– Af Casey Luskin –
Vi bringer har afsnit seks i Casey Luskins serie om ti store problemer for den darwinistiske evolution.
Da fossilerne ikke kunne demonstrere, at dyr udviklede sig fra en fælles stamfader, vendte evolutionsforskerne sig mod en anden form for bevis, DNA-sekvenser, for at påvise et livstræ. I 1960’erne omkring den tid, hvor den genetiske kode først blev forstået, kom biokemikerne Émile Zuckerkandl og Linus Pauling med teorien om, at hvis DNA-sekvenser kunne bruges til at frembringe evolutionstræer – træer, der svarede til dem, der var baseret på morfologiske eller anatomiske karaktertræk – ville dette levere ”det bedst tilgængelige enkeltbevis på realiteten af makroevolution”.99 Dermed begyndte en bestræbelser over årtier på at afdække sekvensen af generne i mange organismer og konstruere ”molekylærbaserede” evolutionære (”fylogenetiske”) træer. Det endelige mål har været at konstruere et storslået ”Livets træ” ved at vise, hvordan alle levende væsener er beslægtet gennem universel fælles afstamning.
Hovedantagelsen
Den grundlæggende logik bag konstrueringen af molekylære træer er forholdsvis enkel. Som det første vælger forskerne et gen eller en gruppe af gener, der findes i mange forskellige organismer. Dernæst analyseres disse gener for at fastslå sekvenserne af deres nukleotider, så gensekvenserne i forskellige organismer kan sammenlignes. Til sidst konstrueres et evolutionært træ ud fra princippet om, at jo mere ens nukleotidsekvenserne er, desto tættere beslægtet er arterne. En artikel i tidsskriftet Biological Theory formulerer det således:
[M]olekylær systematik bygger (i det store og hele) på antagelsen, der først blev klart formuleret af Zuckerkandl og Pauling (1962), at graden af generel lighed afspejler graden af slægtskab.100 Denne antagelse er i bund og grund en formulering af et vigtigt træk ved teorien – ideen om universel fælles afstamning. Ikke desto mindre er det vigtigt at forstå, at det blot er en antagelse at hævde, at genetiske ligheder imellem forskellige arter nødvendigvis er et resultat af fælles afstamning.
Når man opererer strengt inden for et darwinistisk paradigme, følger disse antagelser som en helt naturlig ting. Som ovennævnte artikel i Biological Theory forklarer det, ”fås [hovedantagelsen, der ligger til grund for molekylære træer] fra at fortolke molekylær lighed (eller mangel på lighed) imellem molekylære taxa [dvs. arter eller slægter] ud fra en darwinistisk model af kontinuerlig og gradvis forandring.”101 Teorien antages at være sand, så man kan konstruere et træ. Men det gælder også, at hvis darwinistisk evolution er sand, burde konstrueringen af træer ved anvendelse af forskellige sekvenser afsløre et rimeligt ensartet mønster tværs over forskellige gener eller sekvenser.
Dette gør det så meget mere betydningsfuldt, at forsøget på at bygge et storslået ”livstræ” ved anvendelse af DNA eller andre biologiske sekvensdata ikke har levet op til forventningerne. Det grundlæggende problem er, at ét gen giver én version af livstræet, imens et andet gen giver en helt anden og modstridende version af træet. Som vi for eksempel vil diskutere det herunder, placerer det gængse pattedyrtræ mennesker som tættere beslægtet med gnavere end med elefanter. Men undersøgelser af visse former for DNA, der kaldes mikroRNA-gener, har antydet det modsatte – at mennesker er tættere på elefanter end på gnavere. Sådanne konflikter mellem genbaserede træer er meget almindelige.
De genetiske data giver således ikke et ensartet billede af fælles afstamning, men viser, at antagelserne bag trækonstruktionerne generelt er forkerte. Det fører til berettigede spørgsmål om, hvorvidt universel fælles afstamning er korrekt.
Konflikter i livstræets rod
Problemer opstod første gang, da molekylærbiologer afdækkede gensekvenser fra livets tre grundlæggende domæner – bakterier, arkæer og eukaryoter – og disse gener ikke tillod disse grundlæggende livsgrupper at blive organiseret i et trælignende mønster. I 2009 bragte tidsskriftet New Scientist en forsidehistorie med titlen ”Hvorfor Darwin tog fejl med hensyn til livstræet”, der forklarede disse dilemmaer:
Problemerne begyndte i starten af 90’erne, da det blev muligt at sekvensbestemme virkelige gener fra bakterier og arkæer og ikke kun RNA. Alle ventede, at disse DNA-sekvenser ville bekræfte RNA-træet, og det gjorde de også sommetider, men – og det er det afgørende – sommetider gjorde de det ikke. RNA kunne f.eks. tyde på, at art A var tættere beslægtet med art B end art C, men et træ konstrueret fra DNA ville tyde på det modsatte.102
Denne slags data fik biokemikeren W. Ford Doolittle til at bemærke: ”Det er ikke lykkedes for molekylære fylogenetikere at finde det ’sande træ’, ikke fordi deres metoder er utilstrækkelige, eller fordi de har valgt de forkerte gener, men fordi livets historie ikke rigtigt kan repræsenteres som et træ.”103 New Scientist formulerede det således: ”I lang tid var den hellige gral at bygge et livstræ… men i dag ligger projektet i ruiner, der er blevet kritiseret sønder og sammen af et stormvejr af negative beviser.”104
Mange evolutionister svarer somme tider tilbage, at disse problemer kun opstår, når man undersøger mikroorganismer som bakterier – organismer, der kan bytte gener i en proces, der kaldes ”horisontal genoverførsel”, og derved forplumrer signalet fra evolutionære slægtskaber. Men denne indvending er ikke helt sand, siden livstræet også bliver udfordret selv blandt højere organismer, hvor en sådan genbytning ikke er almindelig. Carl Woese, en pioner inden for molekylær evolutionssystematik, forklarer:
Fylogenetiske uoverensstemmelser kan ses overalt i det universelle træ fra dets rod til de større forgreninger inden for og blandt de forskellige taxa til strukturen af selve de primære grupperinger.105
På samme måde bemærker artiklen i New Scientist også: ”Forskning antyder, at evolutionen af dyr og planter heller ikke lige netop er trælignende.”106 Artiklen forklarer, hvad der skete, da mikrobiologen Michael Syvanen forsøgte at konstruere et træ, der viste evolutionære slægtsforhold ved hjælp af 2.000 gener fra forskellige grupper af dyr:
Det mislykkedes for ham. Problemet var, at forskellige gener fortalte modstridende evolutionære historier… Generne sendte blandede signaler… Omtrent 50 procent af generne fortæller én evolutionær historie og 50 procent en anden.107
Dataene var så vanskelige at få til at passe med et træ, at Syvanen jamrede: ”Vi har netop udslettet livets træ.”108 Mange andre artikler i faglitteraturen anerkender lignende problemer.
Konflikter mellem højere grene
En artikel fra 2009 i Trends in Ecology and Evolution bemærker: ”En større udfordring for at inkorporere sådanne enorme mængder data til artstræer er, at der ofte findes modstridende genealogiske historier i forskellige gener overalt i genomet.”109 På samme måde undersøgte en artikel i Genome Research DNA-sekvenserne i forskellige dyregrupper og fandt, at ”forskellige proteiner afføder forskellige fylogenetiske træer.”110 En artikel fra juni 2012 i Nature fortalte, at korte strenge af RNA, der kaldes mikroRNA’er, ”river traditionelle ideer om dyrenes familietræ i stykker.” Dartmouth-biologen Kevin Peterson, der studerer mikroRNA’er, beklagede sig: ”Jeg har set på tusinder af mikroRNA-gener, og jeg kan ikke finde et eneste eksempel, der støtter det traditionelle træ.” Ifølge artiklen gav mikroRNA’er ”et radikalt anderledes diagram for pattedyr: det anbringer mennesker tættere på elefanter end på gnavere.” Peterson skrev det ligeud: ”MikroRNA’erne er fuldstændigt utvetydige… de giver et helt andet træ end det, som alle gerne vil have.”111
Konflikter mellem molekyler og morfologi
Ikke alle fylogenetiske træer konstrueres ved at sammenligne molekyler som DNA fra forskellige arter. Mange træer er baseret på sammenligninger af form, struktur og kropsplan for forskellige organismer, hvilket kaldes ”morfologi”. Men konflikter imellem molekylebaserede træer og morfologibaserede træer er også almindelige. En afhandling fra 2012 over undersøgelser af slægtskaber imellem flagermus gjorde dette klart og bemærkede:
Uoverensstemmelser imellem fylogenier fra morfologiske kontra molekylære analyser og imellem træer baseret på forskellige delmængder af molekylære sekvenser er blevet almene i takt med, at datasættene er vokset hurtigt inden for både karaktertræk og arter.112
Dette er langt fra den eneste undersøgelse, der er stødt på konflikter mellem DNA-baserede træer og træer, der bygger på anatomiske eller morfologiske karaktertræk. Lærebøger hævder ofte, at fælles afstamning er dokumenteret og giver eksemplet med et dyretræ, der er baseret på enzymet cytochrome c og passer sammen med det traditionelle morfologibaserede evolutionstræ.113 Imidlertid nævner lærebøgerne sjældent, at det træ, der bygger på et andet enzym, cytochrome b, strider voldsomt imod det evolutionære standardtræ. Som en artikel i Trends in Ecology and Evolution noterede:
Det mitokondrielle cytochrome b-gen antydede… en absurd fylogeni for pattedyr, uanset hvordan man konstruerede træet. Katte og hvaler faldt sammen med primater i gruppe med abelignende primater (aber og menneskeaber) og strepsirhiner (lemurer, øreaber og dovenaber), men ikke med spøgelsesaber. Cytochrome b er sandsynligvis det mest alment sekvensbestemte gen hos hvirveldyrene, hvilket gør dette overraskende resultat endnu mere forbløffende.114
Påfaldende nok konkluderer en anden artikel i Trends in Ecology and Evolution: ”Rigdommen af konkurrerende morfologiske såvel som molekylære teorier om almindeligt udbredte fylogenier over pattedyrenes ordener ville reducere pattedyrenes træ til en uløst busk, hvor det eneste pålidelige evolutionære forhold sandsynligvis vil være grupperingen af elefanter med søkøer.”115 På grund af sådanne konflikter bemærkede en større oversigtsartikel i Nature: ”Forskelle mellem molekylære og morfologiske træer” fører til ”evolutionskrige” fordi ”[e]volutionære træer, der konstrueres ved at studere biologiske molekyler, ofte ikke ligner dem, der opstilles fra morfologi.”116
Som det sidste eksempel forsøgte en undersøgelse, der blev offentliggjort i Science i 2005, at bruge gener til at genskabe forholdene imellem dyrerækkerne, men konkluderede, at ”på trods af mængden af data og bredden af de analyserede taxa forbliver forholdene imellem de fleste dyrerækker uløste.” Det følgende år offentliggjorde de samme forfattere en videnskabelig artikel med titlen Bushes in the Tree of Life, der kom med nogle påfaldennde konklusioner. Forfatterne indrømmede, at ”en stor brøkdel af enkeltgener frembringer fylogenier af ringe kvalitet,” og noterede sig, at én undersøgelse ”udelod 35% af enkeltgenerne fra deres datakilde, fordi disse gener gav fylogenier, der ikke stemte overens med konventionel visdom.” Artiklen foreslår, at ”visse kritiske dele [af livstræet] kan være vanskelige at løse, uanset hvor mange konventionelle data er tilgængelige.” Artiklen hævder tilmed, at ”den tilbagevendende opdagelse af hårdnakkede uløste ’buske’ bør fremtvinge en genovervejelse af flere bredt accepterede antagelser inden for den molekylære systematik.”117
Desværre er en antagelse, som disse evolutionsbiologer ikke er villige til at tage op til fornyet overvejelse, antagelsen om, at universel fælles afstamning er korrekt. De appellerer til en myriade af ad hoc argumenter – horisontal genoverførsel, langgrenet tiltrækning, hurtig evolution, forskellige evolutionsrater, ufuldstændig prøveudtagning, fejlbehæftet metodologi og konvergent evolution – for at bortforklare ubekvemme data, der ikke stemmer overens med det eftertragtede trælignende mønster. Som der stod i en artikel i 2012: ”Fylogenetiske konflikter er almindelige og oftere normen end undtagelsen.”118 Når det kommer til stykket, er drømmen om, at DNA-sekvensdata ville passe nydeligt ind i et fint og yndigt livstræ, slået fejl og sammen med den en central forudsigelse i den neodarwinistiske teori.
Referencer: Af pladshensyn henviser vi til den oprindelige artikel på Internettet, se http://www.evolutionnews.org/2015/02/problem_6_molec091151.html.