Irreducibel kompleksitet: Et problem for darwinistisk evolution

Det følgende er en længere artikel af Dr. Michael J. Behe, Professor i biokemi ved Lehigh University, Pennsylvania, USA. Dr. Behe er forfatter til Darwin’s Black Box fra 1996, en af de kendteste ID-bøger. Her introducerede Behe begrebet ‘irreducibel kompleksitet’ og argumenterede for, at det udgør et problem for ideen om darwinistisk evolution. Artiklen her er fra 2004 og giver dels en overskuelig gennemgang af Behes eget argument fra Darwins Black Box og svarer dels på nogle af kritikernes indvendinger.

Dr. Behe har givet os tilladelse til at bringe hans artikel på http://www.intelligentdesign.dk, hvilket vi takker for. Artiklen vil blive bragt over flere gange, så kom tilbage og følg med.

Et grundrids af Intelligent Design-hypotesen

Med sin banebrydende bog Arternes Oprindelse håbede Darwin at forklare, hvad ingen før havde kunnet, nemlig hvordan den levende verdens mangfoldighed og kompleksitet kunne være opstået som et resultat af intet andet end simple naturlove. Hans forestilling om, hvordan dette skulle være sket, var selvfølgelig teorien om evolution gennem naturlig selektion. Kort sagt bemærkede Darwin, at alle arter indeholder en vis variation. Nogle medlemmer af en art er større end andre, nogle er hurtigere, nogle lysere i farven. Han vidste, at ikke alle organismer, der fødes, overlever længe nok til at videreføre arten, simpelthen fordi der ikke er føde nok til at opflaske dem alle. Darwin sluttede, at de, hvis tilfældige variation gav dem et lille forspring i kampen for tilværelsen, ville være mere tilbøjelige til at overleve og efterlade afkom. Hvis variationen kunne nedarves, ville artens karaktertræk med tiden ændre sig, og over store tidsrum kunne der måske ske store ændringer.

Det var en elegant ide, og mange af hans tids videnskabsmænd så hurtigt, at den kunne forklare mange ting. Imidlertid var der en vigtig grund til være forsigtig med at konkludere, at den virkeligt kunne redegøre for alt i biologien: livets grundlag var endnu ukendt. På Darwins tid var atomer og molekyler stadig teoretiske ideer – ingen vidste med sikkerhed, om sådanne størrelser overhovedet fandtes. Mange af Darwins samtidige videnskabsmænd anså cellen for blot at være en simpel dråbe af protoplasma, nærmest noget i retning af et mikroskopisk stykke gelé. Livets komplicerede molekylære basis var fuldstændigt ukendt for Darwin og hans tid.

Over de sidste hundrede år har videnskaben lært meget mere om cellen og specielt i de sidste halvtreds år om livets molekylære grundlag. Opdagelsen af DNA’s dobbeltspiral, den genetiske kode, proteinernes uregelmæssige strukturer og meget andet har givet en langt større værdsættelse af de omstændelige konstruktioner, der er nødvendige for at opretholde livet. Ja, vi har opdaget, at cellen drives af maskiner – bogstaveligt talt maskiner – der er lavet af molekyler. Der er molekylære maskiner, der sætter cellen i stand til at bevæge sig, maskiner, der transporterer næringsstoffer, maskiner, der forsvarer cellen.

I lyset af de enorme fremskridt, videnskaben har gjort siden Darwin først fremlagde sin teori, er det rimeligt at spørge, om teorien stadig ligner en god forklaring på livet. I bogen Darwin’s Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution (Behe 1996) argumenterede jeg for, at det er den ikke. Det største problem for den darwinistiske mekanisme er, at mange systemer i cellen er, hvad jeg kaldte ”irreducibelt komplekse”. Jeg definerede et irreducibelt komplekst system som ”et samlet system, der nødvendigvist består af flere veltilpassede dele, hvis samspil bidrager til den grundlæggende funktion, så fjernelsen af en hvilken som helst af disse dele får systemet til effektivt at ophøre med at fungere.” (Behe 2001) Som et hverdagseksempel på et irreducibelt komplekst system nævnte jeg en mekanisk musefælde, som man kan købe hos enhver isenkræmmer. Typisk har sådanne fælder et antal dele: en fjeder, en træplade, en hammer og andre dele. Hvis man fjerner en del fra fælden, kan den ikke fange mus. Uden enten fjederen, hammeren eller en af de andre dele har man ikke en fælde, der virker halvt så godt eller kvart så godt. Man har kort og godt en musefælde, der slet ikke virker.

Irreducibelt komplekse systemer ser ud til at være meget vanskelige at få til at passe ind i en darwinistisk ramme af en grund, som Darwin selv insisterede på. I Arternes Oprindelse skrev han: ”Hvis det kunne demonstreres, at der eksisterede et komplekst organ, der på ingen måde kunne være dannet gennem talrige, på hinanden følgende, små modifikationer, bryder min teori fuldstændigt sammen. Men jeg kan ikke få øje på et sådant eksempel.” (Darwin 1859, 158) Her understregede Darwin, at hans teori var en teori om gradvis udvikling. Den naturlige selektion var nødt til at forbedre systemer igennem små skridt over et langt tidsrum, for hvis ting forbedrede sig for hurtigt eller i meget store skridt, ville det snarere begynde at se ud, som om processen involverede mere end naturlig selektion. Imidlertid er det svært at se, hvordan en ting som en musefælde skulle kunne opstå gradvist via noget i stil med en darwinistisk proces. For eksempel kan en fjeder alene eller en træplade alene ikke fange mus, og blot at tilføje en enkelt del mere til den første ufunktionelle del giver os heller ikke en fælde. Tilsyneladende udgør irreducibelt komplekse biologiske systemer et betragteligt problem for den darwinistiske evolution.

Spørgsmålet er så, om der findes irreducibelt komplekse systemer i cellen? Er nogle af molekylemaskinerne irreducibelt komplekse? Ja, det er der mange af dem, der er. I Darwin’s Black Box gennemgik jeg flere biokemiske systemer som eksempler på irreducibel kompleksitet: det eukaryotiske cilium, det introcellulære transportsystem m.fl. Her vil jeg blot beskrive bakterieflagellen (DeRosier 1998; Shapiro 1995), siden dens struktur gør problemet for darwinistisk evolution let at forstå . Flagellen er som en påhængsmotor, som bakterien bruger til at svømme med. Det var den første ægte roterende anordning, der blev opdaget i naturen. Den består af en lang, trådagtig hale, der fungerer ligesom en skibsskrue. Når den roterer, skubber den det flydende element bagud og driver bakterien fremad. Skruen er indirekte fastspændt på drivakslen med noget, der kaldes krogen eller krogdelen, der virker som en kardanaksel. Drivakslen er fastgjort til motoren, der til at fremdrive rotationen bruger en strøm af syre- eller natriumioner, der løber fra miljøet uden for cellen og ind i cellen. Ligesom en påhængsmotor skal være fastspændt på motorbåden, imens skruen drejer rundt, er der proteiner, der som en fastspændingsanordning holder flagellen på plads. Andre proteiner fungerer som bøsninger, der tillader drivakslen at løbe igennem bakteriens membran. Studier har vist, at 30-40 proteiner kræves for at have en fungerende flagel i cellen. Omkring halvdelen af proteinerne er dele af den færdige struktur, imens de andre er nødvendige for at konstruere flagellen. I mangel på næsten et hvilket som helst af proteinerne – i mangel på de dele, der fungerer som skrue, drivaksel, krog osv. – bygges der ikke en fungerende flagel.

(Fortsættes)

***

Behe,M.J. 1996. Darwin’s black box :the biochemical challenge to evolution. New York: The Free Press.

Behe,M.J. 2001. Reply to my critics: A response to reviews of Darwin’s Black Box: the biochemical challenge to evolution. Biology and Philosophy 16: 685-709.

Darwin, C. 1859. The Origin of Species. New York: Bantam Books.

DeRosier, D.J. 1998. The turn of the screw: the bacterial flagellar motor. Cell 93: 17-20.

Shapiro, L. 1995. The bacterial flagellum: from genetic network to complex architecture. Cell 80: 525-527.