Hvorfor systembiologer nå antar at livet er optimalt designet

Av Brian Miller, 27. august 2021. Oversatt herfra. (kursiv og understreking ved oversetter)

I de to siste artiklene mine (her, her), beskrev jeg revolusjonen som skjedde i systembiologi der utøvere har erstattet evolusjonære forutsetninger med designbaserte forutsetninger som den sentrale rollen til teleologi. Nå vil jeg kartlegge hvordan biologer i økende grad har forlatt troen på at dårlig design i livet er gjennomgripende. I stedet antar de ofte at biologiske strukturer og systemer er sterkt optimalisert.

Bilde 1. Kneleddet -berre enn sitt rykte

Forventning om dårlig design
Den underliggende logikken til standard evolusjonsmodellen spår at mangelfull design og ikke -funksjonelle rester av organismers evolusjonære fortid bør strø biosfæren. årsaken er godt oppsummert i Wikipedias artikkel "Argument fra dårlig design" -lenke:
"Dårlig design" er i samsvar med spådommene om den vitenskapelige evolusjonsteorien ved hjelp av naturlig seleksjon. Dette spår at funksjoner som ble utviklet for visse bruksområder, deretter gjenbrukes eller koopererte for forskjellige bruksområder, eller forlatt helt; og den suboptimale tilstanden skyldes manglende evne ved den arvelige mekanismen til å eliminere de spesielle restene i den evolusjonsprosessen.
I egnethets temer vil naturlig utvalg alltid skyve "opp bakken", men en art kan normalt ikke komme fra en lavere topp til en høyere topp uten å først gå gjennom en dal."

Forventningen til dårlig design er ikke bare en subjektiv konklusjon basert på intuisjon, men den har blitt demonstrert strengt i beregningsmodeller. En slik modell laget av Snoke, Cox og Petcher -lenke, belyste hvorfor evolusjonsprosesser som gir mulighet for økning i kompleksitet, må generere store mengder søppel -DNA og ikke -funksjonelle elementer. Detaljene i modellen deres er sammensatte, men den underliggende logikken er grei.
For at komplekse nyvinninger skal dukke opp, må organismer tillate ikke -funksjonelt DNA å vises og vedvare i befolkningen inntil en funksjonell sekvens oppstår. Slike tilsetninger til genomet kan oppstå gjennom et gen som dupliseres og deretter gjentatte ganger muteres. Junk DNA ville uunngåelig samle seg for å omfatte en betydelig prosentandel av genomet. Dette kravet er grunnen til at biologer en gang antok at søppel -DNA utgjorde så mye som 97 prosent -lenke, av det menneskelige genomet.

Figur fra Wikipedia av egnethetslandskapet. Landskapet er en teoretisk representasjon av hvordan forskjellige organismer sammenlignet med hverandre når det gjelder deres egnethet. X-aksen (og ofte Y-aksene) representerer variasjon i trekk (f.eks. Høyde, pelsfarge) og z-aksen representerer egnethet. Naturlig utvalg forventes å presse egnethet mot en topp, men den toppen er ofte ikke den høyeste.

Bilde 2. Daler mellom toppene

Tilsvarende krever opprinnelsen til komplekse strukturer (f.eks. molekylære maskiner) utallige prøve-og-feile-arrangement av molekyler eller vev inntil noe fordelaktig vises. De fleste av forsøkene ville være enten ikke -funksjonelle eller ineffektive. Følgelig skal bare et mindretall av biologiske strukturer og systemer virke svært optimalisert.

Sentralt argument mot design
Den mest tydelige forskjellen i spådommer mellom intelligent design og ikke -styrt evolusjon er i hvilken grad liv viser suboptimal/ikke -funksjonell kontra optimal design. Filosof Philip Kitcher la vekt på dette punktet i sin bok Living With Darwin: Evolution, Design and the Future of Faith -lenke. Han appellerte til eksempler på det han trodde var klønete, inkompetente design som hans primære argument for å avfeie intelligent design:
"Hvis du var en talentfull ingeniør som designet en hval fra bunnen av, ville du sannsynligvis ikke tenkt på å utstyre den med et rudimentært bekken. ... Hvis du designet en menneskekropp, kan du sikkert forbedre kneet. Og hvis du designet genomene til organismer, ville du absolutt ikke fylle dem opp med søppel."
På lignende måte argumenterte biologen Nathan Lents i sin bok Human Errors: A Panorama of Our Glitches, from Pointless Bones to Broken Genes som den "bungling" -designen sett i hele menneskekroppen demonstrerer at vi ikke er produktet av en intelligent designer, men av en ikke-styrt evolusjonsprosess:

"Den tredje kategorien har de menneskelige feilene som skyldes noe mer enn evolusjonsgrensene. Alle artene sitter fast med kroppene de har, og de kan bare gå videre gjennom de minste endringene, som oppstår tilfeldig og sjelden. Vi arvet strukturer som er fryktelig ineffektive, men umulige å endre.
Dette er grunnen til at halsen vår inneholder både mat og luft gjennom det samme lille rommet, og hvorfor anklene våre har syv meningsløse bein som skvetter rundt. å fikse én av de dårlige designene vil kreve mye mer enn en-til-en-tid-mutasjoner noen gang kunne oppnå. å anta at disse levende tingene ble opprettet separat, er å se det kreative agenten som lunefull, slurvete, en middelmådig ingeniør, en uintelligent designer." s. xi-xii

Bilde 3. Logikken skifter brått

Skifte av perspektiver
Likevel har de fleste eksemplene på angivelig dårlig design sitert av Kitcher, Lents og andre skeptikere blitt veltet (her, her, her, her). De resterende representerer typisk nedbrytninger av en gang optimale design eller appellerer til ufullkommenhet-ved-gap-feilslutningen.

Påståtte eksempler på dårlig design representerer vanligvis meninger som følge av lenestolkritikernes begrensede forståelse av den tekniske litteraturen og deres manglende opplæring i ingeniørfag. For eksempel, i direkte motsetning til Kitcher og Lentes påstander, gjenbruker ingeniører ofte designmotiver på nye måter, akkurat som sett med hvalbekkenet -lenke. Og medisinsk fagpersonell og ingeniører har demonstrert hvordan det menneskelige kneet og ankelen er optimalt og utsøkt designet (her, her, her, her). Ingeniører har til og med sett på disse strukturene for inspirasjon til å designe kunstige lemmer (her, her).
Dessuten er det meste av det menneskelige genomet nå kjent for å være funksjonelt takket være Encode -prosjektet. De ødeleggende konsekvensene av denne åpenbaringen for evolusjonsteori har ikke gått helt ubemerket.

Biokjemiker Dan Graur uttalte spontant det følgende:
"Hvis det menneskelige genomet virkelig er blottet for søppel -DNA som antydet av Encode -prosjektet, kan en lang, ikke-styrt evolusjonsprosess ikke forklare det menneskelige genomet. Hvis organismer derimot er designet, forventes alt DNA, eller så mye som mulig, å utvise funksjon. Hvis en ENCODE er riktig, er evolusjonsteorien feil."

Bilde 4. Påstått nøytralitet

"Underliggende optimalitetsprinsipper"
Av like stor betydning erkjenner systembiologer nå at det å anta optimal design fører til den mest produktive forskningen. For eksempel utviklet Nikolaos Tsiantis, Eva Balsa-Canto og Julio R. Banga en modell for å studere biologiske systemer basert på å identifisere "underliggende optimalitetsprinsipper." Og i sin bioinformatikkartikkel fra 2018, undersøkte de ledende forskere som også demonstrerte -lenke, den prediktive kraften ved å anta optimalitet:
"Sutherland (2005) hevder at disse optimalitetsprinsippene lar biologi gå fra bare å forklare mønstre eller mekanismer til å kunne komme med spådommer fra første prinsipper. Bialek (2017) gjør det viktige poenget med at optimalitetshypoteser ikke bør vedtas på grunn av estetiske årsaker, men som en tilnærming som kan testes direkte gjennom kvantitative eksperimenter. Matematisk optimalisering kan derfor betraktes som et grunnleggende forskningsverktøy innen bioinformatikk og beregnings-systembiologi."

Andre forskere har til og med vist at biologiske systemer som DNA -replikasjon og oversettelse, embryologisk utvikling og sensoriske prosesser -lenke, fungerer ved effektivitet nær grensene for det som er fysisk mulig. Menneskelig ingeniørvitenskap blekner i forhold til slike prestasjoner.
Den store overvekt av bevisene samsvarer med den designbaserte prediksjonen om optimalitet. Og det motsier direkte en sentral prediksjon av enhver teori om ikke styrt evolusjon. Vil dette beviset overbevise kritikere som Kitcher og Lents om å tenke nytt om synspunktene deres? Mest sannsynlig ikke siden deres tro på vitenskapelig materialisme ikke er basert på empiriske bevis, men på deres filosofiske tro. Heldigvis har mange biologer tillatt bevisene å lede dem i riktig retning, til tross for sosialt press for å opprettholde status quo. Disse forskerne vil lede biologi gjennom den neste store vitenskapelige revolusjonen som nettopp har begynt.

Brian Miller -Bilde 5, til venstre

Forskningskoordinator og senior stipendiat, Center for Science and Culture.
Dr. Brian Miller er forskningskoordinator og senior stipendiat for Center for Science and Culture ved Discovery Institute. Han har en B.S. I fysikk med en lavere grad i prosjektering fra MIT og doktorgrad. I fysikk fra Duke University. Han snakker internasjonalt om temaene Intelligent Design og innflytelsen av livssyn på samfunnet. Han har også konsultert om organisasjonsutvikling og strategisk planlegging, og han er teknisk konsulent for Ideashares, en virtuell inkubator dedikert til å bringe innovasjon til markedet.

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