Evolution ved hjelp av Intelligent Design: A Response to Lenski et al.

(Oversatt fra: http://www.ideacenter.org/contentmgr/showdetails.php/id/1319 )
Lenski et al, "The Evolution of Biological Complexity," Nature, 423:. 139-144 (08.05.2003)
av Casey Luskin (med litt hjelp fra mine venner) (Oppdatert november 2006)

8. mai 2003, publiserte Nature en artikkel, " The Evolutionary Origin of Complex functions " (Richard E. Lenski, Charles Ofria, Robert T. Pennock, og Christoph Adami, Nature, 423: 139-144; heretter: "Lenski artikkelen", som bruker datasimuleringer av utviklingen via et program som heter Avida, som har til hensikt å "demonstrere gyldigheten av hypotesen, først formulert av Darwin og støttes i dag av komparativ og eksperimentelle bevis, at komplekse funksjoner generelt utviklet seg ved å modifisere eksisterende strukturer og funksjoner "(interne henvisninger fjernet). Ikke bare overdriver artikkelen (og noen av dens påfølgende evolusjonistiske kommentatorer) vesentlig betydningen for den kreative kraften i Darwins mekanisme, den gir også uforvarende troverdighet til intelligent design hypotesen.

Del 1: Et svar på påstander om Lenski et al.

A. Noen innsiktsfulle kommentarer fra William Dembski:
Lenski artikkelen er blitt sitert av noen evolusjonister som en gjendrivelse av kravene til ID-talsmenn. William Dembski forteller at biolog Andrea Bottaro siterer til Lenski artikkelen som et eksempel på en tilbakevisning av kravene til ID. Nedenfor er et utdrag av Dembskis svar på Lenski artikkelen:
"Hva med [Bottaro s] henvisning # 7? Denne referansen er til Richard Lenski et al 8. mai., I 2003 papir i Nature tittelen" The Evolutionary Origin of Complex Features". Dette notatet beskriver en datasimulering, og inneholder dermed ingen faktisk biologi . Gå til diskusjonskapittelet, og du vil lese "Noen lesere vil antyde at vi" stablet på dekk "ved å studere utviklingen av en kompleks funksjon som vil bli bygget på enklere funksjoner, som også var nyttige. Men det er nettopp hva evolusjonsteorien krever ... "Med andre ord, dataprogrammererne bygget inn i simuleringen hva de trodde utviklingen trengte for å gjøre det arbeidet. Gyldigheten av denne studien avhenger av om simuleringen trofast modeller biologisk realitet.
"Dessverre forutsetter simuleringen helt poenget i saken. Den trigger derfor spørsmålet og beviser ikke noe om biologisk evolusjon i virkelig liv. Det Lenski simuleringen krever, at komplekse systemer som utøver komplekse funksjoner alltid kan bygges opp fra (eller deles opp i ) enklere system som oppviser enklere funksjon. Dette er en mye sterkere enn bare å anta at komplekse systemer kan inkludere fungerer delsystemer. Bare fordi et komplekst system kan omfatte fungerende undersystemer, betyr ikke det at det kan dekomponeres til en samling av delsystemer der alle for tiden er funksjonelle, eller tilbakedannet av tidligere funksjon og således mottagelig til å formes ved naturlig utvalg.

Bilde 1. Biologien dreier seg om ekstrem spesifisert kompleksitet

"Simuleringen av Lenski et al. forutsetter at alle fungerende biologiske systemer er evolusjonære ansamlinger av delsystemer som i dag, eller tidligere har hatt funksjon. Men det er ingen bevis for at det virkelige livs uavvendelige komplekse biologiske maskiner, for eksempel, kan dekomponeres på denne måten . Hvis det var, ville Lenski et als. datasimulering være unødvendig. Uten det, er deres demonstrasjon en øvelse i irrelevans. Bottaro's "dødelige slag" mot-reduserbar kompleksitet er ingenting av det slaget. "
(William Dembski, Introduksjon til Ikke-felles avstamning, s. XXV, XXIX (ISI Books, 2004).)

B. Noen funderinger om Lenski artikkelen av Casey Luskin:
Da jeg opprinnelig leste Lenski papiret et par år siden, følte jeg at de gjorde en god, tro innsats for å modellere noen aspekter av biologisk virkelighet. For eksempel begynte simuleringene med en befolkning på "dataprogrammer" eller "digitale organismer" som kunne reprodusere, men av og til gjorde feil (mutasjoner) da de kopierte koden sin. Fitness ble også økt ved å ha en mutasjon som lagt til en "logikk operasjon" sin kode. Jeg anbefaler å lese den opprinnelige artikkelen for å se hvordan de logiske operasjoner kan bygge på hverandre for å produsere målet for logikk operasjonen, kalt "EQU."

Jeg deler min kritikk inn i følgende kategorier:
Stabling av dekket: Det var pre-ordinert at kompleks funksjon kan opprettes fra de mindre komplekse funksjoner (de hånd-kodet en løsning før de selv kjører simuleringen) - men det er ingen slik garanti i biologi som at subsystemer kan være så enkelt kombineres for å produsere noe nyttig! Kompleksitets gapet mellom de mindre funksjoner (NAND, etc.) og målet funksjoner (EQU) er ikke veldig stort. Faktisk var de i stand til å skape EQU ved hjelp av bare fem av de mer primitive logikk drifts-delsystemer. Dette betyr at så langt som det gjelder logikk, bare fem av de grunnleggende logiske funksjoner som brukes i programmene, er nødvendig for å utvikle EQU. De skapte en simulering som de visste kunne utvikle seg mot målet funksjon gjennom delsystemene. (Det er derfor jeg har kalt denne kritikken "Evolution ved hjelp av Intelligent Design".)

For mye selektiv fordel: En positiv selektiv fordel ble gitt til bokstavelig talt hvert eneste tillegg av logiske funksjoner i organismene, som utviklet seg EQU. I tillegg har hver mutasjon legges kode, alltid tilsatt funksjonell linje (r) av koden, mens i naturen er ikke mutasjoner garantert å ha noen mening eller funksjonalitet i miljøet. Dette gjør utviklingen av EQU i hovedsak uunngåelig, og det trenger ikke teste irreduserbar kompleksitet. I en sant ugjenkallelig komplekst system, vil det ikke være selektiv fordel langs en evolusjonær bane. I det virkelige verden, er det ingen garanti for at delsystemene du trenger nødvendigvis vil gi deg en selektiv fordel langs den evolusjonære veien.
Illustrerer at irreduserbar kompleksitet ikke er mulig å utvikle: Når førnevnte "selektive fordeler" ble tatt bort, og fitness økt bare når mål-funksjonen EQU dukket opp, utviklet aldri EQU seg i sine simuleringer! Dette er svært viktig fordi det viser at de modellerte sant irreduserbar kompleksitet, og at når de gjorde det, kunne irreduserbar kompleksitet ikke utvikle seg!

Bilde 2. Bare en brøkdel er tilgjengelig for selektivt utvalg

C. "Stablede dekk"
Som Dembski bemerker, simulering forutsatte faktisk "stablede dekk" i favør av evolusjon. Undersystemene i Lenski artikkelen var garantert å være istand til å frembringe målet funksjon helt fra begynnelsen. Faktisk var forfatterne i stand til å hånd-kode (dvs. intelligent finne) en løsning for å skape målsystemet ( “EQU") fra de enklere funksjoner i det bare fem av de logiske operasjoner som kreves. Dette betyr at målet systemet er, logisk sett, bare en kombinasjon av noen delsystemer! Det er ikke klart om denne modellen biologisk realitet fordi forfatterne visste delsystemene utpreget var i stand stand til å skape målsystemet, helt bortsett fra å kjøre simuleringer. Utviklingen ser ut til garantert å være å være mulig - som ikke tester Darwins teori - det forutsetter det.

D. For mye selektiv fordel
En selektiv fordel ble gitt med "evolusjonen" (dvs. tillegg) av eventuelle ytterligere logiske operasjoner. Disse logiske operasjoner var de samme verktøy som målet funksjon kan bygges ved. Det synes derfor ikke-overraskende og uunngåelig at mål-funksjonen utviklet seg med en slik trinnvis seleksjonspress i en befolkning. Dette er som evolusjon som er forhåndsprogrammert av intelligent design. Darwinistiske prosesser er bare redskap for å oppnå den uunngåelige enkle "evolusjon" av lett-evolvable target system (EQU). Hvorvidt dette er den biologiske virkeligheten, ble ikke testet. I den virkelige verden, er biologiske funksjoner mye mer vanskelig å komme over. For eksempel, en artikkel i Journal of Molecular Biology beregner at "utbredelsen av sekvenser som utfører en bestemt funksjon av noen domene-sized fold kan være så lav som 1 til 10 opphøyd i 77, og legger til mengden av bevis for at funksjonelle folder krever svært ekstraordinære sekvenser . " (Axe, JMB, 341. 1295-1315 (2004)) Hver mutasjon hadde betydning i miljøet, noe som distanserte simuleringen fra biologisk realitet.

Bilde 3. Seleksjon fungerer bare i noen soner

Når det gjelder biologisk virkelighet, gjenkjente en kritikk av Avida, publisert i en anerkjent biologi-journal, den urealistiske enkelheten som Avida tillot evolusjon å fortsette:
En av de 26 mulige instruksjonene i en skapning er "genom" er en logisk operasjon (NAND), mens de andre utføre ulike manipulasjoner: kopiering, input / output, og så videre. Sammensatte logiske operasjoner er vurdert etter antall elementære NAND operasjoner for å utføre dem. Den mest verdifulle er EQU ( 'lik'), som returnerer en 1 bare hvis begge inngangsbitene er de samme. Dette krever fem NAND-virksomheter, samt annen virksomhet som beveger mellomresultater mellom registre. En håndskrevet program kreves 19 operasjoner for å oppnå EQU; en digital organisme trenger ekstra kode for replikering. . ... I Lenski et al sine kunstige organismer, er mutasjonsraten pr side ganske høy (0,0025), slik at de gunstige parene kan bli plukket opp av utvalget på en betydelig rate; dette ville være usannsynlig i de fleste virkelige organismer fordi, i disse, er mutasjonsratene på hvert sted lave.
(Nick Barton og Willem Zuidema, "Evolution: The uberegnelig veien mot Complexity". Current Biology, vol 13, R649-R651 19. august 2003)

En annen måte studien gitt for mye selektiv fordel var at hver mutasjon innført en kodelinje som hadde pre-satt betydning og funksjonalitet i datamaskin-miljø. Den biologiske analogi kan være å sette inn et fullt funksjonelt protein ved duplisering av et gen. Slike gen-duplisering hendelser oppstår i biologi, men biokjemiske evolusjonen på gen-nivå må også via punktmutasjoner (eller innskudd eller slettinger av segmenter av DNA i et gen). Punktmutasjoner, inversjoner eller slettinger trenger ikke legge en slik diskret og meningsfull funksjonalitet, men hver mutasjon i Lenski artikkelen der kode legges inn, representerte tillegg en av en komplett og diskret funksjon. Papiret således gitt tilsetning av for mye funksjonalitet for hver "mutasjon" og ikke en nøyaktig modell biologien i denne henseende. Var det for å nøyaktig modellere biologi, kunne studien tilfeldig ha byttet, satt inn eller slettet koden til det laveste nivået av ord eller bokstaver inn i koden til den digitale organismen. Selv om dette kan ha hatt effekt av å skape mange syntaksfeil i koden til digital organisme, kan det ha vært nærmere hva som egentlig skjer i biologi når et gen opplever erstatninger, innskudd, eller sletting av nukleotider.
Ved å tillate for en selektiv fordel hver gang en ny logikk operatør ble dannet, kan deres egnethets funksjon se omtrent slik ut:

Diagram 1: I diagrammet til venstre, er en selektiv fordel hovedsaklig gitt hver gang du kommer nærmere mål-funksjonen, kan nås på topp EQU. Det er således ikke-overraskende at EQU utvikles når en øket selektiv fordel er gitt ved tilsetning av hver logisk operasjon.

Det bør bemerkes at Lenski studie fant at noen ganger fitness ville avta (dvs. de kan miste noen viktige logiske funksjoner etter en mutasjon), bare for å senere øke med en påfølgende mutasjon.

Dermed kan de hevde at deres fitness-funksjon ser omtrent slik ut -Diagram 1 (til venstre)

Diagram 2 -til høyre: Noen ganger i løpet av simuleringen, avtok fitness (eller unnlot å øke), men simuleringen klarte likevel å komme ned fra relative maksimum"r" og finne veien til det høyere absolutte maksimum EQU. Det mest slående eksempel var en mutasjon som ble redusert fitness med 50%, bare for å tillate EQU å utvikle seg på den etterfølgende mutasjon. Det faktum at det tok bare en mer mutasjon for skikkethet til å gå opp igjen viser at dette ikke var en svært bredt bukt å bygge bro over. Således, som vist i diagram 2 -til høyre, er dette en ganske smal bukt til å bli forbundet, og den røde linje er ment å representere en smal bukt som kan overkommes gjennom kun en mutasjon i simuleringen.

Forfatterne følte at dette var et viktig funn, fordi utviklingen av en kompleks funksjon, for eksempel EQU, ikke alltid er en ubønnhørlig oppover klatre mot trenings topp, men i stedet kan innebære sidelengs og til og med bakover trinn, hvorav noen er viktige. " Men når bare en mutasjon er nødvendig for å overvinne avtagende fitness, er ikke dette så imponerende. Videre, som nevnt nedenfor, når irreduserbar kompleksitet er nøyaktig modellert, kunne ikke simuleringen overvinne mangelen på seleksjonspress for å utvikle ytterligere logiske operasjoner.

Modellering av irreduserbar kompleksitet
Artikkelen gjort et dypt funn når den nøyaktige modellert sann irreduserbar kompleksitet (første hele avsnittet, s. 143). Michael Behe ​​har definert irreducible kompleksitet som:
"An ugjenkallelig kompleks evolusjonært veien er en som inneholder en eller flere ikke-selekterte trinn (det vil si en eller flere nødvendige- men ikke selekterte mutasjoner). Graden av ikke-reduserbar kompleksitet er antall ikke-valgte trinn i reaksjonsveien." (A Response til Kritikere av Darwins Black Box, av Michael Behe, PCID, Volume 1.1, januar februar mars, 2002; iscid.org/)
Når Lenski et al. skapte en simulering med høy irreducible kompleksitet, dvs. det var ingen selektiv fordel til målet funksjon oppsto, EQU aldri utviklet seg! Betrakt dette sitatet fra Lenskis artikkel:
"På den andre ytterligheten, 50 populasjoner utviklet seg i et miljø der bare EQU ble belønnet, og ingen enklere løsning ga energi. Vi forventet at EQU vil utvikle seg mye sjeldnere fordi utvalget ikke ville bevare de enklere funksjoner som gir grunnlag for å bygge mer komplekse funksjoner . Faktisk ingen av disse populasjonene utviklet EQU, en meget signifikant forskjell fra den fraksjonen som gjorde det i belønning-all miljø (P ~ = 4,3 x 10-9, Fishers eksakte test). " (Uthevelse tilføyd)
Med andre ord, når det ikke er selektiv fordel, inntil man får man den endelige funksjonen, utvikler ikke den endelige funksjonen seg. I dette tilfellet, modellerte sannsynligvis simuleringene biologisk realitet, fordi irreduserbar kompleksitet krever at det ikke er noen fordel før du får den endelige funksjonen. Faktisk i et slikt scenario, er det funnet at utviklingen av en slik konstruksjon var umulig. Med andre ord, beviste den bare at irreduserbar kompleksitet ikke kan utvikles. Dessverre feilet forfatterne å gjenkjenne dette faktum i sin konklusjon, og fortsatte å si at den kreative kraften i Darwins mekanisme hadde blitt validert. Dette scenariet er avbildet i Diagram 3 -til venstre. Her er det ingen selektiv fordel til en høy grad av kompleksitet er oppnådd. Hvis et nivå av kompleksitet ikke gir fitness, så er det ingen darwinistisk evolusjons-grunn til at det skal eksistere. Evolusjon kan dermed ikke produsere en funksjon med mindre det tildeler noen fordel for organismen. Hvis F <= 0, så er det ingen funksjon for å velge. Hvis dF / dG = 0, slik tilfellet er hvis du forsøker å utvikle seg fra punkt A til punkt B, så det er intet seleksjonspress for å flytte genomet i retning av det som er nødvendig for å oppnå mål-funksjonen, EQU. Dette er hvordan en fitness funksjon ser ut for sann-ikke-reduserbar kompleksitet, hvor funksjonaliteten er ikke-eksisterende, inntil man oppnår alle nødvendige deler for funksjonen selv. Bemerk, når Lenski et al. modellerte ikke-reduserbar kompleksitet på denne måten, utviklet aldri EQU seg.

Lenski artikkelen gir en dristig påstand: “Våre forsøk viser gyldigheten av hypotesen, først formulert av Darwin og støttes i dag av komparativ og eksperimentelle bevis, at komplekse funksjoner generelt utvikler seg ved å modifisere eksisterende strukturer og funksjoner." Men det synes klart at dette kravet er basert på en mangelfull test av modellen. Videre synes denne påstanden å motsi funn av Lenskis artikkel om når ingen selektiv fordel foreligger helt til målet funksjon er oppnådd, så kan evolusjon ikke produsere det endelige funksjon.

Om noe, bekrefter denne artikkelen en prognose laget av Charles Darwin i 1859:
"Hvis det kan påvises at en komplekst organ eksisterte, som kunne umulig ha blitt dannet av en rekke, påfølgende, små endringer, ville min teori absolutt bryte ned."

Kanskje dette sitatet fra Darwin, ville ha utgjort en mer passende avslutning på Lenski artikkelen.