Популярным аргументом в пользу универсального общего предка является почти универсальность обычного генетического кода. Критики общего происхождения часто указывают на отклонения от стандартного кода как на свидетельство против него. В недавно опубликованной в журнале BIO-Complexity¹ работе Уинстона Эверта рассматриваются характер и распределение вариантов генетического кода и их влияние на общее происхождение, а также «разрабатывается схема понимания кодов в рамках общего дизайна, основанная на предпосылке, что некоторые варианты генетического кода сконструированы, а другие являются результатом мутаций в механизмах трансляции». Эверт поясняет, что,

«На первый взгляд, эволюционная теория убедительно объясняет характер и распределение альтернативных кодов. Эволюционная теория предполагает, что если эволюция генетического кода возможна, то она должна быть очень редкой. Это объясняет, почему большинство геномов следуют стандартному коду, а исключения составляют лишь несколько кодонов. Это также объясняет следующие подробности о альтернативных кодах. Большинство вариаций встречается в митохондриях, чьи очень маленькие геномы облегчают эволюцию кодонов. Многие вариации также встречаются в сильно уменьшенных геномах, например, эндосимбиотических бактерий. В ядерных геномах сложных многоклеточных организмов, таких как растения и животные, вариаций не обнаружено. Распространение многих кодонов можно легко объяснить, определив определенные точки на древе жизни, где кодоны были переназначены и затем унаследованы всеми их потомками». (Ewert W (2024) «On The Origin Of The Codes: The Character And Distribution Of Variant Genetic Codes Is Better Explained By Common Design Than Evolutionary Theory». BIO-Complexity 2024 (1):1-25)

Три постулата

В статье предложена «схема, которая пытается объяснить характер и распределение вариантов генетических кодов в рамках общего дизайна». Концепция Эверта состоит из трех постулатов: Во-первых, «канонический генетический код был хорошо оптимизирован и поэтому является идеальным выбором для большинства геномов». Существует множество оптимизированных параметров, поэтому «дизайнер должен определить наилучшие компромиссы, чтобы выбрать идеальный генетический код». Второй постулат концепции Эверта заключается в том, что незначительные вариации стандартного кода лучше подходят для некоторых организмов, поскольку эти организмы могут получить преимущество за счет другого набора компромиссов в отношении оптимизации генетического кода. Третий постулат заключается в том, что механизм трансляции у некоторых организмов был поврежден мутациями, и это привело к тому, что они неправильно интерпретируют код, для которого были изначально предназначены. Это примеры вариантов генетического кода, которые развивались естественным путем».

Пять критериев

Эверт предлагает пять критериев, которые можно использовать для различения генетических кодов, которые эволюционировали, и тех, которые были сконструированы. Во-первых, ожидается, что эволюционировавшие коды будут встречаться в таксономических группах ниже уровня семейства, в то время как сконструированные коды, как предполагается, будут находиться выше уровня семейства. Во-вторых, эволюционировавшие коды должны быть легко «объяснимы в терминах какой-либо простой мутации в трансляционном механизме клетки». В-третьих, предполагается, что эволюционировавшие коды будут ограничены геномами эндосимбионтов. В-четвертых, ожидается, что эволюционирующие коды будут использовать небольшое количество кодонов, чтобы вариации не причиняли организму слишком большого вреда. В-пятых, предполагается, что эволюционировавшие коды попадут в простое вложенное иерархическое (филогенетическое) распределение. Напротив,

«Спроектированные коды встречаются в высокоуровневых таксонах, по крайней мере, на уровне рода, но обычно выше. Они включают в себя множество перестановок, которые трудно объяснить какой-либо простой мутацией. Они встречаются у свободноживущих организмов. Иногда они переназначают кодоны, которые должны быть редкими. Они часто распределяются сложным образом, что не соответствует филогенетическим ожиданиям». (Ewert W (2024) «On The Origin Of The Codes: The Character And Distribution Of Variant Genetic Codes Is Better Explained By Common Design Than Evolutionary Theory». BIO-Complexity 2024 (1):1-25)

Принято считать, что эволюция хорошо объясняет характер и распределение вариантов генетического кода – в частности, практически универсальность стандартного кода, распространенность вариантных кодов в простых геномах, таких как митохондрии, и филогенетическое распределение вариантных кодов. Эверт отмечает, что в свете эволюционной теории следовало бы ожидать, что на более высоких таксономических уровнях будут встречаться вариантные коды, что соответствовало бы тому, что генетический код все еще был изменчив во времена последнего общего предка. Однако «вместо этого мы наблюдаем модификации стандартного кода. Они не связаны с таксонами высокого уровня...»

Более того, хотя по эволюционной теории следовало бы ожидать, что с увеличением числа генов переназначить код будет экспоненциально сложнее, «вариантные коды встречаются в ядерных геномах, которые не так уж малы. Они встречаются у цилиат, у которых количество генов сопоставимо с человеческим геномом. Кроме того, мы находим их у некоторых многоклеточных зеленых водорослей. Фактически, мы находим больше вариаций кодов в ядерных геномах эукариот, чем в бактериальных геномах, несмотря на то, что эукариоты имеют гораздо более крупные геномы». «Таким образом», – заключает Эверт, – «несмотря на первоначальное впечатление, эволюционная теория не очень хорошо учитывает виды геномов с вариативными кодами».

Привлечение «необъяснимых событий»

Наконец, хотя эволюционная теория предсказывает, что распределение вариантных кодов будет соответствовать стандартной филогении, Эверт замечает: «Во многих случаях распределение кодов является сложным, не поддающимся эволюционному объяснению. Коды повторяются в близкородственных группах таким образом, что их невозможно объяснить общим происхождением. Эволюционная теория вынуждена ссылаться на необъяснимые события, такие как возврат к стандартному коду».

Таким образом, заключает Эверт, «первоначально эволюционная теория, по-видимому, обладала некоторой объяснительной силой. Однако при ближайшем рассмотрении те особенности вариантных кодов, которые казались хорошо объяснимыми с помощью эволюционной теории, оказались либо неточными, либо не вытекающими из эволюционной теории». Вместо этого он утверждает, что характер и распределение альтернативных кодов часто лучше объясняется в рамках концепции общего дизайна.