Systembiologi løser livets konstruerte forviklinger - en rapport fra CELS

Av Jonathan Witt, 10. januar 2024 Oversatt herfra

De fleste akademiske biologer ville heller benytte paraglider til Mordor enn å innrømme at intelligent design slår blind evolusjon. Moderne darwinisme er det absolutt regjernede-paradigmet i historisk biologi. Merkelig nok er den hotteste grenen av eksperimentell biologi i dag, faktisk den som adopterer som fungerende arbeidshypotese, synet om at biologiske systemer er optimalt konstruert. Denne hotte nye tilnærmingen - Systembiologi - har vist seg så fruktbar at det er en økende etterspørsel etter ingeniører til å bli med i biologiske forskningsgrupper, for å hjelpe disse gruppene til å tenke som ingeniører.
Nylig hadde jeg privilegiet å delta på en vitenskapelig konferanse som tok denne systembiologiske tilnærmingen - Conference on Engineering in Living Systems (CELS) i Denton, Texas. Det som gjør at denne samlingen skiller seg ut, er at biologene og ingeniørene som er til stede ved å ta i bruk designparadigmet som bare en fungerende heuristikk. De er overbevist om at de biologiske systemene som er gjennomgått viser smarte ingeniørløsninger fordi de virkelig var smart konstruert. Hver Cels -samtale jeg deltok på, satte enten søkelys på et eller annen genialt design i biologi, eller snudde opp ned på noen elskede darwinistiske antagelser, eller begge deler.

Bilde 1. Hvalens baklemmer -er de nyttige?

Smartere enn strikkemaskiner
I ett foredrag diskuterte den internasjonale utmerkede brasilianske kjemikeren Marcos Eberlin de ingeniørmessige undrene av proteiner, ribosomer og deres underliggende aminosyrearkitektur. Ribosomer inneholder proteiner og RNA. De er vanntette, mekanisk resistente, fleksible og elastiske, med lang levetid, sammenbindende enheter. De fungerer som strikkemaskiner, men er mye smartere enn strikkemaskiner, forklarte Eberlin.
Proteiner er på samme måte usedvanlig sterke, fleksible og elastisk mye bedre enn menneskeskapte nylon er og i stand til å felle seg selv i de presise firedimensjonale strukturer som trengs for livet. De gjør det i et utall former som oppfyller en rekke utfordrende oppgaver. Disse proteinmaskinene fungerer dessuten ikke bare individuelt; De jobber symfonisk sammen.
Eberlin sa at mange av hans medforskere ikke tror på Gud, men plagierer ham hele tiden på et forskningsfelt kjent som biomimikk. Poenget er at når de administrerer kopieringsbragden, gjør de det vanligvis på en dårligere måte enn originalen.

Et høne-og-egg-problem
Eberlin påpekte også problemer med ideen om at RNA, proteiner og ribosomer utviklet seg gradvis gjennom en tankeløs prosess. For å få ribosomer og alle slags protein, trenger du forskjellige typer aminosyrer, alle venstrehendte. (Nei, aminosyrer har ikke hender. De har imidlertid amino-grupper enten på høyre eller venstre side.) Hvordan kunne tankeløs natur sortere høyre og venstre og utelukkende velge venstre-hånds aminosyrer? Det finnes ingen rent tankeløs, naturlig prosess for å generere eller velge bare venstrehendte aminosyrer.
Eberlin advarte mot å gli inn i et syn om at fysiske lover skulle ha framsyn eller intensjoner. Naturlovene forsøkte aldri å produsere rent venstrehendte aminosyrer. Naturens lover bryr seg ikke om å pleie livet. Om noe, ønsker de tankeløse naturkreftene å rive livet fra hverandre.
For å overvinner disse hamrende kreftene, sier Eberlin, trenger du molekylære, biologiske maskiner. Den ene er ribosomet. Det er viktig for å lage proteiner, men ribosomer består delvis av proteiner. Så, hva kom først i den evolusjonære historien?

Bilde 2. Nok et høne-egg problem

Du trenger også veldig store RNA -molcules for å lage ribosomer. Noen forskere fra livets opprinnelse sier at livet begynte som en RNA-verden, med DNA og proteiner som ankom senere. Andre sier, nei, proteiner kom først. Andre, at nei, ribosomer var først til stede. Men egentlig trenger du alle tre, sier Eberlin. Ingen av dem kan overleve uten de andre.
Det er et klassisk høne-og-egg-problem, og Eberlin sa at å overvinne det krever framsyn og planlegging, aktiviteter som er forbeholdt intelligente agenter. Tre kjemikere vant en nobelpris for kartlegging av ribosomet, og Eberlin sa at prisen var vel fortjent. Så hvilken pris, spurte han, skylder vi den som designet ribosomet i utgangspunktet?

Problemet med foreldreløse gener
I en annen CELS -samtale diskuterte biologi filosof Paul Nelson en økende utfordring ved moderne evolusjonsteori - den eksponentielle veksten i registeret over foreldreløse gener.
Foreldreløse gener er funksjonelle DNA -sekvenser uten kjente homologer utenfor en gitt art eller avstamning. En forpliktelse til universell felles avstamning førte til at biologer forventet at slike gener var sjeldne. Tross alt, hvis alle arter utviklet seg fra forfedrearter i et gradvis forgrenende livs tre, og startet med den siste universelle felles stamfaren (LUCA), med genetiske forandringer som bare akkumulerer veldig gradvis gjennom små genetiske mutasjoner, så nye gener - tilsynelatende uten aner - burde være ganske uvanlige. Men det viser seg, at de ikke er det.
Nelson relaterte en opplevelse fra mange år tilbake da han ble kalt ut i et foredrag i Dartmouth. Han snakket om utfordringen foreldreløse gener poserer for evolusjonsteori, og kritikeren hans klaget over at vi ikke hadde nok av et utvalg - bare 122 bakteriearter - for å konkludere med at det var noe reelt problem for evolusjonsteori. Dette signalet ville helt sikkert minke, sa kritikeren, når genomene av flere bakterieltyper ble sekvensert.

Så hva har skjedd i mellomtiden? Et polsk forskerteam har nå kartlagt genomene til mer enn 60 000 bakteriearter og nær 200 millioner bakterieproteiner. I prosessen har de avdekket 8,5 millioner foreldreløse (orphan) proteiner. Signalet, langt fra å falme, er nå høyt nok til at tenner skrangler. Nelson bemerket at det ikke bare er bakterier heller. Hver gang DNAet til en tidligere ikke-sekvensiert plante- eller dyreform blir sekvensert, blir mange nye foreldreløse gener avdekket.
Mønsteret kolliderer med det universell felles avstamning forventer, men passer godt sammen med et intelligent designparadigme. Hvis en funksjon blir nøye delt med en annen art, kan vi forvente at designeren skal omgjøre en modul som allerede er i bruk. Hvis funksjonen er unik for arten eller avstamningen, kan vi forvente at designeren skal skrive ny DNA-kode for den nye funksjonen, omtrent som en programvareingeniør ville fortsette, og resultatet ble mer foreldreløse gener. Og det er mønsteret som dukker opp.

Bilde 3. Mysteriet med orphan-gener

Poenget med pentadactyl

En annen CELS -foredragsholder var ingeniørstjerne Stuart Burgess, professor i ingeniørdesign ved Bristol University i England. Burgess er redaktør for to bioingeniør -tidsskrifter, og en hoveddesigner for det britiske olympiske sykkeltaget. Hans arbeid der hjalp de britiske banesyklistene med å vinne gullmedaljen i både OL i Rio og Tokyo. Burgess har også hatt to stipendiater ved Cambridge University og var hoveddesigner for European Space Agency's Metop satellitter.
I CELS -samtalen sin, poengterte Burgess saken om at en forståelse av ingeniørprinsipper, godt forklarer det gjentatte utseendet til pentadactyl (femsifret) lemutforming i hele dyreriket.
Evolusjonister har lenge hevdet at dette mønsteret skyldes evolusjonær felles avstamning-det vil si at en serie mutasjoner konstruerte den femsifrede utformingen i en felles forfedre avstamning og at blåkopien ble sendt ned til forskjellige etterkommere på forgreningsleddene i dyrelivet. Og etterlater alt fra menneskelige hender til hvalfinner som har Pentadactyl -design. Men selv en fullt utbetalt evolusjonist som Harvard Paleontolog Stephen Jay Gould innrømte at denne ryddige historien bryter sammen. I sin bok Eight Little Piggies bemerket han forskjellige unntak fra Pentadactyl -regelen før han spillmessig prøvde å tilpasse det mye mer rotete bildet, inn i en darwinistisk ramme.

Bilde 4. Mange balanserende hensyn

Burgess tilbød det han ser på som en mer elegant løsning. Nemlig en ingeniør-analyse som viser at fem sifre (vs. f. eks., en eller tre eller sytten) gir en optimal avveining mellom styrke og fleksibilitet/fingerferdighet. Et enkeltsifret antall ville være sterkest, og et dusin sifre mer fleksibelt eller dyktigere. Men hvis du vil ha en optimal kombinasjon av disse to dyder, og du tegner dem med styrke som avtar med hvert ekstra antall, og fleksibiliteten/fingerferdigheten øker med hvert siffer, finner du at de to dyder krysser hverandre på antallet fem. Fem tallet representerer dermed det ingeniører beskriver som en begrenset optimalisering av konkurrerende attributter.
Fem-designet vises så ofte i dyreverdenen, med andre ord, fordi designeren var en god ingeniør og valgte det som de beste avveiningene. Ta den fem-delte hvalfinnen. Finnen må være sterk, men også fleksibel nok til å vri seg på forskjellige subtile måter i tjenesten for å gjøre skapningen til en mestersvømmer. En ingeniøranalyse fant at antallet fem, best oppnår det kompromisset, sa Burgess.

Sridens hvalben
På dette tidspunktet i samtalen forventet Burgess en objektifisering: Ja, men hvaler har vestigiale bekkenbein, til overs fra sine landboene forfedre, bekkenben stort sett ubrukelige for hvalene. Visselig skriker det blind evolusjon, ikke design. Burgess bemerket at dette ofte omvendte argumentet for evolusjon er helt utdatert, siden forskning lenge har avdekket viktige funksjoner for disse beinene.
Poenget ble innrømmet i en artikkel i 2014 i tidsskriftet Evolution. "På grunn av deres svært reduserte tilstand, er bekkenben i cetacean en gang tenkt som 'unyttige etterlevninger' etter deres landliv ," men fortsatte forfatterne, disse hvalbeinene tjener faktisk en "viktig rolle i mannlig reproduktiv funksjon." (1). " Til støtte for påstanden siterte artikkelen mer enn et dusin, som bekrefter vitenskapelige artikler som strekker seg fra 1881 til 2009.
Som man kan forvente fra en artikkel i tidsskriftet Evolution, satset forfatterne på å gi en alternativ evolusjonær forklaring på bekkenbenene, men den elskede evolusjonshistorien om "vestigiale" bekkenben slår lag med den voksende haugen av diskrediterte Evolusjons ikoner fra biolog Jonathan Wells , Først i Evolusjonens ikoner og deretter i Zombie vitenskap: Flere evolusjons-ikoner.
Når det gjelder bekkenbenene i hvalen, førte den darwinistiske rammen mange forskere på villspor, mens synet på at disse beinene er et produkt av rasjonell og dyktig ingeniørvitenskap, pekte i riktig retning.

Bilde 5. Takk og farvel til hval-spekulasjoner

Dette oppdagelsesmønsteret viser tilbake til selve den vitenskapelige revolusjon. Grunnleggerne av moderne vitenskap var teister, veiledet i den jødisk-kristne virkelighetsforståelse. Deres tidlige gjennombrudd ble drevet av å se naturens bok som en mesterforfatter, en stor håndverker hvis dype design ba om nøye studier for å belyse deres skjulte kompleksitet. Så vi burde ikke bli overrasket over at når vi gjenoppretter denne tilnærmingen til den levende verden, befinner dagens systembiologer seg i midten av en ny oppdagelses revolusjon.

Referanse
James P. Dines et al., "Sexual Selection Targets Cetacean Pelvic Bones," Evolution 68, no. 11 (Nov. 1, 2014), 3296–3306, -lenke.

Jonathan Witt Bilde 6.

Executive Editor, Discovery Institute Press og Senior Fellow, Center for Science and Culture
Jonathan Witt, PhD, er utøvende redaktør for Discovery Institute Press og senior stipendiat og senior prosjektleder med Discovery Institute's Center for Science and Culture. Hans siste bok er Heretic: One Scientist's Journey from Darwin to Design (Di Press, 2018) skrevet med den finske bioingeniøren Matti Leisola. Witt har også medforfatter av Intelligent Design Uncensored, A Meaningful World: hvordan kunst og vitenskap avslører naturens geni, og The Hobbit Party: The Vision of Freedom That Tolkien Got, and the West Forgot.. Witt er hovedforfatter og assisterende produsent for Poverty, Inc., vinner av $ 100.000 Templeton Freedom Award og mottaker av over 50 internasjonale filmfestival titler.

Oversettelse, via google oversetter, og bilder ved Asbjørn E. Lund