Σε ένα υπόγειο του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης σειρές από χαρτόκουτα είναι στριμωγμένα στα μεταλλικά ράφια. Απ΄ έξω έχουν το σήμα μιας εταιρείας εισαγωγής μπανάνας. Δεν περιέχουν όμως φρούτα, αλλά κάτι μακάβριο.
Στο εσωτερικό τους φυλάσσονται τα κεφάλια από δύο αιγυπτιακές μούμιες και κομμάτια από αρχαίους σκελετούς που βρέθηκαν σε έναν βάλτο. Τα πιο πρόσφατα λείψανα περιλαμβάνουν οστά από ένα μεσαιωνικό νεκροταφείο και από τους σκελετούς Ελβετών που πέθαναν στις αρχές του 20ού αιώνα.
Ορισμένα μέλη φέρουν σημάδια από διάφορες, κάποιες φορές και βίαιες, τελετουργίες: γύρω από τα μάτια μιας μούμιας για παράδειγμα υπάρχουν ίχνη από φύλλο χρυσού. Αλλα εμφανίζουν φθορές από ασθένειες που έχουν από καιρό εξαλειφθεί. Σε αυτό το άδειο, χωρίς παράθυρα, δωμάτιο βρίσκονται συνολικά τα λείψανα 2.000 ατόμων.
Υπεύθυνος για τη συλλογή όλων αυτών των μελών είναι ο ανατόμος Φρανκ Ρύλι, ο οποίος έχει θέσει στόχο να «ανασυνθέσει» τους ανθρώπους στους οποίους ανήκαν. Θέλει να δει πώς το ανθρώπινο σώμα έχει μεταβληθεί μέσα στα τελευταία μερικές χιλιάδες χρόνια, να χαρτογραφήσει πώς ο πολιτισμός αναδιαμορφώνει τον οργανισμό μας. Ο σύγχρονος δυτικός τρόπος ζωής δεν αλλάζει μόνο την περιφέρεια, αλλά και το ύψος, τους μυς, τα οστά, τα αιμοφόρα αγγεία και τις ορμόνες μας. Ορισμένες από αυτές τις μεταβολές θα μπορούσαν να έχουν γενετική προέλευση, δείγματα μιας πρόσφατης μικροεξέλιξης εν δράσει. Υπάρχουν όμως λόγοι για να θεωρήσουμε ότι κάποιες από αυτές αποτελούν αλλαγές που έχουν επέλθει προσωρινά στη ζωή μας και θα εξαφανίζονταν γρήγορα αν επιστρέφαμε ξανά σε ένα περιβάλλον της λίθινης εποχής. Η πολύπλοκη αλληλεπίδραση των έμφυτων και των επίκτητων χαρακτηριστικών είναι δύσκολο να εξιχνιαστεί, όμως αυτό καθαυτό το εύρος και η κλίμακα των αλλαγών δείχνουν πόσο εύκολα το ανθρώπινο σώμα μπορεί να προσαρμοστεί σε νέα φυσικά περιβάλλοντα μέσα σε μικρές χρονικές περιόδους.
Η προσπάθεια να ανακαλύψει πώς αυτές οι προσαρμογές μάς έχουν κάνει περισσότερο ευάλωτους σε ορισμένες ασθένειες και λιγότερο σε άλλες αποτελεί μια σημαντική πλευρά της Εξελικτικής ή Δαρβινικής Ιατρικής, μιας νέας ειδικότητας η οποία εξετάζει την υγεία και την ασθένεια μέσα από τον φακό της Θεωρίας της Εξέλιξης. Τον περασμένο Οκτώβριο το πανεπιστήμιο ίδρυσε το Κέντρο Εξελικτικής Ιατρικής με επικεφαλής τον κ. Ρύλι. Η προσέγγιση αυτή ρίχνει φως σε πολλές διαδεδομένες παθήσεις που έχουν εμφανιστεί επειδή ο σύγχρονος δυτικός τρόπος ζωής μας είναι τόσο διαφορετικός από εκείνον στον οποίο εξελιχθήκαμε για να ταιριάζουμε, υποστηρίζει ο καθηγητής.
Οι ανατομικά σύγχρονοι άνθρωποι θεωρείται ότι εμφανίστηκαν στο προσκήνιο πριν από περίπου 200.000 χρόνια. Εζησαν ως κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες σε μικρές νομαδικές ομάδες έως πριν από περίπου 10.000 χρόνια, όταν η έλευση της γεωργίας οδήγησε στους μόνιμους οικισμούς και στη μεγάλη πορεία προς τον πολιτισμό.
Η ιδέα ότι η εξέλιξη θα μπορούσε να συντελείται μέσα στις τελευταίες χιλιάδες χρόνια αντιβαίνει κάθε αποδεκτή λογική. Δεν μας δίδαξαν ότι η φυσική επιλογή λειτουργεί σε διαστήματα εκατομμυρίων ετών;
Πρόσφατα στοιχεία ωστόσο υποδεικνύουν ότι σε αυτό μάλλον κάναμε λάθος. Ενα γονίδιο που δίνει στους ανθρώπους την ικανότητα να χωνεύουν το γάλα και μετά τη βρεφική ηλικία, για παράδειγμα, αποδείχθηκε πρόσφατα ότι εμφανίστηκε και διαδόθηκε με την επινόηση της εκτροφής ζώων για την παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων πριν από αρκετές χιλιάδες χρόνια. Τα γενετικά στοιχεία προέρχονται από δείγματα που ελήφθησαν σήμερα από ζωντανούς ανθρώπους. Εξετάζοντας πώς η αλληλουχία ενός γονιδίου ποικίλλει ανάμεσα στους λαούς μπορούμε να υπολογίσουμε πριν από πόσο καιρό εμφανίστηκε και να χαρτογραφήσουμε τη διάδοσή της σε όλο τον πλανήτη. Υπάρχει όμως και το επιχείρημα ότι οι πληροφορίες για το παρελθόν μπορούν να αντληθούν πιο άμεσα από αρχαία ανθρώπινα λείψανα που έχουν διατηρηθεί είτε τυχαία είτε για κάποιον σκοπό. Συγκρίνοντάς τα με τους ανθρώπους των σύγχρονων ημερών μας μπορούμε να δούμε τι έχει κάνει ο πολιτισμός στο σώμα μας.
Η πιο γνωστή διαφορά είναι ίσως ότι στον δυτικό πολιτισμό έχουμε γίνει παχύτεροι χάρη στην πολυθερμιδική διατροφή και την καθιστική μας ζωή. Προφανώς αυτή η μεταβολή θα ανατρεπόταν αν ξαναγυρίζαμε στο κυνήγι και στη συλλογή τροφής. Μια λιγότερο γνωστή τάση είναι ότι έχουμε γίνει λιγότερο μυώδεις και αυτό σχεδόν με απόλυτη βεβαιότητα επειδή χρησιμοποιούμε τους μυς μας όλο και λιγότερο. Τα οστά που δεν στηρίζουν πλέον μεγάλους μυς μπορεί με τη σειρά τους και αυτά να μικρύνουν και η σμίκρυνση του μυοσκελετικού μας συστήματος μπορεί να ανιχνευτεί στα απολιθώματα. Τα οστά μας έχουν γίνει πιο μακριά και λεπτά, ή «λυγερά», η διάμετρός τους έχει μικρύνει, ενώ ο πυκνός εξωτερικός φλοιός τους έχει γίνει πιο λεπτός στη διατομή (βλ. διάγραμμα).
Ο Κρίστοφερ Ραφ της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς στη Βαλτιμόρη γύρισε όλο τον κόσμο για να εξετάσει με ακτίνες Χ περίπου 100 απολιθωμένα οστά ηλικίας ως και 3 εκατομμυρίων ετών. Μελέτησε επίσης οστά από τρεις πληθυσμούς του πολύ κοντινού παρελθόντος: ιθαγενών Αμερικανών που είχαν ζήσει πριν από περίπου 900 χρόνια στο νοτιοδυτικό τμήμα της αμερικανικής ηπείρου και Ανατολικοαφρικανών και λευκών Αμερικανών που είχαν ζήσει από τις αρχές ως τα μέσα του 20ού αιώνα. Στο διάστημα μεταξύ των 2 εκατομμυρίων και των 5.000 ετών πριν από τη σημερινή εποχή ο κ. Ραφ και η ομάδα του κατέγραψαν μια μέση μείωση του σθένους του οστού κατά 15%. Στο σημείο αυτό ωστόσο η τάση επιταχύνθηκε, αφού παρατηρήθηκε περαιτέρω μείωση κατά 15% μόλις μέσα στα επόμενα 4.000 χρόνια. Ο κ. Ραφ θεωρεί ότι η λέπτυνση ξεκίνησε όταν αρχίσαμε να χρησιμοποιούμε εργαλεία, τα οποία μείωσαν τη μυϊκή προσπάθεια- ξεκινώντας από τον πέλεκυ και το αμόνι και φθάνοντας στο αυτοκίνητο. Ο όλο και περισσότερο καθιστικός τρόπος ζωής μας σημαίνει ότι η επιβίωσή μας εξαρτάται πλέον όλο και λιγότερο από τη δύναμή μας.
Κατά πόσον αυτή η διαδικασία οφείλεται σε γενετικές μεταβολές και σε ποιο βαθμό θα μπορούσε να ανατραπεί αν επιστρέφαμε στον τρόπο ζωής της Λίθινης Εποχής; Είναι αδύνατον να ξέρουμε, παραδέχεται ο κ. Ραφ: «Δεν γνωρίζουμε ποια γονίδια ελέγχουν την οστική μάζα και δεν υπάρχει τρόπος να πάρουμε δείγματα από αυτά τα απολιθώματα για να το διαπιστώσουμε».
Αυτό το οποίο γνωρίζουμε είναι ότι το σώμα έχει μια εντυπωσιακή ικανότητα να ανταποκρίνεται στη μυϊκή προσπάθεια ήδη μέσα στο διάστημα μιας μόνο ζωής. Δείτε τους επαγγελματίες τενίστες: κοιτάζοντας ακτινογραφίες η ομάδα του κ. Ραφ έχει υπολογίσει ότι το βραχιόνιο οστό του χεριού με το οποίο παίζουν είναι κατά 40% πιο δυνατό από το αντίστοιχο οστό στο άλλο τους χέρι. Συγκριτικά, οι μη αθλητές έχουν μια διαφορά μόλις 5%-10%. «Αυτό θα μπορούσε να υποδηλώνει ότι αν βρισκόσασταν στη Λίθινη Εποχή και αναγκαζόσασταν να μετακινείστε σε μεγαλύτερες αποστάσεις και να σηκώνετε βαρύτερα αντικείμενα, μάλλον θα αναπτύσσατε πιο δυνατά οστά» λέει.
Το εύρημα είναι σημαντικό επειδή υποδηλώνει ότι διατηρούμε την παλαιά ικανότητα δύναμής μας- αρκεί να ασκήσουμε αρκετά τα σώματά μας- και τα πιο δυνατά οστά σημαίνουν λιγότερα κατάγματα. Τα σπασμένα ισχία δεν ήταν και τόσο συνηθισμένα στο παρελθόν και είναι εξαιρετικά σπάνια στα αρχαιολογικά δείγματα, ακόμη και αν λάβει κάποιος υπόψη το γεγονός ότι οι άνθρωποι ζούσαν λιγότερο εκείνες τις εποχές.
Ο πολιτισμός δεν αλλάζει μόνο τα σωματικά χαρακτηριστικά μας, αλλά και το μέγεθος των οικογενειών μας, γεγονός το οποίο μεταβάλλει τα επίπεδα των θηλυκών ορμονών. Οι γυναίκες κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες έκαναν συνήθως έξι ή επτά παιδιά και περνούσαν το μεγαλύτερο μέρος της ενήλικης ζωής τους κυοφορώντας ή θηλάζοντας- δύο καταστάσεις που μειώνουν τα επίπεδα οιστρογόνων. Στη Δύση σήμερα έχουμε μικρότερες οικογένειες και οι γυναίκες σπάνια θηλάζουν για περισσότερο από μερικούς μήνες. Η παχυσαρκία, η έλλειψη άσκησης, το αντισυλληπτικό χάπι και οι θεραπείες ορμονικής υποκατάστασης επίσης αυξάνουν τα επίπεδα οιστρογόνων. «Για πολλούς λόγους οι σύγχρονες γυναίκες εκτίθενται σε τεράστιες ποσότητες οιστρογόνων» λέει ο Ισραελ Χέρσκοβιτς του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ στο Ισραήλ. Αυτή θεωρείται η κύρια αιτία για την οποία σήμερα μία στις οκτώ γυναίκες αντιμετωπίζει κίνδυνο να εμφανίσει καρκίνο του μαστού στη διάρκεια της ζωής της.
Ο ιστός του στήθους δεν απολιθώνεται, υπάρχει όμως ένας τρόπος να ανιχνευθούν τα επίπεδα των ορμονών στην ιστορία. Η παρατεταμένη έκθεση στα οιστρογόνα θεωρείται ότι προκαλεί λέπτυνση του εσωτερικού τοιχώματος του κρανίου, ακριβώς επάνω από τα μάτια.
Χρησιμοποιώντας συλλογές ιατρικών σχολών ο κ. Χέρσκοβιτς και η ομάδα του μέτρησαν περίπου 1.000 κρανία γυναικών που έζησαν πριν από 100 χρόνια. Επίσης διεξήγαγαν αξονική τομογραφία σε 400 γυναίκες εν ζωή. Σε ένα άρθρο που θα δημοσιευτεί σύντομα στην επιθεώρηση «Αmerican Journal of Ηuman Βiology» αναφέρουν ότι η λέπτυνση σήμερα είναι κατά 50% πιο διαδεδομένη απ΄ ό,τι πριν από έναν αιώνα. Στις γυναίκες 30 ως 40 ετών η παρουσία της έχει σχεδόν τετραπλασιαστεί, περνώντας από το 11% στο 40%.
Η αιτία άλλων σωματικών αλλαγών είναι ακόμη πιο μυστηριώδης. Φαίνεται ότι έχουμε αποκτήσει ένα νέο αιμοφόρο αγγείο στα χέρια μας, την αρτηρία του μέσου νεύρου. Για την ακρίβεια το αγγείο αυτό υπάρχει στο έμβρυο, αλλά σύμφωνα με τα εγχειρίδια κανονικά φθίνει και εξαφανίζεται περίπου την όγδοη εβδομάδα της κύησης για να αντικατασταθεί από την ωλένια και την κερκιδική αρτηρία. Ολο και περισσότεροι ενήλικες όμως σήμερα έχουν αυτή την αρτηρία: το ποσοστό έχει ανέβει από 10% στις αρχές του 20ού αιώνα σε 30% στο τέλος του.
Την ίδια περίοδο ένα τμήμα της αορτής έχασε έναν από τους κλάδους του που τροφοδοτούν τον θυρεοειδή αδένα. Ενας από τους ειδικούς που έχουν συμβάλει στην καταγραφή αυτών των μεταβολών είναι ο πρώην δάσκαλος του κ. Ρύλι, ο Μάτσιε Χένεμπεργκ, ανατόμος σήμερα στο Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας στην Αυστραλία. Θα μπορούσαν να οφείλονται σε διαφορές στη διατροφή και στον τρόπο ζωής των εγκύων, εικάζει, ή ενδεχομένως σε μια χαλάρωση των δυνάμεων της φυσικής επιλογής χάρη στη σύγχρονη ιατρική και στα συστήματα πρόνοιας.
Η καταγραφή των τάσεων στο πέρασμα του χρόνου δεν ικανοποιεί απλώς την περιέργεια των εξελικτικών ιατρών, είναι και χρήσιμη. Το γεγονός ότι οι αρτηρίες ενός 20χρονου μπορεί να διαφέρουν από εκείνες ενός 90χρονου επηρεάζει τον τρόπο θεραπείας τους. Οι χειρουργοί, για παράδειγμα, θα πρέπει να το ξέρουν ώστε να πραγματοποιήσουν με ασφάλεια μια χειρουργική επέμβαση.
Ακόμη και τα δακτυλικά αποτυπώματά μας έχουν αλλάξει με τον χρόνο. Η ομάδα του κ. Χένεμπεργκ πήρε δακτυλικά αποτυπώματα από 115 σορούς που είχαν δωρηθεί στο Πανεπιστήμιο του Κέιπ Τάουν της Νότιας Αφρικής. Τα χώρισαν σε δύο ομάδες: εκείνων που είχαν γεννηθεί πριν από το 1920 και εκείνων που είχαν γεννηθεί μετά. Εντόπισαν σημαντικές διαφορές στα σχήματα: τα απλά τόξα, τα τεντωμένα τόξα και οι δακτύλιοι εμφανίζονταν πιο συχνά στη δεύτερη ομάδα, ενώ οι βρόγχοι λιγότερο.
Τα δακτυλικά αποτυπώματα μπορεί να φαίνονται ασήμαντη αλλαγή, όμως ένα από τα επόμενα σχέδια του κ. Ρύλι είναι να εξετάσει τη ρίζα μιας σοβαρής ασθένειας. Στις ζώνες του πλανήτη που πλήττονται από ελονοσία έχουν εμφανιστεί ορισμένες μεταλλάξεις οι οποίες διατηρούνται παρά το γεγονός ότι προκαλούν σοβαρές ασθένειες ακριβώς επειδή προστατεύουν αυτούς που τις έχουν από την ελονοσία. Μια από αυτές επηρεάζει ένα ένζυμο το οποίο βρίσκεται στα ερυθρά αιμοσφαίρια, τη γλυκοζο-6-φωσφορική αφυδρογονάση (G6ΡD), και όσοι έχουν δύο αντίγραφά της παρουσιάζουν μια σοβαρή μορφή αναιμίας.
Μελετώντας αρχαίους αλατωρύχους η ομάδα του κ. Ρύλι ελπίζει να εντοπίσει το χρονικό παράθυρο στο οποίο εμφανίστηκε η μετάλλαξη G6ΡD. Σε δύο περιπτώσεις- μία το 500 π.Χ. και μία το 500 μ.Χ.- ένα αλατωρυχείο κατέρρευσε σε μια περιοχή του σημερινού Ιράν θάβοντας όσους εργάζονταν σε αυτό και διατηρώντας ανέπαφους αρκετούς ιστούς τους. Ετσι έχουμε δύο δείγματα από το ίδιο μέρος, διατηρημένα κατά τον ίδιο τρόπο. Η ομάδα του κ. Ρύλι προσπαθεί να εξαγάγει χρήσιμο DΝΑ από τις μούμιες του αλατιού.
Οι «ματιές» στο παρελθόν μπορούν επίσης να ρίξουν φως στους μελλοντικούς μας κινδύνους για ασθένειες.Κάτι τέτοιο συμβαίνει στην περίπτωση της δισχιδούς ράχης,μιας εκ γενετής πάθησης που προκαλεί παράλυση διαφόρων βαθμών ανάλογα με το ύψος στο οποίο εμφανίζεται στη σπονδυλική στήλη.Παρουσιάζεται όταν ο νευρικός σωλήνας του εμβρύου,ο οποίος αναπτύσσεται σχηματίζοντας τη σπονδυλική στήλη και τον εγκέφαλο,δεν κλείνει σωστά,αφήνοντας κενά σε έναν ή περισσότερους σπονδύλους.
Η εμφάνιση της δισχιδούς ράχης έχει μειωθεί τις δύο τελευταίες δεκαετίες στις περισσότερες δυτικές χώρες χάρη στις εκστρατείες για τη λήψη φυλλικού οξέος από τις εγκύους.Το γεγονός αυτό όμως ενδέχεται να επισκιάζει μια περισσότερο μακροπρόθεσμη τάση προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Υπάρχει μια πολύ πιο ήπια και συνηθισμένη μορφή της πάθησης,η λανθάνουσα δισχιδής ράχη,η οποία εμφανίζεται μόνο στους κατώτερους σπονδύλους,στην περιοχή του ιερού οστού.Δεν παρουσιάζει εξωτερικά δείγματα και οι περισσότεροι από τους πάσχοντες δεν γνωρίζουν καν ότι την έχουν,αν και ορισμένα στοιχεία τη συνδέουν με πόνους στη μέση και κάποια σπάνια προβλήματα υγείας.
Σήμερα υπάρχουν ενδείξεις ότι η λανθάνουσα δισχιδής ράχη είναι πιο διαδεδομένη.Ορισμένα από αυτά προέρχονται από έρευνες του κ.Χένεμπεργκ και της συζύγου τουΡενάτα Χένεμπεργκ, στην Πομπηία.Οι δυο ερευνητές εξέτασαν την εμφάνιση της πάθησης στα λείψανα των αρχαίων κατοίκων της.Περίπου 10% είχαν ανοιχτό τον πρώτο κοκκυγικό σπόνδυλο (τον ανώτερο της περιοχής),ενώ το αντίστοιχο ποσοστό στη σημερινή εποχή εκτιμάται στο 20%.Οι κατώτεροι σπόνδυλοι σήμερα είναι ακόμη πιο πιθανό να είναι ανοιχτοί.Ο κατώτερος- ο πέμπτοςήταν ανοιχτός περίπου στο 90% των αρχαίων κατοίκων της Πομπηίας,ενώ σήμερα είναι ανοιχτός σχεδόν στο 100% των ανθρώπων.
Η δισχιδής ράχη είναι τόσο σπάνια σήμερα ώστε είναι αδύνατον να υπολογίσουμε με ακρίβεια πόσο συχνή ήταν στο παρελθόν.Οταν ωστόσο εξετάζουμε τη λανθάνουσα δισχιδή ράχη η σπονδυλική στήλη συνολικά φαίνεται να αποκτά μια πιο ανοιχτή δομή- αν και το φυλλικό οξύ ίσως μπορεί να ανατρέψει αυτή την τάση.Τι κρύβεται πίσω από την αλλαγή; Ο κ.Χένεμπεργκ πιστεύει ότι μια πιθανή εξήγηση είναι η μακρόχρονη λέπτυνση και επιμήκυνση του σκελετού.Οι μεταβολές στα γονίδια που ελέγχουν τα μακρά οστά των ποδιών και των χεριών ίσως να έχουν συνέπειες στη σπονδυλική στήλη.«Υπάρχει λιγότερη οστική μάζα παντού στο σώμα»λέει.
Μια άλλη ερμηνεία είναι,και πάλι,ότι οι πιέσεις της φυσικής επιλογής μειώνονται στους ανθρώπους.«Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η φυσική επιλογή χαλαρώνει»λέει ο κ.Χένεμπεργκ.«Πριν από εκατό χρόνια το ένα τρίτο των παιδιών πέθαιναν πριν από τα πέντε. Σήμερα σχεδόν όλα όσα γεννιούνται επιζούν».
Η συζήτηση αυτού του είδους συνοδεύεται συχνά από σκοτεινές προειδοποιήσεις για την εξασθένηση του ανθρωπίνου είδους και στο παρελθόν έχει τροφοδοτήσει το κίνημα της ευγονικής.Οι σημερινοί επιστήμονες της Εξέλιξης εμφανίζονται ωστόσο ψύχραιμοι για το μέλλον.O κ.Ρύλι πιστεύει ότι η μείωση της φυσικής επιλογής δεν είναι απαραίτητα κακή για την επιβίωση ενός είδους.«Οσο περισσότερο ένας πληθυσμός δέχεται περιβαλλοντική πίεση τόσο περισσότερο στενεύει η ποικιλότητα»λέει.Στους ανθρώπους σήμερα,προσθέτει,«βλέπουμε έναν υψηλότερο βαθμό ποικιλότητας μέσα στον οργανισμό. Η αύξηση της ποικιλότητας ίσως είναι καλή».
Ακόμη και αν αυτό σημαίνει άνοδο παθήσεων όπως η λανθάνουσα δισχιδής ράχη; Αν η τροφή ή τα μεταλλικά άλατα σπανίσουν στο μέλλον ίσως είναι καλύτερα να έχουμε λεπτά κόκαλα,υποστηρίζει ο κ. Χένεμπεργκ.«Ποιος ξέρει τι μπορεί να επιφυλάσσει το μέλλον για το ανθρώπινο είδος».
© 2011 Νew Scientist Μagazine, Reed Βusiness Ιnformation Ltd.
ΕΝΤΥΠΗ ΕΚΔΟΣΗ
