Małgorzata Gazda
Gdyby naukowcom udało się przedstawić ogniwa pośrednie między podstawowymi typami budowy komórek, biologia ewolucyjna zyskałaby na wiarygodności. Ostatnio w prasie naukowej opisano odkrycie, które dało powód do zwiększonego optymizmu w tym zakresie. Sprawę opisano również w jednym z polskich mediów internetowych, niestety, niezbyt rzetelnie.
Kiedyś rozróżniano dwa podstawowe rodzaje komórek – prokariotyczne i eukariotyczne. Główna (ale nie jedyna) różnica między nimi dotyczy obecności (u eukariontów) bądź braku (u prokariontów) jądra komórkowego. Później jednak stwierdzono, że mikroorganizmy zaliczane do prokariontów często znacznie różnią się budową i zaczęto wyodrębniać wśród nich dwie domeny – bakterie i archeony. Eukarionty stanowią zaś trzecią domenę. Ponieważ zaobserwowano, że więcej cech wspólnych z eukariontami mają archeony (np. obecność intronów w materiale genetycznym czy nawinięcie DNA na tetramery histonowe) niż bakterie, zaczęto przypuszczać, że ewolucyjnie eukarionty wyodrębniły się właśnie z archeonów.[1]
Niedawno (w maju 2015 r.) w czasopiśmie „Nature” opublikowano artykuł przedstawiający wyniki badań DNA znalezionego w próbkach pobranych z dna morskiego w pobliżu kominów hydrotermalnych. Na podstawie tych badań wnioskuje się o istnieniu pewnej grupy archeonów – Lokiarchaeota (Loki) – posiadających sporą liczbę genów (175, ok. 3% wszystkich genów), które mogą kodować białka podobne do białek eukariontów. Jak dotąd jednak zbadano jedynie DNA, nie ma bowiem możliwości zbadania komórek, gdyż ulegają one zniszczeniu po wyjęciu z naturalnego dla nich ekstremalnego środowiska.[2]
Przypuszcza się, że dawny archeon, po którym Loki odziedziczyły swoje geny, był wspólnym przodkiem tej grupy archeonów oraz eukariontów. Stąd mówi się o przypuszczalnym odkryciu ogniwa pośredniego na drodze ewolucyjnej od mikroorganizmów bezjądrowych do komórek eukariotycznych.
A jak to przedstawił Onet?[3] Po pierwsze, w ogóle nie wspomniano, że badania dotyczyły wyłącznie materiału genetycznego – DNA uzyskanego z próbki mułu z dna morskiego, a samej komórki Loki nikt jak dotąd nie miał okazji obserwować, aby móc stwierdzić jej rzeczywiste cechy. Po drugie, autorzy artykułu z „Nature” twierdzą wprawdzie, że nie doszło do zanieczyszczenia próbki, ale ze zdecydowanymi obwieszczeniami redaktorów Onetu, że „odkryto brakujące ogniwo w ewolucji złożonych komórek” warto byłoby poczekać przynajmniej do czasu, gdy naukowcy zweryfikują nowe doniesienia. W rzeczywistości jednak nawet potwierdzenie tego, co napisano o Loki, nie oznacza automatycznie potwierdzenia teorii ewolucji komórek eukariotycznych od prostszych (choć nie prostych) archeonów.
Krytycy więc, dla kontrastu, zwracają uwagę, że na razie nie ma okazji do „otwierania szampana”.[4] Stwierdzenie istnienia Loki nie stanowi automatycznie wyjaśnienia ani skąd się te organizmy wzięły, ani skąd się wzięły eukarionty – nie zwalnia to ewolucjonistów z obowiązku wyjaśnienia, jak stopniowe, niekierowane zmiany mogłyby doprowadzić do ich powstania.
Przejście ewolucyjne od archeonów do eukariontów wymagałoby pojawienia się m.in. wewnętrznej błony jądrowej, lizosomów, cytoszkieletu, aparatu Golgiego, wewnętrznego systemu błon (retikulum endoplazmatycznego), a także mitochondriów.[5] Wszystkie te elementy budowy wymagają natomiast nowej informacji genetycznej warunkującej wytwarzanie nowych białek oraz odpowiednie łączenie ich w taki sposób, aby utworzyły się właściwie funkcjonujące struktury.
Czy ślepy mechanizm mutacje + dobór naturalny mógł doprowadzić do pojawienia się takiej informacji? Ewolucjoniści twierdzą, że tak, lecz nie podają konkretnych danych popierających ich przekonanie. Krytycy natomiast zwracają uwagę na kłopoty teorii mówiącej o generowaniu nowej funkcjonalnej informacji w procesach naturalnych, bez udziału inteligencji.
Na podstawie eksperymentów stwierdzono na przykład, że wśród polipeptydów o długości 150 aminokwasów tylko jedna na 10^74 kombinacji okazuje się funkcjonalną cząsteczką białkową. Prawdopodobieństwo „trafienia” przez przypadkowe mutacje odpowiedniej sekwencji fragmentu DNA, która dawałaby w rezultacie jedno funkcjonalne białko, jest więc znikomo małe.[6] Do przekształcenia komórki prokariotycznej w eukariotyczną potrzeba zaś o wiele więcej nowych białek.
Niekiedy argumentuje się, że prawdopodobieństwo uzyskania właściwej sekwencji zwiększa się dzięki działaniu doboru naturalnego. Mówi się, że mutacje są przypadkowe, ale ich selekcja już nie – mutacje korzystne są zachowywane, a niekorzystne eliminowane. Selekcjonowane w ten sposób sekwencje stopniowo zbliżają się do optymalnej kombinacji. W rzeczywistości jednak podejście naturalistyczne wymaga założenia, że dobór naturalny nie wie, jaka kombinacja jest optymalna, dopóki się ona nie pojawi, a zatem nie wie, do czego powinien dążyć. Dobór naturalny może więc służyć zachowaniu już osiągniętej sekwencji funkcjonalnej, gdyż daje ona realną korzyść, ale nie może faworyzować sekwencji zbliżonych do funkcjonalnej, gdyż nie dają one żadnej teraźniejszej korzyści (a ślepe procesy przyrodnicze nie mogą rozumieć jej przyszłościowego potencjału).[7] Zatem naturalne wytwarzanie się nowej funkcjonalnej informacji genetycznej musiałoby nastąpić przez skrajnie nieprawdopodobny przypadek (czy wiele takich przypadków).
Ale oprócz wskazywania na ogromne przeszkody probabilistyczne związane z teorią ewolucji, można zwrócić uwagę na to, co wiemy z dotychczasowego doświadczenia. Mianowicie, że gdy mamy do czynienia z większą ilością informacji zapisanej jakimś kodem (np. sensownym zdaniem w jakimś języku czy komunikatem podanym za pomocą alfabetu Morse’a) i wiemy, skąd się ona wzięła – to zawsze jej źródłem jest umysł inteligentnej osoby. Nie ma doświadczalnego potwierdzenia, że jakakolwiek inna przyczyna może wytwarzać większą ilość tego rodzaju informacji.[8]
Twierdzenie ewolucjonistów o możliwości przejścia ewolucyjnego od archeonów do eukariontów dzięki przypadkowym mutacjom i działaniu doboru naturalnego jest jedynie spekulatywną teorią. Siła tego przekonania tkwi raczej w uprzednim założeniu, że ten właśnie mechanizm musiał doprowadzić do wspomnianej przemiany. I chociaż odkrycie Loki wspiera tę teorię przynajmniej wizerunkowo, to jednak samo w sobie nie może być jej jednoznacznym potwierdzeniem.
Małgorzata Gazda
Przypisy:
[1] Por. Magdalena Efenberger, Ewa Brzezińska-Błaszczyk, Karolina Wódz, „Archeony – drobnoustroje ciągle nieznane”, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 2014, tom 68, s. 1453, 1457 [1452-1463], http://tiny.pl/gqf38.
[2] Zob. A. Spang et al., „Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes”, Nature 2015, vol. 521, no. 7551, s. 173–179, doi:10.1038/nature14447. Por. też: Jyoti Madhusoodanan, „Prokaryotic Microbes with Eukaryotelike Genes Found”, http://tiny.pl/ghk86 (tekst opublikowany 6 maja na stronie internetowej „The Scientist”).
[3] Zob. „Odkryto brakujące ogniwo w ewolucji złożonych komórek”, http://tiny.pl/ghk81 (tekst z 9 maja 2015 r.).
[4] Por. Ann Gauger, „Major Advance in Revealing the Dawn of Complex Life? Sorry, It’s a Little Premature to Break Out the Champagne”, http://tiny.pl/gh8cg (tekst opublikowany 7 maja na stronie Evolution News and Views prowadzonej przez teoretyków projektu z Discovery Institute).
[5] Por. Gauger, „Major Advance…”; por. też: Efenberger i in., „Archeony…”, s. 1453, 1457.
[6] Por. Douglas D. Axe, „Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds”, Journal of Molecular Biology 2004, vol. 341, no. 5, s. 1310 [1295–1315], http://tiny.pl/gq5w4; por. też: Stephen C. Meyer, Signature in the Cell. DNA and the Evidence for Intelligent Design, Harper One, New York 2009, s. 210.
[7] Por. Meyer, Signature…, s. 273-276.
[8] Por. tamże, s. 376.
idź Pod Prąd, nr 5-6 (130-131), maj-czerwiec 2015, s. 8-9.
