Marko Grönroos » Artikkeleita » Evoluutio » Evoluutio - kriittinen analyysi - kriittinen analyysi » Luku 17

Evoluutio - (kriittinen analyysi) 2

Marko Grönroos (magi@iki.fi), 2000

Osa VII: Rajanylityksiä

Luku 17. Elämän tulkinta luomisen näkökulmasta

Alla huomioita joistain luvun 17 pääväitteistä.

17.2. Perusryhmät luotuina yksikköinä (s. 284)

Kirjoittajat toteavat perusryhmistä seuraavaa:

''Toisiaan lähelläkään olevien perusryhmien kesken ei ole koskaan havaittu selvää risteymää.'' (s. 284)

Virkistäkäämme kuitenkin muistiamme tämän kirjan keskeisimmän kreationistisen käsitteen määritelmästä:

''Kaikki yksilöt, jotka joko suoraan tai epäsuorasti ovat risteytyksen kautta sidoksissa toisiinsa kuuluvat samaan perusryhmään.'' (s. 34, korostus kirjoittajien)

Tämä on eräs kauneimmista koskaan näkemistäni kehäpäätelmistä.


17.3.1. Lajiutuminen johtaa muuntelukyvyn vähenemiseen (s. 285-286)

Scherer kertoo, että lajiutumisessa geneettinen monimuotoisuus vähenee, joten evoluutioteoria vaatii jatkuvaa monimuotoisuuden kasvua, jotta lajiutumista voisi tapahtua toistuvasti. Minusta tuntuisi että tämä pitää paikkaansa yleisellä tasolla. Monimuotoisuus voi kuitenkin säilyä resessiivisissä alleeleissa varsin hyvin lajiutumisen jälkeenkin.

Scherer mainitsee kuitenkin (s. 286):

''...geneettinen monimuotoisuus täytyy lajiutumisen jälkeen synnyttää aina uudestaan muiden evoluutioprosessien (mutaatiot) kautta. Empiirisesti ei voida kuitenkaan selittää miten evoluutioprosessin kautta kadonneet alleelit voisivat korvautua uusilla. Teoreettisiakaan malleja ei asialle ole olemassa (III.5.2; IV.7.4).'' (s. 286)
Väite on täysin järjetön. Lainauksen kaksi ensimmäistä lausetta ovat suoraan ristiriidassa toistensa kanssa. Kirjassa on monessa paikassa kuvattu miten uusia alleeleja ja siten myös geneettistä monimuotoisuutta syntyy mutaatioiden vaikutuksesta:

''Geenivarasto yhdistää populaation tai lajin kaikki geenit ja alleelit (saman geenin eri muodot). Se rikastuu mutaatioiden ilmestyessä.'' (s. 49, lihavoinnit kirjoittajien omia)
Eli ''puuttuva teoreettinen malli'' esitettiin kirjassakin.

Scherer käyttää tätä väitettä todisteena mikroevolutiiviselle lajiutumiselle perusryhmien polyvalenteista kantamuodoista. Jos geneettinen monimuotoisuus ei voi kasvaa (esitetty virheellinen premissi), on sen aiemmin oltava ollut nykyistä suurempi (virheellinen johtopäätös).


17.3.4. Räjähtävä lajiutuminen (s. 290-291)

Tässä kohdassa käsitellään todisteita evoluution hämmästyttävästä nopeudesta. On varsin hämmästyttävää, että luomisoppi vaatii erittäin nopeaa evoluutiota. Hienoa.

Luvussa on kuitenkin tehty kohtalokas tulkintavirhe liittyen myöhempiä argumentteja tukevaan sivuväitteeseen.

Viktoriajärven kirjoahventen nopea lajiutuminen

Huomataan ensin kohta:
''Itä-Afrikkalaisessa Viktoriajärvessä on yli 300 kirjoahvenlajia... Joitakin vuosia sitten voitiin molekyylibiologisin menetelmin osoittaa, että kaikki Viktoriajärven lajit [...] polveutuvat yhdestä kantapopulaatiosta. Tämä tarkoittaa, että kyseisten lajien [...] on täytynyt kehittyä tässä järvessä. Viimeiset geologiset tulokset osoittavat, että [...] Viktoriajärvi kuivui hyvin suurella todennäköisyydella 12000 vuotta sitten kokonaan. Tämä edustaa järven kirjoahventen korkeinta mahdollista ikää. Niiden geneettinen samanlaisuus sopii tähän ikäarvioon. ''(korostus omani)
Tässä kohdassa ei vielä ole mitään ongelmaa, kyseessähän on erittäin hyvä esimerkki evoluution nopeudesta sopivissa olosuhteissa. Viktoriajärveä tuskin on turhaan kutsuttu ''Darwinin unelmalammeksi.''

Huomautettakoon, että Axel Meyerin et al (1990) tutkimuksessa selvitettiin lajien geneettistä samanlaisuutta ja saatiin arvioksi korkeintaan 200,000 vuotta, johon 12,400 vuotta periaatteessa sopii.

Mutta asiaan:
Taulukko 1. Meyerin artikkelissaan (1990) luetteloimat geneettiset erot Viktoriajärven kirjoahvenlajien välillä sytokromi-B:n sekvenssissä. Emäkset ovat 15:sta eri paikasta 803:n emäsparin sekvenssistä. Piste tarkoittaa samaa emästä kuin ylimmällä rivillä; lajeilla 5 ja 6 on kaksi eri muotoa.
Laji Emäs
1 TGGTGCCATCACCGG
2 ....A....T..T..
3 ...C......T.T..
4 ....C.....C.T..
5 ..A.......C.T.A
 A        A    
6 ............T..
   C T         
7 .........T..T..
8 ..A.......C.T..
9 ......TG....T..
10 ............T..
11 ............T..
12 ..A.........T..
13 ........CT.TTA.
14 C...........T..

''Viktoriajärven kirjoahvenet ovat siten merkittävä esimerkki morfologisesta erikoistumisesta ilman että samanaikaisesti olisi tapahtunut molekyylievoluutiota.''
Tässä on nyt havaittavissa melkoinen mielenkiintoisuus kun vertaamme sitä Meyerin artikkelin loppuun, josta Scherer on ottanut tekstin nähtävästi melko suoraan:
''The establishment of the monophyly of this species flock draws attention to the remarkable speed of the morphological diversification in Lake Victoria without an acceleration of molecular evolution.''(Meyer et al 1990, korostus omani)
Vaikuttaisi että Scherer olisi tulkinnut ilmaisun ''without an acceleration of'' tarkoittavan ilman. Tämä ei kuitenkaan ole oikea tulkinta - ilman oltaisiin voitu ilmaista ilman kolmea ylimääräistä sanaa. Ylimääräisten sanojen merkitys selviää samalta sivulta:
''The results give no reason to suppose that the rates of mtDNA evolution are uneven or accelerated among East African cichlid fishes.''(Meyer et al 1990)

Meyer siten tarkoitti, että morfologinen monimuotoisuus oli kasvanut ilman että molekyylievoluution olisi ollut tarpeen tapahtua tavallista nopeammin. ''Tavallista vauhtia'' ei tarkoita samaa kuin ''ei lainkaan''.

Scherer on siten tehnyt tekstistä pahan väärintulkinnan.

Virhe ei kuitenkaan aivan täysin mitätöi kirjoahventen tapauksen käyttöä myöhemmissä päätelmissä, sillä geneettinen monimuotoisuus on joka tapauksessa alhainen ja kantamuodon monimuotoisuuden olisi oltava ollut nykyistä suurempi. Esimerkki ei kuitenkaan ole enää täysin puhdas.

Yleisiä huomioita
Kannattaa tietysti huomata, että lyhyen luomisnäkemyksen omaavien kreationistien mukaan maapalloa ei edes olisi ollut 12,400 vuotta sitten ja tulvakin yleensä ajoitetaan n. 6000 vuotta sitten tapahtuneeksi, joten miten tämä ''räjähdysmäinen evoluutio'' millään lailla todistaisi heidän näkökulmastaan? Ai niin, radiohiileen perustuvat ajoitusmenetelmät eivät pitäneet paikkaansa. Kreationistien kaksimielinen valikoivuus ''hyvien'' tutkimusten suhteen on todella omaa luokkaansa. Jos aikamäärä on selvästi liian pitkä, selitetään kyseessä olevan eri perusryhmät, jolloin tutkimus on virheellinen. Jos aikamäärä on selvästi lyhyt, selitetään kyseessä olevan sama perusryhmä, jolloin tutkimus on aito.

Eli voisivatko kreationistit kertoa miksi todisteet kirjoahventen monofyleettisestä perimästä hyväksytään, mutta muissa tapauksissa vastaavia todisteita ei hyväksytä, vaan lajit ryhmitellään eri perusryhmiin?

Lähdeviitteet:

Johnson, T. C., C. A. Scholz, M. R. Talbot, K. Kelts, R. D. Ricketts, G., Ngobi, K. Beuning, I. Ssemmanda, and J. W. McGill.; 1996. Late Pleistocene dessication of Lake Victoria and rapid evolution of cichlid fishes. Science 273:1091-1093.

Meyer, et. al., 1990, Monophyletic origin of Lake Victoria cichlid fishes suggested by mitochondrial DNA sequences, Nature 347: 550-553


17.5.3. Limittäin olevat geenit (s. 298-300)

Limittäin olevia geenejä on kreationistisissa teksteissä usein esitetty todisteena "redusoitumattomasta kompleksisuudesta", jollaista ei olisi voinut syntyä evoluution myötä.

Scherer kirjoittaa:

''Miksi limittäiset geenit ovat harvinaisia? Ne vähentävät epäilemättä kyseisen geenin mutaatioiden sietokykyä (ne muuttavat samalla kertaa kahta aivan erilaista proteiinia) ja tekevät koko eliön epästabiiliksi.''

Näin se evoluutioteorian kannalta luonnollisesti on. Eli limittäisyyttä saattaa esiintyä, erityisesti pienillä bakteereilla joille siitä on erityisesti etua, mutta voimakas limittäisyys on poikkeuksellista.

Mutta miksi ne ovat harvinaisia luomisopin tulkinnan valossa? Miksi niiden harvinaisuus on evoluutiotulkinnan kannalta ymmärrettävää, mutta ei luomisopin?

''Miksi niitä yleensäkään on olemassa? Voisimme kohdan VII.17.5.1 ajatuksen mukaisesti olettaa, että tässä on kysymys nerokkaasta suunnittelusta: vertaansa vaille oleva informaation tallennustiheys, joka eliön eloonjäämisen kannalta ei ole ollenkaan välttämätöntä (vaikka sillä onkin funktio). Onko tämä Luojan suunnittelusignaali?''

Jos kyse on nerokkaasta suunnittelusta, miksi sitä ei esiinny yleisemmin? Eikö nerokas suunnittelija olisi voinut suunnitella kaikki geenit äärimmilleen limittäisesti pakattuina? Sellainen todella olisi ihmettelyn aihe. Ilmiön harvinaisuus ja ilmenemistapausten luonne viittaavatkin voimakkaasti "kehityssignaaliin".

Limittäisten geenien syntyä on tutkittu muun muassa simuloimalla geneettisillä algoritmeilla. Esimerkiksi Soule ja Ball (2001) ovat kehittäneet geneettisen algoritmin, joka käyttää useampikertaisia lukukehyksiä. Kun biologisessa kromosomissa yhtä aminohappoa koodaa kolme emäsparia, on kehyksen pituus tässä geneettisessä algoritmissa viisi binäärilukua (nollia ja ykkösiä). Viidestä binääriluvusta saadaan 25 = 64 kombinaatiota, aivan kuten kolmesta emäsparistakin 43 = 64. Lukusarja 11111 toimii "alku"-koodonina ja 00000 "lopetus"-koodonina. Koska alku- ja lopetus-koodonit voivat sijaita missä tahansa paikkaa genomia, on kunkin geenin pituus vaihteleva.

Aluksi suurin osa genomin biteistä ei koodaa mitään geeniä, koska satunnaisessa alkugenomissa on suhteellisen vähän alku- ja lopetus-koodonipareja. Sukupolvien myötä genomin pituus yleensä kasvaa nopeasti, kun eri lukukehyksissä syntyy erimittaisia geenejä.

Soule ja Ball ovat käyttäneet geneettistä algoritmiaan numeeristen funktio-optimointitehtävien ratkaisemiseen. Yhdessä ajossa geneettinen algoritmi pakkasi 625 bittiä 250 bitin mittaiseen kromosomiin. Itse asiassa algoritmin huomattiin suosivan geneettistä limittäisyyttä vahvasti ja se jopa päihitti tavanomaisen algoritmin joka ei limittäisyyttä käyttänyt.

Tässä algoritmissa kehyksiä syntyy enemmän kuin luonnossa koska sillä halutaan nimenomaan tutkia niiden evoluutiota ja lomittaisilla geeneillä saavutettava etu on suuri suhteessa vaikeutuneeseen evolvoitavuuteen. Luonnossa itse kromosomien pituus voi myös kasvaa, jolloin lomittaisuuteen ei ole niin suurta tarvetta.

Kehysten evoluutioon vaikuttanee paljon se, kuinka paljon redundanssia geneettinen koodi sisältää; hyvin tiukkaa koodia on vaikea pakata lomittain. Tässä geneettisessä algoritmissa käytetyssä koodauksessa sitä oli jonkin verran. On arvioitu, että erilaisia mahdollisia (toimivia tai toimimattomia) proteiinikonfiguraatioita olisi luokkaa 100 miljardia. Jos keskivertoproteiinia koodaa 1000 emäsparia, eli kombinaatioita on noin 10600, löytyy jokaisella konfiguraatiolle 10600 / 1011 = 10589 eri koodausta. Tämä merkitsee melkoista määrää redundanssia biologisessa koodauksessa.

Huomaa, että tässäkin tapauksessa geneettisen algoritmin "edistynyt ohjelmointi" on vain luonnossa itsestään tapahtuvan asian jäljittelyä. Kun on kyse molekyyliketjuista, voivat transskriptioproteiinit lukea niitä luonnostaan eri kehyksissä ja ongelmana onkin eri lukutapojen estäminen, kun taas geneettisissä algoritmeissa moninkertaisten lukukehysten simulointiin täytyy panostaa erikseen.

Lähdeviitteet:

Marczyk, Adam. (2004) Genetic Algorithms and Evolutionary Computation. TalkOrigins.org. Julkaistu osoitteessa http://www.talkorigins.org/faqs/genalg/genalg.html.

Soule, Terrence ja Amy Ball. "A genetic algorithm with multiple reading frames." Kirjassa GECCO-2001: Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference, Lee Spector and Eric Goodman (eds). Morgan Kaufmann, 2001. Saatavilla osoitteesta http://www.cs.uidaho.edu/~tsoule/research/papers.html.

Last modified: Thu Jul 8 23:45:39 EEST 2004