Μια αυτοκρατορία, δισεκατομμύρια χρόνια να κατασκευαστεί,
το καρναβάλι των θαυμάτων της φύσης,
κοινωνίες κυττάρων,
απλές και πολύπλοκες...
όλα συνδεδεμένα μ'ένα δίκτυο μοριακών επεξεργαστών...
και παγκόσμιων οικολογικών συστημάτων.
Ένα δίκτυο ζωής.
Αυτές είναι οι σπουδαιότερες ανακαλύψεις στη βιολογία.
Το 1600, πρωτόγονα μικροσκόπια χρησιμοποιούνταν στην Ευρώπη.
Οι επιστήμονες είχαν μαγευτεί από την ικανότητα,
...να μεγεθύνουν το σύμπαν.
Το 1665 ο άγγλος Ρόμπερτ Χουκ παρατήρησε μικρά κουτάκια,
σε ένα φελλό και τα ονόμασε κελιά...
γιατί του θύμιζαν τα δωμάτια που ζούσαν οι μοναχοί.
Η παρατήρησή του έβαλε τη βάση για την πρώτη μας ανακάλυψη.
ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ
Ο φον Λέβενχοκ, ολλανδός έμπορος, ενθουσιάστηκε απ΄την επιστήμη.
Μόλις άκουσε για το μικροσκόπιο, αποφάσισε να φτιάξει ένα.
Για να μάθω τι έγινε μετά, επισκέφτηκα τον Τζόζεφ Γκαλ...
βιολόγο στο Ινστιτούτο Κάρνεγκι.
Τι ανακάλυψε ο φον Λέβενχοκ;
Ανακάλυψε αρκετά πράγματα...
Τζόζεφ Γκαλ Κυτταρικός Βιολόγος
μα το διασημότερο είναι τα πρωτόζωα...
τα μικρότερα μονοκύτταρα ζώα που ζουν σε λιμνάζοντα νερά.
Πώς το κατάφερε;
Με μικροσκόπιο δικής του κατασκευής.
- Θα ήθελες να δεις ένα; - Έχεις μικροσκόπιο του Λέβενχοκ;
Όχι το πρωτότυπο. Αντίγραφο.
Αποτελείται από δυο μπρούτζινες πλάκες με μικρό γυαλί, το φακό.
Βάζεις το δείγμα στο καρφί και το μάτι σου κοντά στο φακό,
και βλέπεις την άκρη και βάζεις το δείγμα, έντομο ή ό,τι άλλο.
Θα ήθελες να δεις;
Είναι βαρύ γιατί είναι από μπρούντζο.
Το 1675 ο Λέβενχοκ εξέταζε με το μικροσκόπιο,
μια σταγόνα νερό όταν είδε κάτι καταπληκτικό.
Ένα κόσμο γεμάτο πλάσματα που δεν είχε ξαναδεί ανθρώπινο μάτι.
Μικροοργανισμούς.
Μ'αυτό το " πρωτόγονο μαραφέτι" βρήκε μονοκύτταρα ζώα...
τα οποία σήμερα θεωρούμε δεδομένα.
Είναι διάσημος για τα πρωτόζωα, τα βακτήρια και το σπέρμα.
Είναι καταπληκτικό!
Έχει μηχανική πλατφόρμα, μηχανισμό εστίασης,
έχει ό,τι χρειάζεσαι για να κοιτάξεις ένα δείγμα.
Και λειτουργεί.
Ήξεραν τι έβλεπαν; Καταλάβαιναν δηλαδή;
Αμφιβάλω αν καταλάβαιναν με τη σημερινή έννοια,
μα είχαν εντυπωσιαστεί με τα μικροσκοπικά πράγματα,
που ζούσαν στο νερό και δεν ήξεραν ότι έβριθε οργανισμών.
Δεν είχα ιδέα ότι ήταν τόσο μικρό, λεπτό και χαριτωμένο...
γιατί είναι στο χέρι σου κι αυτό που βλέπεις αλλάζει τον κόσμο.
Είναι μεγέθυνση της αντίληψης που έχουμε για τη φύση,
ο κόσμος εκεί έξω δεν έχει νεκρά πράγματα...
...αλλά έσφυζε από ζωή.
ΠΥΡΗΝΑΣ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ
Η επόμενη ανακάλυψη έγινε το 1831.
Ο φυσιοδίφης Ρόμπερτ Μπράουν μελετούσε διάφορα φυτά...
που είχε συλλέξει στην Αυστραλία. Πρόσεχε τις λεπτομέρειες.
Τα κύτταρα των φυτών ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέροντα.
Ενώ τα εξέταζε στο μικροσκόπιο είδε κάτι ενδιαφέρον.
Μια παρόμοια δομή σε κάθε κύτταρο, κυκλική, αδιαφανή.
Την ονόμασε πυρήνα.
Μόλις έμαθε τις παρατηρήσεις του ο γερμανός Τέοντορ Σβαν...
αναζήτησε παρόμοια δομή στα κύτταρα γυρίνου και βρήκε.
Όλα τα κύτταρα είχαν πυρήνα. Ήταν επαναστατικό επίτευγμα.
Αυτές ήταν αποδείξεις ότι όλα τα είδη ζωής σχετίζονταν.
Στο βιβλίο περιγράφει κύτταρα διαφόρων οργανισμών...
και τα προσδιορίζει από το ότι έχουν πυρήνα μέσα τους.
Πώς λέτε ότι η ανακάλυψη του πυρήνα ήταν μεγάλη ανακάλυψη;
Η ιδέα ότι υπήρχε μια δομή σε όλους τους οργανισμούς...
όχι μόνο στα φυτά μα και στα ζώα που ένωνε όλα τα βασίλεια...
σε κάτι που είχε ομοιότητες.
ΑΡΧΑΙΟΒΑΚΤΗΡΙΑ
Έναν αιώνα μετά την ανακάλυψη, πίστευαν ότι υπήρχαν,
δυο βασικά είδη ζωής στη γη, τα βακτήρια και όλα τα άλλα.
Τα βακτήρια είχαν ταξινομηθεί ως προκαρυωτικά.
Είναι απλοί μονοκύτταροι οργανισμοί με DΝΑ...
όχι στον πυρήνα αλλά στα τοιχώματα.
Τα άλλα είδη είναι ευκαρυωτικά, έχουν το DΝΑ στον πυρήνα...
...αλλά μια έκπληξη περίμενε αυτό το απλό σύστημα όμως.
Το 1977 ο Γουόζ μελετούσε τη γενετική σύνθεση...
του μικροβίου που παρήγαγε μεθάνιο...
...όταν κατάλαβε ότι διέφερε από τα γνωστά βακτήρια.
Το τοίχωμα του κυττάρου ήταν μοναδικό.
Είχε ασυνήθιστα ένζυμα και μοναδική γενετική αλληλουχία.
Καρλ Γουόζ Μοριακός Βιολόγος
Σύντομα φάνηκε, σε μία ώρα, ότι υπήρχε κάτι άλλο εκεί.
Ήταν η στιγμή της ανακάλυψης.
Ο Γουόζ ανακάλυψε μια τρίτη μορφή ζωής...
...μια ομάδα μονοκύτταρων οργανισμών, τα αρχαιοβακτήρια.
Πιστεύαμε ότι υπήρχαν δυο κύρια βασίλεια στον πλανήτη.
Τώρα ξέρουμε ότι είναι τρία.
Αυτό ήταν μεγάλη αλλαγή γιατί η μικροβιολογία...
είχε χτιστεί γύρω απ΄την ιδέα ότι όλα τα βακτήρια ήταν ίδια...
όχι στις λεπτομέρειες, στην ουσία, και την οργάνωση των κυττάρων.
Να κάτι που όλοι οι μικροβιολόγοι δεν θεωρούσαν αληθινό.
Σε κάνει να χαμογελάς, έτσι; Κοίτα τι βρήκα!
Βρήκε μια μορφή ζωής ικανή να ζήσει οπουδήποτε στον πλανήτη.
Και στις πιο ακραίες συνθήκες.
Κάποια αρχαιοβακτήρια κατοικούν σε υδροθερμικά ανοίγματα ωκεανών.
Οι θερμοκρασίες ποικίλουν από πάγο ως 760 βαθμούς Φαρενάιτ.
Επίσης βρέθηκαν βαθιά μέσα στη γη,
...σε λίμνες οξέων όπου και τα ορυκτά λιώνουν.
Σήμερα κάποιοι βιολόγοι πιστεύουν ότι είναι ο πρόγονος,
απ'όπου εξελίχθηκαν τα ευκαρυωτικά, ανάμεσα τους κι εμείς.
Για τον Γουόζ η ανακάλυψη παραμένει μια γλυκιά ανάμνηση.
Την πήραν μόλις δημοσιεύτηκε στους Τάιμς της Νέας Υόρκης...
και μετά η τηλεόραση...
και θυμάμαι που έλεγα "απόψε ο κόσμος ανήκει σε σένα".
Η επόμενη ανακάλυψη θα απαντούσε στο καίριο ερώτημα,
πώς τα κύτταρα σχηματίζουν νέα ζωή.
ΜΙΤΩΣΗ
Στην πορεία του ανθρώπου είναι όλα πολύ πρόσφατα, έτσι;
Βρήκαμε πυρήνες, κύτταρα γύρω απ΄τους πυρήνες...
ζώα και φυτά με κύτταρα, τι έχει σειρά;
Τζόζεφ Γκαλ Κυτταρικός Βιολόγος
Μετά από 30 χρόνων κενό, είδαν ότι τα κύτταρα διαιρούνταν.
Η διαίρεση είναι μια διαδικασία αντιγραφής του κυττάρου.
Ενώ τη γνώριζαν για δεκαετίες...
ο Φλέμινγκ πρώτος την περιέγραψε και δημοσίευσε τ'αποτελέσματα.
Όταν δημοσιεύτηκε το βιβλίο του είχε μεγάλη σημασία στη βιολογία...
γιατί περιέγραφε τη διαίρεση των κυττάρων με τρόπο,
αποδεκτό από τη σύγχρονη εφημερίδα.
Ο Φλέμινγκ παρατήρησε τη διαίρεση με τη βοήθεια μικροσκοπίου...
...και νέες τεχνικές βαφής.
Με τις καινοτομίες αυτές κατάφερε να εντοπίσει δομές...
τα μετέπειτα χρωμοσώματα.
Μετά η μεγάλη του ανακάλυψη.
Κατά τη διαίρεση, τα χρωμοσώματα υπόκεινται μεγάλη αλλαγή.
Χωρίζονται σε δύο ίδια μέρη, ένα για κάθε θυγατρικό κύτταρο.
Ο Φλέμινγκ ονόμασε τη διαδικασία μίτωση.
Αυτή είναι η μίτωση όπως την περιέγραψε το 1881.
Στην ουρά ενός γυρίνου.
Ήξερε να κοιτάξει την ουρά γιατί μεγαλώνει, εκεί γίνονται πολλά.
Ακριβώς. Για να δει τη διαίρεση με λεπτομέρειες...
αυτό ήταν το μέρος που έπρεπε να κοιτάξει.
Η διαίρεση των χρωμοσωμάτων ήταν επαναστατική ανακάλυψη.
Άνοιγε το δρόμο για την κατα- νόησή του πως ένα κύτταρο,
γίνεται πολύπλοκος οργανισμός με κύτταρα που αλληλεπιδρούν.
ΜΕΙΩΣΗ
Την εποχή που ο Φλέμινγκ μελετούσε τη διαίρεση...
οι βιολόγοι γνώριζαν πως η γονιμοποίηση...
...ήταν αποτέλεσμα της ένωσης του σπέρματος και του ωαρίου.
Δεν ήξεραν όμως γιατί υπήρχαν μόνο δυο είδη κυττάρων...
ικανά για αναπαραγωγή, Τι τα έκανε ξεχωριστά;
Η πρώτη απάντηση δόθηκε το 1883 από τον ζωολόγο Βαν Μπενέντεν.
Μελετούσε ένα είδος νηματόζωου...
όταν βρήκε ότι όλα τα κύτταρά του περιείχαν 4 χρωμοσώματα.
Μόνη εξαίρεση οι γαμέτες, το σπέρμα και το ωάριο.
Είχαν μόνο 2 χρωμοσώματα.
Παρατήρησε πως μόλις ενωθούν, ένα πλήρες σετ 4 χρωμοσωμάτων...
...εμφανίζεται στο γονιμοποιημένο αυγό.
Όμως γιατί οι γαμέτες είχαν τα μισά χρωμοσώματα,
παρέμενε μυστήριο.
Το 1887 ο Βάισμαν ήρθε στο προσκήνιο.
Ήξερε τη δουλειά του Μπενέντεν, ότι σπέρμα και ωάριο δίνουν...
ίσο αριθμό χρωμοσωμάτων, αλλά δεν είχε βρει λεπτομέρειες...
πώς μειωνόταν ο αριθμός των χρωμοσωμάτων.
Τα είδε να μειώνονται στο μισό και να ανασυνδυάζονται.
Είδε ότι το σπέρμα και το ωάριο έδιναν τα μισά χρωμοσώματα...
...αλλά δεν ήξερε πώς έδιωχναν τα άλλα μισά.
Ο Βάισμαν το συζήτησε από θεωρητική πλευρά...
ή όλα τα χρωμοσώματα θα χωρίζονταν στα δυο...
τα μισά θα πήγαιναν στη μία κατεύθυνση...
τα άλλα μισά στην άλλη, ή θα ήταν πιο περίπλοκο...
αν τα χρωμοσώματα αντί να διαιρεθούν, χωρίζονταν πάλι.
Μετά από χρόνια μελέτης, ο Βάισμαν προσδιόρισε...
ότι κάποια στιγμή ο οργανισμός δίνει σήμα στους γαμέτες...
να μοιράσουν τα χρωμοσώματα.
Ο Βάισμαν είπε αυτή την ειδική διαίρεση των κυττάρων, μείωση.
Τη θεωρούν χρυσή εποχή της βιολογίας...
γιατί επί 200 χρόνια, μεταξύ 1800 και 2000...
δεν ξέραμε να ξεχωρίζουμε το βάτραχο απ΄την πέτρα.
Σήμερα ξέρουμε τη διαφορά.
Κατά μια έννοια, απαντήσαμε στο φιλοσοφικό ερώτημα...
τι είναι η ζωή, ίσως όχι προς ικανοποίηση όλων, μα πάμε καλά.
ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
Η επόμενη ανακάλυψη απάντησε σ'ένα ακόμα ερώτημα.
Στα τέλη του 19ου αιώνα, οι βιολόγοι ήξεραν...
πως στο σχηματισμό του εμβρύου τα κύτταρα διαφοροποιούνται...
δηλαδή, παίρνουν εντολές για συγκεκριμένες εργασίες.
Χέρια, πόδια, μάτια.
Μα πότε έγινε η διαφοροποίηση;
Ο βιολόγος Ντρις αποφάσισε να βρει την απάντηση.
Σε πείραμα με αχινούς παρα- τήρησε πως στα αρχικά στάδια...
...τα κύτταρα δεν είναι διαφοροποιημένα.
Μπορούν να αναπτυχθούν σε διάφορα είδη κυττάρων.
Σήμερα οι επιστήμονες αποκαλούν αυτά τα κύτταρα εμβρυονικά.
Για να μάθω περισσότερα πήγα στην Χέλεν Μπλάου...
επικεφαλής έρευνας στο Στάνφορντ πάνω στα εμβρυονικά κύτταρα.
Όλοι μιλούν για εμβρυονικά κύτταρα.
Τα κύτταρα ξεκινούν, γονιμοποι- ούνται και διαιρούνται.
Μα δεν έχουν χωριστεί σε κύτταρο ήπατος, νυχιού, ματιού.
Πώς το λέτε αυτό;
Σ'αυτό το σημείο είναι ικανά για οτιδήποτε...
έχουν μεγάλη πλαστικότητα...
Χέλεν Μπλάου Καθηγήτρια Γενετικής Φαρμακολογίας
μπορούν να σχηματίσουν όλα τα κύτταρα του οργανισμού...
μα δεν ξέρουμε τι θα είναι.
Τα κύτταρα προορίζονται για διάφορους ιστούς...
...γι'αυτό έχουμε όργανα όπως καρδιά, ήπαρ, σπλήνα.
Το ερώτημα είναι πόσο αμετά- κλητες είναι οι αποφάσεις αυτές.
Ήθελα να αμφισβητήσω την ιδέα ότι έχουν αμετάκλητο προορισμό...
ότι μόλις το κύτταρο γινόταν ήπαρ, τελείωσε...
και δείξαμε ότι δεν είναι αμετάκλητα καθορισμένα...
και πως διαταράσσοντας το περιβάλλον μέσα στο κύτταρο...
ενεργοποιούμε γονίδια που δεν χρησιμοποιούνταν ποτέ.
Αυτό φανέρωσε μια πλαστικότητα που προσπαθούσαν...
...να αποδώσουν στα εμβρυονικά κύτταρα.
Κατανοώντας τους μηχανισμούς πίσω από αυτό,
θα μπορέσουμε να εφαρμόσουμε τις βασικές αρχές στη θεραπεία.
Τι στρατολογεί τα κύτταρα; Τι τα κάνει να συγχωνευθούν;
Τι τα κάνει να προγραμματιστούν πάλι ώστε να είναι αποδοτικότερα;
Μπορούμε να το κατατάξουμε αυτό στην αναπλαστική ιατρική.
Τα κύτταρα έχουν μεγαλύτερες δυνατότητες απ'ό,τι νομίζαμε...
ώστε τα κύτταρα του αίματος να μην συνθέτουν μόνο αίμα...
αλλά να ταξιδεύουν παντού μέσω του κυκλοφορικού...
επισκευάζοντας βλάβες ιστών όπως οι μυς, εγκεφαλικών...
κι αυτό έχει αποδειχθεί σε πολλά εργαστήρια.
Μοιάζει με το Σταρ Τρεκ.
Ο Δρ. Μακόι μαχαιρώνει τον τύπο και 15 δεύτερα μετά είναι καλά.
Δεν είναι ακριβώς έτσι. Έχουμε ακόμα πολύ δρόμο.
Για να κατανοήσουμε καλύτερα τις τεχνολογίες της Μπλάου...
μου έδειξε πείραμα με γενετικά τροποποιημένα ποντίκια.
Αυτό είναι ασυνήθιστο ποντίκι.
Έχει μια φωσφορίζουσα πρωτεΐνη σε όλα τα κύτταρά του.
Μπορέσαμε να τοποθετήσουμε το γονίδιο της τσούχτρας GFΡ...
και τώρα οι ιστοί τους λάμπουν, ιδίως τα αφτιά, μάτια και ουρά.
- Τρομακτικό. - Οι ιστοί είναι πράσινοι.
Έτσι πήραμε κύτταρα που λάμπουν και τα τοποθετήσαμε...
σε άλλο ποντίκι και βλέπουμε σε ποιους ιστούς πάνε.
Δηλαδή, παρακολουθείς τι κάνουν τα εμβρυονικά κύτταρα.
Είναι σημειωτής. Αρκεί ένα υπεριώδες φως.
Σωστά και δεν υπήρχε νωρίτερα και γι'αυτό σήμερα...
μπορούμε ν'ακολουθήσουμε την τύχη των κυττάρων,
με τρόπο που νωρίτερα δεν ήταν δυνατός.
Φανταστικό!
Το 1930 ο γερμανός Κρεμπς, γιος εβραίου γιατρού...
αναγκάστηκε να φύγει από τη ναζιστική Γερμανία.
Το 1937 έκανε έρευνα στο Κέιμπριτζ...
αποφασισμένος ν'αποκαλύψει μια βιολογική διαδικασία.
Πώς μετατρέπουν τα κύτταρα την τροφή σε ενέργεια;
Είναι η επόμενη ανακάλυψή μας.
Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΚΡΕΜΠΣ
Για να ερευνήσει τη διαδικασία, ο Κρεμπς άνοιξε ομάδα κυττάρων...
...αλέθοντας δείγμα ζωικού ιστού.
Συγκέντρωσε το υγρό...
πέρασε το περιεχόμενο από σειρά χημικών αντιδράσεων...
...και μέτρησε τ'αποτελέσματα.
Σταδιακά εμφανίστηκε ένα μοτίβο που οδήγησε σε ανακάλυψη.
Από τις μετρήσεις βρήκε ότι τα μόρια σακχάρου,
στη χωνεμένη τροφή υπόκεινται σε διάφορες χημικές αντιδράσεις.
Καταλήγει στην παραγωγή ΑΤΡ, μορίου πλούσιου σε ενέργεια.
Αυτό μας δίνει την ενέργεια που χρειαζόμαστε.
Κι ο κύκλος των αντιδράσεων ονομάστηκε κύκλος Κρεμπς.
Είναι ανακάλυψη ορόσημο στην ανάπτυξη της βιοχημείας.
Άνοιξε την πόρτα για την καλύτερη κατανόηση...
της λειτουργίας των κυττάρων στον άνθρωπο...
όπως και η επόμενη σπουδαία ανακάλυψη.
ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ
Στα μέσα του 19ου αιώνα, οι επιστήμονες με μικροσκόπια,
παρατήρησαν πρώτη φορά μια μυστηριώδη δομή...
μέσα σε όλα τα κύτταρα. Είχε δυο μεμβράνες κι άλλαζε σχήμα.
Τα επόμενα 100 χρόνια, αρκετοί συνεργάστηκαν,
για να αποκαλύψουν τα μυστικά του βιολογικού αυτού θαύματος.
Ονόμασαν τις δομές μιτοχόνδρια.
Ανάμεσα στους επιστήμονες των πρώτων ανακαλύψεων...
ο Μπρίτον Τσανς. Η συμβολή του, η εφεύρεση...
του φασματοφωτόμετρου με διπλό μήκος κύματος...
...που έδινε καλύτερη εικόνα της λειτουργίας των μιτοχονδρίων.
Σήμερα είναι καθηγητής βιοφυσικής στο πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια.
Έφτιαξα ένα μαραφέτι που θα έβλεπε μέσα απ΄τη θολούρα...
Μπρίτον Τσανς Βιοχημικός
των κυτταρικών οργάνων γιατί είχαν μεμβράνες και τοιχώματα...
και είχαν πράγματα που διάχεαν φως και τα κρατούσες στο φως...
...κι έβλεπες μόνο θολούρα.
Φτιάξαμε ένα όργανο που καθάριζε τη θολούρα...
και βρήκε 2 συστατικά συνδεδεμένα με τα μιτοχόνδρια...
στον κύκλο του κιτρικού οξέως, ώστε αυτό ένωνε τα πάντα,
κι έφτιαχνε δεσμούς ανάμεσα στα ένζυμα και...
την ενεργειακή αλυσίδα, κατά κά- ποιο τρόπο τα κολλούσε όλα μαζί.
Με την εφεύρεση του Τσανς, οι επιστήμονες βρήκαν...
ότι τα μιτοχόνδρια δίνουν την ενέργεια για τη λειτουργία.
Το μιτοχόνδριο πρέπει να χρησιμοποιεί αποτελεσματικά...
την τροφή που το κύτταρο συγκεντρώνει,
και ονομάζεται φαινόμενο αναπνευστικού ελέγχου.
Μ'απλά λόγια, μπορείς να εξασκείσαι όσο θέλεις...
αρκεί να σταματήσεις για να αναπληρώσει.
Δηλαδή, δε χρειάζεται να πάρεις χάπια ή ένεση,
το σώμα, τα μιτοχόνδρια θα αναπληρώσουν την ενέργεια...
κι αφού το κάνουν, θα πάνε για ύπνο.
Στη διάρκεια των Ολυμπιακών όπου όλοι πιέζουν το ΑΤΡ οριακά...
έχει πραγματική σημασία.
Ο Τσανς εκτιμά αυτή τη σημασία ως επιστήμονας κι αθλητής.
Το 1952 πήρε το χρυσό με την Ολυ- μπιακή ομάδα ιστιοπλοΐας των ΗΠΑ.
Η ανακάλυψη των συστατικών, η μελέτη σε ζωντανό οργανισμό...
πώς λειτουργούν τα μιτοχόνδρια...
η σημασία του αναπνευστικού ελέγχου και πώς λειτουργεί...
και φυσικά η ριζική δημιουργία που σήμερα έχει αναγνωριστεί,
ως όχι πολύ επικίνδυνη αλλά αξιοσημείωτη διαδικασία...
Αυτή η δουλειά με απασχολεί, αλλά περισσότερο δουλεύω...
στον εγκέφαλο και τον καρκίνο λόγω επίδρασης των μιτοχονδρίων.
Στα τέλη του 19ου αιώνα, ένας απ΄τους μεγαλύτερους γρίφους...
ήταν πώς τα δισεκατομμύρια νευρώνες που απαρτίζουν...
το ανθρώπινο νευρικό σύστημα επικοινωνούν μεταξύ τους.
Ήξεραν πως κάθε νευρώνας μεταφέρει ηλεκτρικό παλμό...
και πολλοί πιστεύουν ότι η σχέση που επιτρέπει στον παλμό...
να περάσει από τον ένα νευρώνα στον άλλο ήταν ηλεκτρική...
...ως την επόμενη ανακάλυψή μας.
ΝΕΥΡΟΜΕΤΑΒΙΒΑΣΤΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ
Στις αρχές του 1900 ο Ντέιλ διεξήγαγε πειράματα...
...μελετώντας την φυσιολογία των νευρικών παλμών.
Σε ένα πείραμα χορήγησε αδρεναλίνη σε γάτα...
...περιμένοντας να αυξηθεί ο παλμός μα δε συνέβη τίποτα.
Ξαφνικά κατάλαβε το λάθος του.
Ήταν η ίδια γάτα που ήδη της είχε χορηγήσει άλλο φάρμακο...
...που επιβράδυνε τον παλμό.
Με το μπέρδεμα κατάλαβε ότι κάτι είχε βρει.
Αν ένα φάρμακο διέκοπτε τους νευρικούς παλμούς...
τότε η σχέση μεταξύ νευρώνων είναι χημική, όχι ηλεκτρική.
Ο Ντέιλ στράφηκε στο γερμανό συνάδελφό του Λόουι για βοήθεια.
Για να ελέγξει την υπόθεση ο Λόουι έκανε πείραμα με δυο βατράχους.
Χορήγησε στον ένα αλατούχο διάλυμα.
Μετά διέγειρε ηλεκτρικά τα νεύρα των σπλάχνων...
...το νεύρο που ελέγχει τον παλμό της καρδιάς.
Ο παλμός του επιβραδύνθηκε.
Μετά χορήγησε διάλυμα στην καρδιά του δεύτερου βατράχου.
Έγινε κάτι εκπληκτικό.
Χωρίς ηλεκτρικό ερέθισμα επιβράδυνε και η δεύτερη καρδιά.
Ήταν η στιγμή της ανακάλυψης.
Κατάλαβε ότι τα νεύρα σπλάχνων...
του πρώτου βάτραχου είχαν ελευθερώσει ένα χημικό που...
έδωσε εντολή στους μυς της καρ- διάς να επιβραδύνουν τις συστολές.
Η απόδειξη ότι η μετάδοση παλμών μεταξύ νευρώνων...
και μετά στον μυ της καρδιάς, είναι χημική.
Ο Λόουι είχε ανακαλύψει το πρώτο νευρικό χημικό,
που σήμερα ονομάζεται νευρομεταβιβαστής.
Σήμερα ξέρουμε ότι υπάρχουν πολλοί στο ανθρώπινο σώμα...
και οι ερευνητές χρησιμοποιούν αυτή τη γνώση,
για να μάθουν πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος και τα χημικά μηνύματα.
Όπως χαμηλά επίπεδα σεροτονίνης συνδέονται με κατάθλιψη...
...αλκοολισμό και ανησυχία.
Μα καθώς αποκαλύπτεται η επόμενη ανακάλυψή μας...
...το νευρικό σύστημα δεν είναι η μόνη μέθοδος επικοινωνίας.
ΟΡΜΟΝΕΣ
Το 1903, δυο βρετανοί φυσιολόγοι, οι Μπέιλις και Στάρλινγκ...
ερευνούσαν τη διαδικασία πέψης.
Καθόρισαν ότι το σώμα παρήγαγε πεπτικά υγρά,
που βοηθούσαν στη διάσπαση των τροφών μόλις πάνε στο έντερο.
Τι προκάλεσε την έκκριση των πεπτικών υγρών;
Για να το βρουν, οι Μπέιλις και Στάρλινγκ έκαναν πείραμα.
Πήραν αίμα από σκύλο που μόλις είχε φάει.
Χορήγησαν το αίμα σε δεύτερο σκύλο, με άδειο στομάχι.
Τότε έγινε κάτι εκπληκτικό.
Χωρίς φαγητό στο στομάχι, ο δεύτερος σκύλος άρχισε...
να εκκρίνει πεπτικά υγρά από το πάγκρεας.
Πώς έγινε; Μετά από εξετάσεις, τελικά βρήκαν την απάντηση.
Καθώς η τροφή φτάνει στο λεπτό έντερο...
αυτό παράγει μια χημική ουσία,
που το αίμα μεταφέρει στο πάγκρεας.
Διεγείρει το πάγκρεας να παράγει εκκρίσεις που βοηθούν την πέψη.
Ονόμασαν το χημικό εκκριτίνη...
η πρώτη από μια πρωτόγνωρη ομάδα χημικών ουσιών.
Τις ονόμασαν ορμόνες.
Μετά την ανακάλυψη των Μπέιλις και Στάρλινγκ...
έχουν εντοπιστεί 50 ορμόνες που παράγονται από αδένες κι ιστούς...
και μεταφέρονται από το αίμα, καθώς το σώμα τις χρειάζεται.
Είναι ορμόνες που επηρεάζουν την ανάπτυξη του σώματος...
το μεταβολισμό, τον παλμό της καρδιάς, το σάκχαρο.
Μας βοηθούν να προετοιμαστούμε και για την αναπαραγωγή.
Τα οιστρογόνα, πχ, είναι μία από τις γυναικείες ορμόνες.
Ετοιμάζει την μήτρα για το μωρό και το στήθος για το θηλασμό.
Ως τώρα είδαμε ανακαλύψεις που δείχνουν τη βιολογία της ζωής...
...σε μικροσκοπικό επίπεδο.
Οι επόμενες ανακαλύψεις άνοιξαν τα μάτια μας στο μακροσκοπικό,
τα συστήματα από τα οποία εξαρτάται κάθε ζωή στον πλανήτη.
ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ
Έτος 1771 Ο Τζόζεφ Πρίστλεϊ διεξάγει πειράματα...
να δει τι γίνεται όταν θερμαίνει διάφορες ουσίες...
...και συγκεντρώνει τα αέρια που βγαίνουν.
Σε ένα πείραμα άναψε κερί κάτω από δοχείο...
μα η φλόγα κάηκε γρήγορα. Ο αέρας μέσα χάλασε.
Περίεργος να δει το αποτέλεσμα που θα είχε σε ζωντανό πλάσμα...
...τοποθέτησε φύλλο μέντας στο βάζο και το άφησε 10 ημέρες.
Όταν το ξανακοίταξε, το φύλλο ήταν ακόμα πράσινο.
Ο αέρας στο δοχείο ήταν πάλι καθαρός.
Υπέθεσε ότι το φύλλο θα ευθύνεται για τον μετασχηματισμό.
Πώς όμως; Το ερώτημα παρέμεινε ώσπου ο Ίνγκενχαους...
...επανέλαβε τα πειράματα του Πρίστλεϊ.
Χρησιμοποιώντας φυτά, παρατήρησε το ίδιο φαινόμενο.
Μετά περαιτέρω πειράματα, άρχισε να βλέπει τι γίνεται.
Η ικανότητα του φυτού να μεταβάλλει τον αέρα...
...υπήρχε μόνο όταν ήταν εκτεθειμένο στο φως του ήλιου.
Αυτό ήταν επίτευγμα.
Μαζί οι Πρίστλεϊ κι Ίνγκενχαους ανακάλυψαν την φωτοσύνθεση...
βιοχημική διαδικασία όπου τα φυτά παγιδεύουν ενέργεια...
...απ΄το ηλιακό φως και τη μετατρέπουν σε χημική ενέργεια.
Η φωτοσύνθεση αφαιρεί το διοξείδιο του άνθρακα...
από την ατμόσφαιρα και αναπληρώνει το αέριο...
απ΄το οποίο εξαρτάται η επιβίωσή μας, το οξυγόνο...
το ίδιο αέριο που ο Πρίστλεϊ ανακάλυψε αργότερα, το 1774.
ΤΡΟΠΙΚΗ ΒΙΟΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑ
Η επόμενη ανακάλυψη δεν έχει ερευνητή με την κλασική έννοια.
Πολλοί συνέβαλαν στη διατύπωσή της σε διάστημα πολλών αιώνων.
Η ανακάλυψη της τροπικής βιοποικιλότητας...
σήμερα είναι απαραίτητη για να κατανοήσουμε το βιολογικό κόσμο...
...και την εξάρτησή μας.
Ο όρος αναφέρεται στην ποι- κιλία των ζωντανών πλασμάτων...
και τις αλληλεπιδράσεις τους στο περιβάλλον.
Τα τροπικά δάση της βροχής είναι η πλουσιότερη πηγή...
βιοποικιλότητας στον πλανήτη.
Τον 15ο αιώνα, ο εξερευνητής Αμέρικο Βεσπούτσι...
επισκέφτηκε τον τροπικό και έγραψε,
"Τι να πω για το πλήθος των άγριων ζώων;
Τόσα πολλά είδη αποκλείεται να χώρεσαν στην Κιβωτό του Νώε."
Ακόμα μας προκαλεί δέος η βιοποικιλότητα του τροπικού.
Εκτιμάται ότι 50% όλων των ειδών κατοικούν στα δάση της βροχής...
μια περιοχή που καταλαμβάνει 2% της επιφάνειας της γης.
Το δάσος του Αμαζονίου έχει 500 είδη δέντρων...
σε μια περιοχή 2,5 τετ.μιλίων.
Συγκρίνετέ το με ΗΠΑ και Καναδά που έχουν συνολικά 700 είδη.
Γιατί θεωρείται τόσο σημαντική η τροπική βιοποικιλότητα;
Επέτρεψε στους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα...
τα φυσικά συστήματα εδώ και να αποκομίσουν...
απίστευτους πόρους που επηρεά- ζουν καθημερινά τις ζωές μας.
Από την παραγωγή περισσότερης τροφής και βιομηχανικών προϊόντων...
ως την παρασκευή νέων φαρμάκων. Για παράδειγμα...
τα περισσότερα υποσχόμενα φάρμακα κατα του καρκίνου,
προέρχονται από φυτά που βρίσκονται σε δάση της βροχής.
Τα προνόμια αυτά όμως έχουν ακριβό τίμημα.
Οι επιστήμονες υπολογίζουν ότι η βιοποικιλότητα...
χάνεται με ανησυχητικό ρυθμό. Εκατομμύρια εκτάρια κατοικιών...
έχουν καταστραφεί, αμέτρητα είδη έχουν εξαλείψει.
Εκτιμάται ότι με τον τωρινό ρυθμό αποψίλωσης...
τα τροπικά δάση της βροχής θα εξαφανιστούν το 2030.
Η εξάλειψη έχει μεγαλεπήβολες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Γιατί όπως έδειξε η επόμενη ανακάλυψη...
όλα τα βιολογικά συστήματα και οι κοινότητες ζωής...
που εξαρτώνται από αυτά, είναι συνδεδεμένα.
ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
Η περιοχή ξηρασίας του 1930. Μετά από χρόνια ξηρασίας...
τα άλλοτε γόνιμα μεσοδυτικά των ΗΠΑ έγιναν ερημότοπος.
Χωρίς βροχή, οι αγρότες συνέχισαν να καλλιεργούν...
ελπίζοντας ότι τα θρεπτικά συστατικά στα χωράφια,
θ'ανανεώνονταν αλλά οι προσπά- θειες χειροτέρεψαν τα πράγματα.
Ο χούμος έγινε σκόνη και ο άνεμος πήρε την εκδίκησή του.
Για τον βρετανό οικολόγο Τάνσλεϊ η περιοχή ξηρασίας αποδείκνυε...
ότι επιστήμονες και πολίτες...
είχαν πολύ περιορισμένη αντίληψη για τον φυσικό-βιολογικό κόσμο.
Δεν καταλάβαιναν τη δυναμική του περιβάλλοντος ως σύνολο...
μια προοπτική που εξηγούσε την αιτία και αποτέλεσμα...
...συμβάντων όπως η περιοχή ξηρασίας.
Υποστήριξε μια νέα έννοια που αποκάλεσε οικοσύστημα.
Η λέξη κλείνει μια απλότητα, είναι κατανοητή απ΄τον καθένα.
Μπορεί να εφαρμοστεί αποτελεσματικά...
αλλά έχει και επιστημονική σημασία...
...ενώνοντας ιδέες από διάφορες επιστήμες.
Για να κατανοήσουμε τον αντίκτυπο της ιδέας του...
επισκέφτηκα τον οικολόγο Φρανκ Γκόλεϊ...
στον Βοτανικό Κήπο της Τζόρτζια.
Γιατί είναι επαναστατική μεταβολή στον τρόπο σκέψης;
Φρανκ Γκόλεϊ Οικολόγος
Τότε η οικολογική δουλειά συμμε- τείχε στην περιγραφή της φύσης.
Προχωράς ακόμα πιο πέρα, πειραματίζεσαι...
ψάχνεις για συνεχή μοτίβα σε διάφορα μέρη και είδη...
και μετά κάνεις δηλώσεις για την απόδοσή τους που ελέγχεται.
Αυτό προωθεί την οικολογία στον ίδιο χώρο...
όπως η φυσική, η χημεία και η μοριακή βιολογία.
Ο Τάνσλεϊ λοιπόν πήρε τη λέξη σύστημα και...
Την εφάρμοσε στις οικολογικές σπουδές.
Προσπάθησε να περάσει την ιδέα ότι η οικολογία...
είναι κομμάτι της ιεραρχίας των φυσικών συστημάτων,
στο σύμπαν και στο άτομο.
Ώσπου το ηλιακό σύστημα είναι κάπου στη μέση;
- Και κάτω θα είναι... - Τα οικοσυστήματα.
Θέλω να σου δείξω κάτι εδώ πίσω.
Η ιλύς του ποταμού οφείλεται στη διάβρωση των αγροκτημάτων.
Είναι μια ευκαιρία να δούμε ένα οικοσύστημα να δημιουργείται.
Έχει όρια.
Σχηματίστηκε με χειρισμό του ποταμού, του κύκλου πλημμυρίδας.
- Ώστε είναι πεδιάδα; - Δέχεται τα νερά του Οκόνι.
Τακτικά έχουμε έντονες βροχοπτώσεις...
και τα νερά περνάνε σε αυτή την περιοχή.
Σε περίοδο πλημμύρας είμαστε στο νερό μέχρι το στήθος.
- Κάποτε ήταν δάσος. - Φυτρώνουν δέντρα.
Λόγω των πλημμύρων, των συνεχόμενων πλημμύρων...
οι ρίζες των δέντρων δεν ανέπνεαν και τα δέντρα πέθαναν.
Αν κοιτάξεις γύρω, κοίτα τι όμορφο που είναι το δάσος...
το δάσος που αναρρώνει και το σχήμα του.
Μελετήσαμε λεπτομερώς με τη μέθοδο του οικοσυστήματος...
ώστε τώρα να μιλάμε για την ανα- στήλωση οικολογικών συστημάτων...
χειραγωγώντας διάφορα είδη και το περιβάλλον...
για να επιταχύνουμε τη διαδικασία, να έχουμε αποτελέσματα...
να έχουμε μικρότερο κόστος και αυτό είναι ένα θετικό βήμα...
προς την αναστήλωση της φύσης ώστε να ανταποκριθεί...
σ'ορισμένες ανθρώπινες ανάγκες ώστε να λειτουργήσει...
και να συντηρηθεί μόνη της με την ηλιακή δύναμη.
Η ηλιακή δύναμη που κινεί όλους τους κύκλους κι όλα τ'άλλα.
Το ταξίδι μας στις σπουδαιότερες ανακαλύψεις στην βιολογία...
αποκάλυψε εκπληκτική ποικιλία ζωής πάνω στη γη...
Και μας έδωσε μια εικόνα για το πώς λειτουργεί η ζωή...
από τον κύκλο της ζωής του μικρότερου κυττάρου,
ως τα συστήματα που διέπουν το φυσικό περιβάλλον του πλανήτη.
Η εικόνα που παρουσιάζεται καθαρότερα είναι αυτή...
η έρευνα για περισσότερες ανακα- λύψεις για τη ζωή είν' ατελείωτη.
Αυτό το ταξίδι συνεχίζεται για πάντα.
Δημιουργία DVDRip/Συγχρονισμός: GTvSTeam [XhmikosR]
Διανομή Υποτίτλων: wWw.GreekTVsubS.gR