Evolusjon med og uten flere samtidige endringer
av William A. Dembski 29.juni 2022. Oversatt herfra.

Bilde 1: Plasmodium-mutasjoner

Dembski anmelder Jason Rosenhouses nye bok, The Failures of Mathematical Anti-Evolutionism (Cambridge University Press), i serie. For hele serien så langt, gå hit.
Darwinismen er forpliktet til at evolusjonen skjer gradvis, ett skritt av gangen, ved enkelte mutasjonsendringer. Det er en god sannsynlighet for dette synet, underskrevet av, eller man kan si som reaksjon på, spesifisert kompleksitet. Alternativet til enkle mutasjonsendringer er flere samtidige mutasjonsendringer. Hvis det kreves samtidige endringer av evolusjonen, ville trinnene som darwinistiske prosesser beveger seg langs blitt usannsynlige, så mye at den darwinistiske evolusjonen i seg selv ikke lenger ville være plausibel. Darwin sa det på denne måten i Artenes opprinnelse: "Hvis det kunne påvises at et komplekst organ eksisterte, som umulig kunne ha blitt dannet av tallrike, påfølgende, små modifikasjoner, ville teorien min absolutt bryte sammen. Men jeg kan ikke finne ut noe slikt tilfelle."

"Små mutasjonstrinn"
Selvfølgelig mente Darwin ikke bare mange, påfølgende små modifikasjoner som sådan. Det som tross alt ikke kan formes gradvis i fravær av noen begrensninger - ethvert system av deler kan i prinsippet bygges opp en del om gangen, og dermed gradvis. For Darwin var begrensningen åpenbart naturlig utvalg. De små modifikasjonene som var akseptable for Darwin, var de der hver modifikasjon gir en selektiv fordel. Darwin var tross alt i denne konteksten fra Origin og forsvarte sin teori. I likhet med sine moderne disipler var han overbevist om at all evolusjonær endring skjer gradvis, med naturlig utvalg som godkjenner hvert trinn i prosessen. I vår tid blir disse endringene sett på som mutasjonsmessige, og den mest gradvise av disse er den enkelte mutasjonsendringen. Jason Rosenhouse kjøper dette synet når han, i en passasje som allerede er sitert i denne serien, bemerker at alle tilpasninger i biologi "kan brytes ned i små mutasjonstrinn." ( s. 178)

Bilde 2. Livssyn kan påvirke faglig syn

For å omstøte synet om at alle biologiske tilpasninger kan skje gjennom enkelt mutasjonsendringer, det ene babysteget etter det andre, er det derfor nok å vise at noen tilpasninger motstår gradvis dannelse på denne måten og i stedet krever flere samtidige endringer. Tidligere i denne anmeldelsen pekte jeg på irreduserbar og spesifisert kompleksitet som moteksempler til darwinistisk evolusjon, og oppfordret til at disse utgjør en overbevisende barriere for naturlig utvalg som virker på tilfeldige variasjoner. Jeg ønsker nå å gå dypere inn i denne barrieren, og spesifikt hvordan arbeidet til noen av mine kolleger og meg angående behovet for flere samtidige endringer i evolusjonen motbeviser Rosenhouses sak for darwinistisk gradualisme.

Bilde 3. Et utsagn som kan slå flere veier

Utfordringen
For å forstå utfordringen som flere samtidige mutasjonsendringer utgjør for darwinistisk evolusjon, la oss gjenbesøke evolusjon på nytt, på den diskrete hyperkuben (se her). Evolusjon starter i dette tilfellet fra tilstanden der alle alle er nuller, dvs. (0, 0, …, 0) og slutter ved tilstanden der alle er enere, dvs. (100, 100, …, 100). Evolusjonen fortsetter ved å gå fra ett baneelement i hyperkuben til det neste, spørre opptil 200 naboer, med sannsynligheten for å finne det neste baneelementet 1 av 200 for hvert søk. Som allerede nevnt er dette en geometrisk progresjon, så gjennomsnittlig antall spørringer per vellykkede evolusjonstrinn er 200, og siden den totale banen har 10 000 steg, vil gjennomsnittlig antall spørringer, eller ventetiden, gå fra (0, 0 , . . , 0) til (100.100, . . , 100) er 2.000.000 (200 * 10.000). Det er bakterier som replikerer hvert 20. minutt. Så med livet på jorden som varer nærmere 4 milliarder år, setter det en øvre grense på rundt 100 billioner generasjoner på enhver evolusjonær avstamning på planeten jorden. Så 2 000 000 er gjennomførbart.

Men hva om evolusjon på hyperkuben krevde to samtidige vellykkede spørringer - fra en nabo og deretter den neste - for det neste vellykkede evolusjonstrinn? Fordi spørringene må være vellykkede samtidig, er de sannsynlighetsmessig uavhengige, og sannsynlighetene multipliseres. Så sannsynligheten for to samtidige søk er 1/200 x 1/200, 1 av 40 000. Riktignok går hvert trinn nå gjennom to naboer, så det totale antallet trinn som trengs for å komme fra (0, 0, …, 0) til (100 100, …, 100) faller med halvparten til 5 000. Men den totale ventetiden for å komme fra (0, 0, …, 0) til (100 100, …, 100) er nå 40 000 x 5 000, eller 200 000 000. Det er en hundre ganger økning i forhold til ikke-samtidige forespørsler, men fortsatt mindre enn 100 billioner, det maksimale antallet generasjoner i enhver evolusjonær avstamning på jorden.

Men la oss nå øke kravene
Hva om evolusjonen på hyperkuben krevde fem samtidige vellykkede spørringer - av en nabo, så en annen, og en annen, og en annen, og enda en til - for det neste vellykkede evolusjonstrinn? Fordi spørringene må være vellykkede samtidig, er de sannsynlighetsmessig uavhengige, og sannsynlighetene multipliseres. Så sannsynligheten for fem vellykkede samtidige søk er 1/200 x 1/200 x 1/200 x 1/200 x 1/200, 1 av 320 milliarder. Hvert trinn går nå gjennom fem naboer, så det totale antallet trinn som trengs for å komme fra (0, 0, …, 0) til (100 100, …, 100) synker til 2 000. Men den totale ventetiden for å komme fra (0, 0, …, 0) til (100 100, …, 100) er nå 2000 ganger 320 milliarder, eller 640 billioner. Det er en 320 millioner ganger økning i forhold til ikke-samtidige søk. Dessuten overstiger dette tallet godt 100 billioner, det maksimale antallet generasjoner i en evolusjonær avstamning på jorden.

Bilde 4. Michael Behes 1.bok

Som det fremgår av dette eksemplet, hvis evolusjon krever samtidige vellykkede spørringer (også kjent som samtidige mutasjonsendringer), så er darwinistisk evolusjon død i vannet. I så fall blir ventetidene (som nettopp korrelerer med usannsynligheter) rett og slett for store til at evolusjonen kan gjøre noe interessant. Nå er selvsagt, hyperkuben et lekeeksempel. Men virkelige eksempler på evolusjon eksisterer, som ser ut til å ikke kreve suksessive, men samtidige mutasjonsendringer. Mike Behe ​​undersøkte et slikt eksempel i detalj i sin andre bok, The Edge of Evolution (2007). Der bemerket han at to spesielle aminosyreendringer, som krever assosierte genetiske endringer, var involvert i at malariaparasitten Plasmodium oppnådde klorokinresistens. Disse endringene er sjeldne, og i tråd med behovet for samtidige mutasjonsendringer. Spesielt resistens mot klorokin forekommer hos disse malariaparasittene omtrent 1 av 10^20 tilfeller. Disse tallene er foruroligende for en gradvis endrende darwinistisk evolusjonsprosess.
Likevel er Rosenhouse, som siterer Kenneth Miller, ikke overbevist (se s. 157–158). Men som det er Rosenhouses vane innen antimatematisk evolusjonisme, gir han alltid kritikere av intelligent design det siste ordet. Miller anklager Behe ​​for kunstig å utelukke kumulativ seleksjon og dermed for å ha unnlatt å løse saken for samtidige mutasjoner. Men darwinister, når de forsvarer kumulativ seleksjon, krever at kritikere identifiserer og utelukker enhver mulig evolusjonær vei, en effektivt uendelig og derfor umulig oppgave. Behes svar til Miller, som Rosenhouse lar være unevnt, er lærerikt. Jeg (Dembskik) siterer det utfyllende:
-Generelt er ikke darwinister vant til å begrense sine spekulasjoner med kvantitative data. Det grunnleggende budskapet til The Edge of Evolution er imidlertid at slike data nå er tilgjengelige. I stedet for å forestille oss hva kraften til tilfeldig mutasjon og seleksjon kan gjøre, kan vi se eks-empler på hva den har gjort. Og når vi ser på de beste, klareste eksemplene, er resultatene mildt sagt ganske beskjedne. Gang på gang ser vi at tilfeldige mutasjoner er usammenhengende og mye mer sannsynlig til å degradere et genom, enn å legge til det - og dette er de positivt utvalgte, 'tjenlige' tilfeldige mutasjonene.

Bilde 5. Lynn Margulis slutning

-Miller hevder at jeg har utelukket kumulativ seleksjon og krevd Plasmodium falciparum for å oppnå et forhåndsbestemt resultat. Jeg er smigret over at han tror jeg har slike krefter. Malariaparasitten tar imidlertid ikke imot bestillinger fra meg eller noen andre. Jeg hadde ingen evne til å utelukke eller kreve noe. Parasitten var fri i naturen til å komme med en hvilken som helst løsning som kunne hjelpe den, ved hvilken som helst mutasjonsvei som var tilgjengelig. Jeg rapporterte ganske enkelt resultatene av hva parasitten oppnådde. Med 10^20 sjanser vil det forventes å ha gjennomgått et stort antall av alle typer mutasjoner - substitusjoner, slettinger, innsettinger, genduplikasjoner og mer. Og i det astronomiske antallet muligheter var i beste fall en håndfull mutasjoner nyttige til det.

Parallell kritikk
Doug Axes forskning på enzymer som utvikler nye proteinfolder fremkaller det samme mønsteret av kritikk fra Rosenhouse. Axe fremhever behovet for flere koordinerte mutasjoner i utviklingen av TEM-1 beta-laktamase, og beregner noen forbausende små sannsynligheter (i størrelsesorden 1 av 10^77). Rosenhouse siterer en kritiker (s. 187), i dette tilfellet plantebiolog Arthur Hunt, som hevder at Axe tok feil ved å fokusere på feil stamme av enzymet (en svekket form i stedet for villtypen). Men så gir Rosenhouse avkall på å sitere Axes svar på Hunt. Her er en relevant del av Axes svar:

-I arbeidet beskrevet i JMB-artikkelen fra 2004 [som Hunt og Rosenhouse svarte på], valgte jeg å bruke den laveste rimelige funksjonsstandarden, vel vitende om at dette ville gi den høyeste rimelige verdien for P, som igjen gir den mest optimistiske vurderingen av muligheten for å utvikle nye proteinfolder. Hadde jeg brukt villtypens funksjonsnivå som standard, ville resultatet blitt en mye lavere P-verdi, noe som ville gitt en enda større utfordring for darwinismen. Med andre ord … metoden jeg brukte var bevisst sjenerøs mot darwinisme.

Bilde 6. Proteiner må ha funksjonelle former

Nå kan det virke som om jeg bare gjør det Rosenhouse gjør, nemlig å gi gutta mine det siste ordet. Men hvis jeg er det, er det ikke det at jeg prøver å avslutte diskusjonen for tidlig - det er bare det at jeg ikke er klar over noen ytterligere svar fra Miller og Hunt. På den annen side bør Rosenhouse, når han skriver sin "state of the art"-bok om matematisk anti-evolusjonisme, antagelig være oppdatert på det siste om hvor debatten står. Millers anmeldelse av Behe ​​in Nature var tilbake til 2007. Og Hunts svar på Axe fant sted på en blogg (pandasthumb.org), også tilbake i 2007. Behe ​​svarte Miller med en gang, i 2007, og Axes svar dukket opp i BIO-Complexity i 2011. Så hvis Rosenhouse var rettferdig, kunne han i det minste ha notert at Behe ​​og Axe hadde svart på kritikken han siterte. Det faktum at Rosenhouse ikke gjorde det, antyder at han har en historie å fortelle og at han vil fortelle den uavhengig av fakta eller bevis.

Bilde 7. Sannsynlighet for tilfeldig dannelse av informasjon

Den tredje veien
Som avslutning på dette innlegget bemerker jeg at designtilhengere ikke er de eneste som stiller spørsmål ved og avviser det darwinistiske synet om at seleksjon som virker på enkelte mutasjonsendringer, kan drive den evolusjonære prosessen. James Shapiro, en biolog ved University of Chicago, representerer en gruppe kalt The Third Way: Evolution in the Era of Genomics and Epigenomics. For et tiår siden skrev Shapiro det som egentlig utgjorde et manifest for The Third Way: Evolution: A View from the 21st Century (2011). Der argumenterte han for at organismer gjør sin egen 'naturlige gen-ingeniørkunst', som er teleologisk og fullstendig ikke-darwinistisk. Riktignok er ikke Shapiro en fan av intelligent design. Men i personlig samtale har jeg funnet ham mer anti-darwinistisk, hvis det var mulig, enn mine intelligente designkolleger. Spesielt bemerket jeg til ham at jeg trodde den darwinistiske mekanismen i det minste ga noen nyttige innsikter. Shapiro svarte med å si at Darwins effekt på biologi var helt negativ. Denne utvekslingen skjedde på kontoret hans under mitt besøk ved University of Chicago i 2014, som ble arrangert av Leo Kadanoff og beskrevet tidligere i denne serien.