Mens vi venter på undere

(Utvalgte deler fra Kap. 7 i 'Undeniable' av Douglas Axe, Harper One)

Mange forskere forteller oss at i siste omgang er alt fundert på ordinære, fysiske prosesser. De hevder at disse prosessene gjorde at 'ursuppen' ble vendt til enkelt liv, enkelt liv til enkle dyr og enkle dyr til komplekse dyr. Om disse forskerne har rett, så krever ikke ekstraordinære forhold, ekstraordinære årsaker. Dette passer dårlig med vår design-intuisjon: når vi ser at fungerende enheter som ble til, bare ved å bringe sammen mange deler på rett måte, finner vi det vanskelig ikke å tilegne en slik prosess til en innsiktsfull aktør, og ved dette gnisser design-intuisjon mot evolusjonsteorien. Vi har påpekt at folk ikke skiller seg fra hverandre, m.h.t. hvorvidt de har en design-intuisjon, men hvorvidt de har unntatt evolusjon fra denne intuisjonen. F.eks. er vi enige om at ett edderkoppnett skyldes instinkt, men om noen hadde til intensjon at edderkopper skulle ha dette instinktet, er det diskusjon om.

Bilde 1. Beskrivelse av seleksjon (fra tidsskriftet Origo)

I det videre skal vi imidlertid prøve komme videre uten å henvise til intuisjon. Vi kan i stede støtte oss på observasjon og beregning, for å avgjøre hvorvidt vi skulle forvente vårt univers å produsere noe slikt som edderkopper. Spørsmålet da er hvorvidt evolusjonsteorien er mer i samråd med våre observasjoner enn vår design-intuisjon er det. Hva var det Darwin hevdet kunne utføre at svamper kunne endres til spekkhoggere {ut fra dogmet om felles avstamning-oversetters tilføyelse}. Hva var det som kunne utføre slike usannsynligheter? Svaret -for neo-darwinister, er naturlig seleksjon. Ingen benekter dette som fenomen, men kan det virkelig utføre slik 'undre'?

Når noe skjer i forbindelse med seleksjon, så skjer det en bevegelse i det genetiske utfallsrommet, som består av alle mulige genomsekvenser. Hver bevegelse i dette genetiske 'rommet', består av en endring i genom-sekvensen som betegner en art, og tar mange generasjoner å gjennomføre. I forbindelse med naturlig seleksjon, skal vi prøve å se etter endringer av det mest bemerkelsesverdige slag, om det kan rettferdiggjøre hva Darwin og hans etterfølgere har knyttet til evolusjon.

Axe beretter en lengre analogi med en robot, som er utstyrt til å søke hjemover mot ett bestemt signal. Som konklusjon viste det seg at det viktigste var ikke evnen til å la seg styre av signaler, men for å lykkes var det at riktig signal var nært nok, til å utkonkurrere alle andre signaler. Dette var ment som en analogi til seleksjon, så er det slik at om svakere signaler er nærmere og dermed merkes best, så blir dette fulgt. Alt artene i en populasjon merker, er den relative egnethet (fitness) av ulike genom som nå eksisterer mellom medlemmene dens. For vårt formål er det viktig at et nytt funksjonelt trekk, en oppdagelse ikke produserer noe signal om egnethet (fitness), inntil i det minste ett individ i arten har denne nyvinningen. Naturlig seleksjon kan ikke finne opp nye egenskaper!

Bilde 2. Oppfinner savnes

Så når naturlig seleksjon begynner å favorisere en egenskap, så er det noe annet enn seleksjon som allerede har funnet den opp. Dette kan være en ny oppdagelse for noen, grunnet en lang tradisjon i å ignorere dette faktum. Svaret på dette spillet, fra forsvarere av neo-darwinismen, er at seleksjon produserte ikke øye, hjerne eller lunger med en gang, lenge før raffinerte den enklere ting, som banet vei for at større ting kunne inntreffe. Vi fortelles at hver av disse enkle egenskapene var fordelaktige i seg selv, så seleksjon var i stand til å virke, selv om de store egenskapene ikke eksisterte enda. Så noe annet må altså gjøre nybrottsabeidet, selv om seleksjon kjøres fram som 'helten'. Seleksjon kan forårsake at arter tar genetiske steg, men uten en måte å styre kursen til disse stegene, så ville det ikke bli bevegelse i én retning. Å nå en interessant destinasjon, krever ikke bare steg, men koordinerte steg. Disse kan også bli hjulpet av godt tilrettelagte 'steg-steiner'.

Hva er det som kreves i en koordinert prosess: For at ett fungerende protein -P skal virke, så kreves ett fungerende H, I , J og K. Hva er det som skal ha samordnet oppdukkingen av alle nødvendige forutsetninger til rett tid og sted? Å si at de forløperne ble valgt av ulike grunner, blir nærmest å ignorere de kompliserte omstendighetene. Det er helst i action-filmer, der realisme ikke er på agendaen, at ting slik flyter 'tilfeldig sammen' på slike hjelpsomme måter. Når det gjelder vitenskap, bør den være kritisk til den slags 'sammentreff'. Falskneriet stjeler ære fra en ikke-navngitt helt, som arbeider i kulissene for at alt skal bli riktig tilrettelagt.

Å overvinne eller neglisjere odds

Vi skal snart se hvorfor tilfeldige oppfinnelser må være høyst usannsynlige. I mellomtiden, kan vi kanskje undre oss over hvordan en forklaring på livet kan stå seg i lys av slike usannsynligheter. Det synes bare å være to hovedalternativ: enten en forklaring som inneholder noe like kraftig som usannsynlighetene, eller å anse usannsynlighetene for irrelevante. Det å benytte nevnte design-intuisjon, innebærer at usannsynlighetene kan betraktes irrelevante. En forklaring på livet, som gir kredit til en som er kyndig på livet, unngår bevisbyrden for sannsynligheter. Om en skal framholde noe som er like kraftig som usannsynlighetene, er minstekravet at en kan gjøre tilnærmelsesvis så mange forsøk en vil.

Vi har tidligere nevnt en 'orakelsuppe'. Om en skulle løfte lokket av den gryta, og så oppdage skrevne instruksjoner, så kan en lure på hvilken forklaring det kan skyldes. At en person hadde tilbragt tid på kjøkkenet, og satt opp instruksjonene, ville være å 'gå utenom' bevisbyrden for sannsynligheter. Anta derimot at kokken insisterer på at instruksjonene ble skrevet, uten at noe annet enn koking og kjøling av suppa, fant sted på kjøkkenet. Hva kunne i så fall få oss til å forestille oss at det er sannheten? Ville det overbevise om det ble hevdet av en gjeng naturalistiske vitenskapsfolk, at de samme fysiske årsaker som skrev genetiske beskjeder i ursuppa, gjorde samme slags jobb i orakelsuppa? Forhåpentlig ikke.

Bilde 3. Oddsene er høye (sannsynligheten liten)

Om det hevdes at 'korrelerende medriving' -hva nå enn det måtte være, gjorde sitt verk, så skulle vi ikke la oss dupere av teknisk snikk-snakk. I stedet burde vi holde fast på at det er ekstremt vanskelig for tilfeldige årsaker, å gjøre et arbeid som krever innsikt. Vi kunne først spørre: Innebar denne 'korrelerende medriving'å motta noen assistanse fra noen som forsto instruksjonene i alfabet-suppa, eller var det en helt ikke-styrt prosess? Og om svaret var at det var helt ikke-styrt, så kan neste spørsmål være: -hvordan kan det ha seg, at av alle ikke-styrte prosesser, som kunne skje, så ble akkurat denne informasjonen dannet? Til det ville det ikke være noe troverdig svar. Innsikt er absolutt unik, uten rival blant sanseløse årsaker som materialismen begrenser seg til. Fysiske årsaker kan ikke utføre det innsikt utfører, på noen systematisk måte.

I stedet for innsikt, så måtte det altså være snakk om ubevisst årsak, som gjorde jobben til en bevisst sådan. Det kan skje i mindre målestokk, at tegn føyer seg tilfeldig sammen til noe lesbart. Det kan da være betimelig å vurdere hvorvidt repetisjon kan løse dette problemet, i forhold til biologiske innovasjoner. Visselig så er milliarder av organismer som formerer seg gjennom billioner av generasjoner, repetisjon av et slående format. Kanskje design-intuisjonen ikke er kalibrert for bruk i en slik skala? Mangelen på noen parallell til innsikt, innebærer at enhver forekomst av bevisstløse årsaker, som gjør innsikt sitt arbeid, måtte være en tilfeldighet. Vi kan imidlertid forestille oss å bli overrasket. Poenget er da at vi måtte øke antall repetisjoner til ett nivå, som kunne matche den høye oddsen.

For å få fram relevansen av 'bokstav-suppen', så kan vi forestille oss at når vi går bak svingdørene til det vi trodde var et kjøkken, så er det i virkeligheten et logistikk-senter. Hovedkontrollen for en massiv 'suppe-kokings operasjon', som involverer flere kvadratkilometer av kjøkken-plass over seks kontinent. Ved hjelp av automatisk tegn-gjenkjenning (OCR) -program, menneskelige operatører som varsles dersom pasta-bokstavene i noen av de millioner av avkjølte kjelene, ligner instruksjoner, slik computere ser dem. Etter å ha kjørt denne prosessen i over 9 år, så viser ett av disse varslene seg å innebære riktighet. Innholdet av det lykkelige utfall, ble forsiktig nedkjølt, for å holde bokstavene på plass, for en transport over kontinenter. Og du var heldig nok til å bevitne resultatet (etter opptining). La oss også anta at ved hjelp av en statistiker, så sjekkes sannsynligheten i dette. Og det ser ut til å virke rimelig. I gjennomsnitt skulle et resultat som dette dukke opp hvert 7,2 år. Denne gangen tok det et par år lengre enn beregnet, men det var verdt ventetiden. Mens det store antall repetisjoner var det som fikk instruksjonene til produseres, så var det en form for seleksjon som oppdaget dem. Seleksjon hadde en rolle i dette forsøket, ikke hovedrollen, men heller ingen birolle.

Bilde 4. Dominobrikker, står eller faller -samlet.

Tatt i betraktning av alle de hypotetiske forutsetninger som dette prosjektet innehar, så er hele scenariet usannsynlig. Poenget her er at utilsiktede innovasjoner, måtte heve repetisjon til å slå skyhøye odds, ut fra ekstraordinære tilfeldigheter. I forhold til levende organismer, så innebærer en overgivelse til materialisme, en overgivelse til forklaring ved utilsiktede årsaker, og det igjen er en overgivelse til tilfeldigheter, som igjen må fordre ett utall av repetisjoner. Disse fire står og faller sammen, som dominobrikker.

Reell seleksjon: god, dårlig eller miserabel?

Vi skal så se på 3 case-studier fra laboratoriet. De omhandler naturlig seleksjon som en målløs vandrer, ute av stand til å finne opp noe. Virkeligheten som konfronterer vitenskapsmenn i laboratorie-arbeid, står ikke i stil med de gylne talemåter som benyttes om den i propagandaformål. Men det mer beskjedne synet, er ikke bare negativt. Seleksjon gjør en ting rimelig bra. I det den har feilet som oppfinner, så har den maktet å vise seg som 'reparatør' (fiddler). Det svarer til den slags reparasjoner som skjer i en garasje eller redskapsbod. En fastkjørt motor kan noen ganger fås til å virke med en dråpe olje, ved en omdreining av skiftenøkkelen eller et spark i siden. Små justeringer kan av og til bety forskjellen på å fungere dårlig eller bra, og seleksjon synes å ha en teknikk for å finne den slags justeringer.

Axe konstruerte en gang et mutant enzym, som viste seg å være en reparatørs drøm. Han startet med et naturlig gen, som beskyttet bakterier fra penicillin, ved å kode for det penicillin-inaktiverende enzymet beta-lactamase. Axe muterte dette genet til ett punkt, der enzymet bare så vidt fungerte. Det dårlig fungerende enzymet satte bakterien i stand til å overleve meget små doser av penicillin, mens høyere doser var dødelige. Dette bearbeidede enzymet viste seg å være akkurat det som denne form for reparatør kunne fikse. Axe og kollegene slapp løs en mengde mutasjoner på genet, og lot seleksjon avgjøre hvilket som fungerte best. Etter seks runder med mutasjoner og stadig sterkere seleksjonskriterier, så endte de opp med ett forbløffende reparert enzym. (1) Under slike velvillige forhold, er seleksjon i stand til å fokusere på at fitness skal ende på en vel-innstilt funksjon. Men selv så effektiv som naturlig seleksjon var i dette eksperimentet, gjorde det ikke noe som lignet oppfinnelser. For å utføre bedring, måtte seleksjon gis et gen som kodet for ett fungerende beta-lactamase enzym, som ikke er noen liten ting.

Husk at protein-molekyler som danner enzymer må foldes til akkurat rett form, for å utføre høyst spesialiserte kjemiske reaksjoner. Den presise formen til hvert protein, og typisk den presise sammenstilling av disse til et multi-protein kompleks, er det som setter enzymer i stand til å utføre sine oppgaver, med bemerkelsesverdig effektivitet og presisjon. Seleksjon utførte en fin jobb ved å utføre nødvendige tilpasninger for å returnere til-rotet beta-lactamase til god funksjon. Men dråper av olje og dreining med skiftnøkkel, er langt fra det vi assosierer med oppfinnelse. Den beste måten å finne ut det på, er å utfordre seleksjon til å komme opp med sitt eget vidunder. Axe og kolleger forsøkte det også, ved å slippe løs seleksjon på ett annet protein som gir bakterier lettere beskyttelse mot penicillin. Lik det nettopp omtalte enzymet, så var dette også oppnådd fra det naturlige beta-lactamase enzymet. Men i dette tilfellet var den strukturelle ødeleggelsen så ekstrem, at proteinet ikke engang kvalifiserte som ett enzym. Dets kodende gen innehold 108 ødelagte DNA-baser, hvorav tap av disse, hindret dannelse av spalten der kjemisk inaktivering av penicillin normalt inntreffer.

Bilde 5. Penicillin-resistent bakterie

Av noen av de enkleste kjemiske reaksjoner kan inntreffe, endog uten enzymer, er inaktivering av penicillin én av dem. Penicillin er et skjørt molekyl, som brytes ned i løpet av dager i rent vann, eller i løpet av timer i sure omgivelser. Dermed trengs det ikke noe så sofistikert som ett enzym for å inaktivere penicillin, om en ikke har hastverk da. Bakterier er imidlertid i hastverk, siden de kan reprodusere i løpet av en halv time, så har de ikke tid å vente på at penicillin skal brytes ned av seg selv. Beta-lactamase reduserer venting fra dager eller timer, til minutter eller sekunder.

Axe oppdaget den muterte varianten, etter å ha utsatt bakterieceller som hadde en variasjon av alvorlig muterte test-gener, for akkurat tilstrekkelig penicillin til å hindre dem i å vokse. (2) Under disse forholdene var alt som trengtes for at en av cellene skulle vokse, en liten økning av penicillinets naturlige tendens til å bryte ned, kanskje ved noe så enkelt som en protein-kjede med flere amino-syrer. Ett mutant-gen møtte denne utfordringen, og mens Axe bare kunne gjette hvordan det kodede proteiner økte nedbryting av penicillin, så var han i stand til å vise endelig at det ikke fungerte på samme måte som beta-lactamase. Etter å ha sett at mutanten ga bakterier lett beskyttelse mot penicillin, ønsket han å se om seleksjon kunne høyne effekten til ett enzym med den strukturelle og funksjonelle sofistikering, til ett naturlig beta-lactamase enzym. Men til tross for deres beste anstrengelser, ved å gi reparatøren alle anledninger som de ga den tidligere, så feilet den denne gangen. Det etterlot dem med et 'utviklet' protein, som ikke fungerte noe bedre enn det kraftløse de startet med.

Det finnes alvorligere eksempler. Seleksjon kan 'sikte inn på' en feilaktig kilde, selv når signalet fra den 'rette kilden' er registrerbar fra starten av. Og enda verre: den kan brenne alle broer til den rette kilden, i sin maniske forfølgelse av feil kilde. Dette 'stygge' scenariet kan sammenlignes med om en robot som går etter lyd-kilder, blir lurt vekk fra sitt mål, f.eks. et fotballstadium fullt av folk, av en ankommende buss rett utenfor stadion. Et samarbeidsprosjekt mellom Biologic Institute og universitetet i Wisconsin, viste dette klart. det undersøkte evolusjonær skjebne til bakterier som fraktet en feilaktig versjon av ett gen, som koder for flere enzymer nødvendig for å danne tryptophan, en av de 20 aminosyrene som benyttes til å danne proteiner. (3) Genet med innebygd feil innehadde to punkt-mutasjoner, som begge resulterte i at en feilaktig aminosyre ble inkorporert i enzymet. Begge disse feilene hadde alvorlige funksjonsmessige konsekvenser. Én av dem var alvorlig nok til å eliminere funksjonen, og den andre forårsaket vesentlig, men ikke total forringelse. Som ett resultat var bakterier, som hadde dette deformerte genet ikke i stand til å vokse, om de ikke ble gitt nok trypthofan for å overleve.

Nå kunne en tenke at seleksjon kunne være i stand til å reparere dette feilaktige genet, så lenge bakterien ble gitt tilstrekkelig tryptophan for å vokse og sakte reprodusere seg. En initiell mutasjon kunne ha rettet den svekkende feilen, og få fram fordelen av delvis gjenopprettet tryptophan produksjon. Den fordelen skulle da ha ledet til en overflod av celler med det delvis reparerte genet, som ville ha gjort klart for nok en mutasjon til å rette den gjenværende feilen. I det hele var det et opplegg fra forskernes side til at mutasjonen kunne rettes opp, ved at det ble gitt tryptophan så lenge det trengtes. Dermed ville evolusjonær suksess i dette kunstige scenariet ikke styrket saken for den kreative kraft i evolusjon i naturen. Mens fiasko ville være et eksempel på at evolusjonen gikk i feil retning, selv under urealistisk favoriserte forhold.

Bilde 6. Selv med tilrettelagte forhold klarte ikke seleksjon å gjenopprette gustig status

Det gikk feil. Ikke bare sviktet seleksjon i å gjenopprette feilaktig gen, men det ledet også til irreversibel inaktivering av dette genet (4). Enn videre skjedde dette ved det som seleksjon vanligvis gjør bra. Å sikte inn på den mest tilgjengelige kilden av høyere fitness. Fordi det koster en celle noe i energi og materiale å konstruere proteinmolekyler ved å dekode gensekvensen, så er feilaktige gener en byrde for celler som frakter dem. Å stilne disse genene, slik at de ikke kan prosesseres i det hele, fjerner denne stoffskifte-byrden. Å gjenopprette dette genet ville ha bragt mye større fordel på sikt, men seleksjon er ute av stand til å avslå umiddelbare fordeler, for å oppnå noe vi ville synes var verdt å vente på. Fordelen med delvis gjenopprette genet ville være like så midlertidig, men det ville ha vært vanskeligere fordi det ville ha krevd en spesiell mutasjon, ved å omgjøre den svekkede base-endringen, mens hvilken som helst av ett større antall mutasjoner, var i stand til å stilne genet. Så til slutt, syntes selv tilrettelagte forhold, ikke å være i stand til å lede seleksjon i 'rett retning'.

Konklusjon om naturlig seleksjon

Vi ser altså at naturlig seleksjon mangler 'oppfinner-evnen'. Det innebærer ikke at den er komplett ubrukelig, bare at den er ubrukelig som oppfinner. Til slutt står vi igjen med to kandidater for livets oppfinner, en som er koherent med vår design-intuisjon og en som utfordrer den. Om innsikt viser seg å være den mest troverdige grunn til nyvinninger, så ville vår intuisjon ha blitt bekreftet. Alternativt om repetisjon, formodentlig av en helt ukjent skala, viser seg å ha kraft til å finne opp, ville vår intuisjon bli omstyrtet. For å bestemme seg om disse alternativene, trenger vi å betrakte gjentakelsens grenser. En støysøkende robot kan finne fram til ett mål ved å søke målløst omkring lenge nok. Og vi forventer noe tilsvarende for evolusjon. Det innebærer at å snuble over en nyvinning, så måtte en rase (species) vandre målløst omkring lenge nok, til at dette er et sannsynlig resultat. Men er det mulig? For å finne det ut, skal vi tenke på begrensinger ved såkalt blinde søk i neste kapittel.

Bilde 7. Hva vi snart skal til med

Referanser:

1. D.D. Axe og A.K. Gauger, "Model and Laboratory Demonstrations That Evolutionary Optimization Works Well Only IF Preceded by Invention: Selection Itself is not Inventive," BIO-Complexity, no.2 (2015): 1-13

2. D.D. Axe, "Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds," Journal of Molecular Biology 341 (2004): 1295-1315

3. A.K. Gauger et al, "Reductive Evolution Can Prevent Population from Taking Simple Adaptive Paths to High Fitness," BIO-Complexity no. 2 (2010): 1-9

4. Gauger et al, "Reductive Evolution."

Stoffutvalg og bilder ved Asbjørn E. Lund