Mỗi người trong chúng ta là một quần thể đa dạng

Cách chúng ta nhìn nhận về sự sống đang trải qua một thay đổi lớn. Cuốn sách I contain multitudes của Ed Yong tiết lộ rằng một bộ gen thường không chứa tất cả các gen cần thiết cho một sinh vật. Cộng sinh không hiếm, mà là quy luật. Và chúng ta chỉ là lớp phủ trên chiếc bánh khổng lồ của vi sinh vật.

Quan điểm về cách sự sống vận hành

Quan điểm của bạn về cách mà sự sống vận hành, và về bản chất của chính bạn, sẽ thay đổi khi đọc cuốn sách I contain multitudes của Ed Yong. Cuốn sách như một kính hiển vi văn bản, một thiết bị để cho bạn thấy những gì mà mắt thường không thể thấy hay hiểu được. Nó cho thấy những thay đổi lớn đang diễn ra trong lĩnh vực sinh học.

Cuộc sống thường được xem như một trò chơi của gen và bộ gen. Các gen ích kỷ hợp tác với các đồng đội trong cùng bộ gen, tạo thành các phương tiện cá nhân trong cuộc cạnh tranh đẫm máu của quá trình tiến hóa.

Yong gọi quan điểm tập trung vào cá nhân đó là một hư cấu dễ chịu. Cuộc sống đòi hỏi sự hợp tác quy mô lớn (hoặc là các mối quan hệ đối tác) vượt xa bộ gen di truyền. Chẳng hạn, tế bào người có khoảng 25.000 gen nhưng tận dụng gấp 500 lần số lượng gen vi sinh vật. Cơ thể của bạn chứa khoảng 30 nghìn tỷ tế bào người và khoảng 39 nghìn tỷ tế bào vi sinh vật.

Con người và các vi khuẩn cùng chung sống với chúng ta (hệ vi sinh vật) liên kết chặt chẽ đến mức các loại đường trong sữa mẹ nuôi dưỡng các vi sinh vật trong ruột của đứa trẻ chứ không phải bản thân đứa trẻ (vì nó không thể tiêu hóa được các loại đường đó). Và sự trao đổi chất giữa các loài như vậy rất phổ biến.

Ý nghĩa của bộ gen

Một bộ gen thường không chứa tất cả các gen mà một sinh vật cần. Ngay cả các cấu trúc cơ thể cũng không chỉ là sự thể hiện của các đặc tính bẩm sinh. Cơ thể là sản phẩm được xây dựng và định hình liên tục, nhờ vào những tương tác phức tạp với biển vi khuẩn xung quanh chúng ta.

Bằng cách tận dụng các gen của vi sinh vật, chúng ta có thể né tránh sự chậm chạp của tiến hóa. Các gen vi sinh vật là một hình thức thích nghi nhanh chóng trong cùng một thế hệ, cho phép chúng ta thêm các khả năng hóa sinh mà bản thân chúng ta không tiến hóa để có được. Hệ vi sinh vật giống như các phụ kiện bổ sung, hoặc các thiết bị cắm và chạy trong cổng USB của sinh học.

Từ chúng ta mà Yong sử dụng có thể là một trong những từ chúng ta rộng nhất từ trước đến nay – nó thường bao gồm tất cả các dạng sống đa bào.

Sự thay đổi mà Yong mô tả lớn đến mức nó đang tạo ra những khái niệm, thuật ngữ và ẩn dụ mới. Chẳng hạn, holobiont, hologenome, chuyển gen ngang, và dysbiosis.

Mọi loài động vật và thực vật tự nhiên đều là một holobiont bao gồm một vật chủ và các vi sinh vật cũng như virus cộng sinh đa dạng.

Vì vậy, cộng sinh không hiếm, mà là quy luật. Chúng ta (theo nghĩa rộng đó) luôn được bao quanh bởi các vi sinh vật. Chúng xuất hiện từ 2 tỷ năm trước chúng ta. Chúng ta cắm vào hệ sinh thái của chúng. Chúng ta chỉ là lớp phủ trên chiếc bánh khổng lồ của vi sinh vật.

Các mối quan hệ cộng sinh có nhiều loại

Một loài sống phụ thuộc quá nhiều vào các vi sinh vật cộng sinh đến mức nó không có miệng, không có ruột, và không có hậu môn.

Các mối quan hệ cộng sinh có nhiều loại. Loại không thể sống thiếu nhau. Loại vô hại. Loại phá hoại/ ký sinh. Chúng không phải lúc nào cũng không có xung đột và có thể thay đổi loại hình. Nhưng các nguyên tắc có thể nhận biết được sẽ điều hành các mối quan hệ cộng sinh ổn định và có thể tồn tại (chẳng hạn, hạn chế sự ích kỷ để duy trì sức khỏe chung).

Quan điểm mới này thúc đẩy Yong thử nhiều ẩn dụ mới: Bạn là một khu vườn, một sở thú, một thành phố, một thuộc địa, nhưng hữu ích nhất là bạn là nhiều hệ sinh thái phức tạp (cẳng tay = sa mạc khô ráo, khoang mũi = rừng ẩm ướt). Ẩn dụ đó giúp chúng ta tái hình dung hệ miễn dịch như những kiểm lâm viên, không phải là những đội quân phòng thủ.

Yong cảm thấy vi khuẩn bị gắn nhãn một cách sai lầm. Hầu hết vi khuẩn không phải là kẻ thù của chúng ta (mầm bệnh = một phần rất nhỏ). Và việc gắn nhãn vi khuẩn là tốt hoặc xấu thường không có ý nghĩa.

Dysbiosis là tình trạng mất cân bằng trong hệ vi sinh vật (~giống như các mạng sinh thái bị phá vỡ). Tình trạng này có liên quan đến nhiều bệnh tật.

Bức tranh lớn của sinh học ra sao?

Việc điều này thay đổi bức tranh lớn của sinh học ra sao vẫn chưa rõ ràng. Ví dụ, liệu có phải là sự sinh tồn của bộ hologenome thích nghi nhất hay không vẫn là một đề tài nóng được tranh luận (xem here và here, cảm ơn Seth Bordenstein vì liên kết cân bằng cuối cùng đó).

Tôi gợi ý mở rộng ý tưởng phương tiện của Dawkins. Mỗi gen cần các gen phương tiện khác để phát triển, nhưng cũng cần các gen vi sinh vật của nó, ở nhiều mức độ khác nhau, đôi khi cũng cần như vậy (gợi ý rằng sự chọn lọc có thể hoạt động ở mức độ nhóm kiểu mới này).

Các đối tác vi sinh vật là di truyền không qua con đường gen, mà được truyền môi trường (giống như các ngách được tạo dựng).

Vi khuẩn vận hành các thị trường trao đổi gen nhộn nhịp, chuyển gen ngang là hiện tượng phổ biến.

Bài viết của Yong khéo léo di chuyển giữa hóa sinh và toàn bộ hệ sinh quyển, điều chỉnh độ sâu của nó một cách hấp dẫn để tiết lộ những thay đổi lớn. Chúng gần như là một sự chuyển đổi sinh học kiểu Copernican, điều chỉnh lại quan điểm cá nhân trung tâm một cách thiển cận. Yong nói, có lẽ không phải là tôi chứa đựng nhiều mà là tôi là một quần thể đa dạng.