Explore
Also Available in:

Nasljeđivanje bioloških informacija, III dio: kontrola prijenosa informacije i promjene

napisao 
preveo Mladen Čirjak

Promatrana u svjetlu Gitt-ove višedimenzionalne teorije informacije, darvinistička evolucija se raspada. Struktura života, iako po darvinistima bez svrhe, pokazuje obilje svrhe. Postoji začuđujuća količina eksperimentalnih potvrda ideje da stanice (kao i geni) kontroliraju nasljeđivanje, a to je kontradiktorno neo-darvinizmu jer se ekstra-nuklearni sadržaj stanica tijekom reprodukcije prenose nepromijenjeni. To također predstavlja temelj kreacionističke teorije stalnosti baranima [komentar prevoditelja: baramin - od hebrejske riječi ‘stvoriti’ i ‘vrsta’ bara i min. Frank Marsh, znanstvenik na polju specijacije, predložio je ovaj termin kao naziv za ‘vrsta stvaranja’]. Koncept staze baranima ne postoji u sekularnoj biologiji, stoga ga moraju razviti kreacionosti.

The cross-species clone of a young gaur bull from a cow ovum does not represent a cross-baramin clone
Slika 1. Klon više vrsta mladog mužjaka gaura iz jajašca krave ne predstavlja klon više baramina, jer gaur (desno) i govedo (lijevo) vjerojatno potječu od istog baramina.

U prvom dijelu ovog članka (Part I), ocrtao sam nedostatnost Shannon-ove teorije informacija kako istu u biologiji koriste evolucionisti, te sam ilustrirao 5-dimenzionalnu Gitt-ovu teoriju informacije u biološkom smislu. U drugom dijelu (Part II) pomoću Gitt-ove teorije redefinirao sam ‘izazov informacije’ (odakle dolazi informacija u ‘od sluzi do tebe’ evoluciji?) kroz kreacionističko gledanje, pokazujući da postoji ogromna praznina u našem znanju o pohrani, uporabi i prijenosu informacije u biologiji. Ovdje, u trećem dijelu, razmatram eksperimentalne dokaze vezane za kontrolu informacije tijekom nasljeđivanja, te pokušavam razviti novu perspektivu u biblijskim granicama.

Na koji način se mijenja biološka informacija?

Dok se darvinisti bore kako bi pronašli odgovor na ‘izazov informacije’ koristeći jednodimenzionalan statistički pogled na informaciju, kreacionosti sada posjeduju snažan 5-dimenzionalni argument za nošenje s tim problemom. Evo dva primjera.

Antitijela i novi enzimi

Imunološki sustav čovjeka može stvoriti nova antitijela (koja su kompleksi proteina) kako bi na vrlo specifičan način odgovorilo na gotovo bilo koji stran organski materijal koji uđe u njega.1 Štoviše, mikrobi mogu proizvesti nove enzime (mijenjajući one postojeće) kako bi metabolizirali sintetičke organske molekule koje nisu postojale prije no što ih je proizveo čovjek.2 Evolucionisti su koristili oba slučaja kako bi odgovorili na ‘izazov informacije’, te tvrde da nove informacije mogu nastati nasumičnim mutacijama postojećih biokemijskih pathway-a.

No, mogu li nove informacije zaista biti stvorene nasumičnom mutacijom? Možemo odgovoriti na ovo pitanje koristeći usporedbu s jezikom ljudi.

Zamislimo da Romeo svaki dan pošalje Juliji e-mail u kojem joj kaže ‘I love you.’ No, recimo da se jednoga dana u sustavu javi slučajna greška i da e-mail kaže ‘I love Lou.’Julia počini samoubojstvo misleći da (a) ju Romeo više ne voli, i (b) on sada voli neku drugu po imenu Lou. Da li je došlo do pojave novih informacija zbog te slučajne greške? Ne. Romeo i dalje voli Juliju, a ne neku po imenu Lou, a Lou čak i ne postoji. Sve što je greška učinila jest da je degradirala integritet namjeravane informacije.

U ovom scenariju postoji promjena na statističkom nivou koja naizgled vodi ka promjeni na semantičkom nivou – ‘you’ i ‘Lou’ se naizgled odnose na različite osobe – no ovo je privid, jer ne postoji korespondirajuća promjena na nivou apobetike. To jest, nema promjene u svrsi poruke. Namjera Romea pri slanju e-maila ostala je ista. Da bi nova poruka bila istinita, namjera koju ima Romeo se morala promijeniti, što nije slučaj, tako je promjena poruke bila pogreška, a ne promjena sadržaja informacije.

Nasuprot tome, u stanici se može odigrati nešto znatno drugačije. Primjerice, jedan od koraka u degradaciji pesticida pentaklorofenola u bakterije Sphingomonas chlorophenolica uključuje enzim reduktivnu dehalogenazu koji je mogao nastati slučajnom mutacijom maleilacetoacetat izomeraze koja normalno sudjeluje u degradaciji aminokiseline tirozin.3 Čemu razlika između biologije i engleskog jezika? Jedan razlog je taj što u uobičajenoj uporabi engleski jezik općenito nije dizajniran kako bi stvarao korisne informacije slučajnim miješanjem njegovih komponenti, dok stanice posjeduju brojne sustave koji jesu dizajnirani da proizvedu korisne output-e pomoću nasumičnog miješanja komponenti. Čini li ovo novu informaciju? Ne, to nije slučaj, kao što će otkriti analiza viših nivoa sadržaja informacije.

Kao bi to učinili, relevantniji primjer u engleskom jeziku bi mogao biti semafor za prikaz rezultata u nogometu. Zamislimo da taj semafor sadrži informaciju ‘Home Side 1, Visitors 0’ (Domaći 1, Gosti 0). Kada se semafor promijeni u ‘Home Side 1, Visitors 1’, da li je došlo do promjene količine informacije? Ne, nije. Izmijenjen je sadržaj informacije, no nije došlo do dodavanja informacije jer je svrha strukture informacije na početku bila ta da bilježi izmjenjiv rezultat. Na sličan način, bakterija posjeduje informacijske strukture za proizvodnju enzima koje su sposobne mijenjati njihovu sekvencu aminokiselina. Neki će biti beskorisni, neki korisni. Prirodna selekcija može osigurati opstanak korisnih, ali nov, koristan enzim neće sadržavati više informacija od izvornog sustava jer namjera ostaje neizmijenjena – proizvesti enzime s varijabilnim sekvencama aminokiselina koje mogu pomoći u prilagođavanju novim izvorima hrane kada postoji stres zbog deficita energije.

Dakle, darvinistički su argumenti bez snage, budući da je jasno da su organizmi dizajnirani da se mijenjaju. Kada se mijenjaju, ne stvaraju ništa novo (na nivou apobetike), tek ilustriraju da se primjenjuje varijabilan dizajn, upravo onako kako je to namjeravao Stvoritelj. Apobetika kontrolira promjenu informacija, ne statistika.

Izazov za kreacioniste, s druge strane, je identificirati dvije različite vrste informacijskih struktura koje su prisutne u živih organizama. U analogiji semafora za prikaz rezultata u nogometu, strukture ‘Domaci’ i ‘Gosti’ ostaju sačuvani, dok se vrijednosti rezultata mogu mijenjati s obzirom na razvoj utakmice. Što je to što održava integritet stvorenog tipa, a koje komponente vode ka drugačijim vrstama unutar stvorenog tipa?

Strukturna informacija

Prema Knjizi postanka 1 (Genesis 1), Bog je stvorio potpuno funkcionalne odrasle organizme sposobne za reprodukciju. Dakle, stanice i njihovi dijelovi stvorene su de novo, te (mogli bi razumno zaključiti) su od toga vremena nasljeđivane, manje ili više, neizmijenjene, održavajući integritet stvorenih vrsta. Prema tome, organizmi danas u tim strukturnim dijelovima sadrže ogromnu količinu ne-kodiranih (primarno stvorenih) informacija, u usporedbi s kodiranim informacijama koje nalazimo na molekuli DNK i drugdje….

Koliko nekodiranih informacija je sadržano u strukturi stanice? Ovdje bi se mogao koristiti algoritamski pristup, te se može ilustrirati paralelnim pitanjem poput ‘Koliko informacija sadržani Empire State building?’ Računalni stručnjaci bi mogli dati odgovor na način da proračunaju veličinu računalnog programa koji bi bio potreban da se specificira sastav i proizvedu sve komponente, upravlja gradnjom, instaliraju sve usluge, pokrenu i vode sve firme koje koriste zgradu, te vode financijski poslovi i poslovi održavanja koji omogućuju rad zgrade. Ukratko, arhitekturom složen entitet (stanica je zapravo više nalik gradu nego zgradi, no još složenija jer je u stanju reproducirati se) nosi enormnu količinu strukturne informacije. Još smo u istoj poziciji kao i Chaitin (vidi 1. dio) kada je 1974. godine rekao da bi ‘program bio prevelik’.

Dakle, kada postavljamo pitanja o biološkoj informaciji, naivno je gledati samo genetsku komponentu informacije. Tri milijarde baznih parova kodirane informacije u genomu ljudi možda je majušno u usporedbi s enormnim količinama nekodiranih strukturnih informacija ugrađenih u organizam prilikom stvaranja.

Prijenos informacije

Sada smo u poziciji kada možemo specificirati na koji način se informacija prenosi u biblijskom modelu biologije. Kokoš je bila prije jajeta. Bog je na početku stvorio funkcionalne odrasle organizme, pa biologija započinje s inicijalnim depozitom nekodirane strukturne informacije u odraslim baraminima. U teoriji bi mogli kvantificirati tu informaciju koristeći algoritamski pristup, no za naše praktične potrebe dovoljno je reći enormno i ne kodirano. U kromosomima se nalazi kodirana informacija, s dodatnim malim količinama u mitohondrijima i nekim drugim organelama. Usvojimo li Barbieri-ev model (vidi 2. dio), tada dodatni kodovi također postoje unutar raznih memorija koje su temelj razvoj, no za sada bi ih možda trebali ignorirati, jer nismo u mogućnosti nositi se s onim što ne znamo.

Ako sada postavimo pitanje ‘Na koji način se informacija prenosi?’ odgovor mora biti sačinjen od dva dijela. Informacija na nivou baramina mora se prenijeti neizmijenjena, a informacija na nivou vrste mora biti podložna promjeni. Budući da je svrha kodiranja pružiti fleksibilan sustav informacije koji je sposoban mijenjati se, čini se prilično jednostavnim predložiti da je kodirana informacija unutar stanica mjesto promjena na nivou vrsta. Sa druge strane, stanična arhitektura se prenosi nepromijenjena, te je prema tome vjerojatan izvor staze baramina, iako postoje brojni dokazi da su i dijelovi DNK također veoma očuvani.

Na koji način se ova informacija može mijenjati? Kodirana informacija se može mijenjati mutacijom ili rekombinacijom pomoću enzima. U ovom kontekstu pod mutacijom podrazumijevam nasumičnu promjenu uzrokovanu greškom kopiranja ili nekim fizičkim oštećenjem DNK uzrokovanim zračenjem ili kemijskim napadom. Pod rekombinacijom mislim na crossing-over, umetanje, brisanje, transpozicije, skakanje gena i bilo koje druge procese u kojima posreduju enzimi. Budući da u rekombiniranju posreduju enzimi , to logično implicira da je Bog kreirao rekombinaciju kao primaran način stvaranja varijacija unutar baramina. Budući da su mutacije slučajne i prema tome općenito najčešće štetne, logično je zaključiti da je Bog stvorio sustave za ispravljanje grešaka kako bi eliminirao mutacije.

Može li se mijenjati strukturna informacija? Iako inicijalni depozit arhitekture stanice dolazi in toto od majke, njegov daljnji rast (replikacija organela, nastavci prema mikro-strukturama, sinteza i uništavanje metabolita) vjerojatno uključuje transkripcije DNK, te je prema tome podložan varijacijama. Međutim, kao što pokazuje primjer peroksisoma naveden u prvom dijelu, čini se da postoje strukturne komponente unutar stanice koje se ne brišu kada dođe do brisanja komplementarnih geni. Ovo je možda područje za daljnja istraživanja.

Sustavi za ispravljanje grešaka

Postojanje sustava za ispravljanje grešaka u stanicama snažan je argument za postojanost, jer će stvari ostati iste u slučaju nasumične promjene. Međutim, postoji funkcionalno ograničenje ovoj tvrdnji. Ispravljanje grešaka je također potrebno kako bi stanica postojano funkcionirala. Kao što zna svatko tko redovito radi sa strojevima (npr. automobilima, računalima) greške uzrokuju kaos, a u stanicama uzrokuju smrt. Koliko je sustava za ispravljanje grešaka usmjereno na funkcije, a koliko na održavanje integriteta baramina? Ili su možda ta dva cilja zapravo jedan – jesu li baramini funkcionalni vrhovi u inače ‘ravnici’ ne-funkcionalnosti?

Sustavi ispravljanja i/ili mehanizmi izbjegavanja grešaka operiraju na mnogim nivoima, a njihova sveprisutnost i korisnost izgleda da proturječi neo-darvinističkim tvrdnjama da su mutacijske greške pokretačka sila evolucije, te su zbog toga ključne za shemu života. Na temeljnom nivou, postoji redundancija u razmještaju kodona koja osigurava 64 kodona za predstavljanje svega 20 aminokiselina. To dozvoljava da više od jednog kodona predstavlja jednu aminokiselinu, pa jedna mutacija ima manju vjerojatnost eliminiranja ili izmjene neke aminokiseline unutar dotičnog proteina. Mutacija će možda jednostavno promijeniti kodon u drugi koji označuje istu aminokiselinu.

Spolna reprodukcija je drugi nivo obrane od promjena uzrokovanih mutacijama. Odrasli organizmi koji je razmnožavaju spolnim putem posjeduju ‘diploidno’ stanje kromosoma. Svaki čovjek, primjerice, posjeduje 46 kromosoma koji su sačinjeni od 23 para, jedna kopija od 23 od svakog roditelja. U slučaju da postoje defekti u kopiji nekog od roditelja, tada ispravna kopija drugog roditelja može ispraviti defekt kako bi se stvorilo zdravo dijete. Ovaj mehanizam predstavlja izazov neo-darvinistima, budući da bi bez njega i uz dovoljno vremena, aseksualni organizmi trebali izumrijeti zbog mutacijskog preopterećenja (zvanog Muller-ov zapinjač). Danas pak postoje mnogi organizmi koji se razmnožavaju spolno. No čak i ako su obje kopije neispravne, izgleda da u nekim slučajevima postoji funkcija ‘povrat na pohranjeno’ koja ne koristi DNK kao predložak.4 Zaostali genetski otisak negdje u stanici mogao bi pružiti predložak, te ako je to tako, to dodatno podržava hipotezu stanične kontrole.

Slijedeći nivo zaštite dolazi u vidu rutina za ispravljanje grešaka unutar procesa kopiranja kromosoma. Kod ljudi, taj sustav je toliko učinkovit da se približno događa svega jedna greška na približno 40,000,000 kopija nukleotida.5 Potom imamo sustave za popravak DNK koji provjeravaju integritet DNK, te ispravljaju greške. Stanicama čiji DNK nije popravljen dioba nije dozvoljena, pa je to još jedan nivo zaštite. Ako je mutacija dovoljno ozbiljna, stanica uništi samu sebe apoptozom,6 pružajući na taj način još jedan nivo zaštite. Još jedan nivo zaštite dolazi u obliku redundancije unutar samih kromosoma. Veliki dijelovi kromosoma sačinjeni su od popravljenih segmenata tako da su mutacije u tim dijelovima vjerojatno beznačajne budući da postoje višestruke kopije originala.

Stanica također posvećuje posebnu pažnju određenim dijelovima kromosoma za koje se zna da su visoko očuvani. Nasuprot tome, ostali su dijelovi kromosoma izgleda mutacijska žarišta. To jest, tijekom diobe stanice, mutacije su daleko manje vjerojatne unutar visoko očuvanim dijelovima, te puno vjerojatnije u žarištima. Prema tome, stanica je izgleda u stanju, do neke granice, kontrolirati obrazac mutacija.

Uvid kroz eksperimente kloniranja

Neki zanimljivi uvidi u kontrolu informacija tijekom nasljeđivanja dolaze nam posljednjih godina kroz kloniranje i stvaranje himera. Klon je stvoren kada se nukleus (tj. samo genom) jedne individue prenese u jajašce druge individue (iz koje je uklonjen nukleus) sa svrhom stvaranja genetski identične individue onoj prvoj.7 Himera se stvara umetanjem jedne ili više čitavih stanica (matična stanica) jednog organizma u embrio drugog organizma kako bi se stvorila odrasla jedinka koja nosi stanice i tkiva obaju vrsta.

Drosophila melanogaster
Slika 2. Chlamydomonas rheinhardtii, jednostanična alga često korištena u istraživanjima. Photo by Yuuji Tsukii, Protist Information Server, <protist.i.hosei.ac.jp>

Ovca Dolly bila je prvi reproduktivno vijabilan sisavac koji je kloniran.8 Biološka majka Dolly bila je Scottish blackface ovca. Jezgra je uzeta iz jedne od jajnih stanica, zatim je jezgra iz stanice tijela (tj. ne gamete, već diferencirane odrasle stanice, u ovom slučaju vimena) Finn Dorsett (white faced) ovce umetnuta u jajnu stanicu, te implantirana u maternicu treće blackface ovce. Embrij je rastao normalno, te je rođena white-faced Dolly. Pošto je odrasla, parena je i dobila svoju janjad demonstrirajući da je reproduktivno normalna (iako je ostarjela i uginula prerano).

Nasljeđivanje na nivou podvrsta (blackface/whiteface) prema tome bilo je određeno jezgrom. No, budući da su oba roditelja pripadala istoj vrsti (ovca, Ovis aries) ovo nam ne govori ništa načinu na koji se održava integritet stvorenih vrsta.

Da li je moguće proizvesti klonove između dvije vrste? 8.1. 2001, domaća krava otelila je gaur bika (Bos gaurus).9 Gaur je ugrožen azijski vol, a jezgra stanice kože usađena je u jajašce krave kako bi se dobio mladi bik. Međutim, gotovo je sigurno da gaur pripada istoj stvorenoj vrsti kao i domaće govedo, pa iako se ovdje radi o klonu između dvije vrste, ne radi se o klonu između dva baramina.

Stvarani su klonovi između dva baramina ‘manjeg’ tipa kod kojih su neki gen ili fragment DNK inkorporirani koristeći recombinant technology. Primjerice, jedna kanadska kompanija stvorila je umjetnu svilu pauka u mlijeku transgeničnih koza.10 U ovom slučaju, stanica zadržava integritet baramina (koze su normalne koze, a mlijeko je normalno mlijeko, ali s dodatnim proteinima u njemu), no naravno, umetnuta genetska komponenta je samo dio, a ne cijeli genom. Pravi test nasljeđivanja zahtijeva potpun klon između dva baramina.

Izvještaj koji je do sada najbliži tome je eksperiment između dva roda, šarana (Cyprinus carpio) i zlatne ribice (Carassius auratus).11 Sedam potomaka (od 501 pokušaja) bili su izgledom i većinom fizičkih osobina identični vrsti donoru jezgre (šaranu), ali je broj kralježaka bio u rasponu vrste primatelja (zlatne ribice). Autori su nagađali da ‘segmentation clock’ rano tijekom razvoja embrija upravlja segmentacijom tijela, te da ga kontrolira citoplazma jajašca. To sugerira da osnovni nacrt tijela kontrolira stanica, a da detalje vanjske morfologije kontrolira jezgra. Ovo je u skladu s hipotezom da integritet baramina održava stanica, te da se varijacije na nivou vrsta stvaraju unutar jezgre.

O reprogramiranju jezgre

Eksperimenti kloniranja ilustriraju izvanrednu sposobnost jezgre da bude ‘reprogramirana’ kada se prenese iz odrasle stanice u jajašce. Tijekom normalnog razvoja, zigota se dijeli u milijarde stanica odraslog miša (primjerice), a svaka od tih stanica se diferencira i poprima vrlo specifične karakteristike (tj. oko, korijen dlake, epidermis, itd). Mehanizmi za ispravljanje grešaka u svakoj od tih stanica održavaju to diferencirano stanje tijekom cijelog života organizma. To jest, mehanizmi za popravljanje grešaka i zamjenu uvijek popravljaju stanicu kože kao stanicu kože, a ne kao kost nožnog prsta ili stanicu unutarnjeg uha. Međutim, kada se jezgra bilo koje od tih stanica ukloni i umetne u jajnu stanicu miša iz koje je prethodno uklonjena jezgra, umetnuta jezgra biva ‘reprogramirana’, a jajašce se ponaša poput oplođene zigote, te se nastavlja diferencirati (ponovno) u potpuno novog miša. Što upravlja ovim reprogramiranjem – stanica ili jezgra? To mora da je stanica, jer je jedino stanica (u ovom slučaju jajašce), a ne jezgra, u reproduktivnom modu.

Što se tiče himera, osnovni principi se mogu najbolje ilustrirati različitim sojevima miševa,12 jer kod himera nesrodnih vrsta neke od kombinacija potencijalnih potomaka nisu vijabilne. Kada se 8-stanični embrij soja A kombinira s 8-staničnim embrijem soja B (ili samo sa stanicama iz embrija soja B), te se implantira u majku soja A, nastaje potomak soja A, no takav da su neki njegovi organi i tkiva sačinjeni u potpunosti od stanica soja B. Ako se na kemijski način embrij soja A potakne da podupla svoj broj kromosoma (pretvarajući tako normalan diploid u tetraploid), te se potom u njega umetnu stanice soja B, stvara se potomstvo isključivo B soja. To se događa jer se stanice tetraploid-a soja A nisu u stanju normalno razvijati pa stanice soja B ‘sjedaju na mjesto vozača’.

Himere nam o nasljeđivanju govore barem dvije važne stvari. Prvo, budući da su stvorene himere svinja/čovjek i miš/čovjek, to znači da se cijele stanice jednog baramina mogu ‘reprogramirati’ kako bi sretno funkcionirale unutar tijela drugog baramina.13 Drugo, stanica na ‘mjestu vozača’ (unutarnja stanična masa preimplantacijskog embrija) određuje baramin potomka. Bilo koja linija stanica (barem u teoriji) može preuzeti uzde razvoja. Distinkcija između baramina održava se u tijelu himere, a oni ipak mogu harmonično funkcionirati zajedno.

Pruža li ovo nevjerojatno otkriće dokaz o Velikom Dizajneru koji je u stanju bešavno spojiti različite operativne sustave? Izazov je dobro ilustriran poviješću osobnih računala. U početku, na tržištu je bilo mnoštvo proizvođača, ali različiti strojevi nisu mogli međusobno ‘razgovarati’. Samo su dva sustava preživjela (PC i Mac) i oni su postepeno naučili međusobno ‘razgovarati’. Stvoriti vijabilnu stanicu je jedno, ali učiniti da različite vrste stanica funkcioniraju zajedno je daleko veće postignuće.

Obrasci u embriologiji

Embriogeneza pruža nam nepobitne dokaze o kontroli reprodukcije od strane majke. Kod većine životinja (osim sisavaca) sve što se dešava u zigoti do stupnja 128-stanica (blastula) je pod kontrolom citoplazme majčine stanice. Do transkripcije DNK iz jezgre zigote ne dolazi sve do trenutka tranzicije srednje blastule (MBT). Sve rane diobe stanica (zvanih ‘cijepanje’) odvijaju se u postojećoj masi citoplazme koja je isporučena s jajašcem majke – ne stvara se nova citoplazma. Jedini procesi koji se odvijaju su mitoza i replikacija DNK, a za to potrebni resursi dolaze od RNK pohranjene u citoplazmi majke. Zaista, jezgre zigote mogu se čak i ukloniti, a jajašce će ipak proizvesti blastulu.14 Tek nakon MBT započinje transkripcija iz nukleusa zigote, te nov organizam počinje stvarati svoju RNK, a ostatak RNK majke se uništava i uklanja.

Kod insekata, gdje postoji previše žumanjka da bi se omogućila dioba stanice, dolazi do ‘superficial cijepanja’, te se dijeli samo nukleus. Kada se stvori nekih 500 jezgara kćeri, one migriraju u obod žumanjka, oviju se membranom i tek tada geni homeotičke kontrole postaju aktivni, te počinju koordinirati aktivnosti drugih gena u razvoju embrija.

Ovo jasno pokazuje da DNK zigote ulazi u igru tek nakon što je stanica za to pripremila nacrt. Ovaj slijed događaja izgleda potvrđuje klon šarana i zlatne ribice,9 gdje je rani razvoj (broj kralježaka) bio određen citoplazmom, a kasniji razvoj (vanjska morfologija) jezgrom.

U sisavaca, transkripcija DNK zigote započinje nakon prvog ili drugog cijepanja kako bi se osigurali proteini potrebni za cleavage proces. Dok kod drugih životinja cijepanje započinje nakon svega nekoliko minuta nakon oplodnje, u sisavaca ono ne započinje do 12 – 24 sata nakon toga. Stanica je i dalje u kontroli tijekom ovog razdoblja jer organizira početak i rani tijek procesa cijepanja, te potom kooptira DNK zigote radi osiguravanja konstrukcijskog materijala za nastavak procesa cijepanja. Kao i kod drugih životinja, stvarna transkripcija – stvaranje genetski novog potomstva – ne započinje do nakon MBT. Prema Gao et al.,

‘Rani razvoj u embrija sisavaca u potpunosti je podržavan pomoću faktora [citoplazme jajne stanice] prije no započne transkripcija genoma embrija, a genetske varijacije unutar kompozicije [jajne stanice] mogu imati snažan utjecaj na rani razvoj.’15

Prema tome, temelj razvoja embrija je u potpunosti postavljen od strane stanice majke, prije nego počne implementirati informacije sadržane unutar nukleusa zigote.

U jednostanične alge Chlamydomonas, razvoj je veoma kratak – zigota se jednostavno razdijeli u četiri vegetativne nove jedinke. No dva najvažnija procesa nakon oplodnje ostaju pod kontrolom citoplazme, a ne jezgre. Prvo, svaka gameta nosi dva seta DNK – DNK jezgre i DNK kloroplasta. DNK jezgre obaju spolova (zapravo, sojeva zvanih plus i minus) srastaju kako bi se stvorila jezgra zigote, no samo se plus kloroplast prenosi na zigotu – minus kloroplast biva probavljen i uništen. Potonje se postiže pomoću nukleaze, enzima prisutnog samo unutar citoplazme plus gamete koji se prenosi na zigotu, te potom selektivno unosi u minus kloroplast. Drugo, postoje genu unutar DNK jezgre koji se aktiviraju samo kada se formira zigota. Ova aktivacija postiže se homeodomenskim proteinom16 koji je već prisutan u citoplazmi plus soja, koji se povezuje s još neidentificiranim proteinom kojeg osigurava minus gameta. Nov kompleks tada aktivira transkripciju specifičnih gena zigote.17

Chlamydomonas rheinhardtii
Slika 3. Drosophila melanogaster, voćna mušica koja je pružila temeljan uvid u genetiku. Korišteno uz dopuštenje J.A.T. Dow <fly.to/tubules>. Photo by Dow/Davies Laboratories, Glasgow.

Kod biljke cvjetnice, Arabidopsis , ‘embriogeneza generira samo manje kompleksnu središnju strukturu, sadnicu, dok je cjelokupna morfologija odrasle biljke generirana aktivnostima apikalnog meristema.’18 Apikalni meristem je skup stanica koje se aktivno dijele unutar vrha koji raste, koja se javlja i počinje funkcionirati jedino kada je sjemenka na mjestu. Sadnica se razvija potpuno pod kontrolom faktora stanice majke.

Model nasljeđivanja temeljen na podatcima o specijaciji

Biblijska povijest biologije je ta da je Bog stvorio široku lepezu izvornih vrsta. Potom je tijekom općeg potopa u vrijeme Noe došlo do izumiranja globalnih razmjera, a novi svijet nakon potopa ponovno je napučen preživjelim podskupom izvornih vrsta. Te preživjele vrste raširile su se obiljem post-potopne specijacije koja je rezultirala ogromnom raznolikosti vrsta koje opažamo danas.

Ako na trenutak zanemarimo veoma zanimljivo pitanje kako se to moglo odigrati, te se jednostavno usredotočimo na broj vrsta koje su tako nastale, možemo steći uvid u prirodu problema nasljeđivanja informacija. Primjerice, ljudi su prošli kroz tu katastrofičnu povijest baš kao i svaka druga stvorena vrsta, a ipak postoji jako malen broj imenovanih vrsta ljudi, a sve one vjerojatno pripadaju samo jednoj biološkoj vrsti.19 Nasuprot tome, smatra se da je većina biljaka cvjetnica prošla specijaciju nakon potopa, a među njima opažamo brojeve koji se kreću u rasponima 30,000 vrsta orhideja, 20,000 vrsta tratinčica i 10,000 vrsta trava. Kukci su super-zvijezde životinjskog carstva, sa više od 350,000 imenovanih vrsta koje potječu od vjerojatno oko 150 stvorenih vrsta (uzeto kao broj rodova).

S apobetskog stajališta, možda je Božja namjera bila stvoriti čovjeka koji je nalik Njemu i da zadrži tu sličnost kroz cijelu povijest čovjeka. Nasuprot tome, očito je Božji plan za vegetaciju (npr., travu) bio taj da ona prekrije Zemlju, a za kukce da se njome hrane. Velik broj vrsta trava i kukaca bi prema tome bio potreban da se popune bezbrojne ekološka utočišta koje Zemlja pruža.

Ovaj model čini predviđanja koje je moguće ispitati. Očekivali bi da nasljeđivanjem kod ljudi dominiraju strukturne i konzervativne komponente, te da nasljeđivanje u trava i kukaca ima veći naglasak na varijabilne komponente. Možda se postojanje više gena u genomu riže nego u genomu ljudi uklapa u tu sliku, iako bi daljnja istraživanja mogla pokazati ono što smo otkrili u drugim slučajevima, da jednostavna statistika navodi na krivi trag. Primjera radi, budući da je riža autotrof, te mora stvoriti sustav fotosinteze i njime upravljati, bili bi joj za to potrebni dodatni geni. Također bi mogle postojati i razlike u nivoima alternativnog izrezivanja (alternative splicing).

Kako je došlo do specijacije?

Bilo koja torija nasljeđivanja mora objašnjavati specijaciju, a biblijski svjetonazor zahtijeva enorman broj specijacija koje su se odigrale nakon općeg potopa iz doba Noe. Kako je ovo moguće s obzirom da su moderne vrste poprilično stabilne, te da je staza norma među fosilnim ostatcima?20

Divlje populacije danas su možda morfološki stabilne, ali također mogu biti genetski prilično različite.21 Klasična istraživanja provedena na voćnoj mušici Drosophila melanogaster pokazuju da do specijacije može unutar samo jedne generacije.22 Uzeta je kultura divljih mušica iz voćnjaka, kukuljice su stavljene u labirint. Novo-izlegle mušice morale su u labirintu nalaziti hranu. Mušice su bile suočene s tri izbora kojim putem se kretati kroz labirint i to redom: svjetlo i tamno, gore ili dolje, te miris acetaldehida ili etanola. Mušice su dodatno okarakterizirane dobom dana kada su izašle iz kukuljice. Dva soja koja su pokazivala suprotno ponašanje odabrana su, te im je omogućeno parenje unutar labirinta. Jedan se soj izašao rano, letio prema gore te su ga privlačile tama i acetaldehid. Drugi se izašao kasno, letio prema dolje, te su ga privlačili svjetlo i etanol. Nakon 25 generacija kontinuiranog zajedničkog života, eksperimenti parenja su pokazali da su te dvije populacije ostale reproduktivno izolirane i bihevioralno distinktivne.

Ovdje djeluju dvije sile, vanjske - okoliš (labirint), te unutarnje - metabolizam (rano / kasno pojavljivanje) i ponašanje (preferirane kombinacije). Najbolje preživljavaju organizmi koji pronađu ravnotežu između ovih unutarnjih i vanjskih faktora. No, malo je karakteristika organizama koje određuje jedan gen. Jedan gen često utječe na nekoliko ili veći broj sustava, a određene karakteristike često određuje više gena. Genetski inženjeri iz tog razloga počinju razmišljati u smislu genskih ‘modula’, te se otvara potpuno novo područje ‘modularna genetika’kako bi se pokušalo izaći na kraj s time.23 Kada promjena u okolini rezultira selektivnim stresom na populaciju, genetske promjene koje nastaju nekim će organizmima ponekad će biti štetne, ali ne i, ili u manjoj mjeri, drugim organizmima. Oni koji su u stanju balansirati unutarnje faktore s vanjskim faktorima su oni koji imaju veće izglede za preživljavanje i reprodukciju.

Promjene unutarnjih faktora također su popraćene morfološkim promjenama (ovisno o tome koji ‘moduli’ su u pitanju) koje bi navele taksonome da ih nazovu različitim vrstama. Prema tome, možemo gledati na vrstu kao populaciju organizama koji se mogu međusobno pariti i koji su postigli ravnotežu između svog okoliša i svoje unutarnje konstitucije. Ponekad ta ravnoteža može biti usko definirana, te će individue biti slične i lako identificirane, a ponekad ravnoteža može biti široka, te će se jedinke međusobno više razlikovati i bit će ih teže identificirati.

Nakon potopa, kao što naglašava Woodmorappe,24 postojalo je mnogo neispunjenih ekoloških utočišta, klima se rapidno mijenjala (u ledeno doba i opet postajala toplija), bilo je mnogo prilika među prvim populacijama za učinke utemeljitelja (founder effects), zemljopisnu izolaciju, te stvaranje uskih grla u populacijama, što bi sveukupno stvorilo veoma plodno tlo za rapidnu specijaciju. Možda je Stvoritelj također osigurao bogatu pričuvu genetskih modula za odabir, te dodatna objašnjenja nisu potrebna.

U susret biblijskom semantičkom modelu nasljeđivanja

Dopustite mi da sažmem. Prvo, naivan Mendel-ov model nasljeđivanja s jednim faktorom (samo geni) nije u skladu s biblijskim pogledom na biologiju – Stvaranje (nasuprot darvinovske biologije) zahtijeva model koji sadrži dva faktora. Na jednom nivou, organizmi su dizajnirani da se razmnožavaju ‘prema svojim vrstama’, no, na drugom nivou dizajnirani su da mijenjaju i adaptiraju mnoštvu različitih ekoloških utočišta i okolišu koji se mijenja. Najočitiji eksperimentalni korelati s ovim sustavom na dvije razine su stanica i kromosomi. Stanice, s majke na kćer, prenose svoju arhitekturu i sadržaj neizmijenjene, ali kromosomi između majke i kćeri mogu varirati. Međutim, stanice i njihovi kromosomi ne djeluju neovisno, a mnogi dijelovi kromosoma su visoko očuvani. Postojanje mehanizama za ispravljanje i sprečavanje grešaka također upućuje na stazu kromosoma. Možda stanica i kromosomi zajedno kontroliraju stazu. Zaista, toliki dio strukture života je posvećen očuvanju informacije da slučajnim varijacijama ostaje jako malo prostora.

Staza baramina je koncept koji je sekularnoj biologiji stran, pa kreacionosti moraju razviti jasno shvaćanje tog pojma. Dokazi su dostupni onima koji ih žele vidjeti. Primjerice, Stephen Jay Gould je na kraju svoje sjajne karijere u paleontologiji rekao,

‘…središnja činjenica fosilnih ostataka [je]… geološki isprekidano porijeklo i stazu većine vrsta koja slijedi nakon toga. … posljednji primjerci vrsta obično izgledaju poput prvih predstavnika. … Paleontolozi su oduvijek prepoznavali dugoročnu stabilnost većine vrsta.’25

Također, prepoznato je da mehanizam nasljeđivanja u osnovi nije objašnjiv darvinističkim terminima kada je Richard Dawkins napisao,

‘Teorija slijepog urara je izrazito snažna pod uvjetom da nam se dozvoli pretpostaviti replikaciju i prema tome kumulativnu selekciju’26 [moje naglašavanje].

Dawkins-ova teorija nije ni započela djelovanje sve dok kompleksna mašinerija reprodukcije i nasljeđivanja već nije postojala. Dakle, veliki branitelji evolucije nam govore doslovno sve što moramo znati kako bi formulirali biblijski model staze baramina!

Drugo, informacija je entitet s 5 dimenzija koji nije moguće objasniti materijom, energijom niti silama koje na njih utječu. ‘Izazov informacije’ je dakle izazov kreacionistima kao i evolucionistima. No, budući da informacija proizlazi iz informacije i u krajnjem slučaju iz inteligentnog izvora, a inteligentan Stvoritelj objašnjava njene dimenzije semantike, sintakse, pragmatike i apobetike, kreacionisti su u poziciji vodstva kako bi načinili napredak na ovom polju.

Treće, Barbieri-ev semantički model (vidi II dio) izgleda da pruža način napredovanja prema implementaciji Gitt-ove 5-dimenzionalne teorije informacije. Ovaj model identificira stanice kao primarne epigenetske, a ne genetske sustave – to jest, stabilno nasljeđivanje primarno nije kontrolirano genima već staničnim i kromosomskim sustavima koji kontroliraju gene. Štoviše, on predviđa postojanje nekoliko drugih staničnih memorija osim gena, svaku sa svojim kodnim sustavom odvojenim od genetskog koda. Njih tek treba eksperimentalno dokazati, no oni bi trebali pružiti snažan test validnosti modela. Neki bi, primjerice, mogli biti smješteni unutar 97% genoma čovjeka koji ne kodira proteine.

Četvrto, budući da su organizmi dizajnirani da se mijenjaju na nivou vrste, pokušaji darvinista da podupru svoju teoriju strukturnim argumentima su irelevantni. Kada se potomstvo organizama mijenja pomoću ugrađenih mehanizama variranja (uz prirodnu selekciju) ne dolazi do povećanja količine informacije u smislu svrhe. Organizmi jednostavno čine ono za što su dizajnirani – preživjeti unatoč okolini koja se mijenja. Apobetika, ne statistika, kontrolira promjenu informacije.

Zaključak

Staza baramina je koncept koji je sekularnoj biologiji ne postoji, pa kreacionosti moraju razviti odgovor na pitanje što je to što održava integritet baramina i što je to što omogućuje varijacije. Postoji iznenađujuća količina eksperimentalnih dokaza za ideju da stanice, a ne geni, kontroliraju nasljeđivanje. Ovo pruža očit temelj staze jer se ekstranuklearna struktura stanice i sadržaj prenose neizmijenjeni sa stanice majke na stanicu kćer. Nadalje, visoki stupanj očuvanja informacije u kromosomima također upućuje na dodatne mehanizme staze baramina. Staza baramina se dobro uklapa u Gitt-ovu teoriju informacije, te one zajedno pružaju snažan argument protiv darvinizma, te afirmaciju biblijskog stvaranja.

Zahvale

Urednik i nekoliko anonimnih osoba značajno su pridonijeli sadržaju i strukturi ovog članka (u sva tri dijela), zbog čega sam im veoma zahvalan.

Preporučene bilješke

  1. Truman, R., The unsuitability of B-cell maturation as an analogy for neo-Darwinian theory, 2002; <www.trueorigin.org/b_cell_maturation.asp>, 7 October 2004. Natrag na tekst.
  2. Batten, D., The adaptation of bacteria to feeding on nylon waste, Journal of Creation (formerly TJ) 17(3):3–5, 2003. Natrag na tekst.
  3. Copley, S.D., Evolution of a metabolic pathway for degradation of a toxic xenobiotic: the patchwork approach, Trends in Biochemical Sciences 25(6):261–265, 2000. Natrag na tekst.
  4. DeWitt, D.A., Startling plant discovery presents problems for evolution, <www.answersingenesis.org/docs2005/0406mutation_fixing.asp>, 3 June 2005. Natrag na tekst.
  5. Nachman, M.W. and Crowell, S.L., Estimate of the mutation rate per nucleotide in humans, Genetics 156:297–304, 2000, <www.genetics.org/cgi/content/full/156/1/297>, 3 June 2005.  Natrag na tekst.
  6. Bell, P., Apoptosis: cell ‘death’ reveals creation, Journal of Creation(formerly TJ) 16(1):90–102, 2002; Bell, P., The non-evolution of apoptosis, Journal of Creation (formerly TJ) 18(1):86–96, 2004. Natrag na tekst.
  7. Riječ ‘klon’ također se koristi za organizam koji nosi egzaktnu kopiju gena ili DNK fragment koji je na umjetan način prenesen na njega od drugog organizma. Natrag na tekst.
  8. Jednostavan opis procesa je on-line na: <science.howstuffworks.com/cloning3.htm>, 3 June 2005. Natrag na tekst.
  9. <news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/1113719.stm>, 3 June 2005. Natrag na tekst.
  10. <news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/1760059.stm>, 3 June 2005. Natrag na tekst.
  11. Yong-Hua Sun, et al., Cytoplasmic impact on cross-genus cloned fish derived from transgenic common carp (Cyprinus carpio) nuclei and goldfish (Carassius auratus) enucleated eggs, Biology of Reproduction 72:510–515, 2005. Published online 6 October 2004.  Natrag na tekst.
  12. Tam, P.P.L. and Rossant, J., Mouse embryonic chimeras: tools for studying mammalian development, Development 130:6155–6163, 2003. Natrag na tekst.
  13. Miješnje stanica u embriju se događa prije razvoja imuniteta, to je razlog što stanice stranog baramina nisu odbačene. Natrag na tekst.
  14. Rancourt, D., Maternal Control of Early Development, Dynamic Development, University of Calgary, <www.ucalgary.ca/UofC/eduweb/virtualembryo/maternal_control.html>, 3 June 2005. Natrag na tekst.
  15. Shaorong Gao et al., Recapitulation of the ovum mutant (Om) phenotype and loss of Om locus polarity in cloned mouse embryos, Biology of Reproduction 72:487–491, 2005. Natrag na tekst.
  16. Protein kojeg proizvodi homeobox gen koji regulira razvoj tjelesnog plana. Natrag na tekst.
  17. Pan, J., Misamore, M.J., Wang, Q. and Snell, W.J., Protein transport and signal transduction during fertilization in Chlamydomonas, Traffic (The International Journal of Intracellular Transport) 4(7):452–459, 2003; <www.blackwellpublishing.com/abstract.asp?aid=3&iid=7&ref=1398-9219&vid=4>, 3 June 2005. Natrag na tekst.
  18. Berleth, T. and Chatfield, S., Embryogenesis: pattern formation from a single cell; in: The Arabidopsis Book, American Society of Plant Biologists, Rockville, MD, 2002. <www.botany.utoronto.ca/ResearchLabs/BerlethLab/publications/berleth&Chatfield.02.pdf>, 3 June 2005. Natrag na tekst.
  19. Svi živući ljudi pripadaju jednoj vrsti Homo sapiens. Druge fosilne ‘vrste’ unutar roda Homo su navedene, no ne postoje čvrsti dokazi koji opovrgavaju biblijski pogled da svi potječemo od Adama i Eve. See <www.answersingenesis.org/creation/v17/i4/bones.asp>, 3 June 2005. Natrag na tekst.
  20. Gould, S.J., The Structure of Evolutionary Theory, Belknap Press, Harvard University, MA, pp. 874–875, 2002. Gould asserts ‘stasis [is] a property actively maintained by species’ (emphasis in original). Natrag na tekst.
  21. An extreme case is found in Australian rock wallabies: Jerlström, P., Jumping wallaby genes and post-flood speciation, Journal of Creation (formerly TJ) 14(1):9–10, 2000. Natrag na tekst.
  22. Rice, W. R., Disruptive selection on habitat preference and the evolution of reproductive isolation: an exploratory experiment, Evolution 39:645–646, 1985; Rice, W.R. and Salt, G.W., Speciation via disruptive selection on habitat preference: experimental evidence, The American Naturalist 131:911–917, 1988; Rice, W.R. and Salt, G.W., The evolution of reproductive isolation as a correlated character under sympatric conditions: experimental evidence, Evolution 44:1140–1152, 1990. Natrag na tekst.
  23. Segal, E. and Kim, S.K., The modular era of functional genomics, Genome Biology 4:317, 2003, <genomebiology.com/2003/4/5/317>, 6 June 2005. Natrag na tekst.
  24. Woodmorappe, J., Noah’s Ark: A Feasibility Study, Institute for Creation Research, Santee, CA, Part IV, 1996. Natrag na tekst.
  25. Gould, ref. 20, p. 749, 2002. Natrag na tekst.
  26. Dawkins, R., The Blind Watchmaker, Penguin Books, London, p. 140, 1986. Natrag na tekst.

Srodni članci

Dodatno štivo