Cele 12 triburi

Nu, nu e vorba despre cele 12 triburi ale lui Israel pornite în exod. Şi nici despre cele 12 triburi din Kobol, povestea atât de îndrăgită de fanii serialului Battlestar Galactica. Ficțiunea poate fi de o calitate îndoielnică (în primul caz) sau reușită (în cel de-al doilea), dar tot ficțiune rămâne.

Povestea mea este una reală, este descrierea pe scurt a unui experiment conceput și executat pe o durată de mai bine de 20 de ani cu multă migală, efort și profesionalism de biologul Richard Lenski împreună cu echipa sa la Universitatea de Stat din Michigan. Voi prezenta experimentul doar în linii mari, pentru alte detalii vă recomand călduros o sursă bibliografică de genul ultimei cărți semnate de Richard Dawkins.

Una din problemele cu care se confruntă studiul în timp real al evoluției este timpul foarte mare care este necesar pentru a se observa modificări semnificative și eventual speciație. Pentru ca niște mutații într-adevăr benefice să apară, și ele să se fixeze în populație sau într-un subset al populației, este în general nevoie de mii de generații. Pentru animalele mari de laborator, asta ar însemna ca un experiment de acest gen să se întindă pe zeci de mii de ani, lucru evident imposibil. Desigur, există deja toate celelalte dovezi indirecte în sprijinul evoluției, mai mult decât suficiente. Despre câteva de ordin genetic am și discutat deja. Însă satisfacția observării în timp real a unor asemenea modificări este incomparabil mai mare. Pentru a verifica în practică predicțiile evoluționiste este nevoie de specii care au un număr mare de generații într-un interval scurt de timp. Bacteriile sunt candidatul ideal, având un număr uriaș de indivizi într-un spațiu mic, și cu o rată de 6-7 generații pe zi.

Lenski și echipa sa au lucrat cu o bacterie binecunoscută, Escherichia Coli (E. coli). Există în orice moment cam 1 miliard de E. coli în intestinul gros al unui om sănătos. Experimentul a pornit în 1988 prin însămânțarea dintr-o sursă omogenă, uniformă genetic, a bacteriilor în 12 flacoane. Așadar, în ziua 1 a experimentului, generația 1, avem 12 triburi identice genetic. În interiorul fiecărui flacon s-a adăugat un suport nutritiv alcătuit din mai multe substanțe, factorul limitant fiind cantitatea de glucoză disponibilă. Bacteriile se înmulțesc în mod rapid inițial, până când toată glucoza este consumată, apoi numărul lor nu mai crește (flămânzesc). În ziua a doua, exact o sutime din fiecare din cele 12 flacoane este însămânțată într-un nou flacon și procedura se repetă. În timp de 20 de ani, s-au acumulat cam 7000 de flacoane pentru fiecare din cele 12 linii, corespunzător celor 7000 de zile. Din fiecare generație (fiecare zi), s-au păstrat niște “fosile” prin înghețare. Bacteriile pot fi înghețate printr-un procedeu special și resuscitate oricând în viitor, un lucru foarte util pentru că permite analiza și compararea generațiilor diferite. Este ca și cum ai avea la dispoziție un șir neîntrerupt de fosile, din fiecare generație, timp de aproximativ 45.000 de generații. După cum se exprima Richard Dawkins, ar fi ca și cum ai avea câte un exemplar din fiecare generație de pe la homo erectus, de acum 1 milion de ani, până la strănepoții lui de azi (adică noi). Spun 45.000 pentru că distanța dintre 2 flacoane este în medie de 6,5 generații. 7000 de zile, fiecare zi reprezentând între 6 și 7 generații bacteriene.

Presupunerea evoluționistă pe care Lenski a dorit să o verifice este aceea că, odată cu trecerea generațiilor, în rândul bacteriilor ar putea surveni mutații benefice, în sensul unei creșteri a capacității de prelucrare a glucozei. Evident, dacă o bacterie are o astfel de mutație, urmașii săi ar fi favorizați în lupta pentru glucoza din flacon, și s-ar înmulți în dauna celorlalte bacterii care încă nu au mutația. Pentru a compara bacteriile din generația 10.000, de exemplu, cu cele din generația 2.000, se dezgheață fosilele corespunzătoare și se pun  în doze egale într-un flacon, apoi se urmărește care tip de bacterie se descurcă mai bine. Dacă bacteriile nu au evoluat, ar trebui să asistăm la o “remiză”.

În realitate, pentru toate cele 12 triburi, s-a observat o adaptare tot mai bună la mediul glucozat. Practic o generație mai “tânără” surclasa orice bacterie mai veche cu câteva sute de generații, și tendința aceasta s-a păstrat pentru mii de generații. Modificările s-au reflectat și în dimensiunea bacteriilor, care a crescut în timp. Creșterea (atât spațială, cât și ca fitness) nu a fost liniară, ci sub forma unei hiperbole, mai accentuată în primele câteva mii de generații și apoi tinzând progresiv spre un traseu plat. La nivel molecular, modificările genetice au fost multiple, însă toate direcționate spre o mai bună procurare și metabolizare a glucozei. O dovadă clară de selecție naturală, cu alte cuvinte. Şi mai intersant este faptul că mutațiile suferite de cele 12 triburi nu au fost identice. Toate au ajuns la o mai bună adaptare în mediul cu glucoză, dar pe căi diferite, prin mutații diferite! O excepție, totuși, uimitoare, a fost dată de faptul că 2 dintre triburi au ajuns în cele din urmă la o aceeași combinație de 59 de mutații benefice (apărute în ordini diferite, generații diferite, dar cu același rezultat). Acum mai rămâne să vină un creaționist și să ne explice că este imposibil să apară 59 de mutații benefice, pentru că șansa este de 0, 000000000… [a se insera zerouri după plac] …1.

Un alt rezultat remarcabil a fost ceea ce s-a petrecut cu unul dintre triburi la generația 33.100. În mod brusc, densitatea și vitalitatea acelor bacterii a crescut de 6 ori în decursul câtorva generații, și această trăsătură s-a menținut, desigur, pentru toți urmașii lor, surclasând astfel oricare dintre celelalte 11 triburi (care au continuat să progreseze dar în ritmul obișnuit, mai lent). Era ca un BMW pe lângă un Trabant din anii 70. În mod evident, ceva deosebit s-a întâmplat cu genomul tribului respectiv la generația 33.100. Analiza a arătat că survenise o schimbare cu totul spectaculoasă care permitea bacteriilor să folosească o altă substanță prezentă în flacon, și anume citratul, pe post de nutriment. Ca urmare a acelei schimbări, tribul a învățat să mănânce citrat. Dacă, așa cum se petrece în lumea reală, acel trib s-ar amesteca cu celelalte, noua adaptare la mediu ar deveni foarte rapid generalizată, și fixată în populație (peste un număr de generații toate bacteriile ar consuma și glucoză, și citrat). Cercetătorii au făcut niște calcule pornind de la numărul de bacterii, frecvența mutațiilor, și mărimea genomului bacterian, și au ajuns la concluzia că apariția UNEI mutații care să ducă la metabolizarea citratului nu este un fenomen atât de improbabil încât să necesite vreo 33.000 x 12 generații pentru a surveni. De ce nu a apărut mai repede, de ce nu a apărut și la alte triburi? Singura explicație logică este aceea că, probabil, nu era vorba de o singură mutație necesară pentru a metaboliza citratul, ci de două. Analiza genetică a demonstrat că, într-adevăr, pentru a permite metabolizarea citratului, este nevoie de 2 mutații, să le denumim A și B. Problema este însă că fiecare mutație în parte nu conferă bacteriei un avantaj evolutiv. Așadar, bacteria care are doar mutația A, sau doar mutația B, nu o duce cu nimic mai bine decât una care nu are niciuna dintre cele două mutații. Ne-am afla în fața unui exemplu tipic de ceea ce proponenții designului inteligent, ID, consideră complexitate ireductibilă (irreducible complexity, rebotezată de evoluționiști irrefutable perplexity :biggrin: ). O structură necesitând anumite componente sau etape care, fiecare individual, nu conferă un avantaj individului, chipurile nu poate apărea. Analiza tribului care a dezvoltat lanțul metabolic pentru citrat dovedește acest concept eronat. O primă mutație a apărut în jurul generației 20.000 (mutația A), și s-a păstrat la un număr suficient de mare de urmași încât să ajungă la generația 33.100, când a survenit la unul dintre ei mutația complementară B. Combinația de A și B a fost lozul câștigător.

Experimentul lui Lenski, un adevărat coșmar pentru creaționiști, care încă n-au reușit să-i găsească nod în papură, a demonstrat strălucit și sub ochii noștri câteva din ideile de bază ale evoluției bazate pe selecția naturală:

  • mutații întâmplătoare urmate de selectarea și fixarea în populație a celor care se dovedesc utile mediului.
  • adaptarea la un același mediu poate urma traiectorii diferite și ajunge la rezultate diferite, al căror punct comun este doar o mai bună adaptare la mediul respectiv.
  • mutațiile succesive benefice se acumulează în timp, cele dăunătoare se pierd.
  • unele gene se păstrează având mutații indiferente la momentul producerii lor, prin simplă șansă sau genetic drift, dar în prezența altor gene care apar ulterior pot duce la un salt evolutiv spectaculos.

Etichete: , , , ,

Posted 20 mai 2010 by LazyPawn in category "Dovezi genetice

14 COMMENTS :

  1. By adi on

    Si la observatia “standard” a creationistilor: ai bagat bacterii, ai scos bacterii… ce zici?
    Unde e speciatia de care vorbeai in introducere? :smile: Oricum am remarcat ca trebuie 30.000 de generatii pentru ca o bacterie sa invete sa manance si altceva (parca oamenii realizeaza adaptarea asta puuuuutin mai repede,nu?:>).
    Sa fac si un calcul babesc: 30.000 generatii * 25 ani/generatie = 75.000 de ani pentru ca oamenii sa dezvolte posibilitatea de a manca citrat in loc de glucoza!
    Remarcabil… desigur, daca omiti faptul ca toate organele corpului uman functioneaza cu glucoza, nu doar membrana si mitocondriile celulelor, care se pot hrani cu citrat:smile:
    Ma intreb daca experimentul asta e mai mult sau mai putin extraordinar (de esec) decat ala al lui Miller!

  2. By LazyPawn (Post author) on

    Si la observatia “standard” a creationistilor: ai bagat bacterii, ai scos bacterii… ce zici?

    Dar ce ar fi trebuit să iasă, broaște? Apariția primelor organisme multicelulare a durat cam 1 miliard de ani, ar fi și culmea să o reproducem în câteva zeci.

    Unde e speciatia de care vorbeai in introducere? :smile:

    În introducere spuneam „pentru a se observa modificări semnificative și eventual speciație”. Acesta nu este un exemplu de speciație, este doar un exemplu de modificări semnificative.

    Oricum am remarcat ca trebuie 30.000 de generatii pentru ca o bacterie sa invete sa manance si altceva

    Ești total pe dinafară. Tu crezi că e vorba de ce gusturi au bacteriile, că le plac sarmalele sau pizza? E vorba de un mecanism fundamental, o întreagă cale metabolică nouă, cu toate enzimele de rigoare, codate de noi gene, care nu existau până atunci. E o modificare majoră pentru o bacterie, e ca și cum ai avea un organ nou la un animal de talia ta. Întregul experiment este o reușită extraordinară, care demonstreasă selecția naturală cap coadă. Fantastic cât de ignorant poți fi în domeniul acesta, mie mi-ar fi de-a dreptul jenă să deschid gura când sunt atât de habarnist.

    1. By adi on

      “Ești total pe dinafară”
      Si ma bucur… daca eram “pe dinauntru” riscam sa debitez aberatii de genul “modificare majora la o bacterie e dovada de speciatie”.

      1. By LazyPawn (Post author) on

        Unde anume am spus eu așa ceva?

        Că nu te duce capul, fie. Că nu ai habar de evoluționism, iar înțeleg. Dar când deja ești și nesimțit pentru a doua oară pe acest blog, e cam prea mult. Nu ți se va simți lipsa prin zonă.

  3. By ain on

    Felicitari si pentru acest articol.
    Am un argument pentru cei ce doresc evidentierea evolutiei daca se poate in timp real. In definitiv, spun ei, daca D-zeu a facut universul in 6 zile, de ce speciatia nu se intampla in, sa zicem, cateva saptamani/luni.
    Pe langa faptul ca evolutia a avut la dispozitie foarte mult timp, ea a avut la dispozitie si foarte mult spatiu: o buna parte a biosferei terrei. Daca ar fi sa utilizam analogia cu datul zarurilor, nu doar ca a beneficiat de un numar foarte ridicat de tentative de a obtine acea valoare improbabila, dar au existat o multitudine de astfel de zaruri, distribuite in multe locuri de pe pamant, oricare zar putand conduce la un rezultat.
    Succes in continuare.

  4. By agnoate on

    @adi

    30.000 x 25 = 750.000 !!!, ai gresit cu factor 10. :biggrin:

  5. By deoarece on

    @LazyPawn
    de ce zici ca experimentul e un cosmar pentru creationisti ? cu acest experiment s-au demonstrat 2 lucruri:
    1.macro-evolutia nu exista.
    2.avem un Creator genial,daca a inzestrat niste bacterii cu un asemenea “cracker” care sparge codul substantei cu care vine in contact,si isi modifica automat niste “circuite” din schema digestiva pentru a se ”imprieteni” cu ea si a o folosi pentru a trai.nu va pacaliti nu exista mutatii pozitive intamplatoare,exista scheme logice presetate in bacterie care au ca finalitate prestabilita ceea ce numiti voi mutatie benefica. mutatiile benefice sunt rezultatul functionarii softului cu care sunt dotate bacteriile -intamplarea nu este o componenta acestui experiment =>deci afirmatia ta:”Acum mai rămâne să vină un creaționist și să ne explice că este imposibil să apară 59 de mutații benefice, pentru că șansa este de 0, 000000000… [a se insera zerouri după plac] …1.” -ar fi fost adevarata daca si numai daca era implicata intamplarea ,dar intamplarea nu exista in cazul nici unui organism viu ci totul e presetat in scheme logice.
    e ciudat cum unii pot crede ca e vorba de intamplare in locul in care actioneaza de fapt un mecanism genial conceput.

    1. By LazyPawn (Post author) on

      de ce zici ca experimentul e un cosmar pentru creationisti ?

      Experimentul este un coșmar pentru motivele pe care le-am descris în detaliu în articol. Pe scurt: demonstrează toate legile selecției naturale. Arată că mutații apar, arată că acestea sunt întâmplătoare, arată că cele favorabile se selectează și schimbă populația în timp, arată că cele favorabile se acumulează și duc chiar la ceea ce ar putea fi denumit salturi evolutive. Adică arată exact ceea ce creaționiștii în viziunea lor puerilă de epocă de bronz spun că nu există: cumularea de mutații favorabile mediului, esența selecției naturale, mecanismul fundamental al evoluției.

      macro-evolutia nu exista

      Nu înțeleg logica ta. Cum să demonstreze că nu există „macroevoluție”? Uite, o analogie: să presupunem că există următorul pariu: o maimuță poate sau nu poate merge cu bicicleta. Se face un experiment, maimuța merge cu bicicleta 200 de metri fără probleme. După care cel care a pierdut pariul (creaționistul) spune următorul lucru: s-a demonstrat că maimuța nu poate să meargă cu bicicleta 5 kilometri! Experimentul de mai sus (plus multe multe altele) arată că evoluția este reală, se petrece. Creaționistul pur și simplu postulează că ar exista niște bariere care o blochează la un moment dat, bariere care nu s-au găsit vreodată și nici nu au o noimă biologic sau genetic. Ignoră toate urmele evoluției din ADN, din anatomie, din geografie, din fosile etc.

      e ciudat cum unii pot crede ca e vorba de intamplare in locul in care actioneaza de fapt un mecanism genial conceput

      Tu realmente nu înțelegi sensul cuvântului demonstrație. Nu ai proprietatea acestui termen. Cum să demonstreze acest experiment că există un creator?? Care este conexiunea logică? După mintea ta, indiferent ce rezultat ar ieși vreodată la vreun experiment, concluzia este că există un creator care a făcut lucrurile să se petreacă așa. Logica ta lucrează cam așa: uite, experimentul 1 arată că metalele ruginesc. Concluzia? dumnezeu a făcut metalele să ruginească. Experimentul 2 arată că gazele din colon put. Concluzia? dumnezeu a făcut gazele din colon să pută. Și așa mai departe. Tu chiar nu observi că nu există nicio legătură între una și alta? De ce nu ar demonstra că există pe Marte un câmp psionic care face să pută gazele din colon? De ce nu ar demonstra că în miezul pământului este un zeu care se răzbună pe oameni alterând mirosul gazelor? După teoria ta, trebuie doar adăugat un termen imaginar la începutul oricărui rezultat din lumea naturală, și gata, ai demonstrat că acel termen imaginar există. Tu, dacă vrei, poți adăuga „dumnezeu a făcut să fie așa” la începutul oricărei propoziții despre orice, dar asta nu înseamnă că ai dovedit acel lucru. Este doar o axiomă care parazitează și distruge gândirea ta.

      În acele mutații este absolut EVIDENT factorul întâmplare.

      De aceea durează atâtea mii de generații până să apară mutații favorabile. Dacă era un mecanism regizat, aveam o reacție imediată de tip cauză efect. Pui în mediu de citrat, pac, click, țoc-poc, se adaptează la citrat peste 3 minute.

      De aceea tulpini diferite ajung la mutații diferite. Dacă era mecanism regizat, evident, reacția era întotdeauna la fel. Aceeași mutație, în același loc, după același timp, cu același rezultat.

      De aceea unele mutații favorabile nu apar niciodată, la anumite tulpini, și astfel există diversificare populațională. Dacă era regizat, apărea tot ce trebuie, ca la comandă.

      De aceea întreaga structură a corpului tău poartă amprenta de neconfundat a evoluției, cu structuri și funcțiuni suboptimale, cu cârpeli evoluționiste la fiecare pas, adunate în sute de milioane de ani de mutații selectate de mediul înconjurător. Dacă pentru tine un Univers în care nu există oameni în 99,999…% din spațiul și durata sa este un Univers „conceput pentru oameni”, înseamnă că ai o problemă gravă de înțelegere și acceptare a realității.

      1. By deoarece on

        @LazyPawn

        De aceea întreaga structură a corpului tău poartă amprenta de neconfundat a evoluției, cu structuri și funcțiuni suboptimale, cu cârpeli evoluționiste la fiecare pas, adunate în sute de milioane de ani de mutații selectate de mediul înconjurător.

        aici e vorba de fiinte vii nu de un borcan care n-are ce numesti tu ”carpeli” ci e perfect ”adaptat ” sa stea pe raft,dar daca ii schimbi conditiile si il scapi pe jos borcanul ala fara carpeli nu mai exista,asa ca diferenta intre un organism viu si borcan e ca organismul pentru a exista la o multitudine de conditii trebuie sa aiba ”carpeli” ca sa nu aiba soarta brusca a borcanului scapat pe ciment de a nu mai exista.

        ceea ce numesti tu carpeli sunt de fapt rezultatul unui soft genial conceput pentru conditiile de pe pamant ,nicidecum nu e rezultatul intamplarii.e ca un antivirus care identifica noul virus il studiaza si emite antidotul automat pe baza rezolvarii unei functii ,introducand semnalmentele virusului ca pe niste valori matematice,iar rezultatul functiei e translatat in genom ca ceea ce evolutionistii identifica ca mutatie pozitiva intamplatoare.

        1. By LazyPawn (Post author) on

          1. Nu trebuie să fie 3 minute, dar mii de generații, mii de experimente nereușite, nu prea seamănă a ceva regizat. Este însăși definiția întâmplării, un lucru care apare la intervale neregulate de timp, sub forme neregulate, diferite de la un caz la altul. Este ca și cum ai avea o chestie pe care o apeși de mii de ori până când, sporadic, dă un răspuns, niciodată același, și de cele mai multe ori dăunător sau indiferent. Și apoi să mai și spui că chestia aia este mecanismul mecanismelor programat de o inteligență absolută. Adică un amărât de inginer poate face un buton să meargă de fiecare dată, și ditamai creatorul universului abia screme un mecanism de trial end error, prin care 99% din speciile existente vreodată sunt deja extincte. Hai să fim serioși. Dacă asta nu este infantil, nu știu cum ar putea fi caracterizat.

          2. După cum am explicat de zeci de ori, macro-evoluția este demonstrată de urmele rămase la fața locului. DEMONSTRATĂ, așa cum amprentele, ADN-ul, fotografiile, motivul criminalului dovedesc că el a făcut fapta. Fosilele o dovedesc, genele o dovedesc, repartiția geografică o dovedește, exemplele de structuri atavice și vestigiale o dovedesc, TOTUL din biologie este explicabil numai prin evoluție și toate acele linii diferite de dovezi, fiecare cu mii și mii de exemple concrete, arată același lucru, același arbore. Dumnezeii de toate felurile sunt o ipoteză ridicolă, provenind din copilăria speciei, nedemonstrată, la fel ca duhul din centrul Pământului, sau centrul magic de pe Marte.

          3. Faptul că tu presupui că acel program a fost conceput nu îl face conceput. Evoluția explică TOCMAI modul în care selecția naturală duce la aparența de design.

          Editare ulterioară: observ că în timp ce scriam răspunsul, ai șters bucăți mari din mesajul tău inițial, așa că răspunsul meu pare puțin ciudat acum, parcă aș adresa puncte pe care tu nu le-ai ridicat.

          1. By deoarece on

            @LazyPawn
            :) am sters partile rautacioase din mesaj.e buna obtiunea asta de editare sau stergere ulterioara.

  6. By Shiro on

    @deoarece

    avem un Creator genial
    exista scheme logice presetate
    rezultatul unui soft genial conceput

    Selectia observationala, analogia extinsa, rationamentul circular.
    Ignoranta n-o mai pun la socoteala. Perenele erori de gandire ale credinciosilor.

    Tot creator genial avem si in cazul in care bacteriile alea dupa “schema logica” extermina milioane de oameni in chinuri groaznice ? Care or fi premisele silogismului sau in cazul asta ? :dizzy:

Comments are closed.