Warsztaty Karola Darwina! Czym jest nieredukowalna złożoność w biologii?

Michael Behe to jeden z najlepszych biologów teoretycznych [ewolucyjnych] w naszych czasach. To wytrawny znawca ewolucjonizmu molekularnego, specjalista od struktury białek i prawdziwy naukowiec. Np. tutaj jest jego rewelacyjna praca z dziedziny biologii ewolucyjnej opublikowana w porządnej literaturze naukowej. Dotyczy ona możliwości ewolucji białek w wyniku doboru kumulatywnego:

https://www.salon24.pl/u/slawekp7/1318585,rozte-typy-doborow-naturalnych-autentyczne-i-hipotetyczne

Michael Behe w swoim artykule opublikowanym w porządnym czasopiśmie naukowym napisał:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2286568/

„Uważa się, że duplikacja genów jest głównym źródłem innowacji ewolucyjnych, ponieważ umożliwia jednej kopii genu mutację i eksplorację przestrzeni genetycznej, podczas gdy druga kopia nadal spełnia pierwotną funkcję.

Modele tego procesu często domyślnie zakładają, że pojedyncza mutacja w zduplikowanym genie może nadać nową wybieralną właściwość. Jednak niektóre cechy białek, takie jak wiązania dwusiarczkowe lub miejsca wiązania ligandów, wymagają udziału dwóch lub więcej reszt aminokwasowych, co może wymagać kilku mutacji. Tutaj modelujemy ewolucję takich cech białek za pomocą tego, co uważamy za najprostszą koncepcyjnie drogę - mutację punktową w zduplikowanych genach.

Pokazujemy, że dla bardzo dużych populacji N, gdzie w stanie ustalonym przy braku selekcji można oczekiwać, że populacja będzie zawierać jeden lub więcej zduplikowanych alleli kodujących użyteczną cechę, czas do utrwalenia się jej w populacji oscyluje w pobliżu odwrotności punktu współczynnika mutacji i zmienia się powoli wraz z λ^th z 1/N, gdzie λ to liczba pozycji nukleotydów, które muszą zostać zmutowane, aby wytworzyć daną cechę.

Przy mniejszych populacjach czas do utrwalenia zmienia się liniowo z 1/N i przekracza odwrotność częstości mutacji punktowych. Dochodzimy do wniosku, że ogólnie rzecz biorąc, aby określić w 10^8 pokoleniach, wytwarzanie nowych cech białek, które wymagają udziału dwóch lub więcej reszt aminokwasowych po prostu w wyniku wielokrotnych (mnogich, powstałych równocześnie) mutacji punktowych w zduplikowanych genach, wymagałoby populacji nie mniejszej niż 10^9.”

PROBLEM MNOGICH (WIELOKROTNYCH, POWSTAŁYCH RÓWNOCZEŚNIE) LOSOWYCH MUTACJI

Podczas zakładanej ewolucji setek tysięcy różnych rodzajów białek na drodze duplikacji genów napotykamy podobną przeszkodę, co podczas ewolucji chemicznej:

https://www.salon24.pl/u/slawekp7/1328072,problemy-z-doborem-jednorazowym-i-kumulatywnym-w-genezie-bialek

Neodarwiniści zakładają, że po duplikacji genu stopniowo, w wyniku kolejnych mutacji punktowych, kopia zduplikowanego genu nabierała nowych funkcji.

Nawet gdyby mutacje te zachodziły w odpowiedniej kolejności, to białko - forma przejsciowa - musiałoby pełnić użyteczne funkcje. Być dostrzegalne przez dobór naturalny i dawać przewagę selekcyjną dając lepsze usprawnienie. W przeciwnym razie mutacja nie zostalaby rozpowszechniona w populacji na zasadzie selekcyjnego wymiatania. Tym samym nie zachodziłby dobór kumulatywny. Problem w tym, że białka nie mogły ewoluować stopniowo. W tym przypadku obowiązuje powszechnie występujaca zasada w bioligii molekularnej: WSZYSTKO ALBO NIC!

Wyobraź sobie, że do powstania jakieś niezbędnej korzystnej funkcji potrzebne są aż 4 mutacje: A, B, C , D. Że dopiero zestaw A, B, C ,D może dać korzyść selekcyjną (dostosowanie). Jaka więc korzyść z pojedynczych mutacji: A, B , C czy D, skoro żadna z nich z osobna nie daje żadnej przewagi selekcyjnej? Każda z osobna jest neutralna, bezużyteczna? W tym przypadku, żeby cecha określana przez mutacje: A, B, C, D mogła dać przewagę selekcyjną, to te 4 [kompletny zestaw] mutacje musiałyby nastąpić za jednym zamachem.

Jeżeli każda z tych 4 mutacji z osobna nie da przewagi selekcyjnej, to taka ewolucja po prostu nie ma szans nastąpić, ponieważ wtedy nie zadziała dobór kumulatywny. Istnieje wiele cech, których funkcję określają nierozerwalne zestawy konkretnie ulokowanych w genach nukleotydów.

Jeżeli mutacja wprowadzi zmiany w takich konserwatywnych sekwencjach gen przestaje spełniać swoje funkcje i organizm ginie [efekt letalny]. Wiele enzymów, czy białek strukturalnych, posiadają takie konserwatywne domeny (centra aktywne)

W tym tekście bardziej szczegółowo wyjaśniłem istotę argumentacji Beheego:

https://www.salon24.pl/u/slawekp7/1328072,problemy-z-doborem-jednorazowym-i-kumulatywnym-w-genezie-bialek

https://slawekp7.wordpress.com/2021/06/05/biochemik-profesor-michael-behe-i-nieredukowalna-zlozonosc-w-biologii-przed-sadem/

https://www.salon24.pl/u/slawekp7/1318585,rozte-typy-doborow-naturalnych-autentyczne-i-hipotetyczne

Profesor Michael Behe napisał:

sprężynka pełniła funkcję w klamerce

Rozważając sprawę z punktu widzenia ewolucjonizmu molekularnego, należy stwierdzić, że każdy z tych elementów nie był na początku taki sam, jak te w pułapce na myszy istniały jedynie „podobieństwa homologiczne”, ale też zasadnicze różnice. Kiedy pełniły inne funkcje niż te w pułapce na myszy, będąc elementami innych maszyn molekularnych, to do takich funkcji były odpowiednio dopasowane:

Ewolucja komórkowej pułapki na myszy nie mogła polegać jedynie na pozbieraniu tych składników, w ciągu setek tysięcy lat i na ułożeniu ich w pułapkę na myszy. Najpierw należało je odpowiednio przerobić, aby można je było komplementarnie dopasować!

Mam w domu dwie maszynki do mięsa. Jedna została wyprodukowana w latach osiemdziesiątych, druga w roku 2005. Wiele elementów jest bardzo podobnych, ze względu na pełnione funkcje, ale kiedy biorę ślimaka ze starej maszynki i chcę włożyć do nowej, to mimo podobieństw nie chce pasować. To samo dotyczy innych elementów:

Rozpatrując problem z punktu widzenia ewolucjonizmu neodarwinowskiego każdy z elementów pułapki musi być kodowany przez jakiś gen. Zanim taka część zacznie spełniać nową funkcję, to hipotetycznie przodek każdego genu kodującego czesci pułapki musiał ulec duplikacji – co w efekcie daje dwie kopie genu:

Jeden dalej pełni starą funkcję, drugi zwolniony z tej roli, to materiał do kodowania jednego z elementów pułapki na myszy. Początkowo dobór naturalny nie widzi nowej kopii genu, więc kumuluje ona różne mutacje. Żeby dobór naturalny zaczął odcedzać mutacje, które przerabiają zduplikowany gen na taki, który koduje jakąś część pułapki, to taki prekursor musi pełnić jakąś funkcję. jaką? Tego nie wie nikt. Neodarwiniści po prostu ślepo wierzą, że ewolucyjni prekursorzy, układy niekompletne, jakieś funkcje spełniały dajac komórkom przewagę selekcyjną!

Nawet jak założymy, że jakoś te niedopracowane do pułapki na myszy elementy jakieś funkcje pełniły, to były dobrze do tych funkcji dopasowane, a nie do integrowania się z komplementarnie dopasowanymi elementami w celu stworzenia pułapki na myszy. Śruba może pasować do tysięcy nakrętek, ale tylko do takich o takim przekroju nie innych:

Biologia charakteryzuje się różnymi rodzajami „przekrojów” pozwalających komplementarnie łączyć się śrubom i nakretkom. W przeciwnym razie byłaby katastrofa, jak wyżej wyjaśniłem. Nawet gdyby jakiś element pułapki na myszy był dopasowaby do urządzenia, w którym pełnił poprzednią funkcję i do pułapki na myszy, to co z resztą elementów?