Sodobno premišljevanje se vrti okoli predpostavke, da je človek zgolj proizvod brezciljnih naravnih procesov neusmerjene evolucije. Sodobni darvinizem temelji na t.i. »primarnem aksiomu«, ki pravi, da je človek zgolj rezultat naključnih mutacij in naravne selekcije. Logični zaključek te doktrine je, da smo zgolj nesmiselni skupki molekul in da v končni fazi nič ni pomembno. Če je ta doktrina resnična, potem je v najboljšem primeru le taka kot vse ostalo, torej brez pomena, če pa je napačna, potem je to ena najbolj uničujočih človeških iznajdb.
Odkritja s področja genetike jasno kažejo, da primarni aksiom ne velja. To zelo jasno dokazuje t.i. genetska entropija, o kateri bo govora v nadaljevanju.
Genom nekega organizma so genetska navodila za nastanek in delovanje tega organizma. Človeški genom so navodila, ki človeškim celicam naročajo, naj bodo človeške celice, človeškemu telesu pa, naj bo človeško telo. Genom je skupna vsota genetskega materiala, vključujoč vse kromosome, gene in nukleotide. Noben informacijski sistem, ki ga je iznašlo človeštvo, se po svoji kompleksnosti še zdaleč ne more primerjati niti z najenostavnejšim genomom.
Genom vsebuje ogromno informacij, zakodiranih na izredno majhnem prostoru. Za ponazoritev si najprej zamislite knjižico z navodili za sestavo otroškega vozička. V navodilih je sicer zapisano, kako se dele sestavi, toda nič ne piše o izdelavi sestavnih delov, npr. o proizvodnji jekla, plastike, gume in barve. Da bi bila navodila za sestavo vozička bolj podobna genomu, bi morala vsebovati tudi navodila o proizvodnji surovin in proizvodnji sestavnih delov. V tem primeru bi navodila vozička obsegala nekaj obsežnih knjig. Na podoben način bi vsa navodila, potrebna za izdelavo avtomobila, napolnila manjšo knjižnico, navodila za izdelavo lovskega letala pa bi napolnila večjo knjižnico. Navodila, potrebna za izdelavo vesoljskega plovila, bi napolnila več knjižnic. Zdaj pa pomislite na to, da so navodila za nastanek najenostavnejšega organizma po svoji kompleksnosti primerljiva z navodili za izdelavo vesoljskega plovila in da je med kompleksnostjo bakterije ter kompleksnostjo človeka ogromna razlika, ki presega preskok od vozička do vesoljskega plovila. Enostavno ni človeške tehnologije, ki bi jo lahko uporabili kot primerjavo za kompleksnost človeškega življenja in vse te informacije, potrebne za življenje, so zakodirane v navodilih genoma!
A to še ni vse. Genom ni le niz črk, ki določa linearna navodila. Genom obsega številne linearne kode, ki se prepletajo in prekrivajo ter tvorijo izredno dovršen informacijski sistem, ki je, podobno kot računalniški program, poln zank in razcepov. Genom vsebuje gene, ki regulirajo gene, ki regulirajo gene. Vsebuje gene, ki zaznajo spremembe okolja in naročijo drugim genom, naj se odzovejo, pri čemer sprožijo izredno zapleteno kaskado dogodkov. Nekateri geni se aktivno prerazporedijo ali pa modificirajo in metilirajo druga zaporedja genov, s čimer v bistvu spreminjajo odseke priročnika z navodili!
A tudi to še ni vse. Obstajajo dokazi, da se linearna DNK lahko zvije v dve- in tridimenzionalne strukture ter da so na ta način verjetno zakodirane še višje stopnje informacij. Znotraj celičnega jedra najverjetneje obstajajo čudovito kompleksne tridimenzionalne strukture DNK, ki kontrolirajo višje biološke funkcije.
Skratka: navodila genoma niso enostavni, statični, linearni niz črk, temveč so dinamična, samo-regulacijska in večdimenzionalna. Od kod so se vse te informacije vzele in na kakšen način se ohranjajo? Primarni aksiom biološke evolucije v bistvu trdi, da so to storile mutacije in naravna selekcija. Če se vrnemo k naši prispodobi, ta aksiom v bistvu pravi, da so tipkarske napake in minimalno selektivno kopiranje spremenile voziček v vesoljsko plovilo – in to popolnoma brez inteligence, namena ali načrtovanja. Vesoljsko plovilo je torej le mutirani voziček. Se vam to zdi verjetno?
Dawkinsov argument ni dokaz za veljavnost primarnega aksioma
Dawkins je leta 1986 sestavil računalniški program, ki naj bi dokazoval, da je evolucija preko mutacij in selekcije neizogibna ter da ne potrebuje nobenega inteligentnega načrtovanja. Program začne z naključnim nizom črk, dolgim točno toliko kot stavek »me thinks it is like a weasel« (»jaz misli da je kakor podlasica«). Program nato naključno mutira (spreminja) črke in ko se nova črka ujema z nizom »me thinks it is like a weasel«, program izbere tako izboljšano sporočilo. Očitno je, da tak programček hitro pride do želenega (vnaprej določenega!) rezultata, vendar pa to ne more biti dokaz za neizogibnost evolucije! Dawkins je uporabil svojo pamet, da je sestavil program, nato pa je uporabil inteligentno načrtovani računalnik, da je z inteligentno zasnovano optimizacijo prišel do vnaprej določenega rezultata. Vsega tega primarni aksiom ne dopušča! Primarni aksiom ne dopušča inteligence, namena, načrtovanja niti neposredne selekcije tipkarskih napak.
2) SO NAKLJUČNE MUTACIJE DOBRE?
Primarni aksiom pravi, da mutacije omogočajo evolucijo in da so dobre, v resnici pa neustavljivo ubijajo vsakogar izmed nas. Mutacije znotraj našega telesa povzročajo genetske bolezni, raka in naše staranje. Kdor ni ideološko zavezan primarnemu aksiomu, lahko mirno reče, da naključne mutacije nikoli niso dobre. Če se vrnemo na zgornjo prispodobo z vozili, so mutacije udrtine in praske življenja, ne pa nadomestni deli.
Obstajajo mutacije, za katere lahko rečemo, da so koristne, toda te mutacije ne ustvarjajo informacij, temveč jih izgubljajo. Za ponazoritev: nekateri med nami so mnenja, da je pokvarjen avtomobilski alarm koristen, toda taka naključna sprememba še vedno pomeni okvaro, ne pa nastanka nove funkcionalne značilnosti. Informacija se zmanjša. To se dogaja v bakterijah pri kromosomskih mutacijah, ki vodijo do odpornosti na antibiotike. Funkcije celic se izgubljajo. Odporna bakterija ni evolucijsko naprednejša - v resnici je v genetskem smislu nazadovala in je okvarjena. Kakor hitro je antibiotik umaknjen, takega okvarjenega mutanta hitro izpodrine superiorna, naravna bakterija.
Genetsko propadanje zaradi mutacij lahko ponazorimo z analogijo priročnika. Recimo, da se eno izmed navodil pri sestavljanju lovskega letala glasi: »Korak št. 6): Po zaključku zadnjega koraka ponovi korak št. 3 dokler B ni enak 10,004 mm, nato počakaj vsaj 3 h in pojdi na naslednjo točko.« Če se omejimo samo na enostavne točkovne mutacije (tipkarske napake), imajo te lahko naslednje posledice: nične, zelo majhne ali dramatične. Nične posledice so v bistvu le teoretična možnost; večina tipkarskih napak zelo malo vpliva na jasnost besedila, nekaj napak pa bi lahko imelo dramatične (v bistvu pogubne) posledice (v zgornjem primeru so ta mesta podčrtana). Ni pa jasno, katere tipkarske napake bi v zgornjem primeru dejansko lahko izboljšale navodila, da bi dobili boljše letalo. Tipkarske napake v resnici ne dodajajo informacij, temveč zgolj modulirajo sistem. Očitno je, da tipkarske napake ne morejo voditi do napredka v tehnologiji lovskih letal. Nobena tipkarska napaka v zgornjem primeru navodil ne more voditi do patenta. Velike izboljšave nujno terjajo inteligentno načrtovanje. Za vsako hipotetično tipkarsko napako, ki bi vsaj malo modulirala načrt letala, bi obstajala množica napak, ki bi bile pogubne.
To ilustracijo lahko prenesemo na genom. V človeškem genomu je tri milijarde lokacij, kjer lahko nastopi točkovna mutacija. Za nobeno od takih mutacij ne moremo trditi, da bo povsem brez posledic (tako kot v enciklopediji ni resnično nevtralnih črk, tako v genomu ni resnično nevtralnih nukleotidnih mest). Tipkarske napake v navodilih življenja so včasih lahko zelo uničujoče, v pretežni večini pa so zgolj rahlo destruktivne. Ne moremo pričakovati nobenih novih informacij, lahko pa se obstoječe informacije do neke mere modulirajo.
Znano je, da mutacije lahko povečajo ali zmanjšajo aktivnost encimov. Biološko modulacijo si lahko predstavljamo kot neke vrste prilagajanje celičnega reostata (reostat je naprava za spreminjanje jakosti el. toka, op. prev.). Ko z reostatom spremenimo jakost svetilke, ne ustvarjamo novega električnega toka niti ne ustvarjamo nobene nove informacije, temveč zgolj moduliramo sistem, ki že obstaja. Še več, tak sistem je očitno zasnovan na tak način, da se to moduliranje lahko izvaja.
Koliko mutacij je koristnih?
Število koristnih mutacij je v primerjavi s številom pogubnih in nevtralnih tako majhno, da se jih sploh ne more narisati na isti grafikon (tj. na sliki porazdelitve mutacij so prikazane le pogubne in nevtralne mutacije)! Poleg tega se vse hipotetično koristne mutacije nahajajo v t.i. »efektivno nevtralni« coni, kar pomeni, da tovrstnih mutacij selekcija ne more izbrati.
In kako potem teoretiki sploh lahko pojasnijo evolucijski napredek? To skušajo storiti takole: vse mutacije, ki so »skoraj nevtralne«, razglasijo za popolnoma nevtralne in jih zato izločijo. Nato predpostavijo, da naravna selekcija lahko odstrani vse uničujoče mutacije. Ko se tako znebijo vseh neugodnih mutacij, teoretiki nazadnje trdijo, da kljub izredno majhnemu številu koristnih mutacij obstaja dovolj časa in selekcijske moči, da se te mutacije reši in uporabi kot gradnike evolucije. Težava je v tem, da nobena točka te razlage ne drži – kar je podrobno opisano v nadaljevanju knjige.
Mutirane rastline
V zadnjem stoletju je bilo veliko truda vloženega v to, da bi z mutacijami dosegli uporabne spremembe. To je veljalo zlasti za področje vzgajanja rastlin (avtor, dr. John Sanford, je priznana svetovna avtoriteta tega področja!). Ko so odkrili, da določene oblike sevanja in določene kemikalije pospešujejo mutagene spremembe, so načrtno mutagenizirali na milijone rastlin. Ob predpostavki primarnega aksioma so pričakovali hitro evolucijo poljščin. Raziskave izboljšanja pridelkov so se v to osredotočale celih nekaj desetletij. Proizvedli in preučili so ogromno število mutantov, kar je skupaj predstavljalo mnogo milijard mutacijskih dogodkov, dobili pa so le ogromno število majhnih, neplodnih, bolnih in deformiranih rastlin. Ves ta trud ni dal praktično nobenega izboljšanja pridelkov. Vse skupaj je bilo nazadnje opuščeno kot ogromna polomija. In zakaj je ta veliki eksperiment propadel, kljub temu, da so zadevo usmerjali doktorji znanosti? Ker kljub vsem tem milijardam mutacij ni bilo koristnih novih mutacij.
Nekaj redkih izjem potrjuje poanto. Najbolj opazen primer uspešnega mutacijskega gojenja je nizko-fitatna koruza. Ta mutant je sicer lahko zaželen za določen namen, vendar pa je rezultat zmanjšanja informacije in izgube biološke funkcije. Večina ostalih primerov 'uspešnega' mutacijskega gojenja je s področja okrasnih rastlin, kjer so dosegli zanimive in očem prijetne spremembe, ki pa pomenijo nedelujoče anomalije. Take 'koristne' mutacije okrasnih rastlin so vodile v neplodnost, pritlikavost, napačno oblikovane rastlinske organe ipd.
Če ta znanstveno vodeni proces v bistvu ni dal nobene zares pozitivne mutacije (ki bi pomenila povečanje informacije), zakaj naj bi enak proces brez slehernega inteligentnega usmerjanja v naravi dal boljše rezultate? Ti isti znanstveniki, ki so neuspešno eksperimentirali z mutacijami, so bili nadvse uspešni pri izboljševanju pridelkov, ko so opustili gojenje z mutacijami in namesto tega uporabili že obstoječe naravne variacije znotraj rastlinskih vrst. To pomeni, da te obstoječe variacije niso nastale z mutacijami, temveč po nekem izvirnem načrtu.
3) KDAJ JE MUTACIJ PREVEČ?
Genetike že dolgo skrbi, kako mutacije vplivajo na človeško populacijo. Skrbeti jih je začelo, ko so sredi 20. stoletja prišli do ocen, da stopnja škodljivih mutacij znaša 0,12 do 0,30 mutacij na osebo na generacijo. Od tedaj se povečuje zaskrbljenost nad tem, da se mutacije kopičijo in tako predstavljajo veliko genetsko obremenitev, ki vodi v degeneracijo populacije. Genetiki so bili že tedaj prepričani, da bi v primeru, da bi se stopnja škodljivih mutacij približala eni mutaciji na osebo na generacijo, dolgoročno zanesljivo prišlo do genetskega propada.
Eno najbolj osupljivih nedavnih odkritij na področju genetike je spoznanje, da stopnja človeških mutacij že samo znotraj naših reprodukcijskih celic znaša vsaj 100 nukleotidnih substitucij (tipkarskih napak) na osebo na generacijo (Kondrashov, 2002). Genetiki se zdaj strinjajo, da je stopnja mutacij lahko še višja, v razponu od 100 do 300 mutacij na osebo na generacijo. A tudi ta vrednost je premajhna, kajti (1) gre samo za oceno spodnje meje (tj. stopnja mutacij znaša vsaj toliko, lahko pa več), (2) upoštevane so samo točkovne mutacije (tipkarske napake), ne pa tudi številne druge običajne mutacije, kot so izbrisi, vstavljanja, podvojitve, premiki, inverzije in vse mitohondrijske mutacije!
Koliko izmed vseh teh mutacij je lahko nevtralnih? Do nedavna so mislili, da je večina DNK neuporabne (govora je bilo o t.i. odpadni DNK), zdaj pa ta huda napaka odhaja na smetišče zgodovine. Leta 2007 je ENCODE, velik mednarodni konzorcij znanstvenikov s področja genetike, objavil svoje ugotovitve v nizu 29 znanstvenih člankov in z njimi osupnil znanstveno skupnost genetikov. Odkrili so, da je človeški genom izrazito bolj kompleksen od pričakovanj in da se praktično ves genom prepisuje – večinoma v obeh smereh. Zaključili so, da ne samo, da je večina nukleotidov funkcionalnih, pač pa so celo več-funkcionalni, kar pomeni, da imajo več vlog. To pomeni, da funkcionalnost genoma presega 100 % (večina obeh nizov DNK je funkcionalnih). To nadalje pomeni, da nobene mutacije ne moremo smatrati za povsem nevtralno in da so torej praktično vse mutacije škodljive. To pomeni, da je stopnja škodljivih mutacij dejansko izredno velika – veliko več kot 100 mutacij na osebo na generacijo! To za več kot velikostni razred presega ocene, ki so se še pred nekaj leti zdele nemogoče!
Če se omejimo na enega človeka, potem 100 mutacij predstavlja izgubo informacij, ki je le delček skupne količine informacij našega genoma. Toda pravi učinek tako visoke stopnje mutacij pride do izraza šele na ravni populacije. Ker je na svetu šest milijard ljudi in je vsak od nas k svetovni populaciji prispeval povprečno 100 novih mutacij, je samo naša generacija dodala človeški rasi približno 600 milijard novih mutacij. Zaradi velikega števila prebivalcev se človeštvo utaplja v mutacijah kot še nikdar v zgodovini. Posledic večine teh mutacij ne občutimo takoj, zanesljivo pa se bodo pokazale v prihajajočih generacijah.
Kot bo pokazano v nadaljevanju, nobena selekcija ne more popraviti škode, ki je bila storjena že samo v času naše generacije, četudi bi lahko ustavili nadaljnje mutacije. Ko selekcija ne more popraviti izgube informacij, ki jo povzročajo mutacije, nastopi t.i. katastrofa napak (ang. error catastrophe) oz. mutacijski razpad (ang. mutational meltdown). Če se situacija ne popravi hitro, to vodi v smrt in izumrtje vrste. Mutacijski razpad ogroža vse današnje ogrožene vrste in videti je, da enak proces teoretično ogroža tudi človeštvo. Nobena selekcija ne more preprečiti, da se vse omenjene mutacije ne bi prenesle globlje v populacijo, kjer bodo sčasoma povzročile trajno genetsko škodo. Generacija naših otrok bo dodala nove mutacije in ta degenerativni proces se bo nadaljeval. Drsimo po spirali, ki se je ne da ustaviti.
4) ALI LAHKO POMAGA 'VSEMOGOČNA' SELEKCIJA?
Genetiki se strinjajo, da človeška rasa genetsko propada zaradi hitrega kopičenja mutacij in sproščenega pritiska naravne selekcije (Crow, 1997). Spoznavajo, da se genetske informacije izgubljajo, kar vodi v zmanjšanje sposobnosti (ang. fitness) naše vrste. Menijo, da ta upad znaša 1 – 2 % na generacijo. Vse to se dogaja na genetski ravni, kljub temu da medicinski in tehnološki napredek povečujeta našo povprečno življenjsko dobo na socialni ravni. Se ta propad lahko ustavi s selekcijo?
Mnogim se naravna selekcija zdi kot čarobna palčka – ni reči, ki je ne bi zmogla. V resnici pa je naravna selekcija pojav, ki ima zelo konkretne omejitve – nikakor ni vsemogočna! Njena temeljna težava je prepad med t.i. genotipsko spremembo (molekularno mutacijo) in fenotipsko selekcijo (tj. selekcija na ravni organizma). Gre za to, da selekcija lahko 'izbere' (seveda povsem slepo, brez sleherne inteligence!) samo cel organizem hkrati, ne more 'izbirati' posameznih nukleotidov. Ali sprejme vseh šest milijard nukleotidov naenkrat, ali pa jih vse naenkrat zavrne – ne more izločiti posameznih. Kako velika vera je potrebna, da bi verjeli, da narava natančno nadzira usodo milijard posameznih tipkarskih napak v inteligentnih navodilih s tem da (brez inteligence) odobri ali izloči cel organizem!
Zgodnji populacijski genetiki, ki so bili filozofsko predani darvinisti, so vpeljali idejo, da populacija ni nič drugega kot »bazen genov« in da selekcija izbira med geni, ne med celimi posamezniki. Resnica je drugačna: selekcija deluje na ravni organizma, ne na ravni nukleotidov. Človeški geni nikoli ne obstajajo v »bazenih«. Znotraj resničnih ljudi geni obstajajo v velikih skupkih, ki obsegajo od 10.000 do 1.000.000 nukleotidov. Vsak nukleotid je povezan z ostalimi, tako kot je vsaka črka na tej strani na poseben način povezana s posebno besedo, stavkom, odstavkom in poglavjem. Vsak nukleotid obstaja in ima pomen samo v kontekstu drugih nukleotidov (to se imenuje epistaza). Noben nukleotid se ne podeduje neodvisno. Omenjeni skupki se podedujejo kot celota in se nikdar ne pretrgajo. To pomeni, da selekcija ne more izbrati posameznega nukleotida.
Problem je še hujši, ker med nukleotidom in organizmom obstaja več ravni organiziranosti. Na primer: posamezni nukleotid lahko vpliva na prepisovanje določenega gena, kar lahko vpliva na procesiranje mRNK, kar lahko vpliva na količino določenega encima, kar lahko vpliva na določen potek metabolizma, kar lahko vpliva na delitev celice, kar lahko vpliva na določeno tkivo, kar lahko vpliva na celotni organizem, kar lahko vpliva na verjetnost razmnoževanja, kar lahko vpliva na možnost, da se dana mutacija prenese v naslednjo generacijo. Na vsaki organizacijski ravni se dodaja ogromno negotovosti in razredčenja, kar se odraža z izrazitim povečanjem »informacijskega šuma« in izgubo ločljivosti informacij. Nukleotid in organizem sta dobesedno dva različna svetova.
A tudi to še ni vse. Problem se še zaostri, ko upoštevamo pojav homeostaze. Homeostaza je naravni pojav, da se vsa živa bitja samo-regulirajo zaradi spremembe razmer. Primer tega so toplokrvne živali v hladnem podnebju. Homeostaza je rezultat neverjetno kompleksnega omrežja senzorjev in regulatorjev, ki se nahajajo znotraj vsake celice. Homeostaza zelo učinkovito deluje v vseh življenjskih sistemih in na vsaki ravni biološke organiziranosti. Homeostaza izničuje vpliv posameznih nukleotidov, kar selekciji še dodatno otežuje, da bi 'zaznala' posamezni nukleotid.
Omejitve selekcije lahko ponazorimo s prirejeno pravljico o princeski na zrnu graha. Naravna selekcija je (v tem primeru neinteligentna) princeska, nukleotid pa zrno graha. Primarni aksiom pravi, da naravna selekcija, ki deluje na ravni posameznika, mora prepoznati vpliv milijard posameznih nukleotidov, ki obstajajo na molekularni ravni. Selekcijo in nukleotide ločuje ogromen prepad v smislu velikosti in v smislu biološke organiziranosti. Če bi bil nukleotid velik kot grah, potem bi bila princeska visoka približno 10.000 milj [16.000 km]. Poleg tega je med nukleotidom in človeškim bitjem vsaj ducat ravni biološke organiziranosti. Torej je med ogromno princesko in zrnom graha veliko število izredno visokih vzmetnic. Še slabše za princeskino nalogo je to, da je vsaka vzmetnica opremljena z visoko tehnološko opremo za samo-izravnavanje, ki izniči vpliv vsake vdolbinice. A tudi to še ni vse! Primarni aksiom od princeske ne zahteva samo to, da zazna, ali je pod njenim kupom vzmetnic posamezno zrno graha. Princeska mora 'začutiti' enciklopedije, napisane v Braillovi pisavi, ki ima izdolbinice v velikosti molekul, in se odločiti, katere knjige imajo najmanj napak!
Sanford v knjigi, ki jo povzemam, podrobno obravnava še dodatne omejitve selekcije, in sicer: ceno selekcije (selekcija mora odstraniti, tj. 'porabiti' del populacije), prepoznavanje mutacij (kako prepoznati mutanta) in sistematično reproduktivno eliminacijo (kako mutantom preprečiti razmnoževanje).
Vir: Sanford, J.C., 2008. Genetic Entropy & The Mystery of the Genome. FMS Publications, Waterloo, New York