Monimutkaisten järjestelmien synty


Monimutkaisten järjestelmien synty on epäilemättä evoluutioteorian suurimpia haasteita. Elävien olentojen informaation tallennus ja käsittely, itsesäätely, reagointi ympäristön aiheuttamiin muutoksiin sekä replikoituminen perustuvat monimutkaisiin biokemiallisiin kokonaisuuksiin. Ohjaamattomien ja tarkoituksettomien evoluutioprosessien kyky synnyttää näitä järjestelmiä nousi laajempaan keskusteluun yhdysvaltalaisen biokemisti Michael Behen julkaiseman kirjan Darwin's Black Box myötä. Vuonna 1996 julkaistussa kirjassa Behe argumentoi, että monet biokemialliset järjestelmät vaativat useiden eri osien samanaikaista läsnäoloa kyetäkseen toimimaan. Tämä asettaa haasteen darwinistisille prosesseille, joiden mukaan organismit kehittyvät pikemminkin pienten välivaiheiden kautta kuin suurin hyppäyksin. Koska usean osan systeemit menettävät toiminnallisuutensa perusosasten puuttuessa, pienin askelin etenevät evoluutioprosessit eivät kykene tarjoamaan valintaetua, sillä toiminnallisuus saavutetaan vasta, kun kaikki välttämättömät osat ovat läsnä. Siksipä evoluuteoria ei kykene tarjoamaan uskottavaa selitystä näiden järjestelmien synnylle. Vaikka valtaosa biologien yhteisöstä torjuu Behen argumentin, se ei itsevarmuudestaan huolimatta ole kyennyt tarjoamaan biokemiallisesti seikkaperäisiä selityksiä taikka testattavia malleja ongelmien ratkaisemiseksi. Tämän artikkelin tarkoituksena on tarkastella eri biokemiallisten ja solubiologiaan liittyvien järjestelmien alkuperää koskevia malleja.

Ihmiset ovat rakentaneet monia monimutkaisia järjestelmiä.1 Luonnosta kuitenkin löytyy vielä paljon monimutkaisempia järjestelmiä2, joita ihmiset eivät ole alun perin saaneet aikaan ja joita he eivät ole edes pystyneet jälkikäteen tuottamaan elottomista raaka-aineista.3 Miten ne ovat syntyneet? Millaisia kausaalisia tekijöitä (aikaansaavia syitä) monimutkaisten järjestelmien synty edellyttää?

Evoluutioteoria metafysiikkavetoisena tutkimusohjelmana

Suunnitteluteoreetikko William Dembski on kiinnittänyt huomiota alkemian ja evoluutioteorian yhtäläisyyksiin4: alkemistien luottamus siihen, että lyijy olisi heidän käytettävissään olevilla keinoilla muutettavissa kullaksi5 perustui heidän metafyysiseen maailmankuvaansa, nimittäin uusplatonistiseen ajatukseen, jonka mukaan lyijy tavallisena metallina oli joka tapauksessa pyrkimässä kohti jalometalliutta – siis muuttumaisillaan kullaksi aivan luonnostaan. Dembski osoittaa olennaisen yhtäläisyyden alkemistien ja darvinistien välillä: kumpikin on niin oman metafyysisen sitoumuksensa lumoissa, että empirian tylyt tulokset eivät häntä juuri hetkauta.

Alkemiallakin oli etuja evoluutioteoriaan verrattuna

Darvinisti on siinä mielessä jopa alkemistia kehnommassa asemassa, että alkemisti sentään oli pyrkimyksissään vapaa käyttämään kaikkea mielikuvitustaan ja kekseliäisyyttään,6 mutta fysikalismi7 sen sijaan pukee kannattajansa henkiseen pakkopaitaan: muita kuin fysikalismin ehdoilla rakennettuja selitysmalleja elämän, eri elämänmuotojen, tietoisuuden tai minkään tutkimuskohteen alkuperälle ei hän eikä – mikäli se hänestä riippuu – kukaan muukaan hänen vaikutuspiirissään oleva saa edes harkita.

Alkemistien ja darvinistien olennaisena erona on sekin, että alkemistit myönsivät toistuvat epäonnistumisensa rehellisesti: kultaa ei yrityksistä huolimatta ollut saatu syntymään, "viisasten kivi" oli yhä löytämättä.8 Darvinistit sen sijaan ovat sitoutuneet vahvempaan väitteeseen kuin alkemistit: evoluutiota on määrä tapahtua kaiken aikaa ihan itsekseen.9 Mitään epäonnistumista ei siis voi myöntää, kun koko biosfääri jo pelkällä olemassaolollaan kuulemma todistaa evoluutioteorian tosiasiaksi.10

Evoluutioteorian akilleenkantapää: aiheutumismääritysten täydellinen puute

Alkemisteja ja darvinisteja yhdistävä selvä tunnusomainen piirre on se, että kummatkin uskovat järkähtämättömästi tietävänsä maailmankuvansa edellyttämien asioiden voivan tapahtua, vaikka eivät pystykään yksityiskohtaisesti selvittämään, mitkä olosuhteet saavat ne tapahtumaan.

  • Jotain tiettyä ilmiötä käsittelevien hypoteesien tai teorioiden voi sanoa sisältävän kyseisen ilmiön aiheutumismäärityksen (engl. causal specification), jos ja vain jos ne pystyvät (käytännön testaamisen edellyttämällä tarkkuudella) kuvaamaan kyseisen ilmiön aikaansaamiseksi tarvittavat tekijät (eli antamaan ko. ilmiön synnylle ainakin jonkin riittävän ehdon). Tämä ei siis edellytä sen tietämistä, miten ilmiö noissa olosuhteissa tarkkaan ottaen saa syntynsä, vaan riittää tietää, että se saa niissä syntynsä11. Käsittelemänsä ilmiön aiheutumismääritystä sisältämätöntä teoriaa ei voi empiirisen luonnontieteen vaatimusten edellyttämällä tavalla testata eikä siis falsifioidakaan.
  • Aiheutumismäärityksen sisältävän teorian voi sanoa olevan aiheutumismäärittävä (engl. causally specifying), jolloin sen ominaisuuksiin kuuluu aiheutumismäärittävyys (engl. causal specificity).
  • Jos havainnot vahvistavat jonkin teorian sisältämän jonkin ilmiön aiheutumismäärityksen, kyseisen ilmiön voi sanoa olevan aiheutumismäärittynyt (engl. causally specified).
  • Metodologisen naturalismin puitteissa sekä biologisen elämän alkusynty, että sen kaikki olennaiset ilmiöt ja rakenteet, ovat aiheutumismäärittymättömiä (engl. not causally specified).12

Evoluutioteorian julkisivun pönkityskeinoja

Käytännössä darvinistien keinovalikoimaan on siksi jäänyt13 lähinnä vain "korkealta ja kovaa" kauas havaintojen yli menevien johtopäätösten esittämistä ja niiden mahtailevaa markkinointia. Tämän mainosrummutuksen takana olevat kokeelliset tutkimustulokset ja muut havainnot ovat itsessään darvinismin tarpeisiin nähden sangen vaatimattomia ja tarkemmin katsoen usein jopa pikemminkin suunnitteluteoriaa kuin darvinismia tukevia.14

Havaittujen ilmiöiden "upottaminen" darvinismin metafyysiseen viitekehykseen keh(it)yskertomusten ja terminologian avulla on tähän asti ollut evoluutioteorian ongelmien piilottelun ehkäpä kaikkein keskeisin keino. Esimerkiksi biologian tutkimuskohteissa havaitun muuntelun, sopeutumisen ja lajiutumisen nimittäminen "evoluutioksi" on viime kädessä pelkkä retorinen temppu evoluutioteorian uskottavuuden lisäämiseksi.15

Askel kohti testattavuutta: evoluution tietokonesimulointi

Koska biologian puolella saadut kokeelliset tulokset jättävät darvinismin kannalta paljonkin toivomisen varaa, tilannetta on koetettu avittaa laatimalla ja mainostamalla tietokoneohjelmia, joiden toiminnan väitetään osoittavan välittömästi evoluutiomekanismien uuttaluovat kyvyt. Koska niitä siis mainostetaan biologisen evoluution rinnakkaisilmiöinä ja sen uskottavuuden osoittajina, nekin kuuluvat tältä osin artikkelin aihepiiriin.

Avida

Avida on evoluutiobiologian tutkimiseen tarkoitettu keinotekoisen elämän simulointiohjelmisto. Tämä MSU Digital evolution labin kehittämä ohjelmisto on epäilemättä hehkutetuin lajissaan. Avidan kehitystiimin jäsenen, filosofi Robert Pennockin mukaan Avida ei simuloi evoluutiota, vaan on sen ilmentymä. 16 Richard Lenskin tutkimusryhmä on pyrkinyt sen avulla osoittamaan, että monimutkaiset biologiset järjestelmät voivat kehittyä darwinistisella mekanismilla. Tulosten kriittiseen tarkasteluun voi tutustua täältä.

Kyetäkseen uskottavasti selittämään, miten monimutkaiset biologiset järjestelmät kykenevät kehittymään darwinistisilla mekanismeilla, avida käyttää kuitenkin epärealistisia lähtöoletuksia;1718

  1. Organismien genomien oletetaan olevan huomattavasti pienempiä kuin mikä on tosiasiassa välttämätöntä.
    • Välttämättömän sekä kokonaisgenomin suhde on lähtötilanteessa 15/50. Genomin täydentymistä arvottomalla geneettisellä materialla kompensoidaan ylimääräisellä aineenvaihduntaenergialla, sen sijaan että organismi kärsisi siitä haittaa kuten luonnossa.
  2. Mutaationopeudet ovat erittäin suuria suhteessa genomien kokoon.
  3. Selviytymisen kannalta kriittisiä funktioita on vaikea tuhota mutaatioilla.
  4. Uusien ja monimutkaisempien funktioiden oletetaan sijaitsevan tilastollisesti merkityksettömän lähellä sekvenssiavaruudessa.
  5. Uudet funktiot palkitaan dramaattisen korkealla valintaedulla.
  6. Heikentynyt funktionaalisuus eliminoidaan epärealistisen tehokkaasti.

Tietojenkäsittelytieteen ja kemian tohtori Donald Johnson tiivistää tämän kritiikin seuraavasti; AVIDA käyttää "epärealistisen pientä genomia, epärealistisen korkeita mutaationopeuksia, replikaatio-ohjeiden epärealistista suojausta, epärealistisia energiapalkkioita ja kyvyttömyyttä heikentää toiminallisuutta maltillisesti. Tämä ansiosta tutkija voi mielivaltaisesti täsmentää valinnan kannalta edulliset muutokset."19

Edellä esitettyä Avida-kritiikkiä ei suinkaan pidä käsittää vähätteleväksi vaan analyyttiseksi20. Simulaatiotutkimukseen ryhtyminen on sinänsä mainio asia, kaikesta siihen liittyvästä hypetyksestä huolimatta21. Tällaisten järjestelmien kehittely on osaltaan tuomassa evoluutiomekanismeja metafysiikan tasolta testattavan luonnontieteellisen tutkimuksen piiriin, ja tätä on tervehdittävä oikeana ja toivottavasti yhä jatkoa saavana kehityssuuntana.

Stylus

Selväähän on, että suunnitteluteoreettinen ennuste22 kaikista tämäntapaisista järjestelmistä on se, että sikäli kuin ne tuntuvat toimivan, ne pysyvät biologisen todellisuuden kannalta täysin epärealistisina, ja sikäli kuin ne taas vaikuttavat biologisesta näkökulmasta jokseenkin realistisilta, ne osoittautuvat toimimattomiksi.23 Toisin sanoen: suunnitteluteorian mukaan biologian tutkimuskohteiden monet keskeiset ominaisuudet eivät ole saavutettavissa ilman älyperäistä tarkoituksellisuutta, ja sikäli kuin tämä väite on tosi, se osoittautuu todeksi myös tätä kysymystä simulatiivisesta suunnasta realistisesti lähestyttäessä.

Tämä kanta ei ole jäänyt suunnitteluteoreetikkojen taholta pelkän Avida-kritiikin ja "käsien heiluttelun" varaan, vaan he ovat rakentaneet myös oman, biologisen evoluution haasteiden realistisempaan ja konkreettisempaan vastaavuuteen tähtäävän simulointiohjelmiston. Tämä Stylus-niminen ohjelmisto käyttää biologiasta tutun geneettisen koodin tyyppistä grafiikkavektorien kodonikoodausta, jonka tuottamien kuvioiden on muistutettava kiinalaisia kirjainmerkkejä ollakseen funktionaalisia ja saadakseen siten valintaetua.




Viitteet

  1. ^ Näin on käynyt jokseenkin kaikilla elämänaloilla, esim. filosofiassa, autotekniikassa, musiikissa, politiikassa ja elektroniikassa.
  2. ^ esim. elävät solut: http://aimediaserver4.com/studiodaily/harvard/harvard.swf
  3. ^ Kloonaus ja biotekniikka ylipäätään käyttää jo olemassaolevia soluja ihmisten päättämiin tarkoituksiin. Se ei ole sama asia kuin uuden, elävän ja toimivan solun rakentaminen elottomista raaka-aineista.
  4. ^ William A. Dembski. "Evolution As Alchemy" (PDF). Viitattu 2010-02-11. 
  5. ^ vaikkeivät he tienneetkään, miten se tarkalleen ottaen voisi tapahtua, eivätkä tienneet, saati tunteneet ketään, joka olisi tässä pyrkimyksessä koskaan onnistunut
  6. ^ Vaikka alkemistien yritys siis olikin tosiasiassa vailla menestymisen mahdollisuuksia, he pääsivät mahdotonta tavoitellessaan kuitenkin käyttämään koko henkistä potentiaaliaan ja elämään siinä mielessä sisältörikkaan elämän.
  7. ^ jo pelkän näennäisen viattoman metodologisen naturalisminkin muodossa esiintyessään
  8. ^ Fysiikan kehitys esitti sittemmin syyn näihin epäonnistumisiin.
  9. ^ Jos alkemistit olisivat ajatelleet samaan tapaan, heidän ei periaatteessa olisi tarvinnut muuta kuin kerätä mahdollisimman suuret lyijyvarastot ja jäädä vain odottelemaan niiden muuttumista ainakin osittain kullaksi!
  10. ^ Jos joku kristitty vastaavasti esittäisi julkisuudessa, että luominen on päivänselvä asia, koska koko luomakunta jo pelkällä olemassaolollaan todistaa sen, häntä pidettäisiin vallitsevassa henkisessä ilmapiirissä täysin toivottomasti uskoonsa hurahtaneena, niin että jo pelkkä yritys keskustella tällaisen tapauksen kanssa rauhallisesti ja asiallisesti voisi langettaa keskustelukumppanin ylle "tyhmän myötäjuoksijan" leiman. Silti kristityllä on tällaiseen toteamukseen paljon paremmat perusteet kuin darvinistilla omaansa: Onhan loogista selittää, että ihmisen aikaansaannokset suuresti ylittävien havaittujen kohteiden aiheuttajan kyvyt vastaavasti ylittävät suuresti omamme. Darvinismi puolestaan joutuu viime kädessä vetoamaan luonnonvalinnan ajautumisessa pelkkään sattumaan, siis täysin järjettömiin ja tarkoituksettomiin prosesseihin. Kuka oikeasti uskaltaisi luottaa sattumanvaraisesti toimivan "sokean kellosepän" – tai "sokean kirurgin" – taitoihin?
    Aikamme vain on kovin paha – on käännytty totuudesta taruihin, kuten Raamattu ennustikin (2Tim. 3:1-5, 2Tim. 4:3-5) – ja se näkyy selvästi näissäkin kysymyksissä.
  11. ^ edes jollain ennakoitavissa olevalla todennäköisyydellä, esim. vähintään joka miljoonannella yrittämällä
  12. ^ Kukaan ei esimerkiksi pysty kuvaamaan (kokeellisesti testattavissa olevia) olosuhteita, joissa yhteyttäminen (fotosynteesi) pääsisi uutena ilmiönä käynnistymään tai aiemmin suomuja tuottanut kudos alkaisikin tuottaa höyheniä.
  13. ^ ainakin toistaiseksi
  14. ^ Michael Behe (21 October 2009). "New work by Richard Lenski | Evolution News". Viitattu 2017-04-25. 
  15. ^ Toisin sanoen (1) todella havaitut ilmiöt ja (2) niiden päälle rakennetut evoluutioteoreettiset tulkinnat ja todistamattomat yleistykset (ekstrapolaatiot) pyritään jo koko ikäluokkaa koskevassa kouluopetuksessa terminologisesti "koplaamaan yhteen" niin, että pelkkä tilanteen hahmottaminenkin, saati sen kriittinen arviointi olisi mahdollisimman hankalaa, mieluiten täysin mahdotonta.
  16. ^ Carl Zimmer (31.2.2005). "Testing Darwin & Computers DISCOVER Magazine". Viitattu 2010-02-12. 
  17. ^ Royal Trueman (Oct 9, 2004.). "Evaluation of neo-Darwinian Theory using the Avida Platform. Part 1." (pdf). Viitattu 2017-04-25. 
  18. ^ Royal Trueman (Oct 9, 2004.). "Evaluation of neo-Darwinian Theory using the Avida Platform. Part 2." (pdf). Viitattu 2017-04-25. 
  19. ^ "Programming of Life" (2010). Viitattu 2017-05-25. “"an unrealistically small genome, an unrealistically high mutation rate, unrealistic protection of replication instructions, unrealistic energy rewards and no capability for graceful function degradation. It allows for arbitrary experimenter-specified selective advantages"” 
  20. ^ Kritiikin esittämisen tarkoitus on siis pureutua yksityiskohtiin eikä kuitata koko juttua pelkällä olankohautuksella.
  21. ^ ja osittain juuri sen tähden: hypetys jos mikä osoittaa, että tässä tosiaankin on paras kokeellinen tulos, mitä darvinistit pystyvät tarjoamaan
  22. ^ Suunnitteluteoria tosin ei eräiden kriitikkojensa mukaan ole tiedettä mm. siksi, ettei se kuulemma esitä mitään ennusteita.
  23. ^ Tämä voisi olla yksi – kenties jopa ensimmäinen ja ainoa toistaiseksi tunnettu – tapa nimetä sellainen (atehwa-nimimerkinkin Wilfred-nimimerkin kanssa käymässään tieteenfilosofisessa keskustelussa peräänkuuluttama) kokeellisen tutkimuksen kenttä, jolla suunnitteluteoria ja evoluutioteoria antavat keskenään ristiriitaiset ennusteet, mikä tuo ne molemmat falsifioitavien luonnontieteellisten teorioiden piiriin.
    Sanottu siis koskee nimenomaan kumpaakin teoriaa koko biosfäärin syntyselityksenä ("makroevoluutioteoriaa" ja "makrosuunnitteluteoriaa"). Perinnöllisen muuntelun mekanismien osaltahan evoluutioteoria on tähänkin asti ollut kokeellisesti testattavaa ja tällainen luonnonvalinnalla selittyvä muuntelu sisältyy myös suunnitteluteorian mukaiseen biologiaan, joten mitään näihin ilmiöihin liittyviä keskenään ristiriitaisia ennusteita ei kyseisten teorioiden välille saa johdetuksi. Samoin kunkin yksittäisen kohteen suunnitteluhypoteesi on tähänkin asti ollut falsifioitavissa. On kuitenkin ollut vaikea sanoa, miten voitaisiin kokeellisesti testata seuraavat, keskenään ilmeisen ristiriitaiset väitteet:
    • Ohjaamattomat ja tarkoituksettomat luonnolliset prosessit riittävät synnyttämään (ja ylläpitämään) koko havaitun biosfäärin ("makroevoluutioteoria").
    • Jotkut piirteet tai rakenteet luonnossa ovat selitettävissä paremmin älyllisellä syyllä kuin ohjaamattomalla luonnonprosessilla ("makrosuunnitteluteoria").
    Ilman kokeellista testattavuutta kumpikaan niistä ei ole täyttänyt popperilaisen tieteenfilosofian mukaista falsifioitavuusehtoa (sitä, että havaitaan kyseisen teorian ennustavan oikein sellaisen kokeen tuloksen, jonka sen kanssa kilpaileva teoria ennustaa väärin tai jonka tulos ei ainakaan ole helposti selitettävissä, ellei sen oikein ennustanut teoria olisi tosi tai vähintäänkin jossain merkityksellisessä mielessä lähellä totuutta).
    – Äkkiseltään edellä esitettyjen "makroteoriaväitteiden" välillä ei tosin välttämättä näyttäisi olevan ristiriitaa: voisihan olla niin, että kaikki selittyy tarkoituksettomuudellakin mutta jotkin kohteet selittyvät tarkoituksellisuudella vielä paremmin. Dembskin suunnitteluteoreettinen metodologia kuitenkin hylkää tarkoituksettomat syyt vasta siinä vaiheessa, kun niiden selitysvoima on aivan ilmeisesti ylitetty, joten sitä sovellettaessa tarkoituksellisuusselitys on parempi niissä ja vain niissä tapauksissa, joissa mitään edes siedettävän uskottavaa tarkoituksettomuusselitystä ei kerta kaikkiaan ole pystytty esittämään. Tällöin siis evoluutioteoreettisia selityksiä on pidettävä (ainakin toistaiseksi) kykenemättöminä sulkemaan kyseistä tutkimuskohdetta piiriinsä – ja mitä enemmän tällaisia tapauksia tunnetaan (ja mitä ilmeisemmäksi niiden kunkin "tarkoituksettomuusselittymättömyys" osoittautuu), sitä suuremman loven ne syövät makroevoluutioteorian kokonaisuskottavuuteen. Kun jonkin teorian kokonaisuskottavuus käy liian mitättömäksi (ja jos jokin vaihtoehtoinen uskottavampi ajatusmalli on tarjolla), teoria on pakko hylätä. (Näinhän kävi mm. fysiikan eetteriteorialle.)

Aiheesta muualla

Avida

Kritiikkejä:

Stylus