Den irreducibelt komplekse blodstørkningskaskade

Irreducibel kompleksitet: Et problem for darwinistisk evolution, 5

Dette er femte del af Michael Behes artikel om irreducibel kompleksitet og implikationerne for intelligent design. De første fire  dele blev bragt her, her, her og her. I det følgende besvarer Behe kritikken på et hans eksempler på irreducibel kompleksitet, blodstørkningskaskaden.

***

Blodstørkningskaskaden

I Darwin’s Black Box hævdede jeg, at blodstørkningskaskaden er et eksempel på et irreducibelt komplekst system (Behe 1996, 74-97). Med det blotte øje ser blodstørkning ud til at være en simpel ting. Et lille sår eller afskrabning bløder et stykke tid og aftager derefter og standser, idet det synlige blod størkner. Imidlertid har forskning over de sidste 50 år vist, at under den tilsyneladende synlige enkelhed ligger der et system af bemærkelsesværdig kompleksitet (Halkier 1992). I alt er over en snes særskilte proteiner involveret i hvirveldyrenes blodstørkningssystem. Den samlede virkning af komponenterne resulterer i dannelsen på sårstedet af en vævlignende struktur, der fanger de røde blodceller og standser blødningen. De fleste af komponenterne i størkningskaskaden er ikke involveret i selve størkningsklumpens struktur, men i at afpasse tidspunkt og sted for klumpen. Når alt kommer til alt, duer det ikke, at blodklumper dannes på forkert tid og sted. En klump størknet blod på det forkerte sted, f.eks. i hjertet eller i hjernen, kan give hjertestop eller hjerneblødning. På den anden side ville en blodklump, der dannedes på det rigtige sted, men for langsomt, heller ikke være til megen nytte.

De uopløselige netlignende fibre af selve blodstørkningsmaterialet dannes af et protein, der kaldes fibrin. Imidlertid ville et uopløseligt net blokere blodstrømmen, før man får et sår eller en afskrabning, så fibrin forekommer til at begynde med i blodstrømmen i en opløselig, inaktiv form, der kaldes fibrinogen. Når det lukkede kredsløbssystem brydes, aktiveres fibrinogen ved i den ene ende at få fjernet to af de tre proteiner, som det består af. Dette blotter klæbrige steder på proteinerne, hvilket får dem til at hænge sammen. På grund af fibrins form samler molekylerne sig til lange fibre, der danner blodklumpens masker. Når såret på et tidspunkt er helet, fjernes klumpen af et enzym ved navn plasmin.

Enzymet, der forvandler fibrinogen til fibrin, kaldes thrombin. Men også thrombins virkning må overvåges omhyggeligt. Hvis det ikke blev overvåget, ville thrombin hurtigt omdanne fibrinogen til fibrin og forårsage talrige blodklumper og hurtig død. Det viser sig, at thrombin eksisterer i en inaktiv form, der kaldes prothrombin, der skal aktiveres af en anden komponent, der kaldes stuart-faktor. Men med samme ræsonnement skal stuart-faktorens aktivitet også holdes under kontrol, og den aktiveres derfor af endnu en ny komponent. I sidste ende er den komponent, der normalt starter kaskaden, tissue-faktor, der findes på celler, der ellers ikke er i kontakt med blodkredsløbet. Men når man får et snit, kommer blodet i berøring med tissue-faktor, der sætter blodstørkningskaskaden i gang.

Således virker i blodstørkningskaskaden den ene komponent på den anden, der virker på den tredje osv. Jeg hævdede, at kaskaden er irreducibelt kompleks, for hvis så meget som én komponent fjernes, bliver hele kædereaktionen enten slået til med det samme eller er for altid slået fra. Det nyttede ingenting, skrev jeg, at postulere, at kæden startede i den ene ende med fibrinogen og gradvist tilføjede komponenter, siden fibrinogen alene er til ingen nytte. Det er heller ikke plausibelt at starte med noget i retning af fibrinogen og et uspecificeret enzym, der kunne kløve det, siden blodstørkning i så fald ikke ville være reguleret og sandsynligvis gøre mere skade end gavn.

Det var altså, hvad jeg skrev. Men professor i biokemi Russell Doolittle, en prominent proteinbiokemiker ved University of California i San Diego, medlem af The National Academy of Sciences og livslang forsker af blodstørkningssystemet, var uenig. Som del af et symposium, hvor man diskuterede min bog og Richard Dawkins’ Climbing Mount Improbable, skrev Doolittle i Boston Review, der udgives af The Massachusetts Institute of Technology,  et essay, hvori han diskuterede fænomenet med genduplikering, igennem hvilket en celle kan blive udstyret med en ekstra kopi af et fungerende gen. Han gættede derefter på, at komponenterne i blodstørkningskaskaden, blandt hvilke mange har strukturer, der minder om hinanden, opstod via genduplikering og gradvis afvigelse fra hinanden. Dette er darwinisternes almindelige opfattelse. Professor Doolittle fortsatte med at beskrive et dengang nyligt eksperiment, som, mente han, viste, at kaskaden alligevel ikke er irreducibel. Professor Doolittle citerede en afhandling af Bugge et al. (1996a) med titlen “Tab af fibrinogen redder mus fra den pleiotropiske effekt af plasminogen-mangel.” Han skrev om afhandlingen:

For nyligt blev genet for plaminogen [således står der virkelig!] deaktiveret hos mus, og som det kunne forudsiges, havde disse mus problemer med blodpropkomplikationer, fordi fibrinklumperne ikke kunne skaffes af vejen. Ikke længe derefter blev genet for fibrinogen deaktiveret i en anden stamme af mus. Som det igen kunne forudsiges, var disse mus skrantende, selv om blødninger i dette tilfælde var problemet. Og hvad skal man så tro, der skete, da disse mus blev krydset? I enhver praktisk henseende var disse mus, der manglede begge gener, normale! I strid med påstandene om irreducibel kompleksitet er hele ensemblet af proteiner ikke nødvendigt. Et mindre orkester kan også lave musik og harmoni. (Doolittle 1997)

(Igen er fibrinogen forløberen til selve størkningsmaterialet. Plasminogen er forløberen til plasmin, der fjerner blodklumperne, når de har opfyldt deres formål.) Hvis man deaktiverer det ene eller det andet af disse gener i blodstørkningsforløbet, er resultatet kun problemer. Men, hævdede Doolittle, hvis man deaktiverer dem begge, er systemet tilsyneladende funktionelt igen. Alt imens dette ville være et interessant resultat, viser det sig, at det er forkert. Doolittle havde simpelthen læst forkert.

I abstraktet af Bugge et al (1996 a) stod der: “Mus, der mangler plasminogen og fibrinogen, er fænotypisk ikke til at skelne fra mus, der mangler fibrinogen.” [”fænotype” refererer til en organismes ydre fremtoning] Med andre ord har dobbeltmutanterne alle de problemer, som mus, der kun mangler fibrinogen, har. Disse problemer omfatter manglende evne til blodstørkning, blødninger og hunners død under graviditet. Plasminogen-mangel fører til en anden vifte af symptomer – blodpropper, kroniske sår og høj dødelighed. Mus, der manglede begge gener, blev ”reddet” fra de dårlige virkninger af plasminogen-mangel blot for at lide under de problemer, der følger fibrinogen-mangel.^[1] Grunden til dette er let at få øje på. Plasminogen behøves for at fjerne blodklumper, som, hvis de får lov til at blive, kommer i konflikt med de normale funktioner. Men hvis genet for fibrinogen også deaktiveres, kan der ikke opstå blodklumper til at begynde med, og fjernelsen af dem er ikke et problem. Men hvis blodklumper ikke kan dannes, er der intet fungerende blodstørkningssystem, og musene lider de forudsigelige konsekvenser.

De dobbelt deaktiverede mus er tydeligvis ikke ”normale”. De er ikke lovende evolutionære mellemformer.

Den samme forskergruppe, der lavede mus med manglende plasminogen og fibrinogen, har også lavet mus, der mangler andre dele af blodstørkningskaskaden som prothrombin og tissue-faktor. I samtlige tilfælde er musene alvorligt handicappede, hvilket er præcist det, man skulle vente, hvis kaskaden er irreducibelt kompleks.

Hvad kan vi lære af denne episode? Pointen er sandelig ikke, at Russell Doolittle læste en artikel forkert, hvilket alle kan gøre (videnskabsmænd er generelt ikke kendt for deres evne til at formulere sig klart, og Bugge et al (1996a) er ingen undtagelse). Snarere er hovedlektien, at irreducibel kompleksitet ser ud til at være et meget større problem, end darwinisterne anerkender, siden eksperimentet, Doolittle selv valgte som demonstration af, at “Et mindre orkester kan også lave musik og harmoni,” viste præcist det modsatte. En anden lære er, at genduplikering ikke er det universalmiddel, som det ofte gøres til. Professor Doolittle ved så meget om strukturen af blodstørkningsproteiner og deres gener, som nogen på Jorden kan vide det, og er overbevist om, at mange af dem opstod via genduplikering og exon-blanding. Men hans indsigt forhindrede ham ikke i at foreslå fuldstændigt ulevedygtige mutanter som mulige eksempler på evolutionære mellemformer. En tredje lære er, som jeg hævdede det i Darwin’s Black Box, at der i den videnskabelige litteratur ikke findes redegørelser, der punkt for punkt forklarer, hvordan blodstørkningskaskaden kunne være opstået darwinistisk. Hvis der havde været det, havde Doolittle refereret til dem.

En anden vigtig morale er, at imens flertallet af akademiske biologer og filosoffer sætter deres lid til darwinismen, hviler den tillid ikke på mere sikker grund end Doolittles. Tag som en illustration filosoffen Michael Ruse:

 For eksempel er Behe en virkelig videnskabsmand, men dette argument om det umulige i, at kompleksitet kan opstå naturligt over små skridt, er blevet trampet ned med hån af de videnskabsmænd, der arbejder inden for området. De mener, at hans forståelse af den relevante videnskab er svag og hans viden om faglitteratur påfaldende (om end bekvemt) forældet.

For eksempel er blodstørkning så langt fra at være et eksempel på noget mystisk, og de sidste tre årtiers forskning af Russell Doolittle og andre har kastet betydeligt lys over de måder, hvorpå blodstørkning er opstået. Ikke blot det, men det kan demonstreres, at blodstørkningsmekanismen ikke behøver at være et enkeltskridts fænomen, hvor alt allerede er på plads og fungerende. Et skridt i kaskaden involverer fibrinogen, der kræves for at danne blodklumper, og et andet, plaminogen [således står der virkelig!], der kræves for at fjerne blodklumperne. (Ruse 1998)

Og Ruse fortsatte med at citere Doolittles passage fra Boston Review, som jeg citerede ovenfor.   Nu er Ruse en prominent darwinist og har skrevet mange bøger om forskellige aspekter af darwinismen. Men som vi kan se af hans citering af Doolittles forfejlede ræsonnement (inklusive Ruses kopiering af Doolittles tastefejl “plaminogen”), har Ruse ingen uafhængig viden om, hvordan naturlig selektion skulle kunne have samlet komplekse biokemiske systemer. Når det kommer til den videnskabelige diskussion, har Ruse intet at bidrage med.

Et andet sådant eksempel kan læses i et nyligt essay i The Scientist med titlen “Ikke så Intelligent Design endda” af Neil S. Greenspan, en professor i patologi på Case Western Reserve University. Han skrev (Greenspan 2002): “Design-fortalerne ignorerer også de voksende eksempler på, hvordan biologiske systemer kan reduceres. Som Russell Doolittle har bemærket i en kommentar til en ID-fortalers bøger…,” og Greenspan fortsætter med  at citere Doolittles argument i Boston Review. Han slutter uforvarende ironisk: “Disse resultater kaster tvivl over ID-fortalernes påstand om, at de ved, hvilke systemer, der udviser irreducibel kompleksitet, og hvilke der ikke gør det.” Men eftersom Bugge et al’s (1996a) resultater er præcis de modsatte af, hvad Greenspan formodede, er skoen nu på hans fod. Episoden kaster alvorlige tvivl over darwinister, både biologer og filosoffers, påstand om, at de ved, at komplekse cellesystemer kan forklares darwinistisk. Den demonstrerer, at darwinister enten ikke kan eller vil indrømme problemerne for deres teori.

***

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

Bugge,T.H., Flick,M.J., Daugherty,C.C., & Degen,J.L. 1995. Plasminogen deficiency causes severe thrombosis but is compatible with development and reproduction. Genes and Development 9: 794-807.

Bugge,T.H., Kombrinck,K.W., Flick,M.J., Daugherty,C.C., Danton,M.J., & Degen,J.L. 1996a. Loss of fibrinogen rescues mice from the pleiotropic effects of plasminogen deficiency. Cell 87: 709-719.

Bugge,T.H., Xiao,Q., Kombrinck,K.W., Flick,M.J., Holmback,K., Danton,M.J., Colbert,M.C., Witte,D.P., Fujikawa,K., Davie,E.W., & Degen,J.L. 1996b. Fatal embryonic bleeding events in mice lacking tissue factor, the cell-associated initiator of blood coagulation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 93: 6258-6263.

Doolittle, R. F. A delicate balance. Boston Review Feb/March 1997, s. 28-29.

Greenspan, N.S. 2002. Not-So-Intelligent Design. The Scientist 16: 12.

Halkier, T. 1992. Mechanisms in blood coagulation fibrinolysis and the complement system. Cambridge: Cambridge University Press.

Ruse, M. Answering the creationists: Where they go wrong and what they’re afraid of. Free Inquiry March 22, 1998, s. 28.

Suh,T.T., Holmback,K., Jensen,N.J., Daugherty,C.C., Small,K., Simon,D.I., Potter,S., & Degen,J.L. 1995. Resolution of spontaneous bleeding events but failure of pregnancy in fibrinogen-deficient mice. Genes and Development 9: 2020-2033.