O pewnym skandalu naukowymCzas czytania: 33 min

W nauce tak jak w życiu, zawsze dobrym pomysłem jest przełożenie kart talii, gdy ktoś je potasuje. Można podziwiać rozdającego, ale zaufanie mu to inna sprawa.

W eseju w „Commentary” pt. Has Darwin Met His Match? [Czy Darwin spotkał godnego przeciwnika?] (grudzień 2002), omówiłem, oceniłem i skrytykowałem te teorie inteligentnego projektu, które stanowią najnowsze wyzwanie dla Darwinowskiej teorii ewolucji¹. W trakcie dyskusji zauważyłem, że ewolucja oka ssaków zawsze wydawała się trudna do wyobrażenia. Jest to kwestia, którą poruszył sam Darwin i chociaż uznał, że rozstrzygnął ją satysfakcjonująco, biolodzy od dawna pragnęli bezpośredniego dowodu, że coś w rodzaju funkcjonalnego oka mogło przy pomocy darwinowskich zasad losowej zmienności i doboru naturalnego powstać w rozsądnie długim okresie czasu.

Właśnie coś takiego, na co zwróciłem uwagę w swoim eseju, zdawali się przedstawiać biologowie Dan-Erik Nilsson i Susanne Pelger w artykule z 1994 roku². Mając do dyspozycji jedynie czas i przypadek, „światłoczuła plamka” – twierdzili oni – może „stopniowo przekształcić się w oko posiadające soczewkę skupiającą”, i to w ciągu zaledwie kilkuset tysięcy lat – można by powiedzieć, w zaledwie jednej chwili.

Artykuł Nilssona i Pelger ze zrozumiałych powodów szeroko rozpowszechniano i powszechnie chwalono, a w literaturze biologii ewolucyjnej obecnie regularnie się go cytuje jako rozstrzygający. Jego autorytet pochodzi m.in. z przekonania, że zawiera – jak to ujął jeden z jego obrońców – „komputerową symulację ewolucji oka”.

Gdyby to była prawda, wspomniany artykuł stanowiłby niezwykle ważny argument na rzecz teorii Darwina. Chociaż symulacja komputerowa sama w sobie nie stanowi ostatecznego dowodu – symulacja to jedno, a rzeczywistość to coś innego – to jednak często stanowi ona ważne ogniwo w łańcuchu wnioskowania. W przypadku teorii Darwina jest to szczególnie ważne, ponieważ z natury rzeczy żadną procedurą eksperymentalną nie można jej potwierdzić w czasie geologicznym, a w warunkach laboratoryjnych okazało się to bardzo trudne. Twierdzenie, że ewolucję oka udało się z powodzeniem symulować za pomocą zasad Darwina i że wyniki symulacji mieszczą się w ramach czasowych wymaganych przez tę teorię, ma zatem wyjątkowe znaczenie naukowe.

I nie tylko naukowe, mógłbym dodać; tak mocne potwierdzenie teorii Darwina prowadzi do ogromnych implikacji dla rozumienia gatunku ludzkiego i jego pochodzenia. Niewątpliwie dlatego opowieść o symulacji komputerowej przeprowadzonej przez Nilssona i Pelger rozprzestrzeniła się po całym świecie. Ich pracę cytowano w esejach, podręcznikach i popularnych opracowaniach darwinizmu, takich jak Rzeka genów³ słynnego oksfordzkiego ewolucjonisty, Richarda Dawkinsa; relacje z niej w licznych językach trafiły do ​​internetu; została podniesiona do rangi pewnika i przedstawiano ją w prasie jako fakt nieuchronnie wykorzystywany do promowania i obrony Darwinowskiej teorii ewolucji.

W swoim eseju zasugerowałem, że argumenty Nilssona i Pelger są kiepskie, a ich wnioski bezpodstawne. Twierdziłem również, że przedstawianie ich pracy przez społeczność naukową zawierało poważne, wręcz rażące, przeinaczenie. Ale w liście opublikowanym w marcowym numerze „Commentary” fizyk Matt Young, którego skrytykowałem (i którego słowa cytuję), powtórzył i bronił swojego opisu pracy Nilssona i Pelger jako „komputerowej symulacji ewolucji oka”. Konieczne jest zatem szczegółowe wyjaśnienie tej kwestii.

Mam nadzieję, że to zadanie pomoże ujawnić nieprzyjemną prawdę, jak działa naukowa ortodoksja i jak narzuca poglądy swoim wiernym.

Oto, jak wygląda ich własnymi słowami główny argument artykułu Nilssona i Pelger:

Teoretyczne rozważania nad budową oka pozwalają nam znaleźć ścieżki, którymi mogła ewoluować struktura optyczna oka. Jeśli dobór stale faworyzuje coraz większą ilość wykrywalnych informacji przestrzennych, to światłoczuła plamka poprzez ciągłe drobne ulepszenia swojej budowy stopniowo przekształci się w oko z soczewką skupiającą. Górną granicę liczby pokoleń potrzebnych do takiej pełnej transformacji można obliczyć przy minimalnej liczbie założeń. Nawet przy konsekwentnie pesymistycznym podejściu wymagany czas staje się zdumiewająco krótki: zaledwie kilkaset tysięcy lat⁴.

A oto, jak doszli oni do tych wniosków. Sceną jest „pojedyncza, okrągła plamka światłoczułych komórek” – która ostatecznie przekształci się w siatkówkę – „otoczona ciemnym pigmentem”⁵. Nad tymi światłoczułymi komórkami znajduje się „warstwa ochronna”⁶, dzięki czemu pigment, komórki światłoczułe i warstwa ochronna tworzą pewien rodzaj kanapki. Odnośnie samego obszaru światłoczułego Nilsson i Pelger nie podają żadnych szczegółów, nie wskazując ani na jego rozmiar, ani na liczbę komórek, które może zawierać.

Zakładają jedynie, przynajmniej pośrednio, że zmiany w początkowej plamce polegają albo na jej odkształceniu, albo na pogrubieniu jej komórek. Plamkę można rozciągać, wgłębiać, ciągnąć lub popychać, a komórki mogą zbliżać się do siebie, jak akwizytorzy obligacji przybiegający do klienta.

Tyle o tym, co się zmienia. Ile ta zmiana jest warta? Zakładając (wystarczająco rozsądnie), że oko jest narządem służącym do widzenia, Nilsson i Pelger przedstawiają wartość oka dla organizmu za pomocą pojedynczej ilościowej cechy lub funkcji, którą określają jako „rozdzielczość przestrzenną” lub „ostrość widzenia”, krótko – ostry wzrok⁷. Ostrość widzenia daje organizmowi przewagę, a zatem w każdym pokoleniu dobór naturalny „stale faworyzuje coraz większą ilość wykrywalnych informacji przestrzennych”⁸.

Istnieją dwa sposoby zwiększania ostrości widzenia początkowej światłoczułej plamki: a) przez powstawanie wgłębienia z plamką tak, że staje się ona stopniowo coraz bardziej wklęsła i ostatecznie tworzy zamknięte wnętrze kuli; oraz b) przez zwężenie otworu tej kuli (powstają dwie zaokrąglone obwódki, gdy płaska plamka podlega stopniowemu zagłębianiu się). Zmiany te można przedstawić na arkuszach szkolnego papieru milimetrowego, na których przecinają się dwie proste – osie x i y układu. Na pierwszym arkuszu, reprezentującym zagłębianie się, ostrość wzroku rośnie na jednej osi, gdy na drugiej osi przesuwa się w prawo wielkość wklęśnięcia; na drugim arkuszu ostrość wzroku rośnie, gdy w prawo przesuwa się zwężenie. Krzywe, które powstają, jak twierdzą Nilsson i Pelger, mają charakter ciągły i rosnący. Nie przeskakują one żadnych luk i rosną stale, aż osiągną teoretyczne maksimum.

Pomimo podobnego kształtu obu wykresów zagłębianie się i zwężanie otworu wywierają różny wpływ na ostrość wzroku. „Początkowo pogłębianie komory” – czyli wklęśnięcia – „jest zdecydowanie najskuteczniejszą strategią”⁹, piszą Nilsson i Pelger; „ale gdy głębokość wklęśnięcia jest równa szerokości, zwężanie otworu staje się bardziej skuteczne niż jego dalsze pogłębianie”¹⁰. Wnioskują z tego, że dobór naturalny działałby „najpierw sprzyjając obniżaniu się i zagłębianiu światłoczułego fragmentu, a potem stopniowo zmieniałby się sprzyjając zwężaniu otworu”¹¹.

Rezultatem jest oko z otworkiem, co z pewnością jest lepsze niż brak oka. Ale po osiągnięciu otworu o pewnej średnicy nie da się już poprawiać ostrości wzroku bez użycia soczewki. Po osiągnięciu wszystkich swoich możliwości oko otworkowe zanika. Komórki wewnątrz światłoczułej kuli zaczynają teraz posłusznie gęstnieć, wywołując „lokalny wzrost”¹² współczynnika refrakcji oka i tworząc w ten sposób soczewkę. Gdy ogniskowa soczewki jest 2,55 razy większa od jej promienia – co jest tzw. współczynnikiem Mattiessena – oko osiągnie, jak piszą Nilsson i Pelger, „idealne rozwiązanie dla soczewek o stopniowanym współczynniku refrakcji posiadających centralny współczynnik refrakcji 1,52”¹³.

Następnie soczewka „zmienia kształt z eliptycznego na kulisty i przesuwa się do środka krzywizny siatkówki”¹⁴. Płaska tęczówka „stopniowo formuje się poprzez rozciąganie pierwotnej przesłony otworu”¹⁵, podczas gdy „ogniskowa soczewki […] stopniowo się skraca, [aż] zrówna się z odległością do siatkówki […] tworząc ostry, zogniskowany obraz”¹⁶. Pojawienie się tej sferycznej soczewki o stopniowanym współczynniku, umieszczonej w centrum krzywizny siatkówki, zapewnia „praktycznie wolny od zniekształcenia obraz w pełnym zakresie 180 stopni pola widzenia”¹⁷.

Te same założenia, które regulowały stopniowe wklęśnięcie i zwężanie otworu, obowiązują również tutaj. Wykres stopniowego wzrostu soczewek pokazuje, że ostrość wzroku w miarę, jak pojawia się soczewka o stopniowanym współczynniku, płynnie i równomiernie rośnie, zmienia swój kształt i przesuwa się do centrum. Gdy te transformacje się zakończą, rezultatem jest „skupiające obraz oko typu kamery o geometrii charakterystycznej dla zwierząt wodnych”¹⁸.

Pozostaje jeszcze jeden krok. Nilsson i Pelger łączą teraz procesy wklęśnięcia, zwężania i formowania się soczewki w stopniowe „przekształcanie”¹⁹, które przedstawiają na tle zmian ostrości widzenia jako w każdym kroku jednoprocentową zmianę pierwotnej plamki. Powstała w ten sposób krzywa, określająca ilościowo, ile ostrości wzroku można uzyskać w każdej jednoprocentowej jednostce zmiany, rośnie, jest prosta i wznosi się jak strzała pod kątem około 45 stopni od punktu początkowego. Transformacje są „optymalne” w tym sensie, że zapewniają jak największą teoretycznie możliwą ostrość widzenia, a „geometria każdego etapu [wyznacza] górną granicę rozdzielczości przestrzennej oka”²⁰.

To właśnie istnienie i kształt tej czwartej krzywej uzasadnia twierdzenie autorów, że „światłoczuła plamka poprzez ciągłe drobne ulepszenia swego projektu stopniowo przekształci się w oko ze skupiającą światło soczewką”²¹. Nie jest to najszczęśliwszy zwrot, jaki mogli wybrać.

Jak bardzo musi się zmienić początkowa światłoczuła plamka, aby utworzyć przypominające kamerę oko skupiające światło? I ile czasu to zajmie? Oto pytania, które teraz przed nami stoją.

Jak wspomniałem, Nilsson i Pelger zakładają, że ich początkowa światłoczuła plamka zmienia się w każdym kroku o 1 procent. Ilustrują tę procedurę przykładem płaskiej linijki o długości jednej stopy, która również zmienia się w każdym kroku o 1 procent. Po pierwszym kroku linijka będzie miała długość jednej stopy plus 1 procent jednej stopy; po drugim kroku będzie o 1 procent dłuższa od długości właśnie osiągniętej i tak dalej. Podwojenie długości linijki o długości jednej stopy wymaga około 70 kroków. Ujmując to symbolicznie 1,01⁷⁰ ≅ 2.

Nilsson i Pelger przeprowadzają bardzo podobne obliczenia w odniesieniu do swojej początkowej światłoczułej plamki. Ale ponieważ ta plamka jest obiektem trójwymiarowym, muszą brać pod uwagę trzy wymiary zmian. Rosnąc w każdym kroku o 1 procent, ich plamka zwiększa swoją długość, krzywiznę i objętość. Gdy wszystkie te zmiany zostaną połączone, plamka zwiększy swoją wielkość w pewnym ogólnym (ale nieokreślonym) wymiarze.

Główna teza ich artykułu jest następująca: aby osiągnąć ostrość widzenia charakterystyczną dla „skupiającego światło oka typu kamera z geometrią typową dla zwierząt wodnych”²², konieczne jest, aby początkowa plama była 80 129 540 razy większa (większa lub wspanialsza) niż była pierwotnie. Liczba ta reprezentuje wielkość wzrostu rozmiaru plamki. Ile kroków reprezentuje ta liczba? Ponieważ 80 129 540 = 1,01¹⁸²⁹, Nilsson i Pelger dochodzą do wniosku, że „łącznie potrzeba 1829 jednoprocentowych kroków”²³, aby doprowadzić do wymaganego przekształcenia.

Należy pamiętać, że te kroki nie reprezentują przedziałów czasowych. Nadal musimy ocenić, jak szybko korzyści wynikające z takiej transformacji rozprzestrzeniłyby się w populacji organizmów, a tym samym odpowiedzieć na pytanie, ile czasu zajmuje ten proces. Aby to zrobić, Nilsson i Pelger zwracają się ku genetyce populacyjnej. Poniższe równanie polega na pomnożeniu czterech liczb:

R = h² × i × V × m

Tu R oznacza reakcję (tj. ostrość wzroku w każdym pokoleniu), h to współczynnik dziedziczności, i oznacza intensywność doboru, V to współczynnik zmienności (stosunek odchylenia standardowego do średniej), a m – średnia wartość ostrości wzroku. Te cztery liczby oznaczają zakres, w jakim dziedziczność odpowiada za ostrość wzroku, intensywność, z jaką działa dobór, aby ją ocenić, sposób, w jaki jej średnia czy uśredniona wartość rozkłada się w populacji, oraz samą średnią czy uśrednioną wartość. Wartości są przypisywane pierwszym trzem liczbom szacunkowo; średnia pozostaje nieokreślona i rośnie w każdym pokoleniu.

Jeśli chodzi o same oszacowania, Nilsson i Pelger zakładają, że h² =0,50; i = 0,01; oraz V = 0,01. Na tej podstawie dochodzą do wniosku, że R = 0,00005 m. Reakcja w każdym nowym pokoleniu światłoczułych plamek jest 0,00005 razy większa od średniej wartości ostrości wzroku w poprzednim pokoleniu światłoczułych plamek.

Ich ogólne oszacowanie – wniosek z ich pracy – przebiega teraz w dwóch etapach. Załóżmy, że n reprezentuje liczbę pokoleń potrzebnych do przekształcenia światłoczułej plamki w „przypominające kamerę oko skupiające pole widzenia o geometrii typowej dla zwierząt wodnych”. (U małych zwierząt wodnych pokolenie trwa mniej więcej rok.) Jeśli, jak widzieliśmy, średnia wartość ostrości wzroku takiego oka wynosi 1,01^{1 829} = 80 129 540, gdzie 1829 reprezentuje liczbę wymaganych kroków, a 80 129 540 opisuje zakres zmian, jakie te kroki przynoszą; i jeśli 1,00005ⁿ = 1,01^{1 829} = 80 129 540, to wynika z tego, że n = 363 992.

To właśnie ta liczba – 363 992 – pozwala Nilssonowi i Pelger ostatecznie stwierdzić, że „wymagany czas [jest] zdumiewająco krótki: zaledwie kilkaset tysięcy lat”. I na tym kończy się również moje przedstawienie treści artykułu Nilssona i Pelger. Najpierw obowiązek, teraz przyjemność.

Praca Nilssona i Pelger to dla krytyka szwedzki stół. Pytania są za darmo i dostępne są dokładki.

Każda praca naukowa musi się gdzieś zaczynać. Nilsson i Pelger wychodzą z założenia, że ​​w przypadku oka zmiany morfologiczne zachodzą poprzez stopniowe wklęśnięcie, zwężanie się otworu wyjściowego i formowanie soczewki. Specjaliści mogliby chcieć wiedzieć, skąd się wzięły te światłoczułe komórki i dlaczego nie ma innych struktur biologicznych powiązanych z wnętrzem pierwotnej plamki czy w niej zawartych – na przykład naczyń krwionośnych, nerwów czy kości. Te sprawy jednak najrozsądniej będzie odłożyć na później.

Nie dotyczy to jednak pozostałych spraw. Nilsson i Pelger traktują organ biologiczny jako układ fizyczny, podlegający prawom optyki teoretycznej. Nie ma w tym nic złego. O ile jednak optyka teoretyczna uzasadnia jakościowy związek między ostrością wzroku z jednej strony a stopniowym wklęśnięciem, zwężaniem się otworu i formowaniem się soczewki z drugiej, o tyle związek, który Nilsson i Pelger konkretyzują, jest ściśle ilościowy.  Na każdym z ich wykresów pojawiają się liczby: stanowiące wynik, jak twierdzą, pewnych skomplikowanych wyliczeń. Jednak ani w ich artykule, ani w bibliografii nie ma żadnych szczegółów. Obliczenia, do których nawiązują, pozostają niewidoczne, a może nawet nie istnieją.

W jakich jednostkach są wyrażone jednoprocentowe kroki? I ile zmian biologicznych reprezentuje każdy taki krok? Nilsson i Pelger tego nie mówią. Nie koordynują też traktowanych jako proste zmian morfologicznych ze zmianami biochemicznymi, o których wiadomo, że w przypadku wrażliwości na światło bywają monstrualnie skomplikowane.

Czy w procesie powstawania wgłębienia plamka zmienia się jako całość, jak balon z otworem, przez który dmuchamy, czy może jest on wynikiem różnych lokalnych procesów zachodzących niezależnie od siebie w czasie, gdy komórki światłoczułe nachodzą na siebie i zmieniają swoje położenie? Czy pierwotne komórki światłoczułe stanowią kompletny pakiet, czy też w miarę upływu czasu dodawane są do nich nowe komórki światłoczułe? Czy jakieś komórki tracą swoją wrażliwość na światło i przestają być światłoczułe? Nie wiemy, ponieważ Nilsson i Pelger o tym nie mówią.

Biolodzy wypowiadający się na temat teorii Darwina niemal zawsze zakładali, że ewolucja odzwierciedla to, co francuski biolog, François Jacob, nazwał bricolage – procesem majsterkowania. Struktury biologiczne są składane z rozmaitych części; dostosowują swoją funkcję do zmian okoliczności; starają się sobie jakoś poradzić. Na tej podstawie można przypuszczać, że w przypadku formowania się oka zmiany morfologiczne mogą utworzyć mniejszą ostrość wzroku, niż zakładają Nilsson i Pelger, ponieważ oko powstaje w wyniku majsterkowania, które niekoniecznie prowadzi na sam szczyt adaptacyjny. Ale jeśli, powiedzmy, każdy z jednoprocentowych kroków Nilssona i Pelger uzyska tylko połowę możliwej na tym etapie ostrości wzroku, to do osiągnięcia deklarowanego przez nich efektu potrzeba będzie dwa razy więcej kroków. Jak uzasadnili niezwykle mocne twierdzenie, że ​​przekształcenia morfologiczne zapewniają na każdym etapie optymalną ostrość wzroku?

Ponownie nie wiemy, ponieważ o tym nie mówią.  

Mamy więcej pytań – a przecież nawet nie skończyliśmy omawiać hors d’oeuvres [przystawek]. Wiarygodność artykułu Nilssona i Pelger opiera się na jednej liczbie: 1829. Jednak nie wiedząc dokładnie, skąd się ta liczba wzięła, czytelnik nie ma możliwości ustalenia, czy jest ona rozsądna, a nawet czy jest sensowna.

Liczba 1829 reprezentuje przynajmniej punkt maksymalny krzywej zestawiającej ostrość wzroku z transformacją morfologiczną. Z szacunku dla zwykłych matematycznych zasad przyzwoitości wynikałoby, że tę krzywą wyprowadzono z tej liczby, a samą liczbę z różnych obliczeń. Ale w artykule Nilssona i Pelgera nie ma żadnych takich obliczeń. A jeśli nie podano obliczeń, to nie podano też żadnych danych. Czy na przykład Nilsson i Pelger zweryfikowali swoje oszacowanie, wykazując, że 1829 jednoprocentowych kroków wystarcza, aby przekształcić jakąś plamkę w oko, albo że takie oko można, cofając się w 1829 jednoprocentowych krokach, przekształcić w początkową światłoczułą plamkę? Ponownie nie wiemy, ponieważ autorzy nic na ten temat nie mówią.

Nasuwają się jeszcze inne pytania. Chociaż Nilsson i Pelger wspominają o doborze naturalnym, to ta siła nie odgrywa żadnej roli w ich rozumowaniu. Poza stwierdzeniem, że dobór „stale sprzyja wzrostowi ilości wykrywalnych informacji przestrzennych”²⁴, niczego o nim nie mówią. To żałosne pominięcie w artykule broniącym zasad Darwina. Poprawa ostrości wzroku jest niewątpliwie czymś wartościowym dla organizmu; ale żadna forma zmiany biologicznej nie zachodzi bez strat.

Zgódźmy się, że w rozwoju oka początkowa plamka światłoczuła w danym organizmie z czasem ulega wklęśnięciu. Taka zmiana wymaga odpowiedniej zmiany w budowie anatomicznej organizmu. Rozwój oka wymaga co najmniej ukształtowania się oczodołu – co w kategoriach biologicznych nie jest sprawą drugorzędną. Czy naprawdę organizm, który jest przystosowany do swojego środowiska, mógłby odkryć, że koszty związane z rekonstrukcją czaszki są równoważone przez początkowo bardzo skromną poprawę wrażliwości na światło? Mogę sobie wyobrazić argumentację na rzecz obu odpowiedzi na to pytanie, ale z pewnością jakiś argument jest potrzebny.

Mamy też do czynienia z metodą Nilssona i Pelger opartą na statystyce bez danych. Na jakiej podstawie wybrali oni wartości matematyczne liczb użytych do oszacowania tego, jak szybko transformacja plamek ocznych rozprzestrzenia się w populacji? Współczynnik zmienności to stosunek odchylenia standardowego do średniej. Odchylenia standardowego, ale – można by zapytać – czego? Nie podano żadnych liczb dotyczących populacji; nie ma żadnych ilościowych szacunków żadnego istotnego parametru liczbowego. Dlaczego presja selekcyjna utrzymuje się na stałym poziomie przez około 300 000 lat, skoro oczywiste jest, że korzyści dla organizmu, wynikające ze wzrostu wrażliwości na światło, zmieniają się z każdym krokiem wzwyż na ścieżce adaptacyjnej? Dlaczego nazywają swoje szacunki pesymistycznymi (czyli konserwatywnymi), a nie raczej szalenie optymistycznymi?

Wreszcie Nilsson i Pelger podają szacunkową liczbę kroków, liczonych w odstępach co 1% (a właściwie 0,005%)²⁵ i wymaganych do przekształcenia ich początkowej plamki. W pewnym momencie przeliczają te kroki na pokolenia. Ale krok nie jest jednostką czasową i jak wszyscy wiemy, każdy krok może równie dobrze wymagać połowy, jak i dwukrotności sugerowanej przez nich liczby pokoleń. Dlaczego Nilsson i Pelger przyporządkowują kroki do pokoleń w taki sposób? Nie mam pojęcia, a oni nic na ten temat nie napisali.

Nareszcie dotarliśmy do dania głównego. Co ciekawe, to właśnie intelektualne wymogi narzucone przez teorię ewolucji Darwina pozbawiają twierdzenia Nilssona i Pelger reszty wiarygodności.

Nilsson i Pelger twierdzą, że do powstania oka z pierwotnej światłoczułej plamki potrzeba zaledwie 363 992 pokoleń. Jak już zauważyłem, liczba 363 992 została wyprowadzona z liczby 80 129 540, która z kolei pochodzi od liczby 1829 – która z kolei nie pochodzi z niczego. Mniejsza z tym. Zaakceptujmy te 1829 pour le sport. Jeśli Nilsson i Pelger zamierzają, aby ich model był potwierdzeniem teorii Darwina, to zmiana od jednego kroku do następnego musi zachodzić poprzez losowe zmiany w geometrii modelu, po których zaczyna działać jakiś mechanizm zastępujący dobór naturalny. Ostatecznie przecież są to kluczowe cechy każdej teorii Darwina. Jednak w ich artykule nie ma wzmianki o czymkolwiek, co losowo podlega zmianom, a dobór naturalny odgrywa w ich rozważaniach jedynie rolę ceremonialną.

Na początku swojego artykułu Nilsson i Pelger piszą o początkowej światłoczułej warstewce, że „wystawiamy tę strukturę na presję selekcyjną sprzyjającą rozdzielczości przestrzennej”²⁶, a później, że „[w] miarę, jak cechy soczewki zbliżają się do warunków umożliwiających ogniskowanie światła, presja selekcyjna stopniowo wydaje się […] ulepszać jej rozmiar tak, aby zgadzał się ze współczynnikiem Mattiessena”²⁷. Jednak niezależnie od tego, co Nilsson i Pelger robili ze swoją warstewką, nie wystawiali jej na „presję selekcyjną”. Warstewka ta robi jedynie to, co jej kazali robić. Z tego samego powodu presja selekcyjna nie odgrywa żadnej roli w ulepszaniu rozmiaru ich soczewek do proporcji Mattiessena. Ta zgodność jest gwarantowana, ponieważ to Nilsson i Pelger do niej doprowadzili rysując krzywą i ustalając odpowiednie wyniki. Nilsson i Pelger jedynie zakładają, że dobór naturalny będzie podążał za ich wynikami; ale założenia tego nigdy nie bronili w swoim artykule i nie odgrywa ono najmniejszej roli w ich teorii.

Jest tak z oczywistego powodu: gdyby w ich początkowej światłoczułej plamce nie występowały żadne losowe zmiany, to dobór naturalny nie miałby z tym nic wspólnego. I nie ma tam żadnych losowych zmian, a ich model odnosi sukces jako obrona teorii Darwina tylko dzięki wcześniejszemu oczyszczeniu tej teorii z jej treści.

Przykład może wyjaśnić zarówno tę kwestię, jak i jej znaczenie. Aby zmienić angielskie słowo „at” na angielskie słowo „do” potrzebne są tylko dwa kroki: z „at” na „ao” i z „ao” na „do”. Zmiany są oczywiste: zostały zaprojektowane w celu osiągnięcia określonego efektu. Ale w teorii Darwina projektowanie jest zabronione. Załóżmy więc, jak musiałby zrobić Darwin, że litery są wybierane losowo, na przykład poprzez wyłuskanie ich z urny. W takim przypadku potrzeba średnio 676 zmian (26 liter razy 26), aby dokonać tych samych dwóch kroków.

Podobnie, w zależności od oszacowań prawdopodobieństwa, liczba zmian potrzebnych do przeprowadzenia jednego kroku w teorii Nilssona i Pelger może występować w dużym zakresie wartości. Może to być więc dowolna wartość. Ile czasu zajęłoby przekształcenie światłoczułej warstewki w pełni funkcjonalne oko? To zależy od bardzo wielu rzeczy. Zależy od tego, jak prawdopodobne jest wystąpienie każdej zmiany morfologicznej. Jeśli komórki pierwotnej światłoczułej warstwy muszą przez przypadek odkryć wyznaczoną im rolę, to wszystkie oszacowania czasu potrzebnego do przeprowadzenia wymaganych przez ich teorię transformacji – wklęśnienia, budowy zwężającego się otworu i uformowania się soczewki – wzrosną o całe rzędy wielkości.

Gdyby Darwinowi przywrócono zaszczytne miejsce w pracy Nilssona i Pelger, to krótka chwila, o jakiej pisali w swojej opowieści, ciągnęłaby się w nieskończoność.

Wreszcie kwestia symulacji komputerowej Nilssona i Pelger, w wielu aspektach stanowiąca istotę moich narzekań i deser tej dyskusji.

Symulacja komputerowa procesu ewolucyjnego nie jest niczym tajemniczym. Mamy jakąś teorię, najczęściej wyrażoną w zwykłym języku matematycznym. Elementy tej teorii odwzorowuje się następnie na elementy, które komputer może rozpoznać, a jej prawa dynamiczne, czyli prawa zmiany, są powielane na odległość przez program. Po uruchomieniu tego programu przez komputer, symuluje on teorię.

Choć łatwa do zrozumienia jako koncepcja, symulacja komputerowa musi spełniać pewne nietrywialne wymagania. Komputer wymaga realizacji postawionych celów, a samo programowanie wymaga takiego stopnia szczegółowości, którego zazwyczaj nie wymaga się od teorii matematycznej. Wielką zaletą symulacji komputerowej jest to, że jeśli mamy do czynienia z dużym zbiorem obiektów, a rozkład prawdopodobieństwa i funkcja dopasowania są skomplikowane, to komputer jest w stanie przedstawić implikacje teorii w sposób niemożliwy do osiągnięcia przy użyciu zwykłych metod obliczeniowych. „Ręczne obliczenia mogą wystarczyć w przypadku bardzo prostych modeli” – jak napisali Robert E. Keen i James D. Spain w standardowym podręczniku Computer Simulation in Biology – „ale symulacja komputerowa jest niemal niezbędna do zrozumienia modeli wieloskładnikowych i ich złożonych wzajemnych powiązań”²⁸.

Niezależnie jednak od zalet symulacji komputerowej, nie mają one znaczenia w ocenie pracy Nilssona i Pelger. Na żadnej z sześciu stron ich artykułu nie użyto słów „komputer” czy „symulacja”. Nie ma żadnych przypisów wskazujących na istnienie komputerowej symulacji ich pracy, a podana bibliografia nie wspomina o żadnej pracy zawierającej taką symulację.

Zaciekawiony tą sprawą napisałem do Dana-Erika Nilssona późnym latem 2001 roku. „Drogi Davidzie” – uprzejmie i natychmiast odpisał –

Masz rację, że mój napisany z Pelger artykuł nie jest oparty na komputerowej symulacji ewolucji oka. Nie znam nikogo, kto by z powodzeniem próbował stworzyć taką symulację. Ale obecnie nad nią pracujemy. Nie jest to proste zadanie, by symulacja przedstawiała prawdziwą ewolucję. Obecnie nasz model stopniowo tworzy oczy na ekranie, ale ładnie to nie wygląda i algorytmy genetyczne wymagają sporo pracy, zanim model będzie użyteczny. Ale pracujemy nad tym. Praca jest fascynująca i wygląda obiecująco.

To są wyraźne słowa, słowa głównego autora artykułu. Zachęcam czytelników, aby mieli je na uwadze, gdy wracamy do tego nieszczęsnego fizyka, Matta Younga. W moim eseju w „Commentary” z grudnia 2002 roku zacytowałem takie uwagi pana Younga: „Kreacjoniści zwykli argumentować, że […] nie było wystarczająco dużo czasu, by oko się rozwinęło. Symulacja komputerowa Dana-Erika Nilssona i Susanne Pelger pokazała, że jest to kłamstwo”²⁹.

To również jest jednoznaczna wypowiedź, ale – jak właśnie pokazałem – jest fałszywa: artykuł Nilssona i Pelger nie zawiera żadnej symulacji komputerowej i przez te wszystkie lata od pierwszej publikacji nie przedstawili oni żadnej takiej symulacji. Czyżby to była zwykła niedbałość? Ale odpowiadając na mój artykuł w „Commentary”, Matt Young po raz kolejny błędnie przedstawił pracę Nilssona i Pelger i wyraził jeszcze większe oburzenie pod moim adresem. Pełny tekst jego uwag ukazał się w zeszłomiesięcznym „Commentary”; oto odpowiednie fragmenty:

Opisując artykuł Nilssona i Pelger […], napisałem, że przeprowadzili oni symulację komputerową rozwoju oka. Nie napisałem, jak sugeruje pan Berlinski, że wykorzystali jedynie losową zmienność i dobór naturalny. I nie ma niczego, co by potwierdzało jego sugestię.

[…] Artykuł Nilssona i Pelger to wyrafinowana symulacja, która uwzględnia nawet szum kwantowy; wbrew twierdzeniom pana Berlinskiego nie jest to coś w rodzaju wyliczenia na odwrocie koperty. Wszystko zaczyna się od płaskiej, światłoczułej plamki, której pozwalają podlegać procesowi wklęśnięcia w jednoprocentowych przyrostach, obliczając cały czas ostrość wzroku. Gdy jakiś inny mechanizm poprawi ostrość szybciej, pozwalają, na różnych etapach, na utworzenie tęczówki oraz soczewki o stopniowanym indeksie, a następnie na optymalizowanie ogniskowej. Ponieważ Nilsson i Pelger nie wykonali obliczeń w zamkniętej formie czy ręcznie, to ich obliczenia były, jak napisałem, „symulacją komputerową”. „Symulacja wspomagana komputerowo” mogłaby być nieco lepszym opisem, ale nie na tyle, by usprawiedliwić sarkazm pana Berlinskiego wobec mnie […]³⁰.

A ja ciągle powtarzam swój znany już refren: w artykule Nilssona i Pelger nie ma żadnej symulacji – ani „wyrafinowanej”, ani jakiejkolwiek innej. Ich praca nie opiera się na żadnej takiej symulacji; w tej kwestii Nilsson całkowicie się ze mną zgadza. Co więcej, Nilsson i Pelger nie obliczają ostrości widzenia żadnej struktury, a już na pewno nie dla każdego z 1829 kroków ich sekwencji. Sugerują, że przeprowadzono różne obliczenia, ale nie pokazują, jak je przeprowadzono, ani nie mówią nam, gdzie można je znaleźć. W najlepszym razie przeprowadzili takie obliczenia dla nielicznych punktów danych, a następnie połączyli te punkty ciągłą krzywą.

W artykule Nilssona i Pelger znajdują się dwa równania i żadne z nich nie wymaga komputera do rozwiązania. Innych nie ma. Stosując procedury bardzo podobne do stosowanych przez Nilssona i Pelger, pan Young teoretycznie wydedukował jednak istnienie brakującej symulacji komputerowej: „Jeśli Nilsson i Pelger nie wykonali obliczeń w formie zamkniętej lub ręcznie, to ich obliczenia były, jak napisałem, symulacją komputerową”³¹. Ale od razu nasuwa się inna możliwość: Nilsson i Pelger nie potrzebowali symulacji komputerowej do przeprowadzenia swoich obliczeń, ponieważ ich nie wykonali, a ich liczba 1829 kroków stanowi ogólne przypuszczenie oparte na znanych właściwościach optycznych oka u istniejących zwierząt wodnych.

Jakakolwiek jest prawda – a ja jej nie znam – wniosek pana Younga jest pozbawiony podstaw. Ocenia się artykuł po jego treści, a autorowi ufa się zgodnie z tym, co mówi. Niewątpliwie Matt Young ma rację zauważając, że „»symulacja wspomagana komputerowo« mogłaby być lepszym opisem”³² pracy Nilssona i Pelger. Moim zdaniem pracę Nilssona i Pelger równie dobrze można by uznać za wspomaganą komputerowo, gdyby autorzy, odgadując liczbę kroków niezbędnych do przekształcenia światłoczułej plamki w pełni funkcjonującą gałkę oczną, odpoczywali opierając głowy na klawiaturze komputerowej.

Matt Young nie jest odosobniony, gdy popełnia liczne błędne interpretacje. Matematyk Ian Stewart, który z pewnością powinien być lepiej zorientowany, wygłosił praktycznie te same, ewidentnie fałszywe, twierdzenia w książce Liczby natury³³. Podobnie wiele innych ważnych postaci³⁴. Ale błędne interpretacje to jedno, a przeinaczenia to drugie. Richard Dawkins bardziej niż ktokolwiek inny ponosi odpowiedzialność za aktywne przeinaczanie pracy Nilssona i Pelger oraz za rozpowszechnianie na całym świecie poglądu, że stanowią one tryumfalne uzasadnienie zasad Darwina.

W jednym z rozdziałów książki Rzeka genów Dawkins napisał ciepło i obszernie o badaniach Nilssona i Pelger³⁵. Oto jego słowa (wszystkie podkreślenia są dodane przeze mnie):

Zadanie Nilssona i Pelger polegało na stworzeniu takiego komputerowego modelu ewolucji oka, który umożliwiłby odpowiedź na dwa zasadnicze pytania […] [:] Czy zmiany dokonują się stopniowo, w sposób kroczący – od równej płaszczyzny do w pełni rozwiniętej gałki ocznej, gdzie każda kolejna forma pośrednia stanowi ulepszenie poprzedniej? […] Drugie pytanie, na jakie miała pomóc odpowiedzieć komputerowa symulacja, dotyczyło właśnie czasu niezbędnego do dokonania się danego procesu ewolucyjnego […].

W opracowanym przez siebie modelu komputerowym Nilsson i Pelger nie usiłowali zaprogramować symulacji procesów wewnątrzkomórkowych. […]

Nilsson i Pelger rozpoczęli symulację od płaskiej siatkówki na równie płaskiej warstwie pigmentu, otoczonej również płaską warstwą ochronną przezroczystej tkanki. Warstwa przezroczysta mogła zgodnie z programem podlegać przypadkowym mutacjom, zmieniającym miejscowo współczynnik załamania fal świetlnych. Następnie pozwolili, by model ulegał przypadkowym deformacjom, z tym jedynie zastrzeżeniem, żeby pojedyncze zmiany nie były zbyt duże i zawsze stanowiły postęp w funkcjonowaniu narządu.

Na rezultaty nie trzeba było długo czekać. Krzywa ostrości wzroku stale rosła równolegle do zwiększania się promienia krzywizny ewoluującej tkanki. Na ekranie komputera płytkie wklęśnięcie pierwotnie płaskiego narządu stopniowo się pogłębiało aż do uformowania się gałki. […] Następnie, zupełnie jakby to była magiczna sztuczka, część przezroczystej tkanki zgęstniała miejscowo i powstał kulisty twór charakteryzujący się wyższym współczynnikiem załamania światła. […]

Wartość ta nazywana jest stosunkiem Mattiessena. Okazało się, że symulacja komputerowa Nilssona i Pelger w sposób nieomylny wytworzyła model, w którym stosunek długości ogniskowej do promienia jest stosunkiem Mattiessena³⁶.

Jakże jest to wszystko niezwykłe – skoro w artykule Nilssona i Pelger nie wspomniano, nie zacytowano ani nie zawarto żadnych modeli komputerowych; skoro Dan-Erik Nilsson zaprzecza, by oparł swoją pracę na jakichkolwiek symulacjach komputerowych; skoro Nilsson i Pelger nigdy nie stwierdzili, że ich zadanie z jakiegoś powodu polegało na „stworzeniu […] komputerowego modelu ewolucji oka”; skoro Nilsson i Pelger zakładają, a nie udowadniają, że „zmiany dokonują się stopniowo, w sposób kroczący – od równej płaszczyzny do w pełni rozwiniętej gałki ocznej, gdzie każda kolejna forma pośrednia stanowi ulepszenie poprzedniej”; i skoro oryginalnej plamce światłoczułej w artykule Nilssona i Pelger nigdy nie pozwolono „podlegać przypadkowym mutacjom, zmieniającym miejscowo współczynnik załamania fal świetlnych”.

I jakże jest to niezwykłe – skoro Nilsson i Pelger nie wspominają, ani nie cytują nikogo, kto by wspominał o jakimś „ekranie” komputerowym, skoro nie ma żadnych sugestii, że ich ilustracje były generowane komputerowo, i skoro nie ma dowodów na to, że kiedykolwiek udostępnili komukolwiek jakąś symulację w czasie rzeczywistym procesu omawianego w ich artykule, tak że każdy mógłby zobaczyć, „zupełnie jakby to była magiczna sztuczka”, rezultaty, na które  „nie trzeba było długo czekać”, procesu, który sami zaprojektowali.

I ponownie, jakie to niezwykłe – skoro „symulacja komputerowa Nilssona i Pelger w sposób nieomylny [nie] wytworzyła modelu” ze współczynnikiem Mattiessena, gdyż Nilsson i Pelger sami wykonali całą pracę, oszczędzając w ten sposób kłopotu swojemu modelowi.

Każde z tych niezwykłych uroczystych zapewnień można wytłumaczyć niefrasobliwością tylko wtedy, gdy najpierw uznamy, że ich autor jest rażąco niekompetentny.

Ostatnie pytania. Dlaczego przez dziewięć lat od ukazania się ich pracy Nilsson i Pelger nigdy nie odcięli się od takich twierdzeń na temat swego dzieła, chociaż wiedzą, że są one pozbawione podstaw? Może nie jest to do końca nieuczciwe, ale na pewno nie budzi podziwu. A poważniej, co powiemy o różnych mistrzach oburzenia, którzy zazwyczaj tak chętnie potępiają krytyków teorii Darwina za wykonywanie dzieła diabła? Eugenie Scott, Barbara Forrest, Lawrence Krauss, Robert T. Pennock, Philip Kitcher, Kelly Smith, Daniel Dennett, Paul Gross, Ken Miller, Steven Pinker – wszyscy oni są rozgrzani od prowadzonej walki. Dlaczego nigdy nie znaleźli powodu, by poruszyć kwestię oka ssaków i nieistniejącej symulacji komputerowej?

I jak powinniśmy nazwać taki stan rzeczy? Myślę, że „oszustwo naukowe” sprawdzi się równie dobrze, jak każde inne określenie.

David Berlinski

Oryginał: D. Berlinski, A Scientific Scandal, w: tenże, The Deniable Darwin & Other Essays, ed. D. Klinghoffer, Discovery Institute Press, Seattle 2009, s. 367–383. Tekst pierwotnie opublikowany w: „Commentary” 2003, Vol. 115, No. 4, April, s. 29–36. Przedruk tego artykułu znajduje się też na stronie Discovery Institute.

Przekład z języka angielskiego: Kazimierz Jodkowski

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 21.8.2026

Chcesz wiedzieć więcej o świadectwach empirycznych wspierających teorię inteligentnego projektu? Zapraszamy do lektury wspomnianej książki Wątpliwość Darwina.

Książka dostępna w księgarni Fundacji En Arche.

Literatura: