Pamet mikroba

Nauku često idealizujemo kao superiorni oblik znanja, savršeno utvrđen u svojoj objektivnosti i proračunatom racionalizmu. Ipak, iza svakog naučnog otkrića krije se konglomerat od 37 triliona, kako nas uče na univerzitetima širom svijeta, primitivnihbakterijsko-arhejsko-virusnih udruženja – simbiotskih ćelija koje čine naša tijela – i 400 triliona još primitivnijih bakterija i virusa, koji pomažu našim tijelima da se kreću kroz nevidljivi mikrobski oblak što tvori biosferu.

Ovo je jedno od čuda prirode: kako se hladni i proračunati racionalizam, što nas je tokom poslednjih 300 godina katapultirao iz trivijalnog zemaljskog postojanja na sam rub kosmosa, razvio iz mikrobskih evolucionih igara koje je Ernst Majr progaliso “glupim” u čuvenom dijalogu sa Karlom Sejganom? Drugim riječima, kako možemo pomiriti superiorni racionalizam projektovan iz naših glava, sa „glupošću“ mikroba, čija je divljina sada pripitomljena i transformisana u maniru briljantnih šekspirskih glumaca, u moćne ćelije mozga što skeniraju kosmos, pišu divna ljubavna pisma, komponuju Mjesečevu sonatu ili slikaju Gerniku?

Evoluciona kladionica

Evo pitanja za evolucionu nagradnu igru. Ko je zaista “glup”, ljudi ili mikrobi? Ernst Majr, jedan od najuticajnijih biologa 20. vijeka, kladio se na opciju da su mikrobi šampioni gluposti. Aludirao je na mogućnost da visoki cerebralni intelekt uvijek nosi egzistencijalni rizik sa sobom.  Ljudske tehnologije, od parne mašine do vještačke inteligencije, su u isto vrijeme opasnost za dugoročni opstanak. Mikrobi nemaju ni tehnologije, ni pamet. Njihova “glupost” omogućila im je četiri milijarde godina dugi vijek uljuljkan u bezbrižnu tupavost.

S druge strane, jedan od najuticajnijih mikrobiologa današnjice, iskusni i briljantni bakteriolog, Džejms Šapiro, kladio se na opciju da su ljudi manje inteligentni od mikroba. U radu Bakterije su sitne ali nisu glupe, objavljenom 2007 godine, napisao je

Bakterije su daleko sofisticiranije od ljudskih bića u kontrolisanju kompleksnih operacija.

Sa njim se slagao Ešel Ben-Jakob, jedan od originalnih proponenata mikrobske pameti. Ben-Jakob je pisao o bakterijskom kolektivnom umu i prirodnoj kompjutaciji bakterijskog planetarnog superorganizma odgovornog za održavanje života na Zemlji. Prvi je došao na ideju o sintaksi i semantici bakterijskog jezika, stavljajući tako Noama Čomskog i njegovu ideju univerzalne ljudske gramatike, u evolucioni zapećak.

Za koga navijati u evolucionoj kladionici? Majrova opcija je nesumnjivo većinska i na prvi pogled progresivistička. Šapirova opcija je manjinska i iz perspektive političke korektnosti reakcionarna, jer se onima koji se pozivaju na prirodu još od vremena prosvjetiteljstva pripisuje intelektualna nezrelost. Obzirom da podržavam drugu opciju, moj zadatak je da izložim argumente u korist Šapirovog stava.

Mikrobski jezik

Od kako postoji život na Zemlji, postoji i pričanje. Bakterije su prvi organizmi koji su progovorili. To što smo mi gluvi za njihove razgovore druga je stvar. Bakterije razgovaraju međusobno, ali i sa svim ostalim organizmima na planeti. Na primjer, sa nama razgovaraju iza naših leđa. Bolje reći zaobilaze svjesni dio našeg intelekta i razgovaraju sa nesvjesnim. Naučnici su otkrili tajnovite razgovore između bakterija i ćelija našeg mozga. Nazvali su ih probavni trakt-mozak osovina. Bakterije iz naših crijeva – dio ljudskog mikrobioma – su toliko slatkorječive da lako ubijede ćelije našeg mozga da luče serotonin, koji će onda popraviti naše raspoloženje. Bakterije nas drogiraju njihovom ubjedljivom pričom, a da toga nismo svjesni.

Jezik je, ukratko, skup simbola koji prenose značenje. Svaki jezički znak reflektuje superiornost uma nad materijom. Kad izgovorimo neku riječ, lansiramo nematerijalnu apstrakciju punu značenja u semiotičku stratosferu. Tamo se naši simboli miješaju sa bakterijskim, virusnim, biljnim i životinjiskim simbolima, u istinskoj vavilonskoj kuli jezika, daleko bogatijoj od biblijske. Ova čudovišna biosemiotička konstrukcija je opsjedala jednog od vodećih semiologa među piscima, Umberta Eka.

Kako bakterije razgovaraju jedne sa drugima? Njihove semiotičke simbole, ili riječi njihovog jezika, opisao je Džejms Šapiro. Radi se u velikoj grupi hemikalija koje bakterije razmjenjuju. Postoje jezičke hemikalije specifične za pojedinačne bakterijske vrste. Ali isto tako, postoje jezičke hemikalije koje međusobno razmjenjuju bakterije različitih vrsta, u maniru međunarodnih jezika kao što su Esperanto, ili njegova moderna zamjena, engleski jezik. 

Razgovori između bakterija i ljudi, ili bakterija i biljaka, obavljaju se jezikom koji se zove međukraljevska komunikacija. Kraljevstvo je ovdje simbol za veliku skupinu vrsta – kraljevstvo biljaka ili kraljevstvo životinja. Najuspješniji komunikatori u biosferi su bakterije – istinski biološki poligloti. Govore sve jezike svijeta, od njihovog maternjeg jezika, preko biljnih i životinjskih jezika, pa do međukraljevske komunikacije koja odjekuje biosferom. Razgovaraju i sa virusima, poluživim biogenim strukturama. Bakterije detektuju riječi virusnog jezika, koji je tek nedavno otkriven. Naime virusi, u međusobnoj komunikaciji, koriste hemijsku “riječ” nazvanu arbitrium. Biosfera tako, najviše zahvaljujući bakterijama, postaje semiosfera – konglomerat bioloških znakova i dominacija uma nad materijom. Naivnost pisaca, koji vjeruju u superiornost ljudskog pričanja i ljudskih jezika, nazirali su samo rijetki, poput Franca Kafke.

Mikrobski mozak

Iz vlastitog iskustva znamo da pričanje nema smisla bez mozga ili uma. Ako nema uma da ujedini sve izgovorene riječi u rečenice, pa onda u priče, ili možda u algoritme ako se riječi zamjene matematičkim simbolima, i tako pričanje, bilo književno, bilo matematičko, učini smislenim, bez uma ne može biti ni valjanog pričanja u biosferi. Drugim riječima, ako bakterije nemaju mozak, njihovo pričanje je besmisleno. Ne predstavlja ništa više nego formu najobičnijeg brbljanja. Neki vodeći naučnici, kao što je Amerikanka Boni Besler, bakterijsko pričanje opisuju upravo tako – brbljanje (bacterial small talk).

Protiv kratkovidosti moderne nauke, posebno protiv predrasuda koje naučnici gaje prema svim organizmima koji nisu ljudi, ili evolucionog antropocentričnog rasizma duboko ukorijenjenog u modernoj kulturi, borio se Ešel Ben-Jakob, ali i mnogi drugi naučnici, od Gregorija Bejtsona do Lin Margulis. Ben-Jakob je razvio koncept bakterijskog mozga, koji postaje potpun tek kad se spoji sa idejom prirodnog uma Gregorija Bejtsona, čiji su korjeni u Anaksagorinom konceptu kosmičkog uma (vidjeti esej Kosmički um, u mojoj knjizi Preumljenje Zemlje, Akademska knjiga, Novi Sad, 2020).

Ben-Jakob je smatrao, kao i Šapiro, da su bakterije višećelijski organizmi. Tipična bakterijska kolonija sastoji se od 10⁹-10¹²članova. Cijela bakterijska populacija na planeti je povezana u globalni bakterijski superoganizam – bakteriosferu. Individualne kolonije, putem bakterijskog jezika rješavaju sve probleme. Kolonija tipično procjenjuje problem sa kojim se suočava, na primjer nedostatak hrane, putem kolektivnog ispitivanja ambijenta i kolektivnog informisanja o situaciji preko bakterijskog jezika. Kad se utvrdi priroda problema, bakterijske kolonije pozivaju u pomoć informacije iz prošlosti o sličnim problemima koje je bakterijska kolonija sačuvala u kolektivnoj memoriji. Onda kolonija započinje distribuirano procesiranje informacija da riješi novonastali problem. Cjelokupni proces rješavanja problema koloniju transformiše u strukturu najsličniju ljudskom mozgu. Dakle, bakterijske kolonije su svojevrsni “super-mozgovi”, koji obavljaju formu prirodne kompjutacije. Kada se iz ove perspektive sagleda planetarna bakteriosfera, u kojoj su sve bakterijske kolonije informaciono povezane putem bakterijskog jezika, u ekvivalent našeg interneta (vidjeti esej Bakterijski internet u knjizi Preumljenje Zemlje), dobijamo planetarni bakterijski mozak koji milijardama godina održava biogeohemijsku ravnotežu.

I Gregori Bejtson je smatrao da bakterijska kolonija predstavlja formu prirodnog uma. Bejtson je često podsjećao sagovornike da um u prirodi postoji na mnogo više mjesta nego samo u unutrašnjosti naših glava. Da bi procijenio da li neka biogena struktura ispunjava uslove prirodnog uma Bejtson je primjenjivao šest kriterija:

Mikrobska memorija

Kolektivna memorija bakterija možda seže 4 milijarde godina u prošlost, sve do momenta kada su se ovi sićušni i nama nevidljivi organizmi pojavili na planeti Zemlji. Kako je ovo moguće? Prva linija memorije je bakterijski genom. U njemu su pohranjeni nacrti za sve proteinske konstrukcije koje su ikada postojale u istoriji života. Ovo nije nikakvo pretjerivanje, nego jednostavno posljedica biološkog postulata o vertikalnom transferu gena. Obzirom da su bakterije prvi organizmi u istoriji života, svi organizmi izvedeni iz njih uključujući i ljude, dijele sa bakterijama genetsko naslijeđe.

Ali geni su samo prva linija memorije. Druga linija memorije je mnogo važnija – organizam kao biološka konstrukcija koja uključuje i gene. Geni su važni, ali su sekundarni. Popularna himna neo-Darvinizma, Sebični gen Ričarda Dokinsa, polako ali sigurno postaje prevaziđeni koncept. Kako gen može biti sebičan kad nema sebe? Ovo je pitanje koje je Lin Margulis uputila Ričardu Dokinsu na jednom načunom skupu. Nije bilo odgovora i još uvijek ga nema. 

Margulis je htjela da kaže da bazična jedinica života, pa samim tim i memorije, može biti samo najprostija ćelija – mikrob kao što je bakterija. Svaka bakterija je otvoreni termodinamički sistem koji razmjenjuje materiju, energiju i informacije sa svojim okruženjem. Kao takva, ima instiktivni osjećaj za vlastito tijelo u kontekstu spoljnog okruženja. Ima percepciju, memoriju, sposobnost donošenja odluka, sposobnost planiranja, sposobnost komunikacije i sve ostale osobine koje se očekuju od biološkog sistema koji ima razvijeni osjećaj za vlastito tijelo. 

Gen ili parče DNK molekule, sa druge strane, je obična biološka šifra koja služi bakteriji kao pomoćno sredstvo u transmisiji bioloških informacija, i u procesu razmjene materije i energije sa okolinom. Ova šifra je besmislena bez konteksta bakterijskog “tijela” kao otvorenog termodinamičkog sistema. DNK šifra je forma bakterijske “misli” – hipoteza koja se stavlja na termodinamički test. 

Interesantno, izvor gena, koji predstavljaju biološki “misaoni” materijal, nisu bakterije nego virusi. Implikacija je jasna – virusi moraju biti prethodnica života (Slika 1). U liniji sa ovom tezom bakterije ne mogu postojati bez virusa. Bakteriosferi je potrebna pomoćna biogena struktura. Tu strukturu naučnici zovu virosfera. Virosfera i bakteriosfera su osnove života. Najbrojniji virusi u virosferi su oni koji inficiraju bakterije. Ali bakterije imaju razvijen sistem za odbranu od nepoželjnih virusa, ili u našoj metafori nepoželjnih “misli”, da bi mogle sačuvati vlastiti “zdravi razum”

Imajući sve ovo na umu Ešel Ben-Jakob je definisao prirodu bakterijske memorije na sljedeći način. Bakterijska memorija predstavlja kombinaciju a) interno pohranjenih informacija u genomu svake bakterije i b) informacija koje bakterijsko društvo, što čini koloniju, prikuplja iz vlastitog okruženja i čuva u strukturi kolonije. Sama po sebi, genetska memorija nije dovoljna za proces adaptacije okolini. Genetski pohranjene informacije služe samo za pokretanje složenijih kolektivnih sposobnosti obrade informacija, koje onda stvaraju nova znanja potrebna za prilagođavanje novim uslovima u okruženju. Bakterijska kolonija se zahvaljujući memoriji pretvara u entitet sličan mozgu, sposoban za prirodno učenje i tako postaje Bejtsonovski prirodni um. Zaključak se nameće sam od sebe. Sposobnost bakterijskih kolonija da pamte, transformiše planetarnu bakteriosferu u kolektivnu memoriju biosfere. 

Mikrobski SETI

Kao što sam pisao u eseju Astrobiološka mačka (Galaksija 2/2019), SETI program nije neophodno ljudski izum. Bakteriosfera, kao planetarna biogena struktura, ima sposobnost komunikacije sa drugim formama života u kosmosu, ako one uopšte postoje. Naš SETI u varijanti poznatoj kao aktivni SETI, uključuje tri komponente: (i) otkriće elektromagnetnih talasa, (ii) refleksija o mogućnosti korištenja elektromagnetnih talasa u vlastite svrhe (nauka), (iii) slanje signala u kosmos putem elektromagnetnih talasa (npr. radio talasi) i detekcija povratnih signala (npr. putem radioteleskopa) ako prvobitni signali otkriju rezonantnu strukturu (ekstra-terestrijalna inteligencija).  

Bakteriosfera je sposobna za sve tri komponente aktivnog SETI programa. Originalno otkriće elektromagnetnih talasa može se pripisati fotosintetskim bakterijama koje su u stanju da čitaju dio elektromagnetnog spektra poznat kao vidljiva svjetlost. Refleksija bakteriosfere o mogućem korištenju sunčeve svjetlosti u vlastite svrhe, rezultirala je fotosintezom kao metodom za proizvodnju hrane. Konačno, bakteriosfera kao planetarna biogena struktura šalje signale u kosmos i detektuje povratne signale putem biološkog tropizma. Najjednostavnija formulacija biološkog tropizma je kapacitet organizama da projektuju modele o vlastitom okruženju. Organizmi su, prema matematičkom biologu Robertu Rozenu, anticipatorni sistemi ili teleonomni sistemi. Drugim riječima, bakteriosfera anticipira ekstraterestrijalne forme života i njegove prethodnice, virusa. 

Termin “kontakt” koji u našem SETI programu znači otkriće ekstraterestrijalne civilizacije, za bakteriosferu je možda svakodnevni događaj, ako su tačne razne verzije teorije panspermije – mogućnost da život nije zemaljskog nego kosmičkog porijekla. Jedna verzija panspermije je Hojl-Vikramasing (H-V) teza, o kojoj ste mogli čitati nedavno u elektronskoj Galaksiji (moj intervju sa profesorom Vikramasingom). H-V teza je najradikalnija hipoteza o panspermiji prema kojoj su virusi i bakterije nastali u unutrašnjosti kometa. Komete su, prema ovoj tezi, svojevrsni inkubatori života, jer u unutrašnjosti sadrže vodu koju griju razne forme zračenja. Organski materijal rastvoren u toploj kometnoj vodi onda rađa život. 

Drugu verziju panspermije, kontrolisanu panspermiju,  zagovarali su nobelovac Frensis Krik, i njegov saradnik Lesli Orgel. Smatrali su da je život na zemlji posijala superinteligentna vanzemaljska civilizacija. Dakle, mi smo dio eksperimenta koji na planeti Zemlji traje oko 4 milijarde godina. 

Treća verzija je nazvana transpermija. Njen autor je poznati astrofizičar i popularizator astrofizičkih i astrobioloških tema, Pol Dejvis. Prema ovoj verziji, život u formi bakterija, ili njegova prethodnica u formi virusa, nastaje u procesu abiogeneze na planeti A. Onda se bakterije i virusi sa planete A, transportuju na susjednu planetu B, putem planetarnog izbacivanja sitnog kamenja (rocky ejecta) koje sadrži mikrobe. Dejvis je u radu objavljenom prije skoro dvije decenije, spekulisao da su mikrobi mogli nastati na Marsu, a onda se transportovati na Zemlju kao sjeme života.

Transpermija uključuje još jednu mogućnost, koju prve dvije verzije panspermije zanemaruju. Naime, ljudi putem kosmičkog putovanja, postaju bakterijski i virusni vektori. Ova mogućnost je nedvosmisleno potvrđena nedavnom opservacijom da je međunarodna kosmička stanica kontaminirana bakterijama iz našeg mikrobioma. Ranije putovanje na Mjesec je vjerovatno rezultiralo deponovanjem bakterija iz našeg mikrobioma na površinu ovog Zemljinog satelita. Putovanje na Mars, koje NASA planira poslije 2030 godine, može slično rezultirati deponovanjem dijelova ljudskog mikrobioma – humano-indukovanu transpermija na Mars – bez obzira koliko se naučnici trudili da spriječe ovu mogućnost. Ne može se isključit ni mogućnost da su sve letjelice do sada poslate na Mars, već kontaminirale ovu planetu bakterijama i virusima iz našeg mikrobioma, pod uslovom da su mikrobi preživjeli kosmičko putovanje. 

Bez obzira koliko se moderno čovječanstvo trudilo da negira dominaciju mikroba na Zemlji, i vještački nametne ljudsku dominaciju, npr. putem intelektualno nezrelog koncepta antropocena, realnost nas ubjedljivo opovrgava. Trenutna pandemija koju preživljavamo, nemilosrdno otkriva rupe u našem razumijevanju biološke realnosti. Bakteriosfera i virosfera su osnova života. Antropocen je jedna od antikopernikanskih zabluda moderne civilizacije. 

Na ramenima nevidljivih patuljaka

Prosvjetiteljstvo nas je navuklo na slatku ali opasnu ideju: čovjek je najsavršenije biće na planeti. Ljudska savršenost nema granica. Transhumanizam i mašine će nam dozvoliti osvajanje kosmosa i transfromaciju u novo kosmičko božanstvo. 

Bez obzira na nesumnjivu korist prosvjetiteljstva za razvoj civilizacije, treba priznati i njegovu zabludu – antropocentričnu arogancija prema svim ostalim biološkim vrstama, a posebno prema mikrobima. U najgorem obliku arogancija postaje forma antropocentričnog rasizma – antropogena aktivnost je u posljednjih 100 godina izvršila biocid planetarnih razmjera nad našim rođacima iz carstva životinja, nazvan “biološka anihilacija” (vidjeti Ceballos et al., 2017, Proceedings of National Academy of Sciences, USA). Zabluda je, ako mogu da se oslonim na psihijatriju, posljedica nerazriješenog kopernikanskog kompleksa. Iako nam je Kopernik jasno pokazao da živimo na beznačajnoj planeti, što orbitira oko beznačajnog sunca, nismo se odrekli iluzije da smo ipak najsavršenija bića oko kojih se vrti cijeli kosmos. Na primjer, koncept antropskog rezonovanja čovjeka stavlja u centar mislećeg svemira, Fermijev paradoks ili problem “velike tišine” kosmičku inteligenciju vidi isključivo kao sličnu ljudskoj inteligenciji, i neki drugi koncepti koji se pomno istražuju na univerzitetima širom svijeta, neuvijeno podstiču antropocentrizam, bez obzira na dokazane zablude. Pretjerivanje u antropocentrizmu, uprkos prosvjetiteljstva, i uprkos kopernikanske trezvenosti, je moj glavni argument u korist Šapirovog stava. 

Jedini test u evolucionoj kladionici može biti evoluciona skala. Iako smo onemogućeni da iskusimo temporalnu skalu evolucije, imamo sasvim dovoljno dokaza da zaključimo da je Homo sapiens mlada i neiskusna biološka vrsta, čija moderna civilizacija još nije svjesna, da, kao što je govorio Gregori Bejtson, “uništavanjem svoje okoline uništava sebe”. Istu tezu, ali u drugačijem kontekstu, zastupao je indijanski poglavica Sijetl:

Čovjek nije ispleo mrežu života. On je samo jedna njena nit. Sve što radi mreži radi samom sebi.

Slično Bejtsonu i Sijetlu razmišljala je Lin Margulis. Knjigu Simbiotska planeta završila je pasusom koji sadrži sljedeću rečenicu “Ne možemo uništiti prirodu, možemo samo naškoditi sebi”.

Moje razumijevanje Šapirovog stava je humanističko – spoznaja ljudskog mjesta u svijetu lišena arogancije – na način na koji su humanizam branili Bejtson, Sijetl, Margulis i nesumnjivo mnogi drugi mislioci. Takav stav zahtijeva i kritiku nauke. Ovdje se možemo pozvati na uticajnog sociologa nauke, Roberta K. Mertona. U knjizi Na ramenima divova, Merton je nemilosrdno kritikovao jednu laž iz svijeta sociologije nauke. Naime Merton je analizirao porijeklo maksime: Ako sam vidio dalje, to je zato što sam stajao na ramenima divova, koja se pripisuje Ser Isaku Njutnu. Nauka se oslanja na djela prethodnih generacija. Njutn se maksimom odužio prethodnicima, Koperniku, Galileju i ostalim. Knjigu sa istim naslovom napisao je i Stiven Hoking. U njoj je identifikovao pet divova nauke: Kopernika, Galileja, Njutna, Keplera i Ajnštajna. 

Merton je  kritikovao aroganciju moderne nauke, a preko nauke i aroganciju prosvjetiteljstva, čiji je glavni plod naučni pogled na svijet. Smatrao je da nauka, kao sociološka tvorevina, arogantno ignoriše prednaučne mislioce, koji su bili originalni na svoj način i nikako inferiorni u odnosu na velikane nauke. Otkrio je da je maksima o ramenima divova izgovorena mnogo prije Njutna i potiče iz prednaučne epohe čovječanstva. Merton je oslobodio Njutna od bilo kakve odgovornosti, jer su maksimu Njutnu pripisali njegovi sljedbenici. 

Mertonu mormao biti zahvalni na ovoj sociološkoj analizi. Dozvoljava nam da nauku okrenemo naopako i zaključimo da su na evolucionaj skali nauka i njeni divovi, ma koliko svima nama važni, potpuno beznačajni. Stajanje na ramenima ljudskih divova je iz evolucione perspektive otkrivanje tople vode. Kompletan život na planeti se oslanja na bakterije i viruse. Korektna evoluciona maksima glasi: čovjek, biljke i životinje stoje na ramenima nevidljivih patuljaka – bakterija i njihovih pomoćnika, virusa. Bakterijske sposobnosti prirodne kompjutacije, sofisticiranost njihovog kolektivnog uma, sveobuhvatnost njihovog jezika i talenat za otkrivanja života u kosmosu, za nas su nedostižni. Zbog svega iznesenog, podržavanje Majrove opcije nema smisla. Zato dajem punu podršku Šapirovoj opciji.

Objavljeno u Galaksija Nova, juni 2020