Επιστήμη είναι η αυτογνωσία μέσα από την παρατήρηση της φύσης
Η ζύμη ή μαγιά συνίσταται από τους πιο γνωστούς μονοκύτταρους οργανισμούς, τους ζυμομύκητες (Saccharomyces cerevisiae). Οι ζυμομήκυτες αν αφεθούν στην τύχη τους θα καταναλώσουν όλους τους διαθέσιμους πόρους και θα δηλητηριαστούν μεταξύ τους μέχρι να αφανιστούν. Είναι η ανθρωπότητα πιο έξυπνη από αυτούς;
Με περισσότερους από 8 δισεκατομμύρια ανθρώπους να ζουν στον πλανήτη Γη (περάσαμε αυτό το όριο τον Νοέμβριο του 2022), ο πλανήτης μας είναι πιο ευάλωτος από ποτέ στις επιπτώσεις που έχουμε στο παγκόσμιο περιβάλλον. Σε αντίθεση με τους ζυμομήκυτες που καταναλώνουν αλόγιστα πόρους μέχρι να καταστήσουν το περιβάλλον τους ακατοίκητο, η ανθρωπότητα (υποτίθεται πως) έχει την ευφυΐα και την ικανότητα να αναλάβει συλλογική δράση για να αποφύγει μια τέτοια μοίρα. Το κάνει; Ή θα το κάνει εν καιρώ; Το μέλλον του είδους μας και του πολιτισμού μας εξαρτάται από τις αποφάσεις που θα πάρουμε στον 21ο αιώνα.
Για οποιονδήποτε ζωντανό οργανισμό, η συνταγή της επιτυχίας είναι απλή: συγκεντρώνει τους πόρους που του επιτρέπουν να επιβιώσει και να ευημερήσει, αποφεύγει εχθρικά και τοξικά περιβάλλοντα και αναπαράγεται με τρόπο ώστε οι απόγονοί του να έχουν την ευκαιρία να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν. Από τα μονοκύτταρα βακτήρια μέχρι τα πολύπλοκα και εξελιγμένα φυτά και ζώα, παρότι ο μεταβολισμός και οι συνθήκες διαβίωσής τους είναι πολύ διαφορετικές, αυτή η συνταγή είναι στην πράξη καθολική.
Ωστόσο, ακολουθώντας απλά αυτή τη συνταγή, γενιά με γενιά, προκύπτει συχνά μια ακούσια συνέπεια: η εξάντληση των απαραίτητων πόρων και η συσσώρευση αποβλήτων που προκύπτουν από τις μεταβολικές διεργασίες. Σε αρκετά μεγάλα χρονικά διαστήματα ή σε αρκετά μεγάλους πληθυσμούς, αυτό μπορεί να μετατρέψει ένα άφθονο περιβάλλον – που διέθετε ευνοϊκές συνθήκες για να επιβιώσει και να ευδοκιμήσει η ζωή – σε ένα εξαιρετικά μολυσμένο περιβάλλον χωρίς πόρους. Αυτός ο μετασχηματισμός καθιστά το οικοσύστημα, αφιλόξενο για τους οργανισμούς που επιβίωναν εκεί για κάποιο χρονικό διάστημα.
Με πάνω από 8 δισεκατομμύρια ανθρώπους να κατοικούν στον πλανήτη Γη, κινδυνεύουμε να κάνουμε το ίδιο ακριβώς στο μοναδικό περιβάλλον που μας ενώνει όλους: την βιόσφαιρα του πλανήτη μας. Η επιβίωσή μας εξαρτάται πλέον από την ικανότητά μας να ενεργούμε συλλογικά για το δικό μας καλό, αλλά και των μακρινών απογόνων μας [Πρέπει να αγαπήσουμε ο ένας τον άλλο, ή να πεθάνουμε]. Διαφορετικά, θα αποδειχτούμε, τελικά, ότι δεν είμαστε πιο έξυπνοι από μια απλή αποικία ζυμομηκύτων, οι οποίοι συνήθως (αυτο)δηλητηριάζονται μέχρι να εξαφανιστούν, αν αφεθούν στην τύχη τους.
Ο ζυμομύκητας είναι ένας μονοκύτταρος ευκαριωτικός οργανισμός, που σημαίνει ότι σε αντίθεση με τα βακτήρια, διαθέτει κυτταρικό πυρήνα και καλά καθορισμένα οργανίδια ικανά να εκτελούν διάφορες λειτουργίες απαραίτητες για τις λειτουργίες της ζωής τους. Η δομή των ζυμομηκύτων τους επιτρέπει να εκτελούν την διαδικασία της ζύμωσης, να μετατρέπουν δηλαδή τους υδατάνθρακες, όπως σάκχαρα και άμυλο, σε αλκοόλη και διοξείδιο του άνθρακα.
Ένα πείραμα που κάνουν πολλοί μαθητές βιολογίας στο γυμνάσιο είναι να να τοποθετήσουν μικρό δείγμα ζυμομηκύτων σε ένα υγρό περιβάλλον πλούσιο σε υδατάνθρακες. Στη συνέχεια περιμένουν και παρατηρούν σε τακτά χονικά διαστήματα την πυκνότητα των ζυμομυκήτων.
Τα αποτελέσματα είναι αναμενόμενα: ο πληθυσμός των μονοκύτταρων οργανισμών αυξάνεται με εκθετικό ρυθμό. Με διαθέσιμα άφθονα θρεπτικά συστατικά και πόρους, ευνοϊκές συνθήκες θερμοκρασίας και χωρίς θηρευτές ή ανταγωνιστές για τροφή, σχεδόν κάθε κύτταρο ζυμομύκητα μπορεί να επιβιώσει, να ευδοκιμήσει και να αναπαραχθεί. Επειδή το πλήθος των ζυμομυκήτων μπορεί να διπλασιάζεται κάθε 90 λεπτά περίπου κάτω από αυτές τις σχεδόν ιδανικές συνθήκες, ο αρχικός πληθυσμός Ν0 , 24 ώρες μετά την πρώτη τοποθέτησή τους σε αυτό το ιδανικό περιβάλλον, μπορεί να γίνει ~65.000Ν0 (συμβαίνουν 24/1,5=16 «διπλασιασμοί» κάθε 24 ώρες, έχουμε 216 = 65.536). Μετά από 48 ώρες, θα είχαμε 48/1,5=32 διπλασιασμούς πληθυσμού και θα έπρεπε να υπάρχουν 232 Ν0 = 4.294.967.296 Ν0 ζυμομήκυτες. Με δεδομένο ότι το πείραμα διεξάγεται σε ένα τρυβλίο Petri (και όχι σε μια ιδιωτική λίμνη) — οι θρεπτικές ουσίες δεν είναι πλέον αρκετές για τον πληθυσμό των ζυμομηκήτων και ο αριθμός τους αρχίζει να σταθεροποιείται.
Όμως, καθώς ο ήδη μεγάλος αριθμός ζυμομηκύτων συνεχίζει να καταναλώνει τους υδατάνθρακες, ταυτόχρονα παράγει σημαντικές ποσότητες αποβλήτων: αλκοόλες και διοξείδιο του άνθρακα. Επειδή βρίσκονται σε υδατικό περιβάλλον, το διοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με το νερό για να παράξει ανθρακικό οξύ, το οποίο αρχίζει σιγά-σιγά να δημιουργεί ένα όξινο διάλυμα. Αν κι αυτό είναι στην πραγματικότητα ελαφρώς ευεργετικό για κάποιο χρονικό διάστημα (οι περισσότεροι μήκυτες μαγιάς ευδοκιμούν σε ελαφρώς όξινα περιβάλλοντα, παρά σε pH=7), οι συνδυασμένες επιδράσεις: ενός (τελικά) εξαιρετικά όξινου περιβάλλοντος, πλούσιο σε αλκοόλη και φτωχό σε υδατάνθρακες (μετά από την υπερκατανάλωση), θα οδηγήσει σε κατάρρευση του πληθυσμού των ζυμομηκύτων.
Στην πραγματικότητα, καθώς οι πόροι γίνονται σπάνιοι, ορισμένοι ζυμομύκητες απελευθερώνουν μια τοξίνη αβλαβή για τους ίδιους, αλλά επικίνδυνη για τους υπόλοιπους, οι οποίοι πεθαίνουν όταν εκτίθενται σε αυτή. Με άλλα λόγια, μέσω ενός συνδυασμού απλής, αλόγιστης κατανάλωσης και της συνέχισης των διαδικασιών της ζωής τους, οι ζυμομηκυτες εξαντλούν τα θρεπτικά συστατικά του περιβάλλοντος και το δηλητηριάζουν, καθιστώντας το λιγότερο κατοικήσιμο για τους απογόνους τους. Πολλοί από τους επιζώντες ζυμομύκητες, σε ένα περιβάλλον με ελάχιστα θρεπτικά συστατικά, εμπλέκονται σε κάποιου είδους πόλεμο μεταξύ τους, ελπίζοντας στη δική τους ατομική επιβίωση με κόστος την επιβίωση των αντίπαλων ζυμομυκήτων
Όπως θα περίμενε κανείς, η συνεχής παρακολούθηση του πληθυσμού της ζύμης δείχνει ότι η φάση της εκθετικής ανάπτυξης δεν ακολουθείται απλώς από μια φάση σταθεροποίησης, αλλά στη συνέχεια αρχίζει να μειώνεται, πιο έντονα και γρήγορα, ανάλογα με το πόσο μεγάλος έγινε ο πληθυσμός των μηκύτων, μέχρι τελικά να εξαφανιστούν όλοι οι ζυμομήκυτες. Αν αφεθεί ανεξέλεγκτος, ο αρχικά επιτυχημένος πληθυσμός ζύμης θα εξαφανιστεί σύντομα, ως θύμα της δικής του υπερκατανάλωσης και παραγωγής μόλυνσης.
Αυτό είναι ένα κοινό μοτίβο μεταξύ όλων των ανεγκέφαλων οργανισμών: συνεχίζουν απλώς να χρησιμοποιούν τον μεταβολισμό τους και να υποβάλλονται στις διαδικασίες της ζωής τους, ακόμα κι αν αυτό καταλήξει να καταστρέψει, να ρυπάνει ή ακόμα και να δηλητηριάσει τα περιβάλλοντα που ζουν οι ίδιοι και θα προσπαθήσουν να ζήσουν στο μέλλον οι απογόνοί τους.
Η ταχύτατη αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού στον πλανήτη Γη μας οδηγεί σε μια ανάλογη κατάσταση με την καλλιέργεια ζυμομηκήτων σε ένα τρυβλίο Petri με άφθονα θρεπτικά συστατικά. Όταν οι άνθρωποι δεν σκοτώνονται μεταξύ τους σε πολέμους, τότε θα υπερ-καταναλώνουν, θα υπερ-ταξιδεύουν (ανά τριήμερο), θα ρυπαίνουν, θα καταστρέφουν και θα εξαντλούν το περιβάλλον (ακόμα και από το νερό!), προκαλώντας μη αντιστρέψιμες μεταβολές, που μελλοντικά θα μπορούσαν να εξαφανίσουν το ανθρώπινο είδος.
Όμως, σε αντίθεση με τους ζυμομύκητες οι άνθρωποι θα μπορούσαν όχι μόνο να εντοπίσουν, αλλά και να ποσοτικοποιήσουν τις επιπτώσεις που προκαλούν στο περιβάλλον τους, αλλά και να να αλλάξουν την δράση τους ανά πάσα στιγμή.
«Οι άνθρωποι μεταφέρουμε την κληρονομιά ενός παρελθόντος που φτάνει μέχρι εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πίσω. Η κοινωνία μας δεν είναι χτισμένη στη χαρά και την ευτυχία του παρελθόντος, αλλά στους αγώνες και τις αγωνίες πολλών γενεών προγόνων. Στις επόμενες λίγες δεκάδες ανθρώπινων γενεών είναι πιθανόν να κριθεί αν οι αγώνες και οι αγωνίες του παρελθόντος θα οδηγήσουν σε ένα λαμπρό μέλλον ή σε πλήρη εκμηδένηση.»
