Jakie są największe osiągnięcia biologii?

Biologia to wielowiekowa już nauka z długimi tradycjami. Na przestrzeni kilkuset lat biologom udało się odkryć bardzo dużo. Osiągnięcia biologii i jej sukcesy mają ogromny wkład w rozwój. Biologia dała i daje nadal podwaliny pod medycynę, dietetykę, farmację, fizjoterapię, ochronę przyrody i środowiska, toksykologię i psychologię. Jakiś czas temu pisałem o najważniejszych biologach w historii (tutaj – klik) oraz najwybitniejszych biolożkach (tutaj – klik). Dzisiaj przedstawię natomiast opinie polskich biologów na temat tego, co ich zdaniem jest największym sukcesem w biologii. Ogólnie oraz w ich konkretnej dziedzinie. Jakie są największe osiągnięcia biologii. Zadając pytanie zastrzegłem, żeby nie wymieniać odkrycia zjawiska ewolucji biologicznej. Gdyż wtedy znalazłaby się najprawdopodobniej w każdej odpowiedzi. I byłyby nici z przyjemności, bo w każdym komentarzu znalazłoby się to samo.

„W ekologii i entomologii jedną z najważniejszych moim zdaniem kwestii jest wykazanie przez badaczy z Holandii i Niemiec, a potem Australii i Chin znacznego spadku liczebności owadów, nawet do 70%. Trzeba to jednak jeszcze potwierdzić i zweryfikować. Mobilizuje to do dalszych badań oraz jest sygnałem ostrzegawczym, że coś niedobrego dzieje się w ekosystemach. Jeśli się to potwierdzi, pozostanie pytanie o przyczynę oraz zapobieganie problemowi. Natomiast ogólnie w biologii bardzo ważne było opracowanie taniej i łatwej metody edycji genów CRISPR, co spowodowało rewolucję w nauce oraz potrzebę dyskusji społecznych i etycznych.”

„Długa historia biologii niewątpliwie związana jest z wieloma sukcesami. Jeżeli miałbym wybrać ten najważniejszy, to byłoby to chyba wynalezienie i upowszechnienie szczepień. To szczepionki spowodowały poprawę jakości życia całej ludzkiej populacji. Dzięki ich powszechnemu stosowaniu w przeciągu kilkudziesięciu lat choroby takie jak polio czy ospa prawdziwa praktycznie zniknęły, a dzięki temu tysiące ludzi uniknęły śmierci. Natomiast w przeciągu ostatnich 20 lat to rozwój nowych technologii sekwencjonowania spowodował dynamiczny postęp w dziedzinie, którą zajmuję się na co dzień (genetyka ewolucyjna). Dzięki tym technologiom możemy obecnie sekwencjonować całe genomy interesujących nas organizmów i poznawać genetyczne podłoże interesujących nas cech. Spowodowało to  lawinę odkryć, między innymi odnalezienie genetycznych śladów tego, że nasi przodkowie krzyżowali się z neandertalczykiem, czy zrozumienie mechanizmów ewolucji odporności na antybiotyki.”

„Uważam, że największym sukcesem biologii w ostatnich latach jest gwałtowny przyrost wiedzy o budowie i funkcjonowaniu genomów. I powiązanych z nimi zestawów cząsteczek czyli transkryptomów i proteomów. Dzięki rozwojowi technologii sekwencjonowania DNA koszt uzyskania kompletnej informacji o sekwencji wszystkich ludzkich chromosomów spadł z 3 000 000 000 dolarów (przybliżony koszt Projektu Poznania Genomu Człowieka) do kilkuset dolarów w ciągu zaledwie 20 lat. Spowodowało to potężny napływ danych genomowych do publicznych repozytoriów. A co za tym idzie, zapoczątkowało nową erę w genetyce i biologii.”

„Często mówię moim studentom, że zanim nastała era genomiki patrzeliśmy na geny przez dziurkę od klucza, a dzięki danym genomowym otworzyliśmy drzwi do pokoju wiedzy. Warto przy tym pamiętać, że rewolucja dotyczy nie tylko człowieka. Ze względu na stosunkowo niskie koszty analizy sekwencji DNA dowiadujemy się coraz więcej również o organizmach, na których badanie wcześniej po prostu nie było pieniędzy. Jeśli chodzi np. o bakterie, to nowe genomy mikroorganizmów są obecnie generowane w tempie średnio około trzech na godzinę. W USA z kolei powstaje obecnie projekt, którego celem jest uzyskanie informacji o pełnych genomach wszystkich gatunków zwierząt i roślin żyjących obecnie na Ziemi. Mówimy tu o ponad milionie genomów!”

„Historia życia zatacza krąg dzięki sukcesom badań biologicznych. Odzyskujemy utracone zdolności jakie charakteryzowały naszych najstarszych jednokomórkowych przodków. Ludziom seks, czyli wymiana i rekombinacja nośnika informacji genetycznej z drugim osobnikiem, kojarzy się z rozmnażaniem. Jednak przez pierwszą połowę historii życia na Ziemi seks nie był elementem rozmnażania. Ówczesny świat zamieszkiwały bakterie i archeony, które rozmnażają się poprzez podział komórki, a genami dzielą się z innymi osobnikami jedynie w chwilach wolnych od rozmnażania. Prawdziwą „rewolucję seksualną” zainicjowało pojawienie się jednokomórkowych eukariontów. Organizmy te używają chromosomów, którymi łatwo wymieniać się między osobnikami. Są one również zdolne do produkcji komórek o zredukowanej liczbie chromosomów. Po zapłodnieniu takich komórek, liczba chromosomów wraca do wyjściowego stanu, ale nowy organizm nie jest klonem żadnego z rodziców.”

„Z chwilą pojawienia się pierwszych eukariontów na Ziemi, związki seksu z rozmnażaniem zaczęły się zacieśniać, a wraz z ewolucją zwierząt tkankowych doszło do specjalizacji wśród komórek ciała. Efektem tego było bezpowrotne utracenie zdolności do seksu z pominięciem rozmnażania oraz zdolności do rozmnażania z pominięciem seksu. Obie zdolności przywróciliśmy sobie na drodze ewolucji kulturowej, dzięki postępowi badań biologicznych. Potężnym kołem zamachowym tego postępu jest uprawianie badań na styku różnych węższych specjalności, a głównie genetyki, biologii rozwoju, biologii komórki oraz teorii ewolucji. Badania te zaowocowały metodami klonowania i inżynierii genetycznej. To wielki sukces współczesnej biologii, który teraz możemy wykorzystywać w medycynie. Jest też ona coraz silniej wspierana przez biologię w nieco mniej oczywisty sposób. Rozwija się bowiem medycyna ewolucyjna, która wykorzystuje odkrycia ewolucyjne do opracowania nowych terapii medycznych, które mogą zrewolucjonizować walkę z wirusem HIV, nowotworami czy bakteriami opornymi na antybiotyki.”

„Obok teorii ewolucji biologicznej, za największy sukces biologii uważam stworzenie modelu dziedziczenia, czyli genetykę. Do czasu prac Mendla, a tak naprawdę do czasu ich wejścia do dyskursu naukowego na początku XX wieku, nauka posługiwała się błędnym modelem dziedziczenia przez mieszanie się cech. Poza tym wszystkim, model ten nie dawał się pogodzić z teorią ewolucji według Darwina! Stworzenie koncepcji genu jako odrębnej i dyskretnej jednostki pozwoliło na wyjaśnienie dziedziczności i połączenie jej z teoriami ewolucyjnymi. Dalszym etapem tego osiągnięcia było (od połowy XX wieku do dzisiaj) poznanie molekularnych mechanizmów działania genu. Obecnie, na początku XXI wieku, dosyć dobrze już rozumiemy czym są geny i jak działają. To wielkie osiągnięcie, ale nie koniec drogi. Teraz czeka nas zrozumienie, jak działają całe genomy – jak złożone interakcje między tysiącami genów decydują o fenotypie komórek i organizmów.”

„Otaczający nas świat sprawia, że nie raz i nie dwa stajemy bez słowa wobec jego potęgi i różnorodności. Mnogość organizmów, żyjących obecnie na Ziemi nie została poznana.  Mnogość zależności pomiędzy poznanymi i niepoznanymi organizmami przyprawia o zawrót głowy. Gdyby od ekosystemów zejść do organizmów, organów, tkanek i w końcu komórek to w jednym zdaniu zawrzemy ekologię, anatomię, histologię, cytologię oraz biologię molekularną często mylnie utożsamianą z genetyką. Ekologia, czyli wzajemne relacje organizmów, o których nie mamy pojęcia, a stanowiących istotny procent m.in. gromady owadów,  pokazuje nam jak mało wiemy o otaczającym nas świecie.”

„Biologia molekularna pozwoliła ludziom poznać świat mikro, rządzący się zupełnie innymi prawami niż świat makro. Dzięki analizie genotypu ludzkiego powoli dochodzimy do rozwiązań, które pozwolą uleczyć choroby determinowane przez genetykę. Powolutku, działając dokładnie w tym samym kierunku rozprawiamy się ze średniowiecznymi demonami wywołującymi choroby. Poznajemy je coraz lepiej a co najważniejsze, dzięki nowoczesnym metodom inżynierii molekularnej możemy je leczyć.”

„Największym sukcesem biologii jest przywrócenie człowiekowi jego należnej pozycji – zrzucenie go z piedestału unikalnego stworzenia, na który sam wszedł i pokazana mu jego miejsca w świecie istot żywych, a zwierząt w szczególności. Jednocześnie bez pomniejszania wyjątkowości gatunku Homo sapiens. To głównie zasługa odkrycia zjawiska ewolucji, jako fundamentalnej siły stojącej za różnorodnością świata ożywionego na planecie Ziemi.  Ojcem teorii ewolucji był Karol Darwin, ale trzeba pamiętać, że od jego czasów biologia poczyniła niesłychany postęp. Udało się jej odkryć nie tylko jak działają mechanizmy zjawisk ewolucyjnych, takie jak na przykład molekularne podstawy dziedziczenia, ale i napotkała nowe fascynujące zjawiska, jak np. biologia wirusów, pozostających na granicy świata ożywionego.”

„Pałeczkę po biologii przejęła obecnie neuronauka  – dziedzina zajmująca się  badaniem działania układu nerwowego, a mózgu w szczególności. Obala ona mit o kartezjańskim dualizmie ciała i psychiki, likwidując ostatni bastion ucieczki przed biologicznością człowieka – od słynnego przypadku Phineasa Gage’a, który w wyniku uszkodzenia mózgu stracił moralność, poprzez eksperyment Libeta, pokazujący subiektywność poczucia wolnej woli, po współczesne odkrycia bazujące na zaawansowanych metodach neuroobrazowania. Neuronauka pokazuje biologiczne podstawy funkcjonowania i zachowania się ludzi. Nie ma w tym nic obraźliwego dla naszego gatunku. By docenić piękno i złożoność umysłu ludzkiego nie potrzebujemy magii, a jedynie nauki i wiedzy.”