Michael Behes utfordring - fortid, nåtid og fremtid
Evolution news; 22. sept. 2016
Oversatt herfra.
Bilde 1. En usannsynlig revolusjonær
Tjueén år etter Darwins Black Box -her, konfronterer de ikke-reduserbare komplekse utenbordsmotorene, vist av Michael Behe, fortsatt darwinismen. Det er et tema for vår .. dokumentar-'Revolutionary: Michael Behe & The Mystery of Molecular Machines' -her. Utfordringen gjelder fortiden, nåtiden og fremtiden.
Se på dette sitatet fra en artikkel i Proceedings of the National Academy of Sciences -her:
"Det bakterielle flagellum-systemet har vært gjenstand for intense studie i mange år. Det har bidratt til å belyse problemer med samling, motilitet og kjemotakse (-bevegelse av en celle som reaksjon på en kjemisk stimulans) på molekylært nivå i et relativt enkelt system, som vanligvis inneholder ~ 40 forskjellige proteiner. Det har også vært ikonet for kreasjonister i USA som benekter evolusjonsteorien."
Å, det bakterielle flagellum-systemet. Artikkelen fra forskere i Tyskland, Nederland, Israel og USA.. gir seg ut for å vise at et enklere flagellum i en arkea-type gir bevis for evolusjon av det mer komplekse flagellumet i bakterier. Det er tilfredsstillende å reflektere at forfatterne forblir irritert av "kreasjonist" -ikonet. De kan ikke la det hvile.
Som forventet, nekter de å sitere Behe direkte (eller annen ID-kilde), så deres eneste referanser som støtter "kreasjonist" -påstanden, er 6 til 12 år gamle skrifter av Kenneth Miller, Barbara Forrest og EH Egelmann. De får 'ha det på sin måte'. Det som betyr noe er substansen i Behes argument og bevis, som tiltrakk seg forskernes oppmerksomhet i fire nasjoner.
I mellomtiden lengre øst - spesielt i Japan - virker ikke forskere så motivert av å forsvare Darwin. To nye artikler som omhandler molekylære motorer, viser deres åpenhet for design-tenkning.
Bilde 2. Tverrsnitt av cilium
Cilium etterligning
Den første handler om å designe en etterligning av cilia, et annen om Behes eksempler på ikke-reduserbar kompleksitet (IC) systemer. Fem bio-medisinske ingeniører fra Tokyo, som skrev i Science Advances -her, lyktes å lage " Kunstig cilia som autonome nano-bevegere." De kaller dette " Design av en gradient selvoscillerende polymer-børste med kontrollert enveisbevegelse."
"Her har vi forberedt en polymerbørste-overflate som ligner et levende cilium , som viser selv-oscillerende og ensrettet bølgebevegelse av den podede polymeren i nanometer-skalaen. Denne studien gir et nytt konsept for å designe autonome polymerbørsteflater som er effektive i nanometerskalaen som bio-inspirert dynamisk myke materialer."
De hyller designen i cilia og andre mobilmaskiner som inspirerte deres eget arbeid:
"Spatio-temporalt velordnet mekanisk aktivering av bio-makromolekyler i nanometer dimensjon, som drives av kjemiske reaksjoner, lik enzymatiske reaksjoner, spiller en viktig rolle i levende organismer . For eksempel binder motorproteiner til polariserte cytoskeletale filamenter og bruker energien utledet fra gjentatte sykluser av adenosin-5'-trifosfat-hydrolyse for å bevege seg jevnt langs dem. I tillegg bærer mange motoriske proteiner membran-lukkede organeller til deres treffende steder i cellen. Cytoskeletale motor-proteiner beveger seg ensrettet langs et orientert polymerspor. I denne prosessen bruker de kjemisk energi til å drive seg langs en lineær sti, og glidretningen er avhengig av sporets strukturelle polaritet. Nylig har byggingen og utformingen av disse bio-molekylære motorsystemene med godt styrt enveisbevegelse blitt et område med stor fokus i avanserte vitenskaper."
Ordet "design" vises ti ganger i artikkelen. Referanser til evolusjon er helt fraværende.
Et annet team jobbet med å etterligne cilia i hårceller i det indre øret. Publisering i Nature journal Scientific Reports -her, presenterer de stolt, "Her presenterer vi en ny, helt bio-mimetisk strømningssensor som forsøker å replikere den intrikate morfologiske organisasjonen og funksjonen til hårcellenes hår-ansamlinger" funnet i sebrafisk. Ingen av de billige imitasjonene inneholder imidlertid noe som intra-flagellær transport i biologiske cilia (se vår rapport-her). Med hensyn til opprinnelsen til disse intrikate strukturene, behandlet teamet evolusjon som magi: "Naturens evolusjonerende vei førte til sensorer med høy funksjonalitet og robusthet, når det gjelder materialegenskaper, anatomisk arkitektur og energiforbruk." Det er all støtten Darwin fikk. De brukte imidlertid ordet design 15 ganger.
Flagell fokus
På 1990-tallet støttet Behe seg til relativt urafinerte elektron-mikrografer av flageller. Tenk deg for tjue år siden om man hadde kunnet se i detalj ett protein i flagellens stator. Det er hva den japanske forskere fra Nagoya University avslørte med avanserte bildebehandlings-teknikker. Så har saken for design vokst sterkere eller svakere siden Darwins Black Box ble publisert? En artikkel i Natures åpne tilgangstidskrift 'Scientific Reports'-her, avslører svaret. Du kan se deres sammensatte bilde av statorproteinet MotA:
Bilde 3: Sammensatt bilde av statorproteinet MotA, av Michio Homma via EurekAlert.
Det ser mer ut som en godt designet utenbordsmotor enn noensinne!
"Mange bakteriearter bruker spiral-propeller (flageller) festet til motorer for å bevege seg gjennom et flytende miljø. En interaksjon mellom motorens rotor og stator-komponenter genererer rotasjonskraften som kreves for bevegelse. Statoren omdanner elektrokjemisk energi til mekanisk kraft etter å ha gjennomgått en strukturell forandring forårsaket av bevegelse av ladede partikler (ioner) gjennom en indre kanal. Tidligere studier undersøkte statoren og dens interaksjon med rotoren ved å konstruere mutante proteiner og analysere deres funksjoner. Imidlertid var lite kjent om statorstrukturen.
Et team av japanske forskere ledet av Hommas laboratorium ved Nagoya University har nå renset statorproteinet MotA fra en bakterie funnet i varme kilder (Aquifex aeolicus) og analysert dets tredimensjonale struktur ved hjelp av elektron-mikroskopi, hovedsakelig i samarbeid med Nambas laboratorium ved Osaka University."
Statorproteinet MotA viser en elegant utformet kanal for ioner. Disse er arrangert i grupper på fire ved statorens base på den cytoplasmatiske siden. To små molekyler av MotB strekker seg inn i periplasma. Identifisering av strukturen er et viktig skritt på veien for å finne ut hvordan flagellen fungerer.
"Statoren er en av de viktigste delene for den velfungerende bakterielle flagellum-motoren, og antas å fungere som en energiomformingsenhet som omdanner elektrokjemisk potensiell gradient over den cytoplasmiske membranen til mekanisk kraft . Statorens og rotors interaksjonsoverflater har blitt godt studert ved mutasjonelle analyser. Imidlertid forblir mekanismen for energikonvertering ukjent på grunn av mangel på strukturell informasjon om statoren."
Hvordan omdannes kjemisk energi til rotasjonsenergi (dreiemoment)? "Det antas at ione-strømmen gjennom kanalen induserer en strukturell endring i statoren , som tillater samspillet med rotoren for å generere dreiemoment," sier de.
En liten refleksjon antyder at komponentene må være godt tilpasset. Tenk deg et øyeblikk en strøm av pingpong-baller som prøver å dreie en stor metallturbin. Det ville ikke fungere. På en eller annen måte, på måter som fortsatt skal bestemmes to tiår etter at Behe's bok ble publisert, kan små hydrogenioner eller natriumioner få bestemte deler av statoren til å undergå konformasjons-endringer som kan få rotoren til å dreie. Hvordan det virker, må være interessant. Vi vet fra diskusjonen i 'Unlocking the Mystery of Life'-her, at ikke bare må delene være godt tilpasset, de må settes i riktig rekkefølge, i riktige mengder, på rett sted og tid - alt etter instruksjonene i den genetiske koden.
Mens disse japanske forskerne ikke nevner Behe eller hans konklusjoner, understreker deres arbeid saken for ikke-reduserbare komplekse molekylære maskiner som 'prima facie' bevis for intelligent design. Ingen steder gir de kreditt til evolusjon for cellens motorer:
"Ulike motoriske proteiner er essensielle for ulike biologiske aktiviteter som cellebevegelse, celle-dannelse, metabolisme og materialtransport. Motorproteiner omdanner ulike typer energi , som ATP-hydrolyse eller elektrokjemisk potensial, til mekanisk kraft for retnings- bevegelse. Motorproteiner er delt inn i to typer: lineære motorer, som myosin-aktin og kinesin/dynein mikrotubule-motorer; Og roterende motorer, som ATP-syntase og bakteriell flagellum-motor."
Behes intuitive førsteinntrykk av flagellumet, "Det er en utenbordsmotor!" -har bestått tidstesten. Det er det de japanske lagene fortsatt kaller cilium og flagellum i 2016.
Bilde 4. Prinsippskisse bakterie-flagellen
Å skrape kløen
Nå tilbake til PNAS- artikkelen. Løste de vestlige nasjonene Michael Behe utfordring? I så fall har de en merkelig måte å hevde suksess på:
"Proteinene som danner det bakterielle flagellum-systemet har ingen kjente homologer i eukaryotiske celler. Den eukaryote flagellum [sic], basert på en mikrotubule-holdig aksonemet, er langt mer komplisert . Faktisk er det nåværende estimatet for antall forskjellige proteiner i axonemet ~ 425. I kontrast ser det arkaeiske flagellære systemet enklere ut enn den bakterielle og kan inneholde så få som 13 forskjellige proteiner. Som med det eukaryote flagellære systemet, har den arkeiske ikke homologi med den bakterielle og må ha oppstått ved konvergerende evolusjon."
Å ja, konvergent evolusjon igjen -lenke. Men tenk på hva de sier her. Det "langt mer kompliserte" eukaryotiske flagellumet har ingen kjente fellestrekk med bakterielt flagellum, og det bakterielle flagellumet har ingen homolog i det arkaeiske flagellumet: "I arkaiske flagelliner er det imidlertid ikke funnet noen homologi utenfor det N-terminale domenet med noen bakterielle eller eukaryote proteiner." Viser de noen felles avstamning mellom disse motorene? Ingen.
Skal vi da tro at blinde prosesser har skjedd på tre naturalistiske mirakler uavhengig av hverandre?
Legg merke til at det arkaeiske flagellære systemet som "virker enklere" inneholder så få som 13 forskjellige proteiner. Hvor mange deler var nødvendig for musefellen? Behes fyndige illustrasjon av et IC-system, hadde bare fem deler. Hvor mye mer er et IC-system med 13 deler, eller med 40 deler, hver av dem ikke relatert til maskiner med lignende funksjoner i andre typer celler?
Bilde 5. Redningsplanken, såkalt 'konvergent' evolusjon
Om det beste evolusjonister kan komme opp med, som svar på Behe, er "konvergent evolusjon", kan hans uttalelse fra 1996 betraktes som forutvitende: "Et ikke-reduserbart komplekst biologisk system, hvis det er noe slikt, ville være en sterk utfordring for Darwinistisk evolusjon "(s. 39). Bare at han kunne omformulere det nå med mye mer selvtillit: Ikke-reduserbare komplekse biologiske systemer fortsetter å utgjøre en sterk utfordring for darwinistisk evolusjon og er best forklart ved intelligent design .
Oversatt av Asbjørn E. Lund Bildene er satt inn av undertegnede, se lenke i Bilde-nr.