Mennyire szuperek a szuperbaktériumok? – A szelekció az evolúcióhoz szükséges információ forrása?

Mennyire szuperek a szuperbaktériumok? – A szelekció az evolúcióhoz szükséges információ forrása?

Az evolúció az abba vetett hit, hogy minden élet az idő múlásával, természetes folyamatok révén, azaz intelligens információforrás nélkül, magától fejlődött ki. Ez magában foglalja pl. ezt az elképzelést: Volt valamikor olyan idő, amikor semmilyen tüdővel rendelkező élőlény sem létezett. Tehát semmilyen genetikai információ sem létezett arról, hogyan kell felépíteni egy tüdőt. Később azután létrejött (de hogyan?) a „tüdő-információ”, és ez hozzáadódott a világhoz. Egy időben még nem létezett semmilyen „toll-információ”; mivel ez – ezen felfogás szerint – csak sokkal később fejlődött ki.

Így is fogalmazhatunk: Minden tulajdonsághoz, amelynek evolúció révén kellett létrejönnie, új genetikai információra lenne szükség, amelynek hozzá kellene adódnia a bioszférában lévő összinformációhoz. Egyes tulajdonságok el is veszhettek, ezért nem mindig történik előrelépés. Az evolúciós folyamathoz azonban különösen fontos lenne, hogy az információnak állandóan nettó-növekednie kellett, azaz nagyon sok felfelé vezető lépésnek kellett történnie. Hogy ezt még egyszer érthetően kiemeljük: Ha mikrobák szarkává, juharfává és zenészekké fejlődnek, akkor egészen komoly növekedésnek kellett történnie az információban, teljesen új programokkal. Az ilyen új programok semmiképpen sem magyarázhatók poliploidáció (gör. polyploid = sokszoros; a genotípus megkettőzése vagy megsokszorozása) vagy hibridizáció (különböző biológiai fajok keresztezése) révén. Nettó-információnövekedés kémiai sorok keveredése révén sem jön létre, hanem hatalmas mennyiségű, jelentéssel bíró információ áll mögötte.

Ez azt jelenti, hogy a sejtnek képesnek kell lennie arra, hogy nagy mennyiségű új parancsra reagáljon, amelyeket az „új információ” irányít. Ugyanígy azt is jelenti, hogy a sejtnek minden új fehérjét el kell tűrnie, és nem szabad azonnal hibaként elutasítania.

Az itt említett pontokra és a bioszféra génállományáról alkotott jelenlegi ismereteinkre tekintettel nagyon a képzelet szülöttének és meglehetősen hihetetlennek tűnnek az evolúció képviselői által mondott magyarázatok arról, hogyan érhette el mai szintjét a genetikai információ.

A szelekció olyan folyamat, amelynek során új információ jöhet létre? Az ausztrál tudós, Carl Wieland (*1950) utánajárt ennek a kérdésnek, amennyiben baktériumok ellenállóképességét vizsgálta. Egy modern kórház csapásai az úgynevezett szuperbaktériumok. Ezek a baktériumoknak olyan leszármazottai, amelyek még a különböző antibiotikumokkal szemben is rezisztensek lehetnek. Azt a kérdést kell megválaszolni, hogy itt új struktúrák és funkciók jöttek-e létre, amelyekhez új információra van szükség, vagy ezek már léteztek.

Néhány pontra különösen rá kívánunk mutatni:

1. Egyes baktériumok eleve rezisztensek: Ha egy egymillió baktériumból álló populációban csak öt olyan van, amely rezisztens a penicillinre, és mindegyiket penicillinnel kezelik, akkor ezen az ötön kívül mindegyik elpusztul. A test védekező rendszere azonban egy ilyen kis maradék populációt gyorsabban eltávolít, mint ahogy ezek szaporodni és ártani tudnának. Amennyiben ez nem történik meg, az öt gyorsan elterjed a páciens testében, utódaik pedig éppígy rezisztensek lesznek.

Meg kell jegyeznünk: Néhány baktérium eleve rezisztens volt; a jelenség nem csak a penicillin alkalmazására válaszul jött létre.

2. Egyes baktériumok rendelkeznek azzal a képességgel, hogy rezisztenciájukat közvetlenül átvigyék másokra: Létezik egy nagyon meglepő folyamat; szinte a baktériumok körében lejátszódó szexuális folyamatnak is nevezhetnénk. Ennek során egy baktérium a DNS plazmidnak nevezett részét átadja egy szűk csövön keresztül egy másiknak. A genetikai transzfernek erre a fajtájára, amelynek során nyilvánvalóan egy méreggel szembeni rezisztenciára vonatkozó információ is átadásra kerül, különböző fajta baktériumok között is sor kerülhet.

Itt is meg kell állapítanunk: Az a fajta információ, amely a rezisztenciáért felelős, már korábban is jelen volt a természetben. Így tehát ez esetben semmi sem utal arra, hogy valami teljesen új jött volna létre. Itt sem információ létrejöttéről van szó, hanem csupán egy már meglévő információ átviteléről – ha nagyon rafinált módon is.

3. Egyes baktériumok mutáció révén válnak rezisztenssé: Az ilyen esetekben a DNS egy mutáció révén sérül, ami mindig tulajdonságok elvesztésével jár – ez tehát egy degeneratív folyamat. Ha ennek következtében pl. egy fehérje valamivel kevésbé pontosan hajtódik össze, akkor az antibakteriális ágens többé már nem tud „dokkolódni”, és ennek az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia lesz a következménye.

4. A mutációk egy másik fajtájánál genetikai veszteség vezethet penicillin-rezisztenciához. A baktérium már rendelkezik egy olyan enzim előállításához szükséges információval, amely képes megsemmisíteni a penicillint. Azonban csak kis mennyiséget állít elő belőle. Ha azonban a kontroll-gén mutáció révén elvész, akkor ettől kezdve nagy mennyiségben termelődik ez az enzim. Normális körülmények között ez az organizmus számára előnytelen lenne, mert túl sok energiába kerül ennek az enzimnek az előállítása. Amennyiben azonban penicillin van a környezetben, a baktérium a redukált DNS-sel inkább túlélhet, mint az, amely intakt kontrollgénnel rendelkezik.

Egyes antibiotikumok esetében arra van szükség, hogy behatoljanak a sejtfalon és a membránon át a sejtbe. Itt zseniálisan konstruált kémiai pumpák vannak, amelyek képesek kívülről tápanyagokat szállítani a baktérium belsejébe. Azok a baktériumok, amelyek e téren hatékonyak tudnak lenni, egy antibiotikum jelenlétében tehát sok esetben a saját hóhérukat pumpálják magukba.

És mi történik akkor, ha az ilyen baktériumok egy sérült gént örökölnek, amely egy DNS-hiba (mutáció) másolása révén jött létre, és ezt a pumpáló mechanizmust akadályozza? Ez esetben is éppen ez a fogyatékosság jelent túlélési előnyt antibiotikum jelenlétében. Ebben az esetben is felismerjük, hogy információ ment veszendőbe és semmisült meg, és éppenséggel nem gyarapodott.

Infrormáció

A cikk részlet Werner Gitt könyvéből:

Információ – Az élet kulcsa

Werner Gitt – A/5, 522 oldal

Carl Wieland arról számol be, hogy egy több hónapos kórházi tartózkodása után testében szuperbaktériumok generációi jelentek meg. Ezek a szuperbaktériumok a legerősebb antibiotikumokkal történő kezeléssel szemben is rezisztensek. Hogyan tudott végül megszabadulni ezektől? Az erre vonatkozó tanács egyszerűen ez volt: „Menjen ki a friss levegőre, ússzon a tengerben, fetrengjen a koszban és várjon” (‚roll in the dirt‘ – azt a tanácsot, hogy fetrengjen a koszban, természetesen tréfásan értette, és arra akart emlékeztetni, hogy ne vigyük túlzásba a higiéniát, hanem legyen bátorságunk a bőrünket a hétköznapi baktériumokkal benépesíteni, amelyek különben is megtelepszenek a bőrön).

Két héttel később eltűntek a szuperbaktériumok. Miért hatott ez ilyen gyorsan? A fentebb tárgyaltak fényében egyszerű és logikus a magyarázat: A szuperbaktériumok ugyan a rezisztenciára specializálódtak; azonban számos más fogyatékosságot mutatnak. Amennyiben más baktériumokkal versenyeznek, amelyek normális körülmények között fejlődnek a bőrön, és nem szenvednek ilyen fogyatékosságoktól, akkor degradált DNS-információjuk miatt a szuperek nem rendelkeznek túlélési eséllyel.

Pontosan ezen oknál fogva találhatunk a kórházakban szuperbaktériumokat. A tisztaság és a sterilizációs intézkedések eltávolítják a normális baktériumpopulációkat, aminek eredményeként csak a legrezisztensebbek képesek a túlélésre. A szabadban és a kórházon kívül ezek a túlélőművészek erősebb helyett gyengébbnek bizonyultak a normál baktériumoknál. A kórházon belüli túlélésük egyetlen oka az, hogy ott megsemmisítették a normál baktériumokat. Így a szuperbaktériumokat odakint, a steril környezeten kívül a normál, vad populációk megölik. Ezért teljesen helytálló volt a tanács, hogy „fetrengjen a koszban”.

Végkövetkeztetések:

• A szuperbaktériumok nem méltók a nevükre. Általában véve nem eléggé ellenállóak ahhoz, hogy a kórházon kívül túléljenek. Mindazonáltal vannak egyesek, amelyek extrém rezisztensek, és kórházon kívül is képesek a túlélésre. A methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA) törzsei például a kórházon kívül még rezisztensebbek, és ezért halálosak.

• Sok példa van arra, hogy baktériumok szelekció révén rezisztenssé válnak, a természetes változás potenciálja azonban, amely ehhez a rezisztenciához vezetett, már megvolt (beleértve a más baktériumokból importált rezisztenciát is).

• Ha egy mutáció okozta fogyatékosság idézi elő a rezisztenciát, akkor erre a túlélési előnyre egy másfajta információvesztés révén tett szert. Nem ismerünk olyan esetet, amely megcáfolhatatlan bizonyítékként szolgálhatna arra, hogy az információ mutációs hatású változása által a tulajdonságok gyarapodtak volna.

• A szuperbaktériumok semmi esetre sem támogatják azt az evolúciós feltételezést, hogy az élő rendszerek az egyszerűbbektől fejlődtek az összetettebbek felé, amelynek során évmilliókon keresztül mindvégig állandóan új információ adódott hozzá a korábbiakhoz.

Összefoglalás: Ha az élő rendszerek populációinál változások játszódnak le, akkor ez az információ növekedése nélkül történik (gyakran a veszteségével). Mindig egy már korábban is létezett információtömeghez nyúlunk vissza.

A szelekció folyamata létezik ugyan, de nem képezi új információ forrását. A szelekció nem képes valamit tervezni – csak a már rendelkezésre állóból vehet el valamit. Vagy egyszerűbben kifejezve: Egyetlen mégoly hatékony szita sem képes egy borsókupacból lencsét szitálni, ha az nem volt jelen már korábban is.

Werner Gitt

Share this post