Wat is leven? - 'Belangrijke inzichten'

Vijf basisbegrippen van de biologie zijn leidend in zijn mooi opgebouwde verhaal, waarin hij van alles uitlegt over de werking van cellen, genen, evolutie, de chemische processen in cellen en het informatiemanagement van cellen.  

Nurse vertelt vanuit zijn eigen levenslange fascinatie, die is begonnen als kind toen hij getroffen was door de schoonheid van een citroenvlinder die de tuin in vloog. Nurse was de eerste in zijn familie die ging studeren, en omdat hij steeds weer zakte voor zijn eindexamen Frans, heeft hij eerst een tijdje in als technicus in het microbiologisch lab van een bierbrouwerij gewerkt voordat hij aan een studie biologie kon beginnen. Daar was hij zielsgelukkig bezig aan zijn eerste onderzoeken. In zijn latere loopbaan heeft hij aan de hand van gistcellen vele ontdekkingen gedaan over de genetische mechanismen achter de groei en deling van cellen.

Een van de mooie inzichten uit het boek is dat al het leven op aarde diepgaand met elkaar verbonden is. Cellen in alle dieren, schimmels en planten regelen hun celcyclus op dezelfde manier. De centrale controle van dit fundamentele proces van celdeling, het onderzoekthema van Nurse, is gedurende miljoenen jaren van evolutie nauwelijks veranderd. Het wonderwaarlijke van evolutie is hoe natuurlijke selectie, het traag en willekeurig optredend proces van variabiliteit, kan leiden tot een ogenschijnlijk grenzeloze en constant veranderende rijkdom aan soorten om ons heen.

Zijn antwoord als geneticus op de vraag wat leven is, komt wellicht wat technisch over. Aan de andere kant, een deskundig antwoord op zo'n grote vraag is op zich al geruststellend. Als onderzoeker is hij tot de conclusie gekomen dat de meeste verschijnselen van het leven het best kunnen worden begrepen als door chemische reacties die door enzymen zijn gekatalyseerd. Enzymen zijn namelijk verantwoordelijk voor bijna alle chemische reacties die samen de grondslag vormen voor de stofwisseling van cellen. Nurse ziet het leven het resultaat van de relatief simpele en duidelijke regels van chemische aantrekking en afstoting, en van het aangaan en verbreken van moleculaire verbindingen. Deze fundamentele processen, die allemaal tegelijk optreden op de minuscule schaal van moleculen, zijn op de een of andere manier bij elkaar gekomen en hebben zo het leven op aarde gecreëerd.

Het leven maakt niet alleen gebruik van chemie, ook van informatie zoals blijkt uit onze genetica. Het leven is doelgericht, het wil voortbestaan. De cel heeft informatiemanagement nodig om orde te scheppen in de extreem ingewikkelde wirwar van al zijn operaties. Dat heeft Nurse in zijn onderzoek naar de celcyclus ook gezien. Dankzij informatiemanagement kan de cel haar ultieme doel van zelfbehoud en voortplanting verwezenlijken.

Nurse maakt allerlei uitstapjes naar andere domeinen van de wetenschap ter verheldering van zijn uitleg van processen en mechanismen. Bijvoorbeeld als hij het heeft over informatieverwerking in cellen voor een constante toestand, ofwel homeostase. Daar beschrijft hij de centrifugaalregelaar die door Christiaan Huyens werd ontwikkeld en door James Watt werd geperfectioneerd. Deze bestaat uit een ventiel dat opgebouwde stoom laat ontsnappen en zo de snelheid van de stoommachine constant houdt. Cellen maken op dezelfde manier gebruik van informatie.

Nurse laat zien wat het oplevert om de complexiteit van biologische systemen te doorgronden. Met deze kennis kunnen we keuzes maken die levende systemen beïnvloeden. Biologische kennis heeft een grote invloed in het denken over oplossingen voor belangrijke vraagstukken zoals klimaatverandering en het tegen gaan van biodiversiteitsverlies. Dat laatste is een grote zorg van Nurse, waar we meer kennis op zouden moeten ontwikkelen. Met dit kleine bijzondere boek heeft Nurse ons een inkijkje kunnen geven in het denken van een groot wetenschapper. Behalve dat ik mijn kennis over biologie heb kunnen ophalen, heeft het mij een aantal belangrijke inzichten opgeleverd.