Trzy kardynalne problemy w biologiiCzas czytania: 7 min

Francuski biolog Jean Rostand w swojej książce Can Man be Modified? (1956) [Czy można zmodyfikować człowieka?] zadał pytanie:

Czyż biolodzy nie mają prawa do małego zarozumialstwa, kiedy podsumowują swoje osiągnięcia dokonane zaledwie w drugiej połowie minionego wieku? Czyż nie mają prawa wierzyć, że wszystkie zagadnienia staną się wkrótce dla nich zrozumiałe, a jedyne, co muszą uczynić, to z wytrwałością podążać wzdłuż uprzednio wytyczonych ścieżek i kontynuować nakreślone wcześniej kierunki badań?

Jednak dotarliśmy do miejsca, w którym musimy sobie przypomnieć, że pomimo naszych zdumiewających sukcesów – nadal nie udaje nam się zgłębić odwiecznej tajemnicy życia. Trzy kardynalne problemy biologii – związane z rozwojem osobniczym jednostki, ewolucją gatunków oraz powstaniem życia – zostały zaledwie zasygnalizowane przez naukowców. Posiadamy jedynie mętne wyobrażenie tego, w jaki sposób z zarodka rozwija się złożony organizm. Z trudem jesteśmy w stanie sobie wyobrazić, jak mogłyby przebiegać drogi przekształceń organicznych, które w ciągu wieków prowadziłyby do powstania człowieka z jakiegoś pierwotnego wirusa. Nie mamy także najmniejszego pojęcia, jak doszło do narodzin pierwszych form życia¹.

Rostand, zgodnie z informacją zawartą na okładce jego książki A Biologist’s View [Z punktu widzenia biologa], jest „jednym z czołowych biologów europejskich”. Uczony napisał: „jakkolwiek niejasne byłyby dla mnie przyczyny ewolucji, nie mam cienia wątpliwości, że są one całkowicie naturalne”².

Czy po przeszło 63 latach to, co niegdyś nazwał „kardynalnymi problemami” biologii, w dalszym ciągu jest nierozstrzygnięte?

Pochodzenie życia

Wciąż jeszcze daleko nam do zaprojektowania samoreplikującej się maszyny³. W chwili obecnej jest to czyste science fiction. Gdy chcąc zbliżyć się do celu, jakim jest reprodukcja, wyposażysz tę maszynerię w dodatkową technologię, sukces okaże się jest jeszcze bardziej odległy, ponieważ otrzymana w ten sposób maszyna będzie miała większą złożoność. Jeżeli zatem nasza zaawansowana technologia nie dostarcza nam wskazówek, w jaki sposób skonstruować samoreplikującą się maszynę, to czy możemy w ogóle wierzyć, że jesteśmy blisko zrozumienia, jak coś podobnego mogło powstać w wyniku czystego przypadku?

Ewolucja życia

Wyobraź sobie, że jesteśmy zdolni do skonstruowania samoreplikujących się maszyn. Niech będzie to tabor samochodów wyposażonych w całkowicie zautomatyzowany system umożliwiający tworzenie nowych pojazdów – i nie chodzi jedynie o tradycyjne samochody, ale takie, które zostały wyposażone w równie zaawansowaną technologię. Jeśli teraz pozostawimy owe samochody bez nadzoru i pozwolimy im na wielopokoleniową reprodukcję, to czy istnieje jakakolwiek szansa, że ujrzymy znaczące ulepszenia powstałe drogą doboru naturalnego na skutek błędów replikacji? Oczywiście, że nie. Opisany wyżej proces zostanie wstrzymany po kilku generacjach, ponieważ inteligentni ludzie będę musieli rozwiązać mechaniczne problemy, których pojawienie się to tylko kwestia czasu⁴. Nastąpi to jeszcze na długo, zanim zaobserwujemy pierwsze błędy replikacji, na podstawie których moglibyśmy oczekiwać postępu. W gruncie rzeczy nie potrafimy nawet zaprojektować maszyn, które mogłyby nieustannie i całkowicie samodzielnie funkcjonować, nie wspominając już o możliwości replikacji.

Problem nieredukowalnej złożoności jest często podawany jako główny argument przeciwko darwinowskiej teorii ewolucji. Czy dałoby się uniknąć tego problemu, gdyby za obowiązek prowadzenia selekcji odpowiadali inteligentni ludzie, którzy są w stanie rozpoznać potencjalne korzyści płynące z niewielkich, bezużytecznych mutacji i na ich podstawie uzyskać nowe i użyteczne cechy? Nawet jeśli dokonamy w tym wypadku sztucznej selekcji, to szkodliwe błędy reprodukcji będą na tyle duże, że zdominują nieliczne błędy, które mogą być korzystne. W krótkim czasie dojdzie do tego, że nasza grupa samochodów zmieni się w stertę złomu.

Ponieważ przywykliśmy do tego, że potomstwo przypomina rodziców, to ten niewyjaśniony fakt traktujemy jako coś oczywistego. Jeśli jednak doszłoby do samoreprodukcji samochodów wytworzonych pierwotnie ludzką ręką, powinniśmy oczekiwać i zaobserwować ich dewolucję, a nie ewolucję. Pomogłoby to nam zrozumieć, jak zadziwiająca jest zdolność organizmów do pokoleniowego przekazywania złożonych struktur. To właśnie dzięki tej wyjątkowej zdolności istot żywych dobór naturalny może wydawać się dla wielu zadowalającym mechanizmem, podczas gdy dobór sztuczny może jedynie doprowadzić do niewielkich ulepszeń. Jednak nawet w przypadku żywych organizmów dobór naturalny przypadkowych błędów replikacji jest jak większość procesów przyrodniczych i prowadzi – jak pisał biochemik Michael J. Behe z Uniwersytetu Lehigh w książce Darwin Devolves [Dewolucja Darwina]⁵ – jedynie do dewolucji. (Niektóre z powyższych zagadnień zostały poruszone na stronach mojej książki In the Beginning: And Other Essays on Intelligent Design [Na początku oraz inne eseje dotyczące inteligentnego projektu])⁶.

Jeżeli nie rozumiemy nawet tego, w jaki sposób dochodzi do pokoleniowego przekazywania złożonych struktur gatunków, to sytuacja wygląda jeszcze gorzej, gdy zastanowimy się, jak te struktury mogły ewoluować w bardziej skomplikowane formy.

Rozwój osobniczy

Może się wydawać, że jest to kwestia, w której poczyniono najbardziej obiecujące postępy, począwszy od 1956 roku. Chociaż nie możemy zaobserwować powstania ani ewolucji życia bezpośrednio w laboratorium, to możemy być świadkami rozwoju osobniczego jednostek i zdajemy sobie sprawę, że przynajmniej część niezbędnych do zaistnienia tego fenomenu informacji jest przechowywana w genomie. Jednakże czym innym jest obserwacja, a czym innym zrozumienie, jak zachodzi dany proces. Polecam artykuł w „Evolution News”⁷ referujący pracę Jonathana Barda z Uniwersytetu Oksfordzkiego, która mówi o „niejasnym związku pomiędzy genotypem a ściśle z nim powiązanym fenotypem”⁸. Jest to inaczej wyrażona myśl: „Posiadamy jedynie mętne wyobrażenie tego, w jaki sposób z zarodka rozwija się złożony organizm”⁹. Ujmując to jeszcze inaczej: o tym, w jaki sposób genetyka kontroluje rozwój, wiemy dzisiaj tak mało, że genetycy wciąż nie potrafią zadowalająco odpowiedzieć na pytanie włoskiego biologa Giuseppe Sermontiego – Dlaczego mucha nie jest koniem?¹⁰.

Jednak aby w pełni zdać sobie sprawę, jak bardzo daleko jesteśmy od rozwiązania wszystkich „kardynalnych problemów” biologii, należy obejrzeć niesamowite nagranie Conception to Birth – Visualized [Od poczęcia do narodzenia – wizualizacja]. Jego autor, Alexander Tsiaras, matematyk z Yale, treścią nagrania uczynił zdumiewającą i cudowną naturę procesu poczęcia, rozwoju oraz narodzin. Tsiaras zadaje nam pytanie: „W jaki sposób te zestawy instrukcji nie popełniają błędu, tworząc jednocześnie to, czym jesteśmy?”. W rzeczy samej, w jaki sposób?

Granville Sewell

Oryginał: The “Three Cardinal Problems of Biology”, Evolution News & Science Today 2019, October 30 [dostęp 27 XI 2019].

Przekład z języka angielskiego: Przemysław Maksymowicz

Źródło infografiki: G. Sewell, Christianity for Doubters, Eugene 2016, s. 15 (przekład terminów na język polski: Przemysław Maksymowicz)

Ostatnia aktualizacja strony: 9.09.2020

Literatura: