Informacja

Jakie są dowody na to, że całe dzisiejsze życie pochodzi od wspólnego przodka (LUCA) i które organizmy (jeśli w ogóle) kwestionują tę koncepcję?

Jakie są dowody na to, że całe dzisiejsze życie pochodzi od wspólnego przodka (LUCA) i które organizmy (jeśli w ogóle) kwestionują tę koncepcję?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Jeśli dobrze rozumiem, koncepcja LUCA (ostatniego uniwersalnego wspólnego przodka) opiera się na hipotezie, że archeony i bakterie mają wspólnego przodka.

W dziedzinie matematyki te same odkrycia były często dokonywane więcej niż raz, w różnych miejscach. Czasami (jak w przypadku rachunku różniczkowego) te niezależne odkrycia dokonywane były niemal równocześnie. Czasami odkrycia wydają się być całkowicie niezwiązane (potwierdzające twierdzenia złożone Hipparcha sprzed 100 rpne i praca Davida Hougha nad wstawianiem nawiasów w 1944 r.).

Jeśli „życie” zaczęło się na Ziemi w jakiejś pierwotnej zupie, to można sobie wyobrazić, że zaczęło się nie raz, ale wiele razy, w różnych miejscach iw różnym czasie.

Jak silne są dowody na to, że bakterie i archeony? nie rób reprezentują całkiem odrębne odkrycia „życia”, które (ze względu na charakter stosowanych w nich substancji chemicznych) łączy szereg cech, takich jak DNA?


Jest całkiem prawdopodobne (ale niemożliwe do zbadania), że pierwsze etapy życia miały swój początek więcej niż jeden raz. Jednak dowody na to, że wszystko obecnie istniejący życie wywodzące się z tej samej populacji jest bardzo silne.

Na najbardziej podstawowym poziomie, wiele podstawowych cegiełek życia, RNA, DNA, aminokwasów jest chiralnych, co oznacza, że ​​występują w wielu formach, ale dla podstawowych procesów w naturze wybierana jest zawsze ta sama. Na przykład podwójna helisa DNA jest prawie zawsze prawoskrętna, patrz również tutaj. Gdyby istniało wiele źródeł archeonów i bakterii, spodziewalibyśmy się, że niektórzy wybiorą inną formę, jeśli nie inne molekuły. Ponadto wiele kluczowych białek, takich jak polimerazy DNA i RNA, jest bardzo podobnych we wszystkich gatunkach, prawdopodobieństwo, że powstałyby niezależnie, jest po prostu znikome.


Aktywnie badany jest kod genetyczny drzewa życia. Do tej pory wszystkie żywe istoty dostosowały się do modelu LUCA. Wszystkie są zależne od RNA i DNA i nie są znane żadne inne formy życia. Wszystkie formy życia RNA i DNA dzielą podobny do drzewa wzór dziedziczenia z prostszymi organizmami.

Czasami pojawia się wątpliwość, czy grzyby są bliżej spokrewnione ze zwierzętami lub roślinami.

Czasami dyskutuje się, czy Priony są formami życia, czy nie. Są to białka, które mogą się rozmnażać, nakłaniając ludzkie komórki do ich wytworzenia, a następnie przenoszą się, ale nie rozwinęły się w nic innego niż białko.

Niektóre Virii mają szczególny związek z DNA, po prostu porywają i zjadają DNA za pomocą sztuczek RNA, ale ich kod jest w zasadzie blokiem lego innego DNA, które przejęli, mają fascynujący mechanizm ewolucji.

Oto Drzewo Życia, na chwilę obecną wszystkie testy genetyczne wykazały strukturę drzewa wspólną dla wspólnych przodków we wszystkich organizmach, stąd LUCA:

tutaj możesz zobaczyć to szczegółowo, jak dotąd jest tam 50 000 gatunków, z tych samych filae i przetestowane DNA, i wkrótce będą mieli więcej gatunków, jak 200 tys. ogromny plakat pdf: http://www.timetree.org/public/data/poster/timetree24x32.pdf


Ewolucja: 5 linii dowodowych

Kiedy O pochodzeniu gatunków została opublikowana po raz pierwszy w 1859 roku, stwierdzenie, że spowodowało naukowe i polityczne trzęsienie ziemi, byłoby ogromnym niedopowiedzeniem. Przedstawione idee stałyby się podstawą każdego istniejącego dziś pola biologicznego.

Podstawą teorii są obserwacje, które poczyniono podczas podróży po świecie Karola Darwina i Alfreda Russela Wallace'a, ale od tego czasu nastąpiło wiele rozszerzeń i przełomów. Podzieliłem te tematy dowodów na 5 kategorii i zrobię co w mojej mocy, aby wyjaśnić znaczenie każdej z nich. Ale na początek trochę o doborze naturalnym.

4 stwierdzenia ewolucji przez dobór naturalny.

Ewolucja (którą Darwin nazwał „pochodzeniem z modyfikacją”) jest sprawą wieloaspektową, ale zaproponowany rdzeń mechanizmu, znany jako dobór naturalny, pozostaje wierny do dziś. Twierdził, że cztery proste, ale mocne twierdzenia poparte dziesięcioleciami zgromadzonych dowodów:

  1. Istnieje zmienność cech (lub cech) w obrębie gatunku.
  2. Te cechy są dziedziczne.
  3. Niektóre cechy powodują, że osobniki mają więcej potomstwa (lub są z nim związane).
  4. Z czasem te cechy będą się zwiększać w populacji.

W związku z tym dobór naturalny polega na reprodukcji. Chociaż Darwin był nieświadomy Jak powstała zmienność (genetyka była jeszcze trochę odległa), była potrzebna tylko do zmienności istnieć i żeby tak było dziedziczne.

Są oczywiście pewne godne uwagi wyjątki od powyższego. Na przykład erupcja wulkanu lub uderzenie meteoru może zniszczyć całą grupę wariantów, niezależnie od ich zdolności konkurencyjnej lub sukcesu reprodukcyjnego (przypadkowo). Jest to znane jako dryf genetyczny i jest to również ważny mechanizm napędzający ewolucję.

Dowód:

1. Biogeografia.

Współczesna dziedzina biogeografii obraca się wokół badania rozmieszczenia gatunków na planecie i dlaczego takie rozmieszczenie powinno istnieć. Wallace, prawdopodobnie jeden z twórców biogeografii, zauważył, że gatunki w jednym regionie często bardzo różnią się od gatunków w innym, mimo że ich klimat i geografia były takie same. Nie pasowało to do konwencjonalnego punktu widzenia stworzenia z lat czterdziestych XIX wieku i wkrótce Wallace znalazł wiele innych przykładów, które prosiły o wyjaśnienie, najsłynniejsza „Linia Wallace'a”.

Mimo że dzieliła je bardzo niewielka odległość, gatunki ze wschodniej Indonezji (i Papui Nowej Gwinei) bardzo różnią się od swoich odpowiedników w zachodniej Indonezji. Gatunki wschodnie przypominają gatunki z kontynentu australijskiego, podczas gdy gatunki zachodnie są bardziej azjatyckie. Wallace był w stanie narysować linię między tymi dwiema grupami (patrz Linia Wallace'a powyżej).

Teraz wiemy, że różnice wynikają z kolonizacji dwóch różnych kontynentów, a różne gatunki zostają później odizolowane przez podnoszące się wody — adaptując się w izolacji i stając się odrębnymi gatunkami. Skolonizowane wyspy wulkaniczne podążają za tym samym trendem: zięby z Galapagos Darwina, odizolowane daleko na Pacyfiku, wyraźnie miały wspólnego przodka na kontynencie południowo-środkowym.

Podążając za teorią płyt tektonicznych Alfreda Wegenera z początku XX wieku (przedstawioną powyżej), stało się jasne, że międzykontynentalne podobieństwa między gatunkami można wyjaśnić przemieszczaniem się i rozpadem megakontynentów. Rzeczywiście, jednym z najbardziej przekonujących dowodów na poparcie tej teorii było to, że identyczne skamieniałe rośliny i zwierzęta odkryto po przeciwnych stronach Atlantyku.

2. Zapis kopalny.

Zmiany w rozmieszczeniu gatunków w czasie są bardzo wyraźne w zapisie kopalnym, ponieważ możliwe jest datowanie skamieniałości lub przynajmniej jej otoczenia*. Pozwala to na sygnaturę czasową, która daje nam małą migawkę tego, jak wyglądała dystrybucja gatunków w pewnych okresach historii naszej planety. Zapis jest wysoce niekompletny dla wielu linii ze względu na rzadkie warunki wymagane do formowania się skamielin, ale jako przykład skupię się na dość kompletnej linii ptaków.

*Datowanie okazów geologicznych nie ogranicza się tylko do radiowęgla, którego zakres obejmuje tylko około 70000 lat. Istnieje wiele innych metod, w tym datowanie metodą K-Ar i uranowo-ołowiową, których zakresy sięgają miliardów lat. Kluczowe jest zrozumienie rozległych geologicznych osi czasu, które ułatwiają ewolucję, ponieważ jest to powszechny punkt sporny. Przeczytaj więcej o datowaniu skał i skamieniałości tutaj.

Zapis kopalny dostarcza nam pewnych wskazówek o masowym wymieraniu, które unicestwiło wiele gatunków około 66 milionów lat temu. Jedyna linia dinozaurów, która przetrwała, niewielka gałąź archozaurów, to przodkowie, którzy doprowadzili do powstania współczesnych ptaków.

Pierwsza skamielina Archaeopteryxa została odkryta w 1860 roku i chociaż wyglądała jak ptak, istniały pewne wyraźne różnice (patrz wyżej). Miał pióra, ale miał też kostny ogon i zęby – które nie występują u współczesnych gatunków ptaków. Struktura kości była również nieco inna. Wszystko to wskazywało na Archaeopteryxa jako pośrednika między ptakami a wcześniejszym dinozaurem.

Struktura kości i obecność piór w skamielinach teropodów, dinozaurów żyjących na ziemi, sugerują, że byli oni pośrednikami między archeopteryksem a większymi, przedpiersiowymi dinozaurami (chociaż to, gdzie dinozaury rozgałęziły się na pierzaste i nieopierzone, jest kwestią sporną). W rezultacie, wykorzystując filogenezy (drzewo genealogiczne pokrewieństwa w czasie), naukowcy byli w stanie poskładać spuściznę dinozaurów.

Z dość oczywistych powodów prawdopodobnie nigdy nie zostanie osiągnięty pełny zapis kopalny. Jednak poczyniono wielkie postępy w śledzeniu innych rodów: zwłaszcza naszej własnej Homo rodzaj. Zapis kopalny wskazuje na ewolucję, ale jest to tylko jeden element układanki dowodowej.

3. Embriologia, podobieństwo i struktury szczątkowe.

Wiele gatunków ma embrionalną strukturę larwalną (patrz wyżej). Darwin postulował, że „wspólnota struktury embrionalnej ujawnia wspólnotę pochodzenia” i jest ku temu powód.

Możemy zobaczyć larwy lub embriony jako szablon wspólnego przodka. Na przykład zarówno ludzkie, jak i rybie embriony mają szczeliny skrzelowe — ale te szczeliny są usuwane w późniejszym rozwoju embrionu ludzkiego, podczas gdy u ryb rozwijają się w skrzela. Czynniki genetyczne, powstałe w wyniku adaptacji do środowiska lądowego, wyciszają rozwój skrzeli u ludzi, ale wczesny etap szczeliny skrzeli sugeruje, że mamy wspólnego przodka z rybami. Inne przykłady obejmują oczy u embrionalnych pieprzyków i zęby u embrionalnych wielorybów.

Wspólne cechy wynikające ze wspólnego przodka są znane jako homologie i niektóre można zobaczyć tylko we wczesnych embrionach, podczas gdy inne sięgają do dorosłości (patrz zdjęcie powyżej). Niektóre struktury homologiczne nie pełnią żadnej funkcji, jak kość ogonowa u ludzi lub pozostałości tylnych nóg u wielorybów. Te pozornie niefunkcjonalne wyrostki nazywane są strukturami szczątkowymi i mogą również wskazywać na wspólne pochodzenie.

Wreszcie mamy analogiczne struktury: dzielą funkcję, ale nie mają przodków. Przykładem mogą być skrzydła motyli i ptaków, oba rozwinięte niezależnie jako adaptacje do podobnych nacisków środowiskowych.

Kiedy w 1953 roku opublikowano odkrycie struktury podwójnej helisy DNA, nie trzeba było długo czekać na ujawnienie natury dziedziczności. Odkryto, że DNA jest nośnikiem — ale co najważniejsze, poprzez własną replikację, stanowiło źródło zmienności.

Bloki budulcowe DNA (adenina, guanina, cytozyna i tymina) są wspólne dla całego świata, od bakterii po ludzi. Imponujące jest to, że trojaczki tych bloków budulcowych DNA tworzą kod, który jest odczytywany w celu zbudowania białek, a ten kod białkowy jest również wspólny przez całe życie. Rezultat: bakteryjne DNA można odczytać w ludzkiej komórce i odkryto ostateczny wskaźnik wspólnego przodka dla całego życia.

Pomijając wspólne mechanizmy, sekwencjonowanie genomów (DNA całego gatunku) i użycie mitochondrialnych „zegarów molekularnych”, potwierdziły teorie pokrewieństwa. My, ludzie, dzielimy około 99% naszego DNA z naszym najbliższym krewnym, szympansem, i prawdopodobnie oddzieliliśmy się od naszego wspólnego przodka kilka milionów lat temu. Filogenezy, takie jak ta pokazana poniżej, mogą być budowane w celu mapowania różnic genetycznych między gatunkami, a tym samym wskazywania pokrewieństwa.

Zmienność jest generowana przez mutacje w DNA. Może to nastąpić za pośrednictwem różnych mechanizmów, takich jak promieniowanie UV, ale najczęściej z powodu błędów podczas replikacji. Błędy te zmieniają sposób odczytywania DNA, co zmienia produkt białkowy i ostatecznie funkcję komórki. Skumulowane zmiany mogą być pozytywne (nowa funkcja), neutralne lub śmiertelne (rak), a dobór naturalny ostatecznie usuwa zmiany, które są negatywne w stosunku do lokalnego środowiska.

Co prowadzi nas do naszego ostatecznego powodu.

5. Obserwowalna ewolucja w małych skalach czasowych.

Być może najbardziej znanym przykładem adaptacji Darwina są zięby z Galapagos. Po skolonizowaniu wysp wulkanicznych z kontynentalnej części Ameryki, zięby wydawały się mieć różne dzioby, mimo że były podobne pod wszystkimi innymi względami (patrz zdjęcie powyżej). Dopiero znacznie później, po konsultacji z ornitologiem Johnem Gouldem, zdano sobie sprawę, że dzioby są przystosowane do różnych źródeł pożywienia. W prawdziwym doborze naturalnym osobniki z lepszymi dziobami (czy to dla owadów, twardych nasion czy wysysających krew) zdominowały lokalne populacje. Ci, którzy tego nie zrobili, powoli umierali.

Zjawisko to zaobserwowano podczas suszy na Galapagos w latach 2004/5, gdzie średni rozmiar dzioba na wyspie dla jednego gatunku zmniejszył się (po masowym wymieraniu większych odmian dzioba), prawdopodobnie z powodu konkurencji o nasiona związane z dużymi dziobami. Warianty z mniejszymi dziobami były w stanie znaleźć alternatywne źródło pożywienia. Co ważne, zidentyfikowano geny związane z tym trendem i potwierdzono związaną z nimi zwiększoną lub zmniejszoną częstotliwość w populacji.

Innym znanym przykładem jest ćma pieprzowa, której populacja drastycznie zmieniła się po rewolucji przemysłowej w Anglii (na zdjęciu powyżej).

Ekspansja przemysłu pod koniec XIX wieku miała duży wpływ na jakość powietrza w brytyjskich miastach, ale wydawała się również wpływać na populację ćmy. Czarna odmiana ćmy pieprzowej stawała się coraz bardziej powszechna, podczas gdy wcześniej powszechna biała odmiana stała się rzadka.

W latach pięćdziesiątych Bernard Kettlewell wykazał, poprzez elegancki zestaw eksperymentów, że populacja ćmy zmienia się z powodu drapieżnictwa. Drzewa otaczające brytyjskie miasta, wcześniej ociekające światłem, przybrały kolor sadzy i brudu, zapewniając lepszy kamuflaż dla czarnego wariantu. Wariant biały, już nie zakamuflowany, stał się widoczny dla ptaków i był polowany w większej liczbie. Jego obserwacje zostały potwierdzone w artykule opublikowanym w 2012 roku, ponieważ w nowoczesnych, czystszych lasach nastąpił powrót do dominacji wariantu białego.

Nie mogłem mówić o obserwowalnej ewolucji, nie wspominając o bakteriach i wirusach. Szybki cykl życia mikroorganizmów oznacza, że ​​możemy obserwować tysiące pokoleń w stosunkowo krótkim czasie.

M. gruźlica, gatunek bakterii wywołujący gruźlicę, bardzo skutecznie przystosowuje się do presji selekcyjnej wywieranej przez wiele antybiotyków. Jednak oporność na leki rozwinęła się również u różnych innych gatunków patogenów. Ogólny mechanizm adaptacji do antybiotyków przedstawia powyższy obrazek.

Tylko teoria? Dlaczego „teoria naukowa” jest inna.

„Teoria naukowa”, w idealnym sensie, jest najlepszą reprezentacją dostępnych dowodów w danym momencie. Sama teoria nie jest „faktem”, ale raczej serią wyjaśnień zbudowanych na podstawie obserwacji, które z osobna są faktami. W związku z tym teorie ewoluują w czasie, gdy zmienia się nasze rozumienie obserwacji lub dokonuje się nowych obserwacji. Teoria naukowa to zawsze praca w toku.

Oczywiście są młode, abstrakcyjne matematyczne teorie nauki, a także takie, które obfitują w namacalne dowody. Ewolucja, jak widzieliście powyżej, jest jedną z tych ostatnich teorii.

Obecnie nie ma żadnych obserwacji, które przeczą teorii ewolucji. Jest wysoce nieprawdopodobne, że kiedykolwiek będzie. Gdyby jednak nagle zmaterializowały się jakieś niezaprzeczalne dowody na istnienie nieznanego wcześniej mechanizmu, społeczność naukowa byłaby zmuszona zrewidować teorie, których to dotyczy, i przejść dalej.

W rzeczywistości nawet ewolucja nie jest nieomylna, gdyby była, nie byłaby teorią naukową.


Pięć dowodów ewolucji

1. Uniwersalny kod genetyczny. Wszystkie komórki na Ziemi, od naszych białych krwinek, przez proste bakterie, po komórki w liściach drzew, są w stanie odczytać dowolny fragment DNA z dowolnej formy życia na Ziemi. To bardzo mocny dowód na wspólnego przodka, od którego wywodzi się całe życie.

2. Zapis kopalny. Zapis skamieniałości pokazuje, że najprostsze skamieliny można znaleźć w najstarszych skałach, a także może wykazywać płynne i stopniowe przejście z jednej formy życia do drugiej.

Obejrzyj ten film, aby zobaczyć doskonałą demonstrację skamieniałości przechodzących od prostego życia do złożonych kręgowców.

3. Cechy genetyczne. Istoty ludzkie mają około 96% genów wspólnych z szympansami, około 90% genów wspólnych z kotami (źródło), 80% z krowami (źródło), 75% z myszami (źródło) i tak dalej. Nie dowodzi to jednak, że wyewoluowaliśmy z szympansów czy kotów, a jedynie, że w przeszłości mieliśmy wspólnego przodka. A wielkość różnic między naszymi genomami odpowiada temu, jak dawno temu nasze linie genetyczne się rozeszły.

4. Cechy wspólne embrionów. Ludzie, psy, węże, ryby, małpy, węgorze (i wiele innych form życia) są uważani za „struny”, ponieważ należymy do gromady Chordata. Jedną z cech tego typu jest to, że jako embriony, wszystkie te formy życia mają szczeliny skrzelowe, ogony i specyficzne struktury anatomiczne obejmujące kręgosłup. U ludzi (i innych nierybnych) szczeliny skrzelowe przekształcają się w kości ucha i szczęki na późniejszym etapie rozwoju. Ale początkowo wszystkie embriony strunowców są bardzo do siebie podobne.

W rzeczywistości zarodki świni są często wycinane na zajęciach z biologii ze względu na to, jak bardzo przypominają zarodki ludzkie. Te wspólne cechy mogą być możliwe tylko wtedy, gdy wszyscy członkowie gromady Chordata pochodzi od wspólnego przodka.

5. Oporność bakterii na antybiotyki. Kolonie bakterii mogą zbudować odporność na antybiotyki jedynie poprzez ewolucję. Należy zauważyć, że w każdej kolonii bakterii jest niewielka liczba osobników, które są naturalnie oporne na niektóre antybiotyki. Wynika to z losowej natury mutacji.

Kiedy zostanie zastosowany antybiotyk, początkowa inokulacja zabije większość bakterii, pozostawiając tylko te nieliczne komórki, które mają mutacje niezbędne do oparcia się antybiotykom. W kolejnych pokoleniach oporne bakterie rozmnażają się, tworząc nową kolonię, w której każdy członek jest odporny na antybiotyk. To jest dobór naturalny w działaniu. Antybiotyk „selekcjonuje” organizmy, które są oporne, i zabija te, które nie są.


Jakie są dowody na to, że całe dzisiejsze życie pochodzi od wspólnego przodka (LUCA) i które organizmy (jeśli w ogóle) kwestionują tę koncepcję? - Biologia

Ewolucja jest powszechnie akceptowana jako niepodważalny fakt naukowy, gdy w rzeczywistości nie opiera się na dowodach naukowych, które można zmierzyć metodą naukową.

Nasze codzienne życie kręci się wokół nauki i technologii.Samochody, którymi jeździmy, żywność, którą spożywamy, i witaminy, które przyjmujemy, są wynikiem zastosowania jakiejś naukowej zasady. Tak jak nauka jest ważna dla codziennego życia, tak też ustala fundamentalne zasady, według których dowody są pozyskiwane, analizowane i przekazywane.

Nauka to proces, w którym zdobywamy wiedzę z danych empirycznych. Dane pochodzą z tego, co obserwujemy i rejestrujemy naszymi zmysłami. Nauka to systematyczne badanie otaczającego nas świata oparte na obserwacjach, klasyfikacjach i opisach, które mogą prowadzić do eksperymentalnych badań i wyjaśnień teoretycznych. W procesie naukowym stosuje się zarówno rozumowanie dedukcyjne, jak i indukcyjne. Narodowa Akademia Nauk w publikacji z 1998 r. Teaching about Evolution and the Nature of Science ogranicza działalność nauki do dowodów empirycznych, stwierdzając, że „wyjaśnienia, które nie mogą być oparte na dowodach empirycznych, nie są częścią nauki” (Waszyngton). , DC: National Academy Press) s. 27. (1)

Prawidłowa nauka musi cechować się uczciwością, niezawodnością, niezawodnością i być godna zaufania. Jak dojść do prawdziwych wniosków na podstawie sfałszowanych danych eksperymentalnych? Testowanie i pomiary są również ważnymi narzędziami weryfikacji. Gdy badania naukowe są przedstawiane w czasopismach naukowych, należy je pisać tak, aby można było powtórzyć procedury eksperymentalne, ponieważ powtarzalność jest kolejnym narzędziem używanym do walidacji.

Naukę można postrzegać zarówno jako teoretyczną, jak i ściśle eksperymentalną. Podczas gdy nauka eksperymentalna opiera się na procesie czynników określanych jako metoda naukowa, m.in. obserwowalne, hipotetycznie testowalne, teoretycznie weryfikowalne lub powtarzalne oraz falsyfikowalne lub prawdopodobnie nieprawdziwe, nauka teoretyczna obserwuje dane i wzorce, wykorzystując informacje z różnych dyscyplin do formułowania modeli, które mogą być niezwykle dokładne, np. cząsteczka DNA.

Nauka podstawowa nadal opiera się na obserwacji, faktach, hipotezach, teorii i prawie. Można je krótko zdefiniować w następujący sposób:

Obserwacje: opisywanie lub mierzenie tego, co się obserwuje.
Hipoteza: Stwierdzenie, które można przetestować, aby można było wyjaśnić wnioski i wnioski.
Fakt: Na podstawie powtarzających się obserwacji, które można potwierdzić.
Teoria: ogólne wyjaśnienie, do którego można włączyć fakty i wnioski eksperymentalne, aby umożliwić dokonywanie przewidywań.
Prawo: funkcjonalne uogólnienie, które przetrwało próbę czasu i można na nim polegać przy dokonywaniu dokładnych prognoz.

Naukowcy są zgodni co do wagi wzajemnej oceny i samokorekty za pomocą procesu naukowego opisanego powyżej. Dlaczego naukowiec-ewolucjonista nie stosuje tych standardów nauki do ewolucji? Nikt nie był obecny, kiedy ewolucja życia początkowo miała miejsce, więc jesteśmy ograniczeni „obserwacyjnym” wymogiem metody naukowej. Oczywiście nie możemy eksperymentalnie zweryfikować procesu ewolucyjnego. Właściwie nie znamy warunków, w których rozpoczęły się procesy ewolucyjne. Ewolucja nie spełnia podstawowych wymagań metody naukowej i dlatego z definicji jest martwa w wodzie.

Nauka z definicji zajmuje się tylko rzeczami materialnymi. Mówi się, że jest naturalistyczny. Dlatego dowody naukowe odnoszą się do materialnych pytań dotyczących wszechświata. Nauka nie jest światopoglądem. Sam w sobie jest neutralnym mechanizmem, który daje nam narzędzia do zdobywania i badania dowodów. Ewolucjoniści polegają na nauce, aby pozyskiwać, analizować i przesyłać dane do budowania działających modeli wspierających teorie i prawa, podobnie jak wszyscy naukowcy.

„Surowce nauki to nasze obserwacje zjawisk naturalnego wszechświata. Nauka – w przeciwieństwie do sztuki, religii czy filozofii – ogranicza się do tego, co jest obserwowalne i wymierne, i w tym sensie jest z grubsza zakwalifikowane jako materialistyczne. (2)

Nauka jest narzędziem, które daje wgląd w prawdę. Jest ona ograniczona, ponieważ nauka stara się wykluczyć wszystkie dowody z wyjątkiem tych, które z definicji są naturalne i ilościowe. Wyklucza ducha, motywacje i cele człowieka. Desperacko nie potrafi zmierzyć wszystkich jakościowych i subiektywnych aspektów rzeczywistości. Nie mierzy wewnętrznych cech, takich jak prawdomówność, hojność i miłość. Duchowa natura człowieka i skarbnica jego wiary, przekonań i światopoglądu nie jest podatna na badania naukowe. Rzeczywistość Science&rsquo to tylko świat materialny. Nie ma kompetencji do wyciągania wniosków dotyczących sfer poza nimi. To ograniczenie, które wymaga dalszego rozwoju i zrozumienia. W dalszej części artykułu przyjrzymy się temu problemowi bardziej szczegółowo.

Podstawowe założenia
Podsumowując, należy pamiętać o następujących założeniach ewolucyjnych: Po pierwsze, ewolucja zakłada powolną i stopniową zmianę przez niewyobrażalne eony i miliony lat na rozwój życia i miliardy lat na ewolucję materialnego wszechświata. Istnieje wiele różnych wyjaśnień, bez konsensusu, aby wyjaśnić, jak przebiegał ten proces.

Po drugie, ewolucja zakłada, że ​​organizująca życie siła jest wewnętrzna i zależy od przypadkowego przypadku, założenie, które eliminuje każdą zewnętrzną inteligentną siłę twórczą.

Po trzecie, ewolucja odrzuca inteligencję i przyjmuje, że czas, przypadek i naturalny proces są mechanizmami odpowiedzialnymi za materialną rzeczywistość&mdash, która ze względu na swoje naturalistyczne założenie jest jedyną postulowaną rzeczywistością. Ewolucja jest zatem niesprawdzalnym, nieweryfikowalnym, filozoficznym, nienaukowym przekonaniem).

Czy ewolucja może wytrzymać zastosowanie metody naukowej?

The McLean v. Arkansas Board of Education opisuje decyzję prawną sędziego sądu okręgowego USA Williama R. Overtona. Z tego przypadku wyszedł opis nauki w rozdziale 4 sprawy. W tej części stwierdza się, że podstawowe cechy nauki to:

1. Kieruje się prawem naturalnym
2. Musi być wyjaśnione przez odniesienie do prawa naturalnego
3. Można go przetestować w świecie empirycznym
4. Jego wnioski są wstępne, tj. niekoniecznie są ostatnim słowem i
5. Jest falsyfikowalny.

Ta deklaracja o tym, czym jest nauka, pokonała próbę kreacjonistów, by ich alternatywne wyjaśnienie pochodzenia było przedstawiane w systemie szkół publicznych pod koncepcją wymagającą zrównoważonego traktowania nauki o kreacjach wraz z nauką o ewolucji. Nie jesteśmy tutaj, aby ponownie dyskutować na ten temat, ale bardziej apropos jest sprawdzenie, czy nauka ewolucyjna może sprostać „testowi naukowemu”, np. samemu testowi naukowemu Overtona. Sąd uznał, że „kreacja-nauka” w rozumieniu ustawy 590 po prostu nie jest nauką.

Sekcja trzecia tej sprawy sądowej zawierała definicję ewolucji.

„Ewolucja-nauka” oznacza naukowe dowody ewolucji i wnioski z tych dowodów naukowych. Ewolucja-nauka obejmuje dowody naukowe i związane z nimi wnioski, które wskazują:

1. Powstanie przez naturalistyczne procesy wszechświata z nieuporządkowanej materii i pojawienie się życia z nie-życia
2. Wystarczalność mutacji i doboru naturalnego w doprowadzeniu do rozwoju obecnie żyjących gatunków z prostych wcześniejszych gatunków
3. Pojawienie się przez mutację i dobór naturalny obecnie żyjących gatunków z prostych wcześniejszych gatunków
4. Wyłonienie się człowieka ze wspólnego przodka z małpami
5. Wyjaśnienie geologii Ziemi i sekwencji ewolucyjnej przez uniformitaryzm i
6. Powstanie Ziemi kilka miliardów lat temu i nieco późniejsze życie. (3)

Czy nauka o ewolucji może zmierzyć się z sprawdzianem nauki, stosując standardy wymienione powyżej?

1. Powstawanie przez naturalistyczne procesy wszechświata z nieuporządkowanej materii i powstawanie życia z nieożywionego.

Poszukujemy procesu, który zabiera cząsteczki znajdujące się w stanie nieuporządkowanym i pozwala uporządkować je w taki sposób, aby powstało życie. Czy istnieje „prawo syntropii” (ujemna energia w żywych systemach), które zrównoważyłoby lub odwróciło „prawo entropii”? Nie znamy takiego prawa, które pozwalałoby na odwrócenie entropii (konsekwencja drugiej zasady termodynamiki, która mówi, że przy każdej przemianie energii część energii jest tracona w środowisku). Drugie prawo, prawo biogenezy, mówi, że życie powstaje tylko z życia istniejącego wcześniej. Eksperymenty Francesco Redi i Louisa Pasteura zajmowały się pochodzeniem życia przez spontaniczne wytwarzanie, a ta hipoteza została unieważniona przez ich wyniki eksperymentalne. Gdzie jest to prawo, które uwiarygodniłoby stanowisko ewolucjonisty? Jakie przeprowadzono eksperymenty, które udowadniają lub dają wiarygodność wyłonienia się życia z nie-życia przez jakiś naturalistyczny proces? Ewolucja jest tematem, który przewija się przez wszystkie nauki biologiczne, ale nie przechodzi pierwszego testu naukowego, poszukiwania procesu, który wyjaśnia istnienie życia poprzez procesy naturalne. W związku z tym Michael Behe ​​przedstawia problem w następujący sposób:

1. Ewolucja molekularna nie opiera się na autorytecie naukowym. W literaturze naukowej – w prestiżowych czasopismach, czasopismach specjalistycznych lub książkach – nie ma publikacji opisującej, w jaki sposób ewolucja molekularna jakiegokolwiek rzeczywistego, złożonego układu biochemicznego albo zaistniała, albo mogła zajść. Istnieją twierdzenia, że ​​taka ewolucja miała miejsce, ale absolutnie żadne nie jest poparte stosownymi eksperymentami lub obliczeniami.
2. Wystarczalność mutacji i doboru naturalnego w doprowadzeniu do rozwoju obecnie żyjących gatunków z prostych wcześniejszych gatunków, oraz
3. Pojawienie się przez mutację i dobór naturalny obecnie żyjących gatunków z prostych wcześniejszych gatunków. (4)

Mutacje i dobór naturalny to dwa procesy opisane przez ewolucjonistów w celu wyjaśnienia ewolucji organizmów, w tym pojawienia się nowych gatunków z gatunków wcześniej wyewoluowanych. Z pewnością występują mutacje, podobnie jak dobór naturalny. Jednak czy te procesy mogą osiągnąć wszystko to, co według ewolucjonistów mogą osiągnąć? „Molekuły do ​​wnioskowań człowieka” wymagają znacznie więcej wyjaśnień w literaturze naukowej, aby można było uznać, że te wnioski są rzeczywiście naukowe. Mówi się, że mutacje są przypadkowe i nieprzewidywalne. Ale czy tak jest?

Dr Lee Spetner zbadał ten obszar obejmujący mutacje adaptacyjne. Oto niektóre z jego ustaleń.

Barbara McClintock, która otrzymała Nagrodę Nobla w 1983 r. za pracę nad rearanżacjami genetycznymi, zauważyła, że ​​istnieją przesłanki, że te modyfikacje genetyczne zachodzą w odpowiedzi na stres.

Barry Wanner z Emory University zasugerował, że rearanżacje genomowe mogą być częścią systemu kontroli bakterii, który powodowałby dziedziczne zmiany w odpowiedzi na sygnały środowiskowe.

John Cairns i jego zespół z School of Public Health na Harvard University opisali inne eksperymenty z bakteriami i doszli do wniosku: Komórki mogą mieć mechanizmy wyboru, która mutacja nastąpi&hellip. Bakterie najwyraźniej posiadają rozległy arsenał takich „tajemniczych” genów, które można wykorzystać do metabolizmu niezwykłych substratów. (5)

Dr Spetner sugeruje, że te eksperymenty, które wskazują, że mutacje adaptacyjne są stymulowane przez środowisko, zaprzeczają tym samym podstawowym dogmatom neodarwinizmu, m.in. że mutacje są losowe i powinny zachodzić niezależnie od środowiska. Sugeruje ponadto, że inne organizmy, poza bakteriami, również mogą mieć ukryte części genomu przeznaczone do adaptacji do pewnego zestawu warunków środowiskowych, które mogą się pojawić. (6)

Jak organizm mógł mieć część swojego genomu przeznaczoną do przystosowania się do środowiska lub bodźca, na które wcześniej nie był narażony? Ewolucja musi wyjaśnić poważne aberracje w swojej teorii.

Istnieje wiele innych problemów związanych z mutacjami jako mechanizmem pozytywnych zmian w organizmie. Każdy, kto czyta literaturę na ten temat, zdaje sobie sprawę z destrukcyjnych skutków mutacji. Nawet biorąc pod uwagę okazjonalną korzystną mutację, koncepcję wciąż pozbawioną potwierdzających dowodów empirycznych, akumulacja ich w organizmie (zapewniająca organizmowi nowy element w jego przetrwaniu) nie została wykazana w literaturze naukowej. Rozumiemy, że proces kopiowania DNA obejmuje system edycji, który koryguje mutacje lub błędy, jakie mogą wystąpić podczas replikacji. Czy nie wydaje się, że zakodowana w DNA informacja jest odporna na zmiany przez mutacje?

Kolejnym problemem jest informacja. Mutacje zawsze powodują utratę informacji. Gdy organizm się zmienia, aby albo poprawić jakiś aspekt swojego istnienia, albo zmienić się lub wytworzyć inną odmianę lub gatunek, informacja, aby zrobić te rzeczy, musi skądś pochodzić. Jak ważna jest nauka ewolucyjna, kiedy głównym żądaniem poprawy jest utrata informacji po drodze? Informacja jest prawdziwym elementem akumulacji nowych i nowatorskich struktur w żywych organizmach. Wydaje się, że literatura naukowa nie zawiera sugestii, skąd pochodzą te informacje. Nikt nie dowiódł, że informacje mogą powstawać samoistnie w czasie przez przypadek i naturalne procesy.

Dobór naturalny jest procesem sortowania i nie dodaje żadnych nowych informacji do puli genów. Zgodnie z popularnym tekstem dobór naturalny można opisać następująco:

Ewolucja adaptacyjna jest mieszanką przypadku i sortowania – przypadek w powstawaniu nowych wariacji genetycznych przez mutację i rekombinację płciową oraz sortowanie w działaniu doboru, ponieważ faworyzuje propagację niektórych wariacji przypadkowych w stosunku do innych. Z całej gamy dostępnych wariacji dobór naturalny zwiększa częstość występowania pewnych genotypów i dopasowuje organizmy do ich środowiska. (7)

Z tej definicji wszyscy naukowcy zgadzają się z podstawową koncepcją doboru naturalnego. Sugerowane przez nas ograniczenia mają więcej wspólnego z ważnością tych mutacji, w połączeniu z rekombinacją płciową, aby zapewnić potrzebne zmiany i nowe informacje w celu wyjaśnienia wszystkich form życia, które widzimy dzisiaj. Musiałyby one również obejmować zawiłości procesów życiowych wewnętrznych i zewnętrznych tych organizmów. Jeśli mutacje tracą informacje, a dobór naturalny po prostu sortuje to, co już istnieje, aby dać początek nowej odmianie przy użyciu tych samych genów, w jaki sposób organizm zmienia się znacząco w inny organizm?

Rzućmy okiem na ilustrację tego, jak mutacja wpływa na przekazywanie informacji. Zaczniemy od prostego stwierdzenia:

Chłopiec pobiegł ulicą.

Niektóre typowe terminy dla mutacji to addycje, delecje i inwersje. Pamiętaj mutacje to losowe zmiany w już istniejącym kodzie informacji. Jeśli chcesz, możesz tworzyć własne mutacje w wiadomości. Zacznijmy od dodania.

Chłopiec szczur na ulicy, lub
Zabawka pobiegła ulicą lub
Chłopiec q pobiegł ulicą.

Widzimy efekty zmiany informacji, która już nadaje odpowiednie znaczenie.

Jak usunięcie wpłynęłoby na wiadomość?

Oy pobiegły ulicą, lub
Chłopiec leci ulicą, albo
Chłopiec pobiegł ulicą.

A co z inwersją, która odwraca lub wywraca do góry nogami element przekazu?

Złodziej pobiegł ulicą lub
Chłopak pobiegł na ulicę, lub
Chłopak zbiegł z teertów.

Wszystkie te zmiany powodują utratę informacji. Jaki wpływ mają te mutacje na wiadomość przekazywaną w kodzie genetycznym DNA? Poniżej znajduje się sekcja RNA. RNA to po prostu posłaniec, który przenosi informacje z DNA.

Każdy zestaw trzech liter „kodon” i reprezentuje informację w DNA, która umożliwia umieszczenie pojedynczego aminokwasu w określonej pozycji w łańcuchu, który następnie staje się białkiem po umieszczeniu wszystkich aminokwasów.

UUU - umieszcza aminokwas fenyloalaninę w łańcuchu.
AAG - umieszcza aminokwas lizynę w łańcuchu.
CUG - umieszcza aminokwas leucynę w łańcuchu.
GGC - umieszcza aminokwas glicynę w łańcuchu.

Białko może składać się z setek aminokwasów, z których wszystkie są konkretnie umieszczone w sekwencji, aby umożliwić wytworzenie określonego białka, takiego jak hemoglobina.

Jaki wpływ miałaby mutacja na powyższą sekwencję?

Co powiesz na mutację UUU z UAU? Zmieniłoby to położenie aminokwasu fenyloalaniny z aminokwasem tyrozyny. Tyrozyna działa chemicznie inaczej niż fenyloalanina i spowoduje inny kształt białka. Białka są skuteczne tylko wtedy, gdy mają prawidłowy kształt. Pojedyncza mutacja może nie spowodować utraty funkcji białka, ale kilka prawdopodobnie tak. Oczywiście, gdyby białko, takie jak hemoglobina, nie mogło zostać wyprodukowane w organizmie, który tego wymaga, organizm umarłby lub przynajmniej nie wykazywał żadnej poprawy w swojej zdolności do przetrwania.

Chodzi o to, że manipulowanie czymś, co już istnieje i działa doskonale, spowoduje, że system będzie działał nieprawidłowo lub w ogóle nie będzie działał. Widzimy wpływ mutacji na muszki owocowe, które były zmutowane od dziesięcioleci. Po tysiącach pokoleń wszystkie są nadal muszkami owocowymi. Jednak bardziej niepokojące są szkodliwe skutki tych mutacji. Niektórzy są niewidomi, inni nie mają skrzydeł, inni mają dodatkowe skrzydła, które są im bezużyteczne i tak dalej. Jeśli mutacje byłyby korzystne, codziennie powinniśmy otrzymywać codzienną dawkę promieniowania, aby się poprawić. Jednak wiemy lepiej i chronimy się przed nadmiernym promieniowaniem rentgenowskim, światłem ultrafioletowym i innymi formami promieniowania. Wcześniej przeczytaliśmy pracę McClintocka, Wannera i Cairnsa, którzy głoszą, że organizmy mogą wprowadzać własne mutacje w odpowiedzi na środowisko. Z pewnością należy przeprowadzić więcej badań na ten temat, ale wstępne badania są zaskakujące. Kiedy organizm inicjuje taką zmianę, wydaje się, że istnieje już program, który pozwala organizmowi przystosować się do środowiska, a nie przypadkowy proces polegający na nacisku na „niebezpieczeństwo”. Jak ewoluowałby taki program? Czy ewolucja może przewidzieć, jakie zmiany środowiskowe lub okoliczności zajdą w przyszłości organizmu?

Dopóki ewolucjonista nie będzie w stanie wnieść więcej do stołu i opisać w terminach naukowych, poprzez eksperymentalne dowody, jak to wszystko się stało i jak to działa, musimy dojść do wniosku, że mutacje i dobór naturalny nie zdają egzaminu bycia częścią sprawdzonego procesu naukowego. Ewolucja-nauka nie jest nauką.

4. Wyłonienie się człowieka ze wspólnego przodka małp człekokształtnych.

Jakie prawa naturalne mogą zmienić małpy w ludzi? Tylko się rozejrzyj. Widzimy małpy, widzimy ludzi, ale nie widzimy małp człekokształtnych ani małpoludów - chyba że jesteś fanem reklamy Geico. To bardzo uproszczona odpowiedź i nie ma na celu adekwatnej odpowiedzi na pytanie. Jednak w literaturze nie ma naturalnych praw, które wyjaśniałyby przemianę małp człekokształtnych w ludzi. Może być w umysłach ludzi, ale nie ma na to innego procesu niż mutacje i dobór naturalny, a te wydają się żałośnie niewystarczające.

Naszymi domniemanymi najbliższymi krewnymi są szympansy. Wielu jest przekonanych, że mamy z tymi ssakami wiele wspólnego i na pierwszy rzut oka się z tym zgadzam. Różnice mogą cię jednak zadziwić.

Ostatnio pojawiła się znaczna ilość nowych dowodów dotyczących rzeczywistych różnic i podobieństw między ludźmi a szympansami. Genom ludzki został całkowicie zmapowany, a następnie zwrócono uwagę również na genom szympansa. Większość osób zajmujących się tą dziedziną jest motywowana swoim fundamentalnym poglądem na świat, że ludzie wyewoluowali z małp, a dokładniej z szympansów.

Czy to nowe przedsięwzięcie zapewniło bliższy spacer z szympansem? Wcześniejsze badania DNA ludzi i szympansów wskazują na 98-99% zgodność identycznego DNA. Badania te koncentrowały się na wąskim obszarze całego genomu - regionach kodujących gen. Jest to bardzo ograniczony obszar i niewielka część z około 3 miliardów par zasad DNA, które składają się na nasz plan genetyczny. (8) Ostatnie badania wykazały, że różnica w DNA nie wynosi 1-2%, ale raczej 4%. To co najmniej dwukrotność różnicy procentowej, jaką od lat twierdzą naukowcy. (9)

Procenty mylą. Na przykład 1,06% reprezentuje około 35 milionów mutacji podstawień pojedynczych par zasad w DNA. Istnieje również dodatkowe około 40-45 milionów zasad obecnych u ludzi i brakujących szympansom, a mniej więcej tyle samo jest obecnych u szympansów, których nie ma u człowieka. Obecność lub brak DNA nazywa się insercjami lub delecjami (indelami). Mogą one mieć długość od zaledwie 20 par zasad do kilku tysięcy par zasad. (10) Różnica 40 milionów zasad wypełniłaby 10 000 stron, gdyby każda zasada przedstawiała literę. Wiara w to, że tak wiele zmian kumuluje się pod wpływem jakiejś nieświadomej siły zerowego IQ i zbiegu okoliczności, jest jak wiara, że ​​dziesiątki tysięcy przypadkowych zmian w elektronicznym wydaniu encyklopedii medycznej doda nowe informacje, przekształcając je w encyklopedię fizyki. (11) Dr Fazale Rana zaprzecza nawet 96% podobieństwu. On mówi:

Kiedy naukowcy uwzględnią wszystkie rodzaje różnic genetycznych i dokonają bardziej globalnego porównania, podobieństwa spadają z 96% do około 85%. (12)

Pozorna 4% różnica jest bardzo myląca, ponieważ nie uwzględnia aktywności ani ekspresji genów. Na przykład wszyscy używamy 26 liter alfabetu, aby wyrazić siebie. Chociaż wiele słów w naszych przekazach jest identycznych, końcowe wiadomości mają nieograniczoną różnicę w wyrazie. Nie porównywalibyśmy dwóch pozycji literackich, licząc, jak często używano różnych słów w procentach i dochodząc do wniosku, że oba dzieła literackie zostały napisane przez tę samą osobę, ponieważ zastosowano podobny dobór słów. Oczywiście dwóch pisarzy będzie miało wiele wspólnych słów, procentowo. Ewolucjoniści popełniają ten sam błąd w odniesieniu do genów. Zakładają, że ponieważ genomy dwóch organizmów wykorzystują wiele takich samych genów, oba organizmy mają wspólnego przodka.

Chromosomy nie są jednostkami statycznymi. Są w stanie przemieszczać elementy genetyczne i reorganizować się. Sekcje chromosomów są w stanie oddzielić się i przenieść w inne miejsce na tym samym lub na innym chromosomie. Miejsca wymiany DNA między chromosomami, znane jako hotspoty rekombinacji, są prawie zupełnie inne u szympansów i ludzi. Odkrycie zostało opisane w artykule opublikowanym właśnie w Science przez statystyków z Oxford University oraz genetyków amerykańskich i holenderskich. (13)

Dlaczego pojawiają się te gorące punkty i co powoduje zamianę DNA w tych konkretnych punktach, jest tajemnicą. Jedna z teorii sugeruje, że kod DNA po obu stronach gorących punktów kontroluje aktywność. Jednak kiedy naukowcy porównali szympansy i ludzi, byli zaskoczeni, że pomimo tak podobnego genetycznie gatunku, gatunek ten ma zupełnie inne miejsca rekombinacji. Profesor Peter Donnelly z Oksfordu powiedział: „Jeśli szympansy i ludzie nie mają wspólnych gorących punktów rekombinacji, oznacza to, że proces rekombinacji musi kontrolować coś innego niż otaczający go kod DNA. Ponieważ otaczający kod DNA u szympansów i ludzi jest prawie identyczny, oznacza to, że rekombinacja jest jeszcze bardziej tajemnicza, niż sądziliśmy. (14) Punktem, który należy tutaj poruszyć, jest po prostu to, że jest wiele rzeczy, o których nie wiemy, a gdy ujawniają się nowe informacje, ewolucjonista wydaje się tracić grunt pod nogami.

Innym obszarem, który różni się między tymi dwoma gatunkami, jest duplikacja genów. Duplikacja genu to po prostu powtórzenie DNA, z którego składa się gen. Istnieją duplikacje występujące u szympansa, a nie u człowieka, u człowieka, a nie u szympansa, a także duplikacje wspólne dla obu gatunków. Każda z nich ma istotne implikacje co do ich wpływu na zaburzenia rozwojowe. Ważniejszy jest jednak wpływ duplikacji genów na ekspresję genów. Ekspresja genów to proces, w którym informacja genetyczna jest przekształcana w struktury i funkcje w żywej komórce. Tworzenie twojego serca, płuc, krwi itp. jest ekspresją genów w twoim kodzie genetycznym. Geny w zduplikowanych segmentach genomu, z których wiele jest specyficznych dla szympansów lub ludzi, ulegają odmiennej ekspresji w obu gatunkach. (15) Ponadto dwie sekwencje genetyczne szympansów i ludzi są zaśmiecone zduplikowanymi segmentami, które są rozrzucone na różne sposoby w obu gatunkach.

Ludzki mózg wykazuje uderzająco inne wzorce ekspresji genów w porównaniu z mózgiem szympansa. Ta różnica nie jest widoczna w innych częściach ciała, takich jak wątroba i białe krwinki, jak donosi międzynarodowy zespół badawczy. Różnice między ludźmi a innymi naczelnymi są bardziej kwestią ilości niż jakości. Różnice w ilości ekspresji genów i białek, a nie różnice w strukturze samych genów lub białek, odróżniają te dwa gatunki. (16) Wydaje się prawdopodobne, że sposób ekspresji genów u obu gatunków, szczególnie w mózgu, może wyjaśniać różnicę w zdolnościach umysłowych między tymi dwoma gatunkami.

Naukowcy odkryli, że ekspresja genów okazała się sprawą bardzo indywidualną, a niektórzy ludzie wydają się bardziej spokrewnieni z szympansami niż z innymi ludźmi pod względem ogólnych wzorców ekspresji. (17) Zasadniczo oznacza to: ekspresja genów jest tak silna, że ​​przy tym samym DNA ekspresja może wytworzyć kontinuum osobników z szympansami na jednym końcu i ludźmi na drugim. Różnice określone przez aktywność innych genów na wspólnym DNA dzielonym między dwoma gatunkami.

Można stworzyć paradoks dotyczący ekspresji genetycznej. Biorąc pod uwagę człowieka i szympansa, można je łatwo odróżnić, ale mając tylko ich DNA, nie można ich łatwo odróżnić. (18) Nawet tak samo wyglądający DNA może być wyrażany w jeden sposób w jednym gatunku, a inaczej w innym gatunku. Paradoks różnicy anatomicznej i podobieństwa genetycznego jest iluzoryczny – to artefakt intelektualnej historii porównywania. Jakże zaznajomieni jesteśmy w tym nowym tysiącleciu z różnicami fizycznymi i jak obcy jest nam całe pojęcie różnicy genetycznej. (19)

Główną różnicą między szympansami a człowiekiem jest fakt, że szympansy mają 48 (lub 24 pary) chromosomów, podczas gdy człowiek ma 23 pary lub 46 chromosomów. Ewolucjoniści uważają, że dwa chromosomy u szympansa i przodka człowieka połączyły się, tworząc ludzki chromosom 2. Nie ma żadnej znanej selektywnej przewagi, by ta fuzja wystąpiła i stała się cechą charakterystyczną człowieka. (20)

Około 29% białek jest identycznych u szympansów i ludzi, pozostawiając dużą liczbę - 71%, które są różne. Około 5% wszystkich białek wytwarzanych przez szympansy i ludzi ma delecję lub dodanie trzech nukleotydów razem, które kodują określony aminokwas. Kodowanie pojedynczego aminokwasu w łańcuchu białkowym wymaga trzech nukleotydów lub trzech zasad w DNA. Ta substytucja aminokwasu w łańcuchu białkowym może spowodować znaczące zmiany w ogólnej strukturze białka i jego funkcji. (21) Jedna zmiana zasady w jednym nukleotydzie jest różnicą między tym, czy ktoś ma anemię sierpowatą u ludzi, czy nie. Pojedynczy aminokwas powoduje zmianę kształtu krwinek czerwonych z dysku na sierpowatą, prowadząc do objawów choroby.

Darwiniści twierdzą, że minęło sześć milionów lat od czasu, gdy pojawił się wspólny przodek, który doprowadził do powstania szympansów i ludzi. To około 300 000 pokoleń i to za mało, aby osiągnąć oszałamiającą ilość potrzebnych zmian. Uznaje się, że większość z tych zmian wynika z dryfu genetycznego, zmian w populacjach zachodzących w wyniku przypadkowych procesów i tam, gdzie nie działa dobór naturalny. To sprawia, że ​​problem jest jeszcze większy. Aby zmiana została utrwalona w populacji, musi istnieć selektywna korzyść dla organizmu. Bez selektywnej przewagi zmiana prawdopodobnie nie zostałaby zachowana. (22)

Możemy matematycznie oszacować, ile czasu w pokoleniach i ile mutacji może zająć dany organizm, aby zmienić cechy. Biorąc pod uwagę ilość czasu, jak twierdzą ewolucjoniści i rzadkość korzystnych mutacji, matematycznie niemożliwe staje się zajście wystarczającej zmiany, aby zamienić szympansa w człowieka w ciągu 300 000 pokoleń.

Więc co czyni nas ludźmi? W jaki sposób kilka procentowych różnic może sprawić, że jeden gatunek żyje w lesie i gada ze sobą, a inny gatunek w laboratorium biologicznym badającym genom tych gadających? To więcej niż problem biologiczny. Jak stwierdza Svanate Paabo z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku, Niemcy:

Nie możemy zrozumieć, dlaczego fenotypowo tak bardzo różnimy się od szympansów.
Część tajemnicy jest tam ukryta, ale jeszcze jej nie rozumiemy. (23)

Inny naukowiec, Ajit Varki z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, mówi:

Genom jest jak układ okresowy pierwiastków&hellip. Sam w sobie nie mówi, jak wszystko działa - to pierwszy krok na długiej drodze. (24)

Jak widzimy wzrost wiedzy naukowej, ewolucjoniści doświadczają straty. Wcześniejsze interpretacje podobieństwa genetycznego opierały się na podejściu powierzchownym i zwodniczym. Teraz, gdy przyjrzymy się szerszemu obrazowi ekspresji i interakcji genetycznej, oddzielenie szympansów od ludzi staje się bardziej widoczne. Ponieważ szympansy i ludzie mogą być w około 96% do siebie podobni, być może powinniśmy zasugerować ewolucjonistom, aby zezwolili szympansom na około 96% naszych praw człowieka. Na szczęście nie nazywamy ich ludźmi i słusznie. Nie przydzielamy praw na podstawie dystansu genetycznego, a odległość ta jest znacznie większa niż 4%, gdy uwzględni się ekspresję genów i inne interakcje.

Dlatego kończymy ten rozdział następującym zrozumieniem: (i) ewolucja nie tylko nie dostarcza nam mechanizmu, procesu lub sposobu, w jaki można jasno określić, w jaki sposób małpy ewoluowały w człowieka (ii), ale nawet patrząc na zwierzę takie jako szympans widzimy ogromne luki w różnicach między nimi a nami. Problem jest więcej niż na pierwszy rzut oka, a zatem ewolucja zawodzi jako nauka do udowodnienia również w tej dziedzinie.

5. Wyjaśnienie geologii Ziemi i sekwencji ewolucyjnej autorstwa
Uniformitaryzm i powstanie kilka miliardów lat temu Ziemi i
nieco później w życiu.

Szkockiemu geologowi Jamesowi Huttonowi (1726-1797) przypisuje się koncepcję rozwoju geologicznej skali czasu, opisaną w jego pracy Theory of the Earth, opublikowanej w 1785 roku. Procesy geologiczne, zachodzące w dzisiejszym tempie, odpowiadają za większość, jeśli nie wszystkie, geologiczne cechy Ziemi.

Jaka jest skala czasu geologicznego? Skorupa ziemska składa się z wielu warstw skał osadowych zwanych „stratą”. Geolodzy zakładają, że każda warstwa reprezentuje długi okres czasu, zazwyczaj miliony lat. Jest to właściwie drugorzędne założenie oparte na pierwotnym założeniu uniformitaryzmu. Wśród miliardów skamieniałości znalezionych w tych warstwach niektóre z tych skamieniałości są unikalne dla niektórych warstw. Warstwy są skatalogowane i dowolnie ułożone w określonej kolejności (niekoniecznie w kolejności ich występowania). Ten porządek odzwierciedla założenie makroewolucji (pogląd, że całe życie jest powiązane i pochodzi od wspólnego przodka). Stworzenia, o których sądzi się, że wyewoluowały jako pierwsze, są uważane za najstarsze i dlatego umieszcza się je na dole kolumny warstw. Na szczycie kolumny umieszcza się stworzenia, o których sądzi się, że ewoluowały później. Wielu kompetentnych, akredytowanych naukowców sprzeciwiało się temu, twierdząc, że stanowi to cykliczny argument, w jaki sposób ewolucja może być podstawą wniosków geologicznych, podczas gdy geologia jest nauczana jako podstawowy dowód ewolucji? Ewolucjoniści z jednej strony utrzymują, że ewolucja jest dokumentowana przez geologię, az drugiej strony, że geologia jest dokumentowana przez ewolucję? Czy nie jest to argument okrężny?” (25)

Według Nilesa Eldridge'a:

Różne skamieniałości z każdej warstwy warstw zostały wybrane jako tak zwane „skamieniałości kwindeksowe”. Skamieniałości wskaźnikowe to sposób, w jaki datujemy warstwy skał osadowych. Paleontolodzy zakładają wiek skamieniałości wskaźnikowej na podstawie stanu historii ewolucyjnej, w którym zakłada się, że skamielina się znajduje. Domyślają się, ile czasu zajęłoby przekształcenie jednego rodzaju życia w inne, a następnie odpowiednio datują skamieliny i skały. (26)

Po raz kolejny jest to błędny argument: jeśli datujemy skały na podstawie skamielin, jak możemy wtedy odwrócić się i porozmawiać o wzorcach ewolucyjnych zmian w czasie w zapisie kopalnym? Inteligentny laik od dawna podejrzewał rozumowanie kołowe w używaniu skał do datowania skamieniałości i skamieniałości do datowania skał. Geolog nigdy nie zadał sobie trudu wymyślenia dobrej odpowiedzi, czując, że wyjaśnienia nie są warte zachodu. (27)

Po zapoznaniu się z powyższymi przykładami wybieramy takie terminy, jak: założenie, założenie, ułożone arbitralnie, założenie makroewolucji, założenie, że wybrano, założenie wieku, zgadują ile. Moje arbitralne zastosowanie rozumu prowadzi mnie do założenia, że ​​ewolucja została wybrana jako naukowa metodologia oparta na niewielkiej ilości bezpośrednich dowodów lub danych eksperymentalnych.


Co to jest „ewolucja”?

Ilekroć mówimy o wyzwaniach dla „ewolucji”, ważne jest, aby dokładnie zdefiniować terminy, w przeciwnym razie może dojść do zamieszania. Istnieją trzy powszechne zastosowania terminu „ewolucja”:

  • Ewolucja #1 — Mikroewolucja: Zmiany na małą skalę w populacji organizmów.
  • Ewolucja #2 — Uniwersalne wspólne pochodzenie: Pomysł, że wszystkie organizmy są spokrewnione i pochodzą od jednego wspólnego przodka.
  • Ewolucja #3 — Ewolucja Darwina: Pogląd, że niekierowany proces doboru naturalnego działający na losową mutację jest głównym mechanizmem napędzającym ewolucję życia.

Nikt nie wątpi w Ewolucję #1, którą czasami nazywa się „mikroewolucją”. Niektórzy naukowcy wątpią w Ewolucję #2. Ale lista naukowa niezgoda na darwinizm dotyczy tylko ewolucji nr 3, zwanej także ewolucją darwinizmu lub darwinizmem. Naukowcy, którzy podpisali oświadczenie odrębne, mówią tak:

Sceptycznie podchodzimy do twierdzeń o zdolności przypadkowych mutacji i doboru naturalnego do wyjaśniania złożoności życia. Należy zachęcać do starannego badania dowodów teorii Darwina.

Zdefiniowaliśmy Ewolucję #1, utożsamiając ją z „mikroewolucją” – zmianami na małą skalę w populacji organizmów. Łącznie ewolucje nr 2 i nr 3 można nazwać makroewolucją, którą definiuje się następująco:

Makroewolucja: Zmiany na dużą skalę w populacjach organizmów, w tym ewolucja całkowicie nowych cech biologicznych. Zazwyczaj termin ten oznacza również, że wszystkie formy życia pochodzą od jednego wspólnego przodka w wyniku niekierowanych procesów naturalnych.

Niestety, ewolucjoniści czasami celowo mylą te definicje, mając nadzieję, że nie zauważysz, że przesadzili z ich racją. Zbiorą dowody na mikroewolucję (Ewolucja #1), a następnie dokonają nadmiernej ekstrapolacji dowodów i twierdzą, że wspierają makroewolucję (Ewolucja #2 lub Ewolucja #3). Rzeczywiście, czasami zwolennicy ewolucji zrównują mikroewolucję i makroewolucję, mając na uwadze, że makroewolucja jest po prostu powtarzanymi rundami sumowanej mikroewolucji. (Takie nieścisłe twierdzenia są omawiane w Kontrowersjach naukowych dotyczących tego, czy mikroewolucja może odpowiadać za makroewolucję).


Krytyka sprzeciwu wobec wspólnego pochodzenia

W piątek wieczorem 21 października odbyła się debata zatytułowana „Czy teoria Darwina kwitnie, czy upada?” odbyła się otwarta dla studentów i publiczności. Spotkanie odbyło się na Uniwersytecie St. Edward's i zostało zaprezentowane przez Hill Country Institute, Christ Church oraz Associate Professor of Philosophy na St. Edward's University Dr. Stephen Dilley, Ph.D. Debata koncentrowała się wokół tego, czy całe życie pochodzi od jednego wspólnego przodka, czy nie.

Jako student biologii, który uczęszcza zarówno na ewolucję, jak i na zajęcia z filozofii zatytułowane „Bóg i nauka”, uczestniczyłem w debacie zarówno z intrygi, jak i dlatego, że musiałem. W rzeczywistości dr Dilley prowadzi zajęcia „Bóg i nauka”, które omawiają związek (jeśli taki istnieje) między religią a nauką, a szczególnie skupiają się na dyskursie między teorią ewolucji a kreacjonizmem. Jako starszy specjalista nauk ścisłych biorący udział w zajęciach z filozofii, które kwestionują podstawy teorii ewolucji, znalazłem się w uprzywilejowanej pozycji, ponieważ mogłem patrzeć na debatę z obu soczewek. W związku z tym omówię strukturę, treść i moje wrażenia z debaty w poniższych zdaniach.

Struktura

Debata dała argumenty zarówno za, jak i za wspólnocie pochodzeniem. Dr Joel Velasco z Texas Tech University bronił wspólnego pochodzenia, a dr Paul Nelson z Discovery Institute zakwestionował je. Dr Velasco otrzymał tytuł doktora. w Filozofii Biologii w 2008 roku na Uniwersytecie Wisconsin-Madison. Dr Nelson otrzymał tytuł doktora. w Philosophy of Biology and Evolutionary Theory z University of Chicago w 1998 roku. Zaczęli od wprowadzenia do swoich argumentów, a następnie ich głównych argumentów, obalenia i pytań i odpowiedzi. Na potrzeby tego artykułu nie będę omawiał części pytań i odpowiedzi.

Zadowolony

Uwagi wstępne

Dr Velasco twierdził, że wszyscy mięsożercy, ssaki, węże, rośliny, eukarionty i wszystko inne jest ze sobą powiązane. Twierdził, że całe życie jest genealogicznie powiązane wspólnym pochodzeniem.

Dr Nelson stwierdził, że istnieją cztery główne opinie na temat drzewa życia: projekt, brak projektu, jedno drzewo lub wiele drzew.Argumentował za hipotezą wielu drzew życia, twierdząc, że w ostatniej dekadzie naukowcy, tacy jak mikrobiolog Carl Woese i biochemik Ford Doolittle, odkryli, że nie może być jednego wspólnego przodka, ponieważ organizmy znajdują się poza domeną drzewa życia.

Dr Velasco twierdził, że kiedy raz po raz spoglądamy wstecz na historię, znajdujemy poparcie dla wspólnego pochodzenia, ponieważ jest, było i zawsze będzie bardzo dobrze wspierane przez badania. Odnajdujemy te dane w rozmieszczeniu życia na planecie, w rozkładzie cech w życiu, gdzie znajdują się skamieliny i jak wyglądają. Twierdził, że pochodzenie wyjaśnia to poprzez anatomię porównawczą, biogeografię i zapisy kopalne. W anatomii porównawczej znajdujemy homologie między gatunkami. Velasco użył słynnego przykładu wspólnych struktur promieniowych, łokciowych i nadgarstków występujących w kościach człowieka, wieloryba, nietoperza i żaby. Velasco argumentował, że wszystkie te gatunki mają tę porównawczą anatomię, ponieważ wszystkie pochodzą od przodków, którzy mieli właśnie taką strukturę. Jego argument z biogeografii twierdził, że całe życie pochodzi od organizmów skądinąd. Zilustrował to na przykładzie kaktusa. Kaktus pochodzi z obu Ameryk i nie występuje w Afryce, Azji ani Europie, chociaż są tam desery. Twierdził, że powodem, dla którego nie ma kaktusów, jest to, że pochodzą one od wspólnego przodka, który pochodził z obu Ameryk i nie rozprzestrzenił się ani nie pojawił się gdzie indziej, ponieważ nie mogą podróżować. Velasco twierdził również, że skamieliny przejściowe i struktury szczątkowe dodatkowo świadczą o tym, że gatunki są spokrewnione, ponieważ mają wspólnego przodka. Na koniec Velasco podał przykład ludzi, którzy mają o jeden chromosom mniej niż szympansy, a zamiast tego mają połączenie dwóch chromosomów szympansów z telomerami (które są obecne na końcach chromosomów). Velasco twierdził, że fakt ten sprawia, że ​​teoria wspólnego pochodzenia jest nieprawdziwa, ponieważ oznacza to, że ludzie i szympansy mieli wspólnego przodka.

Dr Nelson argumentował przeciwny argument, który zdefiniował jako brak jednej pierwotnej formy, z której powstało całe życie. Dr Nelson stwierdził, że głównym sposobem, w jaki biolodzy postrzegają wspólne pochodzenie, jest przekonanie, że całe życie jest ze sobą powiązane. Sposób, w jaki określają „pokrewne”, polega na rozmnażaniu organizmu. Powiedział, że jeśli pokrewieństwo definiujemy jako reprodukcję organizmu, to nie powinniśmy znaleźć przypadku, w którym dwie komórki powstają niezależnie od siebie. Twierdził, że obserwowane podobieństwa między gatunkami można wyjaśnić na dwa sposoby: pochodzenie materialne i inne przyczyny fizyczne, które nie mają nic wspólnego z pochodzeniem. Dr Nelson oświadczył, że jeśli istnieje pogwałcenie twierdzenia, że ​​nic nie leży poza domeną drzewa życia – to znaczy, że nic nie mogło wyewoluować poza drzewem życia – to twierdzenie, że całe życie wywodzi się z ostatniego uniwersalnego wspólnego przodek (LUCA) jest fałszywy. Następnie użył kontrfaktycznej logiki warunkowej, aby sformułować swój argument, twierdząc, że: Gdybyśmy zobaczyli x, wtedy wspólne pochodzenie byłoby złe. Dr Nelson wymienił następnie następujące warunki jako substytut: x: maszyneria, której używa komórka, nie powinna odbiegać od LUCA, a filogenezy zbudowane na morfologii powinny być zgodne z filogeniami zbudowanymi na podstawie DNA. Najsilniejszym argumentem dr Nelsona, z którego jest najbardziej znany, było to, że geny ORFan są odmienne od LUCA, a tym samym unieważniają twierdzenie o wspólnym pochodzeniu. Geny ORFan to geny, które nie mają homologii w innych liniach. Są one specyficzne dla taksonów i powstają w wyniku horyzontalnego transferu genów lub innych mechanizmów innych niż duplikacja, rearanżacja i mutacja. Drugim argumentem przedstawionym przez dr Nelsona było to, że ponieważ istnieje wiele topoizomeraz (które są maszynerią komórkową niezbędną do rozwijania DNA), które pojawiają się znikąd, narusza to kontrfaktyczny warunek dotyczący maszynerii. Zauważono również, że filogenezy morfologiczne, które powstały przed pojawieniem się sekwencjonowania DNA, nie pasują do drzew filogenetycznych utworzonych na podstawie danych molekularnych. Dr Nelson wspomniał następnie o naukowcach, którzy nie mogli uwierzyć w model pojedynczego drzewa życia ze względu na ogromną różnorodność genetyczną znalezionych organizmów i podsumował swój argument stwierdzeniem, że możliwym rozwiązaniem byłby inteligentny projektant.

Dr Velasco przyznał, że wspomniał jedynie o dowodach dotyczących domeny Eukarii. Powiedział, że sugerował, że wszystko inne jest ze sobą powiązane. Powiedział również, że chociaż istnieją warianty kodu genetycznego, są one bardzo podobne i różnią się tylko jednym aminokwasem.

Dr Nelson powiedział, że konsekwencją obalenia wspólnego pochodzenia jest to, że model pojedynczego drzewa życia pęknie od dołu do góry, ponieważ traci się znaczenie historii, jeśli pochodzenie organizmu może powstać wielokrotnie niezależnie, i podsumował mówiąc, że to to, co dzieje się teraz.

Moje wrażenie

Po pierwsze, znalazłem podtytuł na ulotce debaty: „Czy teoria ewolucji jest solidna, czy głęboko wadliwa?” zwodniczy. Rzeczywista debata nie dotyczyła raczej tego, czy sama teoria ewolucji jest poprawna, ale dyskutowała, czy większość biologów ma rację, myśląc, że całe życie pochodzi od jednego wspólnego przodka, czy też kilku naukowców, którzy uważają, że istnieją zjawiska, które leżą poza drzewo życia, są poprawne. Ponieważ wydarzenie było częściowo prezentowane przez kościół ewangelicki, myślę, że niektórzy ludzie, którzy uczestniczyli w tym wydarzeniu, uważali, że jest to debata między religią a nauką, jednak tak nie było.

Po drugie, uznałem, że struktura debaty jest niewłaściwa. Składał się z dwóch filozofów, którzy prezentowali idee naukowe niezwiązane z filozofią. Omawiali teorię ewolucyjną, genetykę molekularną i biologię komórki - wszystkie z nich są tematami naukowymi i nie widzę, jak dwóch filozofów może być ekspertami w dziedzinie, której nie zajmują.

Po trzecie, nawet tak naprawdę nie dyskutowali ze sobą. Dr Velasco odniósł się jedynie do podobieństw w domenie Eukarii i nawet nie wspomniał o bakteriach czy archeonach – dwóch innych domenach życia – w swoim głównym argumencie. Wspomniał tylko pospiesznie, że sugerowano, że wszystkie inne życia również są ze sobą powiązane. Dr Velasco również nie przedstawił nawet żadnych genetycznych argumentów, a tematem tego był cały nacisk na argument dr Nelsona. Zamiast tego dr Velasco skupił się na anatomii porównawczej, biogeografii i skamieniałościach, które nie stosują argumentów dr Nelsona.

Wreszcie, najbardziej niepokojącą częścią tej debaty było to, że myślę, że niektórzy z publiczności wyszli z ideą, że całe życie nie pochodzi od jednego uniwersalnego wspólnego przodka, co jest przeciwieństwem konsensusu, jaki panuje w społeczności naukowej.

Przed piątkową debatą dziewięciu profesorów nauk ścisłych z Uniwersytetu św. Wyświetlenia. W części listu piszą:

Piszemy, aby wyraźnie stwierdzić, że teoria ewolucji przeszła znaczący przegląd w literaturze naukowej i pozostaje najlepszym, najbardziej spójnym wyjaśnieniem obserwowanego rozwoju życia na Ziemi. Podczas gdy określone mechanizmy w ramach teorii ewolucji pozostają przedmiotem współczesnych badań, powtarzamy, że sam temat ewolucji nie jest przedmiotem dyskusji w środowisku naukowym.

Liczne towarzystwa naukowe, w tym American Association for the Advancement of Science, American Astronomical Society, American Chemical Society, American Geophysical Union, American Institute of Physics, Federation of American Societies for Experimental Biology oraz Narodowa Akademia Nauk , wydali oświadczenia na temat ewolucji i inteligentnego projektu, potwierdzając wykazany sukces tych pierwszych i odrzucając naukową wykonalność tych drugich. Niżej podpisany wydział w Szkole Nauk Przyrodniczych na Uniwersytecie św. Edwarda w pełni zgadza się z tym punktem widzenia.

Chociaż mój pogląd jest zgodny z poglądem wspomnianych profesorów, nie próbuję powiedzieć, że tematy poruszane w debacie nie powinny być raczej punktami dyskusji, po prostu próbuję zwrócić uwagę, że myślę, że ta debata byłaby bardziej odpowiednia jeśli zostanie to zrobione z ekspertami naukowymi. W ten sposób byłaby to debata mniejszości naukowej z większością, którą przeprowadzili sami naukowcy, a nie filozofowie.

Niezależnie od tego, cieszę się, że dr Dilley zorganizował udaną debatę, która była bardzo uprzejma i pełna szacunku. Obaj dr. Nelson i Velasco byli dla siebie bardzo uprzejmi, a ich przyjaźń, pomimo odmiennych opinii, była widoczna w trakcie debaty, co moim zdaniem jest godną podziwu cechą, którą wszyscy powinniśmy przyjąć.


Uniwersalne wspólne pochodzenie

Naukowcy nadal badają pochodzenie życia i badają możliwość, że wczesne linie życia współdzielą geny tak swobodnie, że bardzo wcześnie żyjące istoty nie mogą być rozdzielone na wiele odrębnych linii. Zakres tego dzielenia się jest przedmiotem aktywnych badań i debaty naukowej. Eksploruj ewolucję błędnie przedstawia te trwające badania, tak jakby odbywały się one między zwolennikami jednego drzewa życia a zwolennikami „sadu neokreacjonistycznego”.

Pełna dyskusja:

Natura ostatniego uniwersalnego wspólnego przodka jest obecnie tematem ciągłych badań i książka, która miała na celu zbadanie aktualnych kontrowersji naukowych w ramach ewolucji, musiałaby zająć się tym tematem. Coraz więcej dowodów sugeruje, że jednokomórkowe organizmy u podstawy drzewa życia dzieliły tak dużo materiału genetycznego, że nie można było oddzielić różnych nici. Niektórzy naukowcy posuwają się tak daleko, że traktują całą społeczność żyjących wówczas organizmów jako zasadniczo jeden superorganizm, który swobodnie tasuje geny między składnikami. Traktują tę społeczność komórek jako ostatniego uniwersalnego wspólnego przodka (LUCA). W miarę jak poszczególne geny stawały się ściślej splecione z funkcjonowaniem innych genów, dzielenie się zmniejszało i rodowody zaczęły się rozchodzić.

Inni naukowcy utrzymują, że transfer genów między organizmami nie jest przeszkodą w śledzeniu linii rodowych współczesnego życia i twierdzą, że rozgałęzione drzewa życia można prześledzić aż do najwcześniejszej komórki.

Eksploruj ewolucję ignoruje tę trwającą i fascynującą kontrowersję naukową. W zakresie, w jakim uznają jego istnienie, jest to jedynie przeinaczanie poglądów uczestników tej debaty. To stwierdzenie, na przykład, zdradza głęboki brak zrozumienia ewolucji i nie może być bardziej niedokładne lub mylące w odniesieniu do podstawowej biologii:

Centralnym punktem O powstawaniu gatunków jest to, że zmiany ewolucyjne zachodzą w populacjach organizmów, a nie w osobnikach. Pominięcie tego punktu lub zaniechanie wyjaśnienia, jest oczywiście rażącym błędem w książce, która ma dotyczyć ewolucji.

Co więcej, już w 1859 roku Darwin dopuszczał możliwość istnienia więcej niż jednego typu wczesnych organizmów. Na przykład pod koniec O powstawaniu gatunków Darwin napisał:

Od tego czasu ewolucja najwcześniejszych komórek była i nadal jest dynamicznym obszarem badań.

Sad neokreacjonistyczny: Od Kurta Wise'a (1990) „Baraminology: A Young-Earth Creation Biosystematic Method”, w: Robert E. Walsh (red.) Proceedings of the Second International Conference on Creationism, tom. 2. Creation Science Fellowship, Inc.: Pittsburgh, PA. P. 345-360. Co więcej, Eksploruj ewolucję źle przedstawia stan nauki, gdy stwierdza: „Inni naukowcy wątpią, czy wszystkie organizmy pochodzą od jednego i tylko jednego wspólnego przodka” (s. 9). Podczas gdy niektórzy naukowcy kwestionują ścisłą monofilię wczesnej historii życia, ale tylko dlatego, że sądzą, że geny z innych gałęzi drzewa życia przemieszczały się między liniami, a nie dlatego, że kwestionują, że życie można przypisać wspólnemu przodkowi. Badacze w tej dziedzinie nie "powiedzą, że dowody rzeczywiście wskazują na pewne rozgałęzione grupy organizmów, ale nie" pomiędzy większe grupy” (s. 9-10, podkreślenie oryginalne), a naukowcy całkowicie odrzucają pogląd, że „historia życia powinna być reprezentowana jako seria równoległych linii reprezentujących sad odrębnych drzew” (s. 10). Faktem jest, że ten sposób opowiadania o historii życia został zapoczątkowany przez kreacjonistów, jak pokazano na rysunku po prawej. Opisując swój „sadowy” pogląd na życie, młody ziemski kreacjonista Kurt Wise wyjaśnia:

W tym fragmencie Kurt Wise przedstawia swoje wyraźnie kreacjonistyczne koncepcje w dokładnie takich terminach, jakich używa Explore Evolution. Dr Wise jest niewątpliwie jednym z „krytyków”, do którego odnosi się EE, ale nigdy nie jest cytowany w EE. Nic dziwnego, że w książce nie ma wzmianki, że młoda ziemia kreacjonistyczna grupa Answers in Genesis twierdzi, że ten sam rysunek przedstawia „prawdziwy kreacjonistyczny model 'sadu'”.

„Model tworzenia”: Poznaj preferowany przez współautora Evolution Paul Nelson „model stworzenia”, skopiowany z niemieckiego podręcznika kreacjonistycznego.

Paul Nelson (2001) „Rola teologii w aktualnej ewolucji” w „Inteligentny projekt kreacjonistyczny i jego krytycy” Robert Pennock, wyd. The MIT Press: Cambridge, MA, s. 685.

Książka nie wskazuje również, że jeden z autorów, Paul Nelson, przedstawił wcześniej model „polifiletyczny” pokazany po lewej, pisząc, że „kreacjoniści bronią dynamicznego wzorca z ryciny 32.2”, a nie modele takie jak trawnik zilustrowany w części a) Postać Wise'a (Paul Nelson, 2001. „Rola teologii w aktualnej ewolucji”, in Inteligentny kreacjonizm projektowy i jego krytycy Robert Pennock, wyd. Prasa MIT: Cambridge, MA. s. 684-685). W innym miejscu Nelson i współautor bronili swoich młodych kreacjonistycznych poglądów na Ziemi, argumentując, że „Ogólna geometria historii życia przedstawia las drzew, każde z własnym niezależnym korzeniem” (Paul Nelson i John Mark Reynolds, 1999, „Young Earth Creationism” w Three Views on Creation and Evolution, JP Moreland i John Mark Reynolds, red. Zondervan Publishing: Grand Rapids, MI. str. 45).

Ta wizja wielu drzew życia, całkowicie niezależnych od siebie, jest koncepcją kreacjonistyczną i nie ma związku z żadną pozycją wysuwaną w literaturze naukowej. Istnieją wątpliwości co do idei, że różnorodność życia od najwcześniejszych dni przebiega według ścisłego wzoru rozgałęzień, ale jak pokazano na rysunku po prawej, pogląd ten opiera się w dużej mierze na dokładnie takim rodzaju mieszania (lub „zespolenia”), jaki Nelson i Wise odrzucić. Rysunek, którego używa EE do zilustrowania proponowanego alternatywnego spojrzenia na życie, również nie obejmuje złożonej wymiany informacji genetycznej proponowanej przez autorów, którzy cytują ją jako krytycy Explore Evolution.

Nowoczesne spojrzenie na drzewo życia: Od W. Forda Doolittle'a (2000) „Wyrwanie drzewa życia”. Scientific American, 282(2):90-5. Zwróć uwagę, że odległości niekoniecznie muszą odpowiadać skali na tym obrazie. Obraz ten odzwierciedla pogląd niektórych praktykujących naukowców (w tym dr Doolittle, autora oryginalnego artykułu), że był okres we wczesnej historii życia, kiedy geny wymieniały się tak często, że nie można traktować tych wcześniejszych linii jako naprawdę odrębnych, ani nie prześledzić tych linii genealogicznych od jednego przodka. Nie kwestionują, że życie ma jakiegoś wspólnego przodka, ale starają się wyjaśnić, jak mówimy o tym przodku.

Naukowcy cytowani jako popierający ten „sadowy” pogląd na życie w rzeczywistości opowiadają się za drzewem bardzo odmiennym od tego zilustrowanego przez Poznaj ewolucję (rysunek i:4). Jak pokazuje rysunek po prawej, grupa naukowców kwestionująca tradycyjne poglądy na drzewo życia nie proponuje takiego sadu, który EE ilustruje. Gdzie EE i jego kreacjonistyczni przodkowie akceptują „nieciągłości między głównymi grupami”, sprzeciw podniesiony przez naukowców EE Cytaty faktycznie sprzeciwiają się, że nie ma wystarczającej liczby połączeń między gałęziami drzewa życia.

Autorzy ci nie kwestionują, że możemy mówić o jednym wspólnym przodku, a jedynie, że powinniśmy mówić o nim w innym sensie. Doolittle wyjaśnia:

Jest to zniuansowany pogląd, do zrozumienia którego uczniowie szkół średnich nie są w stanie zrozumieć, dopóki nie będą mieli pełniejszego zrozumienia podstawowych pojęć biologii. Jak zauważa Doolittle, nawet „niektórzy biolodzy uważają te pojęcia za mylące”. Trudno oczekiwać od uczniów, którzy wciąż uczą się, czym jest genom, docenić debatę na temat sposobów, w jakie zamiana genów między pradawnymi bakteriami doprowadziłaby do powstania takiego społecznego superorganizmu, jaki opisują Woese i Doolittle. Pedagogicznie niewłaściwe byłoby, aby Explore Evolution wepchnęło uczniów w sam środek tej debaty bez żadnego tła czy wsparcia. Rzeczywiście, wielu nauczycieli biologii byłoby nieprzygotowanych do prowadzenia takiej dyskusji. Nie usprawiedliwia to, że EE nie udało się dokładnie opisać natury tej naukowej debaty.

Woese i Doolittle nie opowiadają się za sadem, twierdzą po prostu, że pnia drzewa życia nie da się rozdzielić na odrębne pasma. Nie są przeciwnikami ewolucji, a Eksploruj ewolucję nie przytaczają autorom żadnej łaski, gdy błędnie przedstawiają podstawową naukę. To luźne traktowanie podstawowej nauki również nie przyniosłoby żadnych korzyści uczniom i nauczycielom. Tekst prawdziwie oparty na dociekaniu może być w stanie wyciągnąć kilka przydatnych lekcji edukacyjnych z debaty toczącej się nad podstawą drzewa życia, ale wątpliwe jest, aby uczniowie szkół średnich odnieśli korzyść z tej wysoce technicznej dyskusji i nie mogliby wykorzystać Poznaj ewolucję, aby zrozumieć nawet podstawową naturę tych ciągłych badań.


Wstęp

Najwcześniejsze fazy życia na Ziemi były świadkami powstania życia i genetyki od żywiołów. Był czas, kiedy nie było życia na Ziemi i był czas, kiedy istniały komórki dziedziczące DNA. Trudno sobie wyobrazić przejścia. Niektóre daty i ograniczenia dotyczące kolejności wydarzeń pomagają nam lepiej zrozumieć problem. Ziemia ma 4,5 miliarda lat (Ga) [1]. Przy około 4,4 Ga uderzenie tworzące księżyc zamieniło Ziemię w kulę wrzącej lawy [1]. Oceany magmowe o temperaturze powyżej 2000°K zmuszały całą wodę z wczesnej akrecji do fazy gazowej i przekształcały cały wczesny akreowany węgiel w atmosferyczny dwutlenek węgla (CO2) [1,2]. Przy 4,2 do 4,3 Ga Ziemia ochłodziła się na tyle, że pojawiła się woda w stanie ciekłym [3] — te pierwsze oceany były około dwa razy głębsze niż dzisiejsze [1,2]. Dopiero później konwekcyjne prądy hydrotermalne zaczęły sekwestrować wodę do pierwotnej skorupy i płaszcza, które dziś wiążą jedną dodatkową objętość oceanu [4,5]. Pierwsze oznaki życia pojawiają się jako sygnatury izotopów węgla w skałach mających 3,95 miliarda lat [6].Tak więc gdzieś na pokrytej oceanem wczesnej Ziemi iw wąskim oknie czasowym, wynoszącym zaledwie około 200 milionów lat, powstały pierwsze komórki. Ponieważ kod genetyczny [7] i chiralność aminokwasów [8] są uniwersalne, wszystkie współczesne formy życia ostatecznie wywodzą się z tej fazy ewolucji. Był to czas, w którym żył ostatni uniwersalny wspólny przodek (LUCA) wszystkich komórek.

LUCA, drzewo życia i jego korzenie

LUCA to konstrukt teoretyczny – mógł, ale nie musi być czymś, co dzisiaj nazwalibyśmy organizmem. Pomaga wypełnić pojęciową lukę między skałami i wodą na wczesnej Ziemi a wyobrażeniami o naturze pierwszych komórek. Myśli o LUCA obejmują dziesięciolecia. W literaturze istnieją różne pomysły na temat tego, jak LUCA była fizycznie zorganizowana i jakie posiadała właściwości. Te idee są tradycyjnie związane z naszymi wyobrażeniami na temat całego drzewa życia i tego, gdzie może leżeć jego korzeń [9–18]. Drzewa filogenetyczne są jednak efemeryczne. Ich nieuniknionym losem jest zmiana w miarę pojawiania się nowych danych i nowych metod wnioskowania filogenetycznego. W związku z tym drzewo życia ostatnio bardzo się zmienia.

Znane trzydomenowe drzewo życia przedstawione przez rybosomalne RNA [19] przedstawiało LUCA jako ostatniego wspólnego przodka archeonów, bakterii i eukariontów (ryc. 1A). W tym kontekście wysiłki mające na celu wywnioskowanie zawartości genów, a więc właściwości LUCA, sprowadzały się do identyfikacji genów obecnych u eukariontów, archeonów i bakterii. Kiedy pojawiły się pierwsze genomy, było bardzo wiele takich badań [20–22], z których wszystkie stanęły przed tymi samymi dwoma powracającymi i podstawowymi problemami: 1) W jaki sposób te trzy domeny są powiązane ze sobą, tak aby wzorce obecności genów czy naprawdę prześledziłoby geny do LUCA w przeciwieństwie do innej ewolucyjnie bardziej rozwiniętej gałęzi? 2) Czy obecność genu w dwóch domenach (lub trzech) wskazuje, że był on obecny we wspólnym przodku tych domen, czy też mógł osiągnąć obecny rozkład poprzez późne wynalezienie w jednej domenie i boczny transfer genu (LGT) z jednej domeny do innej?

(A) Drzewo trójdomenowe: na podstawie filogenezy rRNA, trzy domeny były równej rangi. (B) Drzewo dwudomenowe: współczesne drzewa wykazują cytozolowe rybosomy eukariotyczne rozgałęziające się w obrębie różnorodności rybosomów archeonów. (C) Ponieważ eukarionty to nie tylko dorosłe archeony, przodek eukariota posiadał mitochondria. Jeśli weźmiemy pod uwagę geny pochodzące z mitochondriów, drzewo nie jest już rozwidlonym grafem. (D) Jeśli uwzględnimy plastydy, drzewo staje się jeszcze mniej podobne do drzewa, ponieważ fotosyntetyczne linie eukariontów również nabyły wiele genów od plastydowego przodka [23].

Pierwszy problem (korzeń domen) był przedmiotem wielu ostatnich prac. Postępy filogenetyczne i nowe dane metagenomiczne zmieniają drzewo trójdomenowe [19] w drzewo dwudomenowe [24, 25]. Jest to częściowo rozwój wokół metod filogenetycznych [24, 26–28], ale obejmuje również nowe linie archeonów, które są obecnie gromadzone na podstawie danych metagenomicznych i które wydają się być bardziej spokrewnione z gospodarzem, który pozyskał mitochondrium niż jakiekolwiek inne znane tak archeony. daleko [29,30]. Drzewo dwudomenowe ukazujące „archealne pochodzenie eukariontów” [24, 28] (ryc. 1B) mówi jednak tylko część historii, ponieważ genomy eukariontów zawierają więcej genów bakteryjnych niż genów archeonów o współczynnik około 3: 1 [31–33], a te geny bakteryjne pochodzą ponadto od wspólnego przodka eukariota [23]. Eukarionty są nie tylko dużymi, złożonymi archeonami na poziomie genomowym i komórkowym, są prawdziwymi chimerami, ponieważ posiadają rybosomy archeonowe w cytozolu i rybosomy bakteryjne w mitochondriach (ryc. 1C) [34]. To polaryzuje ewolucję komórkową we właściwym kierunku (były kiedyś debaty na temat przodków eukariontów [10,13,14,22], jak omówiono w innym miejscu [35–37]) i identyfikuje eukarionty jako opóźnione w ewolucji, potomków prokariontów [38]. .

Aktualne wersje drzewa dwudomenowego skupiają się na filogenezie kilku około 30 genów, głównie białek rybosomalnych (Ramka 1), ale także na sekwencjach z próbek metagenomicznych. Badania metagenomiczne [29,30] wywołały debatę. Dane metagenomiczne mogą dostarczyć dopasowania genów, które zostały dokładnie zsekwencjonowane, ale mają błędną etykietę taksonomiczną. Na przykład Da Cunha i współpracownicy [39] poinformowali, że opublikowane drzewa [29] opierają się na silnym sygnale pochodzącym z jednego genu na 30 i że dany gen (czynnik elongacji [EF2]) może nie być archeonem, ale eukariotycznym . Spang i współpracownicy [40] bronili swojego drzewa, wywołując więcej debaty [41]. Błędy mogą również wystąpić w rurociągu montażowym [42] w drodze do linii trasowania [43], niezależnie od zanieczyszczenia. Niezależnie od obecnej debaty na temat drzew życia opartych na metagenomice [24,39,40,42,43], powinniśmy pamiętać, że samo rRNA wytwarza drzewo dwudomenowe, gdy stosuje się różne parametry konstrukcji drzewa [24,26,27]. Zarówno dane, jak i metody mają wpływ na wysiłki zmierzające do skonstruowania drzew życia. Pozostaje możliwe, że niektóre aspekty relacji domen nigdy nie zostaną rozwiązane w sposób zadowalający wszystkich — nawet endosymbiotyczne pochodzenie mitochondriów jest nadal przedmiotem dyskusji [37]. Ale bakteryjne pochodzenie mitochondriów i ich obecność u wspólnego przodka eukariontów [44–47], wraz z tendencją eukariontów do rozgałęziania się w obrębie linii archeonów w wyniku pobierania próbek linii archeonów [29,30,48] i metod filogenetycznych [24,26, 27,32] poprawia się, wskazuje, że eukarionty powstały z prokariontów i że geny, które prowadzą do wspólnego przodka archeonów i bakterii, są powiązane z LUCA.

Ramka 1. Drzewo 1% i drzewo wszystkiego innego

Tradycyjne podejście do LUCA polega po prostu na poszukiwaniu genów obecnych we wszystkich genomach. To dość proste, ale wyniki są otrzeźwiające. Odkryto zbiór około 30 genów, głównie dla białek rybosomalnych, mówiący nam, że LUCA miał rybosom i posiadał kod genetyczny, który już znaliśmy [63–65]. Ten zbiór około 30 genów jest używany od około 20 lat jako połączone dopasowania do tworzenia drzew linii opartych na większej ilości danych niż mają do zaoferowania sekwencje rRNA [66]. Geny obecne we wszystkich liniach (lub prawie wszystkich) informują nas o tym, w jaki sposób LUCA przetłumaczył mRNA na białko, ale nie mówią nam o tym, jak lub gdzie żył LUCA. Ta informacja dotyczy ekofizjologii, a cechy fizjologiczne nie są zachowane powszechnie — to one odróżniają drobnoustroje od siebie. Można nieco złagodzić kryteria powszechnej obecności i dopuścić pewną utratę genów w niektórych liniach, w którym to przypadku znajduje się około 100 białek, które są prawie uniwersalne [67]. Jeśli nie nakłada się żadnych ograniczeń na wielkość genomu LUCA i pozwala na swobodne straty, to wszystkie geny obecne w co najmniej jednym archeonie i jednej bakterii są śladowe po LUCA, co czyni go najbardziej wszechstronnym organizmem, jaki kiedykolwiek żył [51]. Nowe spostrzeżenia na temat filogenezy drobnoustrojów wyłaniają się z połączonych zestawień [24,29,30,42,48,68]. Trzeba jednak uważać, aby nie pomieszać genów z różnych linii, co może być trudne w przypadku metagenomów [39,43]. Ponadto konkatenacja danych ma swoje własne pułapki [66,69,70]. Większość współczesnych badań konkatenacji [29,30,48] wykorzystuje metody filtrowania witryn w celu usunięcia „szumu”, ale nawet witryny, które wyglądają na „wolne od szumu”, mogą nadal zawierać błędy i sprzeczne dane [63]. Innym problemem jest to, że popularne metody wnioskowania filogenetycznego generują zawyżone przedziały ufności na filogenezach i gałęziach [71]. Drzewa ok. 30 połączonych białek nie jest bardziej odpornych na błędy filogenetyczne niż rRNA i jest podatny na dodatkowe rodzaje błędów [72]. Ponieważ odnosi się to do LUCA, niezależnie od drzewa szkieletowego, nadal musimy wiedzieć, co wszystkie białka indywidualnie mówią o swoich własnych filogenezach.

Drugi problem (ile LGT było między domenami), który osłabił postępy w LUCA, był prawdopodobnie trudniejszy do rozwiązania niż problem z rootowaniem. Jeśli dany gen jest obecny w bakteriach i archeonach, czy był obecny w LUCA, czy też mógł zostać przeniesiony między domenami za pośrednictwem LGT? Jako jeden ważny przykład, wczesne badania rozważały obecność tlenu typu bakteryjnego (O2) zużywające łańcuchy oddechowe u archeonów [21]. Czy to oznacza, że ​​archeony są przodkami O2 konsumenci? Jak O2 jest produktem fotosyntezy sinic [49], jeśli założymy, że archeon O2 oddychanie jest cechą przodków archeonów, oznacza to, że archeony powstały po sinicach, które mają zaledwie około 2,5 miliarda lat i dały początek plastydom (ryc. 1D) dopiero około 1,5 miliarda lat temu [50]. Gdyby archeony przodków były respiratorami tlenowymi, podobnie jak bakterie przodków, nagle ani drzewo dwudomenowe, ani drzewo trójdomenowe (ryc. 1) nie mają sensu, ponieważ wszystko jest odwrócone i zakorzenione w sinicach. Podobne problemy napotyka się w przypadku wielu genów i cech [51]. Boczny transfer genów między domenami prokariotycznymi pomaga rozwiązać takie problemy, ponieważ oddziela fizjologię (ewolucję cech ekologicznych) od filogenezy (ewolucja linii rybosomalnej) [52], ale także utrudnia śledzenie genów do LUCA.

Czy boczny transfer genów przesłonił wszystkie zapisy?

To prowadzi nas w drugą skrajność. Jeśli wszystkie geny zostałyby poddane LGT, jak niektórzy wcześnie twierdzą [53], to LUCA byłaby całkowicie niepoznawalna z punktu widzenia genomów. Wczesne genomy archeonów rzeczywiście ujawniły obfite transdomenowe LGT [54], a wiele bakterii do transferów archeonów może być skorelowanych ze zmianami w fizjologii [55], w tym transferem O2zużywające łańcuchy oddechowe [55–58]. W przypadku rekonstrukcji LUCA problem sprowadza się do określenia i) które geny są obecne zarówno w archeonach, jak i bakteriach, ii) które z nich są obecne w obu domenach prokariotycznych z powodu LGT między archeonami i bakteriami oraz iii) które są obecne z powodu pionowego spadek po LUCA. W tym celu istnieją obecnie dwa podejścia metodologiczne. Jeden polega na stworzeniu szkieletowego drzewa referencyjnego z powszechnie zachowanych genów, które są obecne w każdym genomie – drzewo 1% [59] (patrz Ramka 1) – wykreślając wszystkie rozkłady genów na wierzchołkach tego drzewa, a następnie szacując, które geny są śledzone do LUCA na podstawie różnych założonych parametrów zysków i strat [60–62]. Jeśli dobrowolnie pozwolimy na utratę, wiele genów powróci do LUCA, jeśli założymy wiele korzyści, LUCA będzie miała niewiele genów [61]. Ograniczanie rozmiarów genomu przodków pomaga ograniczyć szacunki, które geny są powiązane z LUCA [61], ale tylko wtedy, gdy założymy, że drzewo każdego genu jest zgodne z drzewem referencyjnym, co jest bardzo surowym założeniem i mało prawdopodobne, aby było prawdziwe. Każdy gen ma swoją indywidualną historię (ramka 1).

Każdy gen rejestruje własną historię ewolucyjną

Jeśli jakiekolwiek geny kodujące białka zostały wertykalnie odziedziczone z LUCA, ich drzewa powinny to odzwierciedlać. Aby znaleźć takie drzewa, trzeba stworzyć wszystkie drzewa dla wszystkich białek, co oznacza, że ​​trzeba utworzyć klastry dla wszystkich genów kodujących białka z dużej liczby (tysiąc) zsekwencjonowanych genomów. Klastry odpowiadają „naturalnym” rodzinom białek o wspólnym podobieństwie sekwencji aminokwasów. Biorąc pod uwagę nowoczesne komputery, tworzenie dopasowań dla wszystkich takich klastrów i tworzenie drzew o największej prawdopodobieństwie dla wszystkich takich dopasowań jest wykonalnym przedsięwzięciem. Ponieważ LGT wśród prokariontów jest rzeczywistym i wszechobecnym procesem kształtującym ewolucję genomu prokariontów [55,58,73–77], każdy gen należy traktować jako marker własnej ewolucji, a nie jako zastępstwo dla innych genów lub jako funkcję, która jest podporządkowany filogenezie rybosomów.

Geny obecne w kilku liniach bakteryjnych i jednej linii archeonów (lub odwrotnie) mogły być obecne w LUCA, ale mogły być również wynikiem LGT [55,56,58]. Przykład ilustruje, w jaki sposób każde drzewo genów może rozróżniać dziedziczenie pionowe z LUCA i międzydomenowe LGT. W niedawnym badaniu zbadano 6,1 miliona białek zakodowanych w 1981 genomów prokariotycznych (1847 bakterii i 134 archeonów) [78]. Białka zostały zgrupowane przy użyciu standardowej metody Markowa Cluster (MCL) [79]. Pierwszym krokiem w tej procedurze jest macierz zawierająca 18,5 biliona elementów ((n 2 -n)/2), każdy element odpowiada parze porównania sekwencji aminokwasów. Grupowanie takiej macierzy wymaga znacznej mocy obliczeniowej i jest wspomagane dostępnością kilku terabajtów pamięci w jednej maszynie. Algorytm MCL próbkuje rozkład wartości w macierzy, a następnie zaczyna usuwać słabe krawędzie, przy czym wartość „słaba” jest określana przez użytkownika. W grupowaniu MCL zwykle stosuje się dwa rodzaje progów: e-wartości BLAST i identyczność aminokwasów w zestawieniach parami.

Kiedy celem klastrowania jest tworzenie wyrównań i drzew, nasza grupa odkryła, że ​​próg klastrowania wynoszący 25% identyczności aminokwasów jest dobrą zasadą. Przy niższych progach identyczność aminokwasów zaczyna zbliżać się do wartości losowych i generuje losowe błędy w dopasowaniu [80], przenosząc się jako błędne topologie w drzewach [81]. Dlatego Russell F. Doolittle ukuł termin „strefa zmierzchu” dla identyczności aminokwasów w zakresie 20% lub poniżej [82,83]. Oczywiście wiele białek lub domen, które wyraźnie mają wspólnego przodka na podstawie pokrewnych struktur krystalicznych, mają tylko losową identyczność sekwencji aminokwasów [84]. Takie pradawne fałdy rozpadają się na oddzielne skupiska przy 25% progu tożsamości i mogą w ten sposób generować fałszywie negatywy, jeśli chodzi o obecność w LUCA (ale zobacz następną sekcję).

Z tysięcy kęp i drzew pozostała garstka

Stosując 25% próg identyczności, 6,1 miliona pobranych białek prokariotycznych dzieli się na 286 514 klastrów co najmniej dwóch sekwencji, a 11093 z tych klastrów obejmuje sekwencje znalezione zarówno w archeonach, jak i bakteriach [78]. Wiele z tych klastrów obejmuje zależne od tlenu łańcuchy oddechowe. Czy LUCA ma w swoim genomie 11 000 genów i oddycha tlenem? To znaczy, czy LUCA (a więc archeony) wywodziły się od sinic? Żadna z tych perspektyw nie wydaje się na tyle prawdopodobna, aby uzasadnić dalszą dyskusję [85]. Wiedząc, że transdomenowe LGT są powszechne [54–56] i że tysiące typowo bakteryjnych genów są wspólne tylko z jedną grupą archeonów [58], Weiss i współpracownicy [78] uznali, że prostym sposobem na wykluczenie niektórych LGT byłoby ustalenie minimalnego kryteria filogenetyczne, że 1) gen musi być obecny w bakteriach i archeonach, 2) musi być obecny w co najmniej dwóch kladach na poziomie gromady i 3) drzewo musi zachować monofilię domen (ryc. 2). Geny, które nie spełniają kryterium 1, i tak nie są kandydatami do LUCA. Kryteria dwóch typów plus monofilia 2 i 3 sprawiają, że jest mniej prawdopodobne, ale nie niemożliwe, aby taki gen osiągnął tę dystrybucję przez LGT. Jak to? Kryteria 2 i 3 wymagałyby jednego transferu transdomenowego, po którym następowałyby transfery wewnątrzdomenowe do różnych typów, jednocześnie nie pozwalając na późniejsze, niezależne transfery transdomenowe. Ostatni warunek to restrykcyjny.

Obecność genu jest oznaczona znakiem plus, nieobecność znakiem minus. a) Geny znalezione powszechnie w obu domenach, niezależnie od ich drzewa, śledzą LUCA. Około 30 osób spełnia to kryterium. b) Innym sposobem śledzenia genów w LUCA jest stwierdzenie, że każdy gen znaleziony zarówno w archeonach, jak i bakteriach był obecny w LUCA. Jednak tysiące tych genów zostanie przeniesionych między bakteriami a archeonami przez LGT, więc niekoniecznie były obecne w LUCA. c) Geny obecne tylko w jednym typie bakterii lub archeonów mogą być łatwo wynikiem LGT i są usuwane. Jednak obecność w dwóch typach na domenę przy zachowaniu monofilii domeny daje dobrych kandydatów do obecności w LUCA. Takie filogenezy wynikałyby z LGT tylko w bardzo specyficznych i restrykcyjnych warunkach. Wymagają one dokładnie jednego transferu transdomen, a następnie i) jednego dodatkowego LGT transdomen z tej samej linii dawcy do innego typu biorcy lub ii) zachowania podczas dywergencji typu w domenie biorcy, plus — oprócz kryteriów i) lub ii)— dodatkowe, bardziej subtelne, ale bardzo restrykcyjne kryterium: podczas całej ewolucji nie wystąpiły żadne dalsze transdomenowe LGT. Kolejne transdomenowe LGT naruszałyby monofilię domeny dla genu. Rzeczywiście, transdomenowe LGT jest powszechne, a 97% drzew przebadanych przez Weissa i współpracowników [78] nie wyklucza transdomenowego LGT (pozostałe 3%, 355 drzew, podane w Załączniku S1). LGT, boczny transfer genów LUCA, ostatni wspólny przodek.

Spośród 11093 klastrów, które zawierały sekwencje w bakteriach i archeonach, tylko 355 (3%) przeszło przez prosty filtr LGT [78]. Innymi słowy, 97% sekwencji obecnych w bakteriach i archeonach najwyraźniej uległo transdomenowemu LGT, podkreślając stopień, w jakim transdomenowe LGT wpłynęło na historię genów od czasu LUCA i podkreślając potrzebę zastosowania filtrów filogenetycznych w poszukiwaniu genów prowadzących do LUCA [ 21,51]. Wartość 97% LGT jest ważna w odniesieniu do progu 25% grupowania i możliwych wyników fałszywie ujemnych 97% wszystkich wyników fałszywie ujemnych stwierdzonych w konserwacji o niskiej sekwencji nadal nie byłoby powiązane z LUCA z powodu transdomenowych LGT. Ale transdomenowe LGT najwyraźniej nie wymazało wszystkich sygnałów, ponieważ 355 genów przeszło test LGT, a te geny mówią nam rzeczy o LUCA, których wcześniej nie wiedzieliśmy.

Fizjologia LUCA

Większość wcześniejszych przedstawień LUCA skupiała się na tym, jak to było [16], na przykład, czy było jak RNA [86], jak wirus [87], czy było jak prokariota pod względem kodu genetycznego [88] lub jak eukariontów pod względem organizacji komórkowej [22]. Jednak w tradycyjnym podejściu brakowało informacji o tym, jak iz czego żył LUCA [16]. Nasze filogenetyczne podejście do LUCA [78] ujawniło informacje o tym, co robił LUCA: jego fizjologia, ekologia i środowisko. Geny odpowiedzialne za te cechy fizjologiczne niekoniecznie są szeroko rozpowszechnione wśród współczesnych genomów, ale kryteria filtrowania Weissa i współpracowników [78] wymagają jedynie, aby te geny były stare. To, co znaleźli Weiss i współpracownicy [78], schematycznie podsumowano na ryc. 3.

Podsumowanie głównych interakcji LUCA z otoczeniem, przedrukowane za zgodą z [78] (drzewa wspierające w Załączniku S1). Elementy wymienione w prawym dolnym rogu są obecne w LUCA. Rysunek nie zawiera stwierdzenia dotyczącego źródła CO w pierwotnym metabolizmie, symbolizowanego przez [CO]. LUCA bez wątpienia posiadał geny, ponieważ miał kod genetyczny. Symbolizowane są klastry metali przejściowych. CH3-R, grupy metylowe CODH/ACS, dehydrogenaza tlenku węgla/syntaza acetylo-CoA GS, syntetaza glutaminowa HS-R, tiole organiczne LUCA, ostatni wspólny przodek Mrp, MrP typ Na + /H + antyporter Nif, azotaza SAM, S- adenozylometionina.

LUCA była beztlenowcem, jak długo przewidywali mikrobiologowie [89]. Jego metabolizm był pełen O2-wrażliwe enzymy. Należą do nich białka bogate w O2-wrażliwe klastry żelazowo-siarkowe (FeS) i enzymy, które w swoich mechanizmach reakcji pociągają za sobą generowanie rodników (niesparowanych elektronów) poprzez S-adenozylometioninę (SAM). To dobrze pasuje do 50-letniego [90], ale wciąż współczesnego poglądu, że klastry FeS reprezentują bardzo stare kofaktory w metabolizmie [91–93]. Odpowiada również nowszym spostrzeżeniom na temat starożytnej i spontanicznej (nieenzymatycznej) chemii leżącej u podstaw syntezy SAM [94].

LUCA żył z gazów. Do asymilacji węgla LUCA wykorzystał najprostszy i najstarszy z sześciu znanych szlaków CO2 fiksacji, zwanej ścieżką acetylo-CoA (lub Wood-Ljungdahl) [95–97], która jest coraz bardziej centralna dla naszych koncepcji dotyczących wczesnej ewolucji ze względu na swoją chemiczną prostotę [97,98] i charakter egzoergiczny [99–101]. W szlaku acetylo-CoA CO2 jest redukowany wodorem (H2) do grupy metylowej i CO. [96]. Tlenek węgla (CO) jest syntetyzowany przez dehydrogenazę tlenku węgla (CODH), której wersje archeonowe i bakteryjne są różne, ale spokrewnione [96]. Ugrupowania metylowe i karbonylowe są skondensowane do związanej z enzymem grupy acetylowej, która jest usuwana z klastra metalu w syntazie acetylo-CoA (ACS) jako bogaty w energię tioester. Tioestry zawierają wiązania reaktywne chemicznie [102], które odgrywają kluczową rolę w metabolizmie energetycznym [101] i ogólnie w metabolizmie, zarówno współczesnym, jak i starożytnym [101,103,104]. Chociaż CODH/ACS wyraźnie prowadzi do LUCA [78,96], nie dotyczy to gałęzi syntezy metylu, która składa się z niepowiązanych enzymów w bakteriach i archeonach [78,96].

Niedawny raport [105] twierdził, że obecność CODH w LUCA nie wyklucza heterotroficznego stylu życia dla LUCA. Ten argument jest problematyczny, ponieważ żaden pojedynczy enzym nie definiuje troficznego stylu życia. Nawet Rubisco (karboksylaza/oksygenaza D-rybulozo-1,5-bisfosforanu), klasyczny enzym cyklu Calvina, nie jest markerem autotrofii, ponieważ Rubisco działa również w prostszej heterotroficznej ścieżce fermentacji RNA [106–108], która jest powszechna wśród archeony i bakterie w środowiskach osadów morskich [109]. Ponadto wszystkie heterotrofy pochodzą od autotrofów, ponieważ te pierwsze wymagają tego drugiego jako źródła chemicznie zdefiniowanych substratów wzrostu. Powodem jest to, że CO2 stanowił główne źródło węgla na Ziemi po uderzeniu księżycotwórczym [1,110], podczas gdy węgiel dostarczany z kosmosu był albo zbyt zredukowany, aby mógł zostać poddany fermentacji (węglowodory poliaromatyczne), albo miał zbyt niejednorodną strukturę, aby wspierać wzrost drobnoustrojów, albo jedno i drugie [108]. Autotrofy z CODH mogą uzyskać ATP z CO2 redukcja z H2 [98 101 110]. Autotrofy bez CODH nie mogą. Jeśli oprzemy wnioski dotyczące stylu życia LUCA na szerokich kryteriach, a nie na pojedynczych genach [105], LUCA była autotrofem [78,108].

Życie polega na ujarzmianiu energii [44]. Tioestry są chemicznie reaktywne — tworzą bezpośrednie powiązania między metabolizmem węgla a metabolizmem energii (synteza ATP), ponieważ powodują powstanie fosforanu acetylu, możliwego prekursora ATP w ewolucji jako waluty wiązań wysokoenergetycznych [111]. Relikty syntezy ATP poprzez fosforan acetylu znaleziono w genach LUCA [78], podobnie jak podjednostki samej syntazy ATP typu rotor-stator. Syntaza ATP może wydawać się paradoksem, ponieważ nie ma żadnych białek maszynerii pompującej protony, której komórki używają do generowania gradientu jonów, który napędza syntazę ATP przypisaną do LUCA [78]. Jednak niektóre teorie głoszą, że pierwsze komórki powstały w alkalicznych kominach hydrotermalnych [91,96,111], co oznacza, że ​​wnętrze komina jest bardziej zasadowe niż ocean na zewnątrz. Takie naturalnie istniejące gradienty pH mogły zostać wykorzystane przez LUCA do syntezy ATP (ryc. 3). Przodkowe ATPazy mogły wykorzystywać albo gradienty protonowe, albo gradienty sodu generowane przez antyportery zależne od protonu/sodu (H + /Na + ) [112], lub mogły nawet być rozwiązłe dla obu rodzajów jonów, podobnie jak ATPazy współczesnych drobnoustrojów, które żyć w pobliżu termodynamicznych granic życia [113].

Środowisko LUCA było bogate w tioestry siarki, SAM, białka bogate w FeS i klastry żelazo-nikiel-siarka (FeNiS), transferazy siarki i tioredoksyny były częścią jej repertuaru, podobnie jak hydrogenazy, które mogły kierować elektrony ze środowiska H2 do zredukowanej ferredoksyny, która jest główną walutą redukcji mocy (elektronów) w beztlenowcach [114]. Niedawny raport dostarczył dowodów filogenetycznych, że archeony są przodkami H2-zależnych metanogenów [62], zgodny z autotroficznym, H2zależny styl życia LUCA.

LUCA miała odwróconą gyrazę, enzym typowy dla termofilów, co sugeruje, że LUCA lubiła gorące. Ale niezależnie od odwróconej gyrazy, prosta kinetyka chemiczna dostarcza silnych dowodów na korzyść termofilnego pochodzenia pierwszych komórek [115, 116]. Powodem jest to, że przed pojawieniem się enzymów istniały tylko reakcje niekatalizowane lub katalizowane nieorganicznie. Ich szybkości reakcji były niższe niż reakcji katalizowanych enzymatycznie. Pomiędzy 0°C a 120°C (biologicznie istotny zakres temperatur), szybkość reakcji organicznych związków chemicznych generalnie wzrasta wraz z temperaturą [115, 116]. Zanim pojawiły się enzymy, środowiska wysokotemperaturowe bardziej sprzyjały organicznym reakcjom chemicznym niż środowiska niskotemperaturowe [115, 116]. Podsumowując, zapotrzebowanie LUCA na gazy (CO2, H2, CO, azot [N2]), występowanie siarczków, jego powinowactwo do wysokiej temperatury i metali, a także zdolność do używania, ale nie generowania gradientów jonów, wszystko wskazuje na to samo środowisko: alkaliczne kominy hydrotermalne.

Oprócz rzucenia światła na fizjologię, 355 drzew, które wykazywały monofilię domenową (Dodatek S1) [78], mają również inną interesującą właściwość: są wzajemnie zakorzenione. Oznacza to, że bakterie są zakorzenione w zewnętrznej grupie archeonów i vice versa. Geny obecne w LUCA zawierają informacje o ich rodowodach oraz o grupach bakterii i archeonów, które najgłębiej rozgałęziły się w każdej domenie. W obu przypadkach odpowiedzią były clostridia (bakterie) i metanogeny (archea). Są to ściśle beztlenowe prokariota, które wykorzystują szlak acetylo-CoA na żywo z CO2, H2, i CO fix N2 a dziś zamieszkują środowiska hydrotermalne w skorupie ziemskiej [117–119].

Początek genetyki

Chociaż organizację materii nieożywionej w żywe komórki z genetyką można opisać w kategoriach matematycznych [120, 121], szczegóły biochemiczne pozostają nieuchwytne. Na przykład kontrowersyjne jest to, czy LUCA miał DNA, czy nie [87]. Kilka białek wiążących DNA śledzi LUCA [78], więc wydaje się, że LUCA posiada DNA, ale nie jest rozstrzygnięte, czy LUCA może faktycznie replikować DNA. W przypadku LUCA DNA mogło być po prostu chemicznie stabilnym repozytorium replikacji opartej na RNA [122].

Nowatorski i interesujący aspekt biologii LUCA dotyczy zmodyfikowanych zasad i kodu genetycznego. Transferowy RNA wymaga zmodyfikowanych zasad do prawidłowej interakcji z mRNA (parowanie zasad kodon-antykodon) oraz z rRNA w rybosomie podczas translacji. Oznacza to, że zmodyfikowane zasady są częścią uniwersalnego kodu genetycznego (ryc. 4), który był obecny w LUCA. Wiele enzymów modyfikujących RNA pochodzi z LUCA, w szczególności enzymy modyfikujące tRNA. Kilka z tych enzymów to metylotransferazy (wiele zależnych od SAM) i przypominają nam, że przed powstaniem kodu genetycznego cztery główne zasady RNA nie mogły być w dużej ilości w czystej postaci, ponieważ nie było genów ani enzymów, tylko reakcje chemiczne [123]. Spontaniczna synteza zasad w prawdziwym środowisku wczesnej Ziemi, takim jak komin hydrotermalny, w środowisku pozbawionym kontroli współczesnego laboratorium [124], prawdopodobnie nie wygeneruje czterech głównych zasad w czystej postaci. Nagromadzi się wiele produktów ubocznych, w tym chemicznie modyfikowane zasady [111]. Chemicznie modyfikowane zasady z żywych komórek były zgłaszane od lat siedemdziesiątych przez pionierów chemików RNA, takich jak Mathias Sprinzl [125] i Henri Grosjean [126]. Istnieje 28 zmodyfikowanych zasad, występujących głównie w tRNA, wspólnych dla bakterii i archeonów [127]. Modyfikacje są chemicznie proste, takie jak wprowadzenie grup metylowych lub siarki, a czasami grup acetylowych i tym podobnych (ryc. 4).

Reprezentacja struktury drugorzędowej koniczyny tRNA z potranskrypcyjnymi modyfikacjami nukleozydów, które są zachowane wśród bakterii i archeonów zarówno pod względem tożsamości, jak i pozycji. Struktury odpowiednich konserwowanych zmodyfikowanych nukleozydów zaznaczono na szaro. Grupy metylowe i acetylowe pokazano na czerwono i ciemnoczerwono, odpowiednio siarka na żółto, a grupa treonylokarbamoilowa na niebiesko.

Modyfikacje chemiczne w antykodonie tRNA są niezbędne do działania interakcji kodon–antykodon [128,129]. Modyfikacje rRNA koncentrują się wokół miejsca transferazy peptydylowej i są również niezbędne dla interakcji tRNA z rybosomami [130]. Możliwe, że sam kod genetyczny powstał w tym samym chemicznie reaktywnym środowisku, w którym powstał LUCA i że zmodyfikowane zasady w tRNA niosą chemiczny odcisk tego środowiska [78]. To stworzyłoby powiązanie między wczesną Ziemią a genetyką, jaką znamy. Nowe laboratoryjne syntezy cząsteczek RNA w kontekście pochodzenia życia obejmują teraz także badania zmodyfikowanych zasad [131], ponieważ coraz wyraźniej widać, że są to kluczowe składniki w najwcześniejszych fazach ewolucji molekularnej i biologicznej.

Idąc do przodu

Badania LUCA na podstawie filogenezy wszystkich genów stwarzają nowe możliwości i nowe wyzwania. W miarę postępu sekwencjonowania środowiskowego i metagenomiki, liczba sekwencji drobnoustrojów i nowych linii eksploduje [48,109]. Jak ten aspekt metagenomiki wpłynie na badania LUCA? Jeśli kryteria wieku genu są filogenetyczne (monofila domeny prokariontów, obecność w co najmniej dwóch „typach” bakteryjnych i archeonowych), to bardzo ważne jest prawidłowe przypisanie taksonomiczne każdej sekwencji. Problematycznym aspektem danych metagenomicznych jest to, że niektóre etapy przetwarzania danych mogą przypisywać nieprawidłowe etykiety wyższych taksonów do genów [39,41,43], co z kolei może fałszować relacje filogenetyczne. Analizy hodowanych drobnoustrojów lub całych sekwencji genomu ograniczają dostępną wielkość próbki, ale dostarczają wiarygodnych oznaczeń taksonów, przynajmniej na poziomie archeonów w porównaniu z bakteriami. Oczywiście są kompromisy.

Na pierwszy rzut oka genom LUCA wydaje się skazany na kurczenie. Wraz ze wzrostem próbki kompletnych genomów, lista 355 genów, które prowadzą do LUCA według kryteriów monofilii domenowej [78], będzie się kurczyć, ponieważ każdy nowy genom oferuje nowe możliwości odkrycia ostatnich zdarzeń LGT dla 355 genów. Przypominając, że tylko 3% z 11093 zbadanych klastrów [78] okazało się wolnych od transdomenowych LGT, oczywiste jest, że włączenie nowych genomów w końcu spowoduje asymptotycznie zbliżoną liczbę 355 do zera, chyba że niektóre geny nigdy nie przejdą transdomenowego LGT, co wydaje się mało prawdopodobne . Co robić? Odfiltrowanie ostatnich zdarzeń LGT pomogłoby uratować genom LUCA przed kurczeniem się do zera. Na przykład drzewo genu X może naruszać monofilię domeny przez jedno zdarzenie LGT. Gdyby LGT był niedawny, dotykając członków tylko jednego rodzaju lub rodziny biorcy, nie wpłynęłoby to na wnioskowanie na temat LUCA, dodając gen X do listy LUCA. Aby zidentyfikować niedawne LGT w filogenezie prokariontów, przydatne będą standardowe kryteria, takie jak niepełna poprawa [132], identyfikacja anomalnie wysokiej sekwencji [133] lub obecność w genomie pomocniczym [134], podobnie jak nowe metody ukorzeniania nieukorzenionych drzew [135] . Zidentyfikowanie ostatnich LGT powinno pozwolić nam prześledzić więcej genów do LUCA.

Należy również wziąć pod uwagę kwestię progów grupowania, jak omówiono powyżej. Rygorystyczne progi tworzą wiele małych skupisk, a bardziej rozluźnione progi dają mniejszą liczbę bardzo dużych skupień [136]. Można argumentować, że duże klastry (niska rygorystyczność) pozwalają spojrzeć dalej w czasie, ale mogą również generować klastry, których początki sięgają duplikacji w LUCA, w których naruszona jest monofilia domeny, ale nie z powodu LGT. Kolejny czynnik dotyczy fuzji genów. Geny mają tendencję do ulegania fuzji i rozszczepieniu podczas ewolucji [137,138]. W procedurach grupowania fuzje genów mają tendencję do nieznacznego zmniejszania liczby klastrów, ponieważ gdy występują, mogą sprowadzić dwa połączone geny w jedno dopasowanie, a słabszy sygnał filogenetyczny w fuzji jest przesłonięty [23]. Istnieją metody wykrywania fuzji [139,140]. Wykrywając fuzje genów i dzieląc je na części składowe, możliwe byłoby zwiększenie liczby drzew, które śledzą LUCA według kryteriów filogenetycznych.

Badania nad wczesną ewolucją zawsze wywołują protest. Na przykład pojawiła się krytyka [141] terminu „progenot”, który Woese i Fox [142] wprowadzili w celu określenia stanu organizacji poniżej stanu wolno żyjącej komórki [143,144], jak pokazano na ryc. 3. Ponadto , wiele LGT może w zasadzie generować fałszywie pozytywne wyniki poprzez naśladowanie pionowego dziedziczenia z LUCA [78], ale muszą być spełnione bardzo specyficzne warunki (ryc. 1C). Wyzwaniem jest wydestylowanie kroniki ewolucji drobnoustrojów, która uwzględnia wszystkie geny i LGT [145] i przekazuje informacje o fizjologii [146], reakcjach uwalniania energii, które napędzają ewolucję drobnoustrojów.

Wnioski

Pojawiają się kolejne wskazówki dotyczące stylu życia LUCA. Badania nowoczesnych szlaków biochemicznych koncentrują się na tych samych rodzajach reakcji, co podejście filogenetyczne [103]. Podobnie, eksperymenty laboratoryjne wykazują również spontaniczną syntezę produktów końcowych i produktów pośrednich szlaku acetylo-CoA, który jest podstawą fizjologii LUCA, nowe odkrycia pokazują, że mrówczan, metanol, ugrupowania acetylowe, a nawet pirogronian powstają spontanicznie przy wysokich wydajnościach i w temperaturach sprzyjających żywotność (30°C–100°C) z CO2, metale rodzime i wodę [98,147]. Te warunki są praktycznie niemożliwe do podrobienia pod względem chemicznej prostoty [98], ale z dnia na dzień ujawniają rdzeń metabolizmu węgla i energii LUCA [78,96,97,101,103]. Czy pochodzenie genetyki zależało od hydrotermalnych warunków chemicznych, które dały początek pierwszym szlakom biochemicznym, które z kolei dały początek pierwszym komórkom? Geny, które prowadzą do LUCA [78], starożytnych szlaków biochemicznych [103] i wodnych reakcji CO2 z żelazem i wodą [98,110] wydają się zbiegać w podobnych zestawach prostych, egzoergicznych reakcji chemicznych, jak te, które zachodzą spontanicznie w kominach hydrotermalnych [148]. Z punktu widzenia genów, fizjologii, chemii laboratoryjnej i geochemii zaczyna wyglądać, jakby LUCA była zakorzeniona w skałach.


Dowody z życia

Darwin uznał, że zapis kopalny, tak jak istniał, ma poważne problemy. Przyznał, że ówczesny zapis stanowił argument przeciwko ewolucji. Darwin miał nadzieję, że dalsze badania skamielin ujawnią więcej dowodów świadczących o nieprzerwanej sukcesji form życia od prostych do złożonych.

Za życia Darwina w Cambrii (klasyczna nazwa Walii) znaleziono bogate składowisko jednych z najstarszych skamieniałości, jakie kiedykolwiek odkryto. Nazywa się to „wybuchem kambryjskim”. Ze względu na swoje miejsce w kolumnie geologicznej, w warstwie kambryjskiej powinny znajdować się tylko najprostsze formy życia. Zgodnie z teorią skała w tej warstwie powinna zawierać skamieniałości, które dałyby nam wgląd w pierwsze stadia ewolucji. Niespodzianka! To, co znaleziono, było całkowicie nieoczekiwane! Paleontolodzy odkryli to, co nazywają „wybuchami” form życia, które pojawiają się nagle, reprezentując główne grupy zwierząt o radykalnie odmiennych planach ciała. To myliło myślenie ewolucyjne, ponieważ największe różnice między formami życia pojawiły się najpierw, przed mniejszymi odmianami.

Mówi się, że te skamieliny pochodzą z okresu, który nazwano okresem kambryjskim, co oznacza, że ​​mają od 485 do 542 milionów lat. Skały przypisane do kambru znaleziono również w Utah, Kanadzie, Syberii, Grenlandii i Chinach. W czasach Darwina (w połowie XIX wieku) uważano, że warstwa skalna poniżej warstwy kambryjskiej jest jeszcze starsza i pozbawiona skamieniałości, ponieważ uważano, że ciepło i ciśnienie z góry zniszczyły wszelkie ślady życia. Ta przedkambryjska sekcja obejmuje większość, około 88 procent, kolumny geologicznej.

Niedawno podjęto próbę podzielenia skały prekambryjskiej na inne warstwy geologiczne. Okres ediakarski rzekomo poprzedza kambr w czasie i ma 542–635 milionów lat – jest to okres, w którym znaleziono skamieniałe organizmy o miękkim ciele lub wymarłe stworzenia przypominające robaki. Nie ma pewności co do tego, jakie skamieniałości należą do ediakarana. Niektóre, które mogą należeć do Ediacaran, to po prostu plamy. Okres ediakaranski zawiera się w proterozoicznym eonie, który według ewolucjonistów ma od 542 do 2,5 miliarda lat. Skamieniałości znalezione w proterozoiku to mikroskopijne organizmy, w tym bakterie, grzyby, protisty (ameba, pantofelek, glony) i inne. Skamieliny znalezione w tym eonie są bardzo podobne do tego, co widzimy dzisiaj i można je znaleźć na dowolnej innej warstwie.

Skamieniałości kambryjskie mają każdy podstawowy typ ciała. To dlatego, że są tak liczne i pojawiają się tak nagle w zapisie geologicznym, znalezisko to nazwano Eksplozją Kambryjską. W tej warstwie odkryto organizmy od małży o twardych skorupach, przez mięczaki, po wymarłe trylobity, a nawet ryby. Ta szeroka gama organizmów, wszystkie znajdujące się na jednej warstwie, stanowi ogromny problem dla tezy ewolucyjnej, że powolne zmiany w ciągu eonów odpowiadają za wszystkie obecnie istniejące formy życia.


Wielki problem
W pełni uformowane skamieliny, reprezentujące tak wiele gatunków zwierząt bez żadnych form przodków, stanowią ogromny problem dla ewolucji. Teoria Darwina mówi, że wszystkie formy życia ewoluowały od prostych do złożonych, od molekuł do człowieka. Ale w warstwie kambryjskiej, gdzie można by się spodziewać, że znajdziemy skamieniałe dowody form niższych – organizmów we wcześniejszym stadium ewolucji – nie znaleziono żadnych. Nawet jeśli zejdzie się dalej do kolejnych warstw, w proterozoiku, nie pojawiają się skamieliny wykazujące jakikolwiek związek z organizmami znalezionymi w kambrze. Ponownie, eksplozji kambryjskiej nie można wytłumaczyć ewolucją, podczas gdy kreacjoniści interpretują tę warstwę jako zapis kopalny tych stworzeń, które żyły na dnie oceanu w czasie potopu.


Niesamowity trylobit
Trylobity to wymarłe zwierzęta o miękkim ciele, które kiedyś poruszały się po dnie morza i miały cechy podobne do krabów podkowcowatych. Zwykle różnią się wielkością od 3-10 cm (1,2-3,9 cala) i mają prążkowaną skorupę podzieloną przez trzy odrębne płaty, od której są nazwane. Znaleziono kilka skamieniałości trylobitów o wymiarach 72 cm (2,4 stopy). Te stworzenia znajdują się w warstwie kambryjskiej, w towarzystwie wielu różnych rodzajów stworzeń.Ewolucjoniści ekscytują się starymi skamieniałościami, zwłaszcza trylobitem, ponieważ znajduje się on w warstwie kambryjskiej i ma około 500 milionów lat. Na podstawie teorii ewolucji można by założyć, że trylobit, biorąc pod uwagę jego przypuszczalny wiek i miejsce w kolumnie geologicznej, miałby prostą formę. Bynajmniej.

Jak każdy inny żywy system, trylobity mają wrodzoną złożoność. Jednym z najbardziej odkrywczych przykładów złożoności występujących u trylobitów jest ich skupisko oka, cecha występująca u niektórych, choć nie wszystkich trylobitów. To bardzo wyjątkowe oko ma górną soczewkę, która jest utwardzonym kalcytem, ​​oraz dolną soczewkę zaprojektowaną w celu skorygowania wzoru promienia do punktu ogniskowego. Ma pręty w nieco innych pozycjach, podobnie jak złożone oko owada. Zbiorcze oko jest również nazywane schizochroalnymi i jest jednym z najlepiej zaprojektowanych układów optycznych.

Konstrukcja oka schizochroalnego sprawia, że ​​jest ono wyjątkowe wśród oczu, być może nawet do tego stopnia, że ​​jest najlepszym układem optycznym znanym w świecie biologicznym. Ten projekt w rzeczywistości wydaje się znacznie wykraczać poza potrzeby trylobita. Pochodzenie projektu schizochroalnego oka nie jest wyjaśnione za pomocą żadnej znanej przyczyny naturalnej. Raczej jest to rozumiane jako spowodowane inteligentną (tworzącą projekt) przyczyną, poprzez proces obejmujący niezwykle wysokie zdolności manipulacyjne. Spośród dostępnych hipotez, stworzenie Boga jest najrozsądniejszą hipotezą dotyczącą pochodzenia złożoności schizochroalizmu trylobitów. 1

Prawdziwe świadectwo Fossil Record

Losowość
Hipoteza ewolucyjna zakłada, że ​​proste organizmy będą powoli zmieniać się w bardziej skomplikowane formy z upływem czasu. Z tego powodu ewolucjoniści dzielą zapis kopalny na okresy teoretyczne, takie jak kambr i ediakaran, aby na podstawie zapisu kopalnego pokazać postęp życia w górę skali ewolucyjnej. To nie działa w ten sposób. W miarę odkrywania coraz większej liczby skamieniałości te teoretyczne podziały zanikają. Skamieniałości wciąż pojawiają się w niewłaściwych miejscach, co sugeruje, że system musi się zmienić. W miarę odkrywania skamielin staje się oczywiste, że organizmy te nie są proste i że swoją nieoczekiwaną złożonością podważają założenia ewolucyjne dotyczące zapisu kopalnego.

Żywe skamieliny
Żywe skamieliny to skamieliny roślin i zwierząt, które nie wymarły, ale istnieją do dziś. Na przykład ponad 84 procent wciąż istniejących owadów zostało odnalezionych w zapisie kopalnym już 100 milionów lat temu, jak mówią nam ewolucjoniści. Inne żywe skamieniałości obejmują:

    Nautilus komorowy
    „Pozostaje zasadniczo taki sam, jak jego przodkowie sprzed 180 milionów lat
    . . . żywy związek z przeszłością”. National Geographic, styczeń 1976

Jeszcze bardziej złożony niż myślisz
Michael Behe, zdeklarowany biochemik, kwestionuje podstawy, na których opiera się ewolucja biologiczna. Wraz z publikacją Czarna skrzynka Darwina w 1996 roku przedstawił akademickie wyzwanie tradycyjnej myśli darwinowskiej. Jako biochemik zaczął kwestionować, jak małe mikroorganizmy mogą ewoluować z surowych składników. Chociaż nie jest biblijnym kreacjonistą, doszedł do wniosku, że biorąc pod uwagę drobne szczegóły tych żywych systemów, nie mogły one pochodzić z żadnych znanych procesów naturalnych. To doprowadziło go do jedynej alternatywnej odpowiedzi: zewnętrznego Inteligentnego Projektanta.

Biochemia wyjaśnia, w jaki sposób wszystkie części składowe żywego systemu współpracują ze sobą i jak działają razem molekuły. Mikroskop świetlny, doprowadzony do granic możliwości, może sięgać nawet jednej dziesiątej wielkości komórki bakteryjnej. Wielu z podbudów nie dało się w pełni zwizualizować, a wiele z nich wciąż było ukrytych. W latach pięćdziesiątych, za pomocą nowego mikroskopu elektronowego, struktura komórki nabrała nowego znaczenia. Mikroskop elektronowy jest w stanie, za pomocą wiązki elektronów, powiększyć obiekt 500 000 razy.

Dzięki możliwości oglądania komórki z tak niewiarygodnymi szczegółami, odkryto wiele nowych struktur subkomórkowych. Behe w swojej książce zastanawia się nad faktem, że każda z tych podstruktur ma swój własny zestaw instrukcji biochemicznych. Taki szczegół wykładniczo zwiększał złożoność komórki. Sto lat po Darwinie prosta komórka nagle stała się niezmiernie skomplikowana, z niezliczonymi systemami splecionymi ze sobą, aby przyczynić się do całkowitego biologicznego celu podtrzymywania życia.


Maszyny molekularne
Molekularnymi maszynami komórki są białka. Te molekularne maszyny białkowe są podstawowym materiałem, z którego zbudowane są komórki. Zapewniają strukturę i oddziałują chemicznie z innymi cząsteczkami i cząsteczkami komórki. Białka składają się ze 100 lub więcej jednostek aminokwasowych połączonych ze sobą w różnych sekwencjach, tworząc długi łańcuch. Łańcuch aminokwasów potrzebuje pomocy maszyny molekularnej zwanej chaperoniną, aby mógł prawidłowo zwinąć się w trójwymiarowy kształt białka. Te pofałdowane białka mają swoją własną złożoność i są przydatne w określonych funkcjach komórek, takich jak budowanie struktur lub reakcje chemiczne z innymi cząsteczkami.

To w szczegółach ewolucja tak żałośnie zawodzi. Struktury molekularne, z których zbudowane są białka, zawsze stanowiły wyzwanie. Dziś nadal dostarczają biochemikom nowych odkryć na temat działania żywych systemów. Białka te tworzą różne struktury komórki, które obejmują jądro, mitochondrium, rybosom, błonę komórkową, wakuolę i wiele innych.

Komórki są mobilne i poruszają się za pomocą różnych struktur białkowych. Komórki bakteryjne poruszają się na różne sposoby. Ruchomy ogon, zwany wić, napędza jeden rodzaj komórek bakteryjnych. Ten ogon składa się z setek różnych rodzajów białek, które działają jak obrotowe śmigło poruszające się z imponującą prędkością. Behe sugeruje, że mechanizm wiosłowania wici składa się z trzech podkonstrukcji: wiosła, wirnika i silnika. Wić bakteryjna jest cudownie zaprojektowaną podbudową o następujących unikalnych cechach:

• Porusza się w dwóch kierunkach:
do przodu i do tyłu

• Cofanie po ¼ obrotu

• Co najmniej 40 części operacyjnych

• Silnik obrotowy chłodzony wodą


Nieredukowalna złożoność
Behe wprowadził pojęcie „nieredukowalnej złożoności”, aby opisać to, co odkrył w niezliczonych mikrosystemach, które działają razem w komórce. Odkrył części składowe tak proste, jak molekuła zsynchronizowana z innymi molekułami, jak mechaniczne koła zębate drogiego szwajcarskiego zegarka. Tak jak zegarek zatrzymywałby się w przypadku awarii jednego z kół zębatych — gdyby cząsteczka została zmieniona w biologicznie skomplikowanym systemie — organizm mógł umrzeć. Słowami Behe'ego:

Przez nieredukowalnie złożony rozumiem pojedynczy system złożony z kilku dobrze dopasowanych, współdziałających ze sobą części, które przyczyniają się do realizacji podstawowej funkcji, przy czym usunięcie którejkolwiek z części powoduje, że system skutecznie przestaje działać. 2

Tę zasadę nieredukowalnej złożoności można zaobserwować na każdym poziomie funkcji biologicznej — od molekuł, przez komórki, po narządy i organizmy. Prosty ogon jednokomórkowej bakterii, jak opisano powyżej, ma co najmniej 40 ruchomych części. Gdyby jedna z tych części nie działała, ogon przestałby działać. Bez ogona komórka nie mogłaby się poruszać, a bez ruchu umierałaby z powodu braku składników odżywczych.


Nie ma miejsca na ewolucję
Nieredukowalna złożoność stanowi potężny argument za projektowaniem. Aby system działał, potrzebne są nie tylko wszystkie części, ale także zestaw instrukcji dotyczących tego, jak części powinny ze sobą współpracować. Aby złożyć nową kosiarkę po wyjęciu z pudełka, potrzebujesz nie tylko wszystkich części, ale także instrukcji obsługi (mamy nadzieję, z dużą ilością zdjęć), aby ją złożyć. Montaż ogniw jest znacznie bardziej złożonym zadaniem niż składanie kosiarki. Części i instrukcja obsługi celi nie wyprodukowały się same. Musieli pochodzić od boskiego planisty, Stwórcy — Jezusa Chrystusa.

Badania biochemiczne pokazują, w jaki sposób podstawowe materiały w komórce lub innym żywym systemie funkcjonują razem. Ta dyscyplina akademicka koncentruje się na szczegółach życia i jest zwykle nauczana na wyższym poziomie studiów licencjackich lub magisterskich w kolegiach i uniwersytetach. Warto zauważyć, że w tej dyscyplinie nie ma miejsca na ewolucję. Wiele tekstów biochemicznych całkowicie ignoruje ewolucję. Kiedy wspomniano, zwykle jest to przelotne. Biochemia ze swej natury zajmuje się mierzalnymi, empirycznymi danymi. Poszukuje porządku i projektu w żywych systemach, procesu, który, jeśli ktoś ma otwarty umysł, prowadzi do wniosku, że istnieje inteligentny Stwórca. Taki był przecież ostateczny wniosek Behe'ego:

Prostota, która kiedyś miała być podstawą życia, okazała się raczej fantomem, w komórce zamieszkują systemy horrendalnej, nieredukowalnej złożoności. Uświadomienie sobie, że życie zostało zaprojektowane przez inteligencję, jest szokiem dla nas w dwudziestym wieku, którzy przyzwyczailiśmy się do myślenia o życiu jako rezultatu prostych praw natury. 3


DNA z Wyższego Źródła
Były to ogólnopolskie wiadomości z pierwszych stron gazet. „Kod genetyczny ludzkiego życia jest łamany przez naukowców” New York Times ogłoszone 27 czerwca 2000 roku. To oznaczało, że po raz pierwszy zmapowano cały ludzki kod DNA – plan życia. Ten ogromny projekt, formalnie nazwany Human Genome Project, zaangażował setki naukowców w wielomiliardowy eksperyment finansowany z grantów na badania medyczne z kilku krajów. Odkryli dokładne sekwencjonowanie 3,2 miliarda chemicznych cegiełek (w skrócie liter A, T, C i G) w ludzkim DNA. Dzięki temu odkryciu przewidziano wszelkiego rodzaju wspaniałe korzyści, w tym lekarstwo na raka.

Niestety prasa zareagowała zbyt szybko. Teraz wydaje się, że przed nami długa droga, z wieloma trudnymi przeszkodami do pokonania. To, co naprawdę zostało odkryte, było podobne do czterech liter nawleczonych w sekwencji 3,2 miliarda par zasad. Trzeba jeszcze wiele pracy, aby zrozumieć znaczenie tych listów. Termin „złamanie kodu genetycznego” sugeruje, że naukowcy rozumieją, co oznacza kod. Mapowanie całej tej ludzkiej informacji genetycznej jest wielkim osiągnięciem. Ale powiedzieć, że to zrozumiałe? To tylko nadęta przesada prasy.

Ewolucyjni naukowcy doszli kiedyś do wniosku, że z miliardów bitów danych o parach zasad DNA tylko 5 procent jest faktycznie używanych. Poza tym niezwykle małym procentem, resztę oznaczono jako „śmieciowe” DNA lub ewolucyjne „resztki”. To tak zwane „śmieciowe” DNA jest czymś, czego nie rozumiemy w pełni w chwili obecnej, ale w miarę postępu badań ujawniane są nowe spostrzeżenia dotyczące jego funkcji genetycznej. Kreacjoniści twierdzą, że śmieciowe DNA pełni ważne funkcje regulacyjne i mogło zostać wykorzystane do szybkiego biologicznego dostosowania po potopie.

Obecnie nadal istnieją duże luki w wiedzy. Aby zilustrować to jeszcze dokładniej, genetycy odkryli niedawno, że geny mogą pełnić więcej niż jedną funkcję. Na przykład gen bez dystalny rozwija wyrostki myszy, jeżowców, kolczastych i aksamitnych robaków. Ten sam gen wytwarza różne struktury. Zjawisko to jest intensywnie badane i nadal stanowi wielką tajemnicę. Oczywiście kod genetyczny jest niezwykle skomplikowany.


Jak wygląda DNA?
James Watson, amerykański biolog, i Francis Crick, brytyjski fizyk z Cambridge w Anglii, opracowali strukturę DNA w 1953 roku. DNA jest podstawowym systemem przechowywania informacji w życiu. Wreszcie tajemnicza struktura chemiczna, która kontroluje każdy żywy organizm, została ujawniona całej ludzkości. Całe życie jest kontrolowane przez prostą strukturę podwójnej helisy. To jest jak spiralne schody w nanoskali, gdzie schody są wykonane z czterech zasad chemicznych: guaniny (G), cytozyny (C), adeniny (A) i tyminy (T). „Schody” łączą dwie nici zawierające naprzemiennie dezoksyrybozę (rodzaj cukru) i fosforan. To wyjaśnia nazwę DNA: kwas dezoksyrybonukleinowy.

Cząsteczka DNA to bardzo długi, mikroskopijnie cienki sznurek, który jest ściśle ze sobą związany. Kiedy się rozwija, rozpina podwójną helisę, a dwa segmenty otwierają się, odsłaniając sekwencję czterech par zasad wymienionych powyżej. Ponieważ cząsteczka jest bardzo długa, sekwencja par zasad po każdej stronie zawiera ogromną ilość informacji. Kiedy obie strony cząsteczki DNA otwierają się, cztery kody bazowe wysyłają instrukcje z jądra komórki, aby zbudować białka. Prostota dwóch par zasad jest niesamowita — są zsekwencjonowane na długiej cząsteczce i mogą zawierać informacje, z których pochodzi całe życie.

Niesamowite właściwości

DNA ma niezwykłe właściwości, w tym:

• DNA to bardzo cienkie włókno o średnicy 0,00000002 metrów.

• DNA jest tak cienkie, że pasmo DNA wystarczająco długie, by dotrzeć do słońca, ważyłoby tylko pół grama.

• DNA w każdej ludzkiej komórce miałoby około 2 m (6 stóp) długości, gdyby było całkowicie rozplątane.

• Jeśli całe DNA dorosłego człowieka miałoby zostać rozwinięte, rozciągnęłoby się na 184 miliardy kilometrów. To niewyobrażalnie długi łańcuch molekularny, który biegnie do Słońca iz powrotem, na odległość 310 milionów kilometrów (lub 186 milionów mil), około 596 razy.

• DNA o wadze odpowiadającej 1/15 znaczka pocztowego zawiera całe DNA potrzebne do stworzenia 5 miliardów ludzi.

• Informacje zawarte w DNA każdej ludzkiej komórki wypełniłyby 850 ksiąg wielkości Biblii.


Jak przechowywane są informacje?
Informacje pochodzą z kolejności, w jakiej pojawiają się cztery zasady lub „litery” chemiczne. Ale ta kolejność jest bez znaczenia, chyba że zostanie odszyfrowana przez wiele maszyn dekodujących, w tym rybosom. To jest prawdziwy problem z kurczakiem i jajkiem: instrukcje do budowy tych maszyn dekodujących znajdują się w DNA, ale te instrukcje nie mogą zostać zdekodowane bez już istniejących maszyn dekodujących.

Kod wytwarza informację genetyczną, dzięki której białka wykonują swoją pracę, tworząc z komórek roślinę, żabę, żółwia, człowieka lub jakikolwiek żywy system. W żywych systemach jest co najmniej 50 000 różnych białek. W DNA pary zasad funkcjonują w trzech grupach. W trójkach podaje się kod informacyjny do produkcji aminokwasów. Aminokwasy następnie wiążą się ze sobą, zwykle w tysiącach, tworząc białka niezbędne dla żywych systemów.

Centrum inteligencji komórki to jądro gdzie znajduje się DNA. Cząsteczka DNA jest uważana za największy nośnik informacji znany człowiekowi. Maleńkie cząsteczki DNA są ciasno zwinięte. Na przykład chromosom E. coli ma 300 000 skrętów w odstępie 1 mm. Gęstość informacji DNA wynosi zdumiewające 1,88 × 10 21 bitów na cm 3 . Suma całej ludzkiej wiedzy we wszystkich książkach to 10 18 bitów. Wszystkie połączone biblioteki świata nigdy nie byłyby w stanie dopasować ilości informacji w jednym centymetrze sześciennym lub 0,4 cala sześciennego DNA.

Suma wiedzy aktualnie przechowywanej w bibliotekach świata szacowana jest na 1018 bitów. Gdyby ta informacja mogła być przechowywana w cząsteczkach DNA, jeden procent objętości główki od szpilki wystarczyłby do tego celu. Z drugiej strony, gdyby ta informacja była przechowywana za pomocą megachipów, potrzebowalibyśmy stosu większego niż odległość między Ziemią a Księżycem. 4

DNA: samoreplikacja
DNA jest nie tylko wspaniałą maszyną informacyjną, ale ma również fenomenalną dokładność replikacji. Wszak jego podstawową funkcją jest przekazywanie informacji genetycznej w celu kontynuacji procesów życiowych. Ponieważ komórki tworzą każdy żywy organizm, niezwykle ważne jest, aby żadna informacja nie została utracona w procesie powielania. Komórki po podzieleniu muszą mieć identyczną informację genetyczną bez przenoszenia błędów. Aby się replikować, cząsteczka DNA w komórce bakteryjnej rozwija się z niesamowitą prędkością 10 000 obrotów na minutę.

Struktura chemiczna zasad zapewnia środki do replikacji informacji — podczas podziału komórki i od rodzica do dziecka. Litera A jednej nici zawsze pasuje do T drugiej i na odwrót, a G zawsze pasuje do C. Tak więc każdą nić DNA można skopiować, aby utworzyć inną nić, która jest analogiczna do negatywu fotograficznego. Tutaj również potrzebne są skomplikowane maszyny do kopiowania, w szczególności DNA polimeraza. To kolejny problem z jajkiem i kurczakiem: instrukcje budowania DNA są również przechowywane w DNA, ale nie można ich przekazać następnemu pokoleniu bez istniejących wcześniej maszyn kopiujących.

Ta replikacja jest również bardzo dokładna dzięki maszynom sprawdzającym błędy:

Replikacja jest tak dokładna, że ​​można ją porównać do 280 urzędników kopiujących po kolei całą Biblię, każdy od poprzedniego, z (co najwyżej) błędną transpozycją jednego listu w całym procesie kopiowania. 5

Po raz kolejny pojawia się problem z kurczakiem i jajkiem: instrukcje budowy maszyn do sprawdzania błędów są przechowywane w DNA. Ale bez istniejących wcześniej maszyn sprawdzających błędy, instrukcje te uległyby degradacji podczas replikacji DNA. Prowadziłoby to do gorszych maszyn sprawdzających błędy, co pozwoliłoby na dalszą degradację instrukcji, powodując jeszcze gorsze maszyny. To byłoby katastrofa błędu.

Tylko z Inteligentnego, Zewnętrznego Źródła
Kod DNA zawiera informacje, które są tłumaczone na program, aby wytworzyć określone białko. Białko ma zaspokoić biologiczne potrzeby, aby żywy system mógł funkcjonować. Istnieje molekularny transfer informacji z cząsteczki DNA, która jest zaprogramowana tak, aby była świadoma całkowitych potrzeb całego żywego systemu. Biochemicy zaklasyfikowali ten cudowny proces jako „język życia”. Oczywiste jest, że system informacyjny dla całego życia jest cudem. Faktem jest, że DNA zostało zaprojektowane z taką najwyższą doskonałością, że znacznie przewyższa to, co człowiek zrobił i co może zrobić w przyszłości. Ilość przechowywanych informacji i sposób ich replikacji to tylko cud.

Kod ujawnia język, który jest w każdym genie. Złożoność tego języka, jak wspomniano powyżej, znacznie przekracza wszelką ludzką wiedzę. Nie mógł pochodzić z materialnego źródła. Jest klasyfikowany jako język podobny do języka komputerowego. Można by uznać za śmieszne założenie, że programowanie komputerowe pochodzi z chipa komputerowego. Każdy język komputerowy został stworzony z zewnętrznego źródła. Język wykorzystuje wyższą formę inteligencji pojęciowej.

Nieżyjący już dr Wilder Smith za pomocą prostej ilustracji zademonstrował niedorzeczną naturę ewolucyjnej idei, że życie powstało z bezwładnej materii. Porównał twierdzenie, że życie można wytworzyć z bezwładnej materii, z ideą czystej księgi, na której widnieją litery. W przypadku książki, po wyprodukowaniu wszystkich 26 liter, losowo łączyłyby się one, tworząc słowa. Te słowa losowo mieszały się, tworząc zdania wyrażające pełne myśli. Proces losowy trwałby do momentu utworzenia akapitu. Następnie akapity losowo łączyły się, tworząc rozdziały, a na koniec ten sam losowy proces dawał produkt końcowy, książkę. Raczej nie.

Oczywistym jest, że książki są wytworem zewnętrznej inteligencji i że język służy do tłumaczenia informacji. Ale ewolucja dostarcza irracjonalnego argumentu, że kod DNA pochodzi z przypadkowości. Ilustracja dr Smitha jasno pokazuje, że kod DNA musi pochodzić z zewnętrznego inteligentnego źródła, które ma plan i użyje liter, aby dać nam słowa lub białka. Białka te łączą się i tworzą kompletne zdania – lub komórki. Komórki te łączą się i tworzą akapity – lub tkankę. Te tkanki łączą się, tworząc rozdziały – lub organy. I ostatni krok… te narządy łączą się, tworząc księgę – lub organizm. Wszystkie te kroki są zaprogramowane przez zewnętrzne źródło, tak jak autor pisze książkę.

Nie ma we wszechświecie człowieka, który mógłby wymyślić ten wspaniały i niesamowity projekt na całe życie. Dowody są jasne. Złożoność każdego żywego systemu wskazuje na Boga. W naszych genach jest zapisane, że istnieje Bóg… więc jesteśmy bez wymówki.

Statystycznie niemożliwe!
Jak wspomniano powyżej, cząsteczka białka nadaje strukturę i funkcję każdej żywej komórce. Jest to długa cząsteczka, która zawiera wiele połączonych ze sobą cząsteczek podjednostek. Te cząsteczki podjednostek nazywane są aminokwasami i składają się głównie z pierwiastków azotu, tlenu, wodoru i węgla.

W żywych roślinach i zwierzętach zaangażowanych jest dwadzieścia rodzajów aminokwasów. Typowe białko będzie miało od 100 do 300 aminokwasów połączonych w określonej sekwencji. Te sekwencje aminokwasowe nadają białku jego kształt i jego potencjał do funkcjonowania jako podstawowa jednostka składnika komórki.

Należy zauważyć, że 19 z 20 typów biologicznych cząsteczek aminokwasów ma lustrzane odbicie. Tak jak prawa ręka jest lustrzanym odbiciem lewej ręki, tak aminokwasy mają lewą i prawą stronę swojej struktury molekularnej. Gdyby te aminokwasy rzeczywiście powstały w pierwotnej zupie, jak sądzi większość ewolucjonistów, byłyby w mieszaninie 50-50 (racemicznej). O dziwo, wszystkie możliwe do zaobserwowania żywe istoty składają się z lewoskrętnych aminokwasów.

Białko jest zakodowane informacjami opartymi na sekwencjonowaniu jego aminokwasów. Różne sekwencje dają różne informacje, co z kolei umożliwia białku pełnienie różnych funkcji. Działa to, ponieważ DNA operuje kilkoma zakodowanymi językami. Najbardziej znanym kodem operującym na DNA jest tworzenie białek: każda trzyliterowa sekwencja nazywa się a kodon, ponieważ koduje jedną „literę” białka lub aminokwas lub rozpoczyna lub zatrzymuje wytwarzanie białka.

Sekwencjonowanie aminokwasów zaczyna się w DNA komórki. Ponieważ DNA rozpoczyna ten proces, bardzo często nazywa się je centrum informacyjnym komórki. Wielkie pytanie brzmi: Skąd cząsteczka DNA otrzymuje informacje? Odpowiedź jest oczywista — z zewnętrznego źródła — inteligentny Stwórca.


Nieprawdopodobne białko
Proste białko musi mieć co najmniej 100 aminokwasów połączonych ze sobą w ustalonej sekwencji. Do wyboru jest dwadzieścia aminokwasów i zakładając, że jest ich liczba, prawdopodobieństwo powstania cząsteczki białka byłoby niemożliwe. Prawdopodobieństwo wychodzi do oszałamiającej szansy 1 na 10 115 . To jest 1, po którym następuje 115 zer. Ta niemożliwa do wyobrażenia liczba całkowicie przekracza statystyczne szanse, że kiedykolwiek może się wydarzyć. (Prawo Borela utrzymuje, że jakiekolwiek prawdopodobieństwo mniejsze niż 1 na 10 50 nie może się zdarzyć).

Istnieje 50-procentowe prawdopodobieństwo, że aminokwasy będą prawo- lub lewoskrętne. Wszystkie cząsteczki białka mają aminokwasy lewoskrętne. Jeśli zostanie dodany prawoskrętny aminokwas, może być bardzo toksyczny dla żywego organizmu. Po dodaniu tej nowej zmiennej do powyższego obliczenia statystycznego prawdopodobieństwa powstania białka, stajemy przed jeszcze większym problemem. Biorąc pod uwagę kryteria, że ​​nie tylko wszystkie 100 aminokwasów ma określoną sekwencję, ale wszystkie są lewoskrętne, prawdopodobieństwo, że to nastąpi, wynosi 1 na 10 145. Ostatnie obliczenie w zdecydowany sposób pokazuje ogromny problem ewolucji związany z uzyskaniem obojętna materia z wytworzeniem białka. Statystyczne nieprawdopodobieństwa następnego kroku, utworzenia pojedynczej komórki ze wszystkich tych nieprawdopodobnych białek, jest poza zrozumieniem.

Szukanie pomocy w niebiosach
W obliczu tych zimnych, twardych statystyk, jaką szansę miała ewolucja? Francis Crick zasugerował, że samo życie można porównać do „cudu”.

Uczciwy człowiek, uzbrojony w całą dostępną nam teraz wiedzę, mógłby jedynie stwierdzić, że w pewnym sensie pochodzenie życia wydaje się w tej chwili niemal cudem, tak wiele jest warunków, które musiałyby zostać spełnione, aby włącz to. 6

Dlatego niektórzy ewolucjoniści szukali odpowiedzi w niebiosach i wpadli na pomysł „Skierowanej Panspermii”. Crick pomógł spopularyzować hipotezę, że jakiś rodzaj pozaziemskiej inteligencji, wspomaganej przez UFO, przenosi zarodniki życia na ziemię. Większość ewolucjonistów nie znajduje w tym nic poza fantazją. Jednak w prawdziwym świecie wielu ma nadzieję, że asteroida lub podróż na Marsa może ujawnić formę życia, która mogła dotrzeć na Ziemię nietknięta i gotowa do inkubacji.
Jest to jednak nie tylko nienaukowe, ale po prostu usuwa ten sam problem z nietykalnych zakątków odległego kosmosu.


Rodzaj po rodzaju
Naukowcy za pomocą hodowli genetycznej zmienili dwuskrzydłową muszkę owocową w czteroskrzydłową. Czteroskrzydłowa muszka owocowa konsekwentnie rozmnaża czteroskrzydłowe muszki owocowe. Ale chociaż wyprodukowano nową odmianę, nie jest to nowy „rodzaj”. Zmutowana muszka owocowa nadal jest muszką owocową. W rzeczywistości czteroskrzydłowa muszka owocowa jest formą osłabioną. Drugi zestaw skrzydeł nie pomaga muszkom owocowym, które faktycznie przeszkadzają. Jego zdolność do lotu jest niebezpiecznie utrudniona. Wariant ten, wyhodowany selektywnie w laboratorium, nie przetrwałby bez troskliwej pomocy badaczy. To kiepski przykład ewolucji przez mutacje. Najważniejsze jest to, że mutacje zawsze osłabiają organizm i nigdy nie zmieniają go w coś fundamentalnie innego. Mucha owocowa pozostaje muszką owocową.


Korzystne mutacje?
Ewolucjoniści często podają anemię sierpowatą jako przykład korzystnej mutacji, ponieważ ci, którzy ją mają, mają mniejsze prawdopodobieństwo zachorowania na malarię. Anemia sierpowata powstaje w wyniku mutacji w cząsteczce hemoglobiny znajdującej się w czerwonych krwinkach naszego ciała. Ta mutacja zniekształca normalny dwuwklęsły (wklęsły po obu stronach) kształt czerwonej krwinki. Obecnie choroba ta dotyka miliony ludzi na całym świecie, w samych Stanach Zjednoczonych istnieje około 70 000 przypadków aktywnej anemii sierpowatej.

Anemia sierpowata to dziedziczna choroba krwi, która najczęściej występuje u osób, których przodkowie wywodzą się z Afryki lub Indii, regionów, w których epidemie malarii zabrały wiele istnień. Jednak ci, którzy mają jeden gen sierpowaty i jeden zdrowy gen hemoglobiny (tj. są heterozygotyczni pod względem tej cechy), mają minimalne objawy sierpowatokrwinkowe, ale mają również odporność na malarię. Tak więc, ponieważ zmutowany gen przynosi korzyści swojemu posiadaczowi, z definicji jest to korzystna mutacja. Jednak, jak zostanie pokazane, nie ma to znaczenia dla ewolucji.

Zdecydowanie Wada
Nawet ta korzystna mutacja sierpowatych komórek jest zdecydowanie defektem. Nic nie zastąpi optymalnego dwuwklęsłego kształtu normalnych cząsteczek hemoglobiny. Kształt ten toleruje szybkie ruchy i został zaprojektowany z myślą o efektywnym przenoszeniu tlenu do każdej komórki naszego ciała.

W przypadku niedokrwistości sierpowatokrwinkowej (SCA), DNA, który wytwarza białka wytwarzające hemoglobinę w czerwonych krwinkach, faktycznie przenosi jeden błąd kodowania. Ten błąd lub defekt genetyczny wytwarza cząsteczki hemoglobiny, które sklejają się ze sobą, gdy tlen jest uwalniany do tkanek. Wadliwe cząsteczki hemoglobiny tworzą długie sztywne łańcuchy, które całkowicie zniekształcają kształt czerwonych krwinek. Niektóre z tych zniekształconych czerwonych krwinek w rzeczywistości tworzą wyraźny kształt półksiężyca i wyglądają jak „sierpy” – stąd nazwa „sierpowaty”.

Te zniekształcone czerwone krwinki powiększają się i mogą zatykać naczynia włosowate, co ogranicza przenoszenie tlenu i powoduje silny ból kończyn i całego ciała, w tym klatki piersiowej. Prowadzi również do duszności, infekcji, uszkodzenia narządów, a w ciężkich przypadkach może spowodować śmierć. Należy również zauważyć, że czerwone krwinki w kształcie sierpa umierają przedwcześnie z powodu ich dużego niestabilnego kształtu. Normalna czerwona krwinka przetrwa 120 dni, podczas gdy sierpowata może przetrwać tylko 10 do 20 dni. Pacjenci z tą chorobą często potrzebują transfuzji krwi w celu uzupełnienia utraconej hemoglobiny.

Jednak osoba, która jest heterozygotą z genem SCA, zwykle nie ma nieprawidłowego fałdowania, które prowadzi do anemii. Ale kiedy pasożyt malarii (Plasmodium) atakuje jedną z jego komórek krwi, powoduje, że hemoglobina „sierpuje” i deformuje komórkę krwi. Śledziona wykrywa tę wadliwą komórkę i niszczy ją wraz z pasożytem.

Należy zauważyć, że nie ma to nic wspólnego z ewolucją bardziej złożonych funkcji. Raczej jest to bardziej zbliżone do wojny partyzanckiej przeciwko armii najeźdźców: partyzanci mogą zniszczyć most, po którym przechodzi wróg. Jednak chociaż zniszczenie wroga jest „korzystne” dla kraju, kraj jest biedniejszy o jeden most. Podobnie, osoba niszczy pasożyta malarii, ale w tym procesie traci komórkę krwi.

W każdym razie odporność na malarię kosztem niebezpiecznej choroby krwi, która prowadzi do przedwczesnej śmierci, nie potwierdza poglądu Darwina, że ​​gatunki ewoluują z biegiem czasu. 7

Korzystne mutacje „niezwykle rzadkie”
Statystyki mutacji gromadzone przez kilka dziesięcioleci pokazują, że jest bardzo mało danych, aby zbudować teorię, że postęp ewolucyjny odbywa się za pomocą korzystnych mutacji. Po pierwsze, jak pokazano, zwykłe przykłady korzystnej mutacji są nadal destrukcyjne. Również nieżyjący już Motoo Kimura, japoński biolog matematyczny, wprowadził w 1979 roku statystyczną metodę przetwarzania danych dotyczących mutacji genetycznych. Wyraźnie wykazał, że większość mutacji jest neutralna w swoim działaniu. Bardzo niewiele jest śmiertelnych i w jego graficznym przedstawieniu nie ma korzystnych mutacji, ponieważ liczba jest zbyt mała, aby mieć znaczenie matematyczne. Według J.C. Sanforda, genetyka z Cornell University, który wynalazł „pistolet genowy”, korzystne mutacje „są niezwykle rzadkie – o wiele za rzadkie, aby można było zbudować genom”. 8

Rozwój oporności bakterii na antybiotyki jest często sugerowany przez ewolucjonistów jako kolejny dowód na postęp ewolucyjny poprzez korzystne mutacje. Dokładna analiza molekularna pokazuje wręcz przeciwnie. Zmutowane szczepy bakterii, które wykazują oporność na antybiotyki, są utrudnione przez degradację informacji genetycznej, co oznacza, że ​​z czasem stają się mniej sprawne. „Wyraźnie widać, że przydatność niektórych zmutowanych szczepów jest trwale zmniejszona (czasami dramatycznie), a ewolucjoniści zazwyczaj ignorują takie efekty w swoim pośpiechu promowania oporności na antybiotyki jako„ ewolucja na szalce Petriego ”” według mikrobiologa dr Kevina Andersona.9 Podobnie jak SCA powyżej, odporność jest spowodowana mutacjami niszczącymi informacje, nawet jeśli są one korzystne.


Statystycznie nieistotne
Dr Jerry Bergman szukał terminu „korzystne mutacje” w dwóch bazach danych czasopism biomedycznych zawierających 18,8 miliona rekordów. Podczas gdy termin „mutacja” pojawił się 453732 razy, wyrażenie „korzystna mutacja” zostało użyte tylko 186 razy, co jest liczbą nieistotną statystycznie (0,041 procent), co zgadza się z analizą statystyczną Kimury. Podczas dalszych badań Bergman odkrył, że tak zwane „korzystne mutacje” zawsze wiązały się z utratą informacji genetycznej. Doszedł do wniosku: „Nie znaleziono ani jednego wyraźnego przykładu mutacji narastającej informacje. Stwierdzono, że badania biologii molekularnej pokazują, że mutacje zdobywające informacje nie zostały udokumentowane”. 10

Być może najlepszym sposobem podsumowania nadużywania ślepej wiary ewolucjonistów w „korzystne mutacje” są własne słowa Sanforda: „Podsumowując, mutacje wydają się być przytłaczająco szkodliwe, a nawet jeśli można je zaklasyfikować jako korzystne w pewnym sensie, jest nadal zwykle częścią ogólnego załamania i erozji informacji”. 11

Brak nowych informacji
Aby ewolucja była prawdziwa, musi zostać naruszona podstawowa zasada informacyjna. Aby organizm ewoluował w górę od prostego do złożonego, musi nastąpić wzrost informacji genetycznej. Kiedy jednak mają miejsce mutacje, następuje wymiana informacji lub dezinformacja, ale nigdy nie następuje ich wzrost. System ogranicza się do tego, co posiada i dlatego nie może tworzyć nowych informacji. Najczęściej wymiana informacji prowadzi do: strata informacji. Utrata informacji genetycznej jest zgodna z uniwersalnym prawem entropii.

Można zaobserwować, że błędy w kodzie genetycznym są przekazywane między pokoleniami. Tempo mutacji jest zbyt wysokie, aby umożliwić ewolucję przez miliony lat. Istnieje od 100 do 300 błędów pisowni naszego kodu genetycznego przekazywanych z pokolenia na pokolenie. Może się to wydawać nieistotne, jeśli weźmiemy pod uwagę, że ludzki genom zawiera 3 miliardy liter. Jednak rasa ludzka ma sześć miliardów ludzi, co oznacza około 600 miliardów do 1,8 biliona błędów genetycznych na pokolenie.

Obciążenie genetyczne
Jeśli uwzględni się inne rodzaje mutacji, takie jak delecje, insercje, duplikacje, mutacje mitochondrialne i inne, liczba pojedynczych mutacji będzie 1000 razy większa dla każdej osoby i dla całej populacji. W rezultacie nasze wyposażenie genetyczne ulega zepsuciu. To zjawisko akumulacji mutacji najlepiej określić jako „obciążenie genetyczne”.

Według dr Sanforda: „Konsensus wśród genetyków jest taki, że obecnie rasa ludzka ulega genetycznej degeneracji z powodu szybkiej akumulacji mutacji i rozluźnionej presji doboru naturalnego”. Uważa się, że spadek naszej kondycji jako gatunku ma miejsce, pisze Sanford, w tempie 1-2 procent na pokolenie. 12

Tak wielkie tempo rozpadu kodu genetycznego nie pasuje do sześciu do siedmiu milionów lat, jakie zajęło człowiekowi ewolucję zgodnie z modelem ewolucyjnym. Najlepiej pasuje do biblijnej ramy czasowej 6000 lat. Ten zakres czasu określono za pomocą krzywej rozkładu biologicznego, która została skonstruowana przy użyciu tempa degeneracji genomowej. 13

Nie ma czasu na ewolucję z tego rodzaju degeneracją genetyczną. Wraz ze wzrostem „obciążenia genetycznego” rasa ludzka podlega większej liczbie odmian chorób i schorzeń. Aby przeżyć, człowiek będzie musiał ciężko pracować wbrew prawu entropii. Degradacja genetyczna z pewnością wyklucza ideę postępu ewolucyjnego w górę, dzięki któremu przechodzimy od maleńkich żywych molekuł i organizmów do człowieka.

Szympans i ludzkie DNA
Zainwestowano dużo czasu, energii i pieniędzy w celu opracowania zaawansowanej technologii badania DNA roślin i zwierząt. Zdolność do wyizolowania kompletnych sekwencji alfabetu genetycznego bez wątpienia pozwoli nam lepiej zrozumieć proces biomolekularny. Ewolucjoniści stoją u drzwi z niepokojem, czekając, by wskoczyć i zaśpiewać: „Powiedziałem wam, że powolna zmiana naszego kodu genetycznego jest sposobem, w jaki my, ludzie, dostaliśmy się tutaj”.

9 października 2006, okładka Czas przedstawiał twarz młodocianej małpy tuż nad ramieniem niemowlęcia, o prowokacyjnym tytule: „Jak staliśmy się ludźmi. Szympansy i ludzie mają prawie 99 procent wspólnego DNA. Nowe odkrycia pokazują, jak możemy być tak podobni, a jednocześnie tak różni”.

W rzeczywistości twierdzenie o 99% podobieństwie genetycznym opiera się na przestarzałych i selektywnych badaniach. Prawdziwe podobieństwo sekwencji nie jest znane, ale nowsze badania wykazały dramatyczne różnice, które obalają mit 1%. 14 Ale nawet gdyby różnica wynosiła tylko jeden procent, czy to oznaczałoby, że mężczyźni i małpy są prawie do siebie podobni? Skoro w naszym DNA są 3 miliardy liter, oznaczałoby to 30 milionów różnic! Jak przyznaje jeden z autorów Smithsonian, „tylko kilka punktów procentowych przekłada się na ogromne, niemożliwe do pokonania luki między gatunkami”. 15

Po wizycie w zoo nikt nie zaprzeczy, że szympansy przypominają nas bardziej niż jakiekolwiek inne zwierzę. Mają wysoką inteligencję i dość złożony system społeczny w królestwie zwierząt, ale istnieje prawdziwa różnica między ludźmi a innymi naczelnymi. Podobieństwa fizyczne mogą istnieć, ale różnice są tak ogromne, że nigdy nie pomylilibyśmy małpy z człowiekiem. Proporcje długości naszych ramion i nóg, wygląd szyi, czaszki, miednicy, dłoni i struktur tkanek miękkich – w tym warg – wyraźnie odróżniają nas od innych gatunków. Wewnętrznie nasze białka różnią się o 71 procent od białek szympansów. Mamy 46 chromosomów, podczas gdy szympans 48, a nasze chromosomy Y są radykalnie różne. 16

Więcej niż sam kod
Najważniejszym punktem porównania między sekwencjami genetycznymi nie jest to, jak podobne są geny, ale jak geny działają lub są wyrażane. Nawet podobne sekwencje genów mogą zachowywać się bardzo różnie z powodu ich interakcji z innymi genami. Na przykład nasz wygląd fizyczny jest kontrolowany przez zaledwie kilka genów. Długość i kształt naszego nosa, brwi, karnacji, koloru oczu i włosów itp. są modulowane nie przez armię genów, ale przez rzędy bardzo niewielu genów, które działają w dynamicznej harmonii. Dramatyczna zmiana fizyczna niekoniecznie musi być bezpośrednio zaaranżowana przez DNA.


Zmiana fizyczna bez różnicy DNA
Giuseppe Sermonti, wybitny genetyk z Włoch, twierdzi, że nie tylko DNA określa naturę i strukturę żywych organizmów. Między DNA a całkowitą funkcją i celem organizmu znajduje się czarna skrzynka. Świeccy ewolucjoniści, którzy przypuszczają, że zmiany DNA mogą wyjaśnić ewolucję, muszą wziąć pod uwagę wymowne ostrzeżenie Sermontiego: „Moim zdaniem problem polega raczej na tym, w jaki sposób organizm wykorzystuje DNA, zmusza je do działania lub milczy i jak wybiera swoje obszary zainteresowanie. DNA nie jest punktem wyjścia”. 17 To, że znajdujemy kompletny genom, nie oznacza, że ​​rozumiemy, jak funkcjonuje DNA. Sermonti mówi, że wciąż czeka nas wiele tajemnic, aby zrozumieć, w jaki sposób DNA decyduje o tym, kim jesteśmy.


Wspólny projektant, nie wspólny przodek
Ewolucja utrzymuje, że organizmy o podobnych konstrukcjach muszą pochodzić od jednego wspólnego przodka. Argument ten można zakwestionować pytaniem: „Czy podobieństwo oznacza, że ​​pochodzimy z tego samego pochodzenia, czy oznacza to, że zostaliśmy stworzeni przez tego samego projektanta?” Ten projektant byłby głównym twórcą, który mógłby stworzyć ostateczny projekt dla każdej niszy w fizycznym i żywym wszechświecie. Ten twórca musiałby być idealnym projektantem, który wie wszystko i dlatego wybrał ostateczny projekt, uniwersalny projekt, który można wykorzystać z największą wydajnością, aby utrzymać całe życie. Dowody wskazują na jednego wspaniałego, inteligentnego Stwórcę.

Na przykład możesz zauważyć, że salon samochodowy ma szeroki wybór samochodów. Każdy samochód ma cztery koła, silnik spalinowy, kierownicę i wiele innych wspólnych cech. Czy zastanawiałeś się kiedyś, czy wspólny projekt oznaczałby wspólne pochodzenie? Innymi słowy, czy samochody ewoluowały same bez pomocy z zewnątrz? To oczywiście śmieszne, bo wiemy, że do zaprojektowania każdego modelu samochodu potrzebna była ogromna staranność. Chociaż ich podstawowe cechy są takie same, posiadają wiele innych unikalnych cech, które czynią je atrakcyjnymi dla potencjalnych nabywców. Każdy model samochodu zaczynał się od wstępnie zaplanowanego projektu i zewnętrznego inteligentnego kreatora.

Ponieważ istnieją ostateczne projekty, które działają dokładnie w celu, dla którego zostały stworzone, można oczekiwać, że będziemy świadkami powtarzających się wzorów we wszechświecie. Im bardziej powtarzalny projekt, tym bliższy jest perfekcji. W przyrodzie obserwujemy na przykład wiele zwierząt, które mają przydatki – takie jak nogi, ręce czy palce.

Czy podobieństwo oznacza, że ​​pochodzimy z tego samego pochodzenia? Ewolucja utrzymuje, że wszystkie organizmy pochodzą od jednego wspólnego przodka. Stworzenie utrzymuje, że wszystkie żywe istoty pochodzą z jednego wspólnego źródła i zostały stworzone przez jednego Stwórcę, który ustanowił ostateczny projekt wszechświata… i wszystkiego, co w nim jest.

Bo przez Niego wszystko zostało stworzone… wszystko zostało stworzone przez Niego i dla Niego.
—Kolosan 1:16


Jakie są dowody na to, że całe dzisiejsze życie pochodzi od wspólnego przodka (LUCA) i które organizmy (jeśli w ogóle) kwestionują tę koncepcję? - Biologia

W tej sekcji poznasz następujące pytania:

  • Jak powstała dzisiejsza teoria ewolucji?
  • Czym jest adaptacja i jaki jest związek adaptacji z doborem naturalnym?
  • Jakie są różnice między ewolucją zbieżną i rozbieżną i jakie są przykłady każdej z nich, które wspierają ewolucję przez dobór naturalny?
  • Jakie są przykłady struktur homologicznych i szczątkowych i jakie dowody dostarczają te struktury na poparcie wzorców ewolucji?
  • Jakie są powszechne błędne przekonania dotyczące teorii ewolucji?

Połączenie dla kursów AP®

Miliony gatunków, od bakterii przez jagody i pawiany, obecnie nazywają Ziemię swoim domem, ale organizmy te wyewoluowały z różnych gatunków. Co więcej, naukowcy szacują, że jeszcze kilka milionów gatunków wyginie, zanim zostaną sklasyfikowane i zbadane. Ale dlaczego niedźwiedzie polarne nie zamieszkują naturalnie pustyń lub lasów deszczowych, może z wyjątkiem filmów? Dlaczego ludzie posiadają cechy, takie jak przeciwstawne kciuki, które są unikalne dla naczelnych, ale nie dla innych ssaków? W jaki sposób obserwacje zięb Karola Darwina odwiedzającego Wyspy Galapagos w XIX wieku stały się podstawą naszego współczesnego rozumienia ewolucji?

ten teoria ewolucji jak proponuje Darwin jest jednoczącą teorią biologii. Założenie, że całe życie wyewoluowało i zróżnicowało się od wspólnego przodka, jest podstawą, z której podchodzimy do wszystkich pytań w biologii. Jak dowiedzieliśmy się podczas naszej eksploracji struktury i funkcji DNA, mutacje u osobników w populacji zachodzą w wyniku mutacji, co pozwala na przekazanie bardziej pożądanych cech następnemu pokoleniu. Ze względu na rywalizację o zasoby i inne naciski środowiskowe, osobniki posiadające korzystniejsze cechy adaptacyjne mają większe szanse na przetrwanie i rozmnażanie się, przekazując te cechy następnemu pokoleniu z większą częstotliwością. Kiedy środowisko się zmienia, to, co kiedyś było niekorzystną cechą, może stać się korzystną. Organizmy mogą ewoluować w odpowiedzi na zmieniające się środowisko poprzez akumulację korzystnych cech w kolejnych pokoleniach. Tak więc ewolucja przez naturalna selekcja wyjaśnia zarówno jedność, jak i różnorodność życia.

Ewolucja zbieżna Występuje, gdy podobne cechy o tej samej funkcji ewoluują u wielu gatunków poddanych podobnej presji selekcyjnej, takich jak skrzydła nietoperzy i owadów. w rozbieżna ewolucja, dwa gatunki ewoluują w różnych kierunkach ze wspólnego punktu, takie jak kończyny przednie ludzi, psów, ptaków i wielorybów. Chociaż teoria Darwina była jak na swoje czasy rewolucyjna, ponieważ kontrastowała z długo utrzymywanymi ideami (na przykład Lamarck zaproponował dziedziczenie nabyte cechy), dowody zaczerpnięte z wielu dyscyplin naukowych, w tym zapis kopalny, istnienie struktur homologicznych i szczątkowych, matematyka i analiza DNA, wspierają ewolucję poprzez dobór naturalny. Ważne jest również, aby zrozumieć, że ewolucja nadal zachodzi, na przykład bakterie, które wykształciły oporność na antybiotyki lub rośliny, które uodporniły się na pestycydy, stanowią dowód na ciągłe zmiany.

Przedstawione informacje i przykłady wyróżnione w tej sekcji wspierają koncepcje przedstawione w Big Idea 1 w ramach programu nauczania biologii AP ® . Cele nauczania AP ® wymienione w Curriculum Framework stanowią przejrzystą podstawę dla kursu AP ® Biology , doświadczenia laboratoryjnego opartego na dociekaniu , działań instruktażowych i pytań egzaminacyjnych AP ® . Cel nauczania łączy wymaganą treść z co najmniej jedną z siedmiu praktyk naukowych.

Wielki Pomysł 1 Proces ewolucji napędza różnorodność i jedność życia.
Trwałe zrozumienie 1.A Zmiana w składzie genetycznym populacji w czasie to ewolucja.
Niezbędna wiedza 1.A.1 Dobór naturalny jest głównym mechanizmem ewolucji.
Praktyka naukowa 5.3 Student potrafi ocenić dowody dostarczone przez zbiory danych w odniesieniu do konkretnego zagadnienia naukowego.
Cel uczenia się 1.9 Student potrafi ocenić dowody dostarczone przez dane z wielu dyscyplin naukowych, które wspierają ewolucję biologiczną.
Niezbędna wiedza 1.A.2 Dobór naturalny oddziałuje na zmienność fenotypową w populacjach.
Praktyka naukowa 1.2 Student potrafi opisywać reprezentacje i modele zjawisk i systemów naturalnych lub antropogenicznych w tej dziedzinie.
Cel uczenia się 1.5 Student potrafi powiązać zmiany ewolucyjne w populacji w czasie ze zmianą środowiska.
Niezbędna wiedza 1.A.4 Ewolucja biologiczna jest poparta dowodami naukowymi z wielu dyscyplin, w tym matematyki.
Praktyka naukowa 2.2 Student potrafi zastosować procedury matematyczne do wielkości opisujących zjawiska naturalne.
Cel uczenia się 1.2 Student potrafi ocenić dowody dostarczone przez dane, aby jakościowo i ilościowo zbadać rolę doboru naturalnego w ewolucji.
Niezbędna wiedza 1.A.4 Ewolucja biologiczna jest poparta dowodami naukowymi z wielu dyscyplin, w tym matematyki.
Praktyka naukowa 5.3 Student potrafi ocenić dowody dostarczone przez zbiory danych w odniesieniu do konkretnego zagadnienia naukowego.
Cel uczenia się 1.12 Student potrafi łączyć dowody naukowe z wielu dyscyplin naukowych w celu wsparcia nowoczesnej koncepcji ewolucji.
Niezbędna wiedza 1.A.4 Ewolucja biologiczna jest poparta dowodami naukowymi z wielu dyscyplin, w tym matematyki.
Praktyka naukowa 5.2 Student potrafi dopracować obserwacje i pomiary w oparciu o analizę danych.
Cel uczenia się 1.10 Student potrafi udoskonalić dowody na podstawie danych z wielu dyscyplin naukowych, które wspierają ewolucję biologiczną.
Trwałe zrozumienie 1.C Życie wciąż ewoluuje w zmieniającym się środowisku.
Niezbędna wiedza 1.C.3 Populacje organizmów wciąż ewoluują.
Praktyka naukowa 7.1 Student potrafi łączyć zjawiska i modele w skali przestrzennej i czasowej.
Cel uczenia się 1.26 Student potrafi ocenić zadane zbiory danych ilustrujące ewolucję jako trwający proces.
Niezbędna wiedza 1.C.3 Populacje organizmów wciąż ewoluują.
Praktyka naukowa 7.1 Student potrafi łączyć zjawiska i modele w skali przestrzennej i czasowej.
Cel uczenia się 1.25 Student potrafi opisać model reprezentujący ewolucję w populacji.
Niezbędna wiedza 1.C.3 Populacje organizmów wciąż ewoluują.
Praktyka naukowa 7.1 Student potrafi łączyć zjawiska i modele w skali przestrzennej i czasowej.
Cel uczenia się 1.4 Student potrafi ocenić oparte na danych dowody opisujące zmiany ewolucyjne w składzie genetycznym populacji w czasie.

Pytania Science Practice Challenge zawierają dodatkowe pytania testowe do tej sekcji, które pomogą Ci przygotować się do egzaminu AP. Te pytania dotyczą następujących norm:
[APLO 1.10][APLO 1.12][APLO 1.13][APLO 1.31][APLO 1.32][APLO 1.27][APLO 1.28][APLO 1.30][APLO 1.14][APLO 1.29][APLO 1.26][APLO 4.8]

Pochodzenie życia

W ciągu naszego czasu na Ziemi ludzie przyjęli wiele teorii dotyczących pochodzenia życia. Wczesne cywilizacje wierzyły, że życie zostało stworzone przez siły nadprzyrodzone. Organizmy zostały „ręcznie wykonane”, aby idealnie dostosować się do ich środowiska, a zatem nie zmieniały się z biegiem czasu. Niektórzy wcześni myśliciele, tacy jak grecki filozof Arystoteles, wierzyli, że organizmy należą do drabiny o coraz większej złożoności. Opierając się na tym zrozumieniu, naukowcy, tacy jak Carolus Linnaeus, próbowali uporządkować wszystkie żywe istoty w schematy klasyfikacji, które wykazały rosnącą złożoność życia.

Jednak z czasem naukowcy zrozumieli, że życie na Ziemi nieustannie ewoluuje. Georges Cuvier odkrył, że skamieniałe szczątki lub organizmy zmieniały się, gdy kopał w głębsze warstwy skalne (warstwy), co wskazuje, że organizmy obecne na tym obszarze zmieniały się w czasie. Ta obserwacja doprowadziła Jean-Baptiste de Lamarcka do postawienia hipotezy, że organizmy przystosowały się do swojego środowiska poprzez zmiany w czasie. Gdy organizmy wykorzystywały różne części swojego ciała, te części ulegały poprawie, a zmiany te były przekazywane potomstwu. Ostatecznie teorie te zostały obalone przez naukowców, ale ich rozwój przyczynił się do powstania teorii ewolucji, którą ostatecznie sformułował Karol Darwin.

Karol Darwin i dobór naturalny

W połowie XIX wieku rzeczywisty mechanizm ewolucji został niezależnie wymyślony i opisany przez dwóch przyrodników: Karola Darwina i Alfreda Russela Wallace'a. Co ważne, każdy przyrodnik spędzał czas na eksploracji świata przyrody na wyprawach w tropiki. W latach 1831-1836 Darwin podróżował po całym świecie H.M.S. Pies gończy, w tym przystanki w Ameryce Południowej, Australii i południowym krańcu Afryki. Wallace podróżował do Brazylii, aby zbierać owady w amazońskim lesie deszczowym w latach 1848-1852 i na Archipelagu Malajskim w latach 1854-1862. Podróż Darwina, podobnie jak późniejsze podróże Wallace'a na Archipelag Malajski, obejmowała przystanki na kilku łańcuchach wysp, z których ostatnia to Wyspy Galapagos na zachód od Ekwadoru. Na tych wyspach Darwin obserwował na różnych wyspach gatunki organizmów, które były wyraźnie podobne, ale miały wyraźne różnice. Na przykład zięby ziemne zamieszkujące Wyspy Galapagos składały się z kilku gatunków o unikalnym kształcie dzioba (//cnx.org/contents/ Ten adres e-mail jest chroniony przed robotami spamującymi. Aby go zobaczyć, włącz obsługę JavaScript. :[email protected]/18 -1-Understanding-Evolution#fig-ch18_01_01">Rysunek 18.2). Gatunki na wyspach miały szereg stopniowanych rozmiarów i kształtów dziobów z bardzo małymi różnicami między najbardziej podobnymi. Zaobserwował, że te zięby bardzo przypominały inny gatunek zięb na kontynentalnej Ameryki Południowej. Darwin wyobraził sobie, że gatunki wyspiarskie mogą być gatunkami zmodyfikowanymi w stosunku do jednego z pierwotnych gatunków kontynentalnych. Po dalszych badaniach zdał sobie sprawę, że zróżnicowane dzioby każdej zięby pomogły ptakom zdobyć określony rodzaj pożywienia. Na przykład nasiona - zięby żywiące się miały mocniejsze, grubsze dzioby do rozbijania nasion, a zięby owadożerne miały dzioby podobne do włóczni do dźgania ofiary.

Wallace i Darwin zaobserwowali podobne wzorce w innych organizmach i niezależnie opracowali to samo wyjaśnienie, jak i dlaczego takie zmiany mogą mieć miejsce. Darwin nazwał ten mechanizm doborem naturalnym. Naturalna selekcja, znany również jako „przetrwanie najlepiej przystosowanych”, to bardziej płodna reprodukcja osobników o korzystnych cechach, które przetrwają zmiany środowiskowe ze względu na te cechy, które prowadzą do zmiany ewolucyjnej.

Na przykład populacja żółwi olbrzymich z Archipelagu Galapagos miała dłuższe szyje niż te, które żyły na innych wyspach z suchymi nizinami. Te żółwie zostały „wyselekcjonowane”, ponieważ mogły sięgać po więcej liści i mieć dostęp do większej ilości pożywienia niż te z krótką szyją. W czasach suszy, gdy dostępnych byłoby mniej liści, ci, którzy mogli osiągnąć więcej liści, mieli większą szansę na zjedzenie i przeżycie niż ci, którzy nie mogli dotrzeć do źródła pożywienia. W związku z tym żółwie z długą szyją miałyby większe szanse na osiągnięcie sukcesu reprodukcyjnego i przekazanie cechy długiej szyi swojemu potomstwu. Z biegiem czasu w populacji byłyby obecne tylko żółwie długoszyje.

Dobór naturalny, argumentował Darwin, był nieuniknionym wynikiem trzech zasad, które działały w przyrodzie. Po pierwsze, większość cech organizmów jest dziedziczona lub przekazywana z rodzica na potomstwo. Chociaż nikt, łącznie z Darwinem i Wallace, nie wiedział, jak to się wtedy działo, było to powszechne zrozumienie. Po drugie, produkuje się więcej potomstwa niż jest w stanie przeżyć, więc zasoby na przetrwanie i reprodukcję są ograniczone. Zdolność do reprodukcji we wszystkich organizmach przewyższa dostępność zasobów wspierających ich liczebność. Tak więc w każdym pokoleniu istnieje konkurencja o te zasoby. Rozumienie tej zasady zarówno przez Darwina, jak i Wallace'a pochodziło z lektury eseju ekonomisty Thomasa Malthusa, który omawiał tę zasadę w odniesieniu do populacji ludzkich. Po trzecie, potomstwo różni się między sobą pod względem cech, a różnice te są dziedziczone. Darwin i Wallace dowodzili, że potomstwo o cechach dziedzicznych, które pozwalają im najlepiej konkurować o ograniczone zasoby, przeżyje i będzie miało więcej potomstwa niż osobniki z odmianami, które są mniej zdolne do konkurowania. Ponieważ cechy są dziedziczone, cechy te będą lepiej reprezentowane w następnym pokoleniu. Doprowadzi to do zmian w populacjach na przestrzeni pokoleń w procesie, który Darwin nazwał pochodzeniem z modyfikacją. Ostatecznie dobór naturalny prowadzi do większej adaptacji populacji do jej lokalnego środowiska, jest to jedyny znany mechanizm ewolucji adaptacyjnej.

Artykuły Darwina i Wallace'a (//cnx.org/contents/ Ten adres e-mail jest chroniony przed robotami spamującymi. Aby go zobaczyć, musisz mieć włączoną obsługę JavaScript. :[email protected]/18-1-Understanding-Evolution#fig-ch18_01_02">Rysunek 18.3 ) prezentujące ideę doboru naturalnego odczytano wspólnie w 1858 r. przed Towarzystwem Linneańskim w Londynie.W następnym roku książka Darwina, O pochodzeniu gatunków, był opublikowany. Jego książka nakreśliła dość szczegółowo swoje argumenty za ewolucją przez dobór naturalny.

Demonstracje ewolucji przez dobór naturalny są czasochłonne i trudne do uzyskania. Jeden z najlepszych przykładów został zademonstrowany u tych samych ptaków, które pomogły zainspirować teorię Darwina: zięb z Galapagos. Peter i Rosemary Grant wraz z kolegami co roku badali populacje zięb z Galapagos od 1976 roku i przedstawiali ważne dowody doboru naturalnego. Granty stwierdzili zmiany z pokolenia na pokolenie w rozmieszczeniu kształtów dzioba u zięby średniej ziemnej na wyspie Galapagos w Daphne Major. Ptaki odziedziczyły zmienność kształtu dzioba, niektóre ptaki mają szerokie, głębokie, a inne cieńsze. W okresie, w którym opady były wyższe niż normalnie z powodu El Niño, liczba dużych twardych nasion, które zjadały ptaki o dużych dziobach, zmniejszyła się, jednak istniała obfitość małych miękkich nasion, które zjadały ptaki drobnodzioby. W związku z tym przeżywalność i reprodukcja w kolejnych latach były znacznie lepsze dla ptaków drobnodziobych. W kolejnych latach, które nastąpiły po tym El Niño, Granty zmierzyli rozmiary dziobów w populacji i stwierdzili, że średni rozmiar dzioba był mniejszy. Ponieważ wielkość dzioba jest cechą dziedziczną, rodzice z mniejszymi dziobami mieli więcej potomstwa, a ich wielkość ewoluowała, by być mniejsza. Gdy warunki poprawiły się w 1987 roku i większe nasiona stały się bardziej dostępne, tendencja do zmniejszania średniej wielkości dzioba ustała.

POŁĄCZENIE KARIEROWE

Biolog terenowy

Wiele osób wędruje, zwiedza jaskinie, nurkuje lub wspina się po górach w celach rekreacyjnych. Ludzie często biorą udział w tych zajęciach z nadzieją zobaczenia dzikiej przyrody. Doświadczenie na świeżym powietrzu może być niezwykle przyjemne i orzeźwiające. A gdyby twoja praca polegała na przebywaniu na zewnątrz w dziczy? Biolodzy polowi z definicji pracują na świeżym powietrzu w „polu”. Termin pole w tym przypadku odnosi się do dowolnego miejsca na zewnątrz, nawet pod wodą. Biolog terenowy zazwyczaj koncentruje się na badaniach określonego gatunku, grupy organizmów lub pojedynczego siedliska (//cnx.org/contents/ Ten adres e-mail jest chroniony przed robotami spamującymi. Aby go zobaczyć, musisz mieć włączoną obsługę JavaScript. :[email protected]/ 18-1-Understanding-Evolution#fig-ch18_01_03">Rysunek 18.4).

Jednym z celów wielu biologów terenowych jest odkrycie nowych gatunków, które nigdy nie zostały zarejestrowane. Takie odkrycia nie tylko poszerzają nasze rozumienie świata przyrody, ale także prowadzą do ważnych innowacji w dziedzinach takich jak medycyna i rolnictwo. W szczególności gatunki roślin i drobnoustrojów mogą ujawnić nową wiedzę medyczną i żywieniową. Inne organizmy mogą odgrywać kluczową rolę w ekosystemach lub być uważane za rzadkie i wymagające ochrony. Po odkryciu te ważne gatunki można wykorzystać jako dowód przepisów i praw dotyczących ochrony środowiska.

Procesy i wzorce ewolucji

Dobór naturalny może mieć miejsce tylko wtedy, gdy jest zmianalub różnice między osobnikami w populacji. Co ważne, różnice te muszą mieć jakieś podłoże genetyczne, inaczej selekcja nie doprowadzi do zmiany w następnym pokoleniu. Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ zmienność między osobnikami może być spowodowana przyczynami niegenetycznymi, takimi jak wyższy osobnik z powodu lepszego odżywiania, a nie różnych genów.

Różnorodność genetyczna w populacji wynika z dwóch głównych mechanizmów: mutacji i rozmnażania płciowego. Mutacja, zmiana w DNA, jest ostatecznym źródłem nowych alleli lub nowej zmienności genetycznej w każdej populacji. Zmiany genetyczne spowodowane mutacją mogą mieć jeden z trzech skutków dla fenotypu. Mutacja może wpływać na fenotyp organizmu w sposób, który zmniejsza jego sprawność — mniejsze prawdopodobieństwo przeżycia lub mniej potomstwa. Alternatywnie, mutacja może wytworzyć fenotyp o korzystnym wpływie na sprawność. Wiele mutacji również nie będzie miało wpływu na dopasowanie fenotypu, które są nazywane mutacjami neutralnymi. Mutacje mogą mieć również cały szereg rozmiarów wpływu na kondycję organizmu, który wyraża je w ich fenotypie, od niewielkiego do wielkiego.Rozmnażanie płciowe prowadzi również do różnorodności genetycznej: gdy dwoje rodziców rozmnaża się, unikalne kombinacje alleli łączą się, tworząc unikalne genotypy, a tym samym fenotypy u każdego potomstwa.

Cecha dziedziczna, która pomaga przetrwać i rozmnażać się organizmowi w jego obecnym środowisku, nazywa się an dostosowanie. Naukowcy opisują grupy organizmów, które przystosowują się do swojego środowiska, gdy z czasem zachodzi zmiana w zakresie zmienności genetycznej, która zwiększa lub utrzymuje „dopasowanie” populacji do środowiska. Płetwiaste stopy dziobaków są przystosowane do pływania. Grube futro pantery śnieżnej jest przystosowane do życia w zimnie. Szybkość gepardów jest przystosowaniem do łapania zdobyczy.

Adaptacje te mogą zachodzić poprzez rearanżacje całych genomów lub mogą być spowodowane mutacją pojedynczego genu. Na przykład psy mają 78 chromosomów, a koty 38. Duża liczba cech odróżniających psy od kotów wynika z przegrupowań chromosomowych, które nastąpiły od czasu, gdy obie grupy oddzieliły się od ich ostatniego wspólnego przodka. Z drugiej strony niektóre myszy są białe, a inne czarne. Różnica w kolorze futra wynika z mutacji jednego genu. Tak więc w wyniku pojedynczej mutacji populacja myszy może stać się bardziej przystosowana do przetrwania w zaśnieżonych środowiskach niż w ciemnym dnie lasu.

To, czy dana cecha jest korzystna, zależy od warunków środowiskowych w danym momencie. Nie zawsze wybiera się te same cechy, ponieważ warunki środowiskowe mogą się zmieniać. Weźmy na przykład pod uwagę gatunek rośliny, która rosła w wilgotnym klimacie i nie wymagała oszczędzania wody. Wybrano duże liście, ponieważ pozwalały roślinie pozyskiwać więcej energii ze słońca. Duże liście wymagają więcej wody do utrzymania niż małe liście, a wilgotne środowisko zapewniało dogodne warunki do podtrzymywania dużych liści. Po tysiącach lat klimat się zmienił i w okolicy nie było już nadmiaru wody. Kierunek doboru naturalnego zmienił się tak, że wybrano rośliny o małych liściach, ponieważ populacje te były w stanie oszczędzać wodę, aby przetrwać nowe warunki środowiskowe.

Ewolucja gatunków spowodowała ogromne zróżnicowanie formy i funkcji. Czasami ewolucja daje początek grupom organizmów, które bardzo się od siebie różnią. Kiedy dwa gatunki ewoluują w różnych kierunkach ze wspólnego punktu, nazywa się to ewolucją rozbieżną. Taką rozbieżną ewolucję można zaobserwować w formach organów rozrodczych roślin kwiatowych, które mają te same podstawowe anatomii, jednak mogą one wyglądać bardzo różnie w wyniku selekcji w różnych środowiskach fizycznych i adaptacji do różnych rodzajów zapylaczy (//cnx. org/contents/ Ten adres e-mail jest chroniony przed robotami spamującymi. Aby go zobaczyć, musisz mieć włączoną obsługę JavaScript. :[email protected]/18-1-Understanding-Evolution#fig-ch18_01_04">Rysunek 18.5).

W innych przypadkach podobne fenotypy ewoluują niezależnie u daleko spokrewnionych gatunków. Na przykład lot wyewoluował zarówno u nietoperzy, jak i u owadów, i oba mają struktury, które nazywamy skrzydłami, które są przystosowaniem do latania. Jednak skrzydła nietoperzy i owadów wyewoluowały z bardzo różnych oryginalnych struktur. Zjawisko to nazywa się ewolucją konwergentną, w której podobne cechy ewoluują niezależnie u gatunków, które nie mają wspólnego przodka. Te dwa gatunki osiągnęły tę samą funkcję, latając, ale robiły to oddzielnie od siebie.

Te fizyczne zmiany zachodzą w ogromnych odstępach czasu i pomagają wyjaśnić, w jaki sposób zachodzi ewolucja. Dobór naturalny działa na pojedyncze organizmy, które z kolei mogą kształtować cały gatunek. Chociaż dobór naturalny może działać w jednym pokoleniu na osobnika, ewolucja genotypu całego gatunku może zająć tysiące, a nawet miliony lat. W ciągu tych długich okresów życie na Ziemi zmieniło się i nadal się zmienia.

Dowody ewolucji

Dowody na ewolucję są przekonujące i rozległe. Patrząc na każdy poziom organizacji w żywych systemach, biolodzy widzą sygnaturę przeszłej i teraźniejszej ewolucji. Darwin poświęcił dużą część swojej książki, Na Pochodzenie gatunków, do identyfikacji wzorców w naturze, które były zgodne z ewolucją, a od czasu Darwina nasze rozumienie stało się jaśniejsze i szersze.

Skamieniałości

Skamieniałości dostarczają solidnych dowodów na to, że organizmy z przeszłości nie są takie same jak te znalezione dzisiaj, a skamieniałości pokazują postęp ewolucji. Naukowcy określają wiek skamieniałości i kategoryzują je z całego świata, aby określić, kiedy organizmy żyły względem siebie. Powstały zapis kopalny opowiada historię przeszłości i pokazuje ewolucję formy na przestrzeni milionów lat (//cnx.org/contents/ Ten adres e-mail jest chroniony przed robotami spamującymi. Aby go zobaczyć, musisz mieć włączoną obsługę JavaScript. :[email protected] /18-1-Understanding-Evolution#fig-ch18_01_05">Rysunek 18.6). Na przykład naukowcy uzyskali bardzo szczegółowe dane ukazujące ewolucję ludzi i koni.

Anatomia i embriologia

Innym rodzajem dowodów na ewolucję jest obecność struktur w organizmach, które mają tę samą podstawową formę. Na przykład kości w wyrostkach człowieka, psa, ptaka i wieloryba mają tę samą ogólną konstrukcję (//cnx.org/contents/ Ten adres e-mail jest chroniony przed robotami spamującymi. Aby go zobaczyć, musisz mieć włączoną obsługę JavaScript. :[email protected]/18-1-Understanding-Evolution#fig-ch18_01_06">Rysunek 18.7) wynikające z ich pochodzenia z wyrostków wspólnego przodka. Z biegiem czasu ewolucja doprowadziła do zmian w kształtach i rozmiarach tych kości u różnych gatunków , ale zachowały ten sam ogólny układ. Naukowcy nazywają te części synonimami struktury homologiczne.

Niektóre struktury istnieją w organizmach, które w ogóle nie pełnią żadnej widocznej funkcji i wydają się być pozostałościami po dawnym wspólnym przodku. Te nieużywane struktury bez funkcji nazywane są struktury szczątkowe. Przykładami struktur szczątkowych są skrzydła u nielotów, liście niektórych kaktusów i kości tylnych nóg u wielorybów.

LINK DO NAUKI

Odwiedź tę interaktywną stronę, aby odgadnąć, które struktury kości są homologiczne, a które analogiczne, i zobacz przykłady adaptacji ewolucyjnych, aby zilustrować te koncepcje.

  1. Rzeczy, które są analogiczne, wyglądają podobnie, a rzeczy homologiczne nie.
  2. Rzeczy, które są analogiczne, mają tę samą funkcję, a rzeczy homologiczne mają różne funkcje.
  3. Rzeczy, które są analogiczne, nie są wynikiem ewolucji, podczas gdy rzeczy homologiczne są.
  4. Rzeczy, które są analogiczne, wynikają ze zbieżności, a rzeczy, które są homologiczne, wynikają ze wspólnego pochodzenia

Innym dowodem ewolucji jest konwergencja form w organizmach, które dzielą podobne środowiska. Na przykład gatunki niespokrewnionych zwierząt, takie jak lis polarny i pardwa, żyjące w regionie arktycznym, zostały wybrane do sezonowych białych fenotypów w okresie zimowym, aby zmieszać się ze śniegiem i lodem (//cnx.org/contents/ Ten adres e-mail jest jest chroniony przed robotami spamującymi. Aby go zobaczyć, musisz mieć włączoną obsługę JavaScript. :[email protected]/18-1-Understanding-Evolution#fig-ch18_01_07">Rysunek 18.8ab). Te podobieństwa występują nie z powodu wspólnego pochodzenia, ale z powodu podobnej presji selekcyjnej — korzyści z niezauważania przez drapieżniki.

Embriologia, badanie rozwoju anatomii organizmu do jego dorosłej postaci, również dostarcza dowodów na pokrewieństwo między obecnie bardzo rozbieżnymi grupami organizmów. Modyfikacja mutacji w zarodku może mieć tak poważne konsekwencje u osoby dorosłej, że tworzenie się zarodków jest zwykle zachowane. W rezultacie struktury nieobecne w niektórych grupach często pojawiają się w postaci embrionalnej i znikają do czasu osiągnięcia formy dorosłej lub młodzieńczej. Na przykład wszystkie embriony kręgowców, w tym ludzie, wykazują szczeliny skrzelowe i ogony w pewnym momencie swojego wczesnego rozwoju. Te znikają u dorosłych grup lądowych, ale utrzymują się w dorosłych formach grup wodnych, takich jak ryby i niektóre płazy. Zarodki małp człekokształtnych, w tym ludzie, mają podczas rozwoju strukturę ogona, która zostaje utracona wraz z narodzinami.

Biogeografia

Geograficzne rozmieszczenie organizmów na planecie przebiega zgodnie ze wzorcami, które najlepiej wyjaśnia ewolucja w połączeniu z ruchem płyt tektonicznych w czasie geologicznym. Szerokie grupy, które wyewoluowały przed rozpadem superkontynentu Pangea (około 200 milionów lat temu), są rozsiane po całym świecie. Grupy, które wyewoluowały od rozpadu, pojawiają się wyjątkowo w regionach planety, tak jak unikalna flora i fauna kontynentów północnych, które powstały z superkontynentu Laurasia i kontynentów południowych, które powstały z superkontynentu Gondwany. Na przykład obecność członków rodziny roślin Proteaceae w Australii, południowej Afryce i Ameryce Południowej najlepiej tłumaczy ich obecność przed rozpadem południowego superkontynentu Gondwany.

Ogromne zróżnicowanie torbaczy w Australii i brak innych ssaków odzwierciedla długą izolację Australii. Australia ma obfitość endemicznych gatunków – gatunków nie spotykanych nigdzie indziej – co jest typowe dla wysp, których izolacja przez rozległe wody uniemożliwia migrację gatunków. Z biegiem czasu gatunki te ewoluują w kierunku nowych gatunków, które bardzo różnią się wyglądem od ich przodków, którzy mogą istnieć na kontynencie. Torbacze Australii, zięby na Galapagos i wiele gatunków na Wyspach Hawajskich są unikalne dla ich jednego miejsca pochodzenia, ale wykazują odległe powiązania z gatunkami przodków na kontynencie.

Biologia molekularna

Podobnie jak struktury anatomiczne, struktury cząsteczek życia odzwierciedlają pochodzenie z modyfikacją. Dowód wspólnego przodka dla całego życia znajduje odzwierciedlenie w uniwersalności DNA jako materiału genetycznego oraz w prawie uniwersalności kodu genetycznego i mechanizmu replikacji i ekspresji DNA. Podstawowe podziały w życiu między tymi trzema domenami znajdują odzwierciedlenie w głównych różnicach strukturalnych w skądinąd konserwatywnych strukturach, takich jak składniki rybosomów i struktury błon. Ogólnie rzecz biorąc, pokrewieństwo grup organizmów znajduje odzwierciedlenie w podobieństwie ich sekwencji DNA – dokładnie takim, jakiego można by się spodziewać po pochodzeniu i zróżnicowaniu od wspólnego przodka.

Sekwencje DNA rzuciły również światło na niektóre mechanizmy ewolucji. Na przykład jasne jest, że ewolucja nowych funkcji białek zwykle następuje po zdarzeniach duplikacji genów, które umożliwiają swobodną modyfikację jednej kopii przez mutację, selekcję lub dryf (zmiany w puli genów populacji wynikające z przypadku), podczas gdy druga kopia nadal wytwarza funkcjonalne białko.

Obserwacje bezpośrednie

Naukowcy zaobserwowali również ewolucję zachodzącą zarówno w laboratorium, jak i na wolności. Typowym tego przykładem jest rozprzestrzenianie się genów oporności na antybiotyki w populacji bakterii. Kiedy bakterie są wystawione na działanie antybiotyków, allele, które pomagają organizmowi przetrwać, wzrastają często //cnx.org/contents/ Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, musisz mieć włączoną obsługę JavaScript. :[email protected]/18-1-Understanding-Evolution#ep-01">Rysunek 18.9. Dzieje się tak, ponieważ osobniki, które nie mogą oprzeć się działaniu przeciwbakteryjnemu, wymierają, pozostawiając do rozmnażania tylko osobniki z genem odporności.

Adaptacje do homeostazy

Jednym z głównych powodów adaptacji organizmów jest utrzymanie homeostazy, jednej z głównych cech życia. Wszystkie organizmy prawdopodobnie pochodzą od jednego wspólnego przodka, dlatego tak wiele organizmów łączy cechy anatomiczne, morfologiczne i molekularne. Jednak każdy organizm zaadaptował te podobne cechy, aby dopasować je do swojego środowiska i dostosować się do zmian środowiskowych w czasie. Na przykład wszystkie organizmy wykorzystują polimerazę DNA do replikacji swoich genomów. Jednakże, podczas gdy organizmom z małymi genomami może uciec tylko jedna cząsteczka polimerazy działająca w jednym punkcie genomu na raz, organizmy z większymi genomami replikują jednocześnie wiele punktów genomu. Inne organizmy żyjące w ekstremalnie gorących środowiskach, takie jak głębinowe kominy termiczne, mają wyspecjalizowane cząsteczki polimerazy, które mogą wytrzymać ciepło, które szybko denaturuje polimerazy u zwierząt lądowych. Chociaż podstawa każdej z tych różnych cząsteczek polimerazy DNA jest taka sama, każda z nich została przystosowana do funkcjonowania w niszy środowiskowej organizmu.

Błędne wyobrażenia o ewolucji

Chociaż teoria ewolucji wywołała pewne kontrowersje, gdy została po raz pierwszy zaproponowana, została prawie powszechnie zaakceptowana przez biologów, zwłaszcza młodszych, w ciągu 20 lat po opublikowaniu Na Pochodzenie gatunków. Niemniej jednak teoria ewolucji jest trudną koncepcją i obfituje w błędne wyobrażenia na temat jej działania.

LINK DO NAUKI

Ta strona odnosi się do niektórych z głównych nieporozumień związanych z teorią ewolucji.

  1. Błędny pogląd: Ewolucja nie jest dobrze ugruntowaną teorią. Poprawka: Chociaż dzisiaj nie można zaobserwować ewolucji, istnieją mocne dowody w zapisie kopalnym i wspólnych sekwencjach DNA na poparcie tej teorii
  2. Błędny pogląd: ludzie obecnie nie ewoluują. Poprawka: Presje środowiskowe, z którymi borykają się ludzie, są inne niż te, z którymi borykali się kilka tysięcy lat temu, ale nadal istnieją i nadal powodują (powoli!) zmiany ewolucyjne.
  3. Błędny pogląd: Ewolucja tworzy jednostki, które są doskonale dopasowane do ich środowiska. Poprawka: Ewolucja powoduje losowe zmiany w kodzie genetycznym, które czasami prowadzą do adaptacji
  4. Błędny pogląd: Ewolucja jest procesem losowym. Poprawka: ewolucja to siła, która sprawia, że ​​zwierzęta przystosowują się, aby idealnie dopasować się do środowiska, w którym żyją

Ewolucja to tylko teoria

Krytycy teorii ewolucji odrzucają jej znaczenie, celowo myląc codzienne użycie słowa „teoria” ze sposobem, w jaki naukowcy używają tego słowa. W nauce „teoria” jest rozumiana jako zbiór dokładnie przetestowanych i zweryfikowanych wyjaśnień zestawu obserwacji świata przyrody. Naukowcy mają teorię atomu, teorię grawitacji i teorię względności, z których każda opisuje zrozumiałe fakty dotyczące świata. W ten sam sposób teoria ewolucji opisuje fakty dotyczące świata ożywionego. Jako taka, teoria w nauce przetrwała znaczne wysiłki zmierzające do zdyskredytowania jej przez naukowców. W przeciwieństwie do tego, „teoria” w powszechnym języku narodowym to słowo oznaczające przypuszczenie lub sugerowane wyjaśnienie, to znaczenie jest bardziej zbliżone do naukowej koncepcji „hipotezy”. Kiedy krytycy ewolucji mówią, że ewolucja jest „tylko teorią”, sugerują, że istnieje niewiele dowodów na jej poparcie i że wciąż jest poddawana rygorystycznym testom. To jest przeinaczenie.

Jednostki ewoluują

Ewolucja to zmiana składu genetycznego populacji w czasie, w szczególności na przestrzeni pokoleń, wynikająca ze zróżnicowanej reprodukcji osobników z określonymi allelami. Osobniki oczywiście zmieniają się w ciągu swojego życia, ale nazywa się to rozwojem i obejmuje zmiany zaprogramowane przez zestaw genów, które jednostka nabyła przy urodzeniu w koordynacji ze środowiskiem jednostki. Myśląc o ewolucji cechy, prawdopodobnie najlepiej pomyśleć o zmianie średniej wartości cechy w populacji w czasie. Na przykład, kiedy dobór naturalny prowadzi do zmiany wielkości dziobów u zięb o średniej powierzchni na Galapagos, nie oznacza to, że zmieniają się poszczególne dzioby zięb. Jeśli zmierzy się jednocześnie przeciętny rozmiar dzioba wśród wszystkich osobników w populacji, a następnie zmierzy średni rozmiar dzioba w populacji kilka lat później, ta średnia wartość będzie inna w wyniku ewolucji. Chociaż niektóre osoby mogą przeżyć od pierwszego do drugiego razu, nadal będą miały tę samą wielkość rachunku, jednak pojawi się wiele nowych osób, które przyczynią się do zmiany średniej wielkości rachunku.

Ewolucja wyjaśnia pochodzenie życia

Powszechnym nieporozumieniem jest to, że ewolucja zawiera wyjaśnienie pochodzenia życia. I odwrotnie, niektórzy krytycy teorii uważają, że nie może ona wyjaśnić pochodzenia życia. Teoria nie próbuje wyjaśnić pochodzenia życia. Teoria ewolucji wyjaśnia, jak populacje zmieniają się w czasie i jak życie różnicuje pochodzenie gatunków. Nie rzuca światła na początki życia, w tym na pochodzenie pierwszych komórek, czyli tak definiuje się życie. Mechanizmy powstania życia na Ziemi są szczególnie trudnym problemem, ponieważ wydarzyło się to bardzo dawno temu, a przypuszczalnie tylko raz. Co ważne, biolodzy uważają, że obecność życia na Ziemi wyklucza możliwość powtórzenia się wydarzeń, które doprowadziły do ​​powstania życia na Ziemi, ponieważ etapy pośrednie natychmiast stałyby się pożywieniem dla istniejących istot żywych.

Jednakże, gdy mechanizm dziedziczenia zostanie wprowadzony w postaci cząsteczki, takiej jak DNA, w komórce lub przed komórką, jednostki te będą podlegać zasadzie doboru naturalnego. Bardziej efektywne odtwarzacze zwiększyłyby częstotliwość kosztem nieefektywnych odtwarzaczy. Tak więc, chociaż ewolucja nie wyjaśnia pochodzenia życia, może mieć coś do powiedzenia na temat niektórych procesów zachodzących po uzyskaniu przez istoty przed-żywe pewnych właściwości.

Organizmy ewoluują w określonym celu

Stwierdzenia takie jak „organizmy ewoluują w odpowiedzi na zmianę środowiska” są dość powszechne, ale takie stwierdzenia mogą prowadzić do dwóch rodzajów nieporozumień. Po pierwsze, stwierdzenie to nie może być rozumiane jako oznaczające ewolucję poszczególnych organizmów. Stwierdzenie to jest skrótem oznaczającym „populacja ewoluuje w odpowiedzi na zmieniające się środowisko”. Jednak drugie nieporozumienie może powstać, gdy zinterpretujemy to stwierdzenie jako oznaczające, że ewolucja jest w jakiś sposób zamierzona. Zmienione środowisko powoduje, że niektóre osobniki w populacji, te o określonych fenotypach, odnoszą korzyści, a zatem wydają proporcjonalnie więcej potomstwa niż inne fenotypy. Powoduje to zmianę w populacji, jeśli cechy są uwarunkowane genetycznie.

Ważne jest również, aby zrozumieć, że zmienność, na którą działa dobór naturalny, występuje już w populacji i nie powstaje w odpowiedzi na zmianę środowiska. Na przykład zastosowanie antybiotyków w populacji bakterii z czasem wyłoni populację bakterii, która jest oporna na antybiotyki. Oporność, która jest spowodowana przez gen, nie powstała w wyniku mutacji z powodu zastosowania antybiotyku. Gen odporności był już obecny w puli genów bakterii, prawdopodobnie z niewielką częstotliwością. Antybiotyk, który zabija komórki bakteryjne bez genu odporności, silnie selekcjonuje osobniki odporne, ponieważ tylko one przeżyły i podzieliły się.Eksperymenty wykazały, że mutacje oporności na antybiotyki nie powstają w wyniku antybiotyku.

W szerszym sensie ewolucja nie jest ukierunkowana na cel. Gatunki nie stają się „lepsze” z czasem, po prostu śledzą swoje zmieniające się środowisko dzięki adaptacjom, które maksymalizują ich reprodukcję w określonym środowisku w określonym czasie. Ewolucja nie ma na celu tworzenia szybszych, większych, bardziej złożonych czy nawet mądrzejszych gatunków, pomimo powszechności tego rodzaju języka w popularnym dyskursie. To, jakie cechy ewoluują w gatunku, jest funkcją obecnej zmienności i środowiska, które nieustannie zmieniają się w sposób bezkierunkowy. To, jaka cecha pasuje do jednego środowiska w danym momencie, może być fatalne w pewnym momencie w przyszłości. Dotyczy to równie dobrze gatunku owada, jak i gatunku ludzkiego.

POŁĄCZENIE NAUKA PRAKTYKA DLA KURSÓW AP®

DZIAŁALNOŚĆ

Korzystanie z informacji z książki lub zasobów internetowych, takich jak Jonathan Weiner Dziób zięby, wyjaśnij, w jaki sposób współczesne dowody zaczerpnięte z wielu dyscyplin naukowych potwierdzają obserwacje Karola Darwina dotyczące ewolucji poprzez dobór naturalny. Następnie w małych grupach lub w dyskusji lub debacie w całej klasie przedstaw argument, aby rozwiać błędne przekonania na temat ewolucji i jej działania.

AP ® Biology Investigative Labs: Na podstawie dochodzenia, dochodzenie 8: Biotechnologia: Transformacja bakteryjna. Poznasz, w jaki sposób techniki inżynierii genetycznej można wykorzystać do manipulowania dziedzicznymi informacjami poprzez wstawianie plazmidów do komórek bakteryjnych.

POMYŚL O TYM

Jakie presje selekcyjne mogą wpływać na przeżycie i reprodukcję grupy nasion grochu rozsianych przez człowieka na ziemi?


Obejrzyj wideo: Wskazał TOP dla BTC w tej HOSSIE Na rynku same WZROSTY, a co z tą SHIBA INUAnaliza DENT u0026 ONE (Sierpień 2022).