Identiteti kimik i çdo organizmi të gjallë përcaktohet nga sekuenca e çifteve të bazave në ADN-në e atij organizmi. Teoria e evolucionit thotë se speciet evoluojnë me kalimin e kohës dhe ADN-ja e tyre ndryshon së bashku me këtë zhvillim. Ngjarje të ndryshme mund të çojnë në ndryshime të ADN-së. Për shembull, akumulimi i ngadaltë i mutacioneve, gabimet masive të kopjimit ose depërtimi i sekuencave të acideve nukleike virale. Por një gjë mund të thuhet me besim - sa më shumë kohë të ketë kaluar që kur ka jetuar paraardhësi i përbashkët i dy specieve, aq më e gjatë është periudha gjatë së cilës kanë ndodhur këto ndryshime dhe, për rrjedhojë, aq më të ndryshme janë sekuencat e ADN-së të këtyre dy specieve.
Ka disa pika për t'u theksuar në lidhje me këtë deklaratë. Së pari, duke numëruar ndryshimet midis sekuencave të ADN-së, ne mund të ndërtojmë një pemë familjare të të gjithë organizmave të gjallë. Për shembull, njerëzit dhe shimpanzetë ndajnë 98% të ADN-së së tyre. Kjo do të thotë se paraardhësi ynë i përbashkët ka jetuar shumë kohët e fundit. Në të njëjtën kohë, tek njerëzit dhe bretkosat pjesa që përputhet me ADN-në është shumë më e vogël, prandaj dega jonë u nda nga dega e zënë nga amfibët shumë më herët. Teoria e evolucionit parashikon që pema familjare e ndërtuar në këtë mënyrë duhet të jetë e ngjashme me pemën e ndërtuar në shekullin e kaluar bazuar në studimin e fosileve. Sipas mendimit tim, rastësia e dy pemëve familjare është një nga provat më bindëse për evolucionin. Gjithashtu tregon se teoria e evolucionit mund të testohet (siç thuhet në hyrje, kjo është një nga kërkesat më të rëndësishme të çdo teorie shkencore), sepse mund Rezulton se njerëzit janë gjenetikisht më afër bretkosave sesa shimpanzeve.
Metoda e orës molekulare përdor të dhënat e ADN-së në një mënyrë më themelore. Nëse ndryshimet e ADN-së ndodhin me një ritëm mesatar - nëse ora molekulare troket në mënyrë të barabartë - atëherë duke numëruar numrin e çifteve të ndryshme të bazave në sekuencat e dy specieve, ne mund të marrim një ide për jetëgjatësinë e paraardhësit të tyre të fundit të përbashkët. Nëse shkalla e ndryshimit të ADN-së është konstante, analiza e ADN-së moderne mund të na tregojë për shkallët kohore në faza të ndryshme të zhvillimit të pemës familjare.
Në vitet 1980, kur koncepti i një ore molekulare u propozua për herë të parë, studiuesit pritej të dëgjonin se ndryshimet në të gjithë ADN-në ndodhin me të njëjtin ritëm - që të gjitha orët shënojnë në të njëjtin interval. Megjithatë, rezulton se ka shumë orë të ndryshme molekulare, dhe të gjitha ato lëvizin me shpejtësi të ndryshme. Për shembull, çiftet e bazave në sekuencën e një gjeni të rëndësishëm nuk mund të ndryshojnë shumë pa dëmtuar organizmin në tërësi, kështu që ora që tregon kohën për çiftet e bazave në këto gjene funksionon relativisht ngadalë. Nga ana tjetër, shumica e segmenteve të ADN-së nuk ndikojnë në kiminë e trupit, kështu që ora mund të funksionojë më shpejt për këto segmente.
Ndoshta gjëja më tërheqëse në lidhje me metodën e orës molekulare është perspektiva e zbatimit të saj në evolucionin e fundit njerëzor. Për të kuptuar më mirë të gjitha këto, duhet të dini se brenda çdo qelize të organizmave shumë të zhvilluar ka organele të vogla - mitokondri. Karburanti i qelizës digjet në to - domethënë, kryhet funksioni më i rëndësishëm metabolik. Besohet se mitokondria fillimisht ka hyrë në qeliza më komplekse miliona vjet më parë përmes procesit të simbiozës. Dy qeliza që evoluan në mënyrë të pavarur zbuluan se do të përfitonin nga një partneritet në të cilin njëra qelizë jetonte brenda tjetrës. Fakti që mitokondri përmban ADN-në e tij të vogël në formë laku (ka 26 gjene në ADN-në mitokondriale njerëzore) sugjeron që kjo ngjarje ka ndodhur shumë kohë më parë.
Spermatozoidet nuk kanë mitokondri, kështu që e gjithë ADN-ja mitokondriale në trupin tuaj vjen nga veza e nënës suaj. Me fjalë të tjera, ADN-ja mitokondriale kalon përmes linjës së nënës. Është vërtetuar se ora molekulare e ADN-së mitokondriale troket pothuajse 10 herë më shpejt se ora e ADN-së që gjendet në bërthamën e qelizës. Prandaj, ADN-ja mitokondriale u zgjodh për analizë - në fund të fundit, gjatë një periudhe të caktuar kohore, do të ndodhin dukshëm më shumë ndryshime në të sesa në ADN bërthamore.
ADN-ja mitokondriale së pari tërhoqi vëmendjen e gjerë pasi një grup studiuesish amerikanë morën ADN mitokondriale nga 147 përfaqësues të racave të ndryshme nga pjesë të ndryshme të botës në vitin 1987 dhe përcaktuan numrin e mutacioneve që i dallonin ata. Sipas rezultateve të analizës së parë, dukej se të gjithë njerëzit modernë e gjurmojnë prejardhjen e tyre tek e njëjta grua që jetoi në Afrikë rreth 200,000 vjet më parë. Kjo grua u quajt menjëherë Eva (ose, për të qenë më shkencore, Eva Mitokondriale) dhe madje u vendos në kopertinën e një reviste të madhe socio-politike.
Fatkeqësisht, ky rezultat mahnitës nuk i qëndroi provës së analizave më të plota dhe shkencëtarët nuk e mbajnë mend më Evën (ajo ra viktimë e një analize kritike të ADN-së të bërë nga një program kompjuterik). Sipas tendencave më të fundit shkencore, provat e ADN-së tregojnë se të gjithë njerëzit modernë e kanë prejardhjen nga një popullsi mjaft e vogël - rreth 5-10 mijë njerëz - që kanë jetuar në Afrikë 100-200 mijë vjet më parë.
Debati midis seleksionistëve dhe neutralistëve ndoshta mund të quhet një konflikt i brendshëm brenda komunitetit evolucionist, por ai ka një aspekt që është i rëndësishëm për teorinë evolucionare dhe kreacionizmin: çështja e orës evolucionare molekulare. Edhe përpara teorisë së neutralizmit, sugjerohej se ndryshimet në ADN mund të ndodhin me një ritëm pak a shumë konstant. Kështu, divergjenca e proteinave të prodhuara nga ADN-ja duhet të pasqyrojë shkallën e ndryshimit evolucionar me kalimin e kohës 11 . Janë vënë re disa shembuj ku dallimet e proteinave midis organizmave janë në përputhje në natyrë me marrëdhëniet e tyre evolucionare të hipotezuara.
Ora evolucionare molekulare bazohet në supozimin se molekulat e mëdha (biopolimerët) ndryshojnë vazhdimisht. Rrjedhimisht, sa më të mprehta të jenë dallimet e vërejtura, aq më shumë kohë ka kaluar nga divergjenca nga paraardhësi i përbashkët evolucionar. Tabela 8.1 (kolona A) tregon ndryshimin në përqindje të aminoacideve në enzimën e përhapur citokrom c. Kjo enzimë është e përfshirë në transportin e elektroneve kur energjia kimike lirohet në qelizë. Është e lehtë të vërehet se ndryshimi bëhet gjithnjë e më i madh ndërsa kalojmë nga njerëzit në forma më të thjeshta dhe për rrjedhojë më të lashta sipas teorisë evolucionare. Kolona B tregon uniformitetin e treguesit, duke treguar dallimet midis organizmave të tjerë dhe qelizave të majave, dhe ato konsiderohen shumë të lashta. Kjo konsistencë është interpretuar si dëshmi në favor të një ore të vetme molekulare, nga e cila koha që nga divergjenca mund të përcaktohet bazuar në dallimet molekulare. Përkrahësit e kësaj teorie e konsiderojnë citokromin një nga përcaktuesit më të mirë. Tekstet e biologjisë dhe teorisë evolucionare përdorin orët molekulare për të mbështetur teorinë e përgjithshme të evolucionit. Megjithatë, këto të dhëna nuk tregojnë domosdoshmërisht evolucionin. Ato mund të përfaqësojnë faktorë biologjikë të lidhur me shkallën e kompleksitetit të organizmave të ndryshëm.
Hipoteza e orës molekulare përballet me një sërë pyetjesh. Studiuesit janë të pasigurt në lidhje me efektet e mutacioneve neutrale që janë më të rëndësishme për orën molekulare. Nëse ndryshimet nuk janë neutrale ose vetëm relativisht neutrale, atëherë ora molekulare mbetet pa bazë teorike. Ndryshimet e kontrolluara nga seleksionimi natyror nuk mund të shërbejnë si orë. Ato do të pasqyrojnë ndikimin e mjedisit, jo të kohës. Evolucionistët kanë ngritur një sërë pyetjesh të tjera në lidhje me orët molekulare, shumë prej të cilave u ngritën gjatë debatit midis seleksionistëve dhe neutralistëve më miqësorë ndaj orës.
Studimet e enzimës citokrom c në organizma të ndryshëm japin rezultate në përputhje me konceptin e orës molekulare, por studime të tjera që lidhen me shkallët e ndryshimit mund të japin rezultate krejtësisht të ndryshme 12 . Enzima superoksid dismutaza, e cila redukton toksicitetin e oksigjenit në shumicën e organizmave të gjallë, dihet se bën që ora molekulare të funksionojë në mënyrë të parregullt 13. Bazuar në rezultatet e marra nga studiuesit, këto orë për majmunët dhe njerëzit janë shumë prapa 14 . Për shkak të këtyre dallimeve dramatike, disa shkencëtarë e quajnë orën molekulare "episodike", 5 që do të thotë që ecën shpejt ose ngadalë.
Tabela 8.2 tregon ndryshimet në sekuencën e aminoacideve në hormonin e insulinës midis vertebrorëve. Sipas konceptit të orës molekulare, të gjithë brejtësit janë afërsisht të ndryshëm nga njerëzit, sepse paraardhësit e tyre evoluan në të njëjtën kohë. Por ne shohim se kjo është larg nga rasti. Njerëzit ndryshojnë nga miu i shtëpisë me tetë për qind, dhe nga nutria me tridhjetë e tetë. Kjo shifër është edhe më e madhe se ndryshimi midis njerëzve dhe disa lloje peshqish, të cilat, me sa duket, duhet të jenë shumë më domethënëse. Në krahasime të tjera të lidhura me insulinën, 16 dallimi midis miut dhe derrit gini (35 për qind), një specie mjaft e lidhur ngushtë, tejkalon diferencën midis miut dhe balenës (12 për qind), njeriut dhe breshkës që këputet (24 për qind) dhe pulës dhe bonito (16 përqind ) dhe midis shumë organizmave të tjerë që nuk janë të lidhur ngushtë. Ka shumë mospërputhje të ngjashme të vërejtura në literaturën shkencore 17 . Ne nuk kemi prova të mjaftueshme për të mbështetur një shpejtësi konstante ndryshimi në të cilën duhet të funksionojë ora molekulare.
Duke marrë parasysh veçoritë e mësipërme, nuk duhet të jetë për t'u habitur që krahasimi i sekuencave të aminoacideve të llojeve të ndryshme të proteinave
Diferenca në përqindje në sekuencën e aminoacideve në hormonin e insulinës midis një numri organizmash dhe njerëzve*.
* Dayhoff MO. 1976. Atlas i sekuencës dhe strukturës së proteinave, vëll. 5, suplementi 2,
Uashington, O.C.: Fondacioni Kombëtar i Kërkimeve Biomjekësore, f. 129.
jep rezultate kontradiktore nga pikëpamja evolucionare. Një analizë e tillë, e cila synonte të krahasonte marrëdhëniet evolucionare midis disa rendeve të gjitarëve bazuar në sekuencën e aminoacideve të katër proteinave të ndryshme, tregoi një "mungesë të përgjithshme të korrespondencës" midis katër proteinave të ekzaminuara dhe vetëm "korrespondencë të moderuar" me marrëdhëniet e bazuara në struktura (morfologjia) e organizmave të ndryshëm 18.
Të ashtuquajturat fosile të gjalla paraqesin një tjetër enigmë për konceptin e orës molekulare. Fosilet e gjalla janë specie që mezi dallohen nga paraardhësit fosile që besohet se kanë jetuar qindra miliona vjet më parë. Një shembull është gaforrja e zakonshme patkua, 19 e gjetur përgjatë bregut lindor të Amerikës së Veriut. Me sa duket, është pothuajse identik me homologun e tij fosil, i cili, sipas disa vlerësimeve, ekzistonte të paktën 200 milionë vjet më parë. A është e mundur që ndryshimet që janë akumuluar vazhdimisht gjatë 200 milion viteve ndërsa ora molekulare funksionon të mos kenë efekt të dukshëm në trup?
Të dhënat e paraqitura në kolonën B të tabelës 8.1 janë aq të qëndrueshme saqë ato ngrenë në mënyrë të pashmangshme disa pyetje të tjera në lidhje me orën molekulare, si brenda një konteksti evolucionar, ashtu edhe kur merren parasysh faktorë të tjerë biologjikë. Si mund të lindin rezultate të tilla uniforme nëse hulumtimi, siç u tregua më lart, sugjeron se ora e citokromit është e paqëndrueshme në leximet e saj? Meqenëse ndryshimet në proteinat (bazuar në ndryshimet në ADN) lehtësohen nga ndarja e qelizave, a mund të karakterizojë një stabilitet i tillë i shkallës së mutacionit të gjitha drejtimet e ndryshme të zhvillimit evolucionar të të gjitha llojeve të bimëve dhe kafshëve? Kjo është e vështirë të imagjinohet, duke qenë se zhvillimi evolucionar i kafshëve me gjak të ngrohtë duhet të kishte ndodhur ndryshe nga ai i kafshëve ose bimëve me gjak të ftohtë. Përveç kësaj, disa lloje riprodhohen shumë shpejt, ndërsa të tjerët riprodhohen shumë ngadalë. Rezultate të tilla të qëndrueshme nëpër shtigje të ndryshme evolucionare të hipotezave mund të ngrenë pyetje të reja rreth konceptit të orës molekulare dhe të sugjerojnë që duhen kërkuar interpretime alternative. Derisa të kemi më shumë informacion se çfarë i bën këto orë të funksionojnë, nëse ato ekzistojnë fare, nuk do të na bënte asnjë dëm të jemi të kujdesshëm në gjykimin tonë.
Autori i librave dhe artikujve shkencorë, Roger Lewin, hodhi një vijë nën polemikën rreth orëve molekulare në një artikull të titulluar: "Orat molekulare kanë rënë në mospërdorim". Ai arrin në përfundimin se ora molekulare duket të jetë konstante vetëm në një mënyrë - në mospërputhjen e saj 20. Siegfried Scherer, një biolog në Universitetin e Konstanzit, arrin në përfundimin se "hipoteza e orës molekulare të proteinave duhet të refuzohet" 21 dhe biologu Geoff Palmer i Universitetit të Indianës argumenton se "tiktaku i saktë i orës molekulare është thjesht një hamendje; Sa më shumë që studiojmë ndryshimet molekulare, aq më shumë prova kemi se kjo orë nuk funksionon siç duhet.” 22 Dy biologë molekularë Lisa Wouter dhe Wesley Brown janë po aq të paqartë në mbështetjen e tyre për "refuzimin e pakushtëzuar të konceptit të përgjithësuar të një ore molekulare" 23 .
ZBULIMET NË BIOLOGJINË MOLEKULARE
Zbulime të shumta të bëra kohët e fundit në biologjinë molekulare kanë kontribuar në diversitetin e mendimit evolucionar. Ata zbuluan vetitë e jetës që do të ishte e pamundur të imagjinoheshin për tridhjetë vjet të tjera. mbrapa. Shumë mistere që rrethojnë sistemet gjenetike kanë hutuar si evolucionistët ashtu edhe kreacionistët. Pse një sekuencë prej vetëm disa bazash nukleotide përsëritet 100,000 herë në qendër të një kromozomi të mizës së frutave? Cili është funksioni i numrit të madh të ADN-së jo-koduese ose të përsëritura që gjenden në të gjithë organizmat, përveç organizmave më të thjeshtë? Tek njerëzit, ato përbëjnë deri në 97 përqind të të gjithë ADN-së. Shkencëtarët që i konsiderojnë këto ADN-të si një lloj mbeturinash gjenetike të trashëguara nga e kaluara jonë evolucionare, i quajnë ato "ADN e padëshiruar". Pseudogjenet janë një lloj tjetër i sekuencës së ADN-së në dukje jo-koduese. Ato duken të jenë gjene funksionale, por ato përmbajnë rajone që me sa duket i pengojnë ata të kryejnë funksionet e tyre normale 24 . Megjithatë, nuk mund të thuhet me siguri se sekuencat jokoduese janë vërtet jofunksionale. Besohet se "ADN e mbeturinave" ka një rol, dhe shkencëtarët e refuzojnë këtë term. Evolucionistë të tjerë pyesin pse ADN-ja jo-koduese është ruajtur në "pastërti të pacenuar" nëse nuk ka funksion. Në teori, ato duhet të kishin ndryshuar përmes procesit të mutacionit. Disa shkencëtarë flasin për disa funksione të ADN-së jo-koduese, duke përfshirë një gjuhë sekrete 25.
Idetë e vjetra rreth gjeneve si fije të gjata të ADN-së që ndonjëherë ndryshojnë dhe përfundimisht prodhojnë organizma të rinj nuk korrespondojnë më me zbulimet moderne shkencore. Gjenet me sa duket janë të organizuar në sisteme komplekse, ndërvepruese, duke përfshirë mekanizmat e reagimit, që nuk ka gjasa të kenë evoluar në një proces evolucionar gradual, të rastësishëm, pasi ato nuk do të kishin aftësinë për të mbijetuar pa një sistem plotësisht funksional. Më poshtë janë disa shembuj.
1. KODI GJENETIK. Zbulimi i kodit gjenetik tregoi se si kombinimi i katër llojeve të ndryshme të bazave nukleotide në komplekset e kodit të tre bazave të gjetura secila në një zinxhir të ADN-së (Figura 4.1) mund të diktojë rendin e cilitdo prej 20 llojeve të ndryshme të aminoacideve që formojnë një proteina. Një qelizë përdor informacionin nga ADN-ja në bërthamën e saj për të prodhuar mijëra proteina të ndryshme përmes një sistemi kompleks të koduar. Si mund të çojë një proces i rastësishëm evolucionar në formimin e një sistemi të koduar? Ky sistem kërkon jo vetëm informacion të koduar në mënyrë të ndërlikuar, por edhe një sistem për deshifrimin e këtij kodi. Përndryshe asgjë nuk do të ndodhë.
2. SISTEMI I KONTROLLIT TË GJENIT. Procesi i prodhimit të proteinave bazuar në informacionin gjenetik është kompleks dhe i rregulluar me kujdes. Gjenet duhet të aktivizohen dhe fiken nga procesi në kohë. Studiuesit kanë zbuluar një sërë mekanizmash të kontrollit të gjeneve 26 , disa prej të cilëve e shtypin gjenin, ndërsa të tjerët e aktivizojnë atë. Gjenet individuale kanë më shumë se një mekanizëm kontrolli. Sistemi Lac‐one‐ron, i gjetur në një bakter të zakonshëm, është bërë një shembull klasik i një sistemi të kontrollit të gjeneve 27 . Ai kontrollon prodhimin e tre enzimave (proteinave) të përfshira në metabolizmin e laktozës. Tre enzima janë të koduara në sekuencë, njëra pas tjetrës, në spiralen e ADN-së. Këto kode paraprihen nga katër rajone të veçanta në ADN-në e koduar të nevojshme për rregullimin dhe prodhimin e enzimave. Ky lloj sistemi bazë dhe sistemet më komplekse të kontrollit ekzistojnë gjithashtu në organizmat më të lartë 28 . Një numër i madh i transformimeve kimike në qeliza kontrollohen nga sisteme komplekse.
3. SISTEMET E KORRIGJIMIT TË GABIMIT. Organizmat shumëqelizorë prodhojnë shumë qeliza të reja gjatë jetës së tyre. Duke u ndarë në dy gjysma, qeliza riprodhon miliona e miliarda çifte nukleotide. Tek njerëzit, sa herë që trupi formon ADN-në për një qelizë të re, ai prodhon tre miliardë çifte nukleotide. Në procesin e kopjimit të këtij informacioni, shpesh ndodhin gabime. Disa prej tyre nuk luajnë një rol të madh, por gabimet që mund të çojnë në vdekje nuk mund të përjashtohen. Përqindja e gabimeve të tilla pa ndërhyrjen e enzimave korrigjuese mund të arrijë një për qind. Kështu, për një ndarje qelizore do të kishte mijëra, madje edhe miliona gabime. Për fat të mirë, qeliza ka sisteme efektive për të ndihmuar në parandalimin e këtij procesi. Këta mekanizma të sofistikuar mund të rrisin saktësinë e kopjimit me miliona herë, duke i mbajtur gabimet në minimum 29 . Sistemet e hollësishme të korrigjimit gjejnë gabime dhe korrigjojnë çdo pjesë të ADN-së në të cilën ka hyrë gabimi. Studiuesit kanë zbuluar të paktën 15 enzima të përfshira në riparimin e ADN-së në baktere Escherichia coli por ne ende nuk dimë gjithçka për sisteme të tilla 30 . Sa i përket teorisë evolucionare, kur merret parasysh ky mekanizëm korrigjues i ADN-së, lindin një sërë pyetjesh. Për shembull, a mund të jetë mjaft konsistent një sistem i prirur ndaj gabimeve për të lejuar zhvillimin evolucionar të një mekanizmi vetë-korrigjues? Një studiues e ka quajtur këtë vështirësi "një problem të pazgjidhur në biologjinë teorike" 31 .
Duke studiuar ADN-në, biologët molekularë zbulojnë një gamë të gjerë funksionesh të specializuara që kopjojnë, tresin, bashkojnë, riparojnë, lëvizin dhe përmbysin ADN-në. Hipoteza e mëparshme e ADN-së së thjeshtë që rregullon zhvillimin dhe funksionin e organizmit po zëvendësohet nga koncepti i ADN-së "të lëngshme" me aftësi programuese. J. A. Shapiro i Universitetit të Çikagos i vendos idetë e reja në këtë mënyrë: “Ne duhet të mendojmë për gjenomet [ADN] si sisteme të përpunimit të informacionit.”32 Ai thekson më tej se “shumë (ndoshta pjesa dërrmuese) e transformimeve të ADN-së nuk ndodhin si rezultat i proceseve kimike të rastësishme ose gabimeve të riprodhimit. Përkundrazi, ato lindin nëpërmjet aktivitetit të sistemeve biokimike jashtëzakonisht komplekse që mund të konsiderohen funksione që riprogramojnë gjenomet [ADN].»
Në biologjinë molekulare, kërkimi për të vërtetën sapo ka filluar.
KONCEPTET E PAZAKONSHME EVOLUCIONARE
Dekadat e fundit kanë prodhuar një larmi të jashtëzakonshme idesh dhe konfliktesh në mendimin evolucionar. Dështimet që shoqërojnë kërkimin për një shpjegim bindës të zhvillimit evolucionar kanë shkaktuar një sërë supozimesh të jashtëzakonshme. Si shembull, do të përmend vetëm tre ose katër prej tyre.
Kimisti anglez James Lovelock shpalli të ashtuquajturën "hipotezë gaia". Ai mori mbështetje serioze nga Lynn Margulis, një biologe e njohur në Universitetin e Bostonit. Kjo ide fitoi një popullaritet të konsiderueshëm, por jo në mesin e evolucionistëve klasikë. Thelbi i hipotezës së Gaia është se e gjithë Toka është një organizëm i gjallë në të cilin jeta ndërvepron në mënyrë harmonike me lëndën e pajetë si një tërësi e vetme 33 . Gaia përfshin një proces simbiotik të organizmave që punojnë së bashku sesa një luftë për mbijetesë. Në mbrojtjen e konceptit të ri, Margulis argumenton se neo-Darvinizmi "duhet të refuzohet si një sekt fetar i parëndësishëm brenda rrjedhës heterogjene fetare të biologjisë anglo-saksone të shekullit të njëzetë". 34.
Christopher Wille nga Universiteti i Kalifornisë ka propozuar që gjenet kanë evoluar për të rritur aftësinë e tyre për të përmirësuar veten 35 . Duke u nisur nga pikëpamjet tradicionale shkencore, Wille shpreh idenë se sistemet individuale komplekse të organizmave shumë të organizuar janë rezultat i zhvillimit të një "urtësie" të caktuar në gjene, e cila u lejon atyre të kryejnë funksione gjithnjë e më komplekse në procesin e evolucionit. Ai nuk ofron asnjë provë pak a shumë bindëse, por konkluzionet e tij i nxjerr në bazë të shembujve të shumtë të ekzistencës së mekanizmave komplekse të gjeneve në organizmat e zhvilluar. Sistemet e jetesës janë padyshim jashtëzakonisht komplekse, por ka pak mbështetje për idenë se një "urtësi" e tillë evoluoi vetë.
Në të njëjtin drejtim intelektual është edhe kërkimi kompjuterik, qëllimi i të cilit është të zbulohet se si mund të vetëorganizohet jeta. Siç u diskutua tashmë, 36 ligji i dytë i termodinamikës supozon tendencën e qëndrueshme të Universit drejt çrregullimit. Teoria evolucionare sugjeron të kundërtën, dhe kërkimi kompjuterik përballet me sfidën për të shpjeguar se si mund të ndodhë e gjithë kjo 37 . Për të zgjidhur problemin, studiuesit krijojnë një botë biologjike virtuale në një kompjuter. Viruset kompjuterike që janë të njohur për të gjithë përmbajnë disa elementë të një "jete të krijuar nga njeriu". Programet shënojnë rezultatet e ndikimit të faktorëve të modeluar, si ndryshueshmëria, konkurrenca dhe përzgjedhja natyrore. Shkencëtarët shpresojnë se studime të tilla mund të shpjegojnë vetëorganizimin e pritur nga evolucioni. Zhvilluesit e këtyre programeve raportojnë njëfarë suksesi, por edhe në këtë "univers silikoni" të thjeshtuar ka shumë faktorë ndërlikues.
Kjo punë përqendrohet rreth Institutit Santa Fe në New Mexico; disa specialistë të tjerë punojnë në qendra të tjera kërkimore. Ata shqyrtojnë origjinën e strukturave komplekse nga një perspektivë më e gjerë, duke përfshirë evolucionin, ekologjinë, sistemet njerëzore dhe Gaia. Një kërkim është duke u zhvilluar për një shpjegim universal për shfaqjen e strukturave komplekse. Studiuesit kanë arritur njëfarë marrëveshjeje në kuptimin që strukturat komplekse zhvillohen "në prag të kaosit". Ky përfundim bazohet në faktin se sistemet shumë të organizuara dhe të qëndrueshme, siç janë kristalet, ndjekin një model të vendosur dhe nuk gjenerojnë asgjë të re. Nga ana tjetër, sistemet krejtësisht kaotike, të tilla si gazi i nxehtë, janë shumë pa formë dhe të ngatërruar për të bërë një ndryshim në rezultatet. Prandaj, sistemet komplekse duhet të evoluojnë midis këtyre dy ekstremeve, në prag të kaosit.
Puna e Institutit Santa Fe është kritikuar nga disa këndvështrime. Shpresat për një shpjegim universal të ekzistencës së strukturave komplekse janë shumë të pakta 38 . Disa shkencëtarë besojnë se vetëm seleksionimi natyror është i mjaftueshëm për të shpjeguar strukturat komplekse dhe se shpjegime të tjera nuk janë të nevojshme 39 . Të tjerë shprehin shqetësimin se thjeshtimi mund të sjellë mirëkuptim në kurriz të realitetit 40 . Evolucionisti i shquar John Maynard Smith e ka karakterizuar këtë lloj jete artificiale si "shkencë thelbësisht pa fakte", 41 dhe ekologu Robert May e gjen punën e institutit "matematikisht interesante, por biologjikisht të parëndësishme". Shigjetat kritike më të mprehta vijnë nga logjika, e cila mëson se "konfirmimi i modeleve numerike të sistemeve natyrore nuk është i mundur, pasi sistemet komplekse natyrore nuk janë të mbyllura" 43 . Asnjëherë nuk mund të jesh i sigurt se i ke të gjitha informacionet.
Një tjetër qasje u demonstrua nga zoologu i famshëm francez Pierre Grasset, autor i një vepre me titull Evolucioni i organizmave të gjallë 44 . Grasset, ish-president i Akademisë Franceze të Shkencave dhe redaktor i një monografie me 35 vëllime mbi zoologjinë, njeh mirë organizmat e gjallë. Ai është shumë kritik ndaj disa koncepteve moderne evolucionare dhe mohon kategorikisht rëndësinë e mutacionit dhe përzgjedhjes për evolucionin. Duke shpjeguar boshllëqet midis grupeve kryesore të organizmave, P. Grasse sugjeron ekzistencën e gjeneve të veçanta dhe aktiviteteve të veçanta biokimike, por pajtohet se evolucioni është një mister për të cilin dihet pak. Ai vjen në përfundimin e mëposhtëm: "Ndoshta nuk ka askund tjetër për të lëvizur në këtë fushë të biologjisë: pastaj vetëm metafizikë" 45.
Informacione të lidhura.
Meqenëse shumica e mutacioneve gjenetike të rastësishme nuk sjellin as dëm as përfitim për trupin, ato grumbullohen me një shkallë konstante (në një shkallë gjeologjike kohore); dhe prej tyre mund të gjykohet koha që ka kaluar që nga ndarja e dy specieve të prejardhjes nga një paraardhës i përbashkët. Shpejtësia e akumulimit të ndryshimeve të tilla quhet përparimi i orës molekulare.
Ora molekulare është një metodë për datimin e ngjarjeve filogjenetike bazuar në deklaratën aksiomatike të lartpërmendur se acidet nukleike karakterizohen nga një shkallë pothuajse konstante e zëvendësimeve të rëndësishme evolucionarisht të monomerëve molekularë (nukleotideve). Nga kjo rrjedh se koha e kaluar që nga divergjenca e çdo çifti degësh të pemës familjare ("grupet motra") është proporcionale me numrin e zëvendësimeve molekulare, me kusht që të mos ketë presion selektiv. Dallimi midis molekulave ortologjike të dy llojeve të ndryshme përdoret për të përcaktuar kohën që ka kaluar që kur dy speciet kanë pasur për herë të fundit një paraardhës të përbashkët (për të llogaritur kohën e ngjarjeve të ndryshme evolucionare. Në realitet, ritmet e mutacioneve janë të pabarabarta dhe ndryshojnë midis specieve, kështu që llogaritjet e bazuara në orët molekulare janë shumë të përafërta.
Hipoteza e orës molekulare u parashtrua duke krahasuar hemoglobinën dhe citokromin C nga specie të ndryshme. Zuckerkandl dhe Pauling (1962) vunë re se ritmet e zëvendësimeve të aminoacideve në këto proteina ishin afërsisht të njëjta kur krahasonin gjitarë të ndryshëm.
Ata supozuan se për çdo proteinë në të gjitha linjat filogjenetike shpejtësia e evolucionit është konstante.
Kjo hipotezë ka shkaktuar shumë polemika. Evolucionistët klasikë e kundërshtuan atë sepse nuk ka qëndrueshmëri të normës në nivelin morfologjik. Kundërshtimet ndaj kësaj hipoteze u intensifikuan pas datimit molekular të kohës së divergjencës midis njerëzve dhe majmunëve afrikanë. Sipas të dhënave molekulare, kjo shifër ishte 5 milion vjet, dhe sipas mendimit të pranuar përgjithësisht të paleontologëve - 15 milion vjet.
Studimet e kryera (për shembull, Goodman, 1981) kanë treguar se jo të gjitha linjat e gjakut shfaqin një shkallë konstante evolucioni: taksa të ndryshme kanë ritme të ndryshme evolucioni. Me shumë mundësi, nuk ka orë molekulare globale, por ka ato lokale brenda taksave. Në të vërtetë, brenda taksave shpesh nuk ka dallime të rëndësishme në normat e zëvendësimit.
Dallimet në ritmet e evolucionit shpjegohen shpesh nga efektet e kohës së gjenerimit ose ndryshimet në efikasitetin e sistemeve të riparimit, me normat e zëvendësimit që rriten pas dyfishimit të gjeneve dhe gjatë kohës së rrezatimit adaptiv.
Megjithatë, përkundër polemikave të hipotezës së orës molekulare, ajo përdoret gjerësisht për të vlerësuar kohën e divergjencës së specieve dhe për të ndërtuar pemë filogjenetike.
Ju thoni se koha po ikën.
Të çmendurit - kjo është ajo që po kaloni.
Është vërtetuar mjaft qartë se shumica e mutacioneve pika që ndodhin në gjenom nuk janë as të dobishme dhe as të dëmshme për njerëzit, domethënë ato janë neutrale. Kërcimet me shumë mundësi nuk janë karakteristikë e evolucionit. Frekuencat e mutacioneve pika janë të ulëta (rreth 10-8 për gjeneratë) dhe relativisht konstante. Llogaritjet tregojnë se me madhësinë e gjenomit diploid të njeriut është rreth 7x10 9 bp. Mesatarisht, 175 mutacione të reja ndodhin për brez (25 vjet). Akumulimi i mutacioneve mund të krahasohet me rrjedhën e kokrrave të rërës në një orë me rërë, e cila shërben si masë kohore. Por në praktikë, shkencëtarët nuk përdorën një orë rëre, por një "orë molekulare". Meqenëse shumica e mutacioneve nuk prekin vetë organizmin, ato mund të vazhdojnë lehtësisht në evolucion për një kohë të gjatë. Ishin këto fakte që shkencëtarët kapën kur krijuan një qasje të re të quajtur "ora molekulare".
Në fazën e parë u krye "rregullimi" i këtyre orëve. Për këtë qëllim, u përdorën të dhëna për shkallën e ndryshimit të ADN-së të llojeve të ndryshme të organizmave, për të cilët koha e divergjencës në evolucion u përcaktua në mënyrë të besueshme nga të dhënat paleontologjike dhe arkeologjike. Dhe vetëm pas kësaj filloi "leximi" i kapitujve të ndryshëm evolucionar të Enciklopedisë Njerëzore.
"Ora molekulare" tregon rreptësisht se sa shpesh, mbi një milion vjet (mesatarisht), ndodhin mutacione në ADN-në e një gjeni ose gjenomi të caktuar në tërësi. Mbi këtë bazë, nga ndryshimet në ADN, mund të gjykohet se sa kohë më parë dy lloje të ndryshme organizmash, koha e origjinës së tyre nuk dihet, ishin një specie kur u ndanë, domethënë u ndanë në dy degë të ndryshme të evolucionit. Në të njëjtën mënyrë, mund të krahasohen popullatat njerëzore apo edhe ADN-ja e njerëzve individualë dhe të gjykohet prejardhja e tyre e përbashkët ose lidhjet familjare. Në veçanti, duke përdorur "orën molekulare" ishte e mundur të vlerësohej më saktë koha e ndarjes së njerëzve nga majmunët. Sipas vlerësimeve molekulare, kjo ka ndodhur afërsisht 5 milion vjet më parë. Kjo bëri një ndryshim të rëndësishëm në të dhënat e paleontologëve, të cilët për një kohë të gjatë besonin se ndarja e njerëzve dhe majmunëve ndodhi rreth 25 milion vjet më parë. Një analizë masive e mitDNA nga raca të ndryshme tregoi se disa mitDNA ndryshojnë nga të tjerët në numrin e zëvendësimeve të disa nukleotideve me të tjerët, domethënë numrin e mutacioneve. U përcaktuan tregues të tillë si numri i mutacioneve individuale, vendndodhja dhe lloji i tyre. Këto të dhëna të publikuara gjerësisht zbuluan prejardhjen e përbashkët të të gjithë njerëzve të gjallë përmes linjës femërore. Nëse lexuesi nuk e ndalon së lexuari librin në këtë pikë, ai do të gjejë një përshkrim më të detajuar të këtyre studimeve interesante më tej.
Metoda e "orës molekulare" e aplikuar në tekstet e ADN-së është shumë e ngjashme në kuptimin e saj me metodën glotokronologjike të përdorur në gjuhësi për të vendosur marrëdhëniet e gjuhëve të ndryshme. Kjo është një metodë e veçantë statistikore për përcaktimin e moshës së gjuhëve të lidhura, pra sa kohë më parë janë ndarë, sipas numrit të fjalëve që kanë të njëjtën origjinë në këto gjuhë. Në fund të fundit, gjuha njerëzore, ashtu si gjenomi njerëzor, ndryshon gjatë gjithë kohës. Nëse një fis ose një popull që flet të njëjtën gjuhë, për ndonjë arsye, ndahet në dy pjesë që humbasin kontaktin me njëra-tjetrën, atëherë gjuha, ashtu si gjenomi, e secilit prej këtyre dy fiseve ose popujve të rinj do të ndryshojë në mënyrën e vet. Sa më shumë të kalojë kohë pas ndarjes së dy popujve, aq më pak të përbashkëta do të mbeten në gjuhët dhe gjenomet e tyre, por ata do të mbeten ende të lidhur. Shkalla e ngjashmërisë mund të përdoret për të gjykuar kur ka ndodhur ndarja. Gjuhëtarët kanë zbuluar se mbi 1000 vjet në të ashtuquajturin fjalor bazë (përfshin ato fjalë që janë në çdo gjuhë - "shtëpi", "tokë", "qielli", emra të pjesëve të trupit, etj.) 86% e fjalëve janë të ruajtura, pra secila nga gjuhët e dy popujve, e ndarë 1000 vjet më parë, ka 86% të fjalëve të përbashkëta me gjuhën stërgjyshore. Si rezultat, këto gjuhë kanë 74% (86% nga 86%) fjalë të përbashkëta me njëra-tjetrën. Kur krahasojmë pemën evolucionare të popullatave njerëzore me analizën gjuhësore, rezultoi se në shumicën e rasteve gjuhët e popullatave të lidhura gjenetikisht i përkasin të njëjtit grup gjuhësor. Përfundimi i shkencëtarëve është se sa më herët të ndaheshin dy popullsitë, aq më gjatë evoluonin në mënyrë të pavarur dhe aq më shumë zëvendësime grumbulloheshin, si në ADN-në e tyre ashtu edhe në gjuhët e tyre. Sigurisht, gjuhët nuk varen drejtpërdrejt nga gjenet, dhe korrelacionet e lidhjeve gjenetike dhe gjuhësore përcaktohen vetëm nga rrethanat historike. Por është e rëndësishme për ne që këtu një studim mjaft shpesh konfirmon një tjetër.
