Autor nowego artykułu argumentuje, że najlepszym wyjaśnieniem alternatywnych kodów genetycznych jest wspólny projektCzas czytania: 6 min

Popularnym argumentem na rzecz uniwersalnej wspólnoty pochodzenia jest fakt niemal całkowitej uniwersalności standardowego kodu genetycznego. Krytycy teorii wspólnoty pochodzenia uważają, że przeczącym jej świadectwem są odstępstwa od standardowego kodu genetycznego. W nowym artykule, opublikowanym w czasopiśmie „BIO-Complexity”, Winston Ewert analizuje charakter i rozkład alternatywnych kodów genetycznych oraz zastanawia się nad tym, jakie ma to implikacje dla teorii wspólnoty pochodzenia. Ewert „opracowuje ujęcie umożliwiające wyjaśnienie kodów za pomocą teorii wspólnego projektu, biorąc za podstawę przesłankę, zgodnie z którą niektóre alternatywne kody genetyczne zostały zaprojektowane, a inne są skutkiem działania maszynerii translacyjnej”¹. Jak wyjaśnia autor:

Na pierwszy rzut oka teoria ewolucji zdaje się w przekonujący sposób wyjaśniać charakter i rozkład alternatywnych kodów. Wskazuje ona, że jeśli ewolucja kodu genetycznego jest możliwa, to powinna zachodzić rzadko. Tłumaczyłoby to, dlaczego większość genomów wykorzystuje standardowy kod i dlaczego alternatywne kody różnią się od niego zaledwie kilkoma kodonami. Wyjaśniałoby też następujące szczegóły dotyczące alternatywnych kodów. Największą różnorodność znajdujemy w mitochondriach, których genomy są bardzo małe, co powinno ułatwiać ewolucję kodu. Dużą różnorodność obserwujemy również w mocno zredukowanych genomach, takich jak genomy bakterii endosymbiotycznych. Żadna różnorodność nie występuje w genomach jądrowych takich złożonych organizmów wielokomórkowych, jak rośliny i zwierzęta. Rozkład wielu kodów łatwo można wyjaśnić dzięki zidentyfikowaniu na drzewie życia pewnych punktów, w których kodony uzyskały nowe przydziały, a następnie zostały odziedziczone przez wszystkich potomków².

Trzy zasady

Ewert proponuje „ujęcie umożliwiające wyjaśnienie charakteru i rozkładu alternatywnych kodów genetycznych za pomocą teorii wspólnego projektu”³. To ujęcie obejmuje trzy zasady. Pierwsza zasada: „kanoniczny kod genetyczny jest dobrze zoptymalizowany, a tym samym jest idealny dla większości genomów”⁴. Jest wiele zoptymalizowanych parametrów, a w związku z tym „projektant musi znaleźć najlepsze kompromisy, aby wybrać idealny kod genetyczny”⁵. Druga zasada w ujęciu Ewerta stwierdza, że niewielkie zmiany w standardowym kodzie lepiej pasują do niektórych organizmów, ponieważ organizmy te mogą uzyskać przewagę dzięki różnym zbiorom kompromisów związanych z optymalizacją kodu genetycznego. Zgodnie z trzecią zasadą u niektórych organizmów maszyneria translacyjna uległa uszkodzeniu wskutek mutacji, a przez to doszło u nich do błędnej interpretacji kodu, który miał być wykorzystywany pierwotnie. Są to przykłady alternatywnych kodów genetycznych, które wyewoluowały w sposób naturalny.

Pięć kryteriów

Ewert podaje pięć kryteriów, które można zastosować do odróżnienia kodów genetycznych powstałych w wyniku działania ewolucji od kodów będących skutkiem projektu. Po pierwsze, należy oczekiwać, że kody powstałe w rezultacie ewolucji występują poniżej poziomu rodziny, a kody zaprojektowane – powyżej poziomu rodziny. Po drugie, kody wykształcone w toku ewolucji powinno dać się łatwo „wyjaśnić jako skutek jakiejś prostej mutacji w komórkowej maszynerii translacyjnej”⁶. Po trzecie, należy przewidywać, że kody będące skutkiem ewolucji występują wyłącznie w genomach endosymbiontów. Po czwarte, należy spodziewać się, że kody powstałe w procesie ewolucji wykorzystują małą liczbę kodonów, dzięki czemu zmiany nie wyrządzają organizmowi zbyt dużych szkód. Po piąte, należy przewidywać, że kody wykształcone ewolucyjnie mają prosty, zagnieżdżony, hierarchiczny (filogenetyczny) rozkład. Tymczasem:

zaprojektowane kodony występują w wyższych taksonach, przynajmniej na poziomie rodzaju, ale zwykle na poziomach wyższych. Mają one wiele nowych przydziałów, co trudno wyjaśnić jako skutek jakiejkolwiek prostej mutacji. Występują w organizmach wolnożyjących. Niekiedy nowe przydziały przypisywane są kodonom występującym – zgodnie z oczekiwaniami – rzadko i często obserwujemy złożony rozkład, który nie jest spójny z przewidywaniami filogenetycznymi⁷.

Zwykle sądzi się, że teoria ewolucji stanowi dobre wyjaśnienie charakteru i rozkładu alternatywnych kodów genetycznych – zwłaszcza niemal całkowitej uniwersalności standardowego kodu, powszechności alternatywnych kodów w prostych genomach, takich jak genom mitochondrialny, oraz filogenetycznego rozkładu alternatywnych kodów. Ewert zauważa, że w ramach teorii ewolucji należy w istocie oczekiwać, że alternatywne kody powinny występować na wyższych poziomach taksonomicznych, ponieważ byłoby to zgodne z przekonaniem, że kod genetyczny ulegał zmianom od czasu istnienia ostatniego wspólnego przodka. Jak stwierdza Ewert: „obserwujemy jednak tylko modyfikacje standardowego kodu, które nie występują w wyższych taksonach”⁸.

Ponadto, mimo iż zgodnie z teorią ewolucji powinniśmy się spodziewać, że w miarę wzrostu liczby genów wykładniczo rośnie trudność wyznaczania nowych przydziałów kodonom, „alternatywne kody obserwujemy w genomach jądrowych, które nie są szczególnie małe. Kody te występują u orzęsków, które mają porównywalną liczbę genów do tych występujących w genomie człowieka. Co więcej, alternatywne kody występują u wielokomórkowych zielonych alg. W gruncie rzeczy większą różnorodność kodów obserwujemy w genomach jądrowych eukariontów niż w genomach bakteryjnych, pomimo że eukarionty mają znacznie większe genomy”⁹. Ewert dochodzi więc do wniosku, że „wbrew pozorom teoria ewolucji nie stanowi dobrego wyjaśnienia genomów wykorzystujących alternatywne kody genetyczne”¹⁰.

Przywoływanie „niewytłumaczalnych zdarzeń”

Chociaż teoria ewolucji powinna przewidywać, że rozkład alternatywnych kodów jest zgodny ze standardową filogenezą, to Ewert zauważa, że „w wielu przypadkach rozkład kodów jest złożony i przeczy wyjaśnieniom ewolucjonistycznym. Rozkładu tych kodów w blisko spokrewnionych grupach nie da się uznać za skutek wspólnego pochodzenia. Teoria ewolucji musi przywoływać niewytłumaczalne zdarzenia, na przykład przywracanie standardowego kodu”¹¹.

W związku z tym Ewert wyprowadza wniosek, że „początkowo teoria ewolucji wydawała się mieć pewną moc eksplanacyjną. Po bliższej analizie okazuje się jednak, że cechy alternatywnych kodów, które teoria ewolucji miała dobrze wyjaśniać, są z nią niezgodne lub nie są przez nią przewidywane”¹². W przekonaniu Ewerta charakter i rozkład alternatywnych kodów genetycznych często lepiej da się wyjaśnić za pomocą teorii wspólnego projektu.

Artykuł Ewerta jest dostępny w internecie. Warto zapoznać się z nim bliżej.

Jonathan McLatchie

Oryginał: New Paper Argues that Variant Genetic Codes Are Best Explained by Common Design, „Evolution News & Science Today” 2024, June 25 [dostęp: 25 VII 2025].

Przekład z języka angielskiego: Dariusz Sagan

Literatura: