzo sceptycznie do możliwości powodzenia tego przedsięwzięcia. Dla DNA trzydzieści kilka tysięcy lat – przed mniej więcej tylu laty neandertalczycy wymarli pod presją Homo sapiens sapiens, zmieniającego się klimatu lub obu tych plag równocześnie – to bardzo długi okres. Naprawdę bardzo długi. Na ogół znacznie krótszy czas po śmierci organizmu wystarcza, by materiał organiczny uległ rozkładowi. Zatopienie go w bursztynie lub zamrożenie zwiększa szanse na przetrwanie, eliminując dostęp wody i tlenu, ale tylko w niewielkim stopniu. Promieniowanie tła nieubłaganie tnie nici DNA na coraz mniejsze fragmenty, których potem nie sposób połączyć w całość – o wydobyciu z nich informacji genetycznej nie wspominając. A przecież 30 tysięcy lat to tyle, co nic, w porównaniu do kilku milionów, które nas interesują! Genomy Lucy i Toumai są dla nas bezpowrotnie utracone. (...)