Hvorfor evolusjonen sliter med å forklare overgangen til flercellularitet
Av Howard Glicksman, 3. sept. 2024. Oversatt herfra

Bilde 1. Vill bukk

I min første artikkel -lenke i denne serien om det ekstracellulære rommet, bemerket jeg at når det gjelder spørsmålet om hvordan livet ble til, har jeg en kjempphest. Det er at uansett om det er en diskusjon som støtter intelligent design, eller de upålitelige prosessene foreslått av evolusjonsbiologi, innebærer det nesten alltid molekylær og/eller cellulær biologi.
Men hva med flercellede organismer som oss? I tillegg til å vite hva som skjer i cellene våre (innenfor det intracellulære rommet), må vi også vurdere hva som skjer utenfor cellene våre (men i kroppen vår) - i det ekstracellulære rommet.
Grunnleggende om en flercellulær organisme
En MultiCellulær Organisme (MCO) består av mer enn en celle. Siden kroppen din har mer enn tretti billioner celler, er du en MCO.
Det intracellulære rommet består av alt inne i cellemembranene i cellene dine. Det ekstracellulære rommet består av alt utenfor cellemembranene i cellene dine. For å avklare:
1. De forskjellige vevene og organene i kroppen din består av mange forskjellige typer celler, men mellomrommene mellom dem er en del av det ekstracellulære rommet.
2. De forskjellige typene blodkar i kroppen din består av forskjellige typer celler, men kanalene, og blodet i dem, er en del av det ekstracellulære rommet.
3. De fire kamrene i hjertet ditt består av muskelceller, men hulrommet i dem, der blod pumpes i hele kroppen din, er en del av det ekstracellulære rommet.
4. Gastrointestinalsystemet er et muskuløst hult rør foret med celler som hjelper til med fordøyelsen og absorpsjonen av vann og næringsstoffer, men hulrommet og væsken i det er en del av det ekstracellulære rommet.

En flercellulær organisme, mer detaljert
1. De intracellulære og ekstracellulære rommene består hovedsakelig av vann med forskjellige kjemikalier i løsning (kjemisk innhold) sammen med forskjellige biomolekylære strukturer.
2. For at en MCOs celler skal holde seg i live og fungere ordentlig, må de opprettholde kontrollen over det intracellulære rommet - dets vann, kjemiske innhold og forskjellige biomolekylære strukturer.
3. For at en MCO skal holde seg i live og fungere ordentlig, må den opprettholde kontrollen over det ekstracellulære rommet - vannet, kjemisk innhold og forskjellige biomolekylære strukturer.
4. I en MCO er det totale vannet, kjemisk innhold og forskjellige biomolekylære strukturer i dets intracellulære rom veldig forskjellig fra det som er i dets ekstracellulære rom. Denne forskjellen må opprettholdes for riktig vev og organfunksjon, det vil si for det å overleve.
5. I motsetning til en encellulær organisme, gjør cellene til en MCO mer enn bare å leve for seg selv. En MCO består av forskjellige typer celler som utfører forskjellige viktige funksjoner, hvorav de fleste påvirker det ekstracellulære rommet. For eksempel har menneskekroppen omtrent to hundre forskjellige typer celler, som hver har en spesifikk funksjon som gir mulighet for overlevelse og reproduksjon.
6. Naturlovene påvirker vannet, kjemisk innhold og forskjellige biomolekylære strukturer i de intracellulære og ekstracellulære rommene. Av denne grunn krever encellulært og flercellet liv innovasjoner for å bekjempe eller utnytte naturlovene.

Bilde 2. Noen av menneskekroppens systemer

Fra encellede til flercellede organismer
Legg merke til alle de forskjellige typene celler som trengs for at en MCO skal overleve. Legg nå til dette at en MCO har distinkte intracellulære og ekstracellulære rom, som hver består av forskjellige mengder vann, kjemikalier og forskjellige biomolekylære strukturer, som alle må opprettholdes for å overleve.
Gitt disse astronomiske forskjellene, bør du vurdere hva det vil ta for en encellulær organisme å utvikle seg til en flercellet organisme. Som jeg bemerket i min siste artikkel, har kjemiker James Tour og biolog Douglas Axe konkludert med at forskere ikke kan forklare opprinnelsen til cellen, dens DNA, RNA, gener og genregulerende nettverk (GRNS), proteiner med sine forskjellige former, størrelser , og funksjon, cellemembraner og cytoskjelettet, og alle cellens andre fascinerende intrikatheter.
Nå, utover det vi vet om det intracellulære rommet, har evolusjonen i oppgave å forklare opprinnelsen til det flercellede livet som involverer forskjellige celler som utfører forskjellige funksjoner som i stor grad påvirker det ekstracellulære rommet for å gi overlevelse. Det er litt av en årsaks-hindring.

Slik forklarte Steve Laufmann og jeg situasjonen i vår bok, Your Designed Body-lenke.

Bilde 3. Manglende bevis for makro-evolusjon (W. Smith)

Sammen krever de mange tusen problemene kroppen må løse for overlevelse og reproduksjon mange tusen geniale løsninger. De fleste av disse løsningene trenger spesialutstyr på alle nivåer av kroppsplanen, fra spesifikt tilpassede molekylære maskiner, til spesialiserte celler, til vev, til hele kroppssystemer. Dette kan innebære hundretusener av deler, replisert på millioner av steder. Løsninger på denne klassen av problemer viser alltid fire interessante egenskaper.
1. Spesialisering - Det tar de riktige delene å gjøre en fungerende helhet.
2. Organisasjon - Delene må være på de rette stedene, ordnet og sammenkoblet for å muliggjøre hele funksjonen til helheten.
3. Integrasjon - Delene må ha nøyaktig de grensesnittene som gjør at delene kan fungere sammen.
4. Koordinering - Delene må koordineres slik at hver utfører sin respektive funksjon eller funksjoner til rett tid.
Når et system har alle de rette delene, på alle de riktige stedene, laget av riktige materialer, med de rette spesifikasjonene, gjør de respektive funksjonene, til alle de riktige tidspunktene, for å oppnå en generell, systemnivåfunksjon som ingen av delene kan gjøre på egen hånd, da har du det som er kjent som et sammen-hengende system. I livet er systemene dessuten aldri frittstående - det er alltid gjensidig avhengighet mellom og blant de forskjellige komponentsystemene og delene.

Menneskekroppen er sammensatt av sammenhengende gjensidig avhengige systemer. Livets feilmargin er liten. Oppstart, opprettholdende og reproduserende liv er enormt vanskelige problemer å løse.
Hvordan er det mulig å få så mye riktig, å lande innenfor feilmarginen, igjen og igjen og igjen?
Harde problemer krever geniale løsninger. Heldigvis for oss er geniale løsninger overalt i biologi - og ingen steder mer enn i menneskekroppen.

Min erfaring som lege
Som hospitslege kan jeg fortelle deg at for at kroppen din skal holde seg i live, krever mange sammenhengende gjensidig avhengige systemer. Det er fordi, hvis noen del av et system mislykkes - så mislykkes kroppen din.
Det kan være en økning i karbondioksid eller en fall i oksygennivået, en økning eller fall i vannnivået ditt, glukose, eller natrium, eller kalium eller kalsium, eller hjerterytme eller blodtrykk. Hvis noen av disse kjemiske eller fysiologiske parametrene faller utenfor "Gullhårs" -området, er resultatet katastrofalt.
Selv om alle de andre parametrene er helt normale, hvis bare én av dem er betydelig utenfor grensene - kan du ikke overleve.
Det er som om evolusjonsbiologer ikke tar hensyn til døden. Alle teoriene deres ser ut til å fungere som magi - deres utviklende mellomorganismer ser ut til å være uten risiko for å dø før de kan reprodusere seg. På mirakuløst vis ser disse heldige organismene alltid ut til å lande innenfor feilmarginen, igjen og igjen og igjen.

Framsyn: Muligheten til å forutsi
Hva ville kreves for at livets opprinnelse skulle skje, med behovet for sammenhengende gjensidig avhengige systemer for å opprettholde (og reprodusere) seg selv? En rimelig fornuftig -tilnærming til spørsmålet er å vurdere produktene fra konstruert teknologi. De ble ikke til ut fra naturlover alene. De krevde intelligente og hardtarbeidende ingeniører som måtte ha mye framsyn-evnen til å forutsi hvordan naturlovene ville påvirke det de prøvde å produsere.

Bilde 4. Fort å inkludere forutsetninger i resonnement

Man kan si det samme om livet. Det var faktisk konklusjonen til kjemikeren Marcos Eberlin, medlem av det brasilianske vitenskapsakademiet og den tidligere presidenten for International Mass Spectrometry Foundation. Slik la han det ut i sin bok Foresight: "Behovet for å forutse - å se fremtiden, forutsi potensielt fatale problemer med planen og løse dem på forhånd - er observerbare rundt oss. Mange biologiske funksjoner og systemer krevde planlegging av arbeid. Disse funksjonene taler sterkt mot moderne evolusjonsteori i alle dens former, som forblir gift med blinde prosesser. Intet framsyn, intet liv".

Evolusjonære forklaringer på flercellulært liv
Med alt det foregående i tankene, er det interessant å lese noen forklaringer fra evolusjonsbiologer for utvikling av flercellulært liv. Se hva du synes -lenke:
"Livet er veldig bra til å gjenoppfinne seg selv over tid, og en av de viktigste innovasjonene har vært flercellularitet, kapasiteten til å lage flere celler og celletyper som utfører spesialiserte funksjoner. Uten utviklingen av multicellularitet, ville planeten vår være et veldig annet sted - en verden uten planter eller dyr av noe slag, og selvfølgelig uten mennesker. Likevel, selv om flercellede arter har utviklet seg uavhengig i de fleste store linjer av eukaryote organismer - vet vi overraskende lite om hvordan denne evolusjonen ble til."

Her er et annet forsøk -lenke:
-Forskere oppdager måter som enkeltceller kan ha utviklet egenskaper som forankret dem til gruppeatferd, og banet vei for flercellulært liv. Disse funnene kunne belyse hvor komplekst utenomjordisk liv kan utvikle seg i fremmede verdener.
-De første kjente encellede organismer dukket opp på jorden for rundt 3,5 milliarder år siden, omtrent en milliard år etter at jorden ble dannet. Mer komplekse livsformer tok lengre tid å utvikle seg, med de første flercellede dyrene vises ikke før for rundt okring 600 millioner år siden.
-Utviklingen av det flercellede livet fra enklere, encellede mikrober var et sentralt øyeblikk i biologiens historie på jorden og har drastisk omformet planetens økologi. Imidlertid er det et mysterium om flercellede organismer: Grunnen til at celler ikke kom tilbake til encellet liv.

"Encellularitet er tydelig vellykket - encellede organismer er mye rikeligere enn flercellede organismer, og har eksistert i minst ytterligere 2 milliarder år", sa hovedstudieforfatter Eric Libby, en matematisk biolog ved Santa Fe Institute i New Mexico. "Så hva er fordelen med å være flercellulær og forbli slik?"
-Svaret på dette spørsmålet er vanligvis samarbeid, ettersom celler hadde mer fordel av å samarbeide enn de ville gjort ved å bo alene. Imidlertid er det i scenarier for samarbeid stadig fristende muligheter "for celler til å snike seg unna sine plikter - det vil si jukse," sa Libby.

Bilde 5. Utfordringer ved evolusjonsteorien

Og en annen -lenke:

Multicellularitet har utviklet seg uavhengig minst 25 ganger. Imidlertid utviklet komplekse flercellede organismer bare i seks eukaryote grupper: dyr -lenke, (visse) sopp -lenke, brune alger, røde alger, grønne alger -lenke -lenke. Det første beviset for flercellulær organisering, er når encellede organismer koordinerer atferd og kan være en evolusjonær forløper for ekte multicellularitet, er fra cyanobakterie-lignende organismer -lenke, som levde for 3,0-3,5 milliarder år siden.

For å reprodusere, må ekte flercellede organismer løse problemet med å regenerere en hel organisme fra kimceller (dvs. sæd og eggceller), et problem som studeres i evolusjonær utviklingsbiologi. Dyr har utviklet et betydelig mangfold av celletyper i en flercellet kropp (100-150 forskjellige celletyper), sammenlignet med 10-20 i planter og sopp.
Gitt hva vi har gjennomgått om flercellet liv, spesielt forskjellene mellom de intracellulære og ekstracellulære rommene, spør deg selv:

Bilde 6. Evolusjon benyttes med flere ulike betydninger

Er du intellektuelt fornøyd med disse evolusjonære forklaringene?
Ser du hva de utelater?
Ser du hva de antar?
Ser du hvordan de ofte forveksler å forklarer hvordan noe fungerer med hvordan det ble til?
Når vi går videre i denne serien, vil ting bare bli vanskeligere for evolusjonister. Og du vil ha bedre og bedre spørsmål som de ikke kan svare på. I det minste er det mitt håp.

Bilde 7. Howard Glicksman

Dr. Howard Glicksman er allmennlege med mer enn førti års medisinsk erfaring innen administrative- og sykehusinnstillinger, som nå fungerer som sykehuslege som besøker dødssyke pasienter i hjemmene deres. Han mottok sin MD fra University of Toronto og er forfatteren av "The Designed Body" -serien for Evolution News. Glicksman videreutvikler argumentene fra denne serien i en bok medforfatter med systemingeniør Steve Laufmann, Your Designed Body -lenke (2022).