Behe kontra Darwin. Biochemiczne argumenty przeciwko darwinizmowiCzas czytania: 14 min

Darwinowska teoria ewolucji wstrząsnęła środowiskiem uczonych. Zanim została ona sformułowana, prym wiodły koncepcje kreacjonistyczne, w ten czy inny sposób tłumaczące powstanie świata i różnorodność życia ingerencją Boga. Teoria Darwina oferowała zupełnie nowe światło na kwestię rozwoju życia na Ziemi. Skoro – rozumował Darwin – w świecie przyrody jest tak ogromna różnorodność i mnogość organizmów, a zasoby środowiska są ograniczone, to przeżyć mogą tylko jednostki lepiej przystosowane do panujących warunków. Darwin uznał, że nieustanna walka o byt wpływa na ewolucję organizmów: potomstwu przekazywane są cechy najbardziej korzystne z punktu widzenia przetrwania i rozmnażania¹.

Świat nauki poparł teorię Darwina, ponieważ, jak powszechnie sądzono, za jej pomocą można tłumaczyć zjawiska biologiczne na różnych poziomach złożoności. W latach pięćdziesiątych XX wieku nauka rozwinęła się na tyle, że odkryto kolejny stopień złożoności – poziom tzw. maszyn molekularnych, czyli mikroskopijnych struktur biochemicznych odpowiedzialnych za podstawowe procesy życiowe. Pojawiło się zatem pytanie, czy teoria darwinowska jest w stanie wyjaśnić również powstawanie tych maszyn i praw nimi rządzących. Tego właśnie zadania podjął się Michael Behe w książce Czarna skrzynka Darwina. Biochemiczne wyzwanie dla ewolucjonizmu².

Książka rozpoczyna się od wyjaśnienia kontekstu, w jakim został użyty termin „czarna skrzynka”, towarzyszący nam przez całą lekturę. Otóż czarną skrzynką autor nazywa zjawiska, które prowadzą do oczekiwanego rezultatu, ale ich zasada działania nie jest znana. Kiedyś cała biologia była czarną skrzynką. „Ludzie starożytni, którzy przypatrywali się roślinom i zwierzętom oraz zastanawiali się, jak one działają, stawali w obliczu niezgłębionej dla nich technologii. Pogrążeni byli w mrokach niewiedzy” – pisze Behe³.

W średniowieczu zakres wiedzy biologicznej wzrósł do tego stopnia, że zrozumiano część procesów przyrodniczych, a biologia porównawcza pozwoliła dostrzec wiele podobieństw między różnorodnymi formami życia. To właśnie wtedy rozpoczęła się dyskusja na temat wspólnego pochodzenia. Wiek XVI przyniósł poznanie kolejnego poziomu złożoności – tego niedostrzegalnego gołym okiem. Stało się to możliwe dzięki odkryciu soczewki i skonstruowaniu pierwszego mikroskopu. Na bazie tego odkrycia trzy stulecia później powstała teoria komórkowa zaproponowana przez Matthiasa Jakoba Schleidena i Theodora Schwanna. Potwierdzenie tej teorii nastąpiło pod koniec XIX wieku, kiedy odkrycie elektronu przez Josepha Johna Thomsona pozwoliło na wynalezienie mikroskopu elektronowego. Zaobserwowano wtedy nowe struktury subkomórkowe, a więc pojawił się kolejny poziom złożoności biologicznej do zbadania.

Aby pojąć, jak działa biologia na poziomie molekularnym, niezbędne jest zrozumienie biochemii (nauki o chemii życia). Pionierem był tutaj Justus von Liebig, który sformułował teorię metabolizmu. W 1958 roku z kolei określono strukturę białka mioglobiny. Ku ogromnemu zaskoczeniu, okazało się, że białka nie mają prostej i regularnej struktury, jak przewidywano, ale są poskręcane i nieregularne. W latach pięćdziesiątych XX wieku poznano również kształt cząsteczki DNA, która także okazała się niezwykle złożoną strukturą. W ten sposób nauka dotarła do ostatniej czarnej skrzynki – komórki.

Rozpatrując zagadnienia mikro- i makroewolucji, Behe utrzymuje, że mikroewolucja rozumiana jako niewielkie zmiany w budowie organizmów znalazła potwierdzenie w licznych badaniach naukowych i nikt nie wątpi w to, że w świecie przyrody taki proces zachodzi. Natomiast teoria makroewolucji opisująca wielkie zmiany biologiczne spotkała się z dużym sceptycyzmem uczonego. Jednoznaczna odpowiedź na pytanie, czy małe kroki wymagane do wytworzenia dużych zmian ewolucyjnych rzeczywiście mogły wystąpić, okazuje się niezwykle trudna.

Na przykładzie złożonego procesu widzenia Behe wyjaśnia, jak należy podchodzić do zagadnienia ewolucji układów biochemicznych. Podkreśla, że na poziomie molekularnym proces widzenia jest niezwykle skomplikowany, na przykład wymaga współpracy wielu enzymów. Autor Czarnej skrzynki Darwina przypomina słowa samego Darwin, który twierdził, że choć budowa ludzkiego oka jest złożona, to u wielu zwierząt jest ona znacznie prostsza, a skoro tak, to ścieżka ewolucyjna wiedzie od światłoczułej plamki do znacznie bardziej złożonego oka. Darwin nie wyjaśnił jednak, jak zgodnie z jego teorią mógł powstać sam proces widzenia i skąd wzięła się względnie prosta plamka światłoczuła. Odkrycie molekularnego mechanizmu procesu widzenia pokazało, że potrzebne jest inne wyjaśnienie niż to, które podał angielski przyrodnik i które tłumaczyło jedynie anatomię oka.

Behe wprowadza dwa kluczowe pojęcia w kontekście makroewolucji układów molekularnych:

– Nieredukowalna złożoność: pewne układy składają się z elementów tak ściśle ze sobą powiązanych, że usunięcie lub zmiana któregokolwiek z nich powoduje utratę funkcjonalności całego układu. Aby w pełni stwierdzić nieredukowalną złożoność, nie mogą istnieć żadne funkcjonalne prekursory fizyczne danego układu⁴.

– Minimalne wymogi funkcjonalności oznaczają zdolność do pełnienia określonej funkcji w realnych warunkach fizycznych⁵.

W drugiej części książki Behe stara się wykazać, że przywołane przezeń przykłady maszyn molekularnych charakteryzują się nieredukowalną złożonością. Jednocześnie podkreśla, że nie jest możliwe wskazanie prekursorów tych maszyn, które spełniałyby minimalne wymogi funkcjonalności. W tym kontekście Behe analizuje rzęski i wici bakteryjne. W przystępny sposób opisuje złożone mechanizmy ich działania. Zwraca uwagę, że brak któregokolwiek elementu uniemożliwia funkcjonowanie tych struktur. Autor ubolewa, że współczesna nauka nie czyni prób wyjaśnienia ewolucji rzęski oraz wici. Podkreśla, że nie istnieją publikacje naukowe na ten temat: „Pomimo że wmawia się nam, iż całą biologię należy rozpatrywać w świetle teorii ewolucji, żaden naukowiec nigdy nie ogłosił drukiem modelu wyjaśniającego stopniową ewolucję tej [wici] niezwykłej maszyny ewolucyjnej”⁶. Brak takich publikacji wskazuje na luki w obecnej wiedzy naukowej.

W kolejnym rozdziale Behe opisuje kaskadę krzepnięcia krwi. Zwraca uwagę na złożoność tego zjawiska. Następnie przedstawia i analizuje wyjaśnienie zaproponowane przez Russella Doolittle’a⁷, jednego z najwybitniejszych badaczy ewolucji kaskady krzepnięcia krwi:

– Scenariusz przedstawiony przez Doolittle’a nie uwzględnia żadnych czynników przyczynowych, które wyjaśniałyby, jak powstała kaskada krzepnięcia krwi.

– Doolittle zakłada, że białko powstałe w wyniku duplikacji genu natychmiast nabywa nowe, niezbędne właściwości funkcjonalne. Z punktu widzenia biologii molekularnej jest to założenie mało prawdopodobne.

– Doolittle nie odpowiada na kluczowe pytania o tempo, miejsce i liczbę etapów ewolucji kaskady krzepnięcia. W jego pracy brakuje również jakichkolwiek obliczeń, które mogłyby uwiarygodnić jego hipotezy.

– Według teorii Doolittle’a krzepnięcie krwi jest możliwe dopiero w trzecim kroku postulowanego przez niego scenariusza. Jest to sprzeczne z zasadą selekcji naturalnej (która preferuje rozwiązania korzystne tu i teraz), a więc z darwinowską teorią ewolucji⁸.

W rozdziale piątym Behe omawia transport wewnątrzkomórkowy, a dokładniej transport pęcherzykowy. Zwraca uwagę, że jest to zadziwiająco skomplikowany proces, a jego defekty, jak na przykład mukolipidoza typu II, mogą nieść fatalne konsekwencje. Uczony dochodzi do wniosku, że ten proces jest nieredukowalnie złożony i nie można go wyjaśnić gradualistycznie. Przeprowadzony przez Behego przegląd literatury biochemicznej wskazuje, że nikt nie był w stanie przedstawić wiarygodnego modelu możliwej ewolucji tego transportu⁹.

Rozdział szósty Behe poświęca analizie działania układu immunologicznego. Wyjaśnia, jak zbudowane są i na jakiej zasadzie działają przeciwciała oraz układ dopełniacza. Zwraca szczególną uwagę na fakt, że produkujący przeciwciała układ od samego początku musi wytwarzać ogromną ilość przeciwciał, a także na to, że w odpowiedzi immunologicznej konieczne jest współdziałanie wszystkich trzech elementów: selekcji klonalnej, różnorodności przeciwciał oraz układu dopełniacza. Behe analizuje również dwa artykuły będące próbą wyjaśnienia ewolucji układu immunologicznego¹⁰. Stwierdza, że autorzy tekstów nie przeprowadzili żadnych analiz ilościowych, a jedyne, co oferują, to spekulacje.

Różnorodność, rozpoznanie, destrukcja, tolerancja – wszystkie te i inne elementy oddziałują ze sobą nawzajem. Gdziekolwiek się obejrzymy, na przeszkodzie gradualistycznego wyjaśnienia układu odpornościowego stają liczne powiązane ze sobą wymogi. Jako naukowcy pragniemy zrozumieć, jak powstał ten wspaniały mechanizm, lecz jego złożoność skazuje wszystkie wyjaśnienia darwinowskie na niepowodzenie. Współczułby nam sam Syzyf¹¹.

W rozdziale siódmym Behe omawia syntezę AMP. Co ciekawe, proces ten nie charakteryzuje się nieredukowalną złożonością, a jednak według Behego mało prawdopodobne jest, aby ten układ powstał w wyniku ewolucji. Uczony zwraca uwagę na problem produktów pośrednich, które nie pojawiają się w żadnych innych procesach metabolicznych. Co prawda na początku lat sześćdziesiątych XX wieku naukowcy odkryli, że we właściwych warunkach AMP może powstać z cyjanowodoru oraz amoniaku, jednak synteza ta zachodzi w zupełnie odmienny sposób aniżeli w organizmach żywych: „Synteza adeniny z prostych cząsteczek w kolbie chemika nie daje nam absolutnie żadnej informacji o tym, jak proces produkcji tej cząsteczki rozwinął się pierwotnie w komórce”¹².

Behe polemizuje z powszechnie obowiązującą opinią, że szlaki metaboliczne typu A->B->C->D powstają w taki sposób, że na początku organizmy wykorzystywały zasób D, a gdy jego ilość zmalała, organizm, który był w stanie produkować D z prekursora C, miał niewątpliwą przewagę. Gdy C ulegał wyczerpaniu, organizm zaczynał wytwarzać C z B, a później B był produkowany z prekursora A¹³. Behe zauważa, że w syntezie prebiotycznej AMP wykryto wyłącznie jeden produkt pośredni. Ponadto w procesie komórkowym biorą udział enzymy, które musiały być dostępne, aby kolejne etapy mogły mieć miejsce. Uczony nie zgadza się również z matematycznymi wyjaśnieniami przedstawionymi na przykład przez Stuarta Kauffmana¹⁴, zgodnie z którymi na początku była złożona mieszanina, w której pewne związki chemiczne przekształcały się w inne, tworząc samopodtrzymującą się sieć. Według Behego brakuje tutaj konkretnych przykładów na poparcie twierdzenia Kauffmana, a także koniecznych obliczeń¹⁵.

W trzeciej części książki Behe podaje, jak można wytłumaczyć zjawiska biologiczne inaczej niż poprzez ewolucję darwinowską. Proponuje teorię inteligentnego projektu. Według niego im większa specyficzność badanego zjawiska, tym pewniejszy jest związek z projektem. Obecna wiedza na temat zjawisk biochemicznych wskazuje, że są one tak bardzo złożone, a kolejne etapy szlaków tak silnie związane z poprzednimi, że musi za nimi stać jakaś inteligencja. Uczony przedstawia krótką historię hipotezy projektu – począwszy od zachwytu Diogenesa czy Sokratesa¹⁶ nad złożonością natury, skończywszy na argumentach Williama Paleya¹⁷, w których podawał lepsze lub gorsze przykłady mające wykazać projekt.

Następnie Behe przedstawia, jakie są argumenty przeciwko hipotezie projektu. Należy do nich na przykład argument Davida Hume’a¹⁸, filozofa, który utrzymywał, że argument na rzecz projektu jest bardzo słaby ze względu na powszechnie używaną w nim analogię. Hume’a wskazywał na przypadkowe podobieństwo między anatomią organizmów a wytworzonymi przez człowieka obiektami, jak zegarek czy pułapka na myszy. Behe przekonuje, że obecna nauka nieustannie wskazuje, iż światy ożywiony i nieożywiony nie różnią się od siebie tak znacząco, jak sugerował Hume, a używanie analogii do wyjaśniania zjawisk przyrodniczych nie jest błędem.

Współcześni biochemicy prawdopodobnie mogliby zrobić zegarek lub jakieś inne urządzenie odmierzające czas z materiałów biologicznych – jeśli nie teraz, to na pewno w nieodległej przyszłości. Wiele układów biochemicznych odmierza czas […]. Co więcej, składniki biochemiczne mogą zachowywać się jak koła zębate i giętkie łańcuchy¹⁹.

Behe zastanawia się, dlaczego naukowcom trudno jest zaakceptować teorię inteligentnego projektu. Twierdzi, że część z nich miewa skłonność do pewnego rodzaju szowinizmu, a także nie jest w stanie zaaprobować faktu, że być może wiedza o mechanizmach biorących udział w pierwotnym powstawaniu życia jest poza ich zasięgiem. Dodatkowo zauważa, że obecna nauka wymaga, aby wszystkie obserwowane zjawiska wyjaśniać, odwołując się wyłącznie do procesów materialnych. To rodzi problem, ponieważ nie da się testować inteligentnego projektanta: „Argument filozoficzny (wysuwany przez niektórych teistów), głoszący, że nauka powinna unikać teorii, które kojarzą się z czymś nadnaturalnym, nakłada sztuczne ograniczenia na naukę”²⁰.

W posłowiu wydania Czarnej skrzynki Darwina z 2006 roku Behe odnosi się do krytyki formułowanej pod jego adresem w przeciągu 10 lat, czyli od czasu pierwszego wydania książki. Nie ugina się jednak pod naporem nieprzychylnych opinii, twierdząc, że teraz niewiele zmieniłby w oryginalnym tekście, a wiele mógłby jeszcze dodać. Jest przekonany, że naukowy argument na rzecz teorii inteligentnego projektu ma coraz solidniejsze podstawy. Od czasu napisania Czarnej skrzynki Darwina (pierwsze wydanie: 1996) nauka posunęła się do przodu. W tym kontekście zwraca uwagę na dwa warte uwagi teksty Tanai Cardona i współpracowników opublikowane na łamach „Geobiology” i „Molecular Biology and Evolution”. Autorzy zauważają, że tempo ewolucji białek D1 i D2, kluczowych elementów fotosystemu II, maleje w czasie. Według ich obliczeń, gdyby tempo to było stałe, duplikacja genu, z którego te białka powstały, musiałaby mieć miejsce przed powstaniem Ziemi²¹. Ponadto wskazują, że istniały sekwencje D1, które mogły powstać przed ewolucją fotosyntezy tlenowej w takiej formie, jaką znamy obecnie. Mogły one występować w organizmach poprzedzających ostatniego wspólnego przodka cyjanobakterii (LCCA)²². Żadne z tych dwóch odkryć nie zgadza się z dotychczasowymi założeniami darwinowskiej teorii ewolucji. Wyniki tych badań sugerują, że ewolucja fotosyntezy tlenowej jest bardziej złożonym procesem, niż dotychczas sądzono i nie da się jej wyjaśnić, powołując się na standardową teorię ewolucji.

Czarna skrzynka Darwina. Biochemiczne wyzwanie dla ewolucjonizmu jest dziełem inspirującym zarówno dla zwolennikiem teorii inteligentnego projektu, jak i darwinowskiej teorii ewolucji. Behe w prosty sposób opisuje skomplikowane tematy. Książka daje do myślenia oraz motywuje do bardziej krytycznego patrzenia na dogmaty naukowe.

Konstancja Gałat

Stypendystka V edycji konkursu stypendialnego Fundacji En Arche

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 21.6.2024

Literatura: