Як дарвінізм став псевдонаукою
Еволюційний біолог Брет Вайнштейн відомий своїми досить сміливими ідеями, що виходять за межі його галузі знань, які я, можливо, не став би захищати. Але що стосується деяких коментарів, які він зробив кілька місяців тому в рамках своєї галузі знань, то він був абсолютно правий, коли дав тривожну оцінку поточного стану дарвінізму. Як у вченого, у мене є свої причини, чому це так. Він заявив:
«На мою думку, мейнстрімні дарвіністи брешуть про те, скільки ми знаємо й що ще належить зрозуміти... Я вважаю, що сучасний дарвінізм є неспроможним. Так, я думаю, що більш-менш знаю, як його виправити. Мене дратують мої колеги, які, як мені здається, брешуть самі собі про стан сучасного дарвінізму. Я думаю, що знаю, чому це сталося. Думаю, вони побоювалися, що креаційний світогляд завжди був загрозою... і тому вони прикидалися, що дарвінізм був більш повним поясненням, ніж він був насправді...»1
Як біофізик, що спеціалізується на інформації, закодованій у ДНК, що містить гени, які, в свою чергу, кодують білки, і на тому, як ця інформація визначає тривимірну структуру білків, я маю свої причини погодитися з Вайнштейном у цьому питанні. Хоча він вважає, що «приблизно знає, як це виправити», моє розуміння надзвичайної складності (це колосальне применшення) пошуку послідовностей, які кодуватимуть функціональний білок зі стабільною тривимірною структурою, підказує мені, що ні він, ні будь-хто інший не зможе це виправити (хоча мені було б цікаво почути його пропозицію щодо вирішення цієї проблеми).
Проте, в його заяві є кілька слів, на які варто звернути увагу: «брешуть», «неспроможний» і «брешуть самі собі». Зверніть також увагу на мотив просування цієї необґрунтованої теорії.
Щоб було зрозуміло, я не стверджую, що дарвіністи навмисно спотворюють науку й вводять людей в оману, хоча такі спотворення й введення в оману, безумовно, мають місце. Швидше, вчені, які повинні знати краще, але продовжують просувати дарвінізм, живуть в запереченні, мотивовані своєю апріорною прихильністю до матеріалізму й сциєнтизму, рухомі антагонізмом по відношенню до будь-якої можливості існування розумного розуму, що стоїть за програмним забезпеченням, закодованим в геномах живих організмів.
Три передбачення дарвінської еволюції
Близько 35 років тому я сидів у кабінеті професора еволюційної біології в одному з великих канадських університетів. Я зауважив три передбачення дарвінської еволюції, які, як здавалося, постійно спростовувалися експериментальними даними, й запитав його про це. На мій подив, він визнав, що всі три передбачення є серйозними проблемами, на які ми ще не знайшли задовільних відповідей. Майте на увазі, що це було за 35 років до інтерв'ю Брета Вайнштейна. Головна відмінність між тоді й зараз полягає в тому, що прогрес в науці зробив ці проблеми ще більш очевидними.
Юджин Кунін, всесвітньо відомий еволюційний біолог, у 2007 році опублікував статтю, в якій визнав, що навіть реплікація РНК, передбачувана сходинка до життя, була настільки неймовірно малоймовірною, що навряд чи могла відбутися десь у Всесвіті.2 Його рішенням було запропонувати нескінченний мультивсесвіт, який надав би нескінченну кількість можливостей для вирішення цієї проблеми. Особливо цікаво прочитати коментарі рецензентів. Вони висловили побоювання, що розумний задум може бути розцінений як найкраще пояснення походження життя. В результаті в заключному реченні статті Юджина Куніна абсурдно стверджується, що його гіпотеза про нескінченний мультивсесвіт «не залишає місця для будь-якої форми розумного задуму». Можна було б подумати, що розум, існування якого ми знаємо, оскільки у всіх нас він є, міг би бути кращим варіантом «бритви Оккама», ніж пропозиція нескінченної кількості неперевірених всесвітів,3 але в псевдонауці раціональні міркування часто обходять стороною.
Якщо хтось задається запитанням, що є рушійною силою дарвінізму і яка мотивація дарвіністів «говорити неправду», як висловився Вайнштейн, то варто подумати як про заперечення Куніним будь-якого розумного задуму, що лежить в основі життя, так і про те, що сказав Вайнштейн про так звану «загрозу» теорії розумного задуму як пояснення походження й різноманітності життя. Ця «загроза» й заперечення призвели до того, що дарвіністи брешуть самим собі й громадськості. В результаті дарвінізм деградував до рівня псевдонауки.
Варіації vs дарвінізм
Звичайна людина схильна розуміти слово «еволюція» як теорію, згідно з якою все різноманіття рослинного й тваринного світу походить від дуже простої клітини, яка якимось чином виникла в минулому й почала самовідтворюватися. Люди часто бувають збиті з пантелику, дізнавшись, що еволюція часто визначається як варіація в популяції рослин або тварин з плином часу, за допомогою комбінації генетичного дрейфу, мутацій4 та природного добору. (Примітка: тут поняття «мутація» включає вставки, делеції, дуплікації, інверсії та транслокації.) Оскільки ми спостерігаємо варіацію в усій природі, дарвініст може дивитися вам в очі й з упевненістю заявляти, що «еволюція – це факт!». Але визначати еволюцію просто як генетичні зміни з плином часу – це вводити в оману. Щоб уникнути використання терміна «еволюція» в оманливий спосіб, я буду називати зміни в популяції з плином часу просто «змінами». Що стосується неодарвінської теорії загального походження, ми будемо називати цю віру дарвінізмом.
Як ми можемо відрізнити одне від іншого?
На жаль, в еволюційній біології спостерігається тривожна нестача точності (rigor), коли мова заходить про відмінність між варіацією й дарвінізмом. Я часто помічаю, як дарвіністи наполягають на тому, що це одне й те саме, але з розвитком науки ця точка зору стає явно помилковою. Точність повинна бути невід'ємною частиною хорошої науки, й використання слова «еволюція» для позначення двох дуже різних концепцій не є винятком. Насправді, існує центральна, об'єктивна кількісна оцінка генетичних змін, яка дозволяє науці чітко розрізняти варіацію й дарвінізм. Абсолютно центральним для життя та його виживання, розмноження й варіації є функціональна інформація, закодована в ДНК організмів.
Функціональна інформація
Концепція функціональної інформації, необхідної для біологічного життя, була вперше запропонована Джеком Шостаком в короткій статті в науковому журналі Nature у 2003 році.5 Чотири роки по тому він став співавтором більш розлогої технічної статті в PNAS разом з Робертом Хейзеном та ін., в якій дав більш детальне визначення функціональної інформації.6 Того ж року я опублікував статтю в TBMM, в якій виклав, як ми можемо оцінити кількість функціональної інформації на основі фактичних даних для родин білків.7 Я використовував більш повне рівняння, ніж Хейзен та ін., але для загальних випадків, які вони обговорювали, рівняння, яке я використовував, зводиться до ідентичного рівняння, яке вони запропонували. Щоб підтвердити це, я зв'язався безпосередньо з Робертом Хейзеном та Джеком Шостаком, показавши їм висновок їх рівняння з більш широкого рівняння, яке я використовував для родин білків, і вони обидва підтвердили, що я правий і що ми всі використовуємо одне й те саме загальне рівняння для вимірювання функціональної інформації.8
Різниця між варіацією й дарвінізмом
Коли ми кількісно оцінюємо спостережувані зміни функціональної інформації в генетичній варіації всередині популяції з плином часу, ми бачимо, що їх немає. Якщо й відбуваються якісь зміни, то зазвичай це втрата інформації, якщо шкідливі мутації не компенсуються з тією самою швидкістю, що й корисні мутації. Статистично значуще збільшення функціональної інформації ніколи не було зафіксовано.
Дарвінізм вимагає появи нових родин білків й систем регуляції генів, що вимагає величезного збільшення функціональної інформації, закодованої в ДНК нового виду рослин або тварин. Деякі дарвіністи вказують на появу нової функції як на позитивний доказ дарвінізму; однак, коли розраховується функціональна інформація, необхідна для цих надбань, виявляється, що поява нової функції може відбуватися без будь-якого збільшення функціональної інформації. Таким чином, набуття функції не корелює з тим, чи відбулося відповідне збільшення функціональної інформації.
Підводячи підсумок, можна сказати, що функціональна інформація є ключовим фактором, що відрізняє варіацію від дарвінізму – останній вимагає значної кількості нової інформації, що кодує білки, в той час як варіація всередині популяції з плином часу цього не вимагає.
Категорії псевдонауки
Існують різні категорії псевдонауки, але тип, що має відношення до дарвінізму, виникає, коли легітимна наукова теорія робить критично важливі для цієї теорії передбачення, які згодом виявляються помилковими, але теорія продовжує просуватися як наука, часто за допомогою «творчого» оповідання й використання технічних термінів у поєднанні зі словами й фразами, такими як «з часом», «можливо», «ймовірно» і багатьма іншими, які можна доброзичливо описати як слова й фрази, які використовуються, коли підтверджувані дані недоступні. Вчені, які просувають цей вид псевдонауки, «брешуть» самим собі й громадськості. Як тільки ви починаєте це помічати, ви вже не можете цього не бачити. Більша частина літератури про походження життя рясніє цим.
Критичні передбачення
Згідно з науковим методом, теорія повинна піддаватися перевірці шляхом складання передбачень, які можуть бути потенційно спростовані. Критичне передбачення (critical prediction) – це таке передбачення, яке, якщо воно спростовується, призводить до краху всієї теорії. Можна знайти дані, які можна інтерпретувати як «докази» практично будь-якого переконання або теорії. Однак докази на користь теорії переважають спростуванням критичного передбачення.
Як і в будь-якій теорії, можна знайти докази на підтримку дарвінізму, які детально висвітлюються в підручниках з дарвінізму, при цьому повністю ігноруючи або замовчуючи критичні передбачення та їх спростування. Таким чином, вчені «в деякому роді брешуть про те, скільки ми знаємо й що ще належить зрозуміти». Підкреслення доказів, що підтверджують переконання, при одночасному замовчуванні або ігноруванні доказів, що спростовують його, є ще однією характеристикою псевдонауки.
Наприклад, деякі аспекти викопних решток, філогенетичних дерев й генетичних подібностей можуть бути інтерпретовані таким чином, що підтверджують дарвінізм. Однак ті самі спостереження передбачає й теорія, згідно з якою за програмним забезпеченням життя стоїть розумне начало. В науці фальсифікація критичних передбачень означає, що докази були застосовані неправильно. Завдяки творчому підходу до викладу фактів межа між наукою й науковою фантастикою в дарвінізмі стирається до такої міри, що їх стає майже неможливо відрізнити одна від одної. Для критичного передбачення нам потрібно щось, що є одночасно істотним й унікальним для теорії, так що в разі його фальсифікації ми будемо змушені визнати, що дарвінізм, за словами Вайнштейна, насправді є неспроможним. Фальсифікація викриває придуману розповідь дарвінізму як те, чим він є насправді – «брехнею».
Два важливих передбачення
Механізми, що використовуються в дарвінізмі, такі самі, як і для варіацій, але з одним дуже важливим винятком – немає значних обмежень для варіацій, якщо ми хочемо отримати все різноманіття життя з однієї простої клітини. Це призводить до першого важливого й унікального передбачення:
П1: В цілому, не повинно бути ніяких обмежень для варіацій. Можуть існувати обмеження на певному еволюційному шляху, але для створення того величезного різноманіття життя, яке ми спостерігаємо, ці обмеження повинні відносно легко долатися сліпими природними процесами.
Друге критичне передбачення випливає з того факту, що дарвінізм припускає, мовляв, життя почалося з дуже простого «мінімального» організму, можливо, з 450 генами, що кодують білки,9 й поступово еволюціонувало до функціональної інформації, що кодує сьогодні приблизно 20 000 родин білків.10 Щоб досягти цього, процес мутації й природного добору повинен був початися з нульовою генетичною інформацією й створити феноменальний обсяг функціональної інформації, необхідної для кодування принаймні 20 000 родин білків сьогодні. Таким чином, друге критичне передбачення полягає в наступному:
П2: Процес мутації повинен бути здатний починатися з нульового рівня функціональної інформації й виробляти необхідний рівень функціональної інформації, яка необхідна для кодування 20 000 функціональних родин білків в ДНК живих організмів.
Зверніть увагу, що тривіально легко виробляти нефункціональні білки de novo, які не здатні до стабільних, повторюваних 3D-структур, й функціональна інформація, необхідна для виробництва таких білків de novo, приблизно дорівнює нулю. Функціональні родини білків зі стабільними 3D-структурами неймовірно рідкісні. Тому для їх «визначення» або кодування потрібен величезний обсяг функціональної інформації.7
Тестування П1
Дарвінізм вимагає багатьох мільйонів років, тому що дарвінська еволюція не має «розуміння» жодного напрямку й не має плану. Це безглуздий, сліпий процес, який можна описати як випадкове блукання. Щоб еволюціонувати в будь-якому напрямку, інформація, закодована в ДНК цього організму, повинна бути змінена, втрачена або доповнена механізмом випадкових мутацій. Якщо це випадкове блукання сліпо натрапляє на зміну інформації, яка покращує здатність організму виробляти здорове потомство, ця зміна може поширитися в популяції й зберегтися в широко поширеному явищі, яке ми називаємо природним добором. Однак ми можемо значно прискорити цей процес, якщо усунемо сліпе, безцільне випадкове блукання й замінимо його інтелектуально спрямованим експериментом з селекційного розведення, в якому вчений може спостерігати й відбирати бажані ознаки й навіть прискорити варіацію, збільшуючи частоту мутацій. Таким чином, ми можемо експериментально перевірити П1, прискоривши пропонований процес дарвінізму, щоб за кілька років або десятиліть досягти того, що сліпому, бездумному «годинникарю»11 знадобилося б 11 мільйонів років. Селекційне розведення практикується лабораторіями по всьому світу, особливо в галузі сільського господарства.
Фальсифікація П1
У кожному експерименті з селекційного розведення, який ми проводили протягом останнього століття з метою з'ясувати, як далеко ми можемо зайти в певному напрямку, ми завжди, без винятку, стикалися з межею. П1 продовжує фальсифікуватися в поточних експериментах з селекційного розведення в усьому світі. Тепер наукові досягнення розкривають причину цього. Проблема полягає в тому, що для еволюції чогось значущого потрібен величезний стрибок у функціональній інформації, щоб згенерувати послідовність, яка буде кодувати новий, стабільний, функціональний тривимірний білок та його регуляторну систему. Точніше кажучи, наука послідовно фальсифікувала це перше критичне передбачення й робила це в лабораторії протягом більше століття незліченних експериментів, без винятків. Натомість, якщо ми будемо продовжувати досить довго, ми в кінцевому підсумку отримаємо нескінченні варіації якогось середнього дикого типу й досягнемо меж варіацій, як це спостерігається в знаменитому довгостроковому еволюційному експерименті Ленскі (LTEE).12 Як і в LTEE, ми можемо спостерігати набуття функції, оскільки для цього не потрібна нова функціональна інформація (коли це досягається шляхом дублювання та уточнення існуючої функціональної інформації).
Чому варіації стикаються з перешкодами?
Щоб отримати щось істотно нове, нам потрібна нова генетична інформація, яка буде кодувати нові родини білків. Хоча для розумних істот створення нової функціональної інформації є тривіально простою справою, наші зростаючі знання показують, що в природних умовах це практично неможливо. Саме тому в експериментах з селекційного розведення ми постійно стикаємося з межею того, як далеко ми можемо просунутися в будь-якому напрямку. Тож наскільки складно випадковим чином змінити інформацію, що кодує білок, щоб випадково натрапити на нову родину білків, яка виробляє стабільну тривимірну структуру, корисну для біологічного життя?
«Пошук нового гена»
Під час моєї докторської програми з біофізики я розробив метод, що дозволяє брати реальні дані з бази даних родин білків й оцінювати рівень функціональної інформації,7 необхідної для кодування цього білка в ДНК, шляхом ідентифікації амінокислотних патернів для родини білків. Як тільки ми знаємо необхідну функціональну інформацію, ми можемо вивести ймовірність або цільовий розмір в просторі пошуку, яку ми шукаємо.13
Абсурдно неможливо
Виявляється, що хоча мутації з тривіальною легкістю виробляють нефункціональні нові (de novo) білки, що не мають стабільної тривимірної структури, ті, що виробляють функціональні, стабільні тривимірні структури, зумовлені фізикою,14 настільки рідкісні, що ми не повинні очікувати побачити навіть одну з них за всю історію Всесвіту.15 Натомість мутації існуючих генів з набагато більшою ймовірністю призводять до утворення неправильно згорнутих білків, які можуть утворювати скупчення, звані амілоїдами, які можуть бути смертельними або викликати серйозні порушення здоров'я (наприклад, хвороба коров'ячого сказу, хвороба Альцгеймера й хвороба Паркінсона). Щоб краще зрозуміти, наскільки рідкісні ці стабільні 3D-білки, давайте помістимо всі амінокислотні послідовності для певної родини білків в коробку об'ємом 1 кубічний метр, що містить 10⁶⁰ функціональних послідовностей для цієї родини білків, а потім розділили б решту всесвіту на аналогічні куби, що містять аналогічну кількість випадкових послідовностей амінокислот, і якби передбачуваний радіус спостережуваного всесвіту становив 46,5 мільярда світлових років (або 3,6 x 10⁸⁰ кубічних метрів), нам довелося б пройти в середньому приблизно 10²⁰³ всесвітів, перш ніж ми знайшли б послідовність, що належить до нової родини білків середньої довжини, яке виробляло б стабільні 3D-структури. Саме тому ми спостерігаємо природні обмеження варіацій в експериментах з селекційного розведення – це тому, що послідовності амінокислот, які дають нові родини білків, надзвичайно рідкісні – настільки рідкісні, що було б абсурдно очікувати, що природний еволюційний процес «знайде» хоча б одну середню родину білків десь у всесвіті за всю історію його існування. Це ще одна причина, через яку ті, хто просуває дарвінізм, за словами Вайнштейна, «кажуть неправду», якщо вони вводять в оману себе й громадськість, змушуючи повірити, що сліпий, бездумний дарвінський процес може натрапити на нові, функціональні родини білків зі стабільною тривимірною структурою й здійснити цей дивовижний подвиг близько 20 000 разів! Можуть бути деякі псевдонаукові твердження, які здаються в якійсь мірі правдоподібними, але ця дарвінська віра виходить за межі правдоподібності з кричущим відривом. Проте, багато дарвіністів продовжують ігнорувати або замовчувати дані реального життя – ще одна характеристика псевдонауки.
Фальсифікація П2
Мутації повинні, в середньому, повільно збільшувати кількість генетичної інформації протягом мільйонів років, якщо дарвінізм збирається виробляти нові гени, що кодують білки. Однак наші спостереження показують, що мутації роблять якраз навпаки. Дослідження погіршення геномів різних організмів вказує на те, що природа невпинно знищує все життя через постійну деградацію функціональної інформації, закодованої в ДНК всіх організмів. Дарвінізм передбачає, що якщо ми побудуємо графік функціональної інформації, що кодує родини білків, залежно від часу, то він покаже середнє чисте збільшення функціональної інформації з плином часу. Реальність протилежна: втрата генів в результаті мутацій і делецій, мабуть, неухильно й систематично знищує генетичну інформацію всього біологічного життя, від бактерій16 до знаменитої плодової мухи17 й людини.18 Це прямо протилежне тому, що вимагає дарвінізм, що фальсифікує П2.
Дарвіністи відповідають на це, вказуючи, що так, мутації можуть бути шкідливими, але якщо вони роблять організм нездатним виживати й розмножуватися, він буде усунутий природним добором, й залишаться тільки ті мутації, які не настільки шкідливі, щоб перешкодити виживанню й розмноженню. Таким чином, найгірші мутації відсіваються з кожним поколінням.
Це, очевидно, вірно для летальних мутацій, але більшість мутацій в короткостроковій перспективі є лише злегка шкідливими або навіть нейтральними. На жаль, вони накопичуються з покоління в покоління, створюючи мутаційне навантаження, яке збільшується з кожним поколінням, що призводить до постійного зниження відсотка життєздатного потомства з покоління в покоління, поки не залишиться недостатньо життєздатного потомства для продовження виду, і він не вимре.19 Цей процес відбувається в усьому біологічному житті.
Висновок
Щоб дарвінізм був правильним, природа повинна надати арену, де нові, функціональні, стабільні, тривимірні білки відносно легко знайти, а швидкість виробництва нової функціональної інформації, закодованої в геномах живих організмів, перевищує швидкість її знищення. Реальність така, що ні те, ні інше не відповідає дійсності. Закони фізики визначають, що стабільні тривимірні структури білків неймовірно рідкісні, а природний процес мутації призводить до чистого погіршення будь-якої функціональної інформації, яка вже існує. Ось чому кожен експеримент з селекційного розведення досягає межі, якщо ми намагаємося зрозуміти, як далеко ми можемо зайти. Природа гарантує, що два критичних передбачення дарвінізму будуть і надалі повністю й послідовно спростовуватися. Дарвінізм починався як захоплююча теорія, але спростування його критичних передбачень означає, що ті, хто продовжує його просувати, просувають псевдонауку. Вони, як висловився Вайнштейн, «обманюють самих себе» й «кажуть неправду» громадськості.
Позитивна нота на завершення
Як заявив Вайнштейн, «сучасний дарвінізм не працює». Мене часто запитують, що я можу запропонувати як альтернативу. Я відповідаю, що ми повинні слідувати за наукою. В даному випадку наука показує, що гени, які кодують білки, вимагають вражаючого рівня функціональної інформації, яка вже закодована в геномах живих організмів. Єдине, що наука коли-небудь спостерігала, здатне виробляти функціональну інформацію, – це розум; ми робимо це щоразу, коли надсилаємо комусь повідомлення, пишемо есе або комп'ютерний код. Відбитки розуму знаходяться всюди в геномах живих організмів у вигляді функціональної інформації, закодованої в ДНК. У науки немає інших спостережуваних, повторюваних варіантів; ігнорувати це – означає займатися поганою наукою. Здатність виробляти статистично значущі рівні функціональної інформації є унікальною рисою розуму. Ключове слово тут – «унікальною»; наука ніколи не спостерігала жодних інших подібних процесів. Навіть генетичні алгоритми вимагають розуму для розробки функції пристосованості й, таким чином, є прикладами інтелектуального дизайну в дії. Я написав коротку вступну статтю «Чому цей вчений вважає, що для біологічного життя був необхідний інтелектуальний дизайн», в якій представлений позитивний науковий метод перевірки гіпотези про те, що функціональна інформація, виявлена в живих організмах, вимагає розуму. Завдання науки – провести зворотний інжиніринг20 клітини з її системами обробки інформації та регуляції генів, щоб зрозуміти, як все це працює.
[...] Виходячи з минулого досвіду, я припускаю, що ця стаття викличе не надто захоплену реакцію з боку переконаних дарвіністів, які не люблять, коли їх переконання піддаються сумніву. [...]
-
Bret Weinstein, February 2025, Joe Rogan Experience. Заява починається на позначці 1 година 55 хвилин.
-
Koonin, E.V. The cosmological model of eternal inflation and the transition from chance to biological evolution in the history of life. Biol Direct 2, 15 (2007).
-
Див. мою статтю “Fantasy Science.”
-
Loewe, L. (2008). Genetic mutation. Nature Education, 1(1), 113.
-
Szostak, J. W. (2003). Functional information: Molecular messages. Nature, 423, 689.
-
Hazen, R. M., Griffin, P. L., Carothers, J. M., & Szostak, J. W. (2007). Functional information and the emergence of biocomplexity. PNAS, 104(Suppl 1), 8574–8581.
-
Durston, K. K., Chiu, D. K. Y., Abel, D. L., & Trevors, J. T. (2007). Measuring the functional sequence complexity of proteins. Theoretical Biology and Medical Modelling, 4, 47.
-
Особисте листування електронною поштою.
-
Hutchison, C. A., Chuang, R.-Y., Noskov, V. N., Assad-Garcia, N., Deerinck, T. J., Ellisman, M. H., Gill, J., Kannan, K., Karas, B. J., Ma, L., Pelletier, J. F., Qi, Z.-Q., Richter, R. A., Strychalski, E. A., Sun, L., Suzuki, Y., Tsvetanova, B., Wise, K. S., Smith, H. O., Glass, J. I., Merryman, C., & Venter, J. C. (2016) Design and synthesis of a minimal bacterial genome. Science, 351(6280), aad6253.
-
Mistry, J., Chuguransky, S., Williams, L., Qureshi, M., Salazar, G. A., Sonnhammer, E. L. L., Tosatto, S. C. E., Paladin, L., Raj, S., Richardson, L. J., Finn, R. D., & Bateman, A. (2021). Pfam: The protein families database in 2021. Nucleic Acids Research, 49(D1), D412–D419.
-
Річард Докінз використовував термін «сліпий годинникар» як метафору, щоб підкреслити своє переконання в тому, що дарвінська еволюція може породжувати дивовижні біологічні явища, не маючи при цьому жодного плану, мети чи контролю, окрім природного добору. Див. Dawkins, R. (1986). The Blind Watchmaker: Why the Evidence of Evolution Reveals a Universe Without Design. New York: W. W. Norton & Company.
-
Blount, Z. D., Borland, C. Z., & Lenski, R. E. (2008). Historical contingency and the evolution of a key innovation in an experimental population of Escherichia coli. PNAS, 105(23), 7899–7906.
-
Функціональна інформація – це міра того, наскільки необхідно зменшити невизначеність, щоб досягти бажаної функції. Невизначеність є функцією ймовірності або розміру цілі. Тому, якщо будь-який результат буде достатнім для виконання даної функції, то для її досягнення не потрібна ніяка інформація – успіх гарантований. Але якщо «мета», до якої прагне людина, надзвичайно мала в порівнянні із загальним простором можливостей, то в результаті може виникнути велика невизначеність. Ця невизначеність може бути зведена до нуля, якщо є достатня інформація про те, як досягти функціональної мети, «потрапивши» в цю надзвичайно крихітну мету. Функціональна інформація – це міра того, наскільки необхідно подолати невизначеність для досягнення успіху. Таким чином, якщо відома кількість функціональної інформації, необхідної для правильного кодування родини білків, то можна вивести ймовірність знаходження послідовності, яка буде кодувати білок в цій родині, що є ще одним способом опису розміру цілі в порівнянні із загальним простором пошуку.
-
м Anfinsen, C. B. (1973). Principles that govern the folding of protein chains, Science, 181, 223-230. По суті, саме закони фізики визначають фізико-хімічні взаємодії між послідовністю амінокислот. Таким чином, дарвінська еволюція повинна була б «знайти» ці послідовності, які кодують функціональні, стабільні тривимірні структури білків. Це може бути складним завданням навіть для суперкомп'ютерів, але еволюційні процеси, що протікають з неймовірно низькою (у порівнянні) швидкістю відтворення, утворюють надзвичайно слабкий пошуковий механізм для дослідження простору амінокислотних послідовностей у пошуках стабільних тривимірних функціональних білків.
-
З того часу, як я опублікував свою статтю про оцінку функціональної складності (функціональної інформації), необхідної для кодування родин білків, дві інші групи вчених також опублікували статті, в яких використовували два інших методи. Всі три методи, засновані на реальних даних, показують, що цільовий розмір або ймовірність будь-якої послідовності, яка буде кодувати середню родину білків, є мізерно малою. Мій метод є найбільш оптимістичним, але я не враховував взаємозалежності між сайтами в амінокислотній послідовності родини білків, що дає надмірно оптимістичну ймовірність знаходження функціонально стабільної 3D-послідовності, і я вказую це у своїй статті. Пізніші роботи показують, що ймовірності аналогічні або менші за ті, які я оцінив. Дві інші статті: Tian, P., & Best, R. B. (2017). How many protein sequences fold to a given structure? A coevolutionary analysis. Biophysical Journal, 113(8), 1719–1730 and Thorvaldsen, S., & Hössjer, O. (2023), Estimating the information content of genetic sequence data, Journal of the Royal Statistical Society: Series C (Applied Statistics), 72(5), 1310–1338.
-
Mira, A., Ochman, H., & Moran, N. A. (2001). Deletional bias and the evolution of bacterial genomes. Trends in Genetics, 17(10), 589–596.
-
Petrov, D. A., & Hartl, D. L. (1998). High rate of DNA loss in the Drosophila melanogaster and Drosophila virilis species groups. Molecular Biology and Evolution, 15(3), 293–302.
-
Lynch, M. (2010). Rate, molecular spectrum, and consequences of human mutation, Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(3), 961–968.
-
Sharp, N. P., & Agrawal, A. F. (2012). Evidence for elevated mutation load in low-quality genotypes. PNAS 109(16), 6142–6146.
-
Chikofsky, E. J., & Cross, J. H. (1990). Reverse Engineering and Design Recovery: A Taxonomy. IEEE Software, 7(1), 13–17.