Συντάκτης: biology4u

Οι αφανείς πρωταγωνιστές της επιστημονικής έρευνας (Ι)

Published on by biology4uLeave a comment

Θα μπορούσατε να φανταστείτε τον Mendel να διασταυρώνει… πλατάνια προκειμένου να εξαγάγει τους νόμους της κληρονομικότητας ή τον Morgan να διασταυρώνει… ελέφαντες για να διερευνήσει τη φυλοσύνδετη κληρονομικότητα;

Φυσικά όχι. Αν μη τι άλλο, ο χρόνος και ο χώρος που χρειάζεται για να αναπαραχθούν οι οργανισμοί αυτοί, τους κάνουν παντελώς ακατάλληλους ως υποψήφια πειραματικά υλικά. 
Αντί λοιπόν για ελέφαντες και πλατάνια στη βιολογία χρησιμοποιούνται οργανισμοί, που αν και στην καθημερινή ζωή μπορεί να περνούν απαρατήρητοι, να μας ενοχλούν ή και να μας αηδιάζουν, τα εργαστηριακά τους προσόντα, ενέπνευσαν το πάθος και πυροδότησαν τον ενθουσιασμό σημαντικών ερευνητών.
Ποια λοιπόν είναι τα προσόντα που έχουν καταστήσει τη Drosophila, το βακτήριο E. coli, τον ποντικό, τον σακχαρομύκητα ή τον νηματώδη Caenorhabditis elegans δημοφιλή πειραματικά υλικά; 
Γενικά θα λέγαμε ότι σε αυτά περιλαμβάνεται η ικανότητά τους να αναπαράγονται γρήγορα και σε μεγάλους αριθμούς, το ότι καταλαμβάνουν στο εξελικτικό δέντρο μια ενδιαφέρουσα θέση – ώστε να μπορούν να αξιοποιηθούν ως οργανισμοί – μοντέλα, επειδή μοιράζονται παρόμοια (ή και τα ίδια) γονίδια με τον άνθρωπο,  που αποκαλύπτουν τον τρόπο με τον οποίο εκδηλώνεται, ή αντιμετωπίζεται – αν πρόκειται για νόσημα- ένα χαρακτηριστικό, ότι παρέχουν τη δυνατότητα να μελετηθεί, περισσότερο εύκολα στην  απλούστερη οργάνωσή τους, ένας διαδεδομένος στον έμβιο κόσμο, βιοχημικός, φυσιολογικός, γενετικός ή άλλος μηχανισμός, κ.ά.

Ξεκινούμε λοιπόν την παρουσίαση αυτών των αφανών πρωταγωνιστών της εργαστηριακής έρευνας, υπό τη μορφή υποθετικών συνεντεύξεων, με τη Drosophila. Διαβάζοντάς την συνέντευξη που μας έδωσε θα πληροφορηθείτε τα χαρακτηριστικά της, την ιστορία της εισαγωγής της στην έρευνα, και θα εντυπωσιαστείτε από τα σημαντικά επιτεύγματα που της οφείλουμε. 

♣

Στο χώρο της μόδας μπορείτε να διαφωνείτε όσο θέλετε, αν καλύτερο μοντέλο από την Claudia Schiffer είναι η Linda Evangelista ή Naomi Campbell. Στον χώρο όμως της γενετικής έρευνας, το τοπ μόντελ είναι ένα. Μια κομψή μυγούλα που την ανέσυρε από την αφάνεια ένας νεαρός φοιτητής, για να αποτελέσει στη συνέχεια το αντικείμενο του πάθους χιλιάδων επιστημόνων, μεταξύ των οποίων συμπεριλαμβάνονται και μερικοί νομπελίστες. Φυσικά αναφερόμαστε στη μύγα των φρούτων, την καταδεκτική και καθόλου πολυέξοδη στη συντήρησή της ηγερία της Γενετικής η οποία δέχτηκε με προθυμία να απαντήσει στις ερωτήσεις μας.

Διαβάστε λοιπόν την αποκαλυπτική συνέντευξη που μας έδωσε, την οποία πιστεύουμε πως θα απολαύσετε.

– Ποιο είναι το πραγματικό σας όνομα;

Είμαι ευρύτερα γνωστή ως μύγα των φρούτων, αλλά και ως μύγα του ξυδιού. Το πραγματικό μου όνομα είναι Drosophila melanogaster, όνομα που μου έδωσε ο Γερμανός εντομολόγος Johann Wilhelm Meigen, στα μέσα περίπου του 19ου αιώνα. Να προσθέσω, ωστόσο ότι το όνομα αυτό επικράτησε μεταξύ άλλων, όπως π.χ. το Drosophila ampelofila, που χρησιμοποιούσε ο Thomas Hunt Morgan – θα σας μιλήσω γι’ αυτόν στη συνέχεια – ως και την πρώτη δεκαετία του 20ου αιώνα. 
– Πού κατοικείτε;

Είμαι κοσμοπολίτισσα. Αν εξαιρέσετε μερικές περιοχές του πλανήτη, που έχουν πολύ ακραίες συνθήκες για τις προτιμήσεις μου, κατοικώ σε όλον τον υπόλοιπο. Φυσικά από τις αρχές του 20ου αιώνα, παρεπιδημώ στα εργαστήρια γενετικής, όπου προσφέρω τις υπηρεσίες μου, απαιτώντας ένα ελάχιστο τίμημα, αλλά έναν μεγάλο σεβασμό, που θα ήμουν αγνώμων, αν δεν αναγνώριζα ότι μου προσφέρουν.

– Πώς βρεθήκατε εκεί;

A είναι μια μεγάλη ιστορία, που όπως πολλές από τις ιστορίες της βιολογίας, της επιστήμης την οποία υπηρετώ, έχει την απαρχή της σε νεαρούς, και πολλές φορές άσημους επιστήμονες. Στην περίπτωσή μου λοιπόν ένας φοιτητής του Πανεπιστημίου του Harvard, o C. M. Wordworth, εκτίμησε τα προτερήματά μου (μικρός χρόνος γενιάς, πολυάριθμοι απόγονοι) ώστε να με χρησιμοποιήσει ως πειραματόζωο. Στη συνέχεια γνωρίστηκα με έναν από τους πρώτους Αμερικανούς γενετιστές τον William Castle που με γνώρισε σε έναν άλλον συνάδελφό του, τον Frank E. Lutz ο οποίος με τη σειρά του με σύστησε στον επιστήμονα στον οποίο οφείλω την εκτόξευση της καριέρας μου. Αναφέρομαι φυσικά στον Τ.Η. Morgan, τον καθηγητή Ζωολογίας του Πανεπιστημίου Columbia, ο οποίος συνεργαζόμενος μαζί μου, εκτόξευσε και αυτός την επιστημονική φήμη του, ώστε να θεωρείται από πολλούς ως ο Mendel του 20ου αιώνα.

– Τι θυμάστε από την συνεργασία σας με τον Τ.Η. Μοrgan;

Η συνεργασία μου ξεκίνησε λίγο πριν το 1910 σε ένα μικρό δωμάτιο (μόλις 35 τετραγωνικών) που του είχε παραχωρηθεί από το Πανεπιστήμιο Columbia, προκειμένου να εγκαταστήσει το εργαστήριό του. Στο δωμάτιο λοιπόν αυτό, που προς τιμήν μου ονομάστηκε το “δωμάτιο με τις μύγες” κάτω από τον συνεχή βόμβο μου και την αφόρητη οσμή από τις σαπισμένες μπανάνες με τις οποίες με έτρεφε, ο Morgan και η ομάδα του, μια παρέα εικοσάχρονων φοιτητών, εργαζόμενοι μαζί μου, έθεσαν τις βάσεις της σύγχρονης Γενετικής, ώστε να την καταστήσουν μια πλήρως πειραματική επιστήμη.
Πρέπει να ομολογήσω ότι ήταν μια εξαιρετικά πετυχημένη συνεργασία. Χάρη σε αυτήν επιβεβαιώθηκε και επεκτάθηκε η χρωμοσωμική θεωρία και ο Μενδελισμός, αποσαφηνίστηκε ο διασκελισμός και ο φυλοκαθορισμός, και συντάχθηκαν οι πρώτοι γενετικοί χάρτες.


– Τα επιτεύγματα που αναφέρετε, είναι η μισή, αν όχι περισσότερη, απ’ όλη την κλασική γενετική. Προσφέρατε τις υπηρεσίες σας και σε άλλους τομείς της βιολογίας;

Ξέρετε, στο διάστημα των 30 περίπου ετών που συνεργάστηκα με τον Morgan, δεν είχα απλώς την ευκαιρία να συνεισφέρω στα επιτεύγματά του. 
Είχα επίσης την ευκαιρία να ζήσω από κοντά την ιστορία της δημιουργίας μιας σχολής της οποίας η βασική γραμμή, που ήταν ο εξαντλητικός πειραματικός έλεγχος των υποθέσεων, επεκτάθηκε και σε άλλους τομείς της Βιολογίας, όπως η Αναπτυξιακή Βιολογία, η Μοριακή Γενετική και η εξελικτική Βιολογία.
Ο Theodosius Dobzhansky, ο σημαντικός εξελικτικός βιολόγος, ο H.J. Muller, ο νομπελίστας “κυνηγός” μεταλλάξεων, ο νομπελίστας και εκ των ιδρυτών της μοριακής γενετικής G. S. Beadle, o αναπτυξιακός βιολόγος Ε.Β. Lewis, υπήρξαν μαθητές του Morgan ή μαθητές μαθητών του (ο Lewis) και όλοι τους εργάστηκαν χρησιμοποιώντας αποκλειστικά, ή για ένα μεγάλο διάστημα της καριέρας τους, εμένα ως πειραματικό υλικό.

– Σήμερα με τι ασχολείστε;

Είμαι στην ευτυχή θέση να σας δηλώσω πως σήμερα, περισσότεροι από 7.500 ερευνητές παγκοσμίως, μελετούν θεμελιώδη προβλήματα της βιολογίας με τη βοήθειά μου.
Μετά μάλιστα το 2000, -οπότε αλληλουχοποιήθηκε πλήρως το γονιδίωμά μου και αποκαλύφθηκαν οι ομοιότητες και οι αναλογίες με το δικό σας γονιδίωμα -, δόθηκε μια νέα ώθηση στην καριέρα μου. Στη σύγχρονη βιολογική έρευνα και στις ιατρικές εφαρμογές της, εξακολουθώ να πρωταγωνιστώ και να σας βοηθώ να κατανοήσετε τη δική σας βιολογία ανάπτυξης και επίσης τους μηχανισμούς με τους οποίους πυροδοτούνται σοβαρά νοσήματα που σας ταλανίζουν, από τον καρκίνο, ως τις διάφορες εγγενείς δυσπλασίες και τα νευροεκφυλιστικά νοσήματα.

– Θα επιθυμούσατε να δηλώσετε κάτι, πριν κλείσουμε την συνέντευξή μας;

Εσείς και εγώ φαινόμαστε πολύ διαφορετικοί. Μην αυταπατάστε όμως: Η “γενετική παρτιτούρα” που εκτελεί ο καθένας μας, είναι κατά 60% και περισσότερο η ίδια. Δεν φτάνει να επωφελείστε από το γεγονός αυτό, για να κατανοείτε νοσήματα και να σχεδιάζετε θεραπείες. Πρέπει να αντλήσετε και το ηθικό δίδαγμα που απορρέει: Η ζωή είναι ενιαία, έχει κοινή βάση και οφείλετε να την σέβεστε, σε όποια μορφή και να εκδηλώνεται.

Μνήμες: Κωνσταντίνος Καστρίτσης-Ιsaac Asimov

Published on by biology4uLeave a comment

Mέσα της δεκαετίας του 70 και σαρανταπέντε πρωτοετάκια, του νεοπαγούς Tμήματος Βιολογίας του ΑΠΘ, παρακολουθούν μαγεμένα στην μικρή αίθουσα, τον ψηλό και νεαρό για τα δεδομένα της εποχής, ψαρομάλλη καθηγητή να τους εισάγει στα μυστικά της επιστήμης που πρόκειται να διδαχτούν τα επόμενα 4 χρόνια.Ο καθηγητής χρησιμοποιεί τεχνική ορολογία, που τότε δεν κατείχε ο απόφοιτος του 6ταξίου γυμνασίου. Το μάθημα όμως είναι ευχάριστο διότι ο καθηγητής δεν παραθέτει απλώς δεδομένα για βιολογικές δομές και λειτουργίες. Θέτει ερωτήματα, αναρωτιέται ο ίδιος και συχνά διακόπτει την καθ’ εαυτή διδασκαλία, για να εισαγάγει εμβόλιμα, πληροφορίες για βιβλία που διάβασε, ταινίες που είδε, σκέψεις που έκανε.

Tότε λοιπόν ήταν που ακούσαμε, πρώτη φορά, το όνομα ενός άγνωστου συγγραφέα και τότε που ωθηθήκαμε, να αγοράζουμε το ένα μετά το άλλο τα βιβλία του που στο μεταξύ είχαν αρχίσει να εκδίδονται στην ελληνική γλώσσα. Ο δάσκαλός μας – το καταλάβατε – ήταν ο αείμνηστος καθηγητής Κ. Καστρίτσης. Ο συγγραφέας ήταν ο Isaac Asimov, ο Αμερικανός, ρωσσικής καταγωγής καθηγητής βιοχημείας που γεννήθηκε σαν σήμερα, την 2α Ιανουαρίου του 1920.

Ο Asimov παρήγαγε πλούσιο συγγραφικό έργο στο οποίο αποτυπώθηκε ο θαυμασμός για την αλματώδη επιστημονική πρόοδο της εποχής του (τα διαστημικά ταξίδια, η εισαγωγή της αυτοματοποίησης, τα τεχνολογικά επιτεύγματα που μετέβαλλαν την σύγχρονη καθημερινότητα) και η πεποίθηση για την απελευθερωτική δύναμη της γνώσης και του ορθολογισμού. Στο έργο αυτό περιλαμβάνονται επιστημονικά συγγράμματα, μυθιστορήματα επιστημονικής φαντασίας και βιβλία εκλαΐκευσης της επιστήμης. Τα γνωστότερα από τα τα μυθιστορήματά του είναι αυτά της σειράς για τα ρομπότ (Εγώ, το ρομπότ, Έρχονται τα ρομπότ, Ρομπότ και Αυτοκρατορία κ.ά.), και τα μυθιστορήματα της σειράς Γαλαξιακή αυτοκρατορία. Στην ελληνική γλώσσα, πέραν των μυθιστορημάτων του, έχει εκδοθεί από τις Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, το «Xρονικό των Eπιστημονικών Aνακαλύψεων» μια εξαιρετική παρουσίαση της εποποιίας της ανθρώπινης επιστήμης, από την ανακάλυψη της φωτιάς, ως το πρώτο «παιδί του σωλήνα».

Ο Asimov απεβίωσε την 6η Απριλίου του 1992, έχοντας αφήσει πίσω του ένα σημαντικό έργο που τον καταξίωσε ως έναν από τους σημαντικότερους συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας και εκλαϊκευτές της επιστήμης.

H ιστορία του Calvin Blackman Bridges

Published on by biology4uLeave a comment

Ηαπαρχή της γενετικής, ως μιας κλασικής επιστήμης, ανάγεται σε μια χρονολογία, σε ένα εργαστήριο και σε μια επιστημονική ομάδα. Ήταν ο Απρίλιος του 1910, όταν στο “Δωμάτιο με τις Μύγες” του Πανεπιστημίου Columbia, μια ερευνητική ομάδα από προπτυχιακούς φοιτητές, της οποίας ηγείτο ο Τ. H. Morgan, άρχισε να μελετά, το πώς τα γενετικά χαρακτηριστικά επηρεάζουν την ανάπτυξη, χρησιμοποιώντας ως πειραματικό υλικό την D. melanogaster.

Μέλος της ερευνητικής ομάδας, και συνεργός σε πολλά από τα επιτεύγματά της, ήταν η επιστημονική προσωπικότητα, της οποίας σήμερα γιορτάζουμε την επέτειο της γέννησής της. Ήταν ο Calvin Blackman Bridges, ο ένας από τους νεαρούς βοηθούς του Μorgan, που στη σύντομη διάρκεια της ζωής του, ανεδείχθη σε κορυφαίο γενετιστή.

Ο Βridges γεννήθηκε την 11η Ιανουαρίου του 1889 στην Schuyler Falls, μια μικρή πόλη της πολιτείας της Νέας Υόρκης. Η παιδική ζωή του δεν ήταν ανέφελη. Ορφανός και από τους δύο γονείς, πριν κλείσει τα 4 χρόνια του, περιήλθε στην κηδεμονία της μητέρας του πατέρα του και πολύ νωρίς άρχισε να εργάζεται στην οικογενειακή φάρμα, παρακολουθώντας σποραδικά μόνο, τα μαθήματα του σχολείου. Η ανεπαρκής στοιχειώδης εκπαίδευσή του, καθυστέρησε την εισαγωγή του στο Γυμνάσιο που έγινε όταν ήταν πλέον 14 ετών.
Ο Bridges απεφοίτησε από το Γυμνάσιο στα 20 χρόνια του. Χάρη όμως στις εξαιρετικές επιδόσεις του, τα Πανεπιστήμια Cornell και Columbia, του πρόσφεραν υποτροφία για τη συνέχιση των σπουδών του. O Bridges προτίμησε το δεύτερο, στο οποίο ενεγράφη ως πρωτοετής φοιτητής το 1909 και απεφοίτησε, μόλις 3 χρόνια αργότερα έχοντας επιτύχει εξαιρετικές επιδόσεις, παρά το ότι έπρεπε να εργάζεται για να συντηρείται και το ότι από το 1910 είχε ήδη απορροφηθεί από τη μελέτη της Drosophila συνεργαζόμενος με τον Τ.H. Morgan.

Η γνωριμία του Bridges με τον Morgan έγινε όταν, ως πρωτοετής φοιτητής επέλεξε να παρακολουθήσει το μάθημα της Ζωολογίας το οποίο δίδασκε ο Morgan. Το γεγονός αυτό υπήρξε η απαρχή μιας γόνιμης και σταθερής συνεργασίας που διήρκησε για όλο το χρονικό διάστημα της ζωής του Bridges.
Ο Bridges εντάχθηκε στο δυναμικό του “Δωματίου με τις Μύγες” προκειμένου να εργαστεί στη βελτίωση των τεχνικών για την καλλιέργεια της Drosophila, που ακόμη δεν είχαν αναπτυχθεί. Ανταποκρινόμενος στο καθήκον που του ανατέθηκε, επενόησε αξιόπιστες μεθόδους για τον έλεγχο της θερμοκρασίας των καλλιεργειών της Drosophila, προτυποποίησε τα μέσα και τα υλικά που χρησιμοποιούνταν, και εισήγαγε τη χρήση του στερεοσκοπίου, αντί του απλού μεγεθυντικού φακού, για την παρατήρηση των χαρακτηριστικών του εντόμου.


Ως μέλος της ερευνητικής ομάδας, στην οποία εκτός του Bridges, συμμετείχαν και άλλοι νεαροί ερευνητές όπως ο Alfred Sturtervant,  ο Hermann Joseph Muller και αργότερα, ο Theodosius Dobzhansky, αποδύθηκε στον εντοπισμό και στην απομόνωση μεταλλάξεων της Drosophila. Ο Βridges στην προσπάθεια αυτή συνεισέφερε στον εντοπισμό περισσότερων μεταλλάξεων απ’ ότι οποιοσδήποτε άλλος και οργάνωσε το υλικό που προέκυπτε έτσι ώστε να δημιουργηθούν στοκ μυγών που έφεραν συνδυασμούς των μεταλλάξεων οι οποίες είχαν εντοπιστεί.

O Bridges στα 17 χρόνια συνεργασίας του με τον Μorgan παρήγαγε περισσότερες από 120 εργασίες. Στην εργασία του με τίτλο: “Το φύλο σε σχέση με τα χρωμοσώματα και τα γονίδια” έδειξε ότι το το φύλο στην Drosophila δεν καθορίζεται απλώς από τα δύο φυλετικά χρωμοσώματα, αλλά από τον φυλετικό δείκτη, δηλαδή το πηλίκον του αριθμού των Χ χρωμοσωμάτων προς τον αριθμό των ομάδων αυτοσωμάτων.
Στην εργασία του με τίτλο “Ο μη αποχωρισμός ως απόδειξη της ορθότητας της χρωμοσωμικής θεωρίας της κληρονομικότητας” συνέδεσε την παραγωγή ατόμων με μη αναμενόμενα χαρακτηριστικά με ένα φαινόμενο λανθασμένης διανομής των χρωμοσωμάτων κατά τη μειωτική διαίρεση που ο ίδιος ονόμασε “μη αποχωρισμό” και εξήγησε πώς τα αποτελέσματα στα οποία οδηγεί το φαινόμενο αυτό, επαληθεύουν την χρωμοσωμική θεωρία της κληρονομικότητας.

Μετά την μετακίνησή του με τον Morgan το 1928 στο Caltech ο Bridges συνέβαλε με την έρευνά του στην κυτταρογενετική, καταρτίζοντας γενετικούς χάρτες των γιγαντιαιών χρωμοσωμάτων των σιελογόνων αδένων της Drosophila και αναδεικνύοντας τη σχέση ανάμεσα στις χαρακτηριστικές ζώνες που παρουσιάζουν με την γραμμική διαδοχή των γονιδίων στους γενετικούς χάρτες.
Ο Βridges απεβίωσε την 27η Δεκεμβρίου του 1938.

Οι καλοί αναγνώστες μας που επιθυμούν να πληροφορηθούν και μια άλλη, αναπάντεχη, πτυχή του επινοητικού γενετιστή, μπορούν να ανατρέξουν σε μια προηγούμενη δημοσίευση με τίτλο: Ένας πολυπράγμων γενετιστής…

Η ιστορία των δακτυλικών αποτυπωμάτων

Published on by biology4uLeave a comment

Η ιστορία των επιστημονικών επιτευγμάτων δεν είναι γραμμική και συχνά, ανάμεσα στους επιστήμονες που  αναμείχθησαν στην πραγματοποίησή τους,  δύσκολα ξεχωρίζει αυτός που είχε την κυριότερη συμβολή ή την αναμφισβήτητη προτεραιότητα. 


Μια τέτοια περίπτωση είναι η περίπτωση των δακτυλικών αποτυπωμάτων και κεντρικός ήρωάς της είναι ένας Σκώτος ιατρός, ο   πρώτος που ανεκάλυψε τη μοναδικότητα τους, ώστε να εισηγηθεί την αξιοποίησή τους, ως αξιόπιστων τεκμηρίων για την ταυτοποίηση ενόχων, αλλά και νεκρών θυμάτων, κατά την εγκληματολογική έρευνα.

Ο ιατρός αυτός που ονομαζόταν Henry Faulds, γεννήθηκε  την 1η Ιουνίου του 1843 και το 1858, μετά την οικονομική κατάρρευση της οικογένειάς του εγκαταλείπει το σχολείο και τον βρίσκουμε στην Γλασκώβη να εργάζεται ως υπάλληλος σε έναν κατασκευαστή εσαρπών.

Το 1864 όμως συνειδητοποιώντας την ημιτελή εκπαίδευσή του αποφασίζει να παρακολουθήσει στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, μαθήματα Μαθηματικών, Αρχαίων Ελληνικών, Λατινικών και Λογικής και 4 χρόνια αργότερα, ανακαλύπτοντας το ενδιαφέρον του για την Ιατρική εγγράφεται στο Κολλέγιο Antersen, από το οποίο αποφοιτά. με έπαινο το 1871.

Ο Faulds το 1873, λαμβάνει μέρος, ως ιατρός, σε μια ιεραποστολική δράση της Εκκλησίας της Σκωτίας, στην Ινδία και επιστρέφοντας από αυτήν τον αμέσως επόμενο χρόνο, ξεκινά, την επόμενη αποστολή του, ως μέλος πλέον της Πρεσβυτεριανής Εκκλησίας της Αγγλίας, στην Ιαπωνία.

Henry Faulds

Φθάνοντας στο Τόκυο, ιδρύει το Νοσοκομείο Tsukiji, αρχίζει να μαθαίνει Ιαπωνικά και στα επόμενα χρόνια, έχει αποκτήσει μεγάλη φήμη, ώστε να προσληφθεί ως ιατρός του Αυτοκρατορικού Οίκου και να διδάσκει μαθήματα Φυσιολογίας, αντισηψίας αλλά και Δαρβινισμού στους Ιάπωνες φοιτητές.

Όμως διευθύνει και το Νοσοκομείο του με μεγάλη επιτυχία, με συνέπεια ο αριθμός των ασθενών που προσέφευγαν στις υπηρεσίες του, το 1882 να φθάσει τους 15.000 ετησίως.
Τότε λοιπόν γνωρίζεται και αναπτύσσει φιλία με τον Αμερικανό αρχαιολόγο Edward S. Morse, ο οποίος είχε διακριθεί στη μελέτη των χειροποίητων αγγείων από πηλό, που έφερνε στο φως η αρχαιολογική σκαπάνη.

Ο Faulds, που από την εργασία του ως υπάλληλος στον κατασκευαστή εσαρπών είχε αναπτύξει τη δεξιότητα να παρατηρεί και να συγκρίνει τα σχεδιαστικά πρότυπα τους, πρόσεξε ότι τα αποτυπώματα που είχαν αφήσει πάνω στον πηλό οι τεχνίτες, πριν 2.000 χρόνια ήταν μοναδικά.

Αποφασίζει τότε να διεξἀγει ένα πείραμα με τους φοιτητές του. Λαμβάνει τα δακτυλικά αποτυπώματά τους και στη συνέχεια με ένα ξυραφάκι, αφαιρεί από το δάκτυλο τις δερματογλυφές, ώστε το δάκτυλο να μην αφήνει πλέον κανένα αποτύπωμα. Όταν αργότερα, οι δερματογλυφές αναδημιουργήθηκαν, το αποτύπωμα που άφηνε το δάκτυλο, ήταν το ίδιο με το αρχικό, πράγμα που σημαίνει ότι τα πρότυπα που αφήνουν οι δερματογλυφές μας, εκτός από μοναδικά είναι και μόνιμα, διά βίου χαρακτηριστικά μας.

Έτσι ο Faulds συλλαμβάνει την ιδέα της αξιοποίησής τους, στην εγκληματολογία (ταυτοποίηση πτωμάτων και ενόχων) και αναζητώντας βοήθεια στην προώθηση της ανακάλυψής του, το 1880 αποτείνεται στον Κάρολο Δαρβίνο. Ο Δαρβίνος δεν δίνει ιδιαίτερη σημασία στην επιστολή του Faulds, την προωθεί όμως στον εξάδελφό του Francis Galton.

Τον ίδιο χρόνο ο Faulds στέλνει στο περιοδικό Nature ένα άρθρο με τίτλο: “Επί των αυλάκων του δέρματος του χεριού”, το οποίο δημοσιεύεται την 28η Οκτωβρίου του 1880, και ήταν το πρώτο επιστημονικό άρθρο στο οποίο προσδιοριζόταν η μοναδικότητα και η χρήση των δακτυλικών αποτυπωμάτων. 

Ὀμως ἐνα μήνα μετά ένας ανώτατος δημόσιος λειτουργός που υπηρετούσε στην Ινδία, ο William Herschel, απέστειλε στο Nature, μια επιστολή με την οποία διατεινόταν ότι χρησιμοποιούσε, εδώ και 20 χρόνια, τη μέθοδο της δακτυλοσκόπησης, ως ένα είδος υπογραφής. Το 1886 ο Faulds επιστρέφοντας στην Αγγλία, επισκέπτεται την Scotland Yard και προτείνει την αξιοποίηση της μεθόδου του, στην εξιχνίαση εγκλημάτων, την οποία η αστυνομική υπηρεσία απορρίπτει.

Δύο χρόνια αργότερα τον Faulds περιμένει μια ακόμη δυσάρεστη τροπή στην αναγνώριση της ανακάλυψής του. Το 1888 ο Galton, με έγγραφό του στη Βασιλική Εταιρεία αναγνωρίζει προτεραιότητα στην εργασία του Herschel, πράγμα που πυροδοτεί την έναρξη μιας επιστημονικής διαμάχης μεταξύ των Faulds και Herschel, που λήγει το 1917 όταν ο Herschel παραδέχτηκε με δεύτερο άρθρο του στο Nature, ότι ο Faulds, πρώτος είχε προτείνει την ιατροδικαστική χρήση των δακτυλικών αποτυπωμάτων. Το άρθρο όμως πέρασε απαρατήρητο, καθώς την ιδέα του Faulds την είχαν ήδη οικειοποιηθεί εκτός από τον Herschel, και ο Galton-ο οποίος εξέδωσε το 1892 ένα βιβλίο σχετικό με τη χρήση των δακτυλικών αποτυπωμάτων, χωρίς να κάνει καμία αναφορά στον Faulds – και ο Edward Henry, ένας πρώην συνεργάτης του Galton, ο οποίος ίδρυσε το Τμήμα Δακτυλοσκοπίας στην Scotland Yard.

Ο Faulds μετά την επιστροφή του στη Βρετανία εργάστηκε ως χειρουργός. Απεβίωσε την 19η Μαρτίου του 1930 βαθύτατα πικραμένος για την έλλειψη αναγνώρισης του έργου του.

Παραλλαγές στο ίδιο θέμα…

Published on by biology4uLeave a comment

Η ζωή μπορεί να εντυπωσιάζει με την ποικιλομορφία της, και την αστείρευτη ικανότητά της να πειραματίζεται, και να δημιουργεί, από την πρώτη στιγμή της εμφάνισής της, νέες μορφές και λειτουργίες.

Όμως πίσω, από την πολυπλοκότητα και την ποικιλομορφία των εμβίων όντων, κρύβεται ένας μικρός αριθμός βασικών προτύπων με τα οποία η ζωή οργανώνει τις δομές της. 
Όλα τα ψάρια έχουν υδροδυναμικό σχήμα, όλα τα πουλιά αεροδυναμικό και όλα τα κελύφη οργανώνουν τις σπείρες τους, σύμφωνα με την ακολουθία Fibonacci.

Aυτό το κοινό χαρακτηριστικό της μορφής των οργανισμών, να αποτελούν δηλαδή παραλλαγές ενός μικρού αριθμού θεμάτων, τράβηξε την προσοχή του Σκώττου ζωολόγου D’Arcy Wentworth Thompson.   Ο Thompson που πίστευε πως:

η μορφή ενός εμβίου όντος, στην πραγματικότητα είναι ένα διάγραμμα των δυνάμεων που ασκούνται πάνω του.


θεωρούσε πως δεν αρκεί να μελετά κανείς την επιφανειακή μορφή με την οποία γίνεται αντιληπτό ένα έμβιο όν, αλλά και τις δυνάμεις και τους μαθηματικούς κανόνες που την έχουν διαμορφώσει. Τις απόψεις του αυτές τις δημοσίευσε το 1917 στο κλασικό έργο του: “Επί της Ανάπτυξης και της Μορφής”, το οποίο επαναεκδόθηκε το 1942.

Στο βιβλίο αυτό εξέτασε ένα πλήθος θεμάτων, όπως τη σχέση της επιφάνειας προς τον όγκο των κυττάρων και των οργανισμών, τις γεωμετρικές αρχές και τους φυσικούς νόμους που διέπουν τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα οργανώνονται σε ιστούς, το μαθηματικό πρότυπο με το οποίο τα φύλλα εκφύονται από τον βλαστό (φυλλοταξία), τα κέρατα συστρέφονται ώστε να σχηματίσουν έλικα και πολλά άλλα.

Το βιβλίο είναι γραμμένο στη μορφή ερωτήσεων, του τύπου: γιατί ένα συγκεκριμένο έμβιο ον, έχει το τάδε σχήμα ή τη δείνα μορφή, τις οποίες ο συγγραφέας απαντά, συχνά, με ένα ευφάνταστο τρόπο, ο οποίος αφίσταται από τη δαρβινική συλλογιστική για τη Φυσική Επιλογή – την οποία έβρισκε ανεπαίσθητη και αργή – καθώς σύμφωνα με τη θεωρία του για τους μετασχηματισμούς, η αιτιότητα που καθοδηγεί τις μεταβολές των μορφών στον έμβιο κόσμο, είναι το παιχνίδι των φυσικών δυνάμεων και των μαθηματικών σχέσεων που τις διέπουν.
Το πιο εμβληματικό προϊόν της θεωρίας αυτής είναι το πρότυπο της μορφής των ψαριών για το οποίο ισχυριζόταν, ότι αν συμπιεστεί ή εκταθεί μπορεί να παραγάγει όλη την ποικιλία των μορφών των ιχθύων. 

Ωστόσο, από τη μελέτη του Τhompson, στην οποία δέσποζαν η Στατική και η Γεωμετρία, απουσίαζε η Θερμοδυναμική και το ερμηνευτικό πλαίσιο που παρέχει η γνώση των βιολογικών φαινομένων και διαδικασιών για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο δημιουργούνται οι δομές. 
Η μεγαλύτερη όμως απούσα – που όπως είπαμε όχι μόνο διέφυγε της προσοχής του Thompson, αλλά είχε εκφράσει και τη δυσπιστία του για τη δυνατότητά της να εξηγήσει τη μορφολογία των οργανισμών – ήταν η Εξέλιξη και φυσικά η Βιολογία Ανάπτυξης, η Γενετική κ.ά. κλάδοι της Βιολογίας.
Ότι ο Thompson υιοθέτησε τη φυσικαλιστική προσέγγιση στη μελέτη των εμβίων όντων, δεν είναι και προς θάνατον. Προτείνοντας – τεντωμένη ως τα άκρα της – την επεξηγητική δυνατότητα του Μαθηματικού φορμαλισμού και των νόμων της Φυσικής, παρείχε νέα εργαλεία για την κατανόηση της πολυπλοκότητας της ζωής και των μορφών της. 

Γιατί η αρμονία του κόσμου εκδηλώνεται με τη Μορφή και τον Αριθμό, και η καρδιά και η ψυχή και όλη η ποίηση της Φυσικής Φιλοσοφίας ενσωματώνονται στην έννοια της μαθηματικής ομορφιάς.

D’Arcy Thompson 

Η ιστορία ενός στρατιώτη ο οποίος εξελίχθηκε σε σημαντικό καλλιτέχνη και φυσιοδίφη

Published on by biology4uLeave a comment
Την 19η Οκτωβρίου του 1800 δύο πλοία του Γαλλικού Ναυτικού, ο Γεωγράφος και ο Φυσιοδίφης, απέπλεαν από το λιμάνι της Χάβρης έχοντας βάλει πλώρη για τις ακτές της Νέας Ολλανδίας, όπως τότε ονομαζόταν η Αυστραλία. Η αποστολή- που είχε οργανωθεί κατ΄εντολή του Ναπολέοντα- αποσκοπούσε στην επέκταση της Γαλλικής επικράτειας στην Ωκεανία και για τον λόγο αυτό, στο πλήρωμα των πλοίων περιλαμβάνονταν γεωγράφοι, ζωολόγοι και βοτανολόγοι που με την άφιξή τους στην ήπειρο θα χαρτογραφούσαν την περιοχή και θα κατέγραφαν τη Φυσική Ιστορία της. 

Charles Alexandre Lesueur


Ανάμεσά τους υπήρχε και ένας 22χρονος βοηθός οπλίτη, ο Charles Alexandre Lesueur του οποίου η μοίρα του επεφύλαξε μια ιδιαίτερη τύχη. Mετά από μήνες κακοτυχιών που μάστιζαν την αποστολή, τους θανάτους και την αποχώρηση πολλών μελών της λόγω ασθένειας από το επιστημονικό και καλλιτεχνικό προσωπικό της, στα δύο πλοία είχαν απομείνει ο François Péron, ζωολόγος, υπεύθυνος για τις γεωγραφικές και φυσιοδιφικές παρατηρήσεις, δύο αστρονόμοι, ένας ζωολόγος και ο Nicolas-Martin Petit, ζωγράφος υπεύθυνος για τις παραγωγή των χαρτών και την απεικόνιση των δειγμάτων που θα συλλέγονταν. Τότε λοιπόν ο Péron ανέθεσε στον νεαρό οπλίτη, ο οποίος στο μεταξύ είχε αποδείξει το ταλέντο του, ως σχεδιαστής, τα καθήκοντα του φυσιοδίφη. 

Η ανάθεση αυτή ήταν η απαρχή μιας συνεργασίας μεταξύ των δύο, καρπός της οποίας ήταν συλλογή 180.000 δειγμάτων ζώων, στα οποία περιλαμβάνονταν 2.500 νέα είδη και η παραγωγή μιας σειράς από ακουαρέλες εξαιρετικής αρτιότητας που τα απεικόνιζαν, τις οποίες φιλοτέχνησε ο Lesueur. Οι ακουαρέλες αυτές, οι χάρτες και εθνογραφικά θέματα, αποτυπώθηκαν σε έναν τόμο, που οι Lesueur και Péron συνέγραψαν, μετά από παραγγελία του Ναπολέοντα.
Απ΄όλα λοιπόν τα δείγματα ζώων, οι δύο φυσιοδίφες εστίασαν στη μελέτη και την απεικόνιση μιας κατηγορίας θαλάσσιων οργανισμών, που ως εκείνη την εποχή, ήταν πλημμελώς μελετημένοι. Οι οργανισμοί αυτοί ήταν οι θαλάσσιες μέδουσες, για τις οποίες ο Lesueur, φιλοτέχνησε μια σειρά ακουαρέλων που διακρίνονται για την ακρίβεια της περιγραφής, τον ρεαλισμό, την ζωντάνια των χρωμάτων και την απαράμιλλης ακρίβειας και λεπτότητας, γραμμή του καλλιτέχνη, που όπως αποκαλύπτει ο μεγεθυντικός φακός, σε μερικές περιπτώσεις σύρθηκε με πινέλο που είχε μια μόνο τρίχα…
Παρουσιάζουμε λοιπόν όσες από τις ακουαρέλες αυτές μπορέσαμε να αντλήσουμε από το διαδίκτυο, πιστεύοντας πως θα σας αρέσουν.

Κλείνοντας το σημείωμα για τον σπουδαίο αυτόν καλλιτέχνη και φυσιοδίφη, ας σημειώσουμε πως είναι άγνωστο αν διδάχτηκε και πού την εξαιρετική του τέχνη. Πάντως η προσφορά του στην επιστήμη και στην τέχνη δεν σταμάτησε στην αποστολή στην Αυστραλία. Το χρονικό διάστημα από το 1815 ως το 1837 έζησε στις Ηνωμένες Πολιτείες όπου και κατέγραψε και ζωγράφισε ένα μεγάλο αριθμό φυτικών και ζωικών ειδών, καθώς και απολιθωμάτων. 

Ex libris

Published on by biology4uLeave a comment
Πριν μερικά χρόνια ένας συνάδελφος είχε μυήσει τη σελίδα στις περίτεχνες μικρές ετικέτες ή σφραγίδες με τις οποίες, κατά τον 15ο ως και τον 19ο, κυρίως, αιώνα, ο κάτοχος ενός βιβλίου, φυσικό πρόσωπο, βιβλιοθήκη ή οργανισμός, επεσήμαινε την ιδιοκτησία του σε αυτό. 

Οι ετικέτες αυτές που ονομάζονταν ex libris (που στα λατινικά σημαίνει: Από το βιβλίο του, από τη βιβλιoθήκη του), απεικόνιζαν το έμβλημα του κατόχου του βιβλίου και η πρακτική χρησιμότητά τους ήταν να περιορίζεται το ενδεχόμενο κλοπής ή απώλειάς του, με την επικόλλησή τους, συνήθως στην πίσω όψη του εξωφύλλου του βιβλίου (εσώφυλλο).

Με την πάροδο των χρόνων, και ιδιαίτερα μετά την άνθιση της τυπογραφίας, η δημιουργία των ex libris ανεδείχθη σε μια υψηλή μορφή τέχνης, την οποία υπηρέτησαν σπουδαίοι ζωγράφοι και χαράκτες, όπως οι Γερμανοί Albrecht Dürer και Hans Holbein κατά τον 16ο αιώνα, αλλά και σύγχρονοι όπως Ολλανδός M. C. Escher, ενώ όλο και περισσότεροι, πολιτικοί, επιστήμονες, συγγραφείς και καλλιτέχνες διέθεταν τα δικά τους ex libris, στα οποία ο χαράκτης αποτύπωνε, κατά παραγγελία του πελάτη του, ό,τι συνόψιζε τη φιλοσοφία του, τα ενδιαφέροντά του, την επαγγελματική ενασχόλησή του κ.ά.
Tα ex libris των Siegmund Freud, Winston Churchill και Albert Einstein

                             

Φυσικό λοιπόν είναι να έχουν παραχθεί και ex libris που αντλούν τα θέματά τους από τη Βιολογία, ή ανήκουν σε σημαντικούς βιολόγους. Από μια λοιπόν έρευνα στο διαδίκτυο, ανακαλύψαμε μερικά από αυτά τα μικροσκοπικά αριστουργήματα, που πιστεύουμε πως αξίζει να σας τα παρουσιάσουμε, παραθέτοντας το επάγγελμα καθενός από τους κατόχους τους:
Εικόνα 1: O ιδιοκτήτης του Jorgensen ήταν μάλλον επαγγελματίας ή ερασιτέχνης εντομολόγος όπως μαρτυρά η εικόνα της πεταλούδας και της απόχης. 

Εικόνα 2: Προφανώς ο ιδιοκτήτης C. H. Bestow ήταν μικροσκόπος. Οι δύο δάφνιες και το μικροσκόπιο δεν αφήνουν αμφιβολίες. Προσέξτε ωστόσο την αντίστιξη του λατινικού επιγράμματος που σημαίνει: “Ο νόμος δεν λαμβάνει υπόψιν του τα μικροπράγματα” εννοώντας φυσικά ότι το ενδιαφέρον του κατόχου, οι μικροσκοπικοί οργανισμοί, δεν είναι μικροπράγματα.

Εικόνα 3: Ο ιδιοκτήτης οπωσδήποτε φυσιογνώστης, φυσιοδίφης και ίσως πανεπιστημιακός από το εμβληματικό κτίριο, πίσω από το μικροσκόπιο.


Εικόνα 4: Ο Persival Bailey, μάλλον νευρολόγος στο επάγγελμα, επιλέγει στο ex libris των αρχών του 20ου αιώνα, ως βασικό μοτίβο ένα νευρικό κύτταρο με τις απολήξεις του.

Και για το τέλος: ex libris διέθετε και ο παππούς του Κάρολου Δαρβίνου, Έρασμος Δαρβίνος, που στο έργο του: Ζωονομία, είχε κατά κάποιο τρόπο προαναγγείλει το μεγάλο διανοητικό επίτευγμα του διάσημου εγγονού του. Γι’ αυτό άλλωστε στο ex libris του, όπως μπορείτε να παρατηρήσετε υπάρχει το επίγραμμα: “e conchis omnia”, τα πάντα δηλαδή από τα κοχύλια, προέρχονται. 

Όμως και ο ίδιος ο Κάρολος Δαρβίνος, αν και μάλλον δεν είχε δικό του ex libris, εμπλούτισε τη φαντασία των καλλιτεχνών που τα σχεδίαζαν, όπως-ειρωνικά μάλλον- φαίνεται από το ex libris που παραθέτουμε.

Πληκτρολογήστε λοιπόν στον browser σας τη λέξη ex libris. Θα διαπιστώσετε πως σας περιμένει ένας ανεξάντλητος θησαυρός μικροσκοπικών αριστουργημάτων. Οι καλές αναλύσεις πολλών από αυτά επιτρέπουν την αναπαραγωγή τους και το καδράρισμά τους. Εμείς το έχουμε κάνει ήδη!

Ένα ευρηματικό παιχνίδι που επινόησε ο Lewis Carroll και η σχέση του με τη Βιολογία

Published on by biology4uLeave a comment


Την αγάπη μας για τον συγγραφέα της “Αλίκης στη χώρα των θαυμάτων” την έχουμε εκδηλώσει σε αρκετές ευκαιρίες κατά το παρελθόν, επισημαίνοντας ότι το πολυσήμαντο έργο του,  εκτός από τη μαθηματική, φιλοσοφική και τη γλωσσολογική ανάγνωσή του, υπόκειται και στην αντίστοιχη βιολογική. 

Ας δώσουμε λοιπόν 3 σχετικά παραδείγματα, με πρώτο και καλύτερο το μότο της μητρικής σελίδας, το οποίο έχει αντληθεί από το βιβλίο του: “Μες στον καθρέφτη και τι βρήκε η Αλίκη εκεί“:

“Τώρα λοιπόν βλέπεις ότι πως για να παραμείνεις στην ίδια θέση πρέπει να τρέχεις συνεχώς. Κι αν θέλεις να πας παραπέρα, πρέπει να τρέχεις δύο φορές περισσότερο”

Σας θυμίζει κάτι; Φυσικά και ναι! Οι πιο πολλοί αναγνώστες βιολόγοι ή μη, μπορούν να αναγνωρίσουν στη φράση την εφαρμογή της στη  Βιολογική Εξέλιξη: Οι οργανισμοί για να παραμένουν συνεχώς προσαρμοσμένοι στο περιβάλλον τους (να παραμένουν στην ίδια θέση) πρέπει να αλλάζουν συνεχώς (να τρέχουν συνεχώς).

Πάμε στο δεύτερο, που αντλήθηκε από έναν διάλογο ανάμεσα στην Αλίκη και τον Γάτο του Τσεσάιρ, από τις “Περιπέτειες της Αλίκης στη χώρα των θαυμάτων”:

– Παρακαλώ σε Γάτε μπορείς να μου πεις ποιον δρόμο πρέπει να ακολουθήσω για να φύγω από δω;

– Αυτό εξαρτάται από του πού θέλεις να πας, είπε ο Γάτος.

– Δεν με νοιάζει πολύ πού,  είπε η Αλίκη.

– Τότε δεν έχει σημασία ποιον δρόμο θα πάρεις, είπε ο Γάτος.

– Αρκεί να φτάσω κάπου, συμπλήρωσε σαν επεξήγηση η Αλίκη.

– Τότε οπωσδήποτε θα φτάσεις, είπε ο Γάτος “αρκεί να είναι μακρύς ο δρόμος σου”

Μη μου πείτε πως δεν σας θυμίζει τον μη προκαθορισμένο και “άσκοπο” τρόπο με τον οποίο “δουλεύει” η Εξέλιξη, ακολουθώντας το ένα ή το άλλο απρόβλεπτο αλλά μακρύ μονοπάτι;

Και πάμε στο τελευταίο που είναι διασκεδαστικό, αλλά θέλει τη συγκέντρωσή σας.

Ο Carroll έχοντας μαθηματική παιδεία αγαπούσε τους γρίφους και τα παζλ. Είχε επινοήσει λοιπόν ένα παιχνίδι στο οποίο όσοι μετείχαν έπρεπε να συνδέσουν με λογικούς μετασχηματισμούς δύο λέξεις, ακολουθώντας όμως καθορισμένους κανόνες.

Ας πούμε τις λέξεις: DOOR και τη λέξη WINDOW.

Οι κανόνες ήταν να ξεκινάς από την αρχική λέξη (DOOR), να αποσπάς μια ακολουθία γραμμάτων, ας πούμε την OOR και με αυτήν να συνθέτεις μια νέα λέξη, ας πούμε την POOREST. Από αυτήν να αποσπάς ακόμη μια ακολουθία γραμμάτων λ.χ. την RES για να συνθέσεις την τρίτη νέα λέξη, ας πούμε την: RESOUND. Αποσπώντας από αυτήν την ακολουθία UND, να συνθέτεις τη λέξη: UNDO και με απόσπαση της ακολουθίας NDO, να καταλήγεις στην τελική (WINDOW).

Την ακολουθία των γραμμάτων που αποσπούσε την ονόμαζε συζυγία, την αλληλουχία των παραγόμενων λέξεων την ονόμαζε αλυσίδα και κάθε μια λέξη, που παρεμβάλλεται μεταξύ δύο άλλων, την χαρακτήριζε σύνδεσμο.

Κέρδιζε όποιος είχε αποκομίσει τη μεγαλύτερη βαθμολογία που έβγαινε από το άθροισμα των λέξεων της μεγαλύτερης συζυγίας + τον αριθμό των λέξεων της μικρότερης επί 7 και αφαιρώντας από το άθροισμα αυτό μια μονάδα για κάθε σύνδεσμο και για κάθε γράμμα που δεν είχε χρησιμοποιηθεί. (Δείτε στην εικόνα που έχουμε επισυνάψει ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα στη βαθμολόγηση του παζλ).

Τι σχέση θα πείτε έχει αυτό με τη βιολογία και την Εξέλιξη; Μα το ξέρετε: Με τον ίδιο τρόπο με τον οποίο με τον οποίο η αρχική λέξη της αλυσίδας παρήγαγε την τελευταία, ένα αλληλόμορφο κατά τη διαδικασία της Εξέλιξης (με προσθήκες, αφαιρέσεις, αντικαταστάσεις κ.τ.λ. νουκλεοτιδίων) παράγει μια διαδοχή αλληλομόρφων ως το τελευταίο προστεθέν στον πληθυσμό. 

Μάλιστα οι βιοπληροφορικοί έχοντας στη διάθεσή τους όλα τις αλληλουχίες όλων των αλληλομόρφων ενός γονιδίου, είναι σε θέση να προσδιορίσουν τις μεταβάσεις από το ένα στο άλλο, κατά τη διάρκεια της εξελικτικής πορείας, να διερευνήσουν φυλογενετικές σχέσεις κ.ά. 

Οdile Crick: Μια σημαντική δευτεραγωνίστρια στο κυνηγητό για τη δομή της δίκλωνης έλικας.

Published on by biology4uLeave a comment

Την 2α Απριλίου του 1953 οι Watson και Crick υπέβαλαν στο περιοδικό Nature, ένα δακτυλόγραφο που έμελε να αποτελέσει τη ληξιαρχική πράξη γεννήσεως της Μοριακής Βιολογίας: Ήταν η εργασία τους με την προτεινόμενη δομή του DNA, την οποία το περιοδικό ενέκρινε και δημοσίευσε ταχύτατα, 23 ημέρες μετά.

Στο άρθρο δεν θα παρουσιάσουμε το επίτευγμα, τη δημοσίευσή του και την επίδραση που ήσκησε στην επιστήμη της ζωής. Θα παρουσιάσουμε μια ιδιαίτερη πτυχή της ιστορίας, η οποία αφορά στο εμβληματικό σχέδιο της δίκλωνης έλικας και στη δακτυλογράφηση της εργασίας.

Το σχέδιο λοιπόν, που έχει χαρακτηριστεί ως το διασημότερο επιστημονικό σχέδιο του 20ου αιώνα – και έχει μείνει απαράλλαχτο από την πρώτη δημοσίευσή του – το φιλοτέχνησε η σύζυγος του F. Crick η καλλιτέχνης Odile Crick. Η Odile γεννήθηκε στο Norfolk, την 11η Αυγούστου του 1920, και ήταν κόρη ενός κοσμηματοπώλη και της Γαλλίδας συζύγου του. Σπούδασε Τέχνες στη Βιέννη τη δεκαετία του 1930 και ενώ σκόπευε να συνεχίσει τις σπουδές της στη Σορβόννη, το ξέσπασμα του 2ου Παγκοσμίου Πολέμου ανέτρεψε τα σχέδιά της. 

Επιστρέφοντας στη Βρετανία εντάχθηκε στο Γυναικείο Σώμα της Βασιλικού Ναυτικού και αρχικά εργάστηκε ως οδηγός φορτηγών. Όταν οι υπεύθυνοι πληροφορήθηκαν ότι   μιλούσε άπταιστα γερμανικά, προσελήφθη από το Βρετανικό Ναυαρχείο στο τμήμα αποκρυπτογράφησης και μετάφρασης γερμανικών ραδιοφωνικών εκπομπών και εγγράφων. Εκεί ήταν που γνώρισε τον μελλοντικό σύζυγό της, ο οποίος μετείχε σε μια ομάδα επιστημόνων η οποία σχεδίαζε μαγνητικές και ακουστικές νάρκες.

Από αριστερά προς τα δεξιά: Anne Cullis, Francis Crick, Don Caspar, Aaron Klug, Rosalind Franklin, Odile Crick and John Kendrew

Το ζευγάρι παντρεύτηκε το 1949 και μετά τον γάμο του μετακόμισε στο Κέιμπριτζ στο Πολυτεχνείου του οποίου προσελήφθη η Odile. H Odile ανέπτυξε φιλικές σχέσεις με τους συνεργάτες του συζύγου της, και ιδιαίτερα με τους Watson και Wilkins, αλλά και τη Rosalind Franklin στην οποία συμπαραστάθηκε κατά την ανάρρωσή της, μετά τις εγχειρήσεις καρκίνου των ωοθηκών στις οποίες είχε υποβληθεί. 

Όπως αφηγήθηκε ο Crick, οι συζητήσεις στο σπίτι για τα διάφορα συμβάντα του εργαστηρίου, ήταν τόσο συχνές, ώστε να αναρωτιέται, αν η καλλιτέχνις σύζυγός του είχε αρχίσει να κουράζεται με τα επιστημονικά θέματα που τις ανέλυε. Αποδείχτηκε ότι δεν ήταν έτσι. Και πράγματι μια από τις ημέρες κατά τις οποίες αυτός και ο Watson συνέγραφαν την εργασία τους, συνειδητοποίησαν την ανάγκη, το δακτυλόγραφο που θα έστελναν στο Nature, να συνοδεύεται από ένα σχήμα του μοντέλου τους. Ατυχώς όμως ούτε ο Crick, ούτε ο Watson ήταν ικανοί να σύρουν, έστω και μια ίσια γραμμή στο χαρτί. Έτσι ο κλήρος έπεσε στην Odile, η οποία δέχτηκε με προθυμία να ακούσει τις λεπτομέρειες του μοντέλου και να τις αποτυπώσει στο σχέδιό της. Το αποτέλεσμα ήταν ένα λιτό και κατατοπιστικό σχέδιο, το οποίο αν και δεν έδειχνε τις θέσεις των διαφορετικών ατόμων ήταν κομψό και ακριβές, ώστε να έχει ανατυπωθεί εκατομμύρια φορές σε άρθρα, βιβλία και εγκυκλοπαίδειες και να αποτελεί το πρότυπο με βάση το οποίο παράχθηκαν μεταγενέστερα. 

Η Odile, όπως είχε δηλώσει ο Michael Crick, γιος του Crick, από τον προηγούμενο γάμο του, ποτέ δεν ήθελε να κάνει… ντόρο για τη συμβολή της στην επιτυχία των δύο επιστημόνων. Το ίδιο, συνέβη με την αδελφή του Watson, Betty στην οποία οι δύο νομπελίστες ανέθεσαν τη δακτυλογράφηση της εργασίας τους.

Αυτή λοιπόν είναι η ιστορία μιας καλλιτέχνιδος που ενώ επιτηδευόταν κυρίως στη ζωγραφική γυμνών, έκανε δυο εξαιρέσεις. Η μια ήταν αυτή που αναφέραμε και η δεύτερη, ένα σχέδιο που συνόδευε άρθρο του συζύγου της στο περιοδικό Nature, με θέμα τη συνείδηση.  Η Odile απεβίωσε τον Οκτώβριο του 2007.

Σκίτσο του Crick από τη σύζυγό του


Ένα μεγάλο επίτευγμα, μια ανοιξιάτικη βραδιά στην Καλιφόρνια

Published on by biology4uLeave a comment

Η φεγγαρόλουστη βραδιά της 1ης Απριλίου του 1983 βρήκε τον Kury Mullis, έναν βιολόγο – υπάλληλο μιας μικρής εταιρείας βιοτεχνολογίας – να οδηγεί κατευθυνόμενος προς το εξοχικό σπίτι που διατηρούσε, στη βόρειο Καλιφόρνια. Η διάθεσή του δεν ήταν καλή. Κι ο μόνος άνθρωπος με τον οποίο θα μπορούσε να μοιραστεί τις σκέψεις του, ήταν η χημικός φίλη του, που κοιμόταν ήσυχα δίπλα του. 
Ήταν κουρασμένος. Στο μυαλό του γυρόφερναν τα περιστατικά της ημέρας στο εργαστήριο και τον αποκαρδίωνε η σκέψη ότι είχε περάσει, μια ακόμη πληκτική εβδομάδα, ασχολούμενος με τη σύνθεση μικρών θραυσμάτων DNA, που τα ερευνητικά ινστιτούτα παρήγγελναν στην εταιρεία του, αντί να ασχολείται με κάτι που ταίριαζε περισσότερο στην ανήσυχη και δημιουργική ιδιοσυγκρασία του.
Τότε, άστραψε ξαφνικά στο μυαλό του η ιδέα ότι τα θραύσματα αυτά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να “πατήσει” πάνω τους η αντιγραφή ολόκληρου του μορίου του DNA. Η ιδέα ήταν τόσο συναρπαστική, ώστε από τον φόβο να μην την ξεχάσει σταμάτησε το αυτοκίνητό του στην άκρη του δρόμου, κι άρχισε να σημειώνει στο καρνέ του, ένα πρόχειρο πρωτόκολλο για τη διεξαγωγή της. Όταν τελείωσε, ξύπνησε την κοπέλα του και άρχισε να της εξηγεί την τεχνική που είχε επινοήσει καθώς και τις εκπληκτικές συνέπειες  της εφαρμογής της. Αν ήταν σωστή, αν δούλευε, θα επετύγχανε το ακατόρθωτο. Θα έδινε στους βιολόγους τη δυνατότητα να παράγουν, γρήγορα και με ακρίβεια, πολύ μεγαλύτερες ποσότητες του DNA, του ιερού δισκοπότηρου που απαιτεί η έρευνά τους,  απ’ ότι οι τεχνικές αντιγραφής του σε καλλιέργειες βακτηριδίων. 
Την επόμενη βδομάδα, θέτοντας σε εφαρμογή την τεχνική του, στην οποία εκτός από τα θραύσματα DNA χρησιμοποίησε και μια ανθεκτική στη θερμότητα DNA πολυμεράση – που ο Thomas Brock, ένας οικολόγος ερευνητής είχε αποσπάσει, 20 περίπου χρόνια πριν από βακτήρια που διαβιούν στις θερμοπηγές – διαπίστωσε πως ήταν ορθή. Με την τελειοποίηση της τεχνικής αυτής που ονομάζεται PCR ή (από το Polymerase Chain Reaction – Αλυσιδωτή Αντίδραση Πολυμεράσης), προσέφερε στην ανθρωπότητα ένα επαναστατικό εργαλείο. Το εργαλείο αυτό, δεν θα έδινε στους ερευνητές, απλώς τη δυνατότητα να αντιγράφουν in vitro, γρήγορα και με ακρίβεια το μόριο του DNA. Πολύ περισσότερο, θα τους έδινε τη δυνατότητα να μην αντιγράφουν “τυφλά” το μόριο, αλλά συγκεκριμένα τμήματά του. Έτσι η τεχνική αυτή, εκτός από γεννήτρια αντιγράφων του DNA, είναι και μια τεχνική ανίχνευσης συγκεκριμένων αλληλουχιών του, που αποτελούν μέρος του γονιδιώματος του οργανισμού από τον οποίο προέρχονται ή του γονιδιώματος των μικροβίων και ιών, με τους οποίους ο οργανισμός αυτός έχει μολυνθεί. 

Χάρη στην τεχνική αυτή, για την οποία  ο Mullis βραβεύτηκε με βραβείο Νόμπελ το 1993, επιταχύνθηκε η αλληλουχοποίηση του DNA στο Πρόγραμμα Αλληλουχοποίησης του Ανθρώπινου Γονιδιώματος, υποβοηθήθηκε η διάγνωση ιικών και βακτηριακών μολύνσεων και γενετικών νοσημάτων, η ταυτοποίηση ατόμων στην εγκληματολογική έρευνα, η μελέτη της δομής των γονιδίων, η αποσαφήνιση φυλογενετικών σχέσεων μεταξύ οργανισμών, η ιχνηλάτηση προϊόντων που προέρχονται από την παράνομη θήρευση προστατευομένων ειδών, η διερεύνηση της πατρότητας και προέκυψαν πολλές άλλες εφαρμογές της. 

Η PCR, επιβεβαιώνοντας τις προβλέψεις του Mullis, διαδόθηκε γρήγορα – γρηγορότερα, από οποιαδήποτε άλλη – στα εργαστήρια Μοριακής Βιολογίας. Ο ίδιος δεν κέρδισε πολλά από την εμπορική διάθεση του συγκλονιστικού επιτεύγματος του, καθώς τα δικαιώματα της εφαρμογής της, ανήκαν κατά ένα μεγάλο μέρος στην οποία εργαζόταν. Κέρδισε όμως μεγάλη επιστημονική αναγνώριση που επισφραγίστηκε με την απονομή του βραβείου Nobel. 
Αυτής λοιπόν της αναγνώρισης ίσως ο Mullis δεν έκανε χρηστή χρήση. Απήλαυσε τη δημοσιότητα και την επιτυχία του ζώντας έναν θορυβώδη βίο, που εκτός από τις διασκεδάσεις, περιελάμβανε και μερικές αμφιλεγόμενες δηλώσεις του, στις οποίες υποστήριξε την Αστρολογία, αμφισβήτησε την κλιματική αλλαγή και την πρόκληση του AIDS από τον ιό HIV…