راز محافظت شدهی تکامل:
جهش ها تصادفی نیستند!
نزدیک به صد سال است که تکامل گرایان تحت الگویی که به ”ساخت نوداروینی“ معروف است، عمل می کنند که ”ساخت مدرن“ نیز نامیده میشود. این دیدگاه بارها به صورت ”انتخاب طبیعی بر جهش های تصادفی اثر می کند“ خلاصه شده است. من این آزادی تاکید را در نقل قول های زیر اضافه کرده ام تا به شما نشان دهم این عبارت چقدر رایج است.
این کار به دههها قبل برمی گردد. یک کتاب درسی زیست شناسی از دهه 1960 می گوید:
”با توسعه نظریه ژن، اصطلاح «جهش» به تغییرات ناگهانی، ناپیوسته و «تصادفی» در ژنها و کروموزومها اشاره میکند، اگرچه هنوز تا حدی برای اشاره به نوع جدید گیاه یا جانور استفاده میشود.“1
برای مثالی از یک کتاب درسی زیست شناسی تا حدی جدیدتر (از سال 1989)، یک سوال مطالعاتی می پرسد:
”بر اساس دانش شما از ساختار DNA، کد ژنتیکی و ساختار پروتئین، انتظار دارید چه نوع جهشهای «تصادفی» در دودمان موجودات زنده، نسل به نسل، بدون تأثیر انتخاب طبیعی باقی بماند؟“2
جستجوی گوگل برای ”کتاب درسی زیست شناسی“ با عبارت اضافی “openstax” نتیجه ای به نام زیست شناسی ویرایش دوم را نشان می دهد. چیزی که این کتاب آنلاین (منتشر شده در سال 2018) می گوید این است:
”تنوع حیات روی زمین نتیجه جهش یا تغییرات «تصادفی» در مواد ارثی در طول زمان است. این جهش ها این امکان را برای موجودات زنده فراهم می کند تا با یک محیط در حال تغییر سازگار شوند. ارگانیسمی که ویژگی های متناسب با محیط را ایجاد می کند، با توجه به نیروهای انتخاب طبیعی، موفقیت باروری بیشتری خواهد داشت.“3
یک لحظه به تصادفی بودن فکر کنید. هر چیزی ممکن است اتفاق بیفتد، درست است؟ آیا این دریای بی حد و حصر فرصت نیست؟ اگر به آن فکر کنید، و اگر جادوی زمان به ظاهر بی حد و حصر را به کار ببرید، زندگی که به طور تصادفی در حال تکامل است می تواند قابل قبول به نظر برسد. به هر حال، زمان زیادی است که طبیعت به تدریج با تغییرات تصادفی کار کند و فقط بهترین ها را جدا کند. اما این موضوع همیشه یک داستان باور نکردنی بوده است!
به گفته دکتر استیفن جی. گولد، (Stephen J. Gould) تکاملشناس معروف، که قبل از مرگش گفت:
”کتابهای درسی تکامل هنوز اغلب از تغییر با عنوان «تصادفی» یاد میکنند. همه ما این نام را به عنوان یک نام اشتباه می دانیم، اما با اجبار عادت به استفاده از این عبارت ادامه می دهیم. داروینیان هرگز برای جهش «تصادفی» در معنای محدود و فنی «در همه جهات به یک اندازه محتمل» مانند پرتاب یک طاس، بحث نکرده اند. اما استفادهی بی رویهی ما از «تصادفی»… حداقل به معنای عامیانه، اساس ادعای مهمی که میخواهیم بیان کنیم را در بر میگیرد – یعنی این تغییر نباید با جهت تغییر تکاملی مرتبط باشد؛ یا شدیدتر اینکه هیچ چیز در مورد فرآیند ایجاد مواد خام جدید، مسیر تغییر بعدی در جهات سازش را منحرف نمیکند.“4
عالی، دکتر گولد، چه اعتراف خیره کننده ای! چقدر راحت این استفاده «بی رویه» (و مداوم) از گویش همین طور اتفاق می افتد تا یک مشکل اساسی بزرگ را که نظریه تکاملی با آن مواجه است، پنهان کند! اگر جهشها مانند پرتاب یک طاس تصادفی نیستند، به این معنی است که نتایج خاصی محتملتر است. و اگر نتایج معینی محتملتر باشد، پس چگونه در دراز مدت میتواند جهت تغییر تکاملی را تحت تأثیر قرار ندهد؟
ظاهرا این دیدگاه برای همه از بین نرفته است. در سال 2014، یک نویسنده علمی به نام کوین کِلی(Kevin Kelly)، مقاله ای منتشر کرد که خواستار «بازنشستگی» این ایده جهش های تصادفی شد:
”در حالی که نمیتوانیم بگوییم جهشها تصادفی هستند، میتوانیم بگوییم که یک جزء نابسامان بزرگ وجود دارد، همانطور که در پرتاب یک تاس برداشته شده وجود دارد. اما تاس های برداشته شده را نباید با تصادفی بودن اشتباه گرفت، زیرا در دراز مدت - که چارچوب زمانی تکامل است - انحراف وزنی عواقب قابل توجهی خواهد داشت.“5
پس چرا بسیاری به استفاده از این کلمه گمراه کننده ادامه می دهند؟ کِلی چند پاسخ صادقانه تکان دهنده برای ما دارد:
”چندین دلیل مرتبط وجود دارد که چرا این ایده ثابت نشده همچنان بدون مدرک [و در واقع، همانطور که نشان خواهم داد، بر خلاف شواهد] تکرار می شود. اولین مورد ترس از این است که جهشهای غیر تصادفی توسط خلقتگرایان به اشتباه درک و تحریف شوند تا واقعیت و اهمیت تکامل توسط انتخاب طبیعی را انکار کنند. دوم این که اگر جهش ها تصادفی نباشند و دارای الگویی باشند، آن الگو یک جهت کوچک در تکامل ایجاد می کند. و از آنجایی که تکامل بیولوژیکی چیزی نیست جز کنشهای خرد که در کنشهای کلان انباشته میشوند، این الگوهای خرد امکان جهات کلان را در تکامل باز نگه می دارند. که انواع پرچم های قرمز را برافراشته می کند. اگر جهات کلان تکاملی وجود دارد، از کجا سرچشمه می گیرند؟ و آن جهت ها کدامند؟ تا به امروز اجماع کمی در مورد شواهدی برای جهتهای کلان در تکامل، پس از افزایش پیچیدگی، وجود دارد، اما خود مفهوم تکامل با هر جهتی آنقدر مغایر با عقاید رایج در نظریه تکامل مدرن است که همچنان از فرض تصادفی بودن استقبال میکند.“
ما آن را داریم! استفاده از کلمه ”تصادفی“ (حداقل برای برخی) یک ترفند عمدی برای فریب مردم در مورد نظریه تکامل است. آیا این چیزی نیست که نویسنده علمی ما در بالا به صورت مکتوب اعتراف کرده است؟ آنها نمی خواهند که ما خلقت گرایان شرور از این فرصت استفاده کنیم و به تمام مشکلاتی که از این ایده جهش های غیر تصادفی جدا نشدنی است اشاره کنیم. خوب، خیلی دیر است، زیرا اکنون گربه از کیسه خارج شده است. من می خواهم زنگ خطر در مورد این مشکل اساسی بزرگ در تکامل را به صدا در بیاورم.
”سوگیری جهشی“ چیست؟
اگر جهشها برخی نتایج را با احتمال بیشتر از سایر نتایج ایجاد میکنند، پس این گرایش دقیقاً چیست؟ دیدگاه غالب در حال حاضر این است که احتمال جهش های CG به AT بیشتر است. برای توضیح اینکه این موضوع به چه معناست، ما به یک تجدید نظر سریع در ساختار اصلی دنا (DNA) نیاز داریم.
مبانی ترکیب دنا (DNA)
در دنا 4 نوع نوکلئوتید یا باز آلی شرکت دارد که به عنوان واحدهای اصلی رمز(مانند حروف) عمل می کنند. آنها با حروف A، T، C و G نشان داده می شوند. اما دنا یک مارپیچ دوتایی است، به این معنی که هر باز آلی با یک بازآلی متناظر در طرف دیگر مارپیچ جفت می شود و اینها به صورت مجموعه مطابقت دارند. G با C و A با T. بنابراین، اگر ردیف بازها را در یک طرف مارپیچ دوگانه بدانید، میتوانید طرف دیگر را به سادگی با تبادل G و C و A و T پیشبینی کنید. دانشمندان میتوانند کل توالی دنا را جستجو کنند و آمار مربوط به آن اطلاعات را گردآوری کنند. یکی از این آمارها، مقدار GC است که به درصد G و C در مقابل A و T اشاره دارد.
سوگیری بازهای آلی
شواهد قابل توجهی وجود دارد مبنی بر اینکه یک سوگیری کلی در تمام جهشها به سمت AT وجود دارد (نوکلئوتیدهای GC به احتمال زیاد به AT جهش مییابند).6,7 همانطور که یک مقاله توسط هیلدبراند و همکاران بیان می کند:
”پیشنهاد شده است که یک سوگیری جهشی عمومی هم در پروکاریوت ها و هم در یوکاریوت ها نسبت به AT وجود دارد… تحلیل ما برای این فرضیه پشتیبانی محدودی ارائه می دهد.“7
دلایل دقیق این سوگیری به چیزهایی مانند قوانین اساسی شیمی و همچنین عملکرد آنزیم های مختلف مانند دنا بسپاراز (DNA polymerase) مربوط می شود، و هنوز هم گمانه زنی ها و بحث های زیادی در این زمینه وجود دارد - که فراتر از محدوده این مقاله است.
اما اگر این سوگیری جهشی علیه مقدار GC به صورت سراسری وجود دارد، و جهشها «مواد خام» تکامل هستند، چرا در کل ژنومهای (یا بخشهایی از ژنوم) غنی از GC داریم؟ برخی از مکانیسمهای فرضی انتخاب به نفع محتوای GC پیشنهاد شدهاند،6 اما به نظر میرسد همه اینها این مشکل را نادیده میگیرند که اغلب جهشها به قدری کوچک هستند که اثرات ناچیزی را در جداسازی دارند (مطابق با ”نظریه خنثی“).8 نویسندگان مطالعه هیلدبراند به مشکل اعتراف می کنند و نسبتاً با خجالت می نویسند:
”چنین کاهش کلی در محتوای GC در گونههای غنی از GC به وضوح غیرقابل تحمل است… بنابراین پدیده مزبور نشان میدهد که انتخاب یا « یک نیروی دیگر» مقدار بالای GC49 را در بسیاری از باکتریها حفظ میکند.“
با توجه به اینکه این یک مقاله علمی بازبینی شده است، مطمئناً عبارت ”یک نیروی دیگر“چندان علمی به نظر نمی رسد، اینطور نیست؟ مقاله دیگری توسط کوس (Couce) و همکارانش، که در آن دادههای حاصل از آزمایش معروف تکامل بلندمدت لنسکی(Lenski) با باکتری ای کولای را تجزیه و تحلیل کردند، به طور مشابه حدس می زند که:
”علیرغم این فشارهای جهشی، ژنومهای بزرگ غنی از GC در سرتاسر شاخه های باکتریایی گسترده شدهاند، به نیروهای قدرتمندی اشاره دارد که ژنومها را از تعادل جهشی خود دور میکند. بسیاری از توضیحات تطبیقی پیشنهاد شدهاند، از جمله هزینههای بیوسنتزی و پایداری بیشتر توالیهای غنی از GC در شرایط دمای بالا، اکسیدکنندگی و تابش فرابنفش. هر چه فشار خاص انتخاب باشد…“6 [منابع حذف شده است]
دقیقاً مانند مقاله هیلدبراند، این به منزله اعتراف به نادیده گرفتن است و این مشکل را که اکثر جهش ها در وهله اول برای انتخاب بسیار کوچک هستند، نادیده می گیرد. ایده «نیروهای قوی» در کار حفظ و ساخت محتوای GC کاملاً با نظریه تقریباً خنثی در تضاد است.
آیا انتخاب می تواند بر این سوگیری غلبه کند؟
این پیش بینی و حدس مبنی بر اینکه انتخاب ممکن است مسئول حفظ محتوای GC باشد با شکست مواجه می شود زیرا در کل اکثر جهش ها برای انتخاب بسیار کوچک هستند. آنها باید آن را می دانستند، با توجه به اینکه یکی از نویسندگان، دکتر آیری واکر(Dr Eyre-Walker) مقاله دیگری نیز نوشته است که در آن اظهار داشت: ”…به ویژه برای ارگانیسم های چند سلولی… بیشتر جهش ها، حتی اگر مضر باشند، اثرات بسیار کمی دارند که کسی نمی تواند اهمیت های سازشی آنها را اندازه گیری کند.“10
اما اگر بیشتر جهشها آنقدر کوچک هستند، انتخاب چگونه میتواند روی آنها اثر بگذارد؟ برای اینکه یک جهش توسط انتخاب طبیعی ”دیده“ شود، باید بر توانایی ارگانیسم در تولید مثل اثر بگذارد. به همین دلیل، حتی توسط متخصصان تکامل بی دین نیز درک می شود که جهش های بسیار کوچک در معرض انتخاب طبیعی نیستند. این منطقی است زیرا انتخاب طبیعی فقط یک اصطلاح دیگر برای «تولید مثل متفاوت» است. اگر یک جهش کوچکتر از آن باشد که به شکل قابل توجهی بر تولید مثل تأثیر بگذارد، انتخاب حتی در منشا نمی تواند بر روی آن عمل کند:
”با این حال، از نظر پویایی تکاملی، انتظار میرود جهشهایی که تأثیرات آنها بسیار کوچک است، به جای انتخاب، توسط رانش چیره شود.“11
در واقع، طبق ”نظریه خنثی“ پذیرفته شده عمومی تکامل، محدودیتی وجود دارد که در آن جهش ها برای انتخاب بسیار کوچک می شوند.12 اگر اکثر جهش ها برای ایجاد تفاوت قابل تشخیص در تولید مثل بسیار کوچک هستند، پس در نتیجه انتخاب طبیعی در واقع بر اکثر جهش ها عمل نمی کند:
”آزمایشهای جهشزایی و تجمع جهش تنها در صورتی میتوانند اطلاعات دقیقی درباره توزیع اثرات سازشی(DFE) جهشها داشته باشند که این جهشها به طور میانگین اثرات تا آن حد بزرگی داشته باشند که در سنجشهای آزمایشگاهی قابل تشخیص باشند. با این حال، به نظر میرسد که بسیاری از جهشها و شاید اکثریت آنها دارای اثراتی هستند که برای شناسایی در آزمایشگاه بسیار کوچک هستند.“10
دکتر جان سنفورد (Dr John Sanford) که ایده آنتروپی ژنتیکی را با استفاده از چیزی جز مفروضات تئوری خنثی توسعه نداد، در سالهای اخیر کارهای زیادی برای آزمایش و تایید این فرضیه انجام داده است. بسیاری از این کارها با یک برنامه شبیهسازی واقعی زیستی انجام شده است که او به توسعه آن کمک کرد: ’حسابدار مندل‘.13 این کاملاً گویا است که واقعی ترین ”شبیه ساز تکامل“ در جهان توسط خلقت گرایان ساخته شده است. برنامه مذکور برای نشان دادن غیرممکن بودن تکامل در نتیجه تجمع جهشهای مخرب در تمام سناریوهای تکاملی استفاده شده است. حسابدار مندل نشان می دهد که حتی با وجود انتخاب قوی در کار، سازگاری در طول زمان به طور مداوم کاهش می یابد. برخی سعی کرده اند علیه آن استدلال کنند، ممکن است من به طور غیر موفقیت آمیز اضافه کنم، اما پس از بیش از 10 سال، هیچ کس در جامعه بی دین جرأت نکرده است که این نتایج را با تولید شبیه سازی خودش به چالش بکشد.
علاوه بر این، در سال 2012، دکتر سانفورد و کارتر(Carter) تحقیقات مستقل بازبینی شده خود را در مورد خط سیر ویروس H1N1 (نوع انسانی) در طول زمان انجام دادند، که از شیوع آن در سال1917 تا نابودی نهایی ظاهری آن در سال 2009 به طول انجامید.14 آنها نشان دادند، همانطور که حسابدار مندل پیش بینی کرد،15 در طول زمان جهش به طور مداوم در جمعیت ویروس های آنفولانزا انباشته شد. نه تنها این بلکه مهمتر از همه، آنها همچنین نشان دادند که جهش ها ”طبق قوانین شیمی“ انباشته شدند. به عبارت دیگر، به عبارت دیگر، جهش ها در واقع توسط چیزی(مانند انتخاب) فیلتر یا هدایت نمی شدند. محتوای GC به مرور زمان کاهش یافت.
م عمای GC
این سوال بدون پاسخ می ماند: چرا مقدار GC بسیاری از ژنوم ها (و در این مورد، بخش هایی از ژنوم ها) بسیار بالاتر از چیزی است که سوگیری جهشی ایجاد می کند؟ فرآیند تکاملی که به طور فرضی زندگی را ایجاد کرده است –جهش ها-ضد GC و به سود AT متمایل است. پس از صدها میلیون سال انباشت جهش، و عمل بر این فرض که جهشها منبع اطلاعات ژنتیکی ما هستند، پیشبینی میکنیم که سطحی از حجم GC را مطابق با سوگیری جهشی کلی پیدا کنیم. اما این چیزی نیست که ما پیدا می کنیم.
نتیجه: تکامل مکانیزمی ندارد!
من سال هاست که در مورد استدلال آفرینش مطالعه می کنم (در واقع بیشتر عمرم) و وقتی این راز تکاملی را که به خوبی حفظ شده بود کشف کردم، شگفت زده شدم. اکثر مردم، از جمله کسانی که در علم زیست شناسی تحصیل کرده اند، مطلقاً هیچ تصوری از وجود این مشکل بزرگ ندارند. همانطور که در برخی از نقل قول های بالا بررسی کردم، به نظر می رسد که این نادیده گرفتن عمومی تصادفی نیست. کسانی که در این مورد میدانند، عامدانه تصمیم میگیرند که آن را بروز ندهند، تا از شرمساری در قاعده مصون اصلی تکامل اجتناب کنند. زمان آن فرا رسیده است که ما خلقت گرایان سکوت را به شکلی بزرگ بشکنیم! این واقعیت که جهش ها به دلیل قوانین شیمی در جهت خاصی سوگیری دارند به این معنی است که ما شواهد قوی داریم مبنی بر اینکه جهش ها منبع اصلی اطلاعات در دنا نیستند. این به هیچ وجه تنها مشکل تکامل داروینی نیست، اما این مشکل به فوق العاده ویرانگر است زیرا نارسایی عمیق در نظریه تکاملی در بنیادی ترین سطح را نشان می دهد. تکامل مانند فردی است که با چشمان بسته تلاش می کند تا کلیسای جامع نوتردام را با استفاده از لگوها در حالیکه هر بلوک به طور تصادفی قرار می گیرد، بسازد. هر چه بیشتر یاد بگیریم، داروینیسم به عنوان افسانه ای بدوی بیشتر آشکار می شود، در حالی که روایت کتاب مقدس مبنی بر اینکه زندگی توسط خدا نوشته شده است، درست نشان داده می شود.
مراجع و یادداشت ها
- Villee, C., Biology (4th ed), W.B. Saunders Company, Philadelphia, 1963, p. 517. بازگشت به متن.
- Curtis, H. and Barnes, S., Biology, Worth Publishers, New York, 1989. بازگشت به متن.
- Clark, M., Douglas, M., and Choi, J., Biology 2e, openstax.org/details/books/biology-2e, 28 Mar 2018. بازگشت به متن.
- Gould, S., The Structure of Evolutionary Theory, The Belknap Press of Harvard University Press, Cambridge, 2002, p. 144. بازگشت به متن.
- Kelly, K., Fully Random Mutations, edge.org/response-detail/25264, accessed 18 February 2020. بازگشت به متن.
- Couce, A. et al., Mutator genomes decay, despite sustained fitness gains, in a long-term experiment with bacteria, PNAS 114 (43) E9026–E9035, 24 October 2017. doi.org/10.1073/pnas.1705887114. بازگشت به متن.
- Hildebrand, F., Meyer, A., and Eyre-Walker, A., Evidence of Selection upon Genomic GC-Content in Bacteria, PLoS Genet 6(9): e1001107, 2010. doi: 10.1371/journal.pgen.1001107. بازگشت به متن.
- Price, P., Genetic entropy: the silent killer, Creation 41(4):48–50, 2019. بازگشت به متن.
- به ”4“ در اینجا بعد از GC توجه کنید. آنها در مورد یک مکان خاص به نام مکان های ”چهار برابر انحطاط“ صحبت می کنند، جایی که هر یک از 4 نوکلئوتید هیچ تفاوتی در اسید آمینه مشخص شده در آن کدون )توالی کد کننده( ایجاد نمی کند. آنها این کار را انجام می دهند زیرا محتوای GC در آن مکان ها به شدت با محتوای کلی GC ژنوم مرتبط است. بازگشت به متن.
- Eyre-Walker, A. and Keightley P.D., The distribution of fitness effects of new mutations, Nat. Rev. Genet. 8(8):610–8, 2007. doi.org/10.1038/nrg2146. بازگشت به متن.
- Shaw, R., Shaw, F., and Geyer, C., What Fraction of Mutations Reduces Fitness? A Reply to Keightley and Lynch, Evolution 57(3):686–689, 2003. jstor.org/stable/3094782. بازگشت به متن.
- دینیبب ار عبنم لاثم یارب. بازگشت به متن.
- Carter, R., A successful decade for Mendel’s Accountant, Journal of Creation 33(2):51–56, 2019. بازگشت به متن.
- Carter, R. and Sanford, J., A new look at an old virus: patterns of mutation accumulation in the human H1N1 influenza virus since 1918, Theor. Biol. Med. Model. 9:42, 2012; doi:10.1186/1742-4682-9-42. بازگشت به متن.
- Brewer, W., Smith, F.D., and Sanford, J.C., Information loss: potential for accelerating natural genetic attenuation of RNA viruses; in: Marks II, R.J., Behe, M.J., Dembski, W.A., Gordon, B., and Sanford, J.C. (Eds.), Biological Information—New Perspectives, World Scientific, Singapore, pp. 369–384, 2013. بازگشت به متن.
Readers’ comments
Comments are automatically closed 14 days after publication.