Google+ Εφαρμοσμένη εξελικτική : Biology4u.gr

Εφαρμοσμένη εξελικτική

Έχει καταχωριστεί στις κατηγορίες: ΣΗΜΕΙΩΜΑΤΑ από στις 14 Σεπτεμβρίου 2013

Σε όποιον και αν θέσετε το ερώτημα αν η Φυσική, η Μοριακή Βιολογία, ή η Πληροφορική έχουν πρακτικές εφαρμογές, θα θεωρήσει το ερώτημα αφελές. Αν όμως θέσετε το ίδιο ερώτημα για την Εξέλιξη, θα δείτε στο πρόσωπο πολλών από τους ερωτώμενους να σχηματίζεται μια έκφραση απορίας, ακόμη και αν την αποδέχονται ως κάτι πλήρως αποδεδειγμένο και αυτονόητο.

Ωστόσο όσο και αν ξενίζει, η Εξελικτική Βιολογία εκτός από ένα πλαίσιο, απαραίτητο για την κατανόηση των βιολογικών φαινομένων και για τη συγκρότηση μιας αντικειμενικής θεώρησης του κόσμου, έχει πολλαπλές εφαρμογές, σώζει ζωές και εξασφαλίζει ευημερία.

Αξίζει πράγματι να αναφερθούν μερικά από τα παραδείγματα «εξέλιξης εν χρήσει» ξεκινώντας από ένα που ενώ είναι λίγο-πολύ γνωστό, δεν είναι γνωστό ότι αποτελεί εφαρμογή της Εξελικτικής Βιολογίας.

Οι περισσότεροι γνωρίζουν ότι η αλόγιστη χρήση αντιβιοτικών πρέπει να αποφεύγεται. Μακάρι να το γνώριζαν και οι γιατροί που μέχρι πριν μια 20ετία τα χορηγούσαν αφειδώς, και όσοι έχουν περάσει τα 40 θα θυμούνται πόσο συχνά «μπουκώνονταν» από τον οικογενειακό γιατρό τους με αντιβιοτικά, ακόμη και για την αντιμετώπιση λοιμώξεων (λ.χ. από ιούς), για τις οποίες αυτά τα φάρμακα είναι παντελώς απρόσφορα.

Τι σχέση όμως έχει η Εξέλιξη με την αποφυγή της αλόγιστης και της απρόσφορης χρήσης αντιβιοτικών, θα πείτε! Μια σύντομη ιστορία και λίγα λόγια για την εξέλιξη των βακτηρίων ίσως αποβούν χρήσιμα.

Το 1956 λοιπόν από το έδαφος της Ινδίας και της Ινδονησίας απομονώθηκε ένα βακτήριο (Streptomyces orientalis, νυν Amycolatopsis orientalis) το οποίο διαπιστώθηκε ότι παράγει ένα άγνωστο ως τα τότε αντιβιοτικό. Το αντιβιοτικό ονομάστηκε βανκομυκίνη και στα χρόνια που ακολούθησαν αποδείχτηκε τόσο αποτελεσματικό κατά των βακτηριακών λοιμώξεων, ώστε αναδείχτηκε ως το ύστατο όπλο για την αντιμετώπιση των περιπτώσεων στις οποίες όλα τα άλλα αντιβιοτικά είχαν αποτύχει. Ώσπου στο τέλος της δεκαετίας του 90 άρχισαν να πληθαίνουν οι αναφορές ότι η βανκομυκίνη, το βιολογικό υπερόπλο κατά του στρεπτόκοκκου και του εντερόκοκκου, έπαψε να δουλεύει! Δεν άργησε μάλιστα να διαπιστωθεί ότι ένα μεγάλο ποσοστό των ασθενών (25% και πλέον, όσων νοσηλεύονται στις εντατικές μονάδες των ΗΠΑ), ήσαν φορείς βακτηρίων που δεν μπορούσαν να αντιμετωπιστούν με την βανκομυκίνη.

Amycolatopsis orientalis

Τι είχε ακριβώς συμβεί; Τα αντιβιοτικά, όπως η βανκομυκίνη, προέρχονται από μικρόβια που τα διαχέουν στο περιβάλλον τους, ώστε να καταπολεμούν τα άλλα μικρόβια-ανταγωνιστές τους. Όταν εισέρχονται στα δεύτερα παρεμποδίζουν τη διεξαγωγή μιας μεταβολικής αντίδρασης που το προϊόν της είναι απαραίτητο για την επιβίωση ή την αναπαραγωγή του μικροβίου. Έτσι όσα μικρόβια δέχονται το αντιβιοτικό που έχει εκκριθεί από τα γειτονικά τους πεθαίνουν ή δεν αναπαράγονται, που πρακτικά είναι το ίδιο πράγμα.

Ελάτε όμως που η Εξέλιξη δεν εφοδιάζει τα βακτήρια μόνο με την ικανότητα να παράγουν αντιβιοτικά, τα εφοδιάζει και με την ικανότητα να ανθίστανται σε αυτά ώστε να ακυρώνουν τη δράση τους.

Πώς συμβαίνει αυτό; Είναι απολύτως προϊόν της τύχης. Αν ληφθεί υπόψη ότι τα βακτήρια διαιρούνται κάθε 20 περίπου λεπτά και συνεπώς αντιγράφουν το γενετικό υλικό τους συχνότατα, είναι πιθανό κατά την αντιγραφή να συμβεί ένα λάθος που θα κάνει ικανό έστω και ένα βακτήριο να ανθίσταται σε ένα αντιβιοτικό, παράγοντας λ.χ. μια ουσία που παρεμποδίζει τη δράση του αντιβιοτικού.

Αν το περιβάλλον του βακτηρίου που εμφάνισε ανθεκτικότητα σε ένα αντιβιοτικό δεν περιέχει το συγκεκριμένο αντιβιοτικό, η γενετική ποικιλομορφία έκανε στο βακτήριο ένα άχρηστο δώρο. Αν όμως το περιβάλλον του βακτηρίου περιέχει το αντιβιοτικό, τότε του έχει δωριστεί η προνομιακή αντίσταση σε ένα φάρμακο που θα σκοτώσει τα περισσότερα από τα γειτονικά του. Ενώ λοιπόν η ανθεκτικότητα λοιπόν στο αντιβιοτικό είναι προϊόν της τύχης, η αξιοποίησή της δεν είναι καθόλου τυχαία, αφού είναι δυνατή μόνον όταν το βακτήριο ζει σε ένα περιβάλλον που περιέχει το αντιβιοτικό. Όπως εύκολα αντιλαμβάνεστε το χαρακτηριστικό: ανθεκτικότητα στο αντιβιοτικό περνάει στην επόμενη γενιά μαζί με τους επιζήσαντες απογόνους του αρχικού βακτηρίου, εν αντιθέσει με το χαρακτηριστικό: ευαισθησία στο αντιβιοτικό, που όλο και φθίνει καθώς όσοι δεν το διαθέτουν δεν επιβιώνουν ή επιβιώνουν λιγότερο. Γρήγορα λοιπόν το μειοψηφικό χαρακτηριστικό της ανθεκτικότητας στο αντιβιοτικό θα καταστεί πλειοψηφικό και όταν πλέον κατακτήσει όλον τον πληθυσμό των βακτηρίων, το πανίσχυρο αντιβιοτικό μας θα γίνει το …. επιδόρπιό τους.

Συμπέρασμα; Η αλόγιστη κατανάλωση αντιβιοτικών προσφέρει στα βακτήρια το κατάλληλο περιβάλλον ώστε να μονιμοποιήσουν και να διαδώσουν στους πληθυσμούς τους την τυχαία ανθεκτικότητα σε αυτά.

Τι λέτε θα υπήρχε αυτή η γνώση αν έλειπε από τη συλλογιστική μας η Εξέλιξη;

Ο σχολιασμός έχει κλείσει