Przypadkowa ewolucja zaawansowanej optyki Drukuj Email

 

Dr inż. Mirosław Rucki 

 

Jako bardzo niełatwowierny inżynier już 20 lat temu zwątpiłem w możliwość przypadkowego wyewoluowania z niczego skomplikowanych systemów automatycznych, zaopatrzonych w układy sensorowe oraz wykonawcze, z wieloma pętlami sprzężeń zwrotnych oraz z zaawansowanym oprogramowaniem sterującym typu „sieci neuronowe”. Śledzę jednak publikacje naukowe z tej dziedziny, ponieważ z każdej strony wciąż słyszę o „fakcie ewolucji” – a nie chciałbym przegapić czegoś, co może się okazać rzeczywiście dowodem naukowym, potwierdzającym ów „fakt”. Widząc niezłomną wiarę biologów, paleontologów i nawet historyków, ciągle odwołujących się do ewolucji, czekam na namacalny dowód...

Oczywiście, nie czekam z założonymi rękami. Ponieważ jestem inżynierem, moje badania nie mogą ani potwierdzić, ani obalić teorii ewolucji. Dlatego zaglądam do publikacji specjalistycznych. I ostatnio moją uwagę przyciągnął artykuł dotyczący ewolucji systemów optycznych.

Niewątpliwie, układ optyczny jest jednym z najbardziej fascynujących systemów, wkomponowanych w żywy organizm. Jestem inżynierem mechanikiem, dlatego optyka jest trochę poza obrębem moich zainteresowań, jednak w pewnym zakresie rozumiem, jak to działa, zwłaszcza, że układy optyczne u żyjątek są wysoce zautomatyzowane: nawet u człowieka zupełnie poza świadomością, na poziomie wewnętrznych pętli informacyjnych są rozwiązywane problemy otwarcia lub zamknięcia przesłony w zależności od natężenia światła, zgrania kątów ustawienia obu oczu z ogniskowaniem soczewek w zależności od odległości obserwowanego przedmiotu, itp. Struktura tkanek oka (soczewki, siatkówki, diafragmy itp.) jest zbudowana na wysokim poziomie wiedzy o zjawiskach optycznych (czyli o zachowaniu fali elektromagnetycznej stanowiącej światło) oraz o właściwościach poszczególnych substancji organicznych, z których różne elementy oka są zbudowane. Na rys. 1 jest pokazana skomplikowana struktura, dzięki której soczewka oka jest w stanie pełnić swoją funkcję: przepuszczać światło i ogniskować je.

 

 

 Rys. 1. Struktura soczewki oka kręgowca [1]

 

Poza tym, niesamowicie skomplikowany jest system przetwarzania sygnału świetlnego w elektroniczny sygnał, przekazywany potem do mózgu. Zacytuję to za profesorem M. Behe: „Gdy światło pada na siatkówkę, foton oddziałuje na cząsteczkę zwaną 11-cis retinal, która reorganizuje się w ciągu pikosekund do trans-retinal. Zmiana kształtu tej cząsteczki wymusza zmianę kształtu proteiny, rhodopsin, z którą jest ona ściśle związana. Metamorfoza proteiny zmienia jej właściwości. Otrzymuje ona nazwę metarhodopsin II, i przylega do innej proteiny, zwanej transducin. Przed uderzeniem w metarhodopsin II, transducin ściśle wiązał małą cząsteczkę zwaną GDP. Kiedy transducin działa na metarhodopsin II, GDP odpada, i wtedy inna cząsteczka, zwana GTP przylega do transducin” [2]. Nie będę udawał: ja również nie rozumiem tego opisu, mimo że dokładnie go przetłumaczyłem z angielskiego źródła. Nie mam jednak kompleksów, niewielu bowiem jest specjalistów, którzy naprawdę wiedzą, jak to działa. Chyba nie muszę dodawać, że żaden element tej struktury oka, wytworzony przez ewolucję bez jednoczesnego wytworzenia wszystkich pozostałych, nie mógłby funkcjonować. Istnienie i przekazywanie potomstwu przez miliony lat tylko fragmentów oka jest sprzeczne ze znanymi faktami i nawet z samą teorią ewolucji.
Tyle wiemy o oku ogólnie, przy czym musimy zdawać sobie sprawę z ogromnej różnorodności typów oczu: u samych tylko trylobitów zaobserwowano aż trzy różne konstrukcje oka (rys. 2) oraz cały szereg sposobów ulokowania oczu na zwierzątku (rys. 3).

 

 

Rys. 2. Różne typy konstrukcji oka, spotykane u trylobitów [3]

--

Rys. 3. Różnorodność konstrukcji oka u trylobitów [3]

--

 Możemy, oczywiście, przyjąć bez dyskusji powszechne przekonanie, że rozmieszczenie trylobitów w warstwach osadów odzwierciedla ich ewolucję, czyli stopniowe przekształcenie jednych w drugie, i nawet się zgodzić, że jeśli „starsze” trylobity nie posiadały oczu, to były one „primarily eyeless” (pierwotnie pozbawione oczu), zaś „młodsze” utraciły je w toku rozwoju ewolucyjnego i stały się „secondarily eyeless”. Gdybyśmy jednak zechcieli prześledzić, jak się rozwijały oczy trylobitów: tzn., które konstrukcje były pierwotne, a które wtórne, co z czego wyewoluowało i w jakiej kolejności, to mielibyśmy poważny problem. Widać to na diagramie (rys. 4), ukazującym rozwój ewolucyjny trylobitów. Wszystkie rodzaje oczu są w nim porozrzucane we wszystkich gałęziach na różnych poziomach.

 

Rys. 4. Rozmieszczenie trylobitów w czasie geologicznym [4]

--

I teraz najciekawsza obserwacja: przed 521 milionem lat w ogóle nie było żadnych trylobitów. Po prostu nie istniało nic, co można byłoby zaklasyfikować do tego rodzaju żyjątek. Nie istniał też żaden realny przodek trylobita, z którego ten mógłby sobie wyewoluować (pomijam wątpliwą kandydaturę Parvancorina). Potem nagle na przeciągu miliona lat pojawia się 26 rodzin trylobitów. Po 20 milionach lat, pod koniec kambru, znajdujemy już 63 rodziny trylobitów, posiadających wszystkie możliwe kombinacje oczu, spotykane wśród tych zwierzątek [5]. Dalej liczebność rodzin tylko spada, by pod koniec permu zanikły dwie ostatnie rodziny trylobitów. W sposób oczywisty musimy wnioskować, że w tych 150 znanych rodzinach trylobitów (z których wyróżnia się ponad 20 tys. gatunków) przynajmniej kilka razy zaszła pełna ewolucja narządów wzroku w ciągu zaledwie 20 mln lat, przy totalnym braku oczu u organizmów żywych w ciągu poprzedzających 3 mld lat!

Pragnę zaznaczyć, że nie poczyniłem żadnego odkrycia naukowego. Ostatnimi laty pod presją niepodważalnych faktów (czyli znalezisk skamielin) uczeni są zmuszeni do głębokiej refleksji nad zjawiskiem, nazwanym „eksplozja kambryjska”. Po prostu wcześniej, przed kambrem (więcej niż 550 mln lat temu), istniały jedynie mięczaki. Pod koniec kambru (około 488 mln lat temu) są poświadczone praktycznie wszystkie znane typy (aż się chce powiedzieć „projekty”) organizmów żywych. Jednak nie odnaleziono żadnej formy przejściowej od niewidzenia do wizji. Pozwolę sobie zacytować źródło [6]: „Z całą pewnością, różnorodność  gatunków, znalezionych w Burgess Shale i Chengjiang oraz innych z okresu kambru, istniała z dobrze ukształtowanymi oczyma. Zwierzęta żyjące w okresie 520 – 515 mln lat temu funkcjonowały korzystając ze światła tak samo, jak to czynią dzisiaj. Ale jak daleko wstecz można odnieść tę obserwację? Jedynie do granicy 521 mln lat temu” [6]. Mamy zatem zaledwie 6 mln lat, w ciągu których wyewoluowały różnorakie oczy u przedstawicieli różnych gatunków.

„Eksplozja kambryjska” nie dotyczy samych tylko oczu. A.R. Parker pisze: „Przed 520 mln lat istniały tylko trzy typy zwierząt, o zewnętrznych kształtach podobnych do dzisiejszych. Po geologicznej chwili [ok. 515 mln lat temu] pojawiło się co najmniej kilka nowych – a prawdopodobnie większość typów znanych dzisiaj”. Jednak, by się nie rozpraszać, zajmiemy się tylko optyką.
Tak więc, najstarsze trylobity, datowane na okres 521 mln lat temu, pojawiają się w geologicznym zapisie nagle, bez żadnego uprzedniego rozwoju form przejściowych, i co najgorsze, od razu z oczami. Znaleziska w Maroku, Syberii i USA  są w tym względzie zgodne. Żeby było ciekawiej, „bezokie trylobity wyewoluowały później” [6]. Zatem z zapisu geologicznego wcale nie wynika ewolucyjny rozwój oczu od bezokich osobników poprzez osobniki rozróżniające kierunek światła aż do widzących. Oczy pojawiły się po raz pierwszy wraz z trylobitami; one z niczego nie ewoluowały. Co prawda, Parker formułuje swoją myśl w sposób typowy dla obowiązującej nauki: „Oczy, i prawdopodobnie drapieżniki, wyewoluowały po raz pierwszy ok. 521 mln lat temu. To jest fakt, zapisany w skamielinach” [6]. Jednak bądźmy logiczni: jeśli nie było przed 521 milionem lat nic, z czego te oczy mogłyby wyewoluować, to jak można twierdzić, że one wyewoluowały? Co więcej, „od tego momentu wszystkie zwierzęta musiały dostosowywać się do światła, czyli do wizji” [6]. Chciałbym tylko usłyszeć odpowiedź na pytanie: skąd nowo pojawiające się zwierzęta wiedziały, że inne je widzą? Bo jeśli wzajemne pożeranie się było podstawowym sposobem selekcji korzystnych mutacji, to trudno oczekiwać, by wymusiło ono powstanie oczu, pancerzy oraz obronnego zabarwienia u tych ślepców, którzy byli natychmiast, bez oporu pożerani przez widzącego drapieżnika, lub u ich potomstwa.

Nasuwa mi się jeszcze inne pytanie, na które na razie nie ma odpowiedzi: czy możliwa jest ewolucja oka praktycznie z niczego do perfekcyjnego stanu funkcjonalności w ciągu zaledwie kilku milionów lat? Gdybym był ewolucjonistą, takie pytanie oznaczałoby katastrofę dla moich przekonań. Wyjaśnię, dlaczego.

Popatrzmy na to z punktu widzenia teorii ewolucji. Literatura przedmiotu (np. [7]) mówi: „W znacznej mierze mutacje są przypadkowe: one pojawiają się niezależnie od ich efektu fenotypowego, nie są ukierunkowane i nie występują częściej, kiedy są korzystne [8]. Ważne, że przypadkowe pojawianie się mutacji w tym sensie nie oznacza, jakoby korzystne i szkodliwe mutacje były jednakowo prawdopodobne: zostało dobrze ustalone, że nowe mutacje w większości są szkodliwe [9]”. Autorzy wyodrębniają trzy grupy czynników stochastycznych, wpływających na ewolucję: mutacje na poziomie genów, historie życia pojedynczych osobników oraz warunki otoczenia na skalę populacji. Widać gołym okiem, że sprawa nie jest tak prosta, jak się wydawało Darwinowi, i jak przedstawia się ją w szkolnych podręcznikach oraz popularnych encyklopediach. M.in., okazuje się, że warunkiem dostosowania się do zmieniającego się otoczenia jest to, by mutacje wyprzedzały zmiany klimatu i warunków otoczenia, a skąd mutacje mają wiedzieć, jakie zajdą zmiany w środowisku? 

Popatrzmy na to logicznie. Mutacja korzystna, mająca doprowadzić w dalekiej przyszłości do powstania np. oka, w żaden sposób nie spowodowałaby korzystnych zmian w organizmie indywidualnego niewidomego osobnika aż do czasu, kiedy oko będzie już w pełni ukształtowane i funkcjonalne. Gdyby został on pożarty przez innych lub zdechł z powodu zmian klimatycznych, w żadnym wypadku jego potencjalnie korzystne mutacje nie zostałyby przekazane potomstwu w celu kontynuowania rozpoczętej serii mutacji. Musimy więc uwierzyć, że korzyści z ukierunkowanego łańcucha mutacji musiałyby nastąpić w krótkim czasie – wręcz w czasie kilku pokoleń, lub nawet jednego tylko osobnika. Gdyby nie przyjęta „konwencja ewolucjonistyczna”, zakładająca, że ewolucja musiała być ponieważ ewolucja być musiała, mielibyśmy prawo uznać, że ten jeden osobnik został stworzony w „gotowej” postaci, a nie na bazie jakiegoś zupełnie innego organizmu prostszego.
Jak do tego faktu ustosunkowuje się np. [6]? Autor po prostu udaje, że tak ma być: gwałtowne samoczynne (przypadkowe) pojawienie się oczu u jednych gatunków spowodowało lawinę równie samoczynnych i przypadkowych konstrukcji optycznych oraz narzędzi wizualnych u mnóstwa innych istot żywych. Jest to niezwykłe, jak dla naukowca, wyznającego ewolucjonizm. W założeniu bowiem samego Darwina, gatunek, który „wytworzył sobie” jakiś korzystny organ dający przewagę, zaczyna dominować nad innymi, a nie prowokuje u innych wypracowanie podobnych systemów. W zapisie kambryjskim jednak mamy do czynienia z cała masą różnorodnych konstrukcji oka, które nagle pojawiły się u przedstawicieli nawet tej samej rodziny (jak widzieliśmy to na przykładzie trylobitów), nie mówiąc już o różnych gatunkach. Autor [6] powiada obrazowo, że różnica pomiędzy niewidzącymi a widzącymi była taka, jak między człowiekiem z zamkniętymi oczami, a człowiekiem, który oczy otworzył. Jeden co najwyżej mógłby wiedzieć, czy jest dzień czy noc, ewentualnie stwierdzić, z której strony znajduje się źródło światła. Drugi natomiast miałby dokładną orientację w terenie i pełną identyfikację zarówno wroga, jak i ofiary.

Nie muszę chyba tłumaczyć, że z punktu widzenia doboru naturalnego, gatunek, któremu nagle otworzyły się oczy, musiałby pożreć wszystkich pozostałych i zdominować planetę. Zamiast tego odczytujemy w skamielinach, że inne gatunki poszły za przykładem tych pierwszych, i zaczęły jak na zamówienie tworzyć sobie oczy (a dokładniej mówiąc, zaczęły nagle powstawać od razu z gotowymi oczami, gdyż nie zaobserwowano ani jednego przypadku, by jakieś żyjątko najpierw pojawiło się jako bezokie, a potem w późniejszych warstwach geologicznych występowało już z oczami). Czy teoria ewolucji jest w stanie zaproponować jakiś mechanizm, który by wyjaśniał coś takiego, jak równoległy rozwój u wielu gatunków organu o tym samym przeznaczeniu, ale o różnych zaawansowanych konstrukcjach? Lub, jak w przypadku trylobitów, powstanie różnych konstrukcji oka u przedstawicieli tego samego gatunku, którzy podobno od siebie nawzajem pochodzą? W sposób oczywisty, przypadkowe mutacje niczego tutaj nie wyjaśniają, ponieważ cała seria zmian konstrukcyjnych, w wyniku których miałyby rozwijać się oczy u potomnych, wymaga miliardów i miliardów terabajtów dokładnej informacji, zakodowanej w genach, powstałej ni stąd ni zowąd w ciągu zaledwie kilku milionów lat.

Każdy może wziąć kalkulator i oszacować: Jeśli liczba bitów informacji – czyli deoksyrybonukleotydów tworzących jedną liniową cząsteczkę DNA może wynosić od kilku tysięcy do kilkudziesięciu miliardów, to ile razy musiałaby wystąpić mutacja dodająca kolejny bit pożytecznej, celowej i ukierunkowanej informacji? Musiałoby to być przynajmniej tysiąc na rok, by w ciągu 10 mln lat powstała jedna tylko cząsteczka DNA z dziesięcioma miliardami deoksyrybonukleotydów. Czy w jednej cząsteczce da się zakodować całą informację, w pełni opisującą system wizyjny chociażby trylobita? Obawiam się, że nie. Nie znam się na genetyce, ale gdybym miał stworzyć w CADzie pełną dokumentację techniczną kamery wideo, z pewnością zajęłaby ona znacznie więcej niż 10 miliardów bitów. Co jednak jest najdziwniejsze, to fakt, że w tym „wyścigu” produkcji oczu przez różne żyjątka nie ma miejsca na pomyłkę: inni już mnie widzą, i lada moment pożrą, więc nie mogę sobie pozwolić na najmniejszy błąd konstrukcyjny, a muszę zmieścić się w 10 milionach lat... Chyba nie trzeba nikogo przekonywać, że nie zaobserwowano jeszcze nigdy takiego ciągłego i celowego przyrostu pożytecznej informacji konstrukcyjnej w żadnym DNA, i nawet żadna z istniejących hipotez filogenetycznych nie przewiduje takiego czegoś [10], [11]. 

Przy okazji chcę zwrócić uwagę na małą dysproporcję: 10 mln lat to za mało, by przy dodawaniu tysięcy bitów pożytecznej, celowej i uporządkowanej informacji wykształcić u zwierzątka oko – i jednocześnie kilka sekund wystarczy, by widzący osobnik pożarł niewidzącego. Jak więc natychmiastowe pożarcie może być motorem, nieustannie posuwającym do przodu tak długotrwały proces kodowania informacji w genach? To jest tak, jak gdybyśmy myśleli, że wypuszczenie ślepych szczeniąt na łąkę (bez żadnej ochrony ze strony widzącej matki) przyspieszy ich rozwój i zmobilizuje do szybszego otwarcia oczu...
Niech zatem nikomu nie wyda się dziwne, że nie wierzę w stopniową ewolucję gatunków w dowolnej jej postaci. Mechanizmy, powszechnie uznawane za motor ewolucji (zmiany środowiskowe, przypadkowe mutacje oraz dobór naturalny) po prostu nie są w stanie doprowadzić do powstania uznanego przez ewolucjonistów szeregu optycznych rozwiązań konstrukcyjnych w uznanym przez nich okresie czasu. Gdzież jest ów sławetny „fakt ewolucji”?
Czekamy więc dalej, na nowsze odkrycia, zgodnie z założeniem Darwina, że wkrótce otrzymamy mnóstwo niezbitych dowodów. Póki co, czekają na takie dowody również zwolennicy jego teorii (np. [12]), nawet po 150 latach badań i poszukiwań...

 

Źródła:


[1]    W. Gitt, K.-H. Venheiden, Gdyby zwierzęta mogły mówić. CLV, Bielefeld 1990.
[2]    http://www.arn.org/docs/behe/mb_mm92496.htm
[3]     http://www.trilobites.info/eyes.htm
[4]     http://www.trilobites.info/biostratigraphy.htm
[5]    http://www.trilobites.info/geotime.htm
[6]    A. R. Parker, On the origin of optics. “Optics & Laser Technology” 43(2011), s. 323–329.
[7]    Th. Lenormand, D. Roze, F. Rousset, Stochasticity in evolution. “Trends in Ecology and Evolution” vol. 24, nr 3-2009, s. 159-165.
[8]     R.E. Lenski, and J.E. Mittler, The directed mutation controversy and neodarwinism. “Science” 259(1993), s. 188–194
[9]    A. Eyre-Walker, and P.D. Keightley, The distribution of fitness effects of new mutations. “Nat. Rev. Genet.” 8(2007), s. 610–618
[10]    T.A. Brown, Genomy. PWN, Warszawa 2009
[11]    B. Boussau, V. Daubin, Genomes as documents of evolutionary history, “Trends in Ecology and Evolution” doi:10.1016/j.tree.2009.09.007
[12]    E.C. Teeling, Hear, hear: the convergent evolution of echolocation in bats? “Trends in Ecology and Evolution” vol. 24, nr 7-2009, s. 351-354


 
Designed by vonfio.de