Pułapki darwinizmu

Żyjemy w złotym wieku postępu, co ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia zakresu ewolucji darwinowskiej – pisze Michael BEHE

Charles Darwin nie był pierwszą osobą, która twierdziła, że ​​ życie podlega ewolucji. Inni przyrodnicy (m.in. Jean-Baptiste Lamarck i dziadek Charlesa, Erasmus Darwin) dyskutowali o tym jeszcze przed nim. Charles Darwin nie był również pierwszą osobą, która odkryła dobór naturalny. Współczesny Darwinowi Patrick Matthew pisał o nim lata wcześniej w swojej książce On Naval Timber and Arboriculture. Charles Darwin nie był też pierwszą osobą, która połączyła teorie ewolucji i doboru naturalnego. Angielski przyrodnik i odkrywca Alfred Russell Wallace napisał do Darwina w 1858 roku list z Archipelagu Malajskiego, przedstawiając tę samą ideę, co skłoniło brytyjskiego biologa do napisania, opublikowanego w następnym roku, O powstawaniu gatunków (On the Origin of Species by Means of Natural Selection).

Darwin był pierwszą osobą, która uznała, że ​​ewolucja poprzez dobór naturalny może odpowiadać za powstanie i rozwój całego życia na Ziemi ze wszystkimi jego zawiłymi mechanizmami, bez planowania, a więc bez udziału inteligencji. Darwin był pierwszą osobą, która podjęła próbę usunięcia teleologii i celu z historii życia.

Idea „zwykłej” ewolucji – wspólnego pochodzenia z wcześniej istniejących organizmów przodków – była stosunkowo łatwa do przewidzenia i miała niewielkie znaczenie filozoficzne. Jednak twierdzenie, że rozwój życia był całkowicie przypadkowy, jest radykalne.

Większość naukowców z czasów Darwina przekonały zebrane przez niego dowody, ale niewielu z nich było przekonanych, że przyczyną ewolucji może być zaproponowany przez niego mechanizm losowej zmienności i doboru naturalnego. Dopiero w latach 30. XX wieku, za sprawą publikacji starających się pogodzić teorię Darwina z teorią genetyki Gregora Mendla, społeczność naukowa poparła tak zwaną „syntezę neodarwinowską”.

Pierwszą i prawdopodobnie najważniejszą poświęconą jej książką była The Genetical Theory of Natural Selection Ronalda Fishera. Fisher obliczył, że gdyby istniały tylko dwa różne allele (formy wariantowe) każdego ze stu genów, to byłoby miliard miliardów bilionów możliwych kombinacji tych genów. Ponieważ duże zwierzęta mają tysiące genów, Fisherowi wydawało się, że istnieje więcej niż wystarczająca potencjalna zmienność, aby dobór naturalny mógł skierować życie w dowolnym kierunku.

Jego praca wydawała się tak znacząca, że biolog ewolucyjny Richard Dawkins nazwał Fishera „największym biologiem od czasów Darwina”. Niestety ani Fisher, ani żaden ówczesny naukowiec nie wiedzieli, czym jest „gen”.

Tak jak w XIX wieku Charles Darwin przedstawił swoją teorię bez zrozumienia natury komórki lub dziedziczności, tak w XX wieku Ronald Fisher próbował obliczyć możliwości doboru naturalnego bez zrozumienia molekularnych podstaw życia. Dopiero w latach 50. XX wieku (prawie sto lat po publikacji O pochodzeniu gatunków) Alfred Hershey i Martha Chase wykazali, że DNA jest nośnikiem informacji genetycznej.

Watson i Crick odkryli, że DNA ma strukturę podwójnej helisy, a Marshall Nirenberg rozszyfrował kod genetyczny. Struktury molekularne białek, takich jak hemoglobina, określono za pomocą techniki krystalografii rentgenowskiej, wykazując, że są one niezwykle złożone. Wkrótce stało się jasne, że komórką sterują maszyny – rzeczywiste maszyny zbudowane z cząsteczek białka.

Nauka biochemii (badanie molekularnego poziomu życia) rozwijała się wykładniczo. W ciągu następnych lat naukowcy opracowali techniki syntezy fragmentów DNA w laboratorium. Z samej komórki wyizolowano enzymy, co umożliwiło sklonowanie fragmentów DNA. Postępy w technologii komputerowej umożliwiły naukowcom sekwencjonowanie całego genomu stworzeń – to znaczy określenie pełnego porządku milionów do miliardów liter DNA („nukleotydów”), które niosą informacje genetyczne organizmu.

Żyjemy w złotym wieku postępu. Ma to kluczowe znaczenie dla zrozumienia zakresu ewolucji darwinowskiej. Jak pokrótce omówię poniżej, kiedy skupiamy się na ewolucji na poziomie molekularnym, napotykamy druzgocące trudności dotyczące przyjęcia proponowanego przez Darwina mechanizmu ewolucji.

Pierwszą poważną trudnością związaną z przypadkowymi mutacjami i doborem naturalnym jest to, że wiele molekularnych maszyn sterujących komórką jest nieredukowalnie złożonych. Oznacza to, że ich funkcja zależy od współpracujących ze sobą części; jeśli jakiejś brakuje, maszyna się psuje. Ilustracją nieredukowalnej złożoności w naszym codziennym świecie jest pułapka na myszy. Popularne pułapki często mają wiele niezbędnych części, takich jak sprężyna, młotek, drewniana podstawa i inne. Jeśli brakuje jednego z nich, pułapka nie łapie myszy.

Problem z teorią Darwina polega na tym, że nieredukowalnie złożonych systemów nie można budować stopniowo, a jak Darwin zawsze podkreślał, dobór naturalny musi postępować. Dopóki wszystkie części nie zostaną połączone, nie może być mowy o funkcji selekcji naturalnej (a przynajmniej żadnej, która byłaby taka sama jak w ostatecznej maszynie).

Systemy nieredukowalnie złożone są nie tylko barierami dla ewolucji darwinowskiej, ale także wskaźnikami celowego projektu. Ilekroć widzimy kilka lub więcej części ułożonych w taki sposób, który pozwala im spełnić jakiś cel, podejrzewamy, że umysł – inteligentny agent – spowodował takie ułożenie części, ponieważ tylko umysły mogą mieć cele. Im więcej jest części i im bardziej pasują one do celu, tym pewniej dochodzimy do wniosku, że system został zaprojektowany. Łatwo dostrzec przeznaczenie pułapki na myszy w rozmieszczeniu jej części.

Teraz, gdy nauka odkryła molekularną maszynerię komórki, jeszcze łatwiej jest zobaczyć jej projekt i na jej podstawie wnioskować, że znaczna część podstaw życia została celowo zaaranżowana przez inteligentnego agenta – istotę z umysłem.

Jedną z implikacji odkrycia, że ​​komórka jest sterowana przez złożoną maszynerię molekularną, jest to, że zbudowanie takiej maszyny wymaga wielu etapów mutacji. Jak trudne byłoby to, gdyby za proces ewolucji odpowiadały losowe mutacje i dobór naturalny? W tamtym czasie najistotniejsze dostępne dane dotyczyły rozwoju oporności na antybiotyki pasożyta malarii, Plasmodium falciparum. Spontaniczna oporność na lek o nazwie atowakwon pojawiła się u jednego na trzech leczonych nim pacjentów; oporność na lek, chlorochinę, wystąpiła tylko u jednego na miliard pacjentów. Przyczyną zróżnicowanych wyników był fakt, że do nadania oporności na atowakwon potrzebna była jedna konkretna mutacja w Plasmodium falciparum, ale do oporności na chlorochinę potrzebne były dwie szczególne mutacje. Płynie z tego lekcja następująca: ​​jeśli do działania potrzebna jest więcej niż jedna niezależna mutacja, trudność w jej osiągnięciu wzrasta wykładniczo wraz z liczbą etapów mutacji. Złożoność maszynerii molekularnej wymagałaby wielu kroków do wytworzenia, więc prawie na pewno jest to poza możliwościami darwinowskiej ewolucji.

Inny problem mechanizmu Darwina polega na tym, że dobór naturalny co prawda powoduje wzrost przydatnych mutacji w populacji organizmów, ale w przeważającej części wybrane, korzystne mutacje są tymi, które łamią lub degradują istniejące wcześniej geny. Mechanizm Darwina działa głównie poprzez trwonienie informacji genetycznej w celu uzyskania krótkoterminowych korzyści. Na przykład najbardziej wyselekcjonowana mutacja w ewolucji niedźwiedzi polarnych z niedźwiedzi brunatnych powoduje uszkodzenie genu odpowiedzialnego za pigmentację. Najbardziej wyselekcjonowana mutacja u zięb z Galapagos o tępym dziobie uszkadza gen odpowiedzialny za rozwój twarzy. Najbardziej wyselekcjonowana mutacja w rasach muskularnych psów łamie region kontrolny, który normalnie wyłącza gen odpowiedzialny za regulację wzrostu mięśni. Wszystkie te i inne przykłady ewolucji darwinowskiej mogą być ważne biologicznie, ale ograniczają się do niszczenia lub nieznacznej modyfikacji istniejącej wcześniej maszynerii molekularnej. Taki proces nie może oczywiście budować nowych maszyn molekularnych.

.Problemy teorii Darwina nie są trudne do dostrzeżenia. Niemniej jednak argument za inteligentnym projektem pochodzący z biochemii jest niezwykle kontrowersyjny. Przez ostatnie 25 lat wielu naukowców, filozofów i innych akademików opowiadało się przeciwko temu. Przez lata odpowiadałem na najciekawszą lub najczęstszą krytykę. Najlepszym sposobem dla każdego, kto jest zainteresowany oceną inteligentnego projektu dla siebie, jest zapoznanie się z argumentacją obu stron.

Michael Behe