Генетика
Креацентр > Статті > Генетика > Мінливість, інформація і створений рід

Мінливість, інформація і створений рід

Резюме

Всі спостережувані біологічні зміни мають у своїй основі тільки збереження або руйнування генетичної інформації. Тому ми не спостерігаємо тієї еволюції яку зазвичай мають на увазі під словом «еволюція». З міркувань логіки, практичності і стратегії в статті пропонується:

  1. Уникати використання терміна «мікроеволюція».
  2. Переосмислити наше вживання всієї концепції мінливості всередині «біблійного роду».
  3. Відмовитися від використання таксономічних визначень біблійного роду, крім аксіомних.

Найбільш часто в популярній літературі з еволюції зустрічається ідея про те, що якщо невеликі зміни, які зараз спостерігаються в послідовних поколіннях організмів, перенести назад у часі, то цим можна пояснити всю еволюцію від однієї клітини до людини. Креаціоністи ж нібито провели уявну межу, так би мовити, «лінію Мажино», за межами якої мінливість дозволена, а так звана мікро-еволюція чи мінливість «за родом їх» не виходить за цю межу. Зрештою, якщо креаціоніст так говорить, то він має на увазі, що комарі не перетворюються у слонів або метеликів, тому що це – надмірне спрощення. З іншого боку, неодарвініст може справедливо зауважити, що він і не очікує побачити такого роду змін в період одного людського життя. Пост-неодарвініст може заявити, що наша вибірка з геологічного часу занадто мала, щоб очікувати появи «якогось монстра» або взагалі будь-якої іншої істотної зміни.

Іншою причиною, по якій позиція креаціоніста часто виглядає слабкою, є той факт, що про нас думають як про людей, котрі визнають біологічну мінливість тільки тому, що ми змушені робити це на основі спостережень, але при цьому уникаємо обговорювати потенційні наслідки мінливості, використовуючи відмовку, що мінливість не заходить досить далеко. Ми виглядаємо як люди, що пересовують «лінію Мажино» в залежності від ступеня спостерігаємої мінливості. Однак, далі в цій статті буде показано, що такий підхід помилковий і є лише карикатурою на позицію креаціонізму, і що межі мінливості, насправді, визначаються на рівні генетичної інформації.

Створені роди

Спостерігаєма мінливість, очевидно, має свої межі. Виникає спокуса використовувати цей факт для демонстрації існування створених родів і мінливості, яка обмежена такими родами.

Однак така аргументація є круговою, і тому вона вразлива. Оскільки креаціоністи за визначенням вважають усю мінливість обмеженою «межами створеного роду» (див., наприклад, таку позицію у Американського товариства дослідників креаціонізму), як тоді нам довести за допомогою спостережень, що мінливість обмежена межами створеного роду? Інакше кажучи, ми ніколи не спостерігали мінливість «всередині роду», оскільки кожного разу, коли два різновиди походять з одного спільного джерела, їх вважають одним і тим же родом. Тож не дивно тому, що еволюціоністи вимагають від нас точного визначення терміна «створений рід», оскільки тільки в цьому випадку наша заява, що «мінливість обмежена тільки створеним родом» перестає бути тавтологією і перевіряється науково. Однак кругове обґрунтування не знецінює концепцію створених родів. Подібним же чином у визначенні природного відбору використовується круговеобґрунтування (виживають найбільш пристосовані, а найбільш пристосовані – це ті, які вижили), але, тим не менш, воно є логічною концепцією, яку легко перевірити. Ми всього лише хочемо сказати, що аргументи, які є за своєю природою круговими, не можна використовувати як незалежний доказ створених родів.

Коли я кажу, що такий незалежний доказ може бути неможливим за природою самих речей, моя заява жодним чином не є виправданням. Наприклад, давайте припустимо, що ми виявили залишки острова,який вибухнув – каміння, дерева, пісок і т.д. Відновлення початкового взаємного розташування цих елементів може виявитися в принципі неможливим. Однак це не означає, що не можна зробити висновку, з великим ступенем впевненості, що дане розміщення відходів вибуху узгоджується з вибухом, описаним очевидцем, і не викликане іншим якимось механізмом.

Подібним же чином ми можемо показати, що спостереження в природі добре узгоджуються з біблійною концепцією створених родів і не узгоджуються з ідеєю еволюції. Це найкраще зробити, якщо звернути увагу на генетично-інформаційну основу всякої біологічної зміни. Такий підхід більш реалістичний і виявляє більше, ніж рівень або ступінь морфологічної зміни.

Суть проблеми полягає в якості, а не в кількості. Справа не в тому, що поїзду не вистачило часу проїхати досить далеко, справа в тому що він поїхав у неправильному напрямку. Межі мінливості – спостерігаються вони чи не спостерігаються – неминуче проявлять себе, коли в генофондах буде вичерпана «функціонально ефективна» («телеономічна») генетична інформація. Повне розуміння цього усуває уявлення про креаціоніста, який крутить педалі назад і перекреслює лінію останнього протистояння у відповідь на нові спостереження нових різновидів організмів.

Цей факт також робить непотрібним поділ на «мікро» і «макроеволюцію. Я вважаю, що креаціаністам краще взагалі уникати цих термінів, які тільки породжують плутанину і вводять в оману. Слово «еволюція» зазвичай означає деяку зміну, яка, в кінцевому рахунку, перетворить найпростіше в людину або рептилію в птицю і т. д. Я сподіваюся показати, що в рамках цього розуміння ми взагалі не побачимо жодної еволюції. Коли ми говоримо: «я приймаю мікроеволюцію, але не макроеволюцію», ми підсилюємо уявлення про те, що мова йде про кількісні зміни, що є неправильно. Йдеться про різні типи змін.

Це не просто дрібна семантика, але це предмет, який має психологічне та тактичне значення. Звичайно, хтось може сказати, що «мікроеволюція» має сенс, коли цей термін якимось чином визначено, але наслідки вживання цього слова, значення, яке воно містить, і вплив, який він справляє, такі, що робити поступку було б нерозумно. Мікроеволюція як зміна, якою б малою вона не була і яка однозначно призвела б до збільшення інформації, ніколи в природі не спостерігалася.

Так чи інакше, провідні біологи тепер самі визнають, що «макроеволюція» – це не є «мікроеволюція» (використовуючи їхню ж термінологію), відмінність якої полягає тільки в більшій протяжності часу. У листопаді 1980 року в Чиказькому польовому музеї природної історії відбулася конференція кількох найвідоміших світових лідерів еволюційної біології, яка була присвячена «макроеволюції». Помістивши повідомлення про конференцію в журналі «Science», Роджер Левін написав:

«Центральне питання чиказької конференції полягалов тому, щоб вирішити, чи можна механізми, які лежать в основі мікроеволюції, екстраполювати для пояснення макроеволюції. Незважаючи на ризик нанесення шкоди точці зору деяких учасників конференції, можна впевнено відповісти Ні».1

В одному з посилань на слова Франциско Айала (професора генетики Каліфорнійського університету) було згадано, що:

«...беручи до уваги сучасні висловлювання палеонтологів, я впевнений, що дрібні зміни не накопичуються».2

З огляду на той факт, що дана стаття, по суті, приходить до такого ж висновку, її навряд чи можна назвати радикальною. Незважаючи на це, велике число навіть добре освічених людей залишається в невіданні. Інакше кажучи, вони думають, що правильна формула: «(Велике зміна) = (Маленькі зміни) Х (Мільйони років)».

Концепція іформації

Букви на цій сторінці, тобто речовина чорнил і паперу, підпадають під дію законів фізики і хімії, але ці закони не визначають інформації, яка в них записана. Інформація може залежати від матеріального носія, який був використаний для її зберігання, передачі і пошуку, але вона не є його властивістю. Наприклад, ідеї, викладені в даній статті, спочатку народилися в розумі, а потім були перенесені на матеріальний носій. Біологічні молекули живих істот несуть гігантські обсяги інформації, але знову-таки інформація не є їхньою хімічною властивістю. Як така, інформація не є частиною матерії і не підпорядковується фізичним законам. Вона виникає з порядку, зі способу побудови букв генетичного «алфавіту» клітини. Цей порядок складання молекул повинен бути привнесений ззовні і не є початковою властивістю самих молекул. Живі організми передають цю інформацію з покоління в покоління. Характер послідовності основ у молекулі ДНК відображає докладний план, що визначає всі властивості організму. В кінцевому рахунку, успадковані біологічні зміни є прямим наслідком змін в цій інформації. Гени можна розглядати як «пропозиції» генетичної інформації, записаної на мові ДНК.

Тепер уявіть собі першу популяцію організмів, що живуть на «примітивній землі» еволюціоніста. Ця так звана клітина звичайно ж буде містити в собі масу генетичної інформації, якої, однак, буде набагато менше, ніж угенофонді її сьогоднішніх нащадків, наприклад, у генофонді людей. Еволюціоніст передбачає, що ця «телеграма» явилася родоначальницею цілих «енциклопедій», що містять відомості, які мають сенс, і записані у формі корисних генетичних пропозицій. (Нижче пояснюється, що означають терміни «має сенс» і «корисність» у біологічному контексті). Отже, він повинен пояснити походження в часі нових смислових пропозицій. В кінцевому рахунку, їхнім єдиним джерелом міг бути тільки процес мутування.3

Повертаючись до аналогії друкованої сторінки, інформація, записана в генах живого організму, копіюється під час розмноження таким же чином, як це робить друкарська машинка, повторюючи процес знову і знову. Мутація – це випадкове порушення, «помилка копіювання». Хоча вважається, що більшість таких помилок шкідливі і безглузді, еволюціоністи припускають, що в певних умовах середовища вони можуть виявитися корисними, і тоді організм, який володіє такою мутацією, має більше шансів вижити і розмножитися. Тепер ми подивимося на інформаційну основу інших механізмів біологічної мінливості. Ми побачимо, чому вони не породжують нових пропозицій, і в результаті, чому еволюціоніст привертає для своїх пояснень мутації того чи іншого сорту.

  1.  Менделевська мінливість

Це такий механізм, який відповідає за більшість нових різновидів організмів, котрі виникають в результаті експериментів зі схрещування, а також це те, що ми спостерігаємо в природі і про що робимо висновки. Статеве розмноження дозволяє комбінувати пакети інформації багатьма різними способами, але не виробляє нових пакетів чи пропозицій. Наприклад, коли численні породи собак були виведені з «дикого типу», то це досягалося через відбір бажаних ознак у послідовних поколіннях таким чином, що гени або фрази-пропозиції, які відповідають цим ознакам, ізолювались у певних лініях. Хоча деякі з цих пропозицій не можна було побачити в початковій популяції, вони, тим не менш, у ній вже були присутні. (На деякий час ми забудемо мутаційний процес, оскільки подібні нові різновиди можуть з'являтися в генофонді незалежно від нових мутацій. Деякі собаки, безумовно, мають ознаки мутацій).

Такий тип мінливості може спостерігатися, тільки якщо вже існує якесь сховище таких пропозицій, з яких можна вибирати. Природний (або штучний) відбір може пояснити виживання найбільш пристосованих, але не приплив найбільш пристосованих, які приходять ззовні – ось у чому полягає справжнє питання. Така менделевська мінливість нічого не говорить нам про те, звідки виникла генетична інформація в популяції, яка вже існує. Тому для того щоб продемонструвати еволюцію, яка рухається «вгору», потрібні зміни іншого сорту, тому що додавання нових корисних «пропозицій» не відбулося. І це спостерігається, незважаючи на той факт, що з'являються не тільки нові різновиди, але навіть нові види. Якщо визначити вид як природну одиницю, яка вільно схрещується, легко побачити, що нові види можуть з'являтися без спрямованих «вгору» змін. Тобто без додавання нового кодування інформації, необхідної для нових функцій. Наприклад, мутація може викликати дефект, що веде до появи генетичного бар'єру або великих фізичних відмінностей, подібних до тих, які спостерігаються в розмірах собак, що належать до порід датський дог і чихуахуа, які унеможливлюють їхнє схрещування в природі.

Трохи дивує той факт, що до сих пір ми, як і раніше, зустрічаємо пристрасть деяких креаціоністів до концепції, згідно з якою нові види ніколи не з'являлися. Навіть якщо хтось і запропонував би вважати, що це й так, все-таки в польових спостереженнях можна знайти «ряди» організмів, які майже виразно вказують на те, що два репродуктивно-ізольованих види виникли з одного і того ж генофонду предків. Ті ж самі креаціоністи, які не схвалюють такого погляду, напевно охоче погодилися б, що різні види, які належать до типу «собака», включаючи напевно вовків, лисиць, шакалів, койотів і домашніх собак, походять від одного загального предка. Тому навіщо нам заперечувати можливість такого явища у спостереженнях теперішнього часу? У цьому немає необхідності ні з біблійної, ні з наукової точки зору. Більш того, коли виразно буде знайдена поява нового виду, це зайвий раз дасть привід критикувати креаціоністів.

Коли ми бачимо нові різновиди організмів, що виникають в результаті штучного відбору або схрещування, то це ні що інше, як виснаження вже наявної інформації батьківської популяції і зменшення генетичного потенціалу, придатного для нової мінливості. Якщо ви спробуєте вивести собачку чихуахуа з популяції датського дога або навпаки, то ви виявите, що ваша популяція не має необхідних «граматичних пропозицій». Така ситуація виникає в результаті втрати частини вихідного генофонду, забракованої в процесі селекції.

Таким чином, те що спочатку здавалося прекрасним прикладом змін, що ведуть до появи нових ознак, при уважному розгляді з позицій генетики обернулося втратою інформації і рухом вниз. Число інформаційних пропозицій, які носяться кожною підгрупою, зменшилося, що зробило популяцію потенційно менш пристосовуваноюу світі майбутніх змін середовища. Екстраполяція такого процесу в майбутній час не приведе до еволюції вгору, але, в кінцевому рахунку, викличе вимирання організмів і розвиток дефіциту генетичної інформації в популяціях.

  1.  Поліплоїдія

В цьому випадку, знову-таки, не з'являться нові інформаційні пропозиції понад уже існуючих. Поліплоїдія – це всього лише множення («фотокопіювання») вже наявної інформації.

  1.  Гібридизація

Знову, ми не бачимо нових інформаційних пропозицій. Тут має місце лише змішування двох уже присутніх наборів інформації.

  1.  Мутування

Оскільки мутації, по суті, це випадкові порушення, не дивно, що в більшості випадків вони шкідливі, летальні або не несуть корисної інформації для функціонування і виживання організму. Випадкові порушення складного і упорядкованого генетичного коду привносять «шум» і хаос, а не новий смисловий зміст, не нову функцію або більш складний пристрій, який, насправді, зазвичай втрачається. Однак, можна уявити собі, що іноді в цьому складному світі «руйнівна» зміна може принести певну користь. Наприклад, якщо ми викинемо з генома якусь кодуючу пропозицію, то це може привести до корисного укорочення довжини ніг у овець (а така мутація дійсно існує), завдяки якій вівці перестануть перестрибувати через паркан і тікати з ферми. Або якщо жук, який живе на ізольованому острові, де дмуть сильні вітри, буде схильний до мутації, що викликає втрату або пошкодження інформації, що кодує розвиток крил, тоді його безкрилих нащадків не будевиносити в море, і вони отримають селективну перевагу. Сліпі риби в печерах і стійкість до антибіотиків – такі ж приклади невеликого числа «корисних» мутацій, які не ведуть до збільшення функціональної складності, як того вимагає теорія еволюції. Від випадкових змін не очікують збільшення функціональної складності.

Тепер ми підійшли до моменту, коли дехто стане заперечувати, кажучи, що ми зловживаємо термінами «корисний», «має сенс», «функціональний» і т.д. Вони скажуть, що якщо деяка зміна збільшує ймовірність виживання, тоді за визначенням вона має біологічний «сенс» і є корисною. Але такий підхід має на увазі, що живі системи нічим, крім виживання, не займаються, в той час як вони і їхня субсистема мають специфічні функції і реалізують проекти. Іншими словами, вони несуть телеономічну інформацію. У цьому полягає одна з найголовніших відмінностей між живими і неживими об'єктами (крім машин). Проекти живих систем не завжди ведуть до переваги в розмноженні або виживанні – насправді, вони можуть і не мати особливого ставлення до виживання, проте вони виконуються дуже ефективно. Звичайно, як завжди робиться дарвінівське допущення про те, що на певному етапі еволюційної історії організму даний проект мав репродуктивну цінність і перевагу в розмноженні. (Наприклад, риба-бризгун з її вражаючим умінням збивати комах струменем, яке їй не обов'язково мати для виживання в даний час.) Однак, оскільки ці припущення не піддаються перевірці, було б законно говорити про генетичну інформацію в телеономічному сенсі і незалежно від будь-якої потенційної переваги для виживання.

Сьогоднішні генофонди несуть у собі величезні кількості закодованої інформації, що приписує виконання певних проектів і функцій, які відсутні в теоретичній «первинній» клітці. Отже, для того щоб обґрунтувати можливість еволюції від найпростішого до людини, необхідно представити приклади, коли мутації додавали нову «інформаційну пропозицію» або новий генний код, що забезпечує виконання нового проекту або функції.

В даний час нам не відомо жодної мутації, яка б привела до такого зростання функціональної складності. Міркування теорії ймовірності, схоже, також усувають таку можливість, або, по крайній мірі, роблять таку подію вкрай малоймовірною, занадто малоймовірною, щоб врятувати теорію еволюції навіть у масштабі часу багатьох мільярдів років.

Для додаткової ілюстрації візьмемо молекулу гемоглобіну людини. Вона виконує проект перенесення і доставки кисню в червоних кров'яних тільцях вельми ефективним чином. Існує ген або «інформаційна пропозиція», яка кодує виробництво гемоглобіну. Відома мутація (точніше три окремих мутації, які дають один і той же результат), при якій відбувається заміна однієї єдиної літери в реченні. Якщо ви успадкуєте таку зміну від обох батьків, ви серйозно захворієте хворобою, званою серповидно-клітинною анемією, і при цьому довго ви не проживете. Незважаючи на це, еволюціоністи часто використовують цей приклад для підтвердження існування «вигідних мутацій». Це тому, що якщо ви успадкуєте цю мутацію тільки від одного з батьків, ваші червоні кров'яні тільця теж будуть піддані змінам, але не досить сильним, щоб вплинути на ваше виживання. Тим часом, вони не дадуть малярійним паразитам ефективно використовувати їх у якості клітин-господарів. В результаті у вас виникне деякий імунітет до малярії, що підвищить успіх виживання в малярійних областях. Цей приклад показує нам, як функціонально ефективна молекула гемоглобіну перетворилася уфункціональнопошкоджену молекулу гемоглобіну. Ген, пошкоджений мутацією, що викликала цю хворобу, підтримується на високому рівні в районах з ендемічною малярією завдяки феномену випадкової гетерозиготної переваги. Його ушкоджуючий ефект для частини потомства врівноважується ефектом, що захищає від малярії. Це безумовно не є зміною, спрямованою «вгору». Ми не побачили еволюції ефективного механізму перенесення кисню. Ми не побачили покращення механізму перенесення гемоглобіном.

Ще одна поверхнева, але, ймовірно, корисна аналогія. Давайте припустимо, що якийсь секретний агент посилає щоденні телеграми з території ворога. У тексті йдеться: «Сьогодні ворог не готується до атаки». Але ось одного разу при пересиланні виникає помилка, в результаті якої слово «не» втрачається. Дуже ймовірно, що така помилка завдасть великої шкоди, аж до виникнення ядерної війни. Але можливо також, що в незвичайній ситуації вона може обернутися користю (наприклад, під час тестування відмовостійких механізмів). Однак це не означає, що саме така зміна буде потрібна, щоб почати перетворення телеграми в енциклопедію.

Вкрай мале число «вигідних» мутацій спостерігалося в природі, попросту, не той тип змін, який потрібен для еволюції – ми не бачимо додавання нових пропозицій, які несуть у собі сенс та інформацію. Знову-таки, на подив, можна часто прочитати роботи креаціоністів, які наполягають, що вигідні мутації невідомі. Якщо вигідність визначити тільки як здатність виживати, тоді ми не будемо чекати цього у всіх випадках, і по суті так воно і є – «вигідні» мутації тільки в такому сенсі дійсно зустрічаються.

Інформація та впорядкованість пов'язані, а оскільки всі наші спостереження і наше розуміння ентропії говорять нам, що в природному, спонтанному, некерованому і незапрограмованому процесі впорядкованість буде зменшуватися, то теж саме характеризує і інформацію. Фізик і інженер зв'язку мабуть не здивуються, дізнавшись, що біологічні процеси не супроводжуються збільшенням корисної або функціональної (телеономічної) інформації і складності. Насправді, кінцевий результат будь-якого біологічного процесу, що супроводжується передачею інформації (тобто всієї спадкової мінливості) є збереження або втрата цієї генетичної інформації.

А це вказує на те, що спочатку інформація була створена надприродним шляхом. Такий погляд знаходиться в повній згоді з біблійною концепцією збалансованого і цілісного світу, створеного «дуже добре», і розпад якої почався лише після гріхопадіння. Ось чому неминуче існують межі мінливості, і чому креаціоніст не повинен турбуватися про те, як багато нових «видів» виникне в майбутньому – одного разу була покладена межа кількості наявної функціонально ефективної інформації, і тому такий природний процес як мутування не може збільшити її первинний об'єм.

Зауважимо, що оскільки організми були створені для хоча б однієї міграції з центральної точки і повинні були заповнити порожні екологічні ніші та долати проблеми мінливого середовища, яке розпадається, була необхідна присутність значного потенціалу мінливості. Без такої закладеної в них генетичної пластичності більшість популяцій не дожили б до сьогоднішнього дня. Отже, концепція біологічної зміни в якомусь сенсі передбачена біблійною моделлю, а не нав'язана їй тільки тому, що така зміна відбулася.

Створений рід

В Писанні мається на увазі, що ця спочатку створена інформація не з`явилася у формі одного «супервиду», від якого відділялися всі сьогоднішні популяції в процесі поступового «відколювання», але була створена у формі декількох окремих генофондів. Кожна група організмів, що розмножуються статевим шляхом, складалася, по крайній мірі, з двох особин. Тому:

  1. Кожна первинна група починала своє існування з уже вбудованою генетичною інформацією, яка з'явилася сирим матеріалом для практично всієї подальшої корисної мінливості.
  2. Кожна первинна група, ймовірно, була генетично і репродуктивно ізольованою від інших подібних груп, але особини усередині своєї групи могли вільно схрещуватися між собою. Тому початково створені роди могли б цілком підходити під сучасне визначення «виду».4 На згаданому прикладі собак ми бачили, що такі «види» могли розколюватися на дві або більш виразні підгрупи, які потім могли розходитися (без додавання нового) і, врешті-решт, могли самі здобувати характеристики «видів» – тобто репродуктивно ізолюватися один від одного, при цьому вільно схрещуючись всередині своєї групи. Чим більша була мінливість у первісному генофонді, тим легше могли виникати такі нові групи. Однак, кожен такий «розкол» зменшував потенціал для подальшої зміни, тобто і тут була присутня межа. Всі нащадки такого початкового роду, який колись був видом, могли бути в кінцевому рахунку класифіковані, наприклад, як одне велике сімейство – більшу таксономічну одиницю.

Написати коментар