Igor Rudan, jedan od najuspješnijih i najcitiranijih hrvatskih znanstvenika, član Kraljevskog društva u Edinburghu i pokretač Škole za 21. stoljeće, za Index je napisao seriju tekstova o (ne)održivosti svijeta. Rudan često oštro i argumentirano komentira društvene događaje u Hrvatskoj i svijetu, a mi u nastavku donosimo treći tekst iz Rudanovog serijala. Prvi možete pročitati ovdje, a drugi ovdje.

>> (Ne)održivost svijeta (I): Što se uopće događa i je li stanje alarmantno?

>> (Ne)održivost svijeta (II): Što i kako činiti ako zaista želimo napredak?

KADA je riječ o dugoročnoj održivosti ljudi na Zemlji, o aktualnim pitanjima klimatskih promjena, zagađenju okoliša, iscrpljivanju poljoprivrednih resursa, kao i smanjenju bioraznolikosti ekosustava zbog ljudskog djelovanja, znanstvenike iz područja prirodnih znanosti posebno brine problem koji bismo mogli nazvati "arhitekturom kolapsa". Međutim, postoje mnogi važni parametri potrebni za modeliranje budućih scenarija koje još uvijek ne možemo procijeniti s dovoljnom sigurnošću. Stoga je vrlo nezahvalno prognozirati kada bi nas točno u budućnosti taj problem mogao sustići. 

Sjećate li se starih videoigara?

Zamislimo da smo učitali neku od onih starih videoigara za prve kućne kompjutore. Na ekranima bi se zatim iscrtavali dvo- ili trodimenzionalni svjetovi. Zamislimo načas da nakon svake odigrane videoigre nasumično izbrišemo deset naredbi iz njezinog učitanog programa, koji ima tisuće naredbi, pa počnemo igrati ispočetka. Isprva ćemo možda primijetiti kako nekom čovječuljku u videoigri uniforma više nije plava, već siva. Neka se vreća zlata više ne vidi na ekranu, iako se prolaskom na mjestu gdje je bila još uvijek mogu prikupiti dodatni bodovi. Izbrišemo li zatim još deset naredbi, dogodit će se da se ulaskom u jednu sobu labirinta igra uvijek zamrzne pa ćemo u daljnjim pokušajima izbjegavati ulaske u tu sobu. Izbrišemo li još deset naredbi, bodovi se možda više neće zbrajati ispravno, već ostajati na nuli, bez obzira na to što radili. Uz to, čovječuljak kojeg kontroliramo više ne može pucati, već samo skakati. Izbrišimo zatim još deset naredbi. Igra će se tada moći započeti, ali će se već ulaskom u iduću sobu labirinta ekran zamrznuti. Nakon još deset izbrisanih naredbi pritisnut ćemo "start", ali igra se uopće neće pokrenuti.

Slično je, primjerice, i s ljudskim genomom i mutacijama koje se u njemu vremenom nakupljaju. One se množe zbog pogrešaka u prepisivanju i udvostručavanju genoma kad god se stanica dijeli ili zbog izlaganja raznim otrovnim tvarima, kemikalijama ili zračenju. No, za razliku od videoigre i njezina programa, ljudski genom ima niz mehanizama kojima kontrolira i "ispravlja" svoj slijed kad naiđe na mutacije - npr., takozvani "mismatch repair" proces. Dakle, genetski kod ima ugrađene mehanizme za aktivno ispravljanje pogrešaka u slijedu poruke, kakve kompjuterski programi za videoigre nemaju. U kompjutorskom programu, kada se neka naredba jednom izbriše, neće se vratiti. Kao i naredbe kompjutorskog programa, tako se i slijed baza u genomu ljudske stanice može mijenjati. Dio genoma koji se u našim stanicama očitava sadrži čak oko tri milijarde "slova". Ako se neka i izmijene, toj se stanici najvjerojatnije neće dogoditi ništa. Većina mutacija bit će ili popravljena ili neće biti previše važna niti će zahvatiti neki ključni proces u stanici.

Bez kontrole rasta nastaje tumor

Međutim, povremeno će se ipak izmijeniti i neko slovo koje kodira aminokiselinu vrlo važnu u procesu sinteze nekog proteina, koji je pak ključan u nekom staničnom procesu. Kada se nakupi dovoljno mutacija u nepoželjnoj kombinaciji, a sustavi kompenzacije ne uspiju otkloniti pogreške na vrijeme, stanica postaje zbunjena. Ona tada mora izvršavati upute koje nemaju smisla. Kada izgubi kontrolu rasta, nastaje tumor. Tumori mogu pokazivati visok stupanj sličnosti s normalnim stanicama ako promjene u njihovu genetskom kodu nisu previše narušile stanične funkcije. No, one mogu pokazati i potpuno odsustvo sličnosti s normalnim stanicama i silno agresivan rast. To je posljedica kolapsa u genomskoj kontroli rasta i diobe stanice nastale uslijed nepovoljne kombinacije mutacija koje su se nakupljale u genomu.

I alergijske reakcije u ljudskom organizmu mogu dovesti do smrti cijelog organizma unutar samo nekoliko minuta, bez obzira na sve zaštitne mehanizme. I slomovi burzi s dramatičnim padom cijena praktično svih dionica također su teško predvidivi. Naime, kolaps izuzetno složenih sustava imat će vrlo brojne uzroke, ali kada jednom započne, često nastupa naglo i nepredviđeno. U kompjutorskom programu videoigre koji smo sami napisali mi možemo predvidjeti kakav će biti učinak brisanja koje naredbe. Ali u genomu unutar stanice, u ljudskom organizmu, pa i na burzama još uvijek ne razumijemo dovoljno sve važne komponente tako složenih sustava. Tako je i s ekosustavima na Zemlji, koji sadrže milijune biljnih i životinjskih vrsta, a sve su one međusobno povezane u jednom golemom hranidbenom lancu.

Čovjek je odgovoran za ubrzanje izumiranja vrsta

Na Zemlji danas živi oko deset milijuna vrsta. Oko milijun njih trenutno prijeti izumiranje, mnogima već unutar nekoliko desetljeća. Ljudske djelatnosti su odgovorne za ubrzanje njihova izumiranja. Zbog našeg djelovanja na Zemlji mnoge vrste trenutno izumiru nekoliko desetaka do nekoliko stotina puta brže no što bi trebale, usporede li se sadašnje stope smanjenja njihovih populacija s prosjekom unutar zadnjih deset milijuna godina. Štoviše, te stope iščezavanja trenutno sve više ubrzavaju. Međutim, ljudima nije previše važno dijele li Zemlju s još deset ili pak s još devet milijuna drugih vrsta.

Ipak, ekosustavi na Zemlji evoluirali su do svoje današnje ravnoteže tijekom milijardi godina, omogućivši uspješan suživot deset milijuna vrsta. Mnoge su od njih međuovisne na neki način. Iščezne li milijun vrsta, to je kao da smo u vrlo složenom kompjutorskom programu izbrisali svaku desetu naredbu. Nestanu li, primjerice, pčele, to može izazvati domino-učinak kojim će nestati i brojne biljke koje pčele redovito oprašuju. Time zatim neće biti hrane ni za neke životinje pa će i one izumrijeti te će lančanom reakcijom dovesti do kolapsa dijela ekosustava.

Život na Zemlji je preživio razne katastrofe, hoće li i nas?

Je li to važno za ljude? Život na Zemlji već se nekoliko puta održao kroz velike katastrofe, poput udara meteora, vulkanskih erupcija, sudara kontinenata i ledenih doba. Nakon njih bi samo neke vrste preživjele te se iz njih ponovo razvio sav daljnji život na Zemlji. Trebamo li se onda brinuti? Uskoro ćemo vjerojatno moći klonirati meso i drugu hranu pa je čak i "bioprintati" na 3D-printeru. Drveće je lako posaditi pa će kisika biti dovoljno. I vode za sada još uvijek ima, iako se u mnogim zemljama više ne može piti ona vodovodna.

Čemu nam, onda, trebaju druge vrste s kojima dijelimo Zemlju i zašto bismo trebali brinuti zbog kolapsa ekosustava? Možda, načelno, i ne bismo. Ali ako zagrijavanje atmosfere bude imalo predviđene učinke na život u oceanima i na poljoprivredu, koji će biti dodatno pojačavani i zagađenjima svih vrsta, a uz iscrpljivanje raznih poljoprivrednih resursa, mogli bismo doći u razdoblja velikih nestašica hrane za dijelove svjetskog stanovništva. Uz to, nastavljanje zagađivanja rijeka industrijskim otpadom moglo bi dovesti i do sve većih problema s raspoloživošću pitke vode. Kako je vidljivo, svi ti problemi samo pojačavaju jedni druge. Ta njihova tzv. "pozitivna povratna sprega" stvara uvjete za kolaps u opskrbi hranom i vodom za ugrožene dijelove čovječanstva. 

Imamo li dovoljno vremena?

Ali ekosustav je kompliciran, a znanosti o očuvanju okoliša, oceanima i klimi relativno su mlade znanstvene grane i tek se razvijaju. Njihov razvoj je trenutno vrlo brz, ponajviše zahvaljujući golemim ulaganjima proteklih godina. Zato malo tko može danas dati dovoljno precizne odgovore i iznijeti predviđanja o tome je li kolaps ekosustava na nekim mjestima u svijetu već započeo ili nije te o čemu će on najviše ovisiti i kakve bi mjere trebalo poduzeti da ga se spriječi. Već unutar desetak godina predviđanja će postati znatno preciznija. Nadajmo se da će pokazati da još uvijek imamo dovoljno vremena za sprječavanje kolapsa ekosustava koji bi u znatnijoj mjeri mogao ugroziti i ljude.