Astrobiološka mačka

I nema praznih svetova.

To, čega nismo svesni,

nije nepostojanje,

već postojanje bez nas.

Miroslav Antić, Besmrtna pesma

 

Na stranicama malo poznatog časopisa, Bioastronomske vijesti, 1995 godine je objavljena čuvena rasprava između dvojice vanserijskih naučnika. Eho rasprave još uvijek odzvanja u tekstovima od Njujork Tajmsa, pa sve do modernih naučnih časopisa i knjiga. Na jednoj strani, američkoj i svjetskoj javnosti dobro poznati astrofizičar i popularizator nauke, Karl Sejgan. Na drugoj strani, jedan od najuticajnijih biologa 20. vijeka, Ernst Majr. Tema rasprave je bila opravdanost programa SETI (The Search for Extraterrestrial Intelligence). 

Sejgan je elokventno branio stav da gotovo nepojmljivo prostranstvo kosmosa mora sadržavati civilizacije koje su, slično našoj, otkrile elektromagnetne talase. Prema Sejganu, na kosmičkoj skali je isplativije biti pametan nego glup. Korištenjem radioteleskopa, i ako nam se posreći (ovdje izraz srećne zvijezde dobija sudbinsko značenje), mi bismo onda mogli registrovati kosmiči otisak naše daleke braće (ili sestara) po pameti. Time bi se stvorili uslovi za misteriozni kosmički randevu o kome decenijama sanjaju Holivud i pisci naučne fantastike. 

Majr je ispoljio duboku sumnju u uspjeh programa SETI. Njegov osnovni argument: inteligencija ljudskog tipa je zanemarivo rijetka na evolucionaj skali. Iz evolucione perspektive, u kojoj se uspjeh mjeri dužinom preživljavanja, svakako je bolje biti glup nego pametan. Bakterije i amebe, u našoj percepciji glupi organizmi, preživljavaju sve moguće planetarne promjene i katastrofe. S druge strane, pamet je prepreka za evolucionu dugovječnost. Veći mozak znači sofisticiranije alatke i tehnologije. Sofisticiranije tehnologije znače veće šanse za egzistencijalne nevolje, kao što znamo iz vlastitog iskustva.

Tema ovog eseja nije SETI nego inteligencija na evolucionoj skali. Rasprava između Sejgana i Majra je odabrana kao uvod, jer odlično slika dva pristupa problemu inteligencije, antropocentrični Sejganov pristup i biocentrični Majrov prsitup. Sami za sebe ovi pristupi su nepotpuni. Tek kad se razumiju kao jedan komplementarni pristup mogu biti korisni u interpretaciji inteligencije kao evolucione pojave. Proizvod ove komplementarnosti je jedna novina – metafora koju sam nazvao “astrobiološka mačka”. Ima veze sa poslovicom “Kad mačke nema, miševi kolo vode”. Uskoro ćemo saznati ko je kosmička mačka, a ko su miševi.

Antopocentrična inteligencija

Antropocentrične definicije inteligencije obično pronalazimo u knjigama o vještačkoj inteligenciji. Za ovu priliku koristio sam Doba inteligentnih mašina, autora Reja Kurcvajla, jednog od najuticajnijih futurista danas. Prema Kurcvajlu, objašnjenja ljudske inteligencije će uvijek biti kontroverzna. Možda je najmanje kontroverzan način definisanja inteligencije kroz analizu komponenti koje je čine: učenje, rezonovanje i sposobnost manipulacije simbolima. Učenje je proces sticanja znanja. Rezonovanje je sposobnost zaključivanja na osnovu stečenog znanja. Sposobnosti učenja i rezonovanja su moguće jer posjedujemo sposobnost manipulacije simbolima. Ta sposobnost je osnova jezika i matematike. 

Drugi način definisanja inteligencije je vezan za njenu svrhu. Koja je svrha naše sposobnosti manipulacije simbolima? Jednostavan odgovor, prema Kurcvajlu, je da inteligencija služi njenom vlasniku da razvije strategije kako bi mogao postići i unaprijediti svoje ciljeve. U biološkom svijetu ciljevi se definišu kao sposobnosti živih bića, ili bioloških vrsta, da prežive. Još nije moguće zaključiti da li inteligencija omogućuje preživljavanje u evolucionom smislu. Ali, uz malu dozu pristrasnosti, moguće je zaključiti da naša inteligencija omogućuje postizanje zacrtanih ciljeva kao što su ekonomski, socijalni ili naučni uspjeh.

Kurcvajl onda ide dalje i sugeriše da je vrhunac ljudske inteligencije sposobnost kreiranja inteligentnih mašina. Mašinska inteligencija konstantno napreduje. Naša ostaje ista. Iz ovog odnosa Kurcvajl zaključuje da ako se napredak mašinske inteligencije nastavi, u budućnosti će mašine prevazići ljudsku inteligenciju i postati superiorna forma života. To će se prema Kurcvajlovim proračunima desiti 2045 godine. Treba napomenuti da Kurcvajl ima legendarni status kada su u pitanju predviđanja tehnoloških prekretnica. Prema dokumentu koji je objavio na internetu 2010 godine, njegov uspjeh u tehnološkim predviđanjima je nevjerovatnih 82%. (Naravno, ne treba zaboraviti Kurcvajlove kritičare koji pronalaze značajne propuste u tehnici predviđanja.) 

Da bi opravdao mogućnost da kreator inteligencije, dakle čovjek, nije inherentno superiorniji od svoje kreacije, ili inteligentnih mašina, Kurcvajl koristi primjer odnosa evolucije i čovjeka. Evolucija je sama po sebi inteligentni proces koji stvara nove organske forme. Vrhunac evolucione kreativnosti je Homo sapiens. Mi smo vrsta koja je, prema Kurcvajlu, nadmašila evoluciju. Dok je evoluciji bilo potrebno 3.8 milijardi godina da stvori nas, najinteligentniju vrstu u istoriji života, nama je potrebno neuporedivo manje vremena da stvorimo inteligentne mašine, proizvod koji će nadmašiti najveće dostignuće evolucije, nas same. U ovom trajektoriju stvaralaštva baziranog na inteligenciji, mi pobjeđujemo evoluciju, a inteligentne mašine pobjeđuju nas. Spekulacije ovog tipa detaljno opisuje oksfordski filozof Nik Bostrom u nedavnoj knjizi Superinteligencija. Njegov kolega sa Kembridža, Hju Prajs, buduću vladavinu mašina zove Mašinocen, kao suprotnost Antropocenu. Kurcvajl ide dalje od njih i predviđa da će mašine pretvoriti planetu Zemlju u gigantski komjuter do 2099 godine. Time će se otvoriti vrata za kompjuterizaciju kosmosa.

Biocentrična inteligencija

Moderna biologija, kojom dominira neodarvinizam, je skeptična prema principu inteligentne evolucije. Za neodarvinističku biologiju evolucija je slijepi i bezumni proces. Ričard Dokins u knjizi Slijepi časovničar, tvrdi da jedino standardni neodravinistički narativ vjerno opisuje evolucioni proces stvaranja kompleksnih bioloških formi. Nisu mu potrebni ni božanski kreator, niti nekakav teleološki proces kakav je inteligencija:

Prirodnu selekciju, slijepi, nesvjesni, automatski proces koji je otkrio Darvin, i koji je, to znamo danas, objašnjenje za postojanje očigledno svrhovitih formi svekolikog života, ne interesuje svrha. Prirodna selekcija nije vezana za um, niti ima oči uma. Ne planira budućnost. Nema viziju, nema sposobnost predviđanja, nema vida uopšte. Ako se može reći da igra ulogu časovničara u prirodi, onda je prirodna selekcija slijepi časovničar. (Dokins, Slijepi časovničar, 1991).

Standardni neodarvinistički narativ se ukratko može izložiti na sljedeći način. Geni ili njihovi skupovi, u standardnom vokabularu genotipovi, a u modernoj varijanti genomi, proizvode fenotipove ili organske forme: cvjetove, bakterije, žirafe. Prirodna sredina onda bira organske forme koje su joj najprilagodljivije. Prilagodljivost se mjeri adaptivnom vrijednošću – brojem potomaka koje neka organska forma ostavi iza sebe. Prilagodljivost se dalje može popravljati promjenama u genima – genskim mutacijama – koje će modifikovati fenotipove i podariti im evolucionu dugotrajnost. Dakle, evolucija je bezumna igra između gena i prirodne sredine. Fenotipovi, ili organizmi, su pasivne lutke na sceni evolucije koje kontrolišu geni i prirodna sredina.

Ako većinska neodarvinistička biologija ima problem sa konceptom inteligencije, da li neke druge škole mišljenja u biologiji taj koncept uvažavaju? Za prvi veliki otpor neodarvinizmu zaslužna je Lin Margulis i njen koncept endosimbioze. Biološka inovacija ne mora biti rezultat neodarvinističkih genskih mutacija. Može se desiti udruživanjem dva ili više prokariotskih organizama u jedan. Danas svi prihvataju ideju nastanka eukariotske ćelije putem fuzije bakterije i arhebakterije (arheje). Ova fuzija, iz koje su nastale sve biljke i životinje, je jedna od najznačajnijih inovacija u evoluciji uopšte i nema veze sa neodarvinizmom. Za drugi otpor neodarvinizmu su zaslužni čileanski biokibernetičari Humberto Maturana i Francisko Varela. Njihov koncept autopoeze ili samo-stvaranja organizama, se protivi neodarvinističkom postulatu da su organizmi pasivni “biološki roboti”. Naprotiv. Organizmi su aktivni učesnici u procesu evolucije i sami je u određenoj mjeri oblikuju. 

Ova dva biološka pravca nezavisna od neodarvinizma, teorija endosimbioze i biokibernetika, su otvorila putanju za dodatne inovacije. Gregori Bejtson uvodi koncept “prirodnog uma” u knjizi Um i priroda: Neophodno jedinstvo. “Um postoji na mnogo više mjesta u prirodi nego samo u unutrašnjosti naših glava”. Slijedi razvoj koncepta biosemiotike, ili interpretacije bioloških znakova, koje praktikuju kako bakterije, tako i biljke i životinje. Konačno, koncept evolucione epistemologije, prema kome je evolucija kognitivni proces, a organizmi kognitivini agenti, biološku inteligenciju stavlja u sam centar evolucionog procesa. Dakle, biologija, ali ona manjinska, uvažava koncept inteligencije, i kao takva predstavlja snažan izazov neodarvinizmu. 

Sinteza

Upravo ova manjinska biologija, koja inteligenciju vidi kao sastavni dio procesa života, otvara novu mogućnost koju sam nazvao biološke civilizacije, ili kraće,  biocivilizacije. Biocivilizacije su izazov i Sejganovoj i Majrovoj viziji kosmičke inteligencije. Kao i platformama sa kojih Sejgan i Majr nastupaju. Sejganova platforma je bliska viziji futurista i eksperata za vještačku inteligenciju. S druge strane, Majrova platforma je neodarvinizam. Obje platforme gube značaj u novom kontekstu. Evo kratkog narativa koji otkriva porijeklo biocivilizacija i okvir za potpuno novi narativ o kosmičkoj inteligenciji u čijoj su osnovi najstariji organizmi u istoriji života, bakterije.

Jedna kosmička termodinamička fabrika, zvijezda zvana Sunce, pronalazi prvog partnera, fotosintetske bakterije ili cijanobakterije, u mikrokosmosu jedne minorne planete zvane Zemlja, prije oko tri milijarde godina. Kosmos, preko zvijezde u koju može stati 1.3 miliona Zemalja, postavlja svoga mikro-izaslanika, tako minornih dimenzija da su u kosmičkom spektru gotovo zanemarive, cijanobakterije, za kosmičkog “ambasadora” ili možda svoga “špijuna” na planeti Zemlji. U istoriji kosmičkih opservacija još nije otkriveno uspješnije partnerstvo između makrokosmosa i mikrokosmosa, od partnerstva Sunce – cijanobakterije.

Put koji svjetlosna energija upućena iz Sunčeve termodinamičke fabrike prelazi dok ne stigne do planete Zemlje je dug oko 150 miliona kilometara. Najveći dio energije se u toku puta izgubi kao toplota. Ali mali dio, svega 2%, pronalazi partnersku strukturu na unutrašnjoj strani bakterijskog zida iz koje svojom preostalom snagom izbacuje jedan elektron. Elektron u dugom hemijskom procesu koji se odigrava u membranskoj bakterijskoj strukturi traži svoga partnera, pri čemu stvara hemijski gradijent poznat kao protonska pumpa koji će omogućiti žetvu korisnog rada kroz stvaranje univerzalne energetske valute biosfere, molekula zvanog ATP ili adenozin tri-fosfat (Slika 1).

Vremenom se partnerstvo Sunce – cijanobakterije, koje je proizvelo i nas, preobrazilo u kompleksni biološki sistem koji zovemo biosfera. Ovaj sistem je otvoreni termodinamički sistem. Konstantno razmjenjuje materiju, energiju i informacije sa svojim kosmičkim okruženjem i sponatno održava svoju ravnotežu. Unutar kosmičkog mrtvila rađa se život na talasima Sunčeve termodinamičke oluje. Mi smo jahači na ovim talasima, poput Morrisonovih Jahača oluje (čuveni hit rok grupe The Doors), privremeni i fragilni surferi. Dok surfujemo otkrivamo svijet. More koje proizvodi talase za naše surfovanje je “bakterijsko more”. Bakterije su osnova biosfere. Lin Margulis je ovo razumjela među prvima, kada je iritirajući neodraviniste, pomogla Džejmsu Lovloku da sazna kako bakterije održavaju biohemijsku stabilnost biosfere, ili njenu homeostazu.

Nova interpretacija inteligencije

Gornji narativ otkriva nekoliko novina, ili do sada nepoznatih strana biološke inteligencije. Prva je da su bakterije inteligentni kosmički “igrač”, jer detektuju kosmičke elektromagnetne talase. Ovo znači da elementi SETI programa postoje nezavisno od nas, i da traju preko tri milijarde godina. Tehnika koju SETI koristi je slanje elektromagnetnih talasa (radio talasa) duboko u kosmos i njihova detekcija, ako talasi nađu rezonantnu strukturu, neku hipotetičku ekstraterestrijalnu inteligenciju, koja će na njih uzvratiti. Bakterije detektuju dio elektromagnetnog spektra koji zovemo vidljiva svjetlost, sa rangom od 400-700 nm. Onda svjetlosnu energiju pretvaraju u koristan rad koji je u dugom evolucionom procesu stvorio biosferu. Biosfera nije ništa drugo nego džinovski bakterijski superorganizam koji obavija planetu i zadire u njene površinske slojeve. Nešto poput nevidljivog planetarnog oblaka. Kanadski mikrobiolog Sorin Sonea je smatrao da je bakterijski planetarni oblak inteligentan jer posjeduje unutrašnji um. Manifestacija uma je bakterijska informaciona mreža u formi planetarnog tržišta bakterijskih gena. Ako postoji bakterija bilo gdje na planeti Zemlji u potrazi za specifičnim genom, ona će taj gen vrlo brzo pronaći i dobiti ga u procesu genske razmjene. Slično Sonei, rezonovoao je Ešel Ben Jakob, izraelski fizičar i mikrobiolog.  Ben-Jakob je smatrao da bakterijske kolonije i njihov planetrani superorganizam, ne samo posjeduju prirodni um, nego obavljaju i proces prirodne kompjutacije koji je u osnovi homeostaze biosfere (biogeohemijski ciklusi organskih elemenata). Konačno, jedan od vodećih mikrobiologa današnjice, Džejms Šapiro, smatra da su bakterije sofisticiranije od ljudi “u kontrolisanju kompleksnih operacija”.  

Druga važna novina je otkriće neobičnog bakterijskog univerzuma u kome vladaju drugačiji principi od onih na koje smo navikli.  U našem univerzumu mi smo vrhunac inteligencije. Ali, kad se zaviri u bakterijski univerzum mi postajemo beznačajni. U bakterijskom univerzumu mi smo, prema nekim filozofima biologije, “makrobi” – krupne životinje zarobljene u mreži mikroba. Makrobi su bakterijske himere. Fotosintezu, na primjer, i dalje obavljaju bakterije, koje su sada endosimbiotski dijelovi makroba koje zovemo biljke. Mikrobi manipulišu nama i svim ostalim makrobima.  Svi makrobi imaju svoj mikrobiom bez koga ne mogu da prežive. Kada ptica leti, sa njome lete i bakterije iz njenog mikrobioma. Kada mi letimo u kosmos sa nama putuju naše bakterije. Svi makrobi, uključujući nas, su bakterijski vektori. Ako osnujemo kosmička naselja i bakterije će biti njihov dio. Ako nestanemo u kosmičkim osvajanjima, koja predviđaju futuristi, našu misiju nastaviće bakterije. Dobra vijest je da dva univerzuma, naš i bakterijski, nisu međusobno isključivi. Svaka biološka vrsta posjeduje specifični univerzum kompatibilan sa bakterijskim. Biocivilizacija je svojevrsni multiverzum, kolaž bioloških svijetova koji zavise jedni od drugih. Ovu ideju je prvi ozbiljno razradio baltički Nijemac, Jakob von Uexküll, kroz njegov koncept Umwelta ili “samosvijeta”.

Treća novina je otkriće siromaštva neodarvinizma u interpretaciji inteligencije. Posebno je podložna kritici trvrdnja Ernsta Majra da je na evolucionoj skali bolje biti glup nego pametan. Ovo je aluzija na rigidni neodravinistički stav da su mikrobi u svakom pogledu niži organizmi od biljaka i životinja.  Ako glupost postoji na planeti Zemlji, onda ona sigurno nije na adresi na kojoj žive bakterije.

Četvrta novina je neophodnost revidiranja stavova da je Homo sapiensvrhunac evolucione inteligencije, i da je po inteligenciji nadmašio evoluciju. Predviđanje Reja Kurcvajla da će planeta Zemlja do 2099 godine postati gigantski kompjuter je problematično u svjetlu činjenice da prirodna kompjutacija na planetarnoj skali postoji milijardama godina u formi bakterijske regulacije biogeohemijskih ciklusa ugljenika, azota i drugih organskih elemenata.  

Peta novina je eksperimentalne prirode. Ako ste skeptični prema bakterijskoj superiornosti na evolucionoj i planetarnoj skali, možete izvesti eksperiment kakav su nedvno izveli naučnici u Kaliforniji i Japanu. Korištenjem moderne genomike i superkompjutera pokušali su da rekonstruišu “drvo života” analizom DNK uzoraka sa mnogobrojnih lokacija razasutih po planeti Zemlji. Rezultat je bio nedvosmislen. Na drvetu života dominiraju bakterije. Preostala dva domena života, arheje i eukarioti, formiraju mnogo manji broj grana na drvetu (Slika 2).

Kosmička zoologija i metaforika

Iz posljednjih segmenata ovog eseja vjerovatno se može naslutiti značenje metafore iz naslova. Metafora je zamišljena da provocira, ali da ne vrijeđa. Smisao provokacije je da ukaže na sasvim realističnu mogućnost koja se obično ignoriše. Mogućnost da su bakterije, tačnije njihov planetarni superorganizam, kosmički dominantan biogeni faktor. Moje mišljenje je da ova dominacija zaslužuje ime. Bakterijski superorganizam je svojevrsna astrobiološka mačka. Zašto mačka? Jednostavno zato što dva suprotstavljena naučna koncepta, Sejganov i Majrov, u njihovim interpretacijama kosmičke inteligencije ignorišu nepobitnu biološku dominaciju bakterija koje postoje otprilike jednu trećinu trajanja kosmosa, a u  isto vrijeme glorifikuju ljudsku inteligenciju (Sejgan) kao jedinu sposobnu za kosmičku komunikaciju, bez obzira na njen temporalni beznačaj na kosmičkoj skali (Slika 3). 

Ova situacija neodoljivo podsjeća na poslovicu koja se može naći u mnogim jezicima, od srpskog do engleskog: Kad mačke nema, miševi kolo vode. (Engleski: Mice will play when the cat’s away). U mojoj metafori miševi su stavovi koje zastupaju Sejgan i Majr. Naravno, i Sejganu i Majru dugujem izvinjenje zato što koristim njihova imena u sklopu metafore koju neki mogu protumačiti kao nedobronamjernu ili podrugljivu. Kao autor metafore unaprijed se ograđujem od mogućih interpretativnih zloupotreba, ili negativnih konotacija.

Ako metaforu prihvatimo, ključno pitanje je sljedeće. Zašto je “astrobiološka mačka” tako neprimijetna da njeno odsustvo dozvoljava proverbijalnim “miševima” megalomansku projekciju osjećaja kosmičke više vrijednosti. Sklon sam tezi da je za ovo odgovorna moderna neodravinistička biologija koja se tradicionalno fokusira na makrobe, a ignoriše mikrobe. Zbog toga su njeni okviri postali preuski za fundamentalne teme kakva je biološka inteligencija, ili primjena ove teme na programe kakav je SETI. U tom smislu, neodarvinističku biologiju čekaju značajne reforme da bi mogla da se nosi sa modernim izazovima. Te reforme su već započele kroz programe biosemiotike, evolucione epistemologije i slične. Nadajmo se da će reforme biti od koristi i za astrobiologiju.

Metafora mora da ima i neku praktičnu primjenu. Ako ostane samo u okvirima kritike neodravinizma biće brzo zaboravljena. Lično vidim dvije putanje koje proizilaze iz metafore, a mogu biti korisne u budućim istraživanjima. Prva je vezana za bakterijski superorganizam, taj mikrobski oblak u čijoj mreži leži njegov um, nazvan bakterijski internet u jednom mome ranijem tekstu (https://theconversation.com/microbes-have-their-own-version-of-the-internet-75642). Procjene pokazuju da je ukupan broj bakterija koje formiraju oblak 10³⁰. Međutim, bakterije nisu najbrojniji mikrobi na planeti Zemlji. Najbrojnije biogene strukture na Zemlji su virusi. Na jednu bakteriju dolazi 10 virusa. Buduća istraživanja treba da objasne ulogu virusa u planetarnoj mikrobskoj mreži. Za sada jedini koristan trag ostaje ideja planetarnog slobodnog tržišta gena. Njegova funkcija je da bakterijskom superorganizmu omogući obavljanje svih neophodnih bioloških procesa. Virusi su inertna genetska informacija zaštićena biološkom opnom. Kao poruka u boci koja pluta po bakterijskom moru dok ne pronađe korisnika i tako mu pomogne u potrazi za biološkom inovacijom. Proverbijalna astrobiološka mačka mora da riješi svoju virusnu misteriju.

Druga putanja je vezana za program SETI. Njegov pravac ne mora da se mijenja. Sejganovi istomišljenici mogu legitimno da nastave započeti program. Moj prijedlog je da SETI treba obogatiti novim segmentom: Kako se život kao inteligentni biogeni proces može širiti u kosmos, a da ne ostane rob antropocentričnog poimanja inteligencije. Mi, kao bakterijski vektori, nesumnjivo igramo značajnu ulogu u ovom procesu. Dva univerzuma, bakterijski i naš, nisu međusobno isključivi. Zajedno formiraju komplementarni multiverzum koristan i za jednu i za drugu vrstu. Već se zna da je međunarodna kosmička stanica kontaminirana našim bakterijama. Pokušaji dekontaminacije će sasvim sigurno ostati bezuspješni. Umjesto gledanja na bakterije kao na neprijatelja, SETI treba da prihvati biološku realnost. Bakterije će nastaviti da žive i poslije nas kao što je govorila Lin Margulis. Sve biološke vrste su prolazne. Samo bakterije traju! Nema boljeg dokaza za ovu tvrdnju od činjenice da su bakterije stare koliko i život sam – 3.8 milijardi godina.