Hva vet vi om menneskets opprinnelse?

(oppsamling om emnet. Opprinnelig hentet fra: 'Darwin 200 år'; 'Guds bøddel', 'Darwins doubt', 'Signature in the cell'..)

Henviser her til tidligere skrevet artikkel om 'apemennesker' ut fra homeologi-tanken og en del juks i fossil-arbeidet.hodeskaller Det er for øvrig funnet mange fossiler som har apelignende trekk og mange er menneskelignende. Det kan alle paleoantropologer være enige om. Når det gjelder rekonstruksjon av hele individer, for ikke å snakke om menneskets evolusjonshistorie, er det vanskelig å finne enighet. F.eks. er en uenige om hvor mange arter som har eksistert av menneskelignende aper eller apelignende mennesker. Selv om en ble enige om det, er spørsmålet om hvorvidt de er forfedre til nåtidens mennesker eller utdødde sidegrener på evolusjonstreet. En har 'Out of Africe' fløyen og 'Multiregional' fløyen, hvor de første hevder Afrika var kontinentet det skjedde, mens de andre argumenterer for at vår art har uviklet seg parallelt flere steder.
I 1996 skrev evolusjonsbiolog ved Berkely, F. Clark Howell: 'Det finnes ingen omfattende teori om den menneskelige evolusjon.. Området karkakteriseres av 'narrative behandlinger', basert kun på tynt forskningsmateriale. Det er sannsynligvis sant at et omfattende scenario om menneskets evolusjon ligger utenfor vår forståelsesramme nå og kanskje for alltid'. Geoffrey Clark, ved Arizona State University, hevder at forklaringsmodellene for menneskets evolusjon ikke er særlig annet enn et korthus. Fjerner en et kort, raser hele huset.


Offentligheten blir sjelden informert om den dype usikkerhet om menneskets opprinnelse. I stedet blir vi foret med den siste versjon av en eller annen teori, uten å få vite at paleoantropologer selv ikke kan bli enige om dem. Typisk nok blir teoriene illustrert med fantasifulle tegninger av hulemennesker, eller Homersapiensterkt sminkede skuespillere. Føy så til noen 'Hvordan' historier, om å lære å bruke redskaper etc og framstillingen er fullendt. Men disse framstillingene nevner ingenting om at fossiler plasseres inn i allerede eksisterende narrative strukturer, eller at mye hviler på formodninger og subjektivt skjønn. Aldri før i vitenskapens historie har så mange basert så mye på så lite.


Stammer vi fra deg?Beretningene om at mennesket ikke er annet enn dyr, har eksistert lenge før fortellingene ble fylt ut med det tynne forskningsmaterialet en har pr. i dag. Det ultimate ikon er bare gammeldags materialistisk filosofi, forkledd som moderne empirisk vitenskap. Siden 1970 er ikonet i stigende grad blitt brukt til å fremme læresetningen at evolusjonen ikke er retningsbestemt, og at vår eksistens er et resultat av den rene tilfeldighet.

Endelig er det i høy grad personlige overbevisninger og subjektive synspunkt som bestemmer hvordan fossilmaterialet skal fortolkes. Eksperter i paleoantopologi erkjenner at dette området er av de mest subjektive og kontroversielle innenfor biologien. Dermed kan det knapt kalles et solid fundament for de vidtrekkende utsagn noen darwinister har kommet med, med hensyn til menneskets natur.
Skjønte det ultimate ikon brukes vidt og bredt for å vise at vi kun er dyr, og at vår eksistens er resultat av de rene tilfeldigheter, trekker dette ikon urimelige veksler på forskningsmaterialet. Slike tegninger er med Stephen Jay Goulds ord 'legemeliggjørelse av forestillinger som gir seg ut for å være nøytrale beskrivelser av naturen.

Hvordan redde Darwins teori?

Med henblikk på den kambriske eksplosjon er det tre måter å redde Darwins teori på:

1) Å argumentere (som også Darwin gjorde) at tilsynelatende mangel på forfedre før Kambrium skyldes mangel på fossiler. 2) Å hevde at selv om utviklingsrekker fortsetter ned i Prekambrium, kan en ikke se det fordi stamformene ikke har dannet fossiler. Enten har de vært for små eller de har bare bestått av bløtdeler. 3) Å overtrumfe det fossile vitnesbyrd med et molekylært, hvor en ved å sammenligne nålevende former med hverandre får en indikasjon på en hypotetisk felles stamform, antagelig hundrevis av millioner år før Kambrium.

amobe-fossilAd 1) En har i dag funnet tilstrekkelig gode sediment-bergarter fra sent PreKambrium og Kambrium til å overbevise paleontologene om at hvis det hadde fantes noen forfedre -og de hadde dannet fossiler, så ville de vært oppdaget nå. I følge James Valentine og Douglas Erwin er det slik at 'de serier av bergarter fra Kambrium vi har, er like så komplette og oppbygget under samme sedimentære forhold som lagserier som ligger er tettere på nåtiden. Allikevel er det slik at forfedre er "ukjente eller ubekreftede" for alle rekker eller klasser som dukket opp i den kambriske eksplosjon. "Den kambriske eksplosjon er ..for omfattende til at den kan bortforklares med defekter i den fossile lagserie." Flere ulike undersøkelser av den fossile lagserie fra Kambrium og opp til nå har bekreftet dette synet. I februar år 2000 når de britiske geologer M.J.Benton, M.A.Wills og R.Hitchin fram til flg. mark-fossilkonklusjon: "Den fossile lagseries tidligste deler er klart ufullstendige, men en kan saktens betrakte dem som pålitelige nok til å tegne de brede linjer i livets historie.

(Bilder av fossilavtrykk ved siden og over: Fra traileren til: Darwins Doubt)

Ad 2) Er fossilene for små eller for bløte? Problemet med denne bortforklaringen er at en har funnet mikrofossiler av bakterier i bergarter som er over 3 milliarder år gamle. De nevnte funn i Ediacara Hills besto kun av bløtdeler. Det samme gjelder funnene i Burgess Shale: mange av funnene består av bløtdeler. En kan i følge Conway Morris også se indre organer som innvoller eller muskler i disse funnene. Så manglende funn skyldes bestemt ikke at de har bestått av kun bløtdeler eller vært for små. I følge Schopf er det nå bred enighet om at det forholder seg slik.

molekyl-maskinAd 3) Den tredje måte evolusjonsbiologer har prøvd demontere den kambriske eksplosjon på, er ved å hevde at molekylært forskningsmateriale fra nålevende skapninger peker i retning av en felles stamfar til dyrerekkene, hundrevis av millioner år før Kambrium. For å forstå dette argumentet og hvorfor det ikke 'holder vann', er vi nødt til å se nærmere på 'molekylær fylogenese' 

Molekylær fylogenese

Fylogenese: En fylogenese er en gruppe organismers evolusjonære historie. Inntil nylig utledet en fylogenesen av anatomiske og fysiologiske trekk (antall lemmer, varmblodig/kaldblodig etc). Etter at den molekylære fylogenesen har gjort sitt inntog, baseres mange fylogeneser nå på DNA- og protein sammenligninger. Molekylær fylogenese utforsker altså slektskapsforholdene mellom arter eller grupper av arter. Ordet kommer av de greske røttene φύλον (fylon), «stamme» og γένεσις (genesis), «dannelse».
Alle levende organismer fra bakterier til mennesker inneholder DNA. Et DNA-molekyl er en lang kjede som blant annet består av ulike kombinasjoner av fire baser eller nukleotider som for korthets skyld kalles (A,T,C og G). Rekkefølgen av disse basene bestemmerFig3-6 hvilke aminosyrer som inngår i en organismes mange ulike proteiner. Under replikasjonen blir rekkefølgen av baser kopiert til et nytt DNA-molekyl. Men molekylære tilfeldigheter eller mutasjoner kan en sjelden gang gjøre kopien ulik modermolekylet. Derfor kan organismer inneholde DNA-molekyler, og dermed også proteiner, som i noen grad avviker fra forfedrenes DNA og proteiner.
I 1962 hevdet biologene Emile Zuckerkandl og Linus Pauling at sammenligninger av DNA-rekkefølger og deres protein-produkter kan brukes til å avgjøre hvor tett beslektet organismer er. De organismer hvis proteiner avviker bare med noen få baser, er sannsynligvis nærmere beslektet i  evolusjonær forstand (Fig.3-6), enn dem som har flere avvik. Hvis mutasjonene er akkumulert i samme takt over tid, kan antall ulikheter mellom organismene brukes som et molekylært ur, som indikerer hvor lenge det er siden deres DNA skulle ha vært identisk.


RibosomDa det ble raskere teknikker for analyse av DNA-sekvenser, ble det mer alminnelig å analysere genkodene enn proteinene, slik det tidligere var gjort. Utover DNA og proteiner, inneholder også alle organismer RNA, som er tett kjemisk beslektet med DNA. RNA bistår i å overføre informasjon fra DNA til proteinsekvensene. En del av denne prosessen beror på bittesmå organeller i cellen som kalles ribosomer. Se animasjon av oppbygningen her. 


Ribosomene inneholder ribosom-RNA, som forkortes rRNA. Siden 1980 har de DNA-sekvenser som koder for rRNA tilveiebragt mye av informasjonen som er samlet om molekylær fylogenese. Om teorien for å sammenlikne DNA-sekvenser er enkel, er det vanskeligere i praksis. Et gitt DNA-segment kan inneholde tusenvis av baser (nukleotider). Bare det å få dem stilt opp i rekkefølge for sammenligning kan være krevende. Og ulike oppstillinger kan gi ulike resultater. Ikke desto mindre er det trukket konklusjoner ut fra molekylær fylogenese som har betydning for utvikling av arter. Særlig har det interesse i forbindelse med Kambrium perioden, som vi tidligere har sett på.


Kambrisk eksplosjonMolekylær fylogenese og den kambriske eksplosjon

Oppsto dyre-rekkene så plutselig i Kambrium som fossiler synes tyde på, eller ble de langsomt splittet opp fra en felles stamform fra millioner av år tidligere? Det er ikke mulig å lage molekylær undersøkelser på fossiler fra Kambrium, men en kan sammenligne DNA-sekvenser i nålevende arter. Som nevnt ovenfor, om en går utfra en gradvis akkumulering av mutasjoner, kan en anvende antall sekvensulikheter som et molekylært ur. Formålet er å måle hvor lang tid er siden rekkene evt. ble atskilt.
Det viser seg at dateringene med en slik metode spenner vidt: Faktisk kan anslagene varierer med så mye som nærmere 100% - fra 670 millioner år siden (Russel Doolithle m.fl) til 1200 millioner år (Gregory Wray m.fl). Denne forskjellen i resultatene er for den amerikanske genetiker Kenneth Halanych tegn på at "man ikke kan tidfeste så urgamle begivenheter" når en bruker molekylære arbeidsmetoder.


For noen forskere blir valget mellom de to tidsangivelser et spørsmål om hvorvidt en velger tro på det moleklylære eller det paleontologiske forskningsmaterialet. I 1998 brukte molekylær-evolusjonistene Lindell Bromham m.fl. de molekylære data til å forkaste hypotesen om den kambriske eksplosjon. Grunnen skulle være at den beror på "en meget bokstavelig tolkning" av den fossile lagserie. I motsetning til dette uttalte paleontologene James Valentine m.fl. i 1999 at "det molekylære urs amobe-fossilnøyaktighet er stadig problematisk, i hvert fall for oppsplittingen av rekker". Grunnen for dette var at beregningene varierte med hundrevis av millioner år, avhengig av hvilke teknikker eller molekyler en bruker. Valentine og kolleger fastholder at "de molekylære data ikke kan rokke ved den [kambriske] eksplosjonen, som stadig framstår som en hovedbegivenhet i dyrenes evolusjon".
Den kambriske eksplosjon trosser en av de betydeligste grunnsetninger i Darwins teori, ved at større dyrerekker og klasser dukker opp fra første stund. Den molekylære fylogenese løser ikke problemet, fordi de tidsangivelser som utledes av den spenner over alt for store tidsrom. Det viser seg også at dette er del av et større problem. Siden 1970-årene har evolusjonsbiologer håpet at sekvensanalyser ville overvinne mange av de vansker som de mer tradisjonelle tilnærminger har reist. Intensjonen var at en kunne sette dem i stand til å oppstille et "altomfattende livets stamtre," alene basert på molekylære analyser. Nyere oppdagelser har veltet dette håpet.


Den molekylære fylogeneses tiltagende problem

Fig3-7Moderne versjoner av det darwinistiske Livets stamtre, kalles "fylogenetiske (stam)tre". På et typisk slikt tre, representerer "roten" stamformen til alle andre organismer i treet. De nederste greinene tegner de avstamningslinjer som forholdsvis tidlig har skilt seg ut, mens de høyere står for senere oppdelinger. Endene av grenene viser de egentlige arter. Oppdelingspunktet mellom to grener angir den hypotetiske stamformen for de to grenene. Mange slike trær tegnes slik at grenenes lengde svarer til forskjeller i sekvenser, som i sin tur skal indikere hvor lang tid det er gått siden de gikk hver til sitt (Fig3-7)
Med få unntak er de eneste 'riktige' data de som svarer til gren-endene på figuren. Sammensetningen av resten av treet er satt sammen ut fra metodologiske formodninger og sammenliknende sekvensanalyser. Det har vært en utbredt oppfatning om at jo flere molekyler som brukes i analysen, jo mer pålitelig må resultatet bli. Men denne forventningen begynte å smuldre opp for flere tiår siden. Molekylærbiolog James Lake m.fl. skrev i 1999 at "da forskere begynte analysere en bred vifte av gener, fra ulike organismer, fant de at organismenes innbyrdes forhold var i motstrid med rRNA-stamtreet". I følge de franske biologer Hervé Philippe og Patrick Forterre "viste det seg med flere og flere sekvensanalyser for hånden -at de fleste protein-fylogeneser er i motstrid både med hverandre og med mRNA stamtreet.


Fossil-hullMed andre ord: ulike molekyler fører til høyst ulike fylogenetiske stamtrær. Biologen Carl Woese en av pionerene bak konstruksjonen av rRNA-baserte stamtrær, kommenterte: "Inntil videre har ingen troverdige organisme-fylogeneser sett dagens lys, ut fra de mange individuelle protein-fylogeneser en har laget. Brudd på den fylogenetiske kontinuitet forekommer overalt i stamtreet. Det mangler sammenheng mellom roten og oppover. De større forgreininger henger ikke sammen. Gruppene innbyrdes gjør det heller ikke. Og dannelsen av de grunnleggende grupperinger henger heller ikke sammen. 
Woese tok hovedsakelig fatt på de uoverensstemmelser som befinner seg på systematikkens høyere nivåer, 'rikene'. Men problemet berører også mindre grener, herunder fylogenese for dyr. Biologen Michael Lynch skrev i 1999: "Å få klarhet i de større dyrerekkenes innbyrdes forbindelser har vist seg være et problem det er vanskelig å definere nærmere". Analyser av forskjellige gener, ja selv analyser av de samme gener har brakt en mengde ulike fylogenetiske stamtrær for dagen. Selv i de tilfeller der ulike molekylanalyser kan settes sammen, er resultatet ofte bisart.
F.eks. plasserer en studie fra 1996 som har anvendt 88 proteinsekvenser, kaniner i samme gruppe som primatene i stedet for hos gnagerne. En analyser fra 1998 plasserer kua i nærmere slektskap med hvalen enn med hesten. Den molekylære fylogenesen synes være blitt plassert i en sump med mudder til halsen.


Livets stamtre rykket opp med rot

tre over husEn del molekylærbiologer mener problemet er metodologisk. I følge Forterre og Phillippe forandrer noen sekvenser seg for hurtig i evolusjonsmessig henseende til å bevare en "fylogenetisk melding" over lange tidsforløp. De hevder at ved å begrense seg til sekvenser som de mener har undergått en langsom evolusjon, kan de nå fram til et allmenngyldig stamtre. Problemet deres er at deres analyser peker i retning av en celle med kjerne som den altomfattende 'felles stamfar'. Tidligere er alltid darwinister gått ut fra at en celle uten kjerne er mer opprinnelig enn celler med kjerne. Ut fra darwinistisk synspunkt har 'treet slått rot på feil sted.' 
Andre biologer, som Woese, mener at problemet ikke bare er metodologisk. Han holder fast ved at uoverensstemmelsene er tilstrekkelig hyppige og så statistisk holdbare at en verken kan late som ingenting eller bare avvise dem av metodologiske grunner. I følge ham er det på tide at en "tar de grunnleggende antakelser opp til gjenoverveielse." Han anbefaler at en forlater idéen om en felles organisme som stamfar. Alternativet han stiller opp som grunnleggende er "en prosess". Men om den 'altomfattende felles stamfar' ikke er en organisme, gir det vel heller liten mening i å snakke om en 'felles forfader'.


Fig3-8En annen løsning på problemet er framsatt av W.Ford Doolittle, biolog ved Dalousie University. Han skriver i 1999: "Det kan godt være at det ennå ikke er lykkes .. å finne det riktige tre,..fordi livets historie i bunn og grunn ikke kan framstilles som et tre." I følge Doolittle skyldes de fylogenetiske uoverensstemmelser i overveiende grad "en gjensidig genoverføring." Doolittle lanserer den idé at genoverførsel mellom bakterier og urceller seg i mellom ligger til grunn for mange av uoverensstemmelsene i molekylære fylogeneser. Det innebærer at livets tidlige historie ikke ville likne et tre, men mer ett sammenflettet kratt (Fig3-8)
Doolittle uttaler: "kanskje det ville være bedre, og i det lange løp mer produktivt, å gå vekk fra forsøket på å tvinge dataene .. inn i den form Darwin har skapt." I en artikkel fra februar år 2000 i Scientific American (Uprooting the tree of life) nådde han samme konklusjon: " Vi har bruk for nye hypoteser, som vil munne ut i noe vi ikke engang tør gjette på hva er." Så mønsteret i det forgrenede ???evolusjonstreet stemmer ikke med de større trekk i det fossile og molekylære vitnesbyrd. Den kambriske eksplosjon viser at de høyeste kategorier er oppstått først, og det vender opp ned på Darwins evolusjonstre. (Se mer i "Darwins Doubt lenger ned i bloggen") Allikevel har "Livets Stamtre" stadig en dominerende plass blant evolusjonens ikoner, fordi darwinister har utropt det til å være et faktum!


Til tross for de nyere oppdagelsene innen molekylær fylogenese, holder National Academy of Scienses bastant fast ved at "molekylærbiologiens vitnesbyrd om evolusjonen som overveldende, og det vokser til stadighet" Det virker som de ikke holder følge med den forskning de selv skulle lede an i. Det blir da ikke så rart at lærebøker i biologi ikke følger opp, selv om 100 års-søvn er alt for lenge (se Haeckels fostre i min blogg). De tviler ikke et sekund på "det overveldende vitnesbyrd i Livets Stamtre er en realitet, og at ingen forsker så mye som ville drømme om å tvile på en altomfattende felles avstamning."


Fakta om evolusjonen


Harry Whittington, som var paleontologen som først åpenbarte omfanget av den kambriske eksplosjonen, skrev i 1985: "Jeg ser med stor skepsis på de diagrammer som viser at dyrelivets diversitet skulle være resultat av en forgrening opp gjennom tiden, og som koker det ned til avstamning fra en eller annen form for dyr. . Dyrene kan meget vel være Oppr. fossil-hulloppstått mer enn én gang og på ulike steder til ulike tider." Etter å ha fått tilgang til nyeste informasjon om molekylær fylogenese, skriver biologen Malcolm Gordon i 1998: "livet ser ut til å ha hatt atskillige opprinnelseskilder. Det universelle livets stamtre synes å ha mer enn bare en rot.. Den tradisjonelle versjon av teorien om felles avstamning, gjelder tilsynelatende ikke for riker ..[eller] rekker, og muligens heller ikke for mange av klassene innenfor rekkene.
Kompetente biologer setter spørsmålstegn ved det darwinistiske Livets Stamtre. Bedømt ut fra det fossile og molekylære vitnesbyrd, har vi her ikke å gjøre med en velbegrunnet teori. Men om en reiser spørsmål ved det, blir det vanligvis ikke sett på med milde øyne. Særlig gjelder det kanskje USA, men også her i Norge kan en merke motstanden, -også på kirkelig hold. Det er fullt tillatt å kritisere styrende i stat og kirke, men å kritisere Darwin blir ikke vel mottatt..

Ju ChenDa en kinesisk paleontolog, Jun-Yuan Chen, kom med kritiske spørsmål til den tradisjonelle evolusjonistiske linje, ut fra underligste fossile vesener, ble han møtt med en mur av taushet. Han fikk vite at forskere i USA ikke brød seg om å legge øre til kritikk av evolusjonen. Han kom da med følgende svar: 'I Kina kan vi kritisere Darwin, men ikke regjeringen. I USA kan en kritisere regjeringen, men ikke Darwin.' En slik kritikk kommer også den ledende biolog Lynn Margulis med: 'Som når en spiser noe med masse sukker i, og midlertidig stiller vår appetitt, men hindrer oss ta til oss mer nærende føde, slik stiller neodarwinismen intellektuell sult med abstraksjoner blottet for konkrete detaljer. Det gjelder både for det som har med stoffskifte, biokjemi, økologi og naturhistorie å gjøre.'

Det vi skal se på videre er om naturlig seleksjon utgjør hele forklaringen. Det er greit at det er en viktig mekanisme som kan ha stor nok betydning for utviklingen, så at den har en viss vekt er det liten uenighet om. Men når vi skal se om den utgjør hele forklaringen kan det være fristende å se bakom den: Det enestående forhold som eksisterer mellom evolusjonsteori og antagelser bygd på filosofi og verdensanskuelse.

 

Epigenetisk/kontekst-avhengig informasjon

Fra Darwins Doubt kap. 14

 

Mange biologer tror ikke lenger at DNA styrer nærmest alt som skjer inne i cellen. Utviklingsbiologer spesielt, oppdager nå flere og flere måter som avgjørende informasjon til å bygge kroppsform blir tildelt via form og struktur av embryo-celler, inklusive informasjon fra både befruktet og ikke-befruktet egg.

Tilleggs-definisjoner:

Form: en distinkt utforming/fasong eller arrangement av kroppsdeler.
Cytoskjelett: Internt i cellen: Cytoskjelettet virker som ankerfester og transportveier for makromolekyler og organeller, og deltar i organisering og romlig plassering av innholdet i cellene. Noen av oppgavene til cytoskjelettet er cytoplasmastrømning, flytting av kloroplaster avhengig (fra snl)

Eukaryote celler: Eukaryoter har en cellekjerne omgitt av en membran, samt bl.a. mitokondrier og mange andre organeller som mangler hos de prokaryote (se celle ). Bakterier er prokaryote, mens alle andre en- eller flercellede dyr er eukaryote. 
mikrotubulesMikrotuber: rørformede, 24 nm tykke fibrer, bygd opp av proteinene α- og ß-tubulin. Slike fibrer brukes ved celledelingen , ved intracellulær transport (se kinesin ) og i flimmerhår. (snl)

Centriole: et par av svært små sylindriske organeller, nær kjernen I dyreceller. Involvert i utviklingen av spindelfibre i celledelingen.

Eukaryote celler har interne skjelett for å gi dem form og stabilitet. Disse skjelettene har ulike slag av fibre, inkludert mikrotuber . Strukturen og lokalisering av mikrotubene i cytoskjelettet influerer formen på og utviklingen av embryoet. Oppstillingen av mikrotuber innen embryo-celler, hjelper å distribuere essentielle proteiner som brukes under utvikling til spesifikke lokasjoner i cellen. Når de er dannet, utfører slike proteiner funksjoner kritiske for utviklingen av embryoet. Forutsetningen er at de blir levert til sine korrekte plasseringer, ved hjelp av preeksistente, presist formulerte  oppstillinger av mikrotuber og cytoskjelett. Slik blir den presise arrangeringen av mikrotuber i cytoskjelettet en form for kritisk, strukturert informasjon. 

Påstand: Epigenetisk/kontekstuell informasjon spiller en avgjørende rolle i dannelse/sammensetning av dyr.


Eksempler som påviser at arv/endring av kroppsform avhenger av mer enn gener:

celle-struktur

Saksområde:  

Påvisning:

Begrunnelse:
Mønstre i cytoskjellettet Plassering avgjør- en form for kritisk informasjon Arves direkte
Mikrtotubuler Lokasjon og arrangement avgjør arv  
Ione-kanaler og elektromagn. felt Arrangering og plassering av ione-kanaler kan påvirke dyrets utvikling Kunstige felt kan forårsake celle-vandring.
Sukkermolekyler på cellemembran Plassering spiller kritisk rolle i funksjonen de har  
Mål-punkter på celle-membran Spesifikk lokasjon og fordeling avgjør funksjon
Plassering avgjøres ikke av genprodukt alene
Folding av proteiner Mange proteiner folder seg ulikt avhengig av omgivelsene Påvist i sammenlignende utviklingsbiologi
Morfogenetiske proteiner, regulerende gener og dGRNs Disse avhenger alle av plasseringen av spesifikke, informasjonsrike, tidligere cellestrukturer En har aldri opplevd at dGRNs er blitt endret med livskraftig avkom som følge
Cellestruktur Resultat av både genetikk og tidligere 3-dim-struktur og organisering i celle, cellemembran, og cytoskjellett Påvist ved forsøk at snitt i cellemembran arves direkte på encellede organismer

 

Cellemembranens målområder spiller en avgjørende rolle i utviklingen av embryoet, ved å tiltrekke molekyler til spesifikke plasser på indre celleoverflate. Når mange proteiner folder seg ulikt etter hvor de befinner seg i cellulær kontekst, så viser det kontekst-avhengig informasjon.



protein-syntese pngNy kunnskap om arvematerialet


I løpet av de siste 15-20 årene har genetiske studier revolusjonert vår forståelse av hvordan cellen samvirker med genetisk og annen biologisk informasjon. Biologer bekrefter fortsatt at DNA inneholder spesifikk informasjon, men har oppdaget at systemet med lagring og behandling av denne informasjonen er ennå mer kompleks enn antatt inntil nylig. Tidligere antok en at informasjonen for å bygge et protein vanligvis befinner seg ett sted langs DNA-molekylet. En har også funnet ut at et gen ikke alltid koder for bare ett protein, slik en har trodd i 70 år.
RNA som en trodde kun ble brukt til 'oversetting' av koder, styrer også prosessering av annen genetisk informasjon. Videre er det tilleggs prosesser som editerer kjedene med aminosyrer før de foldes i tredimensjonale strukturer. Like revolusjonerende er det at biologisk informasjon utenfor DNA utgjør en kritisk rolle i utviklingen av organismer.


I det hele har det utviklet seg en ny forståelse av genet. En forstår ikke genet lenger som en enkel, lineær og lokal enhet. I stedet oppfattes det som et et distribuert sett med hard-diskdata-filer, tilgjengelig for gjenfinning og kontekst-avhengig uttrykk ved et komplekst informasjons-prosesserings system. Det tilsvarer mer hvordan data lagres på en harddisk, med pekere og der det er fysisk mulig og med mest mulig nærhet. Cellens informasjonssystem inneholder således kjennetegn vi hittil bare har funnet i intelligent konstruerte systemer. Basert på vår nåværende kjennskap til årsak og virknings-lovene i verden, kjenner vi bare én mulig årsak til slike systemer -intelligens. At ID slik kan forstolke ny informasjon, understreker dets evne til å gi et fortolkende rammeverk for biologisk forskning.


Celle-proteinDet er tre oppdagelser angående cellens informasjonssystem som illustrerer ID's evne til å forklare ellers vanskelig forståelige oppdagelser: 1. Funksjonell, spesifikk informasjon er tett konsentrert i DNAet. 2) Genomet (en celles totale mengde av genetisk materiale, dvs. samtlige gener på alle kromosomer) er hierarkisk organisertfor å lette tilgang og gjenfinning av informasjon. 3) Organismen gir en informasjonsrik kontekst- som involverer informasjon både i og utenfor genomet. Det er dette (både innholdet og plasseringen) som bestemmer uttrykksmåten til lavere-nivå genetisk informasjon.


1. Konsentrasjonen av informasjon i DNA


støyMens evolusjonister før proklamerte at mesteparten av DNAet var søppel (junk-DNA), har en måttet endre oppfatning av dette. Genetisk informasjon i DNA er organisert for å maksimere informasjonstettheten. Selv om noe innhold er degradert over tid, så er den store majoriteten av base-sekvenser i genomet essensielle for å utøve biologiske funksjoner. Dette gjelder også de mange sekvensene som ikke er koder for protein. Genetiske signaler er altoverveiende i forhold til 'støy', slik ID-tilhengere forutsa tidlig på 1990-tallet.


distributed systemGenom studier viser også at cellen adresserer distribuerte genetiske data-sett og så henter spesifikk informasjon for å styre produksjonen av protein, mye lik operativisystemet i en computer. Mer enn enkle strenger, blir det snakk om spesifiserte base-selvenser plassert rundt om på DNA-spiralen, noen ganger også rundt på ulike kromosomer. I tillegg til genetisk kode, bruker cellens informasjonssystem andre høy-nivå koder som bestemmer hvordan ulike moduler av genetisk informasjon skal hentes og behandles før oversettelse finner sted.
Det er også en enda mer slående måte som genomet maksimerer informasjonslagring på: multiple beskjeder kan ligge lagret i den samme base-sekvensen eller regionen i genomet. Faktisk kan ett gen i samarbeid med koder utenom genomet, produsere mange tusen ulike RNA-beskjeder og proteiner. Som et resultat av overlappende genetiske beskjeder og ulike slag informasjons prosessering, anses nå informasjonsmengden i DNAet å være ekstremt mye større enn tidligere kjent.


russiske dukkerDNA-sekvenser (introns) som tidligere ble ansett for å være 'meningsløse' er nå funnet å romme gener som kan bygge proteiner. I tillegg har individuelle introns implantert i seg koder for regulerende og strukturelle RNA-er. Slik sett opptrer de som russiske dukker, som inneholder multiple beskjeder inn i seg selv, og selv er del av en større genetisk beskjed. (Fra dataspråket kjenner vi Object-Linked-Embedding (OLE), som gjør at et objekt skapt av én applikasjon kan innlemmes i et dokument skapt av en annen applikasjon, uten å miste noen kjennetegn..)
Fra den amerikanske borgerkrigen kjenner vi til et brev, som tilsynelatende berettet om dagligdagse hendelser på en gård. I virkeligheten inneholdt brevet kode for størrelse på troppeforflytninger, og et nært forestående angrep. På samme måten har celle protein-'maskineri' som samtidig fungerer som en tallkode for å lese og aksessere de iboende beskjedene fra de primære beskjedene i genomet.

Det at genomet er organisert for å samhandle med informasjon lagret annetsteds, understreker ytterligere hvordan genomet er organisert for å øke dets kapasitet til å lagre informasjon. Denne enorme informasjonstettheten bare øker forklaringstyngden til ID. Informasjonsmengden var også tidligere kjent å overstige mulighetene som universet hadde til å danne den type spesifikk og kompleks informasjon. Nå er det enda mye mer. Eksistensen til dual-koding og overlappende protein-informasjon er virtuelt umulig ved tilfeldigheter (W.Y. Chung, Center for Comparative genomics og Bioinformatics, Pett State University). Dette er bare en av mange cellulære innovasjoner for å konsentrere genomisk informasjon. Selv om dette er ekstremt, er det ikke unaturlig, ut fra ID-sammenheng. Tidligere forutsigelser fra evolusjonært hold om masse 'junk' DNA, ville påføre cellen mye ekstra ressurs-omkostninger. Men basert på erfaring med hvordan intelligente aktører krypterer og effektiviserer gjenfinning, er ikke cellens effektive informasjons-system uventet fra ID-hold. 
Cellen har også indeks-koder som gjør cellen i stand til å lokalisere og forholde seg til spesifikke moduler med genetisk informasjon. Dette gjør at den kan fungere også under vekslende forhold i omgivelsene (som 'stress' og endring i nærområdet). Selv om biologi og computer systemer bruker ulikt materiale, finner en mange likheter med hvordan operativsystemet i PC-er gjenfinner informasjon og samler den i filer. Metainformasjon med koder skjult i opprinnelig betydning, er noe vi vanligvis bare forbinder med intelligent aktivitet.


celle-struktur2. Hierarkiske arrangement , optimalisert for tilgang og gjenfinning


På samme måte som ord ordnes i setninger, setninger i avsnitt, avsnitt i kapitler, kapitler i bøker, så viser studier av genomet at vi har mye av samme hierarkiske organsiering der. Genene er sekvensielt ordnet for å aktivere produksjon og effektiv regulering av bestemte RNAs og proteiner. Gruppering av gener kan sammenlignes med gruppering av filer i mapper. Slik kan de kombineres på mange ulike måter, for således sterkt å øke antall proteiner (eller kodede transkripsjoner). 'Gen-mappene' er strukturerte for å muliggjøre masse-genfinning av DNA-filer eller strukturerte for å tillate individuell tilgang på filer.
Videre er 'gen-mapper' eller clustre gruppert, ikke-tilfeldig, langs kromosomer for å danne høyere ordens mapper. Noen DNA-elementer modulerer aktiviteter til genomet. Andre agererer som kromosom-'stillas' for å flette sammen DNA i cellekjernen . 'Gen-mapper 'grupperes for å danne supermapper. Disse grupperingene (clustre) utfører mange slags aktiviteter, som en først nå oppdager virkemåten til. 

Protein-synteseKombinasjon av gen-supermapper, grupperes inn i enda større sammenhenger av 'like-gjøremål' (isochores). Disse isochores har som oppgave å regulere relasjoner mellom nærliggende kromosomer i cellekjernen. De tjener også som et rammeverk for dannelse av organell-liknende samlinger. Dette er trolig bare de lavere lagene av ennå uoppdagede høyere lags koder. Datafolk får en slags déja-vu når vi møter hierarkiske fil-strukturer i biologiske organismer. 
Om informasjonen i DNA og kromosomer skulle vært dannet av ikke-styrte prosesser ved prøving og feiling, ville en knapt vente å finne ikke-tilfeldig funksjons-spesifikk informasjon med genetiske filer, inni mapper, som er inni supermapper og isochores. En ville heller ikke vente at celler ville produsere gen-produkter med presis målstyrt og spesifikk effektivitet, om det var dannet ved tilfeldige mutasjoner. Den hierarkiske strukturen med mange slags informasjon knyttet til det samme biologiske mediet, synes å ha kreve betraktelig planlegging og forberedelse. Alt dette er med å styrke forklaringsevnen og gjøre ID til den beste, mest årsaks-tilstrekkelige forklaring for opphavet til og dannelsen av cellens informasjonssystem.


3. Informasjons kontekst inni og utenfor genomet


kromosomI de siste årene har utviklings og evolusjons-biologer oppdaget at kodende sekvenser i genomet ikke alene bestemmer funksjonen til genproduktet under embryo-utviklingen. Ofte er det den større konteksten(sammenhengen) genene finnes i, som bestemmer den spesifikke funksjonen til proteinene de utvikler. ved å sammenligne gener mellom grupper, har biologer oppdaget at hovedsakelig identiske sekvenser regulerer meget forskjellige strukturer i ulike organismer.
Genet 'distal-less' og dets like fungerer som brytere (switches), men i hvert tilfelle en 'bryter' som regulerer mange ulike gener, som leder til ulike anatomiske trekk, igjen avhengig av den større informasjons-konteksten genet befinner seg. Selv om det dreide seg om en generell, bred klasse (appendages), hadde de lite til felles med hverandre. Genet fantes i fjernt relaterte organismer, etter evolusjonistisk syn. I det hele syntes det vanskelig å forklare ut fra ortodoks-evolusjonisme hvordan like gener kunne ha så ulike funksjoner i ulike settinger. Der har en antatt at celle-skjelettgener kontrollerer utviklingen og at like gener skulle danne like organismer og strukturer. Denne oppdagelsen problematiserer også påstander om likt opphav, når samme gentype finnes i 'fjernt beslektede' arter.
Ut fra erfaring med informasjonssystemer dannet av intelligente aktører, er det ikke uventet at en har slik kontekst-avhengig virkemåte. Gettysburg-talen består f.eks. av 49 ulike ord. Av de samme 49 ordene er det også dannet et anarkist-manifest, med bortimot diametralt motsatt mening. Det er ikke ordene, men arrangeringen av ordene som er ulike i de to tilfellene. Kontekst-avhengigheten til de mindre modulene de er bygd opp av, viser at funksjonen er bestemt av et større informasjonssystem, og fortrinnsvis først når dette er på plass. Funksjonen til mange gener og proteiner blir bestemt 'top-down', ikke 'bottom-up' som evolusjonister antar. Mutasjoner virker fortrinnsvis på gener, som så igjen påvirker kromosomer og celler..


dna-animasjonDette trigger spørsmålet: Hvordan kunne gener og proteiner ha overlevd og formert seg, før den eksterne og komplekse organisme-konteksten, som bestemmer virkemåten, fantes? Dette trekket ved gener synes forbløffende (puzzling) for evolusjonsteorien. Det blir ikke bare et super-komplisert puslespill, men å holde det i live uten 'styring ovenfra' synes uholdbart. Ut fra ID som har rom for et forsyn, en planleggende intelligens, virker imidlertid dette ikke ødeleggende.


Høyere ordens, strukturell informasjon synes spille en avgjørende rolle for utvikling av organismer. membranBiologer vet ikke hvor alle denne informasjonen utenom genomet befinner seg, men har lokalisert noe. For eks. vet de at strukturen og lokaliseringen til celle-skjelettet spiller inn på utviklingen av embryoet. I tillegg påvirker lokalisering av spesifikke mål-steder på innsiden av celle-membranen formen på celle-skjelletet og influerer utviklingen av organisme-formen. Selv om disse er laget av proteiner, er det ikke bare proteinet, men plasseringen og den tre-dimensjonale strukturelle informasjonen som bestemmer strukturen på celleskjelettet og lokaliseringen av dets mindre enheter. I encellede organismer kan kutt i celle-membranen danne arvelige endringer i membran-mønstre, selv om DNA ikke er skadet.


protein-foldingI det hele bestemmes formen og strukturen til cella av både gener og tidligere tredimensjonale-strukturer og deres organisering. Proteiner transporteres og finner fram, til riktig adresse delvis p.g.a. tidligere tredimensjonale-strukturer og deres organisering. (Nobel-prisen i medisin 2013 gikk til celle-biologer for deres arbeid med cellens transport-system..) Gener forsyner nødvendig, men ikke tilstrekkelig informasjon for utvikling av de tre dimensjonale former og strukturer de produserer i celler og for kroppsbygning. Således kan gener mutere i det uendelige uten at de påvirker større formmessige endringer.


el-kretsEn analogi kan sees til fysikk, der organiseringen av transistorer, motstand og kondensatorer er det som bestemmer virkemåten av elektronikken, ikke delene i seg selv. Organismer inneholder både informasjonsrike proteiner og gener, og danner informasjonsrike arrangement av disse komponentene i form av hierarkisk oppbygde systemer. Et rikt flerlags-informasjon hierarki er ikke uventet fra ID-hold. At biologiske organismer har slik oppbygning understreker ytterligere relevansen til ID.

 

Oversettelse og utvalg av tekst og bilder ved Asbjørn E. Lund