Jak będzie wyglądał człowiek przyszłości? Musimy się przystosować do zmian

Jeśli mamy przeżyć na naszej planecie – lub w kosmosie – musimy sięgnąć po geny gadów, ptaków czy delfinów. Genetycy będą musieli zastosować najnowsze metody manipulowania DNA
Jak będzie wyglądał człowiek przyszłości? Musimy się przystosować do zmian

Dotąd mieliśmy szczęście. Nasza cywilizacja powstała i rozwinęła się w okresie, który można nazwać ciepłą wiosną. Trafiały się nam fale upałów, niszczycielskie susze, zimy stulecia czy nawet mała epoka lodowcowa, ale były to tylko nieznaczne odchylenia od normy. Jednak taka sielanka nie będzie trwać wiecznie. Naukowcy notują rekordowe poziomy dwutlenku węgla w atmosferze, co zwiastuje gwałtowne zmiany klimatu. Duże części lądu zamienią się w pustynie, a szybko rosnący poziom mórz może sprawić, że za kilkanaście lat Trójmiasto, Amsterdam czy Nowy Jork staną się metropoliami zasiedlonymi głównie przez ryby.

Nie ma co liczyć, że pomoże nam jakaś nowa technologia sterowania klimatem. Nasza wiedza na ten temat rozwija się powoli – znacznie wolniej niż biotechnologia i medycyna. Nie możemy też liczyć na to, że przed zmianami klimatu ochronią nas coraz lepsze ubrania, klimatyzatory czy budynki mieszkalne. Wiele technologii to tak naprawdę protezy, które stosujemy, bo nasze organizmy są niedoskonałe. Ludzkość stoi przed wyborem: dołączyć do długiej listy wymarłych gatunków albo przystosować się do nowych warunków, zmieniając diametralnie swą biologię. 

Wielkie mieszanie gatunków

Jakie zmiany nas czekają? Przystosowując się do nowego środowiska, możemy skorzystać z rozwiązań wypracowanych przez inne gatunki. Zalane tereny mogą zasiedlić ludzie-delfiny, zdolni do życia pod wodą, pustynie zaś – odporni na gorąco i suszę ludzie-jaszczurki. Wystarczy umiejętnie połączyć nasze DNA z genami zwierząt, by powstały zupełnie nowe gatunki Homo sapiens – hybrydy. 

Takie zjawisko nie jest wcale czymś nienaturalnym. Przez wiele dziesięcioleci uczeni sądzili, że hybrydyzacja zachodzi w naturze wyjątkowo rzadko, a powstające w jej wyniku stworzenia są bezpłodne – tak jak bodaj najbardziej znane hybrydy, czyli muły. Dziś jednak wiemy, że jest inaczej. „Hybrydy z innymi gatunkami tworzy ok. 10 proc. gatunków zwierząt. Zwłaszcza te, które szybko ewoluują i tworzą nowe odgałęzienia swego drzewa rodowego” – mówi prof. James Mallet, biolog ewolucyjny z University College London. Innymi słowy – dotyczy to także nas, ludzi, ponieważ w naszym DNA mamy ślady bliskich kontaktów m.in. z neandertalczykami, którzy należeli przecież do odrębnego gatunku.

 

W takim właśnie kierunku rozwija się biotechnologia. W XXI w. hybrydyzacja stanie się dla nas naturalną konsekwencją stosowania inżynierii genetycznej. Technika odczytywania zapisu DNA jest coraz tańsza. Naukowcy gromadzą w bazach danych coraz więcej genomów ludzi, zwierząt i roślin. I uczą się precyzyjnego manipulowania genami. Niedługo będą gotowi do tworzenia ludzkiego GMO, czyli gatunków ludzi lepiej dostosowanych do warunków środowiska.

Część zmian w organizmach przyszłych pokoleń wyniknie z naturalnego toku naszej ewolucji. Ludzie przyszłości będą zapewne smuklejsi, ich szczęki pomieszczą mniej zębów (a niektóre z nich, np. „ósemki”, mogą w ogóle zaniknąć), stopy będą pozbawione najmniejszych palców, a przewód pokarmowy ulegnie skróceniu (bo nasza dieta jest coraz bardziej lekkostrawna). Inne rozwiązania zapożyczymy z przyrody, która miała miliony lat na udoskonalenie swych wynalazków. Geny skopiowane od gadów – np. związane z budową skóry – mogą nam pomóc w lepszym znoszeniu upałów i suszy. Fragmenty DNA ptaków, znanych ze swej długowieczności, dają szansę na wydłużenie naszego życia nawet o kilkadziesiąt lat. Zapożyczenia od delfinów (skóra, układ oddechowy) oraz płazów czy bobrów (błona pławna między palcami) stworzą możliwość opanowania środowiska, w którym zaczęła się nasza ewolucja, czyli mórz i oceanów.

Zmniejsz sobie mózg i zaśnij

A czy moglibyśmy mieć skrzela i oddychać tlenem rozpuszczonym w wodzie? Przy takiej budowie ciała jak dziś – niestety nie. Zapotrzebowanie naszego organizmu na tlen jest zbyt wysokie. Potrzebują go zwłaszcza komórki nerwowe, tworzące nasz wielki mózg. No chyba że udałoby się go zmniejszyć… A to, jak się okazuje, jest wykonalne. „Neandertalczyk miał mózg większy niż ludzie współcześni o co najmniej 15 proc. Mózg człowieka rozumnego (czyli nasz) znacząco zmniejszył się w ciągu ostatnich 50 tys. lat, a jeszcze bardziej w ciągu ostatnich 10 tys.” – wylicza dr Marcin Ryszkiewicz w wydanej pod patronatem „Focusa” książce „Homo sapiens. Meandry ewolucji”. To dowodzi, że rozmiar niekoniecznie musi mieć znaczenie – mniejszy mózg może po prostu działać sprawniej niż duży. A przy okazji zużywałby mniej tlenu, co dawałoby szansę na oddychanie skrzelami.

Naukowcy spekulują, że moglibyśmy przy okazji zmniejszyć rozmiary całego ciała, co miałoby wielkie znaczenie nie tylko przy kolonizacji głębin, ale także w podboju przestrzeni pozaziemskiej. Mniejszy organizm oznacza mniejsze zużycie paliwa rakietowego, tlenu i żywności podczas długich podróży międzyplanetarnych. Co więcej, nasi potomkowie będą zapewne potrafili wprowadzić się w stan hibernacji. Wystarczy, że wykształcą zdolność sterowania produkcją siarkowodoru w swych organizmach. Tę sztukę dobrze opanowały zwierzęta, np. amerykańska wiewiórka ziemna czy lemurek gruboogoniasty z Madagaskaru. „Siarkowodór jest konkurentem dla tlenu i działa tylko na poziomie komórki. W niewielkich ilościach spowalnia tempo jej metabolizmu” – tłumaczy prof. Mark Roth z Fred Hutchinson Cancer Research Center.

Nasze ciało potrafi produkować własny siarkowodór. Jest to zapewne pozostałość po naszych ewolucyjnych przodkach – małych ssakach – które w niesprzyjających warunkach potrafiły zahibernować się, by doczekać lepszych czasów. Ale nie umiemy tego, co wiewiórka ziemna, której temperatura ciała spada zimą do niemal zera stopni Celsjusza. Wystarczy jednak „pożyczyć” od niej odpowiednie geny, by ludzie mogli zapadać w sen na całe tygodnie czy miesiące – bez szkody dla zdrowia i intelektu.

 

 

Ewolucja na sterydach

Można oczywiście zadać sobie pytanie, czy te wszystkie zmiany są możliwe. Nie brak przecież uczonych utrzymujących, że człowiek już nie ewoluuje. „Ludzie przyjęli osiadły tryb życia i zapełnili całą Ziemię. W takich warunkach nowe cechy nie będą się pojawiać. Czeka nas raczej coraz większe »wymieszanie« wszystkich ras” – twierdził dr Ian Tattersal, antropolog z American Museum of Natural History. Podobnego zdania był
prof. Steve Jones, genetyk z University College London. Zdobycze współczesnej cywilizacji zachodniej miały zatrzymać mechanizm doboru naturalnego – napędową siłę ewolucji. Medycyna pozwala nam przecież ratować noworodki obarczone ciężkimi wadami i wydłużać życie ludziom przewlekle chorym, co sprawia, że przeżywają nie tylko „najsilniejsi”. Dodajmy do tego lepsze odżywianie i mieszkania chroniące nas przed żywiołami, a otrzymamy gatunek żyjący w biologicznej stagnacji.

Błąd! – odpowiadają inni badacze, wskazując na to, co się dzieje z naszymi genami. Ich zdaniem ewolucja nie tylko się nie zatrzymała, ale wręcz przyspiesza! I spory wpływ na to ma właśnie rozwój naszej cywilizacji. Przykładów na poparcie tej tezy nie brakuje. Udomowienie bydła sprawiło, że w naszym DNA pojawiła się mutacja ułatwiająca dorosłym trawienie laktozy, mlecznego cukru (co ciekawe, cecha ta występuje znacznie częściej w Europie niż w Afryce, nie mówiąc już o Azji, gdzie dorośli niemal w ogóle nie spożywają mleka). Średniowieczna epidemia „czarnej śmierci” w Europie pozostawiła po sobie wariant genetyczny CCR5-D32, który – zrządzeniem ewolucyjnego losu – daje dziś niemal całkowitą odporność na zakażenie wirusem HIV (występuje u 5–14 proc. osób pochodzenia północnoeuropejskiego, w innych grupach etnicznych jest bardzo rzadki). „Co najmniej siedem procent naszych genów zmieniło się w ciągu ostatnich kilku tysięcy lat. To już nie jest zwykła ewolucja – to ewolucja na sterydach!” – mówi Juan Enríquez, uczony i wizjoner, autor książki „Homo Evolutis”.

Ulepszanie z katalogu

W ewolucyjnych poszukiwaniach nie jesteśmy już zdani na ślepy traf biologii i mozolne, trwające wiele pokoleń utrwalanie się jakiejś cechy. „Zaczynamy świadomie usuwać pewne geny z DNA naszych dzieci, a lada moment będziemy też umieli dodawać nowe, dające przyszłym pokoleniom niespotykane dotąd możliwości” – uważa prof. Ronald M. Green z Dartmouth College.

 

Takie możliwości dało nam opracowanie metod zapłodnienia pozaustrojowego (in vitro). Możemy wybrać komórkę jajową i plemnik, by „stworzyć” dziecko o konkretnych cechach. Dziś robi się to mało precyzyjnie: lekarze powołują do życia kilka czy kilkanaście zarodków, sprawdzają ich DNA i wszczepiają do macicy przyszłej matki ten, który nie jest obciążony genami jakiejś choroby. Taki zabieg to diagnostyka preimplantacyjna (PGD), która wkrótce może pozwolić na zlikwidowanie setek chorób uwarunkowanych genetycznie. „Za kilkanaście lat możliwe stanie się zmienianie genów zarodka tak, aby zwiększyć inteligencję czy zapewnić wysoki wzrost dziecku. I trudno będzie powstrzymać ludzi przed dokonywaniem takich zmian” – przewiduje prof. Green.

Ewolucja, której jesteśmy wytworem, nie dąży do ideału, a jedynie do jako tako działającej prowizorki. Naukowcy porównują ją nie do genialnego inżyniera, lecz pracującego metodą prób i błędów majsterkowicza. A po takim amatorze na pewno będzie można sporo poprawić, eliminując zbędne geny lub dodając nowe. Mogą one pochodzić także od zwierząt – w ten sposób właśnie powstaną hybrydy wykorzystujące najlepsze cechy wielu gatunków.

Oczywiście nie będzie to takie proste, bo wiele z kluczowych dla nas cech zależy nie od jednego, lecz od dziesiątek czy setek współdziałających ze sobą genów. Ale nasza wiedza na ten temat błyskawicznie rośnie. Już dziś znamy cały katalog wariantów DNA odpowiedzialnych np. za wyjątkową kondycję u sportowców.

Zdaniem specjalistów jest tylko kwestią czasu, by odkrycia te zaowocowały najpierw genetycznym dopingiem – czyli modyfikowaniem organizmów dorosłych ludzi – a potem „hodowaniem” przyszłych mistrzów, od zarodka poczynając. W ten sam sposób będziemy mogli ulepszyć nasz układ odpornościowy, by zabezpieczyć się przed epidemiami przyszłości, usprawnić działanie mózgu i wydłużyć każdemu życie do co najmniej stu lat. Chirurgia plastyczna może trafić do lamusa, gdy za pomocą paru poprawek w DNA da się raz na zawsze pozbyć nadmiaru tkanki tłuszczowej, zbędnego owłosienia czy niepotrzebnych biologicznie elementów, takich jak sutki u mężczyzn.

Różnorodność mózgowców

Według ewolucjonistów nowe gatunki powstają wtedy, gdy dojdzie do zmian w środowisku, a poszczególne populacje zostają od siebie oddzielone jakimiś barierami. A jednak Homo sapiens od kilkudziesięciu czy nawet kilkuset tysięcy lat jest jednym gatunkiem, choć zamieszkuje najrozmaitsze zakątki Ziemi i wykształcił bardzo różne cechy wyglądu, co naukowcy określają mianem fenotypu. „Choć na oko między np. Masajami a Eskimosami lub Europejczykami a Pigmejami istnieje fenotypowa przepaść, to na poziomie genów stanowimy niemal jedność, jakby nic nas nie różniło” – wyjaśnia dr Ryszkiewicz. Ba, wszyscy mamy bardzo podobnie działające mózgi i z łatwością możemy nauczyć się obcego języka, przyswoić sobie nową wiedzę czy normy kulturowe.

Nie ma szans, by taka jednolitość mogła się utrzymać na dłuższą metę. Zmiany klimatu mogą być gwałtowniejsze niż kiedykolwiek w historii gatunku, a jeśli na dodatek ruszymy na podbój kosmosu, dystans między Ziemianami a kolonistami będzie nieporównywalnie większy niż między mieszkańcami Polski i Nowej Gwinei. Gdy dołożymy do tego sterowane przez nas zmiany genetyczne, nieuniknione stanie się rozdzielenie Homo sapiens na odrębne gatunki, podążające innymi ścieżkami rozwoju. A to, wbrew pozorom, będzie powrót do biologicznej normalności. „Na Ziemi istniało do tej pory co najmniej 25 gatunków hominidów i nieraz zdarzało się, że kilka z nich żyło w tym samym czasie obok siebie. To różnorodność jest dla nas naturalna” – uważa Juan Enríquez.

 

Nowe gatunki człowieka powinno jednak łączyć jedno – intelekt. Mamy bowiem dowody na to, że ewolucja Homo sapiens potrafi promować inteligencję. „Żydzi aszkenazyjscy mają najwyższe IQ – średnio 112–115 – wśród wszystkich znanych grup etnicznych na świecie. Wszędzie, gdzie występują duże skupiska Żydów, ich wybitni przedstawiciele odgrywają nieproporcjonalnie dużą rolę w takich dziedzinach jak polityka, humanistyka, film, a w szczególności nauki ścisłe. Zdaniem części uczonych to efekt ewolucji” – pisze dr Ryszkiewicz. Wiadomo, że inteligencja w ok. 50 proc. zależy od genów i gdy dobrze poznamy ich działanie, będziemy mogli przenieść nasz rozwój intelektualny na zupełnie nowy poziom. Jaki? Trudno to sobie dziś wyobrazić, ale jedno jest pewne – przyszłość należy do mózgowców!

Warto wiedzieć:

Jak zmienia się nasza anatomia?

Naukowcy od dawna próbują zrozumieć mechanizmy rządzące zmianami budowy ciała Homo sapiens w ciągu ostatnich stu- i tysiącleci. Te naturalne trendy ewolucyjne wskazują, w jakim kierunku zmierza nasza anatomia. Obok przedstawiamy zestaw zmian ewolucyjnych, które pojawią się u naszych potomków, niezależnie od tego, czy zaczniemy pożyczać geny od zwierząt.

Dla głodnych wiedzy:

Ciekawa książka o zagadnieniach związanych z ulepszaniem genetycznym człowieka – „Babies by Design: The Ethics of Genetic Choice”, Ronald M. Green (Yale University Press 2007)Więcej o naszej ewolucyjnej przeszłości – „Homo sapiens. Meandry ewolucji”, Marcin Ryszkiewicz (CiS 2013)Zapis wideo z wystąpienia Juana Enríqueza pt. „Czy nasze dzieci będą innym gatunkiem?” – http://on.ted.com/Enriquez12