Tudományos áttörést ért el nemrégiben kollégáival az élet kialakulásával kapcsolatban Szathmáry Eörs evolúcióbiológus. A világon elsőként bizonyították kísérlettel, hogy megfelelő körülmények között kisebb molekulákat tartalmazó cseppek is képesek növekedni és szaporodni, ami azért szenzációs eredmény, mert elképzelhető, hogy hasonló folyamatokkal alakultak ki az önálló élet legkisebb egységei, a sejtek, és velük együtt pedig a földi élet. Az élet keletkezéséről, evolúciós örökségünkről és az emberiség jövőjéről beszélgettünk az akadémikussal. Interjú.
Szathmáry Eörs az Indexnek többek között arról beszélt, hogy
• hogyan keletkezhet önfenntartó élet egyszerű élettelen molekulákból;
• ki vetette fel először ezt a lehetőséget;
• mi volt a legjelentősebb evolúciós ugrás a Földön;
• miért közeleg az összeomlás;
• mi a baj a kapitalizmussal;
• génjeinkben hordozzuk-e a végzetünk;
• új, kockázatos evolúciós fajt hoztunk létre, a mesterséges intelligenciát;
• agresszív-e az emberi faj,
• hogyan tudjuk kordában tartani kártékony önző génjeinket.
Az élet keletkezése a tudomány egyik legfontosabb és legrejtélyesebb kérdése. Úgy gondolják, hogy egyszerű molekulák váltak egyre összetettebbekké, na de hogyan kell mindezt elképzelnünk?
Két nagy kérdés van az élet kialakulásával kapcsolatban: az egyik az, hogy honnan jöttek az élet anyagai, építőkövei, összetevői. A másik meg az, hogy hogyan szerveződtek élővé ezek a kémiai anyagok. Úgy gondoljuk, hogy az élet szerveződéséhez három dologra van szükség. Az egyik az anyagcsere, amellyel felvesszük a külvilágból tápanyagokat és belső anyagokká alakítjuk. A másik, hogy kell valami „zacskó”, ami biztosítja azt, hogy a kémiai rendszer elemei ne ússzanak szét. És kell egy harmadik, valamiféle örökletes tájékoztatást hordozó anyag (nem feltétlenül nukleinsavak lehetnek csak), ami elemi programot ad a rendszer működéséhez, hogy aztán az osztódni tudjon, és akkor kezdődhessen a folyamat elölről.
EZ A SZENTHÁROMSÁG KELL AHHOZ, HOGY PUSZTÁN KÉMIAI ANYAGOKBÓL ÁLLÓ RENDSZER ÉLETJELENSÉGET KEZDJEN MUTATNI.
A szent háromból a tudomány eddig kettőt-kettőt tudott és próbált összepasszítani, megvalósítani. Mi spontán anyagcsere-folyamatot hoztunk létre, és biztosítottuk, hogy ne ússzanak szét a rendszer alkotóelemei. Pontosabban a világon elsőként demon stráltuk és bizonyítottuk kísérletileg, hogy megvalósítható egy ilyen szaporodó kémiai rendszer.
Most akkor ki lehet jelenteni, hogy megvan az élő és élettelen közötti hiányzó láncszem, és az élet kialakulásának a kulcsa már a kezünkben van?
Nem egészen. Ott még nem tartunk, mert ahhoz a harmadik feltételre, valamiféle öröklődő információs programra is szükség van. Viszont kísérletünkben a borzasztóan egyszerű, két szénatomos glikolaldehid-molekulákat etettük formaldehiddel (tápanyag), amiből négy szénatomos cukor keletkezett, ami aztán spontán módon szétválik két darab glikolaldehid-molekulára.
ÉS EZ VOLT AZ A PILLANAT, AMIKOR AZ ANYAGCSERERENDSZER SZAPORODNI KEZDETT
(kémiai szinten). Az ilyen rendszereket autokatalitikus rendszereknek hívjuk, azért, mert saját keletkezésüket katalizálják, ebben az esetben úgy, hogy biológiai fontosságú anyagot, cukrot tudnak termelni. Szerencsés esetben a reagáló anyagok apró cseppekbe jutnak, és elkülönülnek. Hasonló mechanizmusok vezethettek a szaporodó sejtek kialakulásához az élet keletkezésekor. Nincs még ugyan genetika és öröklődés, de már van anyagcsere, van elhatárolódás a külvilágtól, és van szaporodás. Még nem érik el a biológiai rendszereknek szervezettségi szintjét, de már a közelében vannak.
Andrew Griffiths angol származású molekulárbiológus franciaországi laboratóriumában végeztük a kísérletet, és büszkeségre ad okot, hogy az egész munkának az intellektuális gyökerei Budapestre vezetnek. Méghozzá egykori tanítómesteremhez, Gánti Tiborhoz, aki a világon elsőként írta le az élet kémiai szerveződésének elméletét (kemotonelmélet). 1971-ben jelent meg Az élet princípiuma című könyve, ami aztán többszöri átdolgozás után 2003-ban angolul is megjelent az Oxford University Press-nél,
EGY ÚJ TUDOMÁNY ALAPKÖNYVEKÉNT.
Önreprodukáló mikrogömböknek nevezte az élet keletkezésének korábban említett átmeneti szerveződéseit. Ezekből még hiányzott a genetikai anyag, viszont önfenntartó anyagcserére voltak képesek.
Akkor az „őslevesben” hasonló reakciók mehettek végbe az élet hajnalán, és így váltak egyre összetettebbé a szerves molekulák?
Egyelőre nincs konszenzus arról, hogy melyik volt az a legkedvezőbb környezeti feltétel, ami az élet spontán kémiai úton való megjelenését lehetővé tette négymilliárd évvel ezelőtt. Vannak, akik a sekély tengerekben lévő hőforrásokra esküsznek. De vannak, akik azt mondják, hogy nem is volt ősleves, hanem az energiadús vegyületeket felhozó mélytengeri hévforrások közelében, az ásványi anyagok felszínén kezdődött az élet. Nem látom be, hogy miért kéne ezeknek a teóriáknak egymásnak feszülniük, de a kutatók már csak ilyenek. Az viszont biztos, hogy egyre több szerves anyag spontán keletkezését tudjuk ma már laboratóriumban megvalósítani.
Nagy evolúciós ugrás volt a kambriumi robbanásnak nevezett esemény körülbelül 530 millió évvel ezelőtt, amikor szokatlanul rövid idő alatt fejlett fajok, szinte mindegyik ma élő állat őseinek sokasága jelent meg hirtelen a Földön (és a fosszíliákban).
Messze nem a kambriumi robbanás volt a leglátványosabb komplexitásnövekedés az élővilág történetében, hanem az, amikor kétmilliárd évvel ezelőtt megjelentek a mieinkhez hasonló, valódi sejtmaggal rendelkező sejtekből szerveződött élőlények. Addig, kétmilliárd éven keresztül csak baktériumok léteztek. Igen valószínűtlen folyamat volt ez az ugrás, csak történetesen meg is valósult. Azt gondolom, és ez a fontos jóslat,
HOGYHA TALÁLUNK FÖLDÖN KÍVÜLI ÉLETET, AZ MAJDNEM BIZTOSAN BAKTERIÁLIS SZINTŰ LESZ.
Nem zárható ki persze, de nagyon-nagyon kicsi az esélye, hogy komplex sejtekből még komplexebb, többsejtű organizmusok alakuljanak ki máshol is.
Ez így nem megy tovább
Azóta alaposan felgyorsult az evolúció, itt vagyunk mi, emberek is, akiknek meglehetősen pesszimistán látja a jövőjét. Többször is hangoztatta, hogy elkerülhetetlen az ökológiai katasztrófa és az emberiség pár évtizeden belül totálisan összeomlik. Tényleg nagy kataklizma éri a civilizációt és ki fog halni az emberiség?
Nem fog kihalni az emberiség, habár nem lehetetlen ugyan, de nagyon valószínűtlen. Az viszont sajnos nem, hogy az általunk ismert technológiai civilizáció összeomlik. A társadalmi, környezeti, gazdasági, politikai okok majdnem mindegyike rossz irányba mutat. Egymást erősítő ördögi körök alakulhatnak ki, és ez a legveszélyesebb.
A globális éghajlatváltozásra vagy a jellemző gazdasági berendezkedésre, a növekedésre és felhalmozásra épülő kapitalizmusra gondol?
Mindkettőre, és még a fajok kihalásának a felgyorsulására is. Ráadásul ezek mind egyszerre történnek és egyik gerjeszti a másikat. Mindegyik az ipari forradalomhoz kötődik, és a kapitalizmus, ahogy mi ismerjük, egyszerűen fenntarthatatlan. Nagyon jó ötlet volt addig, amíg a bolygó nagyon nagynak tűnt. Máshová lehetett dobni szemetet, máshol okozni károkat, illetve nagyon kellemesen ki lehetett zsákmányolni az embereket. Ezeket ma már egyre kevésbé lehet megtenni, főleg nem olyan nagyságrendben, ahogyan a kapitalizmusban ezt megszokták. Radikális változásnak kell történnie, mert így biztosan nem mehet tovább.
Például?
Nem azt mondom, hogy a piac eltűnik, de például a tervezett elavulás, ami azt jelenti, hogy úgy gyártunk dolgokat, hogy öt év múlva ki kelljen dobni, az egyszerűen fenntarthatatlan. Szinte kifejezhetetlen, hogy milyen káros egy folyamat. Az emberiség totális ökológiai lábnyoma most két Földet tesz ki körülbelül. Ez azt jelenti, hogyha így folytatjuk, ahogy pont most, akkor hosszú távon csak akkor lenne fenntartható a civilizáció,
HA A FÖLD KÉTSZER AKKORA LENNE. DE NEM FOG MENNI,
ezért nyilvánvaló, hogy ez fenntarthatatlan, tehát valami másnak kell jönnie. Ez azért veszélyes téma, mert ugye sajnos mi már láttunk egy másik rendszert, ami nagyon nem kapitalizmus akart lenni, és az csúfosan megbukott.
Nem lehetséges, hogy az emberiségnek törvényszerűen a mostani krízishalmazig kellett eljutnia, mivel a génjeinkben van a a túlélés, a növekedés, a felhalmozás ösztöne, amit rendszerszinten meg is valósított az ember?
Nem gondolom, hogy ez ennyire meghatározott lenne, mert a kapitalizmus csak egy gazdaságtörténeti termék, voltak másféle társadalmi-gazdasági rendszerek is, csak egyre erősödnek az árnyoldalai. Nem főleg génjeinkben, biológiailag vagyunk fenntarthatatlanok, hanem társadalmi létezésünkben, abban, ahogyan élünk.
Új fajt hoztunk létre, de ráfázhatunk vele
Mit kellene tenni? Ön mit tart a legfontosabbnak ebben a pillanatban?
A klímaváltozást már nem lehet visszafordítani, azon már túl vagyunk. De meg kell próbálni csillapítani, akár radikális eszközökkel is, mert különben szó szerint ránk ég a bolygó. De a baj nem jár egyedül. A mesterséges intelligencia elterjedésének nem az a legnagyobb veszélye, hogy rábízunk egy csomó dolgot, és rossz döntéseket hoz, vagy olyanokat, amiket nem látunk át, hanem az, hogy AI-jal megjelenhet egy új evolúciós rendszer. Amikor a mesterséges intelligencia saját maga, autonóm módon újabb mesterséges intelligenciákat tud generálni, akkor az önreprodukciós képesség, az öröklődés és a változatosság is megjelenik benne.
LÉNYEGÉBEN ELINDUL EGY DARWINI RENDSZER, ÉS AHOL MEGJELENIK, OTT SPONTÁN MÓDON MEGJELENIK AZ ÖNÉRDEK IS.
Az terjed el, az érvényesül, aki hatékonyan csinálja. Ha ez megtörténik, akkor nyilvánvalóan lesznek olyan reprodukálódott változatok is, amelyek olyasmiket fognak csinálni, ami csak nekik kedvez, de nekünk káros. Ez olyan, mint ha egy új faj jelent volna meg, csak mi teremtjük meg, viszont meg is ihatjuk a levét, bizonyos dolgokat ugyanis az AI sokkal jobban és gyorsabban végez, mint mi. Egyáltalán nem veszélytelen például, ha az algoritmusok reprodukálódnak, és elkezdenek a kibertérben tenyészni, adott esetben a számunkra hasznos algoritmusok rovására. Aztán ha robotokban alkalmazzák ezeket a bomlasztó autonóm algoritmusokat, akkor elég ijesztő jelenség alakulhat ki. Ami korábban csak a fantázia terméke volt, könnyen valós tapasztalattá válhat.
Így győzhetjük le az önző gént
Nem valami derűs kilátások. És akkor nem beszéltünk még a szűnni nem akaró és egymás után kirobbanó háborúkról. Ön szerint agresszív faj az ember?
Részben. Úgy fejlődtünk, hogy csoporton, közösségen belül gyakran erősen együttműködőek vagyunk, de más csoportokkal szemben inkább ellenségesek. Hasonlóan, mint a csimpánzoknál. Ezt parochiális altruizmusnak hívjuk, és sokak szerint erősen hatott az emberré válás során, minek következtében az erre való hajlam örökletesen bennünk lehet.
Saját magunk okozta fenyegető válságok, békétlenség, agresszió, háborúk. Lát valamiféle kivezető utat?
Bocsánat, de sem a biológiai lényünk, sem az eszünk, sem a kulturális evolúciónk nem predesztinál minket arra, hogy mindenképpen belebukjunk életmódunk fenntarthatatlanságába. Nem tartom lehetetlennek a helyzet megoldását, de társadalmi szinten kell felfogni, hogy radikális változtatásokra van szükség. Ettől az élet nem lesz feltétlenül borzalmas, kivéve, hogyha nem csinálunk semmit, és egy összeomlásba menetelünk. Na, az viszont tényleg borzalmas lesz. Amúgy a tapasztalat azt mutatja, hogy igenis nem lehetetlen racionális egyeztetés alapján más csoportokkal együttműködni. Richard Dawkins: Az önző gén című könyvében vezette be a köztudatba a mémek, a kultúra másolódó alapegységeinek fogalmát, és ahogyan a könyv utolsó fejezetében leírja, csakis a kulturális evolúció és az együttműködés korlátozhatja a magunkban hordozott, össztársadalmi szinten káros örökletes hajlamokat. Nincs más út, ez az egyetlen lehetőségünk.
Prof. Szathmáry Eörs
Széchenyi-díjas evolúcióbiológus, az MTA rendes tagja, Az ELTE Természettudományi Kar Biológia Intézet, Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai tanszékének egyetemi tanára és az Ökológiai Kutatóközpont, Evolúciótudományi Intézetének kutatóprofesszora.
Több sikerkönyv szerzője.
– Maynard Smith, J., Szathmáry E. Az evolúció nagy lépései (1997); J
– Maynard Smith, E. Szathmáry (2000): The Origins of Life. From the Birth of Life to the Origin of Language (Oxford) (2000),
magyarul, A földi élet regénye. Az élet születésétől a nyelv kialakulásáig, második bővített kiadás (2012);
– Klímaváltozás és Magyarország (2020)
(Borítókép: Szathmáry Eörs 2018-ban. Fotó: Bődey János / Index)
Forrás: Kovács Róbert újságíró – Index
