Czy koncepcja nieredukowalnej złożoności jest „obalona, sfalsyfikowana, niepoprawna, błędna”? Komentarz do wypowiedzi Kennetha MilleraCzas czytania: 10 min

Podczas procesu w Dover w 2005 roku zeznający jako świadek Kenneth Miller, biolog molekularny z Brown University i krytyk teorii inteligentnego projektu (ID), przyznał, że definicja nieredukowalnej złożoności przedstawiona w książce Michaela J. Behego Czarna skrzynka Darwina jest precyzyjna i daje testowalne naukowe przewidywania¹. Zaraz jednak dodał, że nieredukowalna złożoność została „obalona, sfalsyfikowana”, a co za tym idzie jest „niepoprawna, błędna”². Żeby jednak uzasadnić swoje twierdzenie, Miller rażąco zniekształcił oryginalną definicję nieredukowalnej złożoności przedstawioną w książce Behego, opisującą system nieredukowalnie złożony jako „pojedynczy system składający się z poszczególnych, dobrze dopasowanych, oddziałujących ze sobą części, które biorą udział w pełnieniu podstawowej funkcji układu, a usunięcie jakiejkolwiek z tych części powoduje, że system przestaje sprawnie funkcjonować”³.

Miller opisuje układ nieredukowalnie złożony jako strukturę, gdzie „pojedyncze komponenty nieredukowalnie złożonych maszyn nie pełnią z osobna określonych funkcji”².

Z porównania tych definicji jasno wynika, że Miller na potrzeby swojej krytyki inaczej traktuje układy nieredukowalnie złożone, niż czyni to Behe. Autor Czarnej skrzynki Darwina nic nie wspomina, by poszczególne komponenty i podzespoły układu nieredukowalnie złożonego nie mogły samodzielnie funkcjonować. Co więcej, definicja ta nie zabrania, by takie komponenty pełniły różne funkcje w innych systemach. Nasza technologia pełna jest przykładów systemów składających się z tych samych komponentów, jak koła, tryby, przekładnie czy układy scalone. Podobny silnik spalinowy może być użyty do napędzania zarówno motocykla, jak i łodzi.

Zdaniem zwolenników ID system jest nieredukowalnie złożony, jeśli składa się z szeregu różnych, ściśle dopasowanych ze sobą części (co najmniej dwóch, ale najczęściej jest ich więcej). System taki nie może zostać uproszczony (zredukowany) poprzez usunięcie poszczególnych elementów złożonej struktury bez uszczerbku na jej funkcjonalności. Innymi słowy, funkcjonalność takiego systemu zależy od jego elementów składowych i od ich właściwego rozmieszczenia, z których każdy odgrywa równie ważną rolę w funkcjonowaniu całości. Systemy nieredukowalnie złożone należą do szerszej klasy funkcjonalnie zintegrowanych systemów składających się ze ściśle do siebie dopasowanych części, przez co funkcja takiego systemu jest wrażliwa nawet na najmniejsze zmiany struktury. W systemach tego typu można wprowadzać zmiany, ale zachowanie funkcjonalności wymaga, aby robić to w skoordynowany sposób jednocześnie w wielu miejscach.

Prostym przykładem systemu nieredukowalnie złożonego jest napęd łodzi motorowej, który składa się z silnika, śruby zaburtowej i wału napędowego łączącego silnik ze śrubą. Usunięcie któregokolwiek z tych elementów skutkuje tym, że układ napędowy łodzi nie będzie działał poprawnie.

William A. Dembski i Jonathan Wells w książce The Design of Life [Projekt życia] dokładniej przedstawiają koncepcję nieredukowalnej złożoności przez wprowadzenie pojęcia „rdzenia układu nieredukowalnie złożonego”. Rdzeń jest nieredukowalny, jeśli nie da się go uprościć czy zredukować bez zakłócenia podstawowej funkcji, którą taki system wykonuje⁴.

Przykładem może być mechaniczny zegarek, którego podstawową funkcją jest wskazywanie czasu mierzonego za pomocą mechanicznego układu. Aby taki zegarek mógł poprawnie funkcjonować, powinien składać się z określonych elementów, jak sprężyna, wskazówki czy wiele trybów wewnętrznego mechanizmu. Części te przynależą do nieredukowalnego rdzenia. Szereg innych elementów zegarka nie jest jednak koniecznych, by wykonywał on podstawową funkcję, na przykład koperta i bransoleta. Usunięcie ich nie spowoduje, że zegarek przestanie wskazywać godzinę. Ponieważ części takie nie są wymagane do podstawowej funkcji systemu, nie przynależą one do jego nieredukowalnego rdzenia. Czy inne z kolei części zegarka należą do nieredukowalnego rdzenia, zależy od minimalnych wymagań stawianych wobec tego układu: jeżeli obchodzi nas jedynie przybliżony czas, wystarczy tylko wskazówka godzinowa, możemy usunąć natomiast wskazówki sekundnika i minutową. Jeśli jednak interesuje nas wskazanie dokładnego czasu, wtedy także wskazówki sekundowa i minutowa będą stanowiły nieredukowalny rdzeń systemu.

Przerobiwszy definicję nieredukowalnej złożoności na własne potrzeby, Miller stwierdził następnie, że koncepcja ta została sfalsyfikowana, podając między innymi przykład wici bakteryjnej. Wić bakteryjna to jeden z najbardziej znanych symboli teorii inteligentnego projektu, a ściślej układu nieredukowalnie złożonego. „Wić bakteryjna opisywana jest jako jeden z cudów biochemii komórkowej” – stwierdziła Hayley Dunning z Imperial College w Londynie⁵. Oddajmy głos naukowcom specjalizującym się w badaniach nad tymi fascynującymi systemami – artykuł w „Nature Structural and Molecular Biology” zwraca uwagę na to, jak dobrze opis inżynieryjny pasuje do wici bakteryjnej:

Wić bakteryjna to duża białkowa nanomaszyna składająca się z ponad 30 różnych białek, każde obecne w kilku lub dziesiątkach tysięcy kopii. Wić zbudowana jest z trzech strukturalnych części: działającego jak obrotowy silnik korpusu; spiralnej śruby napędowej i haczyka; uniwersalnego przegubu łączącego śrubę i motor. Motor składa się z pierścienia wirnika i licznych części stojana otaczających wirnik; motor ten zamienia różnicę elektrochemicznego potencjału wytwarzanego po obydwu stronach błony komórkowej na mechaniczną pracę z prawie 100-proc. wydajnością. Maksymalna prędkość obrotowa zaobserwowana u wici to 1700 obrotów na sekundę – znacznie szybciej niż w przypadku silnika wyścigowego samochodu Formuły 1⁶.

Więcej szczegółów do opisu bakteryjnej wici dodają Matt Baker i Nicholas Matzke: „To jest nanomaszyna milion razy mniejsza niż ziarnko piasku; może ona wirować pięć razy szybciej niż silnik samochodu Formuły 1 i zmieniać kierunek obrotów szybciej niż pojedyncze uderzenie skrzydła komara”⁷. Jakby tego było mało, silnik ten jest w stanie zmieniać swoją wewnętrzną strukturę w trakcie pracy – odpowiednik zmiany liczby tłoków w silniku bolidu Formuły 1 podczas jazdy w trakcie wyścigu.

„Wić bakteryjna to fascynująca molekularna maszyna” – stwierdzili niedawno naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego⁸. Zwrócili uwagę, że nie tylko sam system jest funkcjonalnie i strukturalnie bardzo złożony, ale także proces jego konstrukcji przypomina działania zachodzące w zautomatyzowanej fabryce, gdzie z odpowiednich prefabrykatów montuje się bardzo złożone układy.

W proces konstrukcji wici zaangażowanych jest wiele genetycznych obwodów regulatorowych. We właściwych momentach „włączane” są odpowiednie geny syntetyzujące właściwe białka, po czym białka te są odpowiednio – we właściwym miejscu i czasie – transportowane i montowane. Pierwszym krokiem w powstawaniu tego precyzyjnie zintegrowanego zespołu napędowego jest zmontowanie najbardziej wewnętrznego (względem błony komórkowej) kręgu rotora, następnie dodaje się kolejne kręgi rotora, składający się z kilku elementów stator oraz haczyk, przez który z kolei budowana jest złożona z tysięcy cząsteczek flageliny wić. Materiał do budowy wici transportowany jest poprzez kanał przebiegający przez centrum statora, haczyka i dalej na zewnątrz, środkiem rurkowatej wici. U wejścia do tego kanału znajduje się specjalne urządzenie regulujące dopływ tego materiału.

Kenneth Miller jest zdania, że układ ten nie jest nieredukowalnie złożony. Miller nie próbuje bynajmniej dyskutować z faktem, że usunięcie komponentów wici powoduje zaburzenie jej funkcjonowania – przeciwnie, zgrabnie zmienia temat, wskazując, że pewne białka, z których składa się wić, mogą pełnić inne funkcje w innych komórkowych strukturach. Łatwiej teraz zrozumieć, dlaczego Miller zniekształcił definicję nieredukowalnej złożoności: było mu to potrzebne do twierdzenia, że wić bakteryjna nie jest układem nieredukowalnie złożonym, co – jak twierdzi Miller – podważa słuszność idei, że w przyrodzie istnieją takie struktury. Wracając do przykładu zaburtowego napędu łodzi: fakt, że jest to system nieredukowalnie złożony, nie oznacza, że żaden z tych elementów nie może być użyty w innych celach, jak to imputuje Miller. Przykładowo silnik można wykorzystać do napędzania miksera czy wiatraczka, co nie zmienia faktu, że usunięcie silnika z łodzi sprawi, że jej napęd przestanie właściwie działać.

Co ciekawe, niektórzy naukowcy – w przeciwieństwie do Millera – nie uciekają się do tego typu manipulacji definicjami. Cytowana wcześniej Hayley Dunning z Imperial College o bakteryjnej wici twierdzi: „Ta »molekularna maszyna« składa się z wielu różnych części i wszystkie one odgrywają równie ważną rolę w funkcjonowaniu tego rodzaju silnika. W jaki sposób ewolucja rozumiana na sposób darwinowski mogłaby doprowadzić do powstania takiej struktury, jeżeli niezbędne jest równoczesne wytworzenie wszystkich koniecznych elementów?”. Dunning właściwie zidentyfikowała problem: mając do czynienia z faktem nieredukowalnej złożoności wici bakteryjnej, zasadne jest pytanie, jak darwinowska ewolucja była w stanie budować tego typu systemy. Odpowiedź jest osobnym zagadnieniem, tutaj chodzi o to, że Dunning właściwie postawiła pytanie bez korzystania z „gotowca” Millera.

Miller wyraził swoją opinię w 2005 roku. Od tego czasu następne odkrycia dodają kolejne poziomy złożoności wici bakteryjnej. Okazuje się, że silnik ten jest znacznie bardziej zaawansowany, niż przypuszczano. Na przykład w artykule opublikowanym w 2020 roku w czasopiśmie „Cell” grupa naukowców z Uniwersytetu w Kopenhadze opisała odkrycie faktu, że bakteryjny silnik protonowy posiada nie tylko główny rotor, ale także dodatkowy układ mniejszych rotorów napędzający ten podstawowy⁹. W przeciwieństwie do poprzednich teorii duńscy badacze odkryli, posługując się mikroskopią krioelektronową, że układ statora to w istocie także ruchomy układ napędzający zasadniczy motor. Dodatkowo nowy model ruchu wyjaśnia, w jaki sposób układ statora napędza obroty wici bakteryjnej w dwie strony, co jest kluczowe dla bakterii: bez możliwości zmiany kierunku obrotów silnika bakteria byłaby w stanie płynąć tylko w jednym kierunku. Artykuł opublikowany także w 2020 roku w „Nature Structural and Molecular Biology” opisuje złożony system białkowych trybów i przekładni pozwalających bakterii na prawie natychmiastową zmianę kierunku rotacji protonowego silnika, co z kolei umożliwia zmianę kierunku przemieszczania się bakterii¹⁰. A i tak wiele pytań pozostaje jeszcze bez odpowiedzi – choćby wciąż słabo poznany jest mechanizm transportu protonów, formowania się kanałów jonowych i generowania momentu obrotowego¹¹.

Na pytanie postawione w tytule tekstu możemy odpowiedzieć jedno: koncepcja nieredukowalnej złożoności nie tylko nie została obalona, ale staje się coraz mocniejsza. Wbrew zapewnieniom Millera nieredukowalnie złożona wić bakteryjna nie przestaje fascynować naukowców, skłaniając do nowych badań i pozostając zdumiewającym przykładem komórkowej nanoinżynierii.

Piotr Kublicki

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 17.11.2021

Literatura: