Συντάκτης: biology4u

  • Hello world!

    Welcome to WordPress. This is your first post. Edit or delete it, then start writing!

  • Edgar Allan Poe και βιολογία

    Edgar Allan Poe και βιολογία

     

    Αν και ο Edgar Allan Poe είναι γνωστός για τη διηγήματά του, τις ιστορίες μυστηρίου και την ποίησή του, εκτός από λογοτέχνης ήταν και ένας διανοητής που τον είχε εντυπωσιάσει η ορμητική είσοδος της επιστήμης και της τεχνολογίας, στον καιρό του, ώστε να τους αφιερώσει ένα μέρος του έργου του. 

    Πολύ νωρίς, στην ηλικία των 20 ετών συνέγραψε ένα ποίημα με τίτλο: Σονέτο στην Επιστήμη στο οποίο εξέθεσε τα αντικρουόμενα συναισθήματά του για την επιστήμη. Στο ποίημα, που ο αναγνώστης μπορεί να το διαβάσει στο τέλος του άρθρου, ο Πόε δεν έκρυβε τον θαυμασμό του για τη δύναμη της επιστήμης να ερευνά και να φωτίζει μυστήρια ως πρότινος, αξεδιάλυτα στον άνθρωπο. Ταυτόχρονα όμως διετύπωνε τον φόβο του, ότι έτσι το δέος γκρεμίζεται κι ο χώρος που απομένει στη διαισθητική φαντασία του ποιητή, περιορίζεται. Παρόλη όμως την αμφιθυμία του απέναντι στην επιστήμη δεν εμποδίστηκε να της αφιερώσει αρκετά γραπτά και δυο βιβλία, για το τελευταίο από τα οποία –  ένα δοκίμιο κοσμολογίας που έφερε τον τίτλο: “Εύρηκα – Ένα πεζό ποιήμα” – ήταν ακράδαντα πεπεισμένος πως θα έμενε στη μνήμη των ανθρώπων, περισσότερο και από το ίδιο το λογοτεχνικό έργο του*.

    Το πρώτο βιβλίο με επιστημονικό αντικείμενο ήταν αυτό που εκδόθηκε το 1839, όταν οι περιπέτειες της πολυκύμαντης και βασανισμένης ζωής του τον είχαν φέρει μαζί με τη σύζυγό του και τη μητέρα της στη Φιλαδέλφεια. Εκεί για να εξασφαλίσει τα προς το ζην ήταν αναγκασμένος να γράφει σε βραχύβια περιοδικά και να απασχολείται σε περιστασιακές δουλειές που του εξασφάλιζε ο φίλος του James Pedder, εκδότης ενός γεωπονικού περιοδικού. Μια λοιπόν από αυτές ήταν να βοηθήσει τον Thomas Wyatt – έναν εκπαιδευτικό ειδικό σε θέματα Φυσικής Ιστορίας – να συγγράψει ένα συνοπτικό και ελκυστικό για τον μέσο αναγνώστη βιβλίο με θέμα τα όστρακα. Ο Wyatt, είχε ήδη εκδόσει ένα σχετικό βιβλίο, που καθώς ήταν δύσληπτο, ογκώδες – κι ως εκ τούτου, ακριβό δεν είχε την επιτυχία που επιθυμούσε. 

    Ο Poe καταπιάστηκε με ενθουσιασμό στη δουλειά που του προσφέρθηκε και το αποτέλεσμα στο οποίο κατέληξε, κάνοντας χρήση του βιβλίου του Wyatt, αλλά και της βιβλιογραφίας του Lamarck, του Buffon και του Cuvier στην οποία είχε άμεση πρόσβαση λόγω της καλής γνώσης των Γαλλικών, ήταν ένα εντελώς νέο και δικής του πατρότητας βιβλίο. Το βιβλίο που έφερε τον τίτλο: “The Conchologist’s First Book” – ας πούμε το εισαγωγικό βιβλίο κογχολογίας, όπου κόγχος, (η) αρχαϊστί είναι το όστρακο – ήταν μόνο 200 σελίδων και κοσμείτο από λιθογραφίες, που στη δεύτερη έκδοσή του, ήταν έγχρωμες. 

    Το βιβλίο αυτό παρότι, κατά καιρούς θεωρήθηκε προϊόν λογοκλοπής – διότι υιοθετούσε το ταξινομικό σχήμα παλαιότερων φυσιοδιφών – αποκαταστάθηκε στη συνείδηση των αναγνωστών από τον εξελικτικό Stephen Jay Gould, ο οποίος επεσήμανε τον “προοδευτικό, ακόμη και καινοτόμο” χαρακτήρα του στη διάταξη του υλικού του. Και είναι γεγονός πως ο Poe, αντί να ακολουθήσει την παράθεση των οργανισμών “κατεβαίνοντας” τη Φυσική Κλίμακα του Lamarck – κάτι δηλαδή που είχε κάνει ο Wyatt, στο δικό του βιβλίο – έκανε το αντίστροφο. Παρέθεσε κατά σειρά, πρώτα τους απλούστερους οργανισμούς και στη συνέχεια τους περισσότερο σύνθετους. Όμως υπήρχε και μια άλλη καινοτομία στο βιβλίο του Poe. Αντί να μελετήσει ξεχωριστά τους θαλάσσιους αυτούς οργανισμούς από το όστρακό τους, εξέτασε όστρακο και οργανισμό μαζί, ώστε να αποκαταστήσει την ενότητά τους, η οποία διέφευγε από τα βιβλία που είχαν, ως τότε εκδοθεί. Και πράγματι τα χαρακτηριστικά αυτά του βιβλίου οδήγησαν σε πολλές επανεκδόσεις του, ώστε χωρίς υπερβολή να είναι το βιβλίο του Poe που έχει διαβαστεί περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο. (Ο αναγνώστης μπορεί να φυλλομετρήσει την κογχολογία του Poe, από εδώ).

    Δέκα περίπου χρόνια αργότερα, κι αφού είχε βιώσει τον οδυνηρό θάνατο της συζύγου του, o Poe στράφηκε στην επιστήμη για να συγγράψει, το “Εύρηκα” το οποίο αφιέρωσε στον περιηγητή και φυσιοδίφη Alexander Humbold, καθώς είχε επηρεαστεί από το πεντάτομο έργο του Γερμανού επιστήμονα “Κόσμος“. (Ο αναγνώστης που επιθυμεί να μάθει κάτι περισσότερο για τον επιστήμονα αυτόν και το έργο του, μπορεί να διαβάσει το σχετικό αφιέρωμα του b4u από εδώ). Βεβαίως το έργο αυτό, παρότι δεν είναι ακριβώς, ένα επιστημονικό σύγγραμμα, αλλά μια απόπειρα αναζήτησης της βαθύτερης υλικής και πνευματικής ουσίας του Σύμπαντος – την οποία ο συγγραφέας επεχείρησε με τις γνώσεις Φυσικής και Μαθηματικών που είχε, αλλά και την ποιητική ιδιοσυγκρασία του – περιέχει και μια απροσδόκητη και πολύ διορατική θέση: Ότι το Σύμπαν έχει δημιουργηθεί από την έκρηξη ενός αρχέγονου σωματιδίου.

    Από την άποψη αυτή, μάλλον οι φόβοι του Poe ότι η επιστήμη θα πνίξει τη διαισθητική φαντασία των ποιητών αποδείχτηκαν αβάσιμοι. Και στην περίπτωση τη δική του, όπως και στην περίπτωση του Samuel Coleridge, ο οποίος είχε προαναγγείλει την ιδέα της εξέλιξης των οργανισμών, πριν τη διατυπώσει ο Δαρβίνος,  η διορατικότητα της ποίησης είχε προλειάνει το έδαφος για την έλευση της επιστήμης. 

    Ας κλείσουμε λοιπόν αυτό το σύντομο σημείωμα, με το “Σονέτο στην επιστήμη”, σε απόδοση του Βασίλη Κ. Μηλίτση που αντλήσαμε από το ηλεκτρονικό περιοδικό: Διάστιχο).

    Σονέτο στην επιστήμη

    Επιστήμη! Γνήσια κόρη του Αρχαίου Χρόνου είσαι!

    Με τα ερευνητικά σου μάτια όλα τ’ αλλοιώνεις – τέτοια είσαι!

    Γιατί ορμάς έτσι πάνω στην καρδιά του ποιητή,

    αρπακτικό, που τα φτερά σου είναι πραγματικότητα πεζή;

    Πώς αυτός να σ’ αγαπήσει; Ή πώς σοφή να σε θεωρήσει;

    Όταν εσύ δε θέλεις στις περιπλανήσεις του

    να τον αφήσεις 

    να ψάξει για θησαυρούς στους διαμαντοστόλιστους ουρανούς,

    μολονότι πέταξε ψηλά μ’ ατρόμητα φτερά;

    Συ δεν είσαι που την Άρτεμη από το άρμα της βίαια έριξες

    και την Αμαδρυάδα από τα δάση έδιωξες 

    για να βρει καταφύγιο και γαλήνη

    σε μιαν άλλη πιο χαρούμενη σελήνη;

    Συ άσπλαχνα δε χώρισες τη Ναϊάδα από τη νερομάνα της,

    τη Συλφίδα από το χλωρό χορτάρι της

    κι εμένα από το όνειρο το θερινό

    κάτω από τον κόκκινο ταμάρινθο;

    * Λίγο μετά τη δημοσίευση του “Εύρηκα”, έγραφε στην πεθερά του – και θεία του – : «Δεν έχω καμία επιθυμία να ζήσω αφού έκανα το Εύρηκα. Δεν θα μπορούσα να καταφέρω τίποτα περισσότερο». Και κατά κάποιον τρόπο είχε δίκιο. Πέθανε τον επόμενο χρόνο στη Βαλτιμόρη. 

  • Ένας βιολόγος με σημαντικό διπλωματικό και ανθρωπιστικό έργο

    Ένας βιολόγος με σημαντικό διπλωματικό και ανθρωπιστικό έργο

    Αν κάνετε μια βόλτα στο παρκάκι της Βασιλέως Κωνσταντίνου που βρίσκεται απέναντι από το όμορφο Πάρκο Ριζάρη, θα δείτε την προτομή ενός αποφασιστικού άνδρα, ο οποίος δείχνει να συλλογίζεται στη σκιά των αθηναϊκών λευκών που τον περιβάλλουν. Αν πλησιάσετε θα διαβάσετε το όνομα Φρίντγιοφ Νάνσεν. Ποιος τάχα να είναι ο άνδρας αυτός, και για ποιο λόγο η Ελληνική πολιτεία τον έχει τιμήσει με την τοποθέτηση της προτομής του; 

    Ο Fridtjof Nansen ήταν ένας “δικός” μας, κατά τις σπουδές και το επάγγελμά του άνθρωπος: ένας Νορβηγός ζωολόγος, που εξελίχθηκε σε έναν ευφυή και ανθρωπιστή διπλωμάτη. Η ζωή του ήταν πολυκύμαντη και η προσωπικότητά του πολυσχιδής. Αφού ολοκλήρωσε τις σπουδές του στο Βασιλικό Πανεπιστήμιο Φρέντερικ, στράφηκε στη νευροβιολογία και συνέβαλε στην εδραίωση του δόγματος του νευρώνα, που είχε διατυπώσει ο Santiago Ramón y Cajal. Μετά όμως το 1896, θελγόμενος από τις εξερευνήσεις στράφηκε στην ωκεανογραφία, ώστε δύο χρόνια αργότερα να διασχίσει με τα πόδια τη Γροινλανδία, και τέσσερα χρόνια αργότερα τον Αρκτικό Ωκεανό, αφού είχε φροντίσει – επί τούτω – να παγιδευτεί το πλοίο του από τους πάγους. 

    Η κούραση και οι κίνδυνοι των αποστολών αυτών, φαίνεται πως δεν μείωσαν καθόλου τη ενεργητικότητα του ακούραστου επιστήμονα και εξερευνητή. Μετά το πέρας των αποστολών γοητεύθηκε από τη διεθνή πολιτική. Ξεκίνησε με την υπεράσπιση των Νορβηγικών συμφερόντων στη διαμάχη που είχαν τότε οι Νορβηγοί με τους Σουηδούς, και στη συνέχεια διετέλεσε πρεσβευτής της χώρας του, στη Βρετανία.  

    Όμως το μεγαλύτερο από τα διπλωματικά επιτεύγματά του, ήταν εξόχως ανθρωπιστικό.

    Το 1921 λοιπόν αντιλαμβανόμενος τον μεγάλον αριθμό Ρώσων εκτοπισμένων από το νεοσύστατο σοβιετικό καθεστώς (περίπου 800.000) – που είχαν διασπαρεί στην Ανατολική Ευρώπη – κατέβαλε προσπάθειες ώστε να γίνουν πάλι δεκτοί από την πατρίδα τους. Σύντομα όμως άλλαξε γνώμη διότι διεπίστωσε ότι θα τους περίμενε η τύχη που είχε μια ομάδα Ρώσων εκπατρισμένων στη Βουλγαρία, οι οποίοι μετά τον επαναπατρισμό τους, τουφεκίστηκαν από το Σοβιετικό καθεστώς.

    Έτσι ανεζήτησε μια άλλη λύση. Η λύση αυτή ήταν να προτείνει το 1922 στην Κοινωνία των Εθνών τη δημιουργία ενός διαβατηρίου για ανθρώπους που είχαν στερηθεί την ιθαγένειά τους. Το διαβατήριο αυτό που ονομαζόταν διαβατήριο Νάνσεν, έγινε δεκτό από την Κ.Τ.Ε. και οι κάτοχοί του, μπορούσαν πλέον να μετακινούνται μεταξύ των διαφορετικών χωρών, οι οποίες δεσμεύονταν να τους δεχτούν. Χάρη στο διαβατήριο αυτό σώθηκαν χιλιάδες άνθρωποι που εγκαταστάθηκαν και βρήκαν εργασία στις νέες πατρίδες τους. Ο οργανισμός των Νόμπελ τίμησε τον σπουδαίο αυτόν ανθρωπιστή με Νόμπελ Ειρήνης το 1922. 

    Τα διαβατήρια για την Ελευθερία

    Τον έχει όμως τιμήσει και η χώρα μας που δεν έχει ξεχάσει τη μεγάλη συνεισφορά του στη διάσωση χιλιάδων Μικρασιατών με την εμπλοκή του στην επίλυση του προσφυγικού προβλήματος που ακολούθησε την καταστροφή του 1922: Εκτός από την προτομή του πάρκου

    της Λεωφόρου Βασιλέως Κωνσταντίνου – έργο της γλύπτριας ‘Αννας Χριστοφορίδου – ένας Δήμος της Αθήνας, με προσφυγική ιστορία, ο Δήμος Υμηττού έχει δώσει το όνομα τού ιδεαλιστή επιστήμονα και διπλωμάτη σε μια από τις παρακείμενες στην ΠΥΡΚΑΛ, οδούς του.

    Ο Νάνσεν πέθανε το 1930, από γρίπη. Αμέσως μετά η ΚΤΕ ίδρυσε το Διεθνές Γραφείο Προσφύγων Νάνσεν το οποίο τιμήθηκε, επίσης με βραβείο Νόμπελ Ειρήνης το 1938. Χάρη στις ενέργειες του Γραφείου σώθηκαν περισσότεροι από 450.000 άνθρωποι. Μεταξύ αυτών, ο  Βλαδιμίρ Ναμπόκοφ, η Άννα Παύλοβα και ο Ιγκόρ Στραβίνσκι και πολλοί άλλοι.

  • Άρθρο χωρίς τίτλο 9

    Θα θυμάστε τη βατεσιανή μιμικρία ή αν προτιμάτε βατεσιανό μιμητισμό, στον οποίο ένα ακίνδυνο (ή εύγευστο) για τον θηρευτή του είδος, μιμείται την εμφάνιση (χρώμα, πρότυπα σχημάτων) ενός επικίνδυνου (ή δυσάρεστου στη γεύση), προκειμένου να αποφύγει να γίνει λεία του θηρευτή του. Αυτό λοιπόν το είδος μιμητισμού ανεκάλυψε ένας “δευτεραγωνιστής”, αλλά κάθε άλλο, παρά ασήμαντος επιστήμονας. 
    Αριστερά η πεταλούδα “Αντιβασιλέας” (Limenitis archippus) που διακρίνεται από τις εγκάρσιες γραμμές, στα “νεύρα” των πτερύγων της, και δεξιά η πεταλούδα “Μονάρχης” (Danaus plexippus). O εύγευστος Αντιβασιλέας, μιμείται την εμφάνιση του δυσάρεστου στη γεύση, Μονάρχη, για να προστατεύεται από τους θηρευτές του.* 

    Ήταν ο Henry Walter Bates, ο Άγγλος φυσιοδίφης που έχει μείνει στη μνήμη μας για τις εξερευνητικές αποστολές του στο δάσος του Αμαζόνιου και την υποστήριξη που παρέσχε στη θεωρία των Δαρβίνου-Wallace για την εξέλιξη των ειδών διά της Φυσικής Επιλογής, με την ανακάλυψη του είδους του μιμητισμού που φέρει το όνομά του. 
    Ο Bates ήταν γόνος μιας εγγράμματης οικογένειας της μεσαίας τάξης του Λέστερ και όπως ο κατοπινός φίλος του Alfred Wallace, διέκοψε την τυπική εκπαίδευσή του στην ηλικία των 13 ετών, προκειμένου να εργαστεί σε έναν τοπικό κατασκευαστή καλτσών. Εντούτοις το βαρύ ωράριο για ένα παιδί της ηλικίας του (13 ώρες ημερησίως) δεν στάθηκε εμπόδιο για την περαιτέρω μόρφωσή του. Τα βράδια παρακολουθούσε μαθήματα στο τοπικό Ινστιτούτο Μηχανικής, επιτυγχάνοντας σημαντικές επιδόσεις στα Ελληνικά, στα Λατινικά, στα Γαλλικά, αλλά και στη ζωγραφική και στη μουσική. 
    Παράλληλα όμως με αυτήν την πλούσια δραστηριότητα, ο Bates ανέπτυξε ένα έντονο ενδιαφέρον για την εντομολογία, που αποτυπώθηκε σε ένα άρθρο του για τα σκαθάρια το οποίο δημοσιεύθηκε στο περιοδικό “Ο Ζωολόγος” όταν ήταν 18 χρονών. Το 1844 ή το 1845 γνωρίστηκε με τον Alfred Wallace, όταν αυτός εργαζόταν σε σχολείο του Λέστερ και συνδέθηκαν με διά βίου φιλία, όταν ανεκάλυψαν τα κοινά τους ενδιαφέροντα, και τα κοινά τους διαβάσματα, στα οποία συμπεριλαμβάνονταν τα ίδια βιβλία που είχαν εμπνεύσει τον Δαρβίνο (Αρχές της Γεωλογίας του Lyell, το δοκίμιο του Malthus για τον πληθυσμό κ.ά.). 
    Οι δύο φίλοι αντάλλασσαν για καιρό δείγματα εντόμων που είχε συλλέξει καθένας, ώσπου το 1847 ο Wallace έριξε την ιδέα να επιχειρήσουν μια εξερευνητική αποστολή στον Αμαζόνιο με σκοπό τη συλλογή δειγμάτων, την πώλησή τους, αλλά και την καταγραφή δεδομένων τα οποία θα “επέλυαν το πρόβλημα της καταγωγής των ειδών” όπως, κατά λέξη, σημείωνε ο συνιδρυτής της εξελικτικής βιολογίας σε γράμμα του, στον Bates. Οι προετοιμασίες για το ταξίδι έγιναν γρήγορα και οι δύο φίλοι, αφού μελέτησαν στις βρετανικές συλλογές δείγματα εντόμων και φυτών της Νοτίου Αμερικής και κατήρτισαν έναν κατάλογο πιθανών αγοραστών των δειγμάτων που θα συνέλεγαν, απέπλευσαν τον Απρίλιο του 1848 από το λιμάνι του Λίβερπουλ και μετά ένα ταξίδι που διήρκησε 31 ημέρες, αποβιβάστηκαν στο Para, ένα λιμάνι που αποτελεί την πύλη εισόδου, στον Αμαζόνιο. Τον πρώτο χρόνο εγκαταστάθηκαν σε ένα χωριό κοντά στο Para και συνέλεγαν δείγματα εντόμων και πουλιών της περιοχής. Στη συνέχεια αποφάσισαν να συνεχίσουν τη συλλογή δειγμάτων ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο, αλλά να συναντιούνται για να συζητούν τα αποτελέσματα των ερευνών τους. 
    O Bates κατά τη συνάντησή του με τουκάνους (Λιθογραφία από το βιβλίο του: Ο φυσιοδίφης στον ποταμό Αμαζόνιο)

    Ο Wallace επέστρεψε στη Βρετανία το 1852, έχοντας όμως χάσει τη συλλογή του Αμαζονίου, σε πυρκαγιά που ξέσπασε στο πλοίο της επιστροφής. Αντιθέτως ο Bates επέστρεψε το 1859, μετά από 11 χρόνια παραμονής του στη Νότιο Αμερική, φέρνοντας μαζί του 14.712 είδη (κυρίως εντόμων) από τα οποία τα 8.000 ήταν, ως τότε άγνωστα. Αμέσως μετά την επιστροφή του άρχισε να συγγράφει το βιβλίο του “The Naturalist on the River Amazons” και να μελετά την τεράστια συλλογή δειγμάτων που είχε συγκεντρώσει, κάτω όμως από το φως που έριχνε η, δημοσιοποιημένη στη Λινναία Εταιρεία, εργασία του Κάρολου Δαρβίνου. 

    Τον Νοέμβριο του ίδιου έτους, μετά τη δημοσίευση της “Καταγωγής των Ειδών, διά της Φυσικής Επιλογής“, ο Bates συγκατάχθηκε αμέσως μεταξύ των υποστηρικτών της Φυσικής Επιλογής και συνέβαλε με τα επιχειρήματα που διετύπωσε, στην αποδοχή της. Στις 21, Νοέμβρη του 1861 ο Bates ανέπτυξε τις πρώτες ιδέες του για τη μίμηση στην εργασία του “Συνεισφορές στην εντομολογική πανίδα της κοιλάδας του Αμαζονίου. Λεπιδόπτερα: Heliconidae“, για το οποίο ο Κάρολος Δαρβίνος είπε ότι ήταν “μια από τις πιο αξιόλογες και αξιοθαύμαστες εργασίες που έχω διαβάσει ποτέ στη ζωή μου.”
    * Τα τελευταία χρόνια ο μιμητισμός του Αντιβασιλέα, έχει αποσαφηνιστεί πως η μιμικρία του Αντιβασιλέα, δεν είναι βατεσιανός, αλλά υπάγεται σε ένα άλλο είδος που ονομάζεται Μυλεριανός μιμητισμός.
  • Η υπόθεση της Κόκκινης Βασίλισσας

    Η υπόθεση της Κόκκινης Βασίλισσας

    Οι αναγνώστες ίσως έχουν προσέξει στην κορυφή της σελίδας, τη γνωστή φράση που ο συγγραφέας της “Αλίκης στη Χώρα των Θαυμάτων”  Lewis Carroll είχε περιλάβει στο δεύτερο βιβλίο του “Μες στον καθρέφτη και τι βρήκε η Αλίκη εκεί“. Η φράση αυτή, σύμφωνα με την οποία για να παραμένει κανείς στην ίδια θέση, πρέπει να τρέχει συνεχώς, μα; γοητεύει ώστε να την καταστήσουμε μότο τη σελίδα μας.

    Πρώτα-πρώτα μας γοητεύει διότι είναι μια παραδοξολογία, που όπως συμβαίνει με τις ευφυείς και εύστοχες παραδοξολογίες, θέτουν σε δοκιμασία της κοινή λογική μας, η οποία αφού σπεύσει να τις αποδοκιμάσει, καταλήγει να τις ενστερνιστεί, αναγνωρίζοντας τη νέα πτυχή ή προσέγγιση της πραγματικότητας που αποκαλύπτουν.

    Μας αρέσει επίσης, διότι συμπυκνώνει ό,τι εξηγεί τους λόγους της βαθύτατης οικονομικής, κοινωνικής και πολιτικής κρίσης που βίωσε πριν μια δεκαετία η χώρα, κατά κάποιο τρόπο προσδιορίζει ό,τι πρέπει να γίνει για να ξεφύγουμε, μια και καλά, από αυτήν.

    Κυρίως όμως μας γοητεύει διότι ως βιολόγοι, αναγνωρίζουμε σε αυτήν την πεμπτουσία της Εξελικτικής Βιολογίας: Οι οργανισμοί για να επιβιώνουν σε ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον πρέπει να αλλάζουν επίσης συνεχώς. Αυτή λοιπόν η φράση που για καιρό αντιπροσώπευε μια βάσιμη, αλλά όχι επιστημονικά τεκμηριωμένη, λογοτεχνική μεταφορά της εξελικτικής βιολογίας, ενέπνευσε τη δεκαετία του 70 έναν αμερικανό εξελικτικό βιολόγο, τον Leigh Van Valen (1935-2010) να διατυπώσει την Υπόθεση της Κόκκινης Βασίλισσας με την οποία προσπάθησε να ερμηνεύσει τον Νόμο της εξάλειψης, που είχε ο ίδιος προτείνει και αποδείξει.

    Σύμφωνα με το νόμο αυτό, η πιθανότητα εκλείψεως ενός είδους ή μιας μεγαλύτερης ταξινομικής ομάδας (λ.χ. γένους ή οικογένειας), είναι ανεξάρτητη από το χρονικό διάστημα που αυτή υπάρχει· με άλλα λόγια, ότι μια παλαιότερη ταξινομική ομάδα δεν έχει ούτε μεγαλύτερη, ούτε μικρότερη πιθανότητα να επιβιώσει σε σχέση με μια νεώτερη, με αποτέλεσμα η πιθανότητα εξαφάνισής της να παραμένει σε γενικές γραμμές σταθερή για χρόνια σε ένα δεδομένο πληθυσμό.

    Για να εξηγήσει λοιπόν ο Van Valen το νόμο της εξάλειψης, διετύπωσε την υπόθεση της Κόκκινης Βασίλισσας. Σύμφωνα με αυτήν μια προσαρμογή σε έναν πληθυσμό λ.χ. θηραμάτων, που τα κάνει να τρέχουν γρηγορότερα από τους γονείς τους, θα ασκήσει επιλεκτική πίεση στους θηρευτές τους, ώστε να ευνοηθούν όσοι από αυτούς τρέχουν επίσης γρηγορότερα από τους γονείς τους.

    Αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι κανένα από τα δύο είδη να μην αποκτά ένα μόνιμο προβάδισμα έναντι του άλλου, καθώς σε αυτήν την κούρσα εξοπλισμών κάθε βελτίωση στις αμυντικές δεξιότητες του θηράματος αντισταθμίζεται από μια βελτίωση στις επιθετικές δεξιότητες του θηρευτή του και αντίστροφα. Έτσι σε ένα κόσμο περιορισμένων φυσικών πόρων τα είδη είναι υποχρεωμένα να αναπτύσσουν συνεχώς νέες προσαρμογές που τους δίνουν ένα διαδοχικά εναλλασσόμενο πλεονέκτημα του ενός, έναντι του άλλου.

    Leigh Van Valen

    Αυτή λοιπόν η υπόθεση του Van Valen ελέγχθηκε πρόσφατα από μια ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Berkeley προκειμένου να διερευνηθεί αν μπορεί να εξηγήσει τους λόγους για τους οποίους πολλά σύγχρονα είδη απειλούνται με εξάλειψη. Για τον σκοπό αυτό οι ερευνητές μελέτησαν 19 ομάδες θηλαστικών που είτε έχουν εξαφανιστεί, είτε (όπως οι ρινόκεροι, ελέφαντες κ.ά. ζωικοί οργανισμοί) παρουσιάζουν φθίνουσα ποικιλομορφία, σε σχέση με το παρελθόν τους. Τα αποτελέσματα της έρευνάς τους που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science τον Ιούνιο του 2013, δείχνουν ότι οι διάφορες ομάδες απειλούνται όχι μόνο διότι αδυνατούν να επιβιώσουν, αλλά και διότι έχει ανακοπεί ο ρυθμός με τον οποίο αναδύονται νέα είδη. Αυτό δε συμβαίνει διότι από ένα σημείο και πέρα οι ομάδες που έχουν εξαφανιστεί ή απειλούνται με εξαφάνιση, απέτυχαν ή αποτυγχάνουν να εφαρμόσουν την υπόθεση της Κόκκινης Βασίλισσας σε ένα διαρκώς επιδεινούμενο περιβάλλον.

    Το σημείο δε αυτό, σύμφωνα με τα δύο μέλη της ερευνητικής ομάδας, τον καθηγητή Charles Marshall και τον μεταδιδακτορικό υπότροφο  Tiago Quental, έρχεται όταν οι ομάδες αυτές, μετά την αρχική αύξηση της ποικιλομορφίας τους, ήρθαν αντιμέτωπες με ένα περιβάλλον που επιδεινώθηκε τόσο, ώστε να μη μπορεί να συντηρήσει την ποικιλότητα που είχε αναδυθεί.

    Κλείνοντας το μικρό αυτό σημείωμα για την υπόθεση της Κόκκινης Βασίλισσας και την σύγχρονη απόδειξή της, δεν θα αποφύγουμε τον πειρασμό να παραθέσουμε τη μεγάλη παιδαγωγική σημασία που έχει η διδασκαλία της υπόθεσης της Κόκκινης Βασίλισσας και της Εξέλιξης γενικότερα, παραθέτοντας τον επίλογο των Αμερικανικών Ακαδημιών στο περίφημο κείμενό τους: Γιατί είναι σημαντικό να  διδάσκουμε Εξέλιξη.

    Εκεί λοιπόν οι Αμερικανικές Ακαδημίες σημειώνουν:

    Το να αποδεχτούμε την πιθανότητα της μεταβολής και να αντιμετωπίσουμε τη μεταβολή ως ευκαιρία και όχι ως απειλή, είναι το κρυφό μήνυμα και η πρόκληση του μαθήματος της Εξέλιξης.

  • Η ωδή στο θαύμα της ζωής, του Richard Feynman

    Η ωδή στο θαύμα της ζωής, του Richard Feynman

    Το φθινόπωρο του 1955, δέκα χρόνια πριν ο Richard Feynman τιμηθεί με το βραβείο Νόμπελ, ανέβηκε στο βήμα της συνόδου της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ, για να μιλήσει με θέμα την “Αξία της Επιστήμης“. 

    Αφού ξεκίνησε παραθέτοντας τον υπότιτλο της ομιλίας του, με τον οποίο επεσήμαινε πως “απ’ όλα τα δώρα της επιστήμης, σημαντικότερο πρέπει να θεωρείται, το ότι μας έχει δώσει την ελευθερία να αμφιβάλλουμε“, προχώρησε στην εισαγωγή της στην οποία ανέφερε:

    Κατά καιρούς, διάφοροι άνθρωποι μου λένε ότι οι επιστήμονες πρέπει να δίνουν μεγαλύτερη προσοχή στα κοινωνικά προβλήματα – και πιο συγκεκριμένα ότι πρέπει να είνε πιο υπεύθυνοι, όταν εξετάζουν τον αντίκτυπο της επιστήμης στην κοινωνία. Φαίνεται δηλαδή, ότι γενικά πιστεύεται πως αν οι επιστήμονες εστίαζαν σε αυτά τα πολύ σύνθετα κοινωνικά προβλήματα και δεν ξόδευαν τον χρόνο τους, χαζεύοντας σε μικρότερης σημασίας επιστημονικά προβλήματα, το πράγμα θα πήγαινε καλύτερα. 

    Μου φαίνεται λοιπόν ότι πράγματι, από καιρό σε καιρό, σκεφτόμαστε τα προβλήματα αυτά, χωρίς ωστόσο να απασχολούμαστε καθ’ ολοκληρίαν μαζί τους· κι ο λόγος είναι ότι έχουμε επίγνωση πως δεν διαθέτουμε μια μαγική συνταγή για την επίλυση των κοινωνικών προβλημάτων. Τα προβλήματα αυτά είναι πολύ πιο σύνθετα από τα επιστημονικά, κι όταν τα συζητούμε συνήθως δεν καταλήγουμε κάπου.

    Πιστεύω ότι ένας επιστήμονας που εξετάζει μη επιστημονικά προβλήματα είναι εξίσου ανόητος με οποιονδήποτε άλλο· κι όταν μιλάει για ένα μη επιστημονικό θέμα, ακούγεται τόσο αφελής όσο κάποιος που μιλάει για κάτι, για το οποίο δεν έχει εκπαιδευτεί. Δεδομένου ότι το ζήτημα της αξίας της επιστήμης δεν είναι ένα επιστημονικό θέμα, αυτή η ομιλία είναι αφιερωμένη στην απόδειξη της άποψής μου, δια του παραδείγματος.

    Ανάμεσα λοιπόν στα παραδείγματά του, με τα οποία αναπτύσσει και υποστηρίζει την άποψή του για τη σημασία της επιστήμης,  είναι ένας βουδιστικός μύθος. Ο Feynman αξιοποιεί τον μύθο αυτόν  – σύμφωνα με τον οποίο κάθε άνθρωπος παίρνει ένα κλειδί, που ανοίγει όμως τόσο την πύλη του Παράδεισου, όσο και της Κολάσεως – για να δείξει ότι έργο της Επιστήμης είναι να παράσχει στον άνθρωπο το “κλειδί”, αλλά μέριμνα της Ηθικής να τον βοηθήσει να διακρίνει, ποια από τις πύλες που βρίσκονται μπροστά του είναι του Παράδεισου, και ποια της Κόλασεως. 

    Είναι όμως και ένα δικό του ποίημα που όταν το διαβάζει, στο αυστηρό και εξειδικευμένο ακροατήριό του, το ακροατήριο αυτό – το μαθημένο να εκφράζεται με εξισώσεις και χημικούς τύπους – γοητεύεται. Και πώς αλλιώς θα μπορούσε να γίνει, όταν ο Feynman κατάφερε με τη συμπυκνωτική δύναμη της ποίησης, να υμνήσει, σε λίγους στίχους το θαύμα της ζωής, την εποποιία της Εξέλιξης και την περιέργεια, που κινητροδότησε την άλλη μεγάλη, ανθρώπινη εποποιία, που είναι αυτή της επιστήμης.

    Παραθέτω λοιπόν το ποίημα αυτό, σε δική μου απόδοση. Επειδή ενδέχεται να έχω αστοχήσει   στην απόδοση αυτή, τόσο γλωσσικά, όσο και αισθητικά, παραθέτω και τη διεύθυνση που οδηγεί στη διάλεξη του Feynman, ώστε να δείτε το πρωτότυπό του στη 2η σελίδα της, από εδώ

    Η χωρίς τίτλο ωδή στο θαύμα της ζωής του R. Feynman

    Στέκομαι στην ακρογιαλιά, μόνος, κι αρχίζω να συλλογίζομαι. Μπροστά μου τα ορμητικά κύματα … βουνά μορίων που το καθένα τους είναι αφοσιωμένο στο δικό του, άνευ νοήματος έργο… Τρισεκατομμύρια, το ένα ανεξάρτητο από το άλλο. Ωστόσο για κοίτα, όλα μαζί φτάνουν στην ακτή αφρίζοντας.

    Αιώνα τον αιώνα, πριν υπάρξει μάτι να τα δει, χρόνο τον χρόνο να χτυπούν με βρόντο στην ακτή… Για ποιον; Γιατί σε έναν πλανήτη άβιο, που δεν υπάρχει κανείς να τ΄απολαύσει;

    Ανειρήνευτος, μαστιγωμένος από την ενέργεια πλανήτης, γέννημα του Ήλιου, που τον απελευθέρωσε στο διάστημα. Κι όμως, κάτι ασήμαντο μέσα της, κάνει τη θάλασσα να βρυχάται.

    Βαθιά μέσα της, τα μόρια επαναλαμβάνουν τα αιώνια μοτίβα τους, μέχρι νέες μορφές να σχηματιστούν. Φιάνουν τα ίδια τον εαυτό τους και μαζί τους φιάχνουν κι άλλα, κι ένας νέος χορός ξεκινά.

    Μεγαλώνουν σε μέγεθος και σε πολυπλοκότητα … έμβια όντα, συσσωματώματα ατόμων, DNA, πρωτεΐνες, που χορεύουν ένα μοτίβο που γίνεται όλο και πιο σύνθετο.  

    Κι απ’ το αρχαίο λίκνο τους φτάνουν στην ξηρά που θα εγκατασταθούν. Άτομα με συνείδηση, μάζα με περιέργεια…

    Στέκεται στην ακρογιαλία, ένα θαύμα που κατάπληκτο αναρωτιέται… Εγώ. Ένα σύμπαν ατόμων, ένα άτομο στο σύμπαν…

    O διάσημος τσελίστας Yo-Yo Ma εμπνεόμενος από το ποίημα του φίλου του Feynman συνεργάστηκε με τη γραφίστρια Kelli Anderson, στην παραγωγή ενός βίντεο στο οποίο κατά την εκτέλεση ενός κομματιού του Bach, ακούγεται η ηχογραφημένη απαγγελία του ποιήματος από τη φωνή του Feynman.  Μπορείτε να απολαύσετε την εκτέλεση, τα γραφικά και την απαγγελία από το βίντεο που ακολουθεί.

    .

  • Το γενετικό λάθος ενός επιφανούς στατιστικολόγου

    Το γενετικό λάθος ενός επιφανούς στατιστικολόγου

    O καθηγητής μετά την ολοκλήρωση της διδασκαλίας των Μεντελικών νόμων, έκρινε σωστό να αφιερώσει το μάθημα της ημέρας στην εκμάθηση της επίλυσης ασκήσεων γενετικής. Για να εξάψει μάλιστα το ενδιαφέρον των μαθητών του, ώστε να αντιληφθούν ότι ο Μεντελισμός εκτός από … γεννήτρια παραγωγής ασκήσεων για τις εξετάσεις, παρέχει αξιόπιστες ερμηνείες και προβλέψεις για αρκετά γνωρίσματα του ανθρώπου – περιλαμβανομένων και μερικών νοσημάτων – αποφασίζει να επιστρατεύσει την περίπτωση της  αχονδροπλασίας.

    Αφού λοιπόν τους εξήγησε ότι η νόσος είναι μια σκελετική διαταραχή, που οφείλεται σε ένα υπερέχον αυτοσωμικό αλληλόμορφο* το οποίο παρεμποδίζει τη μετατροπή του χόνδρου σε οστίτη ιστό  ώστε τα μακρά οστά των άκρων να μη μεγαλώνουν και ο πάσχων να εκδηλώνει νανισμό – τους ζήτησε να προβλέψουν τις φαινοτυπικές αναλογίες που θα προκύψουν, στους απογόνους ενός ζευγαριού ετερόζυγων αχονδροπλαστικών νάνων οι οποίοι εργάζονται σε ένα τσίρκο.  Πάνω που αρχίζουν να έρχονται οι πρώτες απαντήσεις,  ένας μαθητής σηκώνει το χέρι του και απευθυνόμενος προς τον καθηγητή τού λέει: Κάτι δεν πάει καλά, είτε με τον τρόπο με τον οποίο κληροδοτείται το νόσημα, είτε με τον τρόπο με τον οποίο υπολογίζουμε τις φαινοτυπικές αναλογίες. 

    Ο καθηγητής, φαίνεται να μην αιφνιδιάζεται και ζητεί από τον μαθητή να εξηγήσει αυτό ακριβώς που εννοεί. Κι ο μαθητής, χωρίς περιστροφές, απαντά: Αν έχει δίκιο ο Μέντελ, κι αν είναι σωστό ότι το αλληλόμορφο για την αχονδροπλασία είναι υπερέχον, τότε δεν θα έπρεπε η πλειονότητα των ανθρώπων να ήταν νάνοι; Ο καθηγητής χαμογελά και λέει στον μαθητή: Την πάτησες, αλλά μην ανησυχείς.  Το ίδιο λάθος έκανε, γύρω στα 100 χρόνια πριν, και κάποιος άλλος, που δεν ήταν όποιος – όποιος· ήταν ένας σπουδαίος βρετανός στατιστικολόγος**, ονόματι George Udny Yule. Και στρεφόμενος προς την τάξη, ρωτά:  Θέλετε να σας μιλήσω γι’ αυτόν;

    Η τάξη συμφωνεί και ο καθηγητής διηγείται την ακόλουθη ιστορία:

    Reginald Punnett
    Το 1908 ο Reginald Punnett – θα θυμάστε το αβάκιο των διασταυρώσεων στον διυβριδισμό, που έφερε το όνομά του, καθώς ήταν δική του επινόηση – είχε κληθεί από τη Βασιλική Εταιρεία Ιατρικής, που εδρεύει στο Λονδίνο, να δώσει μια διάλεξη με θέμα τη σημασία του Μεντελισμού για την κατανόηση μερικών ασθενειών που ταλαιπωρούν τον άνθρωπο. Ο Punnett διάλεξε ως παράδειγμα τη βραχυδακτυλία. Τι είναι η βραχυδακτυλία; Σύνθετη η απάντηση – με βάση όσα γνωρίζουμε σήμερα – αλλά αυτό που γνώριζαν τότε, για έναν τύπο της, ο οποίος μελετήθηκε το 1903 από τον Αμερικανό γενετιστή William Curtis Farabee, ήταν αρκετά ακριβές ώστε να το χρησιμοποιήσουμε· άλλωστε το ίδιο έκανε και ο Punnett. Ο τύπος λοιπόν αυτής της βραχυδακτυλίας ευθύνεται για την ανάπτυξη κοντών μεσαίων φαλάγγων, σε όλα τα δάκτυλα και αποτελεί την πρώτη ιστορικά καταγεγραμμένη περίπτωση υπερέχοντος αυτοσωμικού μεντελικού γνωρίσματος.  

    Όταν ο Punnett ολοκλήρωσε τη διάλεξή του, στη συζήτηση που επακολούθησε, ο Yule ο οποίος  βρισκόταν μεταξύ των παρισταμένων, παίρνοντας τον λόγο διετύπωσε την ίδια άποψη που διετύπωσε, πριν από λίγο και ο συμμαθητής σας, για τον νανισμό, ότι δηλαδή: εάν η βραχυδακτυλία κληροδοτείται ως υπερέχον γνώρισμα, τότε με την πάροδο του χρόνου θα περίμενε κανείς ο ανθρώπινος πληθυσμός να κυριαρχείτο – ελλείψει αντισταθμιστικών παραγόντων – από βραχυδακτυλικά άτομα. Πράγμα που ολοφάνερα, δεν συμβαίνει. 
    Η αλήθεια είναι ότι ο Punnett τα χρειάστηκε. Ωστόσο έδωσε μια απάντηση, η οποία ήταν ικανοποιητική. Όμως για σιγουριά αποτάθηκε σε ένα άλλο πρόσωπο στέλνοντάς του τα πρακτικά της συνάντησης, στα οποία είχε περιληφθεί και η αιτίαση του Yule. Ποιος ήταν αυτό το πρόσωπο; Ονομαζόταν Godfrey Harold Hardy, και ήταν ένας μαθηματικός του οποίου το έργο επιβραβεύτηκε, αρκετά χρόνια αργότερα, με το μετάλλιο Κόπλεϊ  την ύψιστη και αρχαιότερη διάκριση με την οποία η Βρετανία τιμά τους εξαιρετικούς επιστήμονες. 

    O Hardy, φίλος και συμπαίκτης του Punnett στο κρίκετ – που ήταν το αγαπημένο παιχνίδι και των δυο – είχε μυηθεί από τον γενετιστή στον εισβάλλοντα, μετά την εκ νέου ανακάλυψή του, Μεντελισμό και είχε επιχειρήσει να διερευνήσει “πώς παίζεται” το παιχνίδι των μεντελικών νόμων, όχι στο επίπεδο ενός ζευγαριού, αλλά σε όλον τον πληθυσμό. Στο πλαίσιο αυτής της ενασχόλησής του, κατέληξε σε μια σχέση που δείχνει τη σχέση των συχνοτήτων με την οποία εμφανίζονται σε έναν πληθυσμό οι διαφορετικοί γενότυποι για ένα μεντελικό υπερέχον γνώρισμα, δηλαδή οι ΑΑ, Αα και αα. Η σχέση αυτή – στην οποία ο Hardy δεν έδωσε, και μεγάλη σημασία – αποδείχτηκε τόσο μεγάλης βαρύτητας για τον Μεντελισμό, στο επίπεδο του πληθυσμού, ώστε να επισκιάσει σχεδόν το υπόλοιπο σπουδαίο μαθηματικό του έργο. Η ονομασία της, ως αδιαμφισβήτητος νόμος, ή αρχή ή ισοζύγιο – όλοι οι όροι ισχύουν και είναι ισοδύναμοι – φέρει το όνομά του με την προσθήκη του ονόματος του  Γερμανού  γιατρού Wilhelm Weinberg, ο οποίος την επινόησε ταυτόχρονα και ανεξάρτητα από τον Hardy. Να σας πω όμως πως ο Hardy, όταν ζήτησε τη βοήθειά του ο Punnett, δεν είχε ακόμη ολοκληρώσει την εργασία του πάνω στις συχνότητες των αλληλομόρφων. Έγραψε ωστόσο ένα άρθρο στο Science, στο οποίο παρουσίασε μια πρωτόλεια μορφή της, με την οποία καταρριπτόταν το επιχείρημα του Yule (αν επιθυμείτε να διαβάσετε το άρθρο αυτό, μπορείτε να το κάνετε από εδώ)

    Δεν θέλω να σας κουράσω με τον νόμο αυτόν, που και “εκτός ύλης” είναι, και επιπλέον, είστε ακόμη αρκετά αρχάριοι για να ασχοληθείτε μαζί του – είπε ο καθηγητής στους μαθητές του και πρόσθεσε: Γι’ αυτό περιορίζομαι να σας πω ότι σε έναν πληθυσμό – υπό από προϋποθέσεις – οι συχνότητες των γονιδίων και των γενοτύπων, και συνεπώς των φαινοτύπων, διατηρούνται σταθερές, από γενιά σε γενιά. Πράγμα που σημαίνει ότι δεν αυξάνεται η συχνότητα του αλληλομόρφου για τη βραχυδακτυλία, ούτε μειώνεται η συχνότητα του αλληλομόρφου για το κανονικό μήκος δακτύλων. Και για να το πω με άλλα λόγια, χρησιμοποιώντας ένα κατανοητό παράδειγμα από τη Φυσική, οι πληθυσμοί μοιάζουν στη συμπεριφορά τους με τα υλικά σώματα. Πώς στα υλικά σώματα δεν αρέσει να τους αλλάζεις την κινητική κατάσταση; έτσι και στους πληθυσμούς υπάρχει μια “αδράνεια“: Θέλουν να διατηρούν τις συχνότητες των γονιδίων τους, των γενοτύπων τους και των φαινοτύπων τους σταθερές. Επαναλαμβάνω, όμως ότι όπως στην περίπτωση των υλικών σωμάτων η διατήρηση της κινητικής κατάστασης συμβαίνει όταν δεν ασκείται δύναμη πάνω τους, έτσι  και στην περίπτωση των πληθυσμών, η διατήρηση των γονιδιακών συχνοτήτων συμβαίνει υπό  προϋποθέσεις. Τις προϋποθέσεις αυτές, αλλά και το τι ακριβώς λέει ο νόμος των Hardy-Weinberg, και γιατί απαντά με συντριπτικά επιχειρήματα στις αιτιάσεις του Yule, θα τις αναρτήσω στο blog μου μια περιγραφή του, για τους πιο μερακλήδες από εσάς

    Αυτά λοιπόν είπε ο καθηγητής στους μαθητές του, που πείστηκαν ότι δεν συντρέχει λόγος ανησυχίας: Το υπερέχον αλληλόμορφο για τον συγκεκριμένο τύπο βραχυδακτυλίας, δεν πρόκειται να γίνει “πλειοψηφικό” στον ανθρώπινο πληθυσμό, στο ορατό – τουλάχιστον – μέλλον. Τους επεσήμανε όμως και κάτι άλλο: Πως είναι λανθασμένο να θεωρούν ότι ένα “ευνοϊκό” αλληλόμορφο είναι υποχρεωτικά υπερέχον, ενώ ένα “δυσμενές”, υποχρεωτικά υποτελές. Υπάρχει περίπτωση, όπως στη βραχυδακτυλία, τα πράγματα να είναι ανάποδα.

    Τώρα, όπως οι μερακλήδες μαθητές του καθηγητή θα ανατρέξουν στο blog του, για να δουν τι λέει ο νόμος των Hardy-Weinberg, έτσι και οι μερακλήδες αναγνώστες του ιστολογίου, μπορούν να διαβάσουν τις ακόλουθες γραμμές για τον περίφημο νόμο και τη σημασία του. 



    Νόμος των Hardy-Weinberg


    O νόμος των Hardy – Weinberg προσδιορίζει πώς συμπεριφέρονται δυο αλληλόμορφα ενός γονιδίου σε έναν πληθυσμό, δηλαδή στην περίπτωση της βραχυδακτυλίας τα αλληλόμορφα Α και α. Ο νόμος λέγεται και ισοζύγιο διότι σύμφωνα με αυτόν, οι συχνότητες των αλληλομόρφων, των γενοτύπων και των φαινοτύπων στον πληθυσμό, διατηρούνται σταθερές. 

    Η συχνότητα των αλληλομόρφων εκφράζεται με δεκαδικούς αριθμούς με βάση το % ποσοστό τους στον πληθυσμό. Αν π.χ. το υπερέχον αλληλόμορφο (Α) υπάρχει στο 35% του πληθυσμού (ο αριθμός είναι εντελώς ενδεικτικός!) τότε η συχνότητά του p (κατά σύμβαση με το γράμμα p ορίζεται η συχνότητα του επικρατούς αλληλομόρφου), είναι 0,35.
    Συνεπώς, αφού το 100% του πληθυσμού περιλαμβάνει και τα δύο αλληλόμορφα, το υποτελές αλληλόμορφο (α) θα συναντιέται στο  65% του πληθυσμού, συνεπώς θα έχει συχνότητα q (με το q κατά σύμβαση συμβολίζεται η συχνότητα του υποτελούς αλληλομόρφου) 0,65. Ακόμη πιο γρήγορα θα μπορούσαμε να πούμε: p+q=1, συνεπώς το q, θα είναι ίσο με 1-p, ή 0,65.

    Αυτά, όσον αφορά στη συχνότητα των αλληλομόρφων. Τι γίνεται όμως με τη συχνότητα των γενοτύπων (και εξ αυτής, των φαινοτύπων); Ρίξτε μια ματιά στον ακόλουθο πίνακα που δείχνει πώς υπολογίζεται η πιθανότητα να είναι κανείς ομόζυγος για το υπερέχον αλληλόμορφο (ΑΑ), ετερόζυγος (Αα) ή ομόζυγος για το υποτελές (αα). 


    Όπως φαίνεται, από τον πίνακα στον οποίο παρουσιάζονται οι συχνότητες των αλληλομόρφων Α, α στα ωάρια και στα σπερματοζωάρια (είναι οι ίδιες που ισχύουν σε όλον τον πληθυσμό), οι συχνότητες των γενοτύπων ΑΑ, αα και Αα είναι αντίστοιχα: pxp (δηλαδή p^2), qxq (δηλαδή q^2), και 2pq. Και προφανώς, στο σύνολο του πληθυσμού (100%) το άθροισμά τους: δηλαδή το:

    θα είναι ίσο με 1.
    Αν λοιπόν δοκιμάσετε να βρείτε ποια θα είναι η συχνότητα των αλληλομόρφων που θα προκύψει στην επόμενη γενιά, από τα άτομα αυτά, θα διαπιστώσετε ότι θα αναπαραχθεί η συχνότητα των αλληλομόρφων του αρχικού πληθυσμού. 
    Για να ισχύει όμως το ισοζύγιο αυτό υπάρχουν οι εξής προϋποθέσεις:
    • O πληθυσμός να έχει μεγάλο μέγεθος
    • Να μη συμβαίνουν μεταλλάξεις
    • Να μην υπάρχει μετανάστευση
    • Να μη δρα η φυσική επιλογή
    • Να υπάρχει τυχαία διασταύρωση.
    * Η αχονδροπλασία στην πλειονότητα των περιπτώσεων οφείλεται σε μετάλλαξη που μπορεί να συμβεί στο έμβρυο, ενός γονιδίου που εδράζεται στο 4ο ζευγάρι ομόλογων χρωμοσωμάτων και κωδικοποιεί τη σύνθεση του υποδοχέα 3 του αυξητικού παράγοντα ινοβλαστών (Fibroblast Growth Factor Receptor 3). 

    ** Στον Yule πιστώνεται η επινόηση μιας κατανομής που πήρε το όνομά του (Yule’s distrubation)

    Στην αρχική φωτογραφία, εικονίζονται από τα αριστερά προς τα δεξιά οι: Hardy, Weinberg, Yule.

    Μεταξύ των πηγών που χρησιμοποιήθηκαν για τη σύνταξη του άρθρου περιλαμβάνονται και οι:

    https://academic.oup.com/bioscience/article/64/8/701/2754269

    http://www.esp.org/foundations/genetics/classical/hardy.pdf

    https://www.nature.com/articles/7290218

  • O Pavlov και η κληρονομική μεταβίβαση των επίκτητων χαρακτηριστικών

    O Pavlov και η κληρονομική μεταβίβαση των επίκτητων χαρακτηριστικών

    Mια από τις πολλές νόστιμες ιστορίες των βιοεπιστημόνων, είναι η “περιπέτεια” του Ivan Pavlov με την κληρονομική μεταβίβαση των επίκτητων χαρακτηριστικών. Μα θα πείτε, ήταν ο Pavlov βιοεπιστήμονας; Χωρίς αμφιβολία, είναι η απάντηση, κι όχι μόνον διότι η κατ’ εξοχήν ειδικότητά του, για την οποία τιμήθηκε το 1904 με βραβείο Nobel, ήταν η φυσιολογία, αλλά και για έναν ακόμη λόγο. Η ψυχολογία και ο κλάδος της, η συμπεριφορική ψυχολογία – στη διαμόρφωση της οποίας ο Pavlov συνέβαλε με την ανακάλυψη των εξηρτημένων ανακλαστικών – είναι, κατά βάση, βιολογικές επιστήμες, αφού τα φαινόμενα που μελετούν περιορίζονται στα έμβια όντα.

    Τo 1913, λοιπόν που διεξαγόταν στη Βιέννη το Διεθνές Συνέδριο Φυσιολογίας στο οποίο προσκεκλημένος ήταν ο Pavlov, όταν ο νομπελίστας πήρε τον λόγο, οι σύνεδροι αδημονούσαν να ακούσουν από αυτόν κάποιο νέο επίτευγμα που είχε επιτευχθεί στο εργαστήριό του στην Αυτοκρατορική Στρατιωτική Ιατρική Ακαδημία, της Αγίας Πετρούπολης. Κι ο Pavlov καθόλου δεν τους απογοήτευσε. Σε μια αποστροφή της διάλεξής του μιλώντας για τη συμπεριφορά ανέφερε ότι: “Είναι δυνατόν μερικές προσφάτως δημιουργηθείσες επίκτητες συμπεριφορές να μετατραπούν σε κληρονομικές”

    Εν τούτοις, παρά τη μεγάλη εντύπωση που προκλήθηκε στο κοινό του από τη δήλωση αυτή, ως το 1921 – οπότε ο Pavlov ανέθεσε σε έναν συνεργάτη του, ονόματι Nikolai Studentsov να οργανώσει ένα πείραμα για τη διερεύνηση της πολύκροτης  αυτής ανακοίνωσης – δεν υπήρχε κανένα πειραματικό δεδομένο που να την επιβεβαιώνει. 

    Ο Studentsov μετά από δύο χρόνια έρευνας παρουσίασε ένα πείραμα στο οποίο ένας ποντικός είχε εκπαιδευτεί, ώστε στο άκουσμα του ήχου ενός βομβητή να τρέχει προς την ταΐστρα του κλουβιού του. Στην αρχή ο ποντικός δεν ανταποκρινόταν παρά ελάχιστα στον ήχο του βομβητή. Μετά όμως από 298 κύκλους εφαρμογής του πειράματος ο ποντικός, κατά τον Studentsov, αποκτούσε το σχετικό εξηρτημένο ανακλαστικό.  Ακόμη περισσότερο ο ερευνητής ισχυριζόταν κάτι εντυπωσιακό. Ότι ενώ η πρώτη γενιά απογόνων του ποντικού χρειαζόταν 114 επαναλήψεις του πειράματος για την ανάπτυξη του ανακλαστικού, η δεύτερη γενιά απογόνων του χρειαζόταν 29 επαναλήψεις, η τρίτη γενιά 11 επαναλήψεις και η τελευταία, μόλις 6!

    T. H. Morgan
    Τα εκπληκτικά αυτά αποτελέσματα, που αποδείκνυαν αναμφίβολα τη μεταβίβαση των επίκτητων συμπεριφορών, έκαναν τον γύρο των βιολογικών εργαστηρίων της χώρας και παρουσιάστηκαν από τον Studentsov σε ένα σεμινάριο φυσιολόγων στο Λένινγκραντ (πρώην Αγία Πετρούπολη). Και ο ίδιος όμως ο Pavlov σε ένα ταξίδι του, το 1923 στη Βρετανία και στις ΗΠΑ, που αποσκοπούσε στην προβολή των επιτευγμάτων του εργαστηρίου του, περιέλαβε μεταξύ αυτών, την εργασία του Studentsov, βρίσκοντας θερμότατη ανταπόκριση από το κοινό, εκτός ελαχίστων εξαιρέσεων. Μια από αυτές αποτελούσε ο Thomas Hunt Morgan, ο οποίος στο άκουσμα της δυνατότητας της μεταβίβασης επίκτητων χαρακτηριστικών, διετύπωσε τις σοβαρές αμφιβολίες του προφορικά, αλλά και γραπτά στο βιβλίο του «Εξέλιξη και Γενετική» στο οποίο σημείωσε: «Υπήρξε κάποια κατάπληξη το 1923 όταν ο μεγάλος Ρώσος φυσιολόγος Pavlov  δημοσίευσε τα αποτελέσματα των πειραμάτων του, που πηγαίνουν πολύ μακρύτερα, απ’ όσο οι περισσότεροι Λαμαρκιστές θα τολμούσαν να διανοηθούν. Τα συμπεράσματα του Pavlov-και υπενθυμίζω πως προς το παρόν έχουμε μόνο τα δικά του συμπεράσματα-είναι πολύ απρόσμενα». 

    Nikolai Kotsov
    Απτόητος, όμως ο Pavlov, επιστρέφοντας στη Ρωσία, δημοσίευσε το 1924 την εργασία του συνεργάτη του, στο Ρωσικό Περιοδικό Φυσιολογίας. Τότε ήταν που η υπόθεση κίνησε το ενδιαφέρον του Nikolai Koltsov – ενός σημαντικού Ρώσου βιολόγου, που ήταν πρωτοπόρος γενετιστής – που εκμυστηρεύτηκε ότι αν η εργασία αυτή δεν έφερε την υπογραφή του Pavlov, θα την είχε θεωρήσει μια ακόμη από τις ατεκμηρίωτες εικασίες των Λαμαρκιστών, και θα το είχε αγνοήσει. Ξεκίνησε λοιπόν να αρθρογραφεί σε περιοδικά για να αποδείξει ότι οι ισχυρισμοί για την κληρονομική μεταβίβαση επίκτητων συμπεριφορών, ήταν αβάσιμοι. Έκανε όμως και κάτι ακόμη περισσότερο· επισκέφθηκε το εργαστήριο του Pavlov, για να δει ο ίδιος με τα μάτια του, το απίστευτο αυτό πείραμα. 

    Αυτό όμως που διεπίστωσε ήταν απογοητευτικό· δεν ήταν ο ποντικός που είχε εκπαιδευτεί στο ερέθισμα που του προκαλούσε ο ερευνητής, αλλά ο ερευνητής που είχε εκπαιδευτεί ώστε «να βλέπει αυτό που πίστευε» στο πείραμα και όχι να «πιστεύει αυτό που βλέπει», από το πείραμα. Πρότεινε λοιπόν στον Pavlov την επανάληψη του πειράματος, αλλά με τρόπο που θα απέκλειε τη συμμετοχή του πειραματιστή. Και η πρότασή του εισακούστηκε από τον νομπελίστα, που ανέθεσε σε έναν εμπειρότερο συνεργάτη του, τον Evgeny Ganike να σχεδιάσει και να εκτελέσει ένα πείραμα που θα γινόταν με αυτοματοποιημένο τρόπο, ώστε να μην επηρεάζεται η έκβασή του, από τον πειραματιστή. Με το πείραμα αυτό αποδείχτηκε, πως ο Koltsov, είχε δίκιο και ο Pavlov το ανεγνώρισε απερίφραστα σε μια δεύτερη επίσκεψη που του έκανε ο πρώτος το 1925. Οι επίκτητες συμπεριφορές, δεν μεταβιβάζονται από γενιά σε γενιά! 

    Ο Pavlov στο αμφιθέατρο της Ιατρικής Στρατιωτικής Ακαδημίας της Αγίας Πετρούπολης

    Μετά το πείραμα του Ganike ο Pavlov εγκατέλειψε πλήρως την ιδέα της κληρονομικής μεταβίβασης των επίκτητων χαρακτηριστικών, αλλά και τα πειράματα με τα ποντίκια. Λέγεται μάλιστα, πως στην τελευταία επίσκεψη του Koltsov, όταν ρώτησε τον Pavlov, πώς πάνε τα πειράματα με τα ποντίκια, ο Pavlov, του απήντησε ενοχλημένος: «Τώρα εργάζομαι με σκυλιά. Δεν θέλω να ξανακούσω για ποντίκια!»

    Στα αμέσως επόμενα χρόνια, η αποδοχή της γενετικής και του Μεντελισμού από τον Pavlov, ήταν απόλυτη. Χάρη στην επίδραση που του είχε ασκήσει ο Koltsov, ο Pavlov δημιούργησε στο εργαστήριό του τμήμα που καταπιάστηκε με τη μελέτη της γενετικής της συμπεριφοράς, προσέλαβε ως συμβούλους του γενετιστές, ενώ με εντολή του προστέθηκε μια νέα προτομή στην πρόσοψη του κτιρίου τού εργαστηρίου του. Ήταν αυτή του Γρηγορίου Μέντελ! 

    Όμως η μνήμη των πρώτων θριαμβολογικών δημοσιεύσεων των σοβιετικών εφημερίδων για τη μεγάλη ανακάλυψη του Pavlov ήταν επίμονη· ως και τις αρχές της δεκαετίας του 30, οι εφημερίδες επαναλάμβαναν ότι η μεταβίβαση των επίκτητων χαρακτηριστικών είναι αποδεκτή από τον νομπελίστα Pavlov!

  • Μια διά βίου αντιπαράθεση

    Μια διά βίου αντιπαράθεση

     

    Τo 1794 στην ημερήσια διάταξη μιας συσκέψεως των μελών του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας των Παρισίων, κύριο θέμα ήταν η πρόσληψη ενός νέου επιστήμονα. Ο Λαμάρκ εισηγήθηκε να προσληφθεί ένας ζωγράφος, χρήσιμος για την εικονογράφηση των εκθεμάτων, αντί ενός άλλου υποψηφίου που ήταν ένας νεαρός ταλαντούχος συγκριτικός ανατόμος. 

    Όμως παρά την εισήγηση του Λαμάρκ, ο ανατόμος αυτός τελικώς κατάφερε να βρει μια θέση στο Μουσείο και να προσληφθεί· όμως δεν ξέχασε ποτέ την απόρριψή του από τον Λαμάρκ, με τον οποίο άλλωστε συγκρούστηκε σφοδρά, κατά τη διάρκεια της λαμπρής καριέρας του, για το ζήτημα της Εξέλιξης. 

    Ο Λαμάρκ ήταν υπέρ της μεταβλητότητας των ειδών, την οποία εξηγούσε με βάση τους δύο νόμους του – της κληρονομικής μεταβίβασης των επίκτητων χαρ/κών και της αρχής της χρήσης και αχρησίας), σε αντίθεση με τον νεαρότερο συνάδελφό του, που απέρριπτε την οργανική εξέλιξη, προβάλλοντας το επιχείρημα, ότι αν τα όργανα τροποποιούνταν, ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, τότε θα καταστρεφόταν η λειτουργική ολότητα που επιτρέπει σε έναν οργανισμό να επιβιώνει.

    Η αντιπάθεια του ανατόμου για τον Λαμάρκ ήταν τόσο μεγάλη, ώστε να ακολουθήσει τον Λαμάρκ, ως και στον θάνατό του.  Και πράγματι όταν παραγγέλθηκε στον Κυβιέ– διότι αυτός ήταν ο ανατόμος για τον οποίο μιλάμε- να συγγράψει μια ελεγεία για τον θάνατο του Λαμάρκ, η “ελεγεία” αυτή, αν και τάχα επαινετική, πρώτον ήταν τόσο εξώφθαλμα εμπαθής, ώστε κανείς εκδότης να μην θελήσει να τη δημοσιεύσει, τουλάχιστον όσο ζούσε ο Κουβιέ, και δεύτερον τόσο ευρηματική, ώστε να καταστεί μνημειώδης στον τομέα των “ακαδημαϊκών μαχαιρωμάτων”.

    Ένα  απόσπασμά της, στο οποίο ο Κυβιέ αναφέρεται στη “θεωρία της ζωής” του Λαμάρκ, αρκεί για να καταδειχτεί η ασίγαστη αντιπάθειά του προς αυτόν. 

    Ανεξάρτητα από τα πολλά λάθη στις λεπτομέρειες, βασίστηκε επίσης σε δύο αυθαίρετες υποθέσεις. Η μία είναι ότι το σπερματικό υγρό (σ.μ. ως μια ζωική αύρα), οργανώνει το έμβρυο και η άλλη, ότι οι προσπάθειες και οι επιθυμίες (σ.μ. εννοεί των οργανισμών) μπορούν να δημιουργήσουν τα όργανα. Ένα σύστημα που βασίζεται σε τέτοια θεμέλια, μπορεί να διασκεδάσει τη φαντασία ενός ποιητή ή να το εμπνευστεί ένας μεταφυσικός…, αλλά δεν μπορεί να αντέξει, ούτε για μια στιγμή στον έλεγχο ενός που έχει ανατάμει ένα άκρο, σπλάχνα ή έστω ένα φτερό“…

    Ακόμη κι έτσι όμως ο Κουβιέ υπήρξε ένας σημαντικός επιστήμων. Παρά την αντίθεσή του στην ιδέα της οργανικής εξέλιξης, την εξυπηρέτησε έμμεσα, συμβάλλοντας στην καθιέρωση της Παλαιοντολογίας, ως διακριτού επιστημονικού κλάδου. Ήταν τόση η δεινότητά του στον συσχετισμό και στη σύγκριση απολιθωμάτων, ώστε με βάση τις πληροφορίες που του παρείχαν, να μπορεί να ανασυστήνει, από ένα μόνο μικρό τμήμα απολιθώματος που έπεφτε στα χέρια, ολόκληρο το όργανο. Στη Συστηματική κατάταξη που εκπόνησε προσέθεσε τη βαθμίδα του Φύλου, και ενέταξε σε αυτήν, πολλά από τα χιλιάδες απολιθώματα που είχε βρει και μελετήσει.

  • Τα καλοκαίρια του Thomas Hunt Morgan

    Τα καλοκαίρια του Thomas Hunt Morgan

    Ο Thomas Hunt Morgan και η σύζυγός του Lilian περνούσαν, από το 1890 ως το 1942 τα καλοκαίρια τους στο Woods Ηole, μια παραθαλάσσια κοινότητα της νοτιοανατολικής Μασαχουσέτης που βρίσκεται στον κόλπο του Cape Cod. Η κοινότητα αυτή, ως τα μέσα του 19ου αιώνα αποτελούσε κέντρο φαλαινοθηρίας. Όταν όμως η συγκεκριμένη δραστηριότητα άρχισε να γίνεται λιγότερο κερδοφόρα, η κοινότητα στράφηκε προς νέες οικονομικές δραστηριότητες, ώστε να μετατραπεί – με την εγκατάστασή της σε αυτήν του Εργαστηρίου Θαλάσσιας Βιολογίας (Marine Biological Laboratory) και του θυγατρικού του, Ωκεανογραφικού Ιδρύματος – σε ένα παγκοσμίου φήμης κέντρο θαλάσσιας έρευνας.


    Η αυλή του σπιτιού των Morgan

    Ο Morgan διετέλεσε έφορος (trustee) του MBL από το 1897, ως το θάνατό του το 1942, ενώ η σύζυγός του – πέραν της επιστημονικής δραστηριότητάς της στο εργαστήριο του MBL – απασχολείτο στο θερινό “Παιδικό Σχολείο Επιστημών” του οποίου υπήρξε συνιδρύτρια το 1913. 


    Η οικογένεια  Morgan μετακόμιζε κάθε καλοκαίρι στο σπίτι που είχαν αγοράσει στο Woods Hole, και μαζί τους μετακόμιζαν και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο Columbia  – τα περίφημα fly boys του – καθώς και οι πολύτιμες καλλιέργειες Drosophila, ώστε η έρευνα να συνεχίζεται αδιαλείπτως. 

    Τα πρωινά περνούσαν με εργαστηριακή δουλειά που γινόταν εντός της ατμόσφαιρας – έμφαση στη συνεργασία και στην ελεύθερη ανταλλαγή απόψεων –  που είχε διδαχτεί ο Morgan στον Ζωολογικό Σταθμό της Νάπολης, στον οποίο είχε εργαστεί ως μεταδιδακτορικός συνεργάτης. Τα απογευματινά ήταν αφιερωμένα σε διάφορα σπορ και σε συζητήσεις  που διεξάγονταν στο φιλόξενο σπίτι της οικογένειας μεταξύ των φίλων και προσκεκλημένων του Morgan. 
    Ο Morgan δίπλα στον (γονατιστό) Calvin Bridges. Στη φωτογραφία που λήφθηκε το 1919 και ο Morgan ονόμασε αστειευόμενος: συζητώντας τα μυστήρια του σύμπαντος, εικονίζεται και ο Sturtevant (o νέος με τα γυαλιά, δεξιά).

    Πικ νικ στο Woods Hole (O Morgan εικονίζεται στο κέντρο της φωτογραφίας)

    Ο Morgan ήταν το πρώτο από τα μέλη του MBL που τιμήθηκε με βραβείο Nobel. Σήμερα το φημισμένο αυτό εργαστήριο, που μετρά πενήντα περίπου Nobel συνεργατών του, τιμά τη μνήμη του μεγάλου αυτού ερευνητή με μια μπρούτζινη πλάκα που έχει τοποθετηθεί σε ένα από τα κτίριά του.


    Βίντεο του MBL που παρουσιάζει τον Morgan στο εργαστήριο του ιδρύματος, το 1935.


    Σ.Σ: οι φωτογραφίες προέρχονται από το αρχείο του MBL.