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Was würde in der Genetik als „neue Information“ zählen?

von und
übersetzt von Markus Blietz

Veröffentlicht am 26. November 2019
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123rf.com

Als biblische Kreationisten weisen wir oft gerne darauf hin, dass „Information“ ein bekanntermaßen schwer definierbarer Begriff ist. Mehrere Autoren haben versucht, sich damit auseinanderzusetzen. Bereits 1993 schrieb Walter ReMine ein Buch mit dem Titel „The Biotic Message“, das erklärte, welche Art von Informationen wir erwarten würden, wenn ein Designer Leben geschaffen hätte. Seitdem hat Werner Gitt uns die wissenschaftlichen Gesetze der Information gegeben, und Royal Truman hat ausführlich über Informationstheorie geschrieben. Daher reden Kreationisten viel über Information.

Dies führt oft zu einem Disput. Darwinisten sprechen selten, wenn überhaupt, von „Information“. Sie weisen schnell darauf hin, dass sich die DNS verändern kann. Daher behaupten sie, dass es entweder gar keine „Information“ in der DNS gäbe oder dass sich Information so verändere, wie man es nach Darwin erwarten würde. Einige Kreationisten heben gerne hervor: „Mutationen können keine Information erschaffen. Sie zerstören nur Informationen.“ Aber das ist ein sehr schwaches Argument. Der Evolutionist braucht nur auf ein Beispiel einer DNS-Duplikation hinzuweisen und schon hat man eine „Zunahme“ des Informationsgehaltes.

Es stimmt, dass sich der Informationsgehalt der Zelle ändern kann, und es stimmt auch, dass Mutationen dem Genom „Information“ hinzufügen können.1 Wie einer der Autoren (RC) jedoch schrieb, sind die Veränderungen, die wir sehen, nicht „die Art von Mutationen, die für groß angelegte evolutionäre Prozesse notwendig sind“.2 Es gibt mehrere bekannte Beispiele für Mutationen, die angeblich einen Funktionsgewinn zur Folge haben, aber diese gingen aus beschädigter genetischer Information hervor. Zum Beispiel wurde in einer Veröffentlichung der Technischen Universität Delft in den Niederlanden Anfang diesen Jahres behauptet, dass man die Evolution eines brandneuen Gens zeigen konnte, das der Hefe die Fähigkeit verlieh, eine neue Art von Zucker zu verdauen. Eine Analyse von Cserhati und Carter kam jedoch zu dem Schluss, dass die Studie „lediglich zeigte, dass bereits existierende genetische Information neu umgeschichtet werden kann.“3 Es gibt viele ähnliche Beispiele in der wissenschaftlichen Literatur, aber sie zeigen uns nicht, wie etwas grundsätzlich Neues entstand. Dennoch ist klar, dass all unsere genetischen Informationen ursprünglich von irgendwo her kommen mussten.

Es ist unmöglich, Information zu quantifizieren!

Skeptiker fordern Kreationisten oft heraus: „Wenn die Information abnimmt, wie hoch ist dann die Rate ihrer Abnahme?“ Ein weiterer, ähnlicher Einwand lautet: „Können Sie die Veränderungen im Informationsgehalt der Zelle quantifizieren?“.

Diese Art der Fragestellung trifft erfolgreich den Kern der Sache. Evolutionisten behaupten, dass unsere Unfähigkeit, Information robust zu definieren, bedeutet, dass es gar keine Information gäbe. Wir hingegen behaupten, dass der Informationsgehalt der Lebewesen zufällige Mutationen als Quelle dieser Information widerlegt. Wer hat nun Recht? Der schwierigste Teil in der Debatte über Information ist unsere Fähigkeit (oder Unfähigkeit), biologische Information definitiv zu definieren oder zu quantifizieren. Wie Carter schrieb,

„Wenn sie sich mit diesem Thema beschäftigen, verwenden Evolutionisten in den meisten Fällen ein statistisches Maß, das Shannonsche Information genannt wird. Shannonsche Information war ein Konzept, das der geniale Elektrotechniker C.E. Shannon Mitte des 20. Jahrhunderts erfand, um die Frage zu beantworten, wie viele Daten man mittels Radiowellen übertragen oder durch einen Draht schicken kann. Obwohl weit verbreitet, haben Shannons Vorstellungen von Information wenig mit biologischer Information zu tun.“2

Warum können wir sagen, dass Shannons Ideen wenig mit biologischen Informationen zu tun haben? Der Grund ist, weil Shannons Maß nicht wirklich ein Maß für Information (im Sinne einer immateriellen Größe) war, sondern eher eine Quantifizierung von Dingen, die sich für einfache Metriken eignen (wie z.B. für binären Computercode).

So stellen z.B. das englische Wort „squirrel“ und das deutsche Wort „Eichhörnchen“ beide einen Code für die gleiche Information dar (sie beziehen sich auf das gleiche Tier); wenden wir aber Shannons Maß an, erhalten wir für jedes Wort unterschiedliche Ergebnisse, und zwar aus dem einfachen Grund, weil sie eine unterschiedliche Anzahl von Buchstaben verwenden. Auf diese Weise können wir sehen, dass jede Art der Quantifizierung von Information, die von der Anzahl der Buchstaben abhängt, das Ziel verfehlt. Das Konzept des „Eichhörnchens“ hat etwas Immaterielles, ja praktisch Unermessliches. Wir Menschen haben uns angewöhnt, zu einer Schlussfolgerung zu gelangen (z.B. „Das ist ein Eichhörnchen“), ohne uns um weitere Details zu kümmern (z.B. „Was ist der Informationsgehalt dieses kleinen grauen Nagers?“). Wir verstehen intuitiv abstrakte Informationsebenen, aber wir haben Mühe zu definieren, was dies auf der grundlegendsten Ebene bedeutet.

Um zu unserer oben gestellten Frage zurück zu kommen, ob wir Veränderungen im Informationsgehalt quantifizieren können, lautet die Antwort einerseits nein. Denn wenn wir den Zerfall biologischer Information im Laufe der Zeit betrachten, können wir die Abnahmerate nicht quantifizieren, weil Information von ihrem Wesen her ein immaterieller Begriff ist, der sich für diese Art der mathematischen Behandlung nicht eignet.

Andererseits lautet die Antwort ja. Denn wir können manchmal tatsächlich Informationen quantifizieren, wenn wir etwas Einfaches zu messen haben. Biologen, die schon lange damit kämpfen, das, was sie untersuchen, zu quantifizieren, können z.B. die Größe oder Form eines Flügels oder die Lebensdauer eines Tieres in der freien Natur messen. Das ist nicht schwer zu beziffern. Aber sie können nicht sagen, wie viel „Information“ in den Genomen von Lebewesen steckt. Wir können zusammenfassende Statistiken über die Dinge im Genom erstellen, und das als Stellvertreter für den Informationsgehalt verwenden, aber damit kratzen wir nur an der Oberfläche des Problems.

Lassen Sie uns zeigen, dass Information zu- und abnehmen kann

Wie kann man die Farbe „rot“ quantifizieren? Oder das Gefühl der Traurigkeit? Dies sind alles Konzepte, und Information ist in der Tat konzeptuell. Doch paradoxerweise kann sie offensichtlich sowohl in Qualität als auch in Quantität zu- und abnehmen!

Wie quantifizieren Sie Ideen? Wie viele Ideen hatten Sie heute schon im Kopf? Das ist das Dilemma: Es ist offensichtlich, dass Ideen in dem Sinne quantifizierbar sind, dass sie an Anzahl und Klarheit zu- oder abnehmen können. Einige konkrete Beispiele für Informationszuwachs sollten ausreichen, dies zu verdeutlichen:

Erstes Beispiel:

Wir vergleichen einen Mann im Koma, der in einem traumlosen, unbewussten Zustand existiert, verglichen mit einem Mann, der bei Bewusstsein ist.

Welcher dieser beiden Männer wird in einem 24-Stunden-Zeitraum mehr Informationen oder Ideen gehabt haben, die ihnen durch den Kopf gegangen sind? Die Antwort ist eindeutig der zweite Mann. Der erste Mann wird während dieser Zeitspanne keine Informationen im Kopf gehabt haben.

Zweites Beispiel:

Wir vergleichen ein 30-seitiges Kinderbuch mit einer 1000-seitigen Enzyklopädie.

Welches dieser beiden Bücher enthält mehr Informationen? Eindeutig das zweite. Doch wie quantifiziert man diesen Unterschied in der Information, ohne auf eine Quantifizierung des Mediums zurückzugreifen (wie das Zählen von Seiten oder das Zählen von Wörtern oder das Zählen von Buchstaben)? Es ist durchaus möglich, mehr Informationen in weniger Worten zu vermitteln, wie kann man also wissen, dass das Kinderbuch weniger Informationen enthält? Die Anzahl an Worten allein ist nicht auschlaggebend, aber in diesem Fall weiß man es intuitiv auf den ersten Blick.

Information wird auf so vielen komplexen Wegen übermittelt (mittels Syntax, Grammatik, kontextuellen Hinweisen usw.), dass es einem den Atem verschlägt, wenn man tatsächlich versucht, sie auf objektive Weise zu quantifizieren. Doch genau das verlangt der Skeptiker von uns. Dies ist ein offensichtlicher Versuch der Verschleierung, um die Auseinandersetzung mit der offensichtlichen Tatsache zu vermeiden, dass das Leben auf dem Fundament von Information aufgebaut ist. Tatsächlich ist Leben Information.

Ist unser DNS-Code wirklich „Information“?

Einige Skeptiker werden sich darauf zurückziehen, einfach zu leugnen, dass die DNS überhaupt Information enthält, und stattdessen behaupten, dass dies nur ein mentales Konstrukt von Kreationisten sei. Die Tatsache aber, dass man heutzutage DNS-Datenspeichertechnologie massiv zum Einsatz bringt, reicht bereits aus, um zu beweisen, dass die DNS wirklich Daten (Informationen) speichert.4 Tatsächlich kann man in einem einzigen Tropfen DNS-haltigen Wassers Informationen mit einer Dichte wesentlich höher als auf jeder Computerfestplatte speichern. Einerseits zuzugeben, dass der Mensch DNS zur Speicherung seiner eigenen digitalen Information verwendet, andererseits aber nicht zuzulassen, dass unsere Genome tatsächlich „Information“ enthalten, wäre ein krasses Beispiel dafür, dass man etwas als Ausnahme von einer allgemeinen Regel bezeichnet, ohne diese Ausnahme ausreichend zu begründen.

Wie müsste reale, echte Information aussehen?

Um auf das Hauptargument der Skeptiker zurückzukommen: Wie würde ein echter Informationszuwachs aussehen? Ich schlage vor, dass Sie sich zur Beantwortung dieser Frage einfach an einen Computer setzen und zusehen, wie Sie einen Absatz in ein Textverarbeitungsprogramm eingeben. Mutationen sind inkrementell; es sind kleine Veränderungen, die schrittweise geschehen, wenn sich Zellen teilen und Generationen vervielfachen. Der genetische Code besteht aus Buchstaben (A, T, C, G) [den sogenannten Basen Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin; Anm. d. Übers.], genauso wie auch unsere Sprache ein Alphabet hat. Aber hier ist das zentrale Problem – man muss genau hinsehen, um zu erkennen, ob Funktion oder Bedeutung wirklich vorhanden sind. Achten Sie auf folgende Transformation:

--Anfang--

1 H

2 HA

3 HAU

4 HAUS

--Ende--

An welchem Punkt in dieser Serie haben Sie die Bedeutung verstanden? Vielleicht haben Sie es schon bei Schritt 3 erraten, aber dann hätten Sie Glück gehabt, denn Sie konnten ja nicht wissen, ob Wörter wie „Haut“, „Hauch“ oder „Haushalt“ erscheinen würden. Ganz klar wurde es erst in Schritt 4, als das ganze Wort buchstabiert war und das Programm beendet wurde. Es gibt keine Möglichkeit zu entscheiden, ob „echte Information“ hinzugefügt wurde, bevor Sie nicht bereits Schritt 4 erreicht haben. Mutationen leiden unter dem gleichen Problem. Aber es gibt ein noch viel größeres Problem: Um ein sinnvolles Wort schrittweise zu erreichen (geschweige denn Sätze oder Absätze), bedarf es der Voraussicht. Ich muss bereits wissen, dass ich „Haus“ sagen will, bevor ich mit der Eingabe des Wortes beginne. Aber im Neo-Darwinismus ist das nicht erlaubt. Mutationen müssen zufällig und ziellos sein. Aufgrund der schieren Anzahl möglicher Wörter, die nur Unsinn bedeuten, kann man nicht erwarten, dass man aus einer Reihe von zufälligen Mutationen irgendwelche sinnvollen Ergebnisse erzielt.

Was wäre, wenn man Ihnen sagen würde, dass jeder Buchstabe im obigen Beispiel zufällig hinzugefügt wird? Würden Sie das glauben? Wahrscheinlich nicht, denn dies ist statistisch gesehen und allem Anschein nach eine ganz und gar nicht zufällige Anordnung von Buchstaben. Dies veranschaulicht noch ein anderes Problem: jede Serie von Mutationen, die ein sinnvolles und funktionelles Ergebnis hervorbringt, würde aufgrund des Prinzips der Voraussicht zu Recht verdächtigt werden, nicht zufällig zu sein. Jede Abfolge von Mutationen, die etwas produziert, das sowohl genetisch kohärent als auch funktionell im Kontext bereits existierenden Codes wäre, wäre ein Beweis für Design und würde gegen eine rein zufällige Entstehung sprechen.

Natürliche Selektion ist zwar nicht zufällig, kann aber trotzdem keine Information erklären

Der Darwinismus verlangt, dass zufällige Mutationen über lange Zeiträume hinweg entschieden nicht-zufällige Informationsmengen erzeugen. Der Skeptiker mag hier erwidern: „Ja, aber die Evolution ist nicht zufällig, weil die natürliche Auslese nicht zufällig ist“. Dennoch kann die natürliche Auslese hier nicht zu Hilfe kommen, weil es ein geistloser Prozess ohne Voraussicht und ohne zielgerichtetes Handeln ist. Es ist nur ein Begriff, der sich auf die in der natürlichen Umgebung abspielende differenzielle Reproduktion bezieht [differentielle Reproduktion bedeutet, dass die Lebewesen, die am besten an ihre Umgebung angepasst sind, die größten Chancen haben, das fortpflanzungsfähige Alter zu erreichen und Nachkommen zu erzeugen; Anm. d. Übers.]. „Differentielle Reproduktion“ hat keinen vorausschauenden Verstand, der sinnvolle Konzepte im Lauf der Zeit umsetzen kann. Tatsächlich kann, wie Sanford in seinem Buch Genetic Entropy aufzeigt, die natürliche Selektion die meisten Mutationen nicht „sehen“, da ihre Wirkung so gering ist, dass sie keinen nennenswerten Einfluss auf den Gesamtphänotyp [d.h. das gesamte äußere Erscheinungsbild; Anm. d. Übers.] des Organismus haben. Sanford bezeichnete dies als das Paradoxon von der „Prinzessin und dem Nukleotid“ [ein Nukleotid ist ein Grundbaustein des Erbguts; Sanford spielt hier auf das Märchen der „Prinzessin auf der Erbse“ an, womit er zum Ausdruck bringen will, dass der Selektionsmechanismus nicht einzelne Grundbausteine selektiert, sondern immer nur den Organismus als Ganzes, was in der Praxis ein wirkungsloser Mechanismus ist, der zu keiner Evolution führt; Anm. d. Übers.]5 Wenn auch natürliche Selektion nicht „zufällig“ ist, was soll’s? Sie ist machtlos, wenn es darum geht, den stetig fortschreitenden Verfallsprozess der genetischen Information aufzuhalten.

Gen-Verdoppelungen ändern nichts am Gesamtbild

Ein weiterer Ausweg für den Evolutionisten ist der Appell an die Genduplikation, von der wir wissen, dass sie von Zeit zu Zeit stattfindet.6 Duplizierte Gene warten aber geradezu darauf, wieder gelöscht zu werden (weil eine Kopie eben nicht benötigt wird), was man daran erkennt, dass solche löschenden, sogenannten Deletionsmutationen, recht häufig sind.7 Punktmutationen sind ebenfalls häufig, viel häufiger sogar als Duplikationen. Und die meisten Punktmutationen haben keine tiefgreifende Wirkung auf den Organismus, auf die die natürliche Selektion reagieren könnte:

„Was die Dynamik des Evolutionsprozesses angeht, erwartet man jedoch, dass Mutationen, deren Auswirkungen sehr gering sind … eher von Drift als von Selektion dominiert werden.8 [Gendrift ist ein zufälliger Prozess in der Evolutionstheorie, der die Häufigkeit von Genvarianten beschreibt; Anm. d. Übers.]

Vor allem aber kann das duplizierte Gen immer noch nicht dem von Sanford beschriebenen Problem der genetischen Entropie [d.h. dem Prozess der Degeneration bzw. des Verfalls des Erbguts; Anm. d. Übers.] entgehen. Da die Anzahl der Genkopien außerdem einen dramatischen Einfluss auf die Steuer- und Kontrollprozesse in der Zelle hat, sind die meisten Genduplikationen wahrscheinlich schädlich. Das Down-Syndrom ist ein klassisches Beispiel für eine beinahe tödliche Verdoppelung, mit einem drastischen Einfluss auf den Phänotyp. Personen mit Down-Syndrom haben eine zusätzliche Kopie eines der kleinsten Chromosomen, Nummer 21, das vielleicht nur 300 Gene trägt.

Das Informationsargument kann vom Evolutionisten nicht beantwortet werden, aber auch für den Kreationisten ist es nicht leicht zu definieren. Es ist jedoch offensichtlich, dass Information (im Allgemeinen) existiert, als Grundlage unserer Genetik vorhanden ist und sowohl in der Menge zu- als auch abnehmen kann (unabhängig von unserer Fähigkeit, eine genaue Rate dafür zu definieren). Wie bereits der Evolutionist Gerrish und seine Mitarbeiter geschrieben haben:

„Selbst die einfachsten aller lebenden Organismen sind hochkomplex. Mutationen – wahllose Manipulationen an diesem komplexen System – sind mit großer Wahrscheinlichkeit eher schädlich als nützlich“.9

Dies unterstreicht die Tatsache, dass die Evolutionisten eine unüberwindbare Hürde haben, wenn sie versuchen, den Ursprung der riesigen Mengen an komplexer funktioneller Information im Genom zu erklären.

Letztlich ist es nicht die Wissenschaft, die bestimmt, was die Menschen über die Vergangenheit glauben, sondern ihr Herz. Werden sie das Zeugnis sowohl der Vernunft als auch der Heiligen Schrift akzeptieren, oder werden sie nach Strohhalmen greifen, um diese zu verleugnen, indem sie behaupten, dass das Leben keinen Designer brauchte?

Literaturangaben und Anmerkungen

  1. Hsieh, P. et al. Adaptive archaic introgression of copy number variants and the discovery of previously unknown human genes, Science 366(6463):eaax2083, 2019; DOI: 10.1126/science.aax2083.  Zurück zum Text.
  2. Carter, R., Can mutations create new information? J. of Creation 25(2):92–98, August 2011. creation.com/mutations-new-information.  Zurück zum Text.
  3. Cserhati, M. and Carter, R., New sugar transport gene evolved in yeast? 23 July 2019. creation.com/new-sugar-transport-gene-evolved-in-yeast.  Zurück zum Text.
  4. Lee, S., DNA Data Storage Is Closer Than You Think, scientificamerican.com, 1 July 2019.  Zurück zum Text.
  5. Sanford, J., Genetic Entropy, FMS Publications, pg. 47, 2014.  Zurück zum Text.
  6. Feuk, L., Carson, A.R., and Scherer, S.W., Structural variation in the human genome, Nat. Rev. Genetics 7(2):85–97, 2006.  Zurück zum Text.
  7. Conrad, D.F. et al., A high-resolution survey of deletion polymorphism in the human genome, Nature Genetics 38(1):75–81, 2006. Siehe auch die beiden folgenden Veröffentlichungen über Deletionen im menschlichen Genome in demeselben Natur-Band von Hinds et al. and McCarroll et al.  Zurück zum Text.
  8. Shaw, R. et al., What Fraction of Mutations Reduces Fitness? A Reply to Knightley and Lynch, Evolution 57(3):686-689, 2003.  Zurück zum Text.
  9. Gerrish, P., et al., Genomic mutation rates that neutralize adaptive evolution and natural selection, J. R. Soc. Interface 10(85): 20130329, 29 May 2013; DOI: 10.1098/rsif.2013.0329.  Zurück zum Text.

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