ANTHROPOS. REVISTA DE FILOSOFIE, ARTE ȘI UMANIOARE

Amalia Diaconeasa

Fațetele științifice ale metamorfozei

Ce înseamnă metamorfoză? ”Metamorfoză” μεταμόρφωσις vine din greacă, cum era de așteptat, și înseamnă transformare, de la meta (după) și morphe (formă). Cei mai mulți, când vorbesc de metamorfoză, se gândesc la tranziția rapidă a omizii, a larvei de insectă, în fluture sau în altă insectă căreia i se spune ”adultă”. Dar în special fluturii au metamorfoză completă, adică larva e total diferită de adult. Larva de fluture arată mai mult sau mai puțin ca un vierme, de fapt are corpul vermiform.  Tranziția de formă e rapidă, implicând și modificări metabolice, de comportament etc. Fluturii adulți nu se mai hrănesc cu se hrăneau larvele lor (ei beau nectar de cele mai multe ori), dar pot să se reproducă. Alte insecte pot avea larve destul de similare cu ele, cel puțin la prima vedere, eventual pot să le lipsească organele sexuale sau aripile. Uneori, diferența poate fi și mai subtilă, eventual de un raport diferit de mărime a organelor.

În tranziția rapidă din forma de omidă în cea de fluture frumos și elegant, capabil de a zbura, probabil anticii, dar nu numai ei, ar fi putut vedea ceva magic. Dacă natura putea face asta, de ce n-ar putea să facă și oamenii? Natura părea să aibă o astfel de baghetă, oamenilor nu le rămânea decât să o descopere. De fapt mai degrabă natura avea un elixir (sau mai multe), adică niște hormoni care controlează aceste procese. Unul dintre acești hormoni ai insectelor se numește simplu, hormon juvenil.

Insectele sunt organisme care suferă metamorfoză. Probabil de aici, conform unor studii, vine și marea lor varietate. De fapt lucrurile par mai mult decât evidente. Cele mai multe specii de organisme de pe Terra sunt insecte. Ele sunt foarte vechi, vechimea lor în forma actuală datează de sute de milioane de ani. Dinozaurii au apărut și au dispărut alături de ele. Rolul lor ecologic, având în vedere și vechimea și faptul că ocupă toate nișele,  e foarte important. Dispariția lor ar putea antrena rapid dispariția speciilor de vertebrate.

Deci cele mai multe organisme de pe Terra suferă în cursul scurtelor lor vieți modificări absolut incredibile, spectaculoase. Pentru biologi, totuși, lucrurile par mult mai puțin misterioase. E vorba doar de creștere și diferențiere celulară, adică specializare celulară. Celulele nu doar cresc, dar se și diferențiază, adică specializează. Cum toate celulele au același genom, în fiecare tip de celulă sunt activate alte gene. De fapt celulele se schimbă în ce privește activarea unor gene, ceea ce antrenează și sinteza unor proteine. Ce e interesant e că aceste modificări au loc foarte rapid. De fapt rapiditatea acestor reacții e ceea ce ne frapează.

Metamorfoză (vizibilă) suferă nu doar insectele și nevertebratele (inclusiv viermele Cenorhabditis elegans, actualul cobai al geneticii) ci și unele vertebrate, cele mai vechi, aș putea spune. Adică vertebratele și-au început existența ca ființe capabile de metamorfoză spectaculoasă. Mormolocii se transformă în broaște, puii de pește nu seamănă deloc cu adulții. Să fi impresionat asta anticii atât de mult încât au creat acele povești superbe în care broasca se transformă în prinț? Ce e cu adevărat interesant e cât de repede se transformă aceste ființe înrudite cu noi. Într-o zi le pot apărea ochii și le pot crește picioarele. Și încă și mai interesant e că aceste transformări au loc sub influența unor factori de mediu (trecerea din apă pe uscat) sau schimbarea modului de hrănire. În scurt timp, trec de la respirația prin bronhii la plămâni. Și deși transformarea acestor amfibieni pare extraterestră, de fapt hormonii care o controlează sunt cât se poate de pământeni. E vorba de aceiași hormoni care există și în organismele noastre, adică hormoni tiroidieni și prolactină. Hormonii tiroidieni controlează diferențierea celulară. Lipsa lor împiedică metamorfoza la batracieni, de exemplu, iar la om determină nanismul tiroidian, cu efecte dure asupra dezvoltării creierului. Nanismul hipofizar, care afectează hormonul de creștere, e asociat cu o inteligență normală.

Ce e cu adevărat șocant în toate aceste miracole naturale e…interpretarea lor.  Cele mai multe specii de animale sunt nevertebrate, ele au metamorfoza evidentă, noi, vertebratele, mai nou apărute filogenetic,  suntem ceva minoritar în peisajul vieții pe pământ. Și ce e mai interesant e că cele mai multe specii de vertebrate sunt pești. Și ei au o mare capacitate de metamorfoză, nu doar în timpul dezvoltării embrionare, dar și apoi în viața adultă. La pești e posibilă schimbarea sexului sub influența factorilor de mediu, ei neavând cromozomi ai sexului, care e controlat de gene de pe diverși cromozomi.

Suntem si noi, mamiferele, supuse metamorfozei? Da, dar mai ales înainte de naștere, când, în mod normal, nu avem acces la vizualizarea acestor transformări. Nici știința nu prea avea până de curând, deși oamenii curioși, inclusiv regina Cleopatra, dar mai apoi și Leonardo da Vinci, încercau să afle (prin metode diferite și cu implicații etice diferite) ce se întâmplă în această perioadă.

Știința modernă, odată cu accesul la disecții și anatomia comparată, a arătat similaritățile dintre metamorfoza prenatală și un alt tip de metamorfoză, cea pe termen lung sau foarte lung, adică…evoluția.

Biologul din secolul al XIX-lea Ernst Haeckel  era extrem de entuziasmat de aceste coincidențe, el fiind cele care a scris că ontogeneza recapitulează filogeneza. (ambii termeni au fost inventați de el, printre mulți alții din biologie și nu numai). Adică dezvoltarea prenatală (embrionară, ceea ce putem numi metamorfoza) arată cum a mers evoluția. Celebrele desene, pe care le-am văzut toți în școală, demonstrau această idee. Numai că lucrurile nu stau chiar așa. Desenele lui Haeckel, care era și artist grafic, erau un pic ”coafate” să pară mai convingătoare, mai ales în ce privește dezvoltarea embrionară umană. Fie că Haeckel nu a fost prea precis sau a încercat să ajusteze imaginile, nu e clar, dar e clar că ele au influențat adoptarea ideii de evoluție. Părerea mea ca Haeckel a făcut asta doar pentru publicul larg. Pentru biologi, pentru cine a văzut embrioni în borcane, nu era nevoie de nicio convingere. Lucrurile arată mai asemănătoare decât te-ai aștepta. În realitate în știință nu te aștepți să iasă ceva perfect. Cu alte cuvinte, totul era atât de evident, dacă aveai acces la materialul biologic, că desenele meșteșugite nu aveau ce să mai adauge. Mai mult, cine credea că ontogeneza ar trebui să repete ad litteram filogeneza? Să nu uităm că un organism se dezvoltă trăind, funcționând, și funcționând în alt mediu decât a funcționat cândva un organism viu adult. Deci nu are cum arăta chiar la fel, ca să nu mai vorbim de câte variații trebuie să fi suferind și organismul adult respectiv, iar noi avem acces prin fosile la doar o mică parte dintre acele forme. Nu, Haeckel a avut dreptate cât se poate de mult în această privință.

Numeroasele mărturii despre viața lui Darwin povestesc de vizitele lui Haeckel la ferma lui Darwin și de pasiunea cu care el pleda pentru evoluție. Numai că Darwin nu știa germană, ceea ce l-a făcut poate să piardă importanța studiilor lui Haeckel, dar și pe a celor ale părintelui geneticii, Gregor Mendel. Paginile revistei în care a publicat Mendel celebrele legi ale eredității era lipite în exemplarul din biblioteca lui Darwin, trimis de autor. Poate dacă ar fi pătruns sensul studiilor lui Haeckel și ar fi citit și înțeles legile eredității, teoria lui nu ar fi fost în impas, iar știința evoluției ar fi luat-o pe o cu totul altă parte. Partea care acum e cumva minoritară, ceea ce se numește evo-devo, adică evoluție-dezvoltare. Pe scurt, fenomenele care au loc în dezvoltarea ontogenetică pot avea loc și în evoluție.  Ipotezele din cărțile mele ”Civilizația foametei” și ”Missing links în aging” sunt evo-devo. Acolo e vorba de influențe subtile ale unor factori biochimici în dezvoltare și evoluție. Acum lucrurile nu mai arată ca în ilustrațiile lui Haeckel, e ceea ce s-ar putea numi arta abstractă. Acum vorbim de căi metabolice, reacții, hormoni, activare de gene. Iar metamorfoza nu se oprește la naștere sau ecolozare. Îmbătrânirea, dar și unele boli, ar fi și ele forme ale metamorfozei, influențate de reacții care au loc în timpul metamorfozei numite ontogeneză (cu sensul de dezvoltare embrionară).

Dar cum se vede, oricât de fascinante și spectaculoase ar fi aceste procese ale metamorfozei, inclusiv pentru profani, influența lor asupra științei, e incredibil de mică. A fost pe timpul lui Darwin și rămâne în continuare. Să fie și în acest caz implicarea ideologiei în știință? Să fie influența foarte mare a unor idei cu un puternic impact social? Darwin nu e primul care vorbește despre selecție în evoluție, dar predecesorii lui nu au venit cu teorii care să pară închegate. Era perioada în care erau dezbateri aprinse despre legile săracilor. Au existat și experimente sociale de sprijinire materială a săracilor ale căror rezultate au fost interpretate (tendențios și greșit ) ca dezastruoase (Rutger Bregman, Utopie pentru realiști). Ideea că progresul apare în lupta cu existența, în lupta pentru supraviețuire, a pătruns din ceea ce s-ar numi subconștientul colectiv în teoriile științifice. Ideea respectivă apare în multe cărți despre viața lui Darwin (citate în Civilizația foametei/ o altă abordare a umanizării, dar și în  www.civilizatiafoametei.com).  Legătura dintre câștigarea luptei de supraviețuire în capitalismul sălbatic și câștigarea luptei pentru existență  era facilă. Selecția naturală era instanța care alegea câștigătorii acestei lupte. Ei erau cei mai apți (survival of the fittest), ceea ce se înțelege acum cei mai capabili de a da naștere la urmași viabili.

Am vorbit de teoria lui Darwin și Wallace (probabil ordinea asta nu e cea corectă) ca despre una închegată. Karl Popper, un filosof al științei care a stabilit criteriile pentru stabilirea caracterului științific al unei teorii, a catalogat teoria evoluției prin selecție ca neștiințifică. Adică nu e falsificabilă. Nici predicții clare nu prea face. Cât despre ideile lui Haeckel, puțini știu că da, el a făcut predicții științifice importante. El a spus că se va descoperi în ceea ce atunci erau Indiile Orientale Olandeze (Indonezia de azi) ceea ce se numea veriga lipsă dintre omul actual și strămoșii săi. Pe atunci nu se descoperise nicio astfel de fosilă. A descris-o cu mare acuratețe, i-a dat și un nume  Pithecanthropus alalus și și-a trimis studenții  s-o caute (conform wikipedia). Numai că un alt student, olandezul Eugène Dubois, influențat de ideile lui,  chiar a găsit o astfel de fosilă în 1891, pe care a denumit-o  Pithecanthropus. Acea fosilă, cu o poveste foarte interesantă, este acum reclasificată ca Homo erectus. Deși în acea zonă s-au descoperit mai multe fosile până recent, în anii 2000,  când s-a descoperit o specie pitică de hominid, Homo floresiensis, în insula Flores din Indonezia, se consideră că strămoșii direcți ai omului ar fi ramurile de Homo erectus din Africa, nu din estul Asiei. Dar cred că predicțiile lui Haeckel merită în continuare mai multă atenție.

Dacă acum viziunea despre ontogeneză este apropiată de cea a savantului balto-german din Imperiul Rus, Karl Ernst von Baer. Diferența esențială față de gândirea lui Haeckel este că de fapt ontogeneza repetă filogeneza …embrionară. Adică în cursul dezvoltării embrionare, organismul seamănă cu formele embrionare, nu adulte, ale speciilor din care a evoluat.

Care trebuie să fi fost atitudinea despre evoluția prin selecție când cunoști multă embriologie? Păi, Haeckel, deși un mare adept al evoluției și popularizator în Germania al teoriei lui Darwin, nu a acceptat selecția, iar von Baer, considerat un savant genial, și-a petrecut ultimii ani din viață combătând darwinismul. De fapt până la finele secolului al XIX-lea, evoluția era în general acceptată, dar evoluția prin selecție își pierduse mult din credibilitate. Se accepta evoluția, dar nu mecanismul propus de Darwin și Wallace. De fapt, printre criticele teoriei lui Darwin și Wallace, savanții epocii incluseseră ideea că teoria asta a venit prea repede, când legile transformării organice încă nu sunt cunoscute. Dar ceva important despre transformarea organică, se cunoștea. Era vorba de embriologie, de metamorfoză…

Noile descoperiri sugerează importanța redusă a competiției și a altor factori intrinseci biologici în evoluția  speciilor de vertebrate, factorii abiotici ca ocuparea unor nișe libere având o pondere mult  mai importantă (Sahney et al. 2010). 

E greu de acceptat că nu prea există control când e vorba de cel mai important lucru în viața unui individ sau a unei specii. Cele mai importante lucruri care ne influențează sănătatea s-au întâmplat când noi nici nu aveam conștiință (în timpul dezvoltării prenatale). E și mai greu de acceptat că norocul e ceea ce favorizează succesul unei specii.

Studiul evoluției a dus de la început la ideea aplicării legilor evoluției în dezvoltarea societății. Haeckel era adeptul darwinismului social, ca și filosoful celebru în secolul al XIX-lea Herbert Spencer (căruia îi aparține sintagma ”survival of the fittest”). Idei de tipul darwinismului social sunt de mare succes și acum, în ciuda noilor descoperiri. Dar cine a încercat să transforme istoria în știință au fost Karl Marx și Friedrich Engels. Ei au creat o teorie a progresului în istorie. I s-ar putea spune oare darwinism istoric? Istoria e știința care studiază dezvoltarea societății omenești.

Marx i-a trimis lui Darwin lucrările lui. Știu că Darwin a fost destul de reticent. Nu știu dacă au fost în engleză sau germană, pentru că Manifestul Partidului Comunist a apărut în ambele limbi, la Londra, în 1848. Istoria ne oferă mult mai multe date despre trecut decât biologia, având în vedere timpul. Oportunismul și norocul par să joace roluri la fel de importante când e vorba de grupuri umane și de succesul lor. Acum cei mai mulți europeni sunt cultural slavi. Iar slavii (cultural, probabil erau grupuri eterogene genetic) s-au impus cu o ușurință extraordinară în Balcani și Centrul și Estul Europei, lăsând puține urme scrise, având puține bătălii eroice (altfel decât ca mercenari pentru imperiile timpului). Societățile lor erau descentralizate, egalitare, de agricultori-războinici. Hunii, avarii, goții și alte neamuri germanice de mare succes în epocă au dispărut din istorie (Patrick J. Geary, Mitul națiunilor).   Accesul la resurse asigură supraviețuirea. Și supraviețuirea înseamnă viață, care se supune legilor dezvoltării ei, crește, se dezvoltă, apoi evoluează. Metamorfoza are legi, sunt legi biochimice. Nimic eroic!  

Baer credea că există o forță teleologică în natură care direcționează evoluția (ortogeneza). Da, există! Se numește principiul al doilea al termodinamicii, scris de chimiști în multe feluri. Acel principiu e la originea ontogenezei și a filogenezei, a superbei metamorfoze a fluturilor.

Bibliografie

Sahney, S., Benton, M.J. and Ferry, P.A. (2010), „Links between global taxonomic diversity, ecological diversity and the expansion of vertebrates on land”, Biology Letters, 6 (4): 544–547, doi:10.1098/rsbl.2009.1024, PMC 2936204, PMID 20106856

INDICAȚII DE CITARE:

Amalia Diaconeasa, „Fațetele științifice ale metamorfozei” în Anthropos. Revista de filosofie, arte și umanioare nr. 2/2025

Acest articol este protejat de legea drepturilor de autor; orice reproducere / preluare integrală sau parțială, fără indicarea sursei, este strict interzisă.