DNA -å spore Guds gjerninger i detaljene

(Fra kap.15-16 i boka 'Darwins House of Cards'; Tom Bethell)


"Om ikke et organ kunne dannes ved tallrike, påfølgende små modifikasjoner," skrev Darwin i 'The Origin', så "ville hans teori aboslutt bryte sammen." Vi skal ikke gå nærmere inn på hvilket syn de hadde på cellen den gang, bare konstatere at stadig bedre teknologi avslører nye utfordringer for Darwins teori, i form av hundrevis av nanomolekylære maskiner i hver celle. Allerede på 1960-tallet uttalte den britiske zoologen W.H. Thorpe at "den mest elementære celletype, utgjør en mekanisme som er utrolig mye mer kompleks, enn noen maskin som hittil er påtenkt, langt mindre konstruert av noe menneske." (6)
Så i 'Darwins Black Box', laget M. Behe en sak utfra ikke-reduserbar kompleksitet, til et spesiell entitet, som han kjente godt: bakterieflagellen. Den møtte Darwins kriterium, da et ikke-reduserbart organ, nettopp er ett som ikke kan dannes ved suksessive, små modifikasjoner. Hvis det holder stikk, skulle det oppfylle Darwins kriterium, noe vi kommer tilbake til. Fr. Crick skrev (ca. 1966) om den klassiske perioden til molekylær biologi, at den : "strakte seg fra oppdagelsen av DNAet's doble heliks til omkring 1966, da den genetiske koden -oppslagsboken som angikk overgang fra nukleotidespråk til protein-språk, ble endelig kartlagt." (9)


Omtrent samtidig fant det sted et symposium i Wistar, som utforet darwinismen ved å benytte molekylære data. Skeptikerne argumenterte at det er utrolig vanskelig å sette sammen et nytt protein tilfeldig, slik darwinismen krever, p.g.a. den store usannsynligeten knyttet til det. Milliarder av aminosyre-sammensetninger er mulige, men få blir valgt. En feilaktig sekvens innebærer at proteinet ikke fungerer. Wistar samlingen var titulert "Den matematiske utforringen til neo-darwinistisk fortolkning av evolusjonen." Det var en ny utfordring for neo-darwinismen. Når en husker på at neo-darwinismen kun tillater tilfelige begivenheter: Hva skapte DNA? Enn videre kan ikke naturlig seleksjon spille noen rolle inntil selv-replikerende organismer kommer til eksistens!


I Fr. Cricks sekvens-hypotese, fungerer nukleotidene i DNA som bokstaver et skriftlig språk, eller symboler i en komputer-kode. Han diskuterer usannsynligheten i slike begivenheter: "å generere dette mirakelet av molekylære konstruksjoner," skrev han er "alt cellen trenger å gjøre å samle aminosyrene (som utgjør polypeptid-kjeden) i korrekt rekkefølge. Det er en komplisert biokjemisk prosess, et molekylært samlebånd som benytter instruksjoner .. i form av messenger-RNA. .. Om polypeptid-kjeden er 200 aminosyrer lang, som er mindre enn gjennomsnittet, og vi har 20 mulige aminosyre muligheter for hver plassering, er antall muligheter 20 multiplisert med seg selv 200 ganger. Det tilsvarer et tall 10 opphøyd i 260 (1 tall fulgt av 260 nuller), som er et tall vi vankskelig kan fatte størrelsen av.
Ateist R. Lewontin påpekte 'høne-egg' problematikken som ligger i at cellens proteiner dannes via andre proteiner. Uten det protein-dannende maskineriet kan ingenting dannes. Det er en forestilling om uendelig regress her: Hva lager proteinene som er nødvendig for å lage proteiner? Det er en av livets uløste gåter: Hva kom først, proteiner eller protein-syntesen? Crick forsto det usannsynlige i at proteiner oppsto ved sjanse. Hans løsning på problemet var å henlegge opprinnelsen av livsformer til universet, som så ble spredt gjennom verdensrommet. Men alt han oppnådde var å skyve problemet lenger ut i tid og rom. En kommentator skrev: "Allting var å foretrekke fremfor å henvise til Gud gjennom detaljene!"


Astronomen Fred Hoyle kom til en annen konklusjon enn Crick, selv om de var på samme alder ved samme universitet. Den aldrende Hoyle ga opp sitt ateistiske syn, og ble en åpen skeptiker til påstanden at liv skulle ha utviklet seg fra ikke-liv. Han mente likevel at evolusjon starrtet ved at virus tilfeldigvis ankom jorda og virket sammen med 'panspermia' fra universet. Men at livets opprinnelse skulle skje tilfeldig, sammenlignet han med muligheten for at et stort antall blinde menn i samme øyeblikk skulle fullføre Rubix-kube. Hoyle publiserte en bok 'The Intelligent Univers' (1983). Så han kan sees som en tidlig talsmann for det som ett tiår senere ble kjent som intelligent design (id) bevegelsen. (Han er også kjent for uttalelsen om hvorvidt en Boeing 747 kunne dannes ved at en virvelvind for gjennom en avfalls-plass.)
Evolusjons-biolog John M. Smith svarte Hoyle i 'The Problems of Biology (1986): Ingen biolog forestiller seg at komplekse strukturer oppstår i ett enkelt steg." (20) Men hans svar ville vært mer overbevisende om han hadde påpekt saker der organismer er vist å ha dannet seg selv, ved små gradvise endringer. Noe som aldri er observert. Darwin hevdet det gikk for langsomt, mens punktualist J. Gould hevder det gikk for fort -til å vises i fossilmaterialet. Uansett blir konklusjonen at det ikke er observert.


Søppel DNA
DNA-molekylet med sine drøyt 3 milliarder tegn (nukleotider), blir vanligvis delt i strekk som kalles eksoner, som befordrer sekvens-informasjon for proteiner, og for høyere organismer: mye lengre strekk som kalles introner. Ved overgang til RNA blir intronene utelatt, mens eksonene overføres til RNA-kjeder som deltar i protein-syntesen. I 1988 kalte Crick eksonene for fornufts (sense)-delen, mens intronene ble kalt 'nonsense' sekvenser. (24)


"Eksistensen av introner kom nesten som en fullstendig overraskelse," innrømte Crick."Ingen hadde klart postulert deres eksistens, før eksperimentering snublet over dem ved et uhell." (25) Klassisk genetikk ga oss ikke noe hint om dem. I boka 'What Mad Pursuit" beskrev Crick ekson-intron forskjellen. Mye av vårt DNA, kanskje så mye som 90%, syntes ved første blikk å være unødig søppel. Selv om det hadde noe nytte, avhang ikke dets funksjon av de eksakte detaljene i dets sekvens. Crick skrev at: "Eksistensen av slikt søppel (selvisk) DNA er akkurat hva en kan forvente av teorien om naturlig seleksjon." (27) Men denne forutsigelsen er gjort til skamme av nylig forskning.
I løpet av Human Genome prosjektet gikk anslaget på menneskelige gener ned fra godt over 100 tusen til nå, under 20 tusen. Det er færre enn det er i rundormer, noe som setter søkelyset på det dominerende genkonseptet. Nature oppsummerte i 2006: "Forestillingen om gener som perler på en snor, falmer raskt." Forestillingen om ett gen, ett protein kom også under angrep. "Vi har kommet til å innse at genomet er fullt av overlappende transkripsjoner," sa en forsker. (30)


Med publisering av ENCODE-prosjektet i 2012, var ideen at mesteparten av DNA var søppel, vist å være feilaktig. Mer enn 30 artikler i ulike journaler som Nature, Science og Cell, rapporterte at mange av de store strekkene av tilsynelatende 'søppel', som utgjorde så mye som 95% av DNAet, er sted for viktig, funksjonell aktivitet. ENCODE-prosjektet viste at så mye som 80% av menneskelig genom er biokjemisk aktivt. Søppel-DNA hypotesen ble (nok) en skuffelse for neo-darwinismen.
I forhold til Behes ikke-reduserbare kompleksitet, fikk Behe støtte av en ekspert innen mikrobiologi, James Shaphiro, som skrev "Det finnes ingen detaljert darwinistiske beretninger om evolusjon av noe biokjemisk eller cellulært system, bare en variasjon med ønske-spekulasjoner." (31) Det synes trygt å gå ut fra at det store flertall av molekylære maskiner, ikke bare bakterie-flagellen også er irredusertbart komplekse.
Kilden til variasjoner i DNA henføres til mutasjoner. Men mutasjoner ble fornuftig forstått som feil, som ble oveført til neste generasjon. så legges flere feil til. Neo-darwinister tror at når nok 'feil' er lagt til, så kan nye arter oppstå. Men det blir som å foreslå at når nok trykkfeil i et verk av Ibsen er dukket opp, så kan det endres til ett verk av Bjørnson. David Berlinski gjør en slik type sammenligning i sin kritikk av neo-darwnismen i boka 'The Devils Delusion'. Men nylig er det fremkommet at det skjer omfattende feilretting, innebygd i cellen. Uten slik feil-retting, ville ikke en organisme bli annet enn en masse mutasjoner og ikke vare lenge. Det som en gang var tenkt som kilde til fitness og variasjoner, ble istedet kilde til feil, som ultimat skulle lede til artsdannelse. (37)


Kenneth Miller, en overbevist neo-darwinist og biologi-professor, sier at cellene er fylt med strukturer "hvis detaljerte evolusjonære opprinnelse ikke er kjent." Derfor kan de som argumenterer mot evolusjon at nesten hvilken cellulær struktur de ønsker, f.eks. ribosomet, og korrekt hevde at dets opprinnelse ikke er detalj-forklart av evolusjonister. .. men .. mangelen på detaljerte nåværende forklaringer til en struktur, organ eller prosess, innebærer ikke at vitenskap ikke vil frembringe noen." (38).
I boka si "Finding Darwins God," fremkom Miller med det kjente 'god-of-the-gaps' argumentet. "Kreasjonister," sa han, "liker å putte Gud inn i hva det måtte være Darwin ikke forklarte." Men i det "mennesker starter å finne naturlige forklaringer for vanlige hendelser," tilføyde han, "ble gudene brakt til retrett." (39) Men merk at Miller nettopp introduserte sitt eget "gap" argument ovenfor. Vi kan kalle det Darwinisme i gapene. "Vi har ikke funnet en materialistisk forklaring på dissse molekylære detaljene e ennå, men gitt 'vitenskapelig fremgang', skulle vi formode at vitenskap vil frembringe en.
Om konflikter mellom molekylære og anatomiske trær, se lenke.


En fremadskridende prosess
Epigenetikk er studiet av små kjemiske markører, som plasseres på toppen av, evt. i tillegg til, de fire DNA-bokstavene som utgjør genomet. Hver celletype har sitt unike epigenom, ca. 220 hos mennesket. I en 2014 utgave av Science, kalte skribent J. Kaiser forsker på epigenetikk, Michael Skinner for en 'vranglærer', (40) fordi han hevdet at kjemikalier kan frembringe arvelige endringer i genuttrykk som varer i generasjoner. Men dette er påpekt av stadig flere forskere innen epigenetikk, og er noe av det sikreste innen denne. Noen biomedisinere og epidemologer har f.eks. foreslått at utsatthet for diabetes og hjerte-sykdommer kan bli overført til senere generasjoner fra endringer i miljøet.


I Horisontal Gen Overføring (HGO) overfører organismer fra ulike arter i samme miljø, gener mellom seg. Dette er vanlig i bakterier, og er tenkt å forklare hvordan de kan overføre antibiotika-resistens. Det er som om immune bakterier er i stand til å komme sårbare til unnsetning. Det strider imidlertid mot dogmet om felles avstamning, ved at kanskje alle dyr, og mennesket, gir opphav til titalls/hundretalls av fremmede gener. Crisp hevdet at "prosessen er pågående, og kan komme til å reevaluere vårt syn på evolusjon." (42) Men felles avstaming innebærer at gener arves fra foreldre, og ikke fra omgivelsene. M. Behe sier at det er "en fornuftig slutning at noen gener blir overført via bakterier gjennom virus.". Virus synes å være i stand til dette. Behe sier også at han ikke tror at slik gen-swopping kan forklare en ny bruk av genet i den nye bakterien. En kan bytte deler mellom verktøy butikker som fungerer i metrisk system over til tommer/inch. Men det forklarer ikke hvordan det nye komplekse maskineriet ble til i første omgang. (43)
I lys av hva vi vet om nylig utvikling, kommenterte M. Behe "cellens kompleksitet har økt umålelig i senere år, og påpeker stadig mer insisterende en intelligent designer som sin årsak." (44) Som oppsummering kan en si at tendensen i genetikken har vært å underminere gamle darwinistiske sannheter på et vis som gammel biologi ikke kunne. Vi har sett på de store usannsynlighetene ved å finne fungerende sekvenser for proteinfolding. Alle indikasjoner er at i det vitenskapelig fremgang fortsetter, med flere og flere spesifiserte kompleksiteter som vil inntreffe, så vil den molekylære hodeverken til neo-darwinistisk teori bare øke.

Lenskis utviklende bakterier


Encellede organismer, kalt Escherichia Coli (E. coli) eksisterer i milliarder i det indre av dyr, også mennesker. De er for det meste nyttige, noen nøytrale og av og til skadelige. Men i laben sin har Richard Lenski observert E. coli, kontinuerlig siden 1988, uten noe medisinsk mål i sinne. Disse bakteriene formerer seg aseksuelt hvert 40.minutt. Lenski og laben hans har nå kommet opp i ca. 66 tusen generasjoner av bakterier. 25 år med E.coli delinger sies å tilsvare mellom 1 million og 1,5 millioner menneskeår.


Lenskis underliggende argument er at selv i fravær av selkesjonspress, vil E.coli utvkle seg for seg selv, gitt nok tid, eller bakterie-delinger. De dyrker bakterier i et dusin næringsfylte flasker. Hver dag blir 1% av populasjonen i hver flaske overført til en ny flaske med friskt voksende medium. I slike forhold skjer det en økning av generasjoner på 6,6 pr. dag. Flaskene holdes fra hverandre, for å holde bakteriestammene atskilt. Etter hver 500. generasjon (ca. hver 8. uke), tas bakterier fra hver flaske inn i en fryser. De kan bli opptint ved behov og sammenlignes med sine mest nylige etterkommere.
Selv om eksperimentet har fått mye ros og spalteplass, er det lett å tape oversikten: Etter så mange generasjoner og så mye utvikling, forblir bakteriene bakterier til denne dag. Det synes også sannsynlig at de vil forbli å være det, så lenge eksperimentet varer. Lenski ønsker å se eksperimentet fortsette i 25 år til, og støtten kommer fra National Science Foundation. Biokjemikeren Michael Behe fortalte meg at eksperimentet kan vise hva som skjer i det lange løp. Behe fortalte i en artikkel i Quarterly Review of Biology (2010) at når billioner av bakterier replikerer over 60 tusen generasjoner, er det naturlig å forvente tallrike mutasjoner. Likevel er de viktigste genetiske endringer så langt, tapet av gamle genetiske funksjoner, heller enn oppsamling av nye. (6)


Behe uttalte at selv om han er uenig med Lenskis fortolkninger, er han en stor fan av forsøket: Lenskis arbeid viser hva evolusjon faktisk utfører når det er et stort antall organismer over betydelig antall generasjoner. Intelligent Design bevegelsen skulle være takknemlige for arbeidet de gjør med å observere effektene av mutasjoner og seleksjon, framfor å spekulere. Han stilte to spørsmål, som han besvarte selv: 'Trenger ikke evolusjon en endring i omgivelsene for å få den i gang?' og 'Skulle vi ikke vente lite evolusjon i E.coli på laben, hvor omgivelsene er totalt kontrollert?' Han besvarte begge spørsmålene med: Nei.
Ett år eller to etter eksperimentet startet, skjedde noe innen flaskene, som gjorde at bakteriene vokste raskere og tok over flaska som de vokste i, der det også hadde vært andre organismer til stede. Senere skjedde også en annen mutasjon, som hjalp til at det skjedde enda raskere. Hva skjedde der i starten av eksperimentet. Det fant man først ut senere, etter at det i 2005 var kommet nye sekvenseringsverktøy, som gjorde det mulig å lese DNA-et 'bokstav for bokstav' og i dag er hele E.coli-genomet sekvensiert. De frosne registrene av E.coli har gjort det mulig å utføre sammenligninger av opprinnelig stammen med de nyere.
Men da Lenskis lab identifiserte mutasjonene på DNA-nivå, viste det seg at 'fordelaktige' mutasjoner var av ødeleggende type. De brøt i stykker eller slettet pre-eksisterende gener og regulerende elementer, som innebar at de genene ikke lenger fungerte. Det er noe heia-gjengen (R. Dawkins, J, Coine ..) til forsøket har unnlatt å påpeke. Men noen ganger kan et ødelagt gen utgjøre en fordel for en organisme, under forholdene de vokste i, påpekte M. Behe: En endring som gjorde at de vokste raskere, var at bakteriene mistet evnen til å lage flagell (roterende hale). Grunnen til det var at flaskene ble ristet mens bakteriene vokste. Så bakteriene trengte ikke svømme, og hvorfor bruke energi på noe man kan få gratis? Men de forklarer ikke hvorfor flagellen opprinnelig vokste ut.


Behe formulerte sin 1.regel for tilpasset evolusjon: Ødelegg eller sløv ethvert kodet element, hvis tap ville medføre en nettogevinst. Han understreket også den store forskjellen mellom å konstruere og å ødelegge noe. å vite hvordan en kan ødelegge noe, sier lite eller ingenting om hva som trengtes for opprinnelig å bygge det. Det gjaldt at en rekke gener ikke trengtes mer, p.g.a. all næringen som bakterien opptok i flaska. Så gener som trengtes i normale omgivelser, ble ødelagt og kvittet seg med. (13) Normalt har bakterier evne til å feilrette DNA-mutasjoner, men bakteriene i Lenskis flasker mistet den evnen.
Likevel grodde de like fort som de tidligere cellene, som hadde feilrettings-evnen. Hvorfor det? Da Lenski så nøyere etter hva som forårsaket dette, viste det seg at enda ett protein hadde gått tapt. Det hadde skjedd ved en annen mutasjon, og dette tapet hadde en kompenserende effekt. Behe summerte ved noe slikt som: tap av to proteiner hjalp, men du kommer til å gå tom for proteiner, om en skal holde på slik. (14)
Det viktigste kravet, rapportert av E. Pennist m.fl. var at "bakteriene hadde utviklet en ny måte å skaffe seg næring på. I stedet for å nære seg på glukose, trakk de nå på en annen næringskilde, citrat, som satte dem i stand til mye høyere tetthet enn i de andre flaskene." (15) Dette var den største begivenheten i hele E.coli-eksperimentet, i følge Lenskis assistent, Chr. Adami. "å ha en kompleks ny funksjon, tilsynelatende utviklet fra scratch, er en stor sak og ganske bemerkelsesverdig." (16)


E.coli har ikke problemer med å konsumere citrat. Men når oksygen er tilstede, som det var i Lenskis eksperiment, så kan ikke bakteriene fordøye citrat. Senere viste det seg imidlertid at det var en ganske liten endring, som gjorde endringen mulig. Endringen var relativt enkel. Et stykke DNA, nært citrat-genet dupliserte tilfeldig. Det ordnet et kontrollelement nært knyttet til citrat-genet, som tillot det å være aktivt i nærheten av oksygen. Alt som skjedde var en duplisering av det som var der tidligere, og et rearrangement av posisjonene til genet og kontroll-elementet. (18)
Som en analogi til hva som hadde skjedd, var bildet av en en-felts motorvei, som var blitt til en to-felts motorvei benyttet. Ved spørsmål til Behe om ikke det var en ganske formidabel endring, så utviklet han analogien videre: Det var som den motorvei-fila allerede var der, men blokkert på ett vis. Nevnte mutasjon slo blokkeringen over ende, slik at trafikken kunne benytte den eksisterende fila. Behe hevdet at Lenski eksperimentet ikke lykkes i å fremvise tjenlige mutasjoner som resulterte i nye 'funksjonelt kodede elementer'. Det innebærer en DNA-sekvens som hjelper i produksjon eller prosessering av et gen-produkt. Det hadde skjedd fremskritt ved å bryte et eksisterende gen, men det hadde ikke dukket opp nye gener eller regulerende elementer.


Ved et intervju i anledning den 60. tusende generasjon av bakterier (2013), at mutasjoner hadde tillatt bakterien å forbedre sin 'fitness', som innebar å reprodusere raskere. "I evolusjonær biologi," sa Lenski "er fitness representasjon av organismens evne til å overleve og reprodusere." Om ellers alt er likt, vil organismer som reproduserer seg raskere, ha en fordel når de konkurrerer med dem som ikke gjør det." (19) Men hva er fitness? Det å overleve og reprodusere seg raskere, er ikke akkurat hva Darwin tenkte på, da han snakket om naturlig seleksjon, som skal forklare opprinnelsen til artene.
På det viset smugles inn en ide om at de bakteriene som formerer seg mest, er de som er de best egnede. Men det er ikke noe eksplisitt i teorien om dette. Alt vi kan slutte av Lenskis eksperimenter, er at noen organismer etterlater mer avkom enn andre. I følge Behe er spørsmålet hva resultatene viser om kraften ved den neo-darwinistiske mekanismen. Svaret er at de ikke viser at de er i stand til noe mer enn det som allerede var kjent. (21).


Utvalg og bilder ved Asbjørn E. Lund