Ślepe zaułki ewolucji

Nathan Lents, profesor biologii w John Jay College w Nowym Jorku, po debiutanckiej pracy „Not So Different: Finding Human Nature in Animals ”, w której opisuje podobieństwo zachowań ludzi i zwierząt, w swojej drugiej książce “Człowiek i błędy ewolucji” prezentuje ślepe zaułki ewolucji, wady i błędy w konstrukcji ludzkiego ciała, których nie udało się skorygować przez tysiące lat i z którymi przyszło nam żyć do dzisiaj.

Jak wyjaśnia autor czytelnikom współczesne ciało ludzkie jest sumą zdarzeń w czasie ewolucyjnej podróży w czasie. Ma z jednej strony ślady po zwierzęcych przodkach, duże fragmenty zepsutego DNA i anomalie fizjologiczne, a z drugiej – korzyści ewolucyjne, które okazały się bardziej użyteczne niż błędy i ślepe zaułki. Rezultatem jest istota wymagająca nietypowej opieki i odżywiania, technologii i medycyny – jedyne zwierzę na Ziemi z takimi potrzebami.

Lents dzieli te błędy na trzy kategorie: adaptacje do życia we wczesnym okresie rozwoju gatunku ludzkiego, a obecnie zbędne (np. szybkie przybieranie na wadze, by zgromadzić jak największe zapasy na okresy braku pożywienia), niepełne przystosowanie ciała do bycia istotą dwunożną (nasze stawy kolanowe nadal nie nadają się w 100% do chodzenia w pozycji pionowej a budowa kręgosłupa pozostawia wiele do życzenia) oraz ograniczenia wynikające z utrwalonych błędów ewolucji. W tym przypadku dobrym przykładem nieefektywnego systemu jest gardło, które obsługuje zarówno układ oddechowy jak i pokarmowy, czy nerw krtaniowy wsteczny, którego przebieg jest pozostałością po naszych bardzo odległych przodkach i w związku z tym zamiast podążać najkrótszą drogą do miejsca przeznaczenia, zatacza pętlę aż wokół aorty, co wydłuża jego trasę kilkakrotnie. W przypadku człowieka i tak nie jest najgorzej – jeszcze trudniej ma żyrafa, u której ten nerw osiąga pięć metrów długości, choć najkrótsza odległość między jego początkiem a krtanią to tylko kilkanaście centymetrów. Jak widać, ewolucja nie poskąpiła błędów także innym gatunkom.

Nathan Lents pokazuje takich anomalii w budowie naszego ciała więcej – choćby problemy ze wzrokiem wynikające z niezbyt logicznej budowy siatkówki oka, nienajlepiej umiejscowione odpływy z zatok przynosowych, utrudniające ich opróżnianie ze śluzu i bakterii, nadmiarowe i zbędne kości w nadgarstku i stopie, wreszcie niemożność produkowania przez własne ciało wielu niezbędnych witamin i innych związków, co zmusza nas do wyjątkowej w świecie zwierząt sytuacji – by utrzymać ciało w zdrowiu musimy mieć bardzo zróżnicowaną dietę, a na dodatek przestrzegać przy tym nakazów i zakazów w kwestii łączenia ze sobą produktów. Dla porównania – weźmy choćby taką krowę, której właściwie wystarcza tylko trawa…

Nathan Lents opisuje słabości ludzkiego ciała w sposób bardzo przystępny i ciekawy

Jeśli do tego dodamy jeszcze reakcje alergiczne i ponad 100 chorób autoimmunologicznych, gdy rozregulowany w wyniku błędów genetycznych organizm atakuje własne tkanki i komórki, otrzymamy dość żałosny obraz naszego ciała jako projektu natury. Lents prezentując tą niedoskonałą i obarczoną licznymi błędami konstrukcję stoi na stanowisku, że to wszystko ma jednak wiele sensu a ludzkie słabości, które ukształtowały nasz gatunek, okazały się wystarczające, by zdominować świat. Być może, paradoksalnie, to właśnie walka ze słabościami ciała dawała impulsy do rozwoju umiejętności “zastępczych” – myślenia, życia w stadzie, pracy zespołowej czy tworzenia narzędzi zastępujących ułomne funkcje ciała.

Nathan Lents opisuje słabości ludzkiego ciała w sposób bardzo przystępny i ciekawy, z delikatnością i humorem, bez gorzkich wyrzutów w stosunku do natury i ewolucji, że dała nam organizm nie do końca doskonały. Co nam pozostaje? Musimy żyć z tym, co mamy. ■Grzegorz Bogusz

Spis treści

Wprowadzenie: spójrzcie tylko na gafy natury
1. Niepotrzebne kości i inne usterki anatomiczne
2. Nasza uboga dieta
3. Zaśmiecony genom
4. Homo sterilis
5. Po co Bóg wymyślił lekarzy
6. Gatunek frajerów
Epilog: przyszłość ludzkości
Podziękowania
Przypisy

Nieraz słyszeliście: spójrzcie tylko na niezwykłe piękno, złożoność i wspaniałość ludzkiego ciała, jego licznych układów, narządów i tkanek! Wydaje się, że im głębiej zaglądamy w nasze ciało, tym więcej odnajdujemy piękna. Jego komórki i cząsteczki zdają się posiadać nieskończone poziomy komplikacji, niczym warstwy cebuli. Istoty ludzkie cechuje bogaty świat umysłu, wykonują zaskakująco złożone czynności fizyczne, trawią pokarm, przetwarzając go na własną materię oraz energię, bez trudu włączają i wyłączają geny, a co pewien czas płodzą całkowicie nowe osobniki w „nieskończonym szeregu form najpiękniejszych”¹.
Jakimś sposobem wszystkie te procesy się zbiegają i tworzą cudowną złożoność ludzkiego życia, pozwalając nam pozostawać nieświadomymi tych fundamentalnych mechanizmów. Najzwyczajniejszy człowiek potrafi zagrać Piano Man, nie myśląc o komórkach i mięśniach swoich dłoni, nerwach rąk czy ośrodkach w mózgu, gdzie przechowywane są informacje potrzebne do zagrania tej piosenki. Inny może jej słuchać, nie wnikając w zagadnienie wibracji błon bębenkowych w uszach, przewodzenie impulsów nerwowych do ośrodka odpowiedzialnego za przetwarzanie wrażeń słuchowych bądź wspomnienia pozwalające mu – jakkolwiek niedoskonale – zaśpiewać refren. Samą piosenkę także skomponowała istota ludzka (acz wyjątkowa). Osoba ta – śmiem twierdzić – nie zaprzątała sobie specjalnie głowy genami, białkami i neuronami, które ciężko pracowały, gdy pisała swój przebój.
Mimo że często traktujemy je jako coś oczywistego, możliwości ludzkiego ciała są wspaniałe – a nawet cudowne. Dlaczegóż by więc nie napisać właśnie o tym?
Ponieważ książki na ten temat zostały już napisane. Wystarczy odwiedzić bibliotekę medyczną, a znajdziecie dziesiątki tysięcy tomów o wspaniałej złożoności ludzkiego ciała. Gdy doliczyć do tego czasopisma biomedyczne, gdzie pisze się o nowych odkryciach naukowych, liczba peanów wygłoszonych na cześć ludzkiego ciała wzrośnie do dziesiątków milionów.
Doprawdy nie brakuje słów i stronic poświęconych temu, jak świetnie działa nasz organizm.
Ale to nie o tym opowieść. To opowieść o naszych licznych ułomnościach, od stóp do głów.

Jak się okazuje, nasze niedoskonałości są niezwykle ciekawe i pouczające. Przyglądając się ludzkim defektom, możemy wejrzeć w naszą przeszłość. Każda usterka omawiana w tej książce snuje opowieść zaczerpniętą z historii ewolucji naszego gatunku. Każda komórka, każde białko i każda zasada w naszym DNA poddawane były na przestrzeni ewolucji katuszom doboru naturalnego. Cały ten czas i owa selekcja przyniosły rezultat w postaci organizmu o fantastycznej żywotności, sile, odporności i inteligencji, który w większości odnosił sukcesy w tym wielkim wyścigu szczurów, jakim jest życie. Jest to jednak organizm niedoskonały.
Mamy siatkówkę skierowaną do tyłu, pozostałości po ogonie i zdecydowanie zbyt dużo kości w nadgarstkach. Musimy zadbać, by w naszej diecie obecne były witaminy i składniki odżywcze, które inne zwierzęta wytwarzają na własne potrzeby. Jesteśmy kiepsko wyposażeni do życia w obecnym klimacie. Mamy dziwacznie przebiegające nerwy, nieprzytwierdzone do niczego mięśnie oraz węzły chłonne, które powodują więcej szkody niż pożytku. Nasz genom pełen jest genów, które nie działają, chromosomów, które się psują, oraz trucheł wirusów po dawnych zakażeniach. Mamy mózg, który płata nam figle, padamy ofiarą błędów poznawczych i uprzedzeń, a także lubimy się masowo mordować. Miliony z nas nie są nawet w stanie rozmnażać się bez pomocy współczesnej nauki.
Defekty te rzucają światło nie tylko na naszą przeszłość ewolucyjną, lecz również na teraźniejszość i przyszłość. Każdy wie, że nie da się zrozumieć aktualnej sytuacji danego kraju bez znajomości jego historii i ewolucji do obecnego kształtu. To samo możemy powiedzieć o naszym ciele, genach i umyśle. By w pełni pojąć jakiś aspekt ludzkiego doświadczenia, musimy się dowiedzieć, jak się ukształtowało. By zrozumieć, dlaczego jesteśmy akurat tacy, musimy najpierw zrozumieć, jacy byliśmy kiedyś. Trawestując nieco stare powiedzenie, nie będziemy wiedzieć, gdzie jesteśmy, dopóki się nie dowiemy, skąd przyszliśmy.
Większość ludzkich błędów konstrukcyjnych, jakie opisuję w niniejszej książce, mieści się w jednej z trzech kategorii. Po pierwsze, pewne elementy naszej konstrukcji wyewoluowały w innym świecie niż ten, który dziś zamieszkujemy. Ewolucja jest niechlujna i wymaga czasu. Skłonność naszego gatunku do łatwego przybierania na wadze i trudności z jej zrzuceniem były dobre na plejstoceńskich sawannach środkowej Afryki, lecz nie w XXI wieku w wysoko rozwiniętym kraju.
Kolejna kategoria usterek obejmuje te wynikające z niepełnego przystosowania. Na przykład ludzkie kolano jest efektem zmiany, jaka zaszła, gdy nasi przodkowie stopniowo zmieniali pozycję z czworonożnej na dwunożną oraz tryb życia z nadrzewnego na głównie naziemny. Większość komponentów kolana bardzo dobrze przystosowała się do nowych wymogów, jakim musi sprostać ten nader ważny staw, nie wszystkie skręty jednak zostały dopracowane. Jesteśmy niemal w pełni przystosowani do chodzenia w postawie wyprostowanej – lecz nie całkowicie.
Do trzeciej kategorii należą te ludzkie defekty, które można przypisać jedynie ograniczeniom samej ewolucji. Każdy gatunek może ulepszać ciało, jakim dysponuje, wyłącznie w drodze bardzo drobnych zmian, które występują przypadkowo i rzadko. Odziedziczyliśmy potwornie nieefektywne struktury, których nie da się zmienić. Z tego właśnie powodu przez ciasną przestrzeń naszego gardła przechodzi zarówno pożywienie, jak i powietrze. Z tego samego powodu w stawach kolanowych mamy siedem rozrzuconych bez ładu i składu niepotrzebnych kości. Naprawienie któregokolwiek z tych błędów konstrukcyjnych wymagałoby znacznie poważniejszej interwencji niż pojedyncze mutacje.
Dobrym przykładem ogromnych ograniczeń ewolucji, nawet w okresach wielkich innowacji, jest skrzydło kręgowców. Narząd ten był wynalazkiem wielu odrębnych gałęzi ewolucyjnych. Skrzydła nietoperzy, ptaków i pterozaurów ewoluowały odrębnie (stąd znaczne różnice w ich budowie), jednakże we wszystkich tych przypadkach – z kończyny przedniej. Zwierzęta te straciły wiele z jej użyteczności, by móc wykształcić skrzydła. I ptaki, i nietoperze słabo radzą sobie z chwytaniem. Do manipulowania przedmiotami muszą niezdarnie posługiwać się łapami oraz zębami lub dziobem. Byłoby im znacznie łatwiej, gdyby wytworzyły zupełnie nowe skrzydła i zachowały kończyny przednie, lecz ewolucja rzadko działa w ten sposób. W wypadku zwierzęcia o skomplikowanej budowie ciała nie ma możliwości wykształcenia nowych kończyn, możliwe jest jedynie przekształcenie istniejących. Ewolucja to ciągła gra kompromisów. Większość innowacji odbywa się kosztem czegoś.
Innowacje ewolucyjne są tyleż zróżnicowane, ile kosztowne. Mogą polegać na powielaniu błędów w projekcie każdej z komórek lub na kłujących w oczy błędach konstrukcyjnych w złożeniu w całość kości, narządów i tkanek. W niniejszej książce kolejno zajmę się każdą z tych kategorii błędów, przyglądając się całym zestawom defektów, które łączą wspólne motywy i które – gdy są rozpatrywane razem – opowiadają niezwykłą historię o tym, jak działa ewolucja, co się dzieje, gdy nie działa, oraz jak wysoką cenę nasz gatunek zapłacił za te przystosowania na przestrzeni tysięcy lat.
Anatomia człowieka jest nieskładnym galimatiasem przystosowań i niedostosowań. Mamy niepotrzebne kości i mięśnie, rozczarowujące zmysły oraz stawy, które nie do końca utrzymują nas w postawie wyprostowanej. Dochodzi do tego kwestia naszej diety. Większość zwierząt świetnie sobie radzi, codziennie jedząc to samo – natomiast my, ludzie, musimy przyjmować absurdalnie zróżnicowane posiłki, by pozyskać wszystkie potrzebne nam do życia składniki odżywcze. Większa część naszego genomu jest całkowicie bezużyteczna, a czasami wręcz szkodliwa (nosimy nawet w sobie tysiące martwych wirusów wplecionych w DNA każdej z naszych komórek i w ciągu całego życia pieczołowicie powielamy to truchło). A są jeszcze inne, bardziej zaskakujące niedoskonałości: jesteśmy niewiarygodnie nieskuteczni, jeśli chodzi o nasze ostateczne przeznaczenie – rozmnażanie się. Mamy również układ odpornościowy, który atakuje nasz własny organizm; to tylko jeden z przykładów chorób wynikających z wad konstrukcyjnych. Nawet nasze koronne osiągnięcie ewolucyjne – potężny ludzki mózg – roi się od defektów, które sprawiają, że jednostki codziennie podejmują fatalne decyzje życiowe, czasami kosztem własnej egzystencji.
Lecz choć zabrzmi to dziwnie, w tych niedoskonałościach tkwi piękno. Jakże nudne byłoby życie, gdyby każdy z nas był absolutnie racjonalnym, doskonałym osobnikiem! Nasze ułomności sprawiają, że jesteśmy sobą. Nasza indywidualność bierze się z drobnych różnic w naszym genomie i epigenomie, większość tej różnorodności zaś powstaje dzięki przypadkowym gafom mutacji. Mutacje, jak uderzenia piorunów, są losowe i często niszczycielskie, są jednak również – w pewnym sensie – źródłem ludzkiej wielkości. Defekty opisane w tej książce są bliznami po bitwach wygranych w wielkiej walce o ciągłość istnienia. Niespodziewanie przetrwaliśmy niekończący się konflikt ewolucyjny, jesteśmy wytworem czterech miliardów lat upartej woli przeżycia w obliczu wielkich przeciwności. Historia naszych niedoskonałości jest opowieścią wojenną. Zbierzcie się wokół i posłuchajcie.

1 K. Darwin, O powstawaniu gatunków, przeł. Sz. Dickstein, J. Nusbaum, Warszawa 2013.

Ludzie mają stanowczo za dużo kości. Nie tylko nas dotyczy ta wada. W przyrodzie roi się od zwierząt wyposażonych w kości, których nie potrzebują, stawy, które nie pracują, struktury, które nie są do niczego przytwierdzone, i części ciała, które przysparzają więcej problemów niż korzyści. Dzieje się tak dlatego, że rozwój zarodkowy jest niezwykle skomplikowany. By ciało mogło się ukształtować, tysiące genów muszą zostać uaktywnione i dezaktywowane w ścisłej kolejności i doskonałej koordynacji czasowo-przestrzennej. Na przykład gdy jakaś kość przestaje być potrzebna, pozbycie się jej nie sprowadza się do przestawienia jednego przełącznika. Trzeba takich przełączników pstryknąć setki – może nawet tysiące – a przełączenia muszą się odbywać w taki sposób, aby nie zepsuć tysięcy innych struktur, za których rozwój odpowiadają te same geny. Pamiętajmy również, że dobór naturalny pstryka tymi przełącznikami losowo, jak szympans piszący na maszynie. Jeśli poczekamy odpowiednio długo, szympans napisze sonet, ale będziemy musieli się wykazać iście benedyktyńską cierpliwością. W przypadku anatomii konsekwencją tego jest mnóstwo nadmiarowego bagażu.
Niektóre spośród najbardziej zaskakujących przykładów anatomicznej rozrzutności znajdujemy w ludzkim szkielecie. Weźmy na przykład nadgarstek. To niewątpliwie bardzo sprawny staw. Może się obracać o prawie 180 stopni we wszystkich płaszczyznach pomimo naczyń, nerwów i ścięgien, które biegną od ramienia do konkretnych miejsc w dłoni. Jest jednak o wiele bardziej skomplikowany niż to potrzebne. W nadgarstku znajduje się osiem różnych kości, nie licząc dwóch kości przedramienia i pięciu kości śródręcza. Niewielki obszar, jakim jest sam nadgarstek, zawiera osiem w pełni ukształtowanych i odrębnych kości, upchanych tam jak kupa kamieni – i mniej więcej równie jak one użytecznych.
Łącznie kości nadgarstka są przydatne, lecz z osobna właściwie do niczego nie służą. Można by rzec, że gdy ruszamy ręką, one po prostu tam są. Owszem, łączą kości ramienia z kośćmi śródręcza za pośrednictwem skomplikowanego systemu ścięgien i więzadeł, lecz układ ten jest niewiarygodnie złożony i nadmiarowy. Nadmiarowość może być pożądana, jak się przekonaliśmy na przykładzie naszego biednego ścięgna Achillesa, lecz nie w przypadku kości. Posiadanie ich dodatkowej liczby wymaga wielu dodatkowych zaczepów dla ścięgien, więzadeł i mięśni. Każdy z nich to kolejny słaby punkt, możliwość skręcenia, zwichnięcia lub (jak w wypadku więzadła krzyżowego) zerwania.
W naszych ciałach nie brakuje przykładów świetnie zaprojektowanych stawów, jak chociażby stawy barkowe lub stawy biodrowe. Nadgarstek do nich nie należy. Żaden inżynier przy zdrowych zmysłach nie zaprojektowałby stawu z tak wieloma osobnymi, ruchomymi częściami. Gdyby nadgarstek zaprojektowano racjonalnie, pozwalałby dłoni na pełny zakres ruchu – odgięcie palców do tyłu i położenie ich na przedramieniu. Oczywiście tak zrobić się nie da. Elastyczność nadgarstka nie jest zwiększana, lecz ograniczana dużą liczbą znajdujących się w nim kości.
Staw skokowy boryka się z podobnym natłokiem kości jak nadgarstek. Zawiera siedem kości, z których większość jest niepotrzebna. Staw ten musi bez wątpienia radzić sobie z większymi wyzwaniami niż nadgarstek, biorąc pod uwagę, że nieustannie dźwiga nasz ciężar i ma podstawowe znaczenie dla możliwości przemieszczania się. Tym bardziej jednak przydałby się nam staw o prostszej budowie. Ponieważ wiele kości stawu skokowego nie przemieszcza się względem siebie, lepiej funkcjonowałyby jako jedna, zrośnięta struktura z więzadłami zastąpionymi solidną kością. Uproszczona w ten sposób kostka byłaby znacznie mocniejsza i wiele z obecnie istniejących punktów potencjalnego nadwerężenia zostałoby wyeliminowanych. Nie bez powodu skręcenia i zwichnięcia tego stawu są tak powszechne: budowa kostna stawu skokowego jest galimatiasem części, które potrafią jedynie się zepsuć.
Chociaż nadgarstek i staw skokowy są najpaskudniejszymi przykładami bezużytecznych kości, są też inne. Weźmy kość ogonową.
Kość ogonowa jest końcowym odcinkiem kręgosłupa. Składają się na nią ostatnie trzy kręgi (lub cztery, a nawet pięć, zależnie od tego, które kręgi do niej zaliczymy) zrośnięte razem w strukturę o kształcie litery C. Nie pełni żadnej funkcji. Nie osłania ani nie chroni niczego; rdzeń kręgowy, którego ochrona jest zadaniem kręgów, kończy się znacznie powyżej kości ogonowej. Jest to kość szczątkowa – pozostałość po naszych przodkach wyposażonych w ogony.
Prawie wszystkie kręgowce mają ogon, w tym większość naczelnych. Wielkie małpy człekokształtne stanowią rzadkie wyjątki, lecz nawet one zaczynają życie zarodkowe z pokaźnym ogonem, który w końcu się kurczy i w dwudziestym pierwszym lub dwudziestym drugim tygodniu ciąży jego pozostałość staje się bezwartościową kością ogonową. Przytwierdzony jest do niej nawet śladowy mięsień krzyżowo-guziczny grzbietowy – który mógłby ściągać kość ogonową, gdyby tworzące ją elementy nie były zrośnięte. Bezużyteczny mięsień dla bezużytecznego zbioru kości.
Kość ogonowa zachowuje pewne połączenia z sąsiadującymi mięśniami. Przejmuje również znaczną część ciężaru ciała w pozycji półleżącej lub siedzącej. Lecz poza rzadkimi przypadkami osób, u których kość ogonową usunięto chirurgicznie z powodu urazu lub nowotworu, nie wiążą się z nią żadne przewlekłe komplikacje.
Ludzka czaszka, podobnie jak czaszki innych kręgowców, również jest dziwnym miszmaszem kości, które w wieku dziecięcym zrastają się ze sobą i tworzą jednolitą strukturę. Przeciętna ludzka czaszka ma dwadzieścia dwie kości (niektórzy mają ich więcej!), w tym wiele podwójnych. A zatem często znajdują się w niej prawo- i lewostronne wersje kości – na przykład prawa i lewa kość szczękowa dolna, czyli żuchwa, zrosły się ze sobą pośrodku, podobnie jak prawa i lewa kość podniebienna. Nadmiarowości tej nie jesteśmy w stanie do końca wyjaśnić. Kończyny górne jako odrębne struktury mają sens, lecz trudno to samo powiedzieć o kościach znajdujących się nad górną wargą.
Podobnie jak w wypadku duplikacji kości czaszki – nie ma szczególnego powodu dla podwojenia kości w naszych przedramionach czy goleniach. Górna część ręki składa się z pojedynczej kości, lecz dolna ma dwie. Tak samo z nogą: udo ma jedną kość, lecz goleń już dwie. Owszem, dwie kości przedramienia pozwalają na ruchy skrętne, ale goleni to już nie dotyczy. Nawet w przedramieniu dwie równoległe kości nie są jedynym rozwiązaniem, dzięki któremu staw mógłby być skrętny. W istocie obecność dwóch kości sprawia, że skręt nie może być większy niż 180 stopni, ponieważ krzyżują się ze sobą. Barki i biodra umożliwiają ruchy rotacyjne nawet lepiej niż łokieć i nie potrzebują do tego konstrukcji opartej na dwóch kościach. Żadne ramię robota nie zostanie zaprojektowane na wzór tej bezsensownej struktury kostnej.
Ludzka anatomia jest piękna, nie ma co do tego wątpliwości. Do naszego środowiska jesteśmy przystosowani bardzo dobrze, lecz nie doskonale. Istnieją wciąż pewne braki. Możliwe, że gdyby nasi przodkowie dłużej wiedli życie myśliwych i zbieraczy, zanim wkroczyli w dzisiejszą erę szczepionek i chirurgii, ewolucja dalej doskonaliłaby ludzką anatomię. Jednakże takie otoczenie, podobnie jak wszystkie środowiska, było tak zmienne, że ewolucja po prostu zastąpiłaby istniejące niedoskonałości innymi. Ewolucja jest procesem ciągłym – nigdy w pełni nie zakończonym. Ewolucja i przystosowania bardziej przypominają bieganie na ruchomej bieżni aniżeli po torze: ciągle musimy się przystosowywać, aby uniknąć wymarcia, lecz nie wydaje się, byśmy się zbliżali do jakiegoś celu.