Magyar Narancs: Milyen út vezet a mélytengeri ökoszisztémáktól a posztkommunista társadalmi rend-szerekig?
Jack Corliss: Sok tudós leszűkíti a vizsgálódása területét, és izolált rendszerekben gondolkodik, mert úgy egyszerűbb. Az óceánban viszont nem lehet elkülönítve tanulmányozni a dolgokat. A megkövesedett óceáni üledékben található apró, mikroszkopikus fosszíliák tanulmányozása elsősorban geológiai, paleontológiai probléma. Ezek az üledékek azonban viszonylag fiatalok, és a jelenleg élő szervezetek is kölcsönhatásban állnak velük, így rögtön bejön a képbe a biológia. Annál is inkább, mert a fosszíliákat a felszínen zajló történések is érintik, valamint az áramlatok, amelyek különféle tápanyagokat hordoznak. Tehát a felszíni vizek biológiáját és az áramlatok fizikáját is figyelembe kell venni, továbbá azokat a kémiai reakciókat, amelyek a tengervízben zajlanak. Az oceanográfia üzenete az, hogy minden mindennel összefügg.
MN: Hogyan jutott el a hőforrásokig?
JC: Az óceán fenekéről származó sziklákat tanulmányozva jutottam arra a következtetésre, hogy azokat melegvizű források is alakították. Ezután expedíciót indítottam a mélytengeri hőforrásokhoz, ahol rengeteg élőlényt találtunk. Vagyis kétféle energiaforrás működik az óceánban: elsődlegesen a nap, de bizonyos izolált, mélytengeri területeken a hőforrások. A hőforrások vize és a tengervíz eltérő kémiai összetételű: a hőforrások vize kémiai energiát hordoz, amit az élőlények fel tudnak használni. 1977-ben derítettünk fényt arra, hogy az ilyen hőforrások környékén egész sor élőlény - baktériumoktól a halakig - él szoros kölcsönhatásban a hőforrással és egymással. Növények nincsenek, mert nincs napsütés.
MN: Kölcsönhatásban állnak ezek az élőlények a bioszféra többi részével?
JC: Csak nagyon kis mértékben. Ezek a populációk szigetszerű izolá-cióban élnek. Minden hőforrás egy külön világ, egymástól is különböznek, önálló ökoszisztémáknak tekinthetjük őket.
MN: Elképzelhetőnek tartja, hogy a földi élet a mélytengeri hőforrásokban keletkezett?
JC: Meg vagyok győződve róla. Ez olyan hipotézis, amely rengeteg bizonyítékkal alátámasztható: az élet legrégebbi, fosszilis maradványai mélytengeri hőforrásokból származnak. A hőforrások környékén élő baktériumok a baktériumevolúció legősibb fajtáit képviselik, ezt genetikai vizsgálatok is alátámasztják. A hőforrások kémiája magyarázatot adhat arra, hogyan jöhettek létre az első élőlények. Jelen van az energia és egy folyamatos áramlás a magas hőmérsékletű belső és az alacsony hőmérsékletű külső részek között, valamint a hőforrásból kiszabaduló, egyenetlen eloszlású kémiai anyagok: ez ideális hely arra, hogy komplex óriásmolekulák jöhessenek létre. A hőforrások környékén felfedezett életformák a bolygó többi részétől teljesen függetlenül működnek, és nagyon ősinek tűnnek.
MN: Mit szól ahhoz az elképzeléshez, amely szerint az első élőlények egy meteoriton érkeztek a Marsról?
JC: Természetesen nem állíthatjuk hogy a Marson nem létezett élet, azonban ha fogadnom kellene, hogy a két bolygó közül melyiken keletkezhetett könnyebben, biztos, hogy a Földre fogadnék. A marsi élet bizonyítékai nem túl meggyőzőek, érdekes viszont, hogy a szóban forgó meteorit összetétele hőforrásüledéket sejtet. A Marson léteztek hőforrások, a meteoritról készült elektronmikroszkópos felvételeken megfigyelhető apró, gömbszerű szerves struktúrák feltehetően hőforrásokban fejlődtek ki: az azonban eldönthetetlen, hogy élőlények voltak-e, vagy csupán molekulák. Szerintem az élet keletkezésének hosszadalmas folyamata sokkal messzebb juthatott a Földön, mint a Marson. Ne felejtsük el, hogy az élet történetében az idő első nyolcvan százalékában csak egysejtűek léteztek.
MN: A NASA egyre többet beszél a Földön kívüli élet lehetőségéről, akár a mi naprendszerünkben is. Újabban főleg a Titánt és az Európát emlegetik, szondákat is küldenek oda.
JC: Az Európa nagyon érdekes. Jéggel borított égitest, de ha még nem hűlt ki teljesen, lehetnek hőforrásai, amelyek a mélyben megolvasztják a jeget. A probléma az, hogy a földi élet keletkezése feltehetően igényelte az oxidáló légkör jelenlétét, legalábbis azt, hogy az atmoszférából oxigén oldódjon be a tengervízbe, és így lejuthasson a hőforrások környezetébe is. Az Európán ez viszont kizárt, tehát kérdés, hogy a valószínűleg erősen redukáló hatású óceánban léteznek-e olyan kémiai utak, amelyek az élet keletkezéséhez vezetnek.
MN: Egyetért Carl Sagannal abban, hogy az univerzumban intelligens civilizációk milliárdjai léteznek?
JC: Mindmáig csak egy példánk van, így a dolog legfeljebb pénzfeldobással dönthető el. Természetesen lehetséges, hiszen mi vagyunk rá a precedens, de kérdés, hogy valóban megtörtént-e valahol. Az is elképzelhető, hogy az univerzum tele van intelligens civilizációkkal, és az is, hogy a miénk az egyetlen. Nem kizárt, hogy ritka, nagyon kis valószínűségű események sorozata vezetett a földi civilizáció kialakulásához, és sehol másutt nem teljesültek az ehhez szükséges feltételek.
MN: Mit gondol a Földön kívüli civilizációk rádiójelei után kutató SETI programról? Van értelme ilyesmire költeni a pénzt nagyobb elméleti és gyakorlati haszonnal kecsegtető tudományos programok helyett?
JC: Azt hiszem, igen. Rengeteg dolgot tanulhatunk belőle még akkor is, ha nem éri el a célját, és nem találunk intelligens civilizációktól származó rádiójeleket. Persze tudnék olyan kutatási területeket mondani, amelyekre szívesebben költeném azt a pénzt, amelyet a SETI-re fordítanak.
MN: Hogyan került kapcsolatba a NASA-val?
JC: 1983-tól 1988-ig Budapesten éltem, egy balatonfüredi konferencián találkoztam a NASA egyik kutatójával, akinek elmondtam az élet keletkezéséről alkotott elméletemet. Megkérdezte, hogy mit akarok kezdeni vele, mire azt válaszoltam, hogy számítógéppel modellezni fogom a hőforrásokban zajló folyamatokat. Munkát ajánlott a NASA-nál, ahol négy évig dolgoztam, szabad kezet kaptam, azzal foglalkozhattam, ami érdekelt. A NASA kíváncsi volt, mi mindenre használhatók még a számítógépei, én pedig modelleket készítettem, kísérleti matematikai modelleket, majd teljes kísérleti ökoszisztémákat, és vizuálisan is megjelenítettem őket. Sok mindenre rájöttem arról, hogyan kell ezeket a modelleket elkészíteni, hogyan kell a valóságot ezekben a modellekben megjeleníteni. A modellek képi megjelenítésének segítségével könnyebben meg lehet érteni a komplex, dinamikus rendszerekben zajló folyamatokat.
MN: Következetesen komplex rendszerekről beszél. Mi bennük a közös?
JC: A rendszerelméletek a tudomány más területein fejlődtek ki, de a hőforrások példája rádöbbentett, hogy pontosan ez az a megközelítési mód, amelyre szükségem van. Minden komplex rendszer sok, majdnem egyforma alkotórészből áll, például egy fa vagy egy levél sejtjei. A modell célja, hogy megmutassa, hogyan szervezik meg magukat, hogyan kommunikálnak. Ezeknek az apró, egyforma részeknek az együttműködéséből struktúrák alakulnak ki, triviális példa a hangyavár vagy a méhkaptár. A mélytengeri kutatóutakat az üledékben talált mintázatok alapján javasoltam. Amikor az élet keletkezésével kezdtem foglalkozni, az első kérdés, ami felmerült bennem, az volt, hogyan került az a rengeteg információ az első élő sejtbe. Ez a gondolatmenet az önszervező folyamatokhoz vezetett. A dinamikus rendszerek matematikáját kezdtem tanulmányozni. Rádöbbentem, hogy kell legyen valamiféle természetes folyamat, amelynek során rend keletkezik a káoszban. A káosz matematikáját olyan fizikusok alkották meg, akik az áramló folyadékok turbulenciáját tanulmányozták, így főleg arra a kérdésre koncentráltak, hogyan lesz a rendből káosz. Engem a másik irányú folyamat érdekel. Elegendő bizonyíték van arra, hogy az élet a hőforrásokban keletkezett: de az még mindig kérdés, hogy hogyan. Tanulmányozni kezdtem a káosz matematikáját és az önszerveződés termodinamikáját. Ezek a jelenségek nem vizsgálhatók számítógép nélkül: a dinamikus, önszerveződő rendszerek modellezésének számítóerő-igénye óriási.
MN: Tudományos igazgató volt egy tudománytalannak bélyegzett kísérletben: a Bioszféra II. hatalmas üvegházában miniatűr ökoszisztémát épített fel egy kutatócsoport. Sokan szélhámosságnak tartják, ami ott történt.
JC: Nem voltam ott az elején. Sokáig nem is tudtam arról, hogy másfél hektáron egy zárt ökoszisztémát hoztak létre, amelyben emberek élnek. Később azt gondoltam, amit a legtöbb tudós: egy csapat hippi meg akarja váltani a világot. Nem éreztem komoly tudományos kihívásnak a feladatot. De mikor személyesen is elmentem oda, lenyűgözött a résztvevők elszántsága és a felhasznált technológia. A bent élők maguk termelték meg az ennivalójukat, minden hulladékot újra felhasználtak, beleértve a vizet és a levegőt is. Mikor elfogadtam a munkát, elhatároztam, hogy megpróbálom megvédeni a résztvevőket és elméleteiket, amelyek óriási kritikának voltak kitéve, főleg olyan tudósok részéről, akik nem hisznek a komplex rendszerek kutathatóságában.
MN: A szkeptikusok szerint a Bio-szféra II. soha nem volt zárt ökoszisztéma: rendszeresen be kellett avatkozni, hogy ne váljon lakhatatlanná.
JC: Nézze, nyolc ember két évig odabent élt. Bármikor kijöhettek volna, de nem tették, pedig nagyon stresszes volt, testileg és lelkileg egy-aránt. Maguknak kellett megtermelni minden élelmet, küzdeni a rovarokkal és minden más váratlan problémával. Ugyanakkor keményen támadta őket a sajtó, gyakran emlegették például, hogy néhány hónappal a kísérlet kezdete után az egyik bentlakó csúnyán elvágta a kezét, és kórházba kellett vinni, visszafelé pedig bevitt magával egy szelet csokit. Ez természetesen nem változtatott a kísérlet lényegén. Mikor kirúgtak egy programozót, ő azt nyilatkozta a sajtónak, hogy csalnak, és levegőt pumpálnak az épületbe. Tény, hogy kénytelenek voltunk folyékony oxigént befecskendezni egy idő után, mert az oxigénszint 15 százalék alá csökkent. Az üvegház felépítéséhez felhasznált betonban lévő kálcium-karbonát oxigént kötött le az atmoszférából - erre senki nem számított. A beavatkozással természetesen megszegtük az eredeti szabályokat, ugyanakkor a Bioszféra II. nem szűnt meg dinamikus, komplex rendszerként működni. Az utánam következő tudományos igazgató híres mondása volt, hogy "az ökológia nem tudomány". Ezt úgy értette, hogy az ökológiát nem lehet olyan egzakt körülmények között kutatni, mint a fizikát vagy a kémiát. Ezek a kísérletek nem megismételhetők. Az ilyen komplex rendszerekben túl sok a bizonytalanság: a Bioszféra II.-ben egy alkalommal például populációs robbanás történt a hangyák között. Egy másik, hasonló kísérletben lehet, hogy egy másik rovar szaporodott volna el.
MN: Mit gondol a Lovelock-féle Gaia-elméletről, amely szerint Földünk maga is élőlény?
JC: A legtöbb geokémikus globálisan, vagyis a Gaia-elmélet szellemében szemléli a Földet. Én azonban nem nevezném élőlénynek, hiszen az élőlény definíciója szerint önreprodukcióra képes - a Föld viszont nem. A Gaia-elméletet jó modellnek tartom - leírja, hogyan működik a Föld. Hiszek abban, hogy totálisan függünk a Földtől, túlélésünk záloga, hogy az egész rendszer működjön.
MN: Elképzelhető egy olyan számítógépes modell, amellyel prognosztizálható például az, hogy milyen hatással lesz a széndioxidszint növekedése az éghajlati viszonyokra?
JC: Nem. Az olyan komplex rendszerekben, mint a Föld atmoszférája, nagyon nehéz bármit is megjósolni. Ez már matematikai szinten is bizonytalan. Az viszont jósolható, hogy a széndioxidszint növekedése nagy hatással lesz a klímára: hogy kipusztítja-e az emberiséget vagy nem, az még bizonytalan.
MN: Jelenleg társadalmi rendszerek modellezésével foglalkozik. Isaac Asimov egyik tudományos-fantasztikus regényében, az Alapítvány-trilógiában szociológus-mérnökök olyan modellt alkotnak, amely évszázadokra előre leírja a galaxis történelmét, és azokat a pontokat, ahol beavatkozásra van szükség ahhoz, hogy a társadalmi folyamatok az Alapítvány elképzeléseinek megfelelően alakuljanak. Valami hasonlóra készül ön is?
JC: Ugyan már. Ebből a teóriából hiányzik a választás szabadsága, a szabad akarat. Ha hiszünk abban, hogy a jövő determinálva van a jelenben, akkor elég modellezni a jelent, és bármit meg lehet jósolni. Ez nem így működik.
MN: Nem kétlem, hogy individuális szinten érvényesül a szabad akarat. A társadalmi folyamatok azonban jóval determinisztikusabbnak tűnnek: példaként említhetném a kommunizmus bukásával hasonló gazdasági-politikai helyzetbe került közép-európai országokban zajló folyamatok hasonló vonásait.
JC: Ez igaz, de ha megfigyeljük a történelem nagy fordulópontjait, kiderül, hogy a legfontosabb dolgok egyes emberek vagy kis csoportok döntésein múltak, és nagy szerepet kap a véletlen is. A Systems Laboratory a komplex rendszereket vizsgálja, elsősorban a társadalmi rendszereket. Hiszünk abban, hogy a számítógépek hozzásegíthetnek a társadalmi változások jobb megértéséhez. A társadalmi rendszerek tanulmányozása fontos, mert mindannyian tudjuk, hogy a társadalmak őrült dolgokat tudnak tenni: itt, Európában nem kell magyarázni ezt, ahol ebben a században két világháború is pusztított. Azt gondolom, hogy ha jobban megértjük a társadalom működését, olyan társadalmakat teremthetünk, ahol ilyesmi nem fordulhat elő.
Bodoky Tamás
