IC Onherleidbaar
advertisement
ONHERLEIDBAAR MaX Marnix Medema. http://marnixmedema.wordpress.com/artikelen/ http://marnixmedema.files.wordpress.com/2010/01/ellips_id_2005.pdf BEHE's Theorie onder de loep ..\..\I\Behe onder de loep.docx ..\..\I\IC FOTO's.docx ..\B\B MULTIPLY\bloedcellen.docx Nota (Medema ) .... intussen ben ik tot allerlei nieuwe inzichten gekomen, dus sta ik niet meer achter de conclusies van het artikel, hoewel mijn gedachten over functionaliteit in de biochemie wel een belangrijke rol zijn blijven spelen. Ik denk nu dat de evolutie van het bloedstollingssysteem wél te verklaren is, maar dan vanuit de functionele hierarchie van het leven (een soort hierarchisch reductionisme, waarin elke ‘onherleidbaarheid’ verklaard kan worden uit functionele veranderingen in een lager niveau). Hier ben ik zeker van plan uitgebreid iets over te schrijven, maar ik weet nog niet of ik dat gelijk op internet wil publiceren. Repeat-induced point mutation (RIP) en evolutie door genduplicaties Genetica <--- Complexification http://www.pandasthumb.org/archives/2005/12/_ken_miller_and.html#more ______________________________________________________________________________ Tim Spaan 15 Sep 2004 Is het niet zo dat een onherleidbaar systeem in feite nooit als zodanig kan worden beschouwd omdat elk probleem kan worden verklaard door exaptatie (Mede opgebouwd dankzij een al reeds bestaand orgaan dat oorspronkelijk een andere functie had.)? MarX 06 Feb 2005 Ok, dit is wel een heel makkelijke manier om je ervan af te brengen. Welnu, als je kijkt naar Behe's benadering van onherleidbare complexiteit heb je op dit punt gelijk. Behe's benadering had echter een centrale fout. Behe keek namelijk alleen naar wat er nodig is in het huidige systeem, in plaats van te kijken wat er nodig was op het moment dat 'het laatste onderdeel werd toegevoegd'. Na de toevoeging van een onderdeel zal het systeem namelijk altijd geoptimaliseerd worden op dit nieuwe onderdeel, zodat het door zijn optimale precisie wederom onherleidbaar complex wordt. Behe's onherleidbare complexiteit is dus totaal niet onherleidbaar. Het wordt echter een geheel ander verhaal als je gaat kijken naar de functieleer van een systeem. Men neme het systeem de muizenval, het foute voorbeeld van Behe. Deze muizenval heeft maar 1 enkele functie, namelijk het vangen van muizen. Een enkele functie kan worden uitgevoerd door een enkele component. Naar mate componenten toegevoegd worden kan het systeem de functie beter vervullen. Uiteindelijk ontstaat de compleze muizenval. Het verschil tussen Behe’s analogie en zijn levende systeem, tussen de muizenval en het bloedstollingssysteem, was echter dat de muizenval maar één essentiële deelfunctie bezit (het vangen van muizen) en het bloedstollingssysteem minstens drie (stolling, remming en afbraak). Immers, zonder stolling werkt het systeem totaal niet, zonder remming zal al het bloed zonder pardon gelijk stollen, en zonder afbraak zullen alle bloedvaten binnen korte tijd verstopt raken door onder andere interne bloedingen. De kritiek op de onherleidbaarheid van het bloedstollingssysteem is puur gericht geweest op de cascade, die simpelweg door opeenvolgende genduplicatie en gendivergentie ontstaan zou kunnen zijn, zonder te kijken naar dit probleem. Stolling, remming en afbraak zijn essentiele componenten, die niet gemist kunnen voor een zinnig bloedstollingssysteem, in welke vorm dan ook. Een goede analogie hiervoor is het feit dat er geen zinnige klok-systeem bestaat zonder aanwijzing (wijzers), energievoorziening (batterijen) en berekening (raderwerken). Mijn uitdaging voor jullie: verzin een voorloper van het bloedstollingssysteem die kan werken zonder remming of afbraak. PS: Met remming wordt bedoeld dat het systeem pas geinduceerd wordt als de werking ervan nodig is. Tim Spaan 07 Feb 2005 Ik heb een keer van horen en zeggen dat Junk DNA als het ware een soort reserve-informatie is. Zolang het geen nadelen opleverd wordt het niet weggeselecteerd maar omdat het geen essenti챘le functies vervuld kan het naar hartelust muteren. Klopt? Stel nu dat twee van de bloedstollingselementen al reeds in het genenpakhuis waren opgeslagen als Junk DNA. De derde komt er bij en ze ontdekken tot hun stomme verbazing dat ze een geweldig trio vormen en besluiten op tournee te gaan. Naar analogie van de klok; je vind op een dag zomaar de wijzers uit, de batterijen haal je uit je zaklamp en de raderwerken uit de versnellingsbak van je auto et voila... ??? MarX 07 Feb 2005 Ten eerste over het Junk DNA. Het is een misvatting dat pseudogenen een grote bron van genetische variatie kunnen vormen. Ongebruikte genen ondervinden namelijk geen selectie meer, zodat ze ongestraft kapot kunnen gaan. Omdat 99,9% van de mutaties schadelijk is, kunnen mutaties vrijwel nooit voor verbeteringen zorgen in een gen, tenzij op deze verbeteringen geselecteerd wordt. Een paar mutaties in een (ongeselecteerd) pseudogen maakt het dus al onbruikbaar voor de evolutie, waardoor pseudogenen binnen korte tijd geen nieuwe genetische variatie meer opleveren. Daarom is het onzin om te zeggen dat de genetische informatie die gedurende lange tijd is opgeslagen in Junk DNA nog voldoende werkzaam zal zijn om enige waarde te hebben. Als je de mutatiesnelheid van dergelijke genen op geologische, en dus evolutionaire tijdschaal neerzet, verdwijnen ze vrijwel gelijk nadat de selectie erop verdwenen is. Het tweede onderdeel van je argumentatie wordt ook wel het argument van co-optie genoemd. Eiwitten uit verschillende systemen worden bij elkaar gebracht en vormen toevallig een nieuw systeem. Het probleem hiervan is echter dat eiwitten een te grote inherente complexiteit hebben en slechts met een zeer specifiek substraat kunnen reageren. De onderdelen moeten zo precies op hun plaats vallen, dat een toevallige samenkomst van willekeurige eiwitten te verwerpen is. Bovendien gaat het bij het bloedstollingssysteem niet om enkele eiwitten, maar om deelsystemen van meerdere samenwerkende eiwitten die zeer specifiek afhankelijk van de andere deelsystemen zijn voor hun functionaliteit. Tim Spaan Ma 07 Feb 2005 Okee, maar dan voor alle duidelijkheid: Hoe goed weten we dat de drie elementen en hun samenstellingen alledrie tegelijk moeten zijn ontstaan en niet alledrie tegelijk bijeen kunnen zijn gebracht? (Vanuit... wel Junk DNA dan waarschijnlijk niet, maar functionele systemen wellicht?) MarX 07 Feb 2005 Door een groot toeval (of door gentransfer na differentiatie van een gencomplex in een ander organisme) zou je heel misschien nog kunnen verzinnen dat twee gencomplexen toevallig op elkaar aansluiten. Maar drie lijkt me te verwerpen... zie ook ---> nadarwin ; het bloedstolling systeem Waarom is de muizenval-analogie van Michael Behe misleidend en wetenschappelijk niet overtuigend? Auteur: Stefaan Blancke - Universiteit Gent, vakgroep wijsbegeerte en moraalwetenschap Inleiding: de muizenval, een model voor onherleidbare complexiteit Bij Michael Behe, één van de grondleggers van de Intelligent Designbeweging, staat het concept van een onherleidbaar complex systeem (“irreducible complex system”) centraal. Behe zelf definieert een onherleidbaar complex systeem als “een systeem dat samengesteld is uit diverse goed bij elkaar passende en samenwerkende delen die bijdragen aan de basisfunctie, en waarbij de verwijdering van een van de onderdelen leidt tot een falen van het systeem.” En hij vervolgt: “Een onherleidbaar complex systeem kan niet direct worden geproduceerd (dat wil zeggen als gevolg van een voortdurende verbetering van de aanvangsfunctie die middels hetzelfde mechanisme blijft werken) door kleine opeenvolgende wijzigingen van het voorgaande systeem, want elke voorloper van een onherleidbaar complex systeem waaraan een onderdeel ontbreekt, functioneert per definitie niet.”[1] Volgens Behe is de muizenval een treffend voorbeeld van een onherleidbaar complex systeem: Haalt u zich de eenvoudige muizenval eens voor de geest. De muizenval is bedoeld om de muis te vangen, zodat die niet vrij rond kan lopen en van uw brood eet, aan uw elektriciteitsdraden knaagt of kleine herinneringen aan zijn aanwezigheid achterlaat in de donkere hoeken van uw huis. De muizenval die wij thuis gebruiken bestaat uit een aantal onderdelen, namelijk: 1) een plankje [“platform”] als basis; 2) een metalen klem [“hammer”]; 3) een veer [“spring”]met uitstekende delen die tegen het hout en de klem drukken als de val dichtklapt; 4) een gevoelige pal [“catch”]die reageert zodra er een lichte druk wordt uitgeoefend; 5) een metalen haakje [ “a metal bar”] tussen de pal en het hout dat de klem tegenhoudt zolang de pal niet wordt beroerd. Het geheel wordt bij elkaar gehouden door speciale krammen [“staples”].[2] Dus zo ongeveer: Figuur 1: muizenval (John McDonald;http://udel.edu/~mcdonald/oldmousetrap.html; weergegeven met de toestemming van de auteur) De muizenval bestaat inderdaad uit “goed bij elkaar passende en samenwerkende delen die bijdragen aan de basisfunctie”. De verschillende onderdelen samen vormen een geheel dat in elkaar is gezet om muizen te vangen. Maar is een muizenval onherleidbaar complex? Zijn alle onderdelen werkelijk nodig om een efficiënte muizenval te hebben? Volgens Michael Behe is ze dat in ieder geval: Stel dat u op een rustig leesavondje plotseling getrappel hoort in de provisiekast. U pakt onmiddellijk uw muizenval. Helaas ontbreekt door een productiefout een van de bovengenoemde onderdelen van de val. Welk onderdeel kan worden gemist? Als het hout ontbreekt, is er niets waarop de andere delen kunnen worden bevestigd. Als de klem ontbreekt, kan de muis de rest van de avond een dansje uitvoeren op de houten basis zonder gevangen te worden. Als de veer ontbreekt, is er geen enkel verband tussen de klem en het hout – de knager zal ook dan ontsnappen. Als de pal of metalen haak tussen pal en hout ontbreekt, zal de klem op het hout neerdalen, zodra wij hem loslaten; als we de val in die hoedanigheid willen gebruiken, zullen we de muis eerst moeten vangen om hem vervolgens met de hand onder de klem te zetten.[3] Volgens Behe kan je ook in de natuur talloze voorbeelden van onherleidbare complexiteit terugvinden, vooral op het niveau van de cel. Het meest bekende is het bacteriële zweepstaartje (flagellum), maar Behe verwijst ook graag naar trilhaartjes, het bloedstollingproces, het menselijke immuunsysteem, enz. Wanneer hij beschrijft hoe complex deze fenomenen zijn, maken we op een aangename manier kennis met de recent ontdekte, wonderlijke werking van de cellen. De beschrijvingen moeten ons er echter van overtuigen dat de fenomenen inderdaad voorbeelden zijn van onherleidbare complexiteit. Hij wil ons laten geloven dat fenomenen zoals het zweepstaartje niet geleidelijk tot stand kunnen komen door evolutie via natuurlijke selectie. Volgens Behe stelt het zweepstaartje de traditionele, neodarwinistische wetenschap voor een ernstig probleem. Daarnaast meent Behe dat zijn voorbeelden van onherleidbare complexiteit slechts te verklaren zijn door de interventie van een superieure intelligentie. Voor dit alles staat de muizenval model, maar het is allerminst een goed model. Eerst zullen we zien dat Behe geen slechtere analogie had kunnen bedenken, en wel om twee redenen. Niet alleen loopt de vergelijking tussen een muizenval en een biochemisch systeem hopeloos mank, maar ook is de muizenval zelf geen voorbeeld van onherleidbare complexiteit. Ten tweede zullen we aantonen hoe Behes muizenvalargument slechts een moderne bewerking is van het uurwerkargument van William Paley – een verband dat Behe trouwens zelf erkent. Hieruit moet echter blijken dat Behes onherleidbare complexiteit, net zoals Paleys ontwerp (design), geen ernstig obstakel vormt voor de evolutietheorie. De muizenval en de cel: not two of a kind Reeds in zijn belangrijkste werk uit 1996, Darwin’s black box, vergelijkt Michael Behe de muizenval met biochemische processen en structuren op celniveau om het concept van onherleidbare complexiteit duidelijk te maken. Sinds die tijd hebben verschillende critici – wetenschappers en filosofen – aangetoond dat deze analogie geen steek houdt. Je kan een muizenval niet met een cel vergelijken omdat ze simpelweg op een aantal cruciale vlakken te veel van een cel verschilt (Perakh 2004). We bespreken er een drietal: 1. Complexe biochemische systemen zijn overbodig complex (“redundantly complex”): wanneer één onderdeel wegvalt, wordt zijn functie overgenomen door een ander onderdeel. Op die manier kan het systeem in zijn geheel blijven functioneren. Biochemische systemen beschikken dus vaak over een soort back-up. Muizenvallen hebben dat niet. Geen enkel ander onderdeel kan bijvoorbeeld de functie van de klem vervangen, indien die het om een of andere reden mocht begeven. (Shanks & Joplin 1999; Perakh 2004; zie Behe 2000a voor een reactie) 2. Muizenvallen planten zich niet voort. Ze hebben geen (voor)ouders en ook geen nakomelingen. Muizenvallen worden door mensen bedacht en zijn gebouwd aan de hand van een blauwdruk. Organismen echter planten zich voort aan de hand van het genetisch materiaal dat ze in zichzelf meedragen, het genoom. Dit genoom is geen blauwdruk, maar kan je best opvatten als een recept. In tegenstelling tot een blauwdruk, legt een recept niet elk detail van het organisme vast. Zo kan er bijvoorbeeld staan ‘maak haren’ zonder dat het recept precies bepaalt waar elk haar moet komen. Evenmin bepaalt één deel van het recept één welbepaald stukje van het eindresultaat, zoals bij een blauwdruk. Een cake bijvoorbeeld is het eindresultaat van alle ingrediënten samen. Wanneer dan die genetische ‘recepten’ bij de voortplanting zichzelf kopiëren, kunnen kleine veranderingen optreden zonder dat het eindresultaat in het gedrang komt. Wanneer die veranderingen voor een beter recept zorgen, kunnen ze bewaard en verder doorgegeven worden. Op die manier kunnen organismen van generatie op generatie geleidelijk evolueren (Young 2004; Perakh 2004). 3. Dat organismen geleidelijk zijn geëvolueerd, betekent echter niet dat alle onderdelen van een organisme steeds dezelfde functie hebben uitgeoefend. Vaak zijn organismen (en complexe biochemische systemen) opgebouwd uit onderdelen die ooit een andere functie hadden. Dit is onder meer het geval bij Behe’s favoriete voorbeeld, het bacteriële zweepstaartje (cf. Miller 1999; Musgrave 2004). De verandering van functie over de tijd is één van de belangrijkste factoren in de evolutie (Pennock 1999; Miller 1999; Gishlick 2004; Sarkar 2007; Sober 2008). Eisen dat alle onderdelen steeds dezelfde functie hebben vervuld, zoals Behe doet, is daarom absurd. Belangrijk is dat ze een functie hebben uitgeoefend en dat ze daarin beter waren dan de beschikbare alternatieven. Het is daarbij niet belangrijk welke functie. Het is niet omdat een zweepstaartje niet meer werkt wanneer je een onderdeel verwijdert, dat het daarom niet is geëvolueerd. Met minder onderdelen werkte het vroeger ook uitstekend, maar deed het gewoon iets anders. De onherleidbare complexiteit van een muizenval is dus niet te vergelijken met de onherleidbare complexiteit van een biochemisch systeem. Maar is een muizenval zelf eigenlijk onherleidbaar complex? Figuur 2: Een herleidbaar complexe muizenval (John McDonald; http://udel.edu/~mcdonald/oldmousetrap.html; weergegeven met de toestemming van de auteur) De herleidbare complexiteit van de muizenval Behes muizenval is niet alleen een slecht model voor complexe structuren als het zweepstaartje. Ze is eveneens een slecht voorbeeld van onherleidbare complexiteit. John H. McDonald, bioloog aan de universiteit van Delaware, toont dit aan door telkens een deeltje van de muizenval weg te nemen. Volgens Behes definitie van onherleidbare complexiteit zou de muizenval dan niet langer kunnen werken (Behe 1998; Behe 2001; Behe 2006; …). Maar of de muizenval nu uit zes, vijf, vier, drie of twee delen bestaat, ze kan nog steeds muizen vangen (zij het niet zo efficiënt als de oorspronkelijke versie). Zelfs een ééndelige muizenval is daartoe in staat: ontrol de twee uiteinden van de veer. Buig één einde naar omhoog en laat het andere daarop spannen. Wanneer de muis de val beroert, komt het bovenste einde los van het onderste. De muis zit klem (fig. 2) [4]. Met deze muizenvallen wil McDonald alleen aangeven dat “het feit dat iemand zich iets niet kan voorstellen, niet betekent dat het daarom onmogelijk is. Het zou bijvoorbeeld louter kunnen betekenen dat die persoon slechts een beperkte verbeeldingskracht heeft.”[5] Met andere woorden, de muizenval zegt meer over Michael Behe zelf (of althans over zijn gebrek aan verbeelding) dan over onherleidbare complexiteit. Daarbij schrijft McDonald expliciet dat deze muizenvallen “niet bedoeld zijn als een analogie voor de manier waarop evolutie werkt.”[6] Behe interpreteert zijn punt echter precies op die manier. Eerst beweert hij dat hij het volkomen eens is met McDonald: muizenvallen kunnen inderdaad uit minder stukken bestaan. Alleen, vervolgt Behe, vormen McDonalds muizenvallen geen geleidelijke tussenstappen in de evolutie naar een volbloed muizenval. Daarenboven grijpt een intelligente ontwerper – McDonald – bij elke stap in. De gereduceerde muizenvallen zijn dus geen geschikt voorbeeld van darwinistische evolutie (Behe 2000b). Op den duur wordt het bijna komisch hoe Behe erop blijft hameren dat een muizenval niet door evolutie, maar door intelligentie is ontstaan. Alsof iemand ooit iets anders heeft beweerd! Denk aan het onderscheid tussen blauwdruk en recept: het is voor iedereen wel duidelijk dat muizenvallen bedacht en gemaakt zijn door intelligente wezens. Mensen maken die, of zoals Behe het zelf schrijft: “De intelligentie die we bewonderen, is die van onszelf.”[7] En toch blijft Behe op die manier de muizenval gebruiken. In zijn recentste boek lezen we opnieuw dat “de muizenval immuun is tegen geleidelijke Darwinistisch geïnspireerde verklaringen.”[8] En wat dan nog? Om nu aan te tonen dat zelfs een muizenval geleidelijk tot stand kan komen (en zo tegemoet te komen aan Behes extra eis), bedenkt McDonald in 2002 een nieuwe reeks muizenvallen [9]. Deze keer werkt hij echter in omgekeerde richting. Hij vertrekt van een zeer primitieve muizenval met slechts een stukje ijzerdraad. Daarop verandert hij het systeem telkens een klein beetje tot de ijzerdraad uiteindelijk uitgegroeid is tot de muizenval die Behe onherleidbaar complex noemt. Maar onherleidbaar complex is de muizenval duidelijk niet: ze kán geleidelijk tot stand komen en steeds dezelfde functie vervullen. Behalve dat tonen McDonalds muizenvallen ook een essentieel element van evolutie aan: dat een primitieve muizenval beter is om muizen te vangen dan helemaal geen muizenval. Dat brengt ons bij het volgende punt. Het ontwerpargument: Michael Behe als de moderne William Paley Volgens Michael Behe kan de onherleidbare complexiteit van biochemische systemen niet door de evolutietheorie worden verklaard. Hij meent dat deze systemen daarom wijzen op de tussenkomst van een zekere intelligentie, een intelligent agent. Zoals de muizenval een muizenvalmaker vereist, vraagt het bacterieel zweepstaartje om een ‘zweepstaartjesmaker’. Door te spreken in termen van biochemische processen en onherleidbare complexiteit, geeft Behe de indruk dat hij een gloednieuw idee introduceert. Zijn argument is echter een moderne heruitgave van het klassieke ontwerpargument, dat ons het meest bekend is in de versie van William Paley (zie ook onder meer Miller 1999; Pennock 1999; Young 2004; Sarkar 2007; Sober 2008). In Natural Theology (1802) vergeleek de Britse aartsdeken William Paley de talloze complexe adaptaties in de natuur met een uurwerk. Net zoals de ingewikkelde mechaniek van een uurwerk wijst op het bestaan van een uurwerkmaker, wijst de functionele complexiteit (het ontwerp, design) van bijvoorbeeld het oog, op het bestaan van een ‘oogmaker’, God. Dat we longen hebben om te ademen, dat vogels vleugels hebben om te vliegen enz., kan slechts verklaard worden door – en is meteen het bewijs voor – het bestaan van de christelijke God. De filosoof David Hume had al in 1779 de tekortkomingen van dergelijke redeneringen aangetoond. Hij betoogde onder meer dat niemand ooit had gezien hoe een dier of een zintuig gemaakt wordt, in tegenstelling tot bijvoorbeeld een uurwerk. We kunnen dus niet zomaar parallellen trekken tussen organismen en voorwerpen. Hume kon echter geen alternatieve verklaring voor functionele complexiteit bedenken [10]. Slechts met de publicatie van Charles Darwins On the Origin of Species in 1859 beschikken we over een volwaardige, naturalistische verklaring voor het ogenschijnlijke ontwerp in de natuur. Sindsdien heeft de Ontwerper plaats moeten maken voor mutatie, selectie en accumulatie, kortom voor evolutie, als een verklaring voor functionele complexiteit (Dawkins 2006). In de moderne theologie is het ontwerpargument dood en begraven. Toch vindt Behe het vandaag zinvol om het uurwerk te vervangen door de muizenval en het oog door het zweepstaartje. Hoewel Behe meent dat Paley het niet altijd even goed aanpakte, is hij er toch van overtuigd dat Paleys redenering nog steeds overeind blijft. Hij vraagt: “Maar hoe werd Paley dan precies verworpen? Wie reageerde eigenlijk op zijn theorie? Hoe werd het horloge voortgebracht zonder een intelligente ontwerper?” En zonder blozen vervolgt hij: “Het is verbazingwekkend maar waar, dat het voornaamste argument van de in diskrediet gebrachte Paley nooit verworpen is. Darwin noch Dawkins, natuurwetenschap noch filosofie, niemand en niets heeft ooit verklaard hoe een onherleidbaar complex systeem zoals een horloge zonder ontwerper tot stand heeft kunnen komen.”[11] In On the origin of species schrijft Darwin over “organen van extreme perfectie en complexiteit”, zoals het oog, dat “als aangetoond kan worden dat er talrijke gradaties bestaan tussen een perfect en complex en een zeer onvolmaakt en eenvoudig oog, waarbij iedere gradatie nuttig is voor de bezitter; als verder het oog ook maar enigermate varieert, en de variaties erfelijk zijn, hetgeen zeker het geval is; en als een bepaalde variatie of modificatie van het orgaan ooit nuttig is voor een dier onder veranderende levensomstandigheden – dat dan de moeilijkheid om te geloven dat een perfect en complex oog door natuurlijke selectie gevormd zou kunnen worden, ondanks dat ze onoverkomelijk lijkt voor ons voorstellingsvermogen, nauwelijks meer als reëel kan worden beschouwd.” [12] Ondertussen heeft Darwin meer dan gelijk gekregen. Ogen evolueren en we hebben een behoorlijk goed idee van de manier waarop dat gebeurt (zie bv. Fernald 2000 & 2004) Ook de evolutie van het zweepstaartje kent steeds minder geheimen (Miller 2004; Musgrave 2004). Het is dus niet omdat Michael Behe zich niet kan voorstellen dat het zweepstaartje is geëvolueerd dat het daarom onmogelijk is. Besluit We hebben gezien dat Behes gebruik van de muizenval als een analogie voor onherleidbare complexiteit bijzonder misleidend is. Niet alleen loopt de vergelijking tussen een muizenval en biochemische processen spaak door een aantal essentiële verschillen. Ook blijkt de muizenval zelf niet zo onherleidbaar complex als Behe het voorstelt. Ten slotte hebben we aangetoond dat Behes argument slechts een moderne bewerking is van Paley’s uurwerkargument. Behes ‘onherleidbare complexiteit’ stelt dan ook geen probleem voor de evolutietheorie. Eindnoten 1. Behe 1997: 48. In de Engelstalige editie luidt deze passage: “a single system composed of several well-matched, interacting parts that contribute to the basic function, wherein the removal of any one of the parts causes the system to effectively cease functioning. An irreducibly complex system cannot be produced directly (that is, by continuously improving the initial function, which continues to work by the same mechanism) by slight, successive modifications of a precursor system, because any precursor to an irreducibly complex system that is missing a part is by definition nonfunctional.” (Behe 2006: 39). 2. Behe 1997: 52; Behe 2006: 42 3. Behe 1997: 53; Behe 2006: 42 4. http://udel.edu/~mcdonald/oldmousetrap.html 5. Ibidem: “the fact that one person can’t imagine something doesn’t mean it is impossible, it may just mean that the person has a limited imagination.” [mijn vertaling] 6. Ibidem: “they’re not intended as an analogy of how evolution works.”[mijn vertaling] 7. Behe 2000b: “But the intelligence we are admiring is our own.” [mijn vertaling] 8. Behe 2007, p. 120: “The mousetrap is resistant to gradual Darwinian-style explanations.” 9. http://udel.edu/~mcdonald/mousetrap.html 10. Hume, David: Dialogues concerning natural religion. Oxford University Press, 1998 (1779), Oxford. 11. Behe 1997: 248; Behe 2006: 213. 12. Darwin 2002 (1859): 186 Literatuur Behe, Michael J. (met een voorwoord van A. van den Beukel): Intelligent Design. De zwarte doos van Darwin. Ten Have, 1997, Baarn. Behe, Michael J.: Intelligent Design Theory as a tool for analyzing biochemical systems. In: Dembski, William A. (ed.): Mere creation. Science, faith and Intelligent Design. InterVarsity Press, 1998, Downers Grove, 177-194. Behe, Michael J.: Self-organization and irreducibly complex systems: a reply to Shanks and Joplin. Philosophy of Science, vol. 67, no. 1, 2000a, 155-162. Behe, Michael J.: A mousetrap defended: response to critics. 2000, http://www.arn.org/docs/behe/mb_mousetrapdefended.htm Behe, Michael J.: Molecular machines: experimental support for the design inference. In: Pennock, Robert T. (ed.): Intelligent Design Creationism and its critics. Philosophical, theological and scientific perspectives. MIT Press, 2001, Cambridge, 241256. Behe, Michael J.: Darwin’s black box. The biochemical challenge to evolution. Free Press, 2006, New York Behe, Michael J.: The edge of evolution. The search for the limits of Darwinism. Free Press, 2007, New York. Darwin, Charles: Over het ontstaan van soorten door middel van natuurlijke selectie, of het behoud van bevoordeelde rassen in de strijd om het leven. Nieuwezijds, 2002, Amsterdam. Dawkins, Richard: The blind watchmaker. Penguin Books, 2006 (1986), London. Fernald, Russell D.: Evolution of eyes. Current Opinion in Neurobiology, 10, 2000: 444-450. Fernald, Russell D.: Evolving eyes. In: Int. J. Dev. Biol. 48, 2004: 701-705. Gishlick, Alan D.: Evolutionary paths to irreducible systems: the avian flight apparatus. In: Young, Matt & Taner Edis (ed.): Why Intelligent Design fails. A scientific critique of the new creationism. Rutgers University Press, 2004, New Brunswick, New Jersey and London, 58-71. McDonald, John H.: A reducibly complex mousetrap. http://udel.edu/~mcdonald/oldmousetrap.html McDonald, John H.: A reducibly complex mousetrap. Versie 2002 http://udel.edu/~mcdonald/mousetrap.html Miller, Kenneth R.: Finding Darwin’s god. A scientist’s search for common ground between god and evolution. Harper Collins, 1999, New York Miller, Kenneth R.: The flagellum unspun. The collapse of “Irreducible Complexity”. In: Dembski, William A. & Michael Ruse (ed.): Debating design. From Darwin to DNA. Cambridge University Press, 2004, Cambridge, 81-97. Musgrave, Ian: The evolution of the bacterial flagellum. In: Young, Matt & Taner Edis (ed.): Why Intelligent Design fails. A scientific critique of the new creationism. Rutgers University Press, 2004, New Brunswick, New Jersey and London, 72-84. Pennock, Robert T.: Tower of Babel. The evidence against the new creationism. MIT Press, 1999, Cambridge, Massachusetts. Perack, Mark: Unintelligent Design. Prometheus Books, 2004, New York. Sarkar, Sahotra: Doubting Darwin? Creationist designs on evolution. Blackwell Publishing, 2007, Malden /Oxford/Carlton Shanks, Niall & Karl H. Joplin: Redundant Complexity: a critical analysis of Intelligent Design in biochemistry. Philosophy of Science, vol. 66, no. 2 (June 1999), 268-282. Sober, Eliott: Evidence and evolution. The logic behind the science. Cambridge University Press, 2008, Cambridge. Young, Matt: Grand designs and facile analogies. Exposing Behe’s mousetrap and Dembski’s arrow. In: Young, Matt & Taner Edis (ed.): Why Intelligent Design fails. A scientific critique of the new creationism. Rutgers University Press, 2004, New Brunswick, New Jersey and London, 20-31. Zie ook: Waarom houdt Behes onreduceerbare complexiteit geen steek? Waarom houdt Behes onreduceerbare complexiteit geen steek? Auteur: Douglas Theobald Inleiding 'Irreducible complexity' (of onherleidbare complexiteit) is een eenvoudig concept en wordt door Michael Behe aangevoerd als een argument pro intelligent ontwerp. Volgens Behe is een systeem onherleidbaar complex als het zijn functie verliest wanneer een (willekeurig) onderdeel verwijderd wordt. Dat wil dus zeggen dat elk onderdeeltje van een systeem absoluut noodzakelijk is voor het functioneren van het geheel. Behe denkt dat onherleidbaar complexe systemen niet kunnen evolueren via directe, graduele evolutionaire mechanismen. Nochtans kunnen gewone genetische processen gemakkelijk zulke systemen produceren. Bijna een eeuw geleden, werden deze exacte systemen voorspeld, beschreven en verklaard door de geneticus en Nobelprijs winnaar H.J. Muller met gebruik van evolutionaire theorie. Dus, zoals verder uitgelegd, zijn zogenaamde onherleidbaar complexe structuren in feite evolueerbaar en reduceerbaar. Behe gaf het concept een slechte naam. Behes manke argument Behe stelt dat onherleidbaar complexe systemen niet kunnen ontstaan door graduele evolutie. Waarom niet? Zijn redenering gaat als volgt: 1. Directe, graduele evolutie verloopt enkel via stapsgewijze additie van onderdelen. 2. Een onherleidbaar complex systeem zonder een bepaald onderdeel is, per definitie, niet functioneel. 3. Daarom moeten alle directe graduele evolutionaire voorlopers van een onherleidbaar complex systeem disfunctioneel zijn. Natuurlijk is dat argument foutief omdat de eerste premisse fout is: graduele evolutie kan veel meer doen dan enkel onderdelen bijvoegen. Evolutie kan ook onderdelen veranderen of verwijderen. Daarentegen, als Behe de evolutie van een systeem of structuur bekijkt, probeert hij het te herleiden naar iets meer basisch door enkel onderdelen er af te splitsen (de additie van onderdelen omkeren). Daarom kan onreduceerbare complexiteit ons niets bruikbaars vertellen over hoe een structuur al dan niet evolueerde. De Mulleriaanse twee-stap Nu we Behe’s fout hebben blootgelegd, hebben we meteen het beschamend gemakkelijke antwoord op zijn raadsel. Slechts 2 stappen zijn nodig om gradueel een onherleidbaar complex systeem te evolueren uit een functionele voorloper: 1. Voeg een onderdeel toe. 2. Maak het noodzakelijk. Zo simpel is het. Na deze 2 stappen zal het verwijderen van het onderdeel het functioneren van het systeem teniet doen (dus het is onherleidbaar complex), maar het systeem is toch direct en gradueel ontstaan uit een simpeler en functionele voorloper. En dit is nu net hetgeen Behe onmogelijk acht. Als een wetenschappelijke verklaring is de Mulleriaanse twee-stap zeer algemeen en krachtig, sinds het onafhankelijk is van de biologische kenmerken van het systeem in kwestie. Voorwaar, beide stappen kunnen simultaan gebeuren, in een enkele gebeurtenis, zelfs een enkele mutatie. De functie van het systeem kan constant blijven gedurende dit proces of ze kan veranderen. De stappen kunnen functioneel voordelig zijn (adaptief) of niet (neutraal). We hoeven zelfs geen beroep te doen op natuurlijke selectie in het proces – genetische drift of neutrale evolutie volstaat. Het aantal mogelijke manieren om een onderdeel aan een biologische structuur toe te voegen is praktisch ongelimiteerd, net als het aantal manieren om een systeem te veranderen zodat het onderdeel functioneel noodzakelijk wordt. Gewone, ordinaire genetische processen kunnen gemakkelijk beide processen bewerkstelligen. Voorbeeld 1: de stenen brug Een stenen brug geeft een goede illustratie van de Mulleriaanse twee-stap. Beschouw een ruwe ‘precursor’ brug gemaakt van drie stenen (Fig 1). Je kan van begin tot eind over de 3 stenen wandelen, dus de brug overspant een gebied en is derhalve functioneel. Als eerste stap van de Mulleriaanse twee-stap voegen we een onderdeel toe: een platte steen bovenop alle drie de onderste stenen (Fig 2). Of dit nu de functionaliteit van de brug verbetert of niet is irrelevant – dit kan of niet, de brug werkt nog steeds en niet slechter dan daarvoor. In de tweede stap van de Mulleriaanse twee-stap verwijderen we de middelste onderste steen (Fig 3). Voila, we hebben nu een onherleidbaar complexe brug, vermits de laatste stap de platte steen (het toegevoegde onderdeel) noodzakelijk heeft gemaakt voor het functioneren van de brug. Het is nu onmogelijk 1 van de stenen te verwijderen zonder de functie van de brug teniet te doen Fig. 1: de precursor brug met drie stenen Fig. 2: stap 1, een onderdeel bijvoegen (de platte steen) Fig. 3: stap 2, het onderdeel noodzakelijk maken. We hebben nu een functionele, onherleidbaar complexe brug. Voorbeeld 2: hoe pentachlorofenol te eten Beter dan een abstract voorbeeld, is er eentje uit de praktijk. Pentachlorofenol (PCP) is een heel toxische chemische stof, voor zover bekend niet natuurlijk voorkomend, dat gebruikt wordt als beschermingsmiddel voor hout sinds de jaren dertig van vorige eeuw. Men erkend het nu als een gevaarlijke vervuilende stof die opgeruimd moet worden. Maar hoe? Evolutie helpt een handje. Enkele bodem bacteriën kunnen PCP afbreken en zelfs 'opeten' (gebruiken). En, handig voor dit relaas, ze doen het op een onherleidbaar complexe manier. De best bekende van deze bacteriën is Sphingomonas chlorophenolica. De PCP molecule is een ring van zes koolstof atomen met vijf chloor atomen en één hydroxyl (OH) groep eraan vast. Chloor en de ring structuur vormen beide een probleem voor bacteriën, chloor omdat het geen natuurlijk verbinding is en er dus weinig of geen enzymen geëvolueerd zijn om ermee om te gaan en de ring structuur omdat het een erg stevige verbinding is die niet gemakkelijk te verbreken valt. S. chlorophenolica gebruikt 3 opeenvolgende enzymen om PCP af te breken: het eerste vervangt 1 chloor met OH. De resulterende verbinding is toxisch, maar niet zo erg als PCP. Het tweede enzym kan op deze verbinding inwerken en in successie 2 chloor atomen vervangen door waterstof atomen. Het resultaat is nog steeds giftig, maar weerom een stuk gemakkelijker om mee te werken en het derde enzym kan uiteindelijk de ring open breken. Op dit punt is wat er over is van PCP goed op weg om voedsel te worden voor de bacterie. Alle drie de enzymen zijn vereist in het zonet beschreven stappenplan, dus we hebben onreduceerbare complexiteit? Hoe kan dit onherleidbaar complexe systeem geëvolueerd zijn? Eerstens, bacteriën van dit type konden reeds enkele mildere chlorofenolen die natuurlijk in kleine hoeveelheden voorkomen metaboliseren. Het eerste en derde enzym worden hiervoor gebruikt. De cel produceert dus deze enzymen als er chlorofenolen aanwezig zijn. Het tweede enzym (PcpC) is het interessantste; de cel produceert het continu in voldoende mate om effectief te zijn ipv enkel wanneer het nodig is (d.i. aanwezigheid van substraat). Vanwege deze ongewone situatie is er telkens zowiezo PcpC beschikbaar als er PCP te verwerken valt. De inefficiënte regulatie van PcpC is klaarblijkelijk de sleutel tot het hele proces. Voor zover biologen kunnen zien, is een recente mutatie dat de productie van dit enzym veranderde wat de PCP degradatie mogelijk heeft gemaakt voor de bacteriën (dit is de ‘voeg toe en maak noodzakelijk stap’). Het is ook zo dat PcpC en het eerste enzym in de keten nu lichtjes geoptimaliseerd zijn om met PCP om te gaan; ze verwerken het beter dan de corresponderende enzymen in stammen van S. chlorophenolica die PcpC enkel in de normale rol gebruiken (geen continu productie), maar zeker nog niet zo goed als men zou verwachten voor een oud en goed aangepast systeem. Deze factoren, samen met het feit dat PCP voor zover we weten niet natuurlijk voorkomt, maken een sterke omstandige case dat dit systeem zeer recent is geëvolueerd. De chemie en waarschijnlijke evolutie van dit systeem worden in veel groter detail uitgelegd in Shelly Copley’s artikel “Evolution of a metabolic pathway for degradation of a toxic xenobiotic: the patchwork approach” in Trends in Biochemical Sciences. Vertaler: Michael Aelbrecht
