Ki vagyok én? - Az identitás problémája biológusszemmel

A többsejtű szervezeteket felfoghatjuk úgy, mint az egymással versengő sejtek populációinak csataterét. Claire Ainsworth-nek a Nature-ben megjelent ismeretterjesztő cikke azt fejtegeti, miként szivárgott be a fenti gondolat az immunológiába és a rákkutatásba.

Elképzelhető, hogy két (vagy több) zsákállat kombinációja jobb, mint egy. Például ha laboratóriumi körülmények között egyesítünk egy olyan telepet, amely 15 fokos vízben érzi magát a legjobban egy olyannal, amely 25 fokosban, az új kolónia mindkét hőmérsékleten egész jól fog növekedni. "A kiméra nagyon flexibilis" - magyarázza Baruch Rinkevich izraeli kutató, a haifai Nemzeti Oceanográfiai Intézet biológusa. A képességek megosztása révén a kolóniák jobban tudnak alkalmazkodni a környezet kihívásaihoz. Ez annyit jelent, hogy a telepeknek nagyobb lehet az elterjedési területe.

Hogyan képesek a kolóniák egyesíteni a tulajdonságaikat? A válasz a zsákállatok különleges regenerációs képességében keresendő. Egy speciális őssejttípusnak köszönhetően a telepek képesek magukat hétnaponta újrateremteni. A kifejlett gerinceseknél az őssejtek osztódásaik révén egyrészt újratermelik magukat, másrészt különböző, differenciáltabb sejttípusokat (hámsejteket, izomsejteket, agysejteket stb.) hoznak létre. A zsákállatoknál ez máshogy van. Egyetlen kis érdarab képes újrateremteni az egész állatot. Más szavakkal: a zsákállatok felnőttkori őssejtjei úgy viselkednek, mint a mi embrionális őssejtjeink: a szervezet bármely sejttípusa kialakulhat belőlük.

Azon élőlények többségénél, ahol az egyedek fejlődése csak egy alkalommal megy végbe - nálunk embereknél is így történik -, a zsákállatokéhoz hasonló nagy potenciájú őssejtekre csak egészen fiatal korban van szükség. Egy olyan élőlénynél azonban, amely hetente újjászületik, az őssejteknek is folyamatosan szolgálatban kell lenniük. "Ez egy primitív megoldás" - mondja Anthony De Tomaso, aki Weissman után átvette a zsákállatokkal foglalkozó laboratórium irányítását a Stanford Egyetemen. "Mégis erre van szükség ott, ahol folyamatosan zajlik az embrionális fejlődés."

Amikor két telep egyesül, bármelyik telep őssejtje létrehozhat bármilyen szövettípust. Így a különböző sejtek összekeverednek, és érvényesül a génvariációk nagyobb tárházának jótékony hatása anélkül, hogy vesződni kellene az ivaros szaporodással. A fúzió azonban felveti a kérdést, hogy ezek után mely szerveződési szinten hat a szelekció. Vajon a genetikai értelemben különböző sejtvonalakon, vagy a kevert eredetű kiméra egészén? Egy másik Weismann nevű tudós egy évszázaddal korábban megállapította, hogy a természetes szelekció nem hat a szervezeten belül. A 19. századi német biológus, August Weismann két típusra osztotta fel a többsejtű élőlények sejtjeit: a szomatikus (testi) sejtekre, melyek lényegében az egész szervezetünket felépítik, valamint a csírasejtekre (ivarsejtek), melyek mindössze a petesejteket és a hímivarsejteket jelentik.

Elmélete szerint áthághatatlan határvonal húzódik a szóma- és a csíravonal között. Ez a határ biztosítja azt, hogy a testi sejtek genetikai állománya, vagyis az élőlény szerzett tulajdonságai nem öröklődnek tovább a következő generációra. Weismann munkássága alapvető fontosságú volt egyrészt a mendeli genetika újrafelfedezése, másrészt a darwini evolúcióelmélet 20. századi megértése szempontjából. Darwin szerint a természetes szelekció hatása az egyed szintjén érvényesül, vagyis a genetikailag azonos sejtekből álló szóma (szervezet) teszteli a csíravonal rátermettségét.

Az elképzelést, miszerint az egyed volna az egyedüli egység, melyre a szelekció hat, azóta több szempontból is megkérdőjelezték. A csoportszelekciós elmélet hívei úgy képzelik, hogy az evolúció szelektáló ereje magasabb szinten, az egyedek csoportjai vagy a fajok szintjén érvényesül. Ezzel szemben a génszelekcionisták úgy tartják, hogy az evolúció az önző gének csatájaként érthető meg, melyek egymással versengenek, hogy lemásolhassák magukat. A zsákállat esete a fentiekhez képest valami egészen mást sugall: ez esetben a természetes szelekció a sejtvonalak között válogat.

Ennek az elméletnek Leo Buss, a Yale Egyetem biológusa az egyik fő hirdetője, akinek a több évtizedes elképzelését mostanra már molekuláris biológiai módszerekkel is kezdik feltérképezni. Buss véleménye szerint az egysejtű állatok, a gombák, a növények, és a 33 állattörzsből 19 esetében a Weismann-féle határ bizony átjárható³. Ezeknél az élőlényeknél a testi sejtek ivarsejtekké válhatnak, vagyis az élet során a genetikai állományban bekövetkező változások átörökíthetővé válnak. A természetes szelekció tehát a szervezeten belül, az egymással versengő sejtvonalak között érvényesülhet.