Viaţa, ca informaţie (I)

Introducere

Edi si cu mine avem cel putin doua convingeri comune. Amandoi suntem de acord ca adevarul va invinge. Nu exista un ideal mai inalt decat a cunoaste adevarul si a-l urma, indiferent unde te va duce. A doua convingere comuna este ca in disputele noastre amicale pe tema evolutiei vom invinge prin checkmate. Aici drumurile noastre se despart. Edi considera ca deja a gasit adevarul si a invins. Eu cred ca sunt inca in procesul de a cunoaste adevarul si ca doar o cunoastere deplina a lui poate garanta victoria.

Adevarul nu este atat de usor de gasit traind intr-o lume si o vreme cand teoria evolutiei darwiniene este “vaca sacra” a academiei. Asa cum imi spunea fiul meu cand isi pregatea dosarul pentru admiterea intr-un program de Masters in biologie, trebuie sa fii foarte atent in formularea oricarui eseu, a oricarei scrisori de intentie, pentru a nu da nici cea mai mica impresie ca ai o parere diferita fata de paradigma de gandire (ma refer la universitati din domeniul public). Daca esti banuit ca nu esti dedicat 100% cauzei evolutionismului, nu vei fi acceptat in program, punct. Iar daca ai “zburat pe sub radar”, poti sa fii sigur ca nu vei avea ocazia sa discuti liber (pro-con) in campus despre teoria evolutiei darwiniene. Acest aspect a fost criticat de W. Provine in cuvantarea pe care a oferit-o la a doua aniversare a Zilei lui Darwin in 1998:

“(….) a small group of powerful naturalist evolutionists have taken control of our schools. They want to stifle discussion of evolution in the classroom by everyone according to his or her beliefs Discussion may then change minds. Evolutionists are their own worst enemies by preventing free discussion of all views in the biology classroom.” [1]

A vorbi impotriva evolutiei darwiniene a devenit o blasfemie. Sa ridici intrebari si obiectiuni este considerat un atac impotriva comunitatii intelectuale, impotriva prestigiului si integritatii oamenilor de stiinta, iar unii considera ca este chiar un atac impotriva rationalitatii, al progresului stiintific, si o amenintare la adresa civilizatiei moderne. In cuvintele lui Dawkins:

„It is absolutely safe to say that if you meet somebody who claims not to believe in evolution, that person is ignorant, stupid or insane (or wicked, but I’d rather not consider that)”.[2]

Suna familiar, nu-i asa? Am primit adesea astfel de “complimente” pe care le-am asimilat ca pe niste vaccinuri. Asta ma ajuta sa continui cercetarea si, daca mi se cere, sa impartasesc si altora ceea ce am aflat. Articolul de fata este doar o introducere la o mini serie de articole prin care incerc sa raspund provocarii primite din partea lui Edi[3]:

“Pozitia ta cu privire la evolutie este cunoscuta. … argumentul tau principal este ca biologia moleculara ar fi dovedit imposibilitatea acumularii de informatie in ADN prin mutatii + selectie naturala. … simte-te liber sa ne spui care sunt acele date din biologia moleculara care dovedesc ca evolutia darwiniana este imposibil de sustinut?

Argumentul meu este, de fapt, ca studiind ceea ce savantii au descoperit in domeniul biologiei moleculare ofera o intelegere largita a proceselor vietii si a organismelor in general, si poti deosebi limitele si inadecventa teoriei neodarwiniene ca model-umbrela a dezvoltarii vietii. In acest scop, voi prezenta datele stiintifice care sunt evidentiate in diverse lucrari de cercetare, interpretarile pe care savantii le ofera in legatura cu observatiile facute, la care voi adauga comentariile mele atunci cand voi considera ca anumite lucruri care ar trebui sa fie spuse sunt trecute sub tacere din diverse motive. Nu intentionez sa conving pe nimeni sa gandeasca asa cum gandesc eu, ci doar imi revendic dreptul de a-mi exprima liber opinia.

Teleologia organismelor vii

Stiinta porneste intotdeauna de la observatie, iar unele lucruri sunt evidente. Prea putini oameni de stiinta vor refuza sa admita ca exista un aspect intentional, teleologic, ce caracterizeaza organismele vii. Insusi Dobzhanski spunea:

“It would make no sense to talk of the purposiveness or adaptation of stars, mountains, or the laws of physics”, (…) dar “adaptedness of living beings is too obvious to be overlooked … Living beings have an internal, or natural, teleology.”[4]

Iar filozoful biologiei Robert Arp formula astfel:

„Thinkers cannot seem to get around [evolutionary biologist Robert] Trivers’ claim[5] that “even the humblest creature, say, a virus, appears organized to do something; it acts as if it is trying to achieve some purpose” … Darwin’s biology does not deny — rather, it reaffirms — the immanent teleology displayed in the striving of each living being to fulfill its specific ends … Reproduction, growth, feeding, healing, courtship, parental care for the young — these and many other activities of organisms are goal-directed”.[6]

Cu toate acestea, ideea ca evolutia are o intentionalitate si finalitate teleologica a fost considerata anatema de majoritatea biologilor evolutionisti post-Darwin. P. A. Corning remarca:

Indeed, the fundamental distinction between a contingent, historical, ‘trial-and-success’ process and a deterministic directional process, whether divinely sanctioned or as the result of some hidden natural force or ‘law’, lies at the very heart of the great divide between scientific and religious world views.[7]

Ca atare, unul dupa altul oamenii de stiinta evolutionisti au depus eforturi sustinute pentru a avansa ideea de “pseudo-teleologie”, ideea ca acest aspect de scop si finalitate a lumii organice este doar o iluzie si ca organismele sunt practic niste masini care executa un set de intructiuni codate in moleculele de ADN si ARN. Modul in care este de regula prezentata teoria evolutiei subliniaza ca intreaga dezvoltare a vietii de la bacterie la om a avut loc printr-un proces natural. In acest context, “natural” inseamna de regula “in totul material, fara nici un scop si, evident, fara nici un sens”. Daca pe de o parte respingerea proceselor naturale nu duce prea departe, adoptarea unei viziuni strict materialiste nu ofera nici ea speranta unei iluminari deosebite. Considera biologii ca adevarul este important si ca munca lor are o valoare si semnificatie? Intentia si finalitatea sunt “straine” de natura? Daca nu, de ce ar fi straine de procesele fundamentale ale vietii?

Unitatea organismului – o realitate obiectiva

Biologia moleculara, desi ramane un camp de studiu important, este astazi depasita de o orientare noua in biologie numita “biologia sistemelor”. Biologia moleculara tine de abordarea veche, reductionista, in care sistemele biologice sunt disectate si partile lor componente examinate individual, pana chiar la nivelul genomului. Chintesenta reductionismului biologic, care a constituit paradigma de gandire pentru mai bine de jumatate de secol, este bine exprimata prin fraza atribuita lui Francis Crick (1966):

“The ultimate aim of the modern movement in biology is to explain all biology in terms of physics and chemistry”. [8]

Desi reductionismul in biologie a avut un rol important in aceea de a examina in amanunt procesele biochimice care sunt inerente vietii, in acelas timp a fost o piedica in intelegerea fenomenelor complexe observabile in fiintele vii care ne aduc in prim plan realitatea ca un organism viu este o unitate ireductibila la partile sale componente. Unitatea, care este o caracteristica fundamentala a organismului, este rezultatul integrarii exhaustive a numeroase parti componente mai mici. Un puzzle are unitate. O movila de nisip nu are.

Cand construim un avion sau o masina, folosim parti pe care le ansamblam conform unui plan care incorporeaza anumite legaturi fizice de cauzalitate conform intentiei pe care am avut-o in vedere. Performanta realizata de masina este dependenta de aceste relatii de cauzalitate, de acest set de “conditii initiale”. Organismul nu este o masina. El nu este inzestrat cu un set fix de “conditii initiale”  pe baza carora apoi va functiona. Un organism viu este un sistem dinamic in continua schimbare, capabil de a-si modifica parametrii de functionare de la un moment la altul, creand el insusi “conditii noi”, adica are capacitatea de auto-reconfigurare si auto-expresie care nu depinde de un set initial de factori. Aceasta  munca de auto-design este o activitate inseparabila de insasi viata organismului, este insasi exprimarea vietii si nu doar o cauza a ei. Este posibil ca aceasta calitate de auto-determinare o organismului sa fie intr-un fel cuprinsa si codata doar in moleculele de ADN si ARN asa cum a crezut Francis Crick? Biologia sistemelor propune ca “dogma centrala a biologiei” exprimata de Crick, desi are valoarea ei in intelegerea modului in care informatia se transmite in genom, este astazi depasita sau mai bine zis complementata de realizarea faptului ca intr-un sistem organic informatia calatoreste in toate sensurile. Genomul a ajuns sa fie inteles astazi nu atat ca un set de informatii care codeaza si determina procesele biochimice ale vietii, ci este un fel de baza de date pe care organismul o foloseste moment de moment pentru a supravietui, a se reproduce, si a se adapta la mediul inconjurator. Viata nu mai poate fi privita sau definita doar prin prisma biochimiei, ci ea trebuie inteleasa ca o expresie a informatiei, pe care eu as numi-o “ informatie inteligenta”. Traim de ceva vreme in “era informatiei”, dar sensul frazei este de obicei unul tehnologic, al modului in care informatiile traverseaza aproape instant intregul glob pamantesc. Dar informatia ca viata, sau mai bine zis viata ca informatie este cu totul altceva. In sistemele biologice, informatia trebuie inteleasa ca informatie functionala, dinamica, in stare sa produca amino-acizi, proteine, organe si organisme. Despre cum a aparut aceasta informatie, nu avem deocamdata o explictie stiintifica, acesta ramanand un domeniu al filozofiei. Dar pretentia neodarwinismului ca poate explica dezvoltarea, innoirea, multiplicarea si diversificarea informatiei, si respectiv a vietii, trebuie sa fie examinata. Personal nu sunt de acord cu opinia lui Christoph Adami:

“We of course know that all life on Earth has enormous amounts of information that comes from evolution, which allows information to grow slowly. Before evolution, you couldn’t have this process. As a consequence, the first piece of information has to have arisen by chance.”[9]

“It has to”? “By chance”? Vom continua sa exploram in articolele urmatoare.

 

 

Referinte                                                                  

[1] Provine, William (1998). “Evolution: Free Will and Punishment and Meaning in Life”, abstract of keynote address at the Second Annual Darwin Day Celebration, University of Tennessee, Knoxville (Feb. 12). Available at https://web.archive.org/web/20070829083051/http://eeb.bio.utk.edu/darwin/Archives/1998ProvineAbstract.htm

[2] http://www.goodreads.com/quotes/273975-it-is-absolutely-safe-to-say-that-if-you-meet

[3] https://oxigen2.net/2016/04/18/cum-a-pierdut-dembsky-pariul-cu-darwin/comment-page-1/#comment-53244

[4] Dobzhansky T , Ayala FJ , Stebbins GL , Valentine JW , eds. 1977. Evolution. San Francisco, CA: Freeman.

[5] Trivers, Robert (1985). Social Evolution. Menlo Park CA: Benjamin-Cummings.

[6] Arp, Robert (2007a). “Evolution and Two Popular Proposals for the Definition of Function”, Journal for General Philosophy of Science vol. 38, pp. 19-30. doi:10.1007/s10838-006-9008-3

[7] Corning, P. A. (2014), Evolution ‘on purpose’: how behaviour has shaped the evolutionary process. Biological Journal of the Linnean Society, 112: 242–260. doi: 10.1111/bij.12061

[8] Crick FHC (1966) Of Molecules and Men. University of Washington Press, Seattle, WA, USA

[9] https://www.quantamagazine.org/20151119-life-is-information-adami/

Este gasca din neamul lebedei?

Eu si Sonata avem cel putin doua puncte comune. Amandoi suntem de acord ca clasificarea lumii vii in grupe concentrice: specie, gen, familie, ordin, clasa, increngatura, regn, este in ultima instanta arbitrara. Al doilea lucru in care suntem de comun acord este ca mutatiile selectate pozitiv sunt improbabile.

Aici drumurile noastre se despart. Pentru mine, caracterul relativ al taxonomiei traditionale este argumentul principal in favoarea maximei lui Dobzhansky: “In biologie nimic nu face sens decat in lumina evolutiei”, iar improbabilitatea mutatiilor este o dovada puternica in favoarea stramosului comun. Sonata, dimpotriva, gaseste aici piatra de poticnire a sintezei moderne.

Voi lua ca exemplu o alta piatra de poticnire, dintr-un alt fel de taxonomie: “Sa nu mancati Lebada si nimic din neamul ei”. Iti sta delicatesa in gat si ramai cu pumnul suspendat deasupra cepei cand cineva cu creierul circumcis te intreaba talmudic: “Nu este oare si gasca din neamul lebedei”? Raspunsul scurt este “Ba da”, desi singura mea problema este ca ce-i prea mult strica (ma refer la prea mult Leviticul). Raspunsul mai elaborat este “hai sa cautam in Wikipedia”. Cineva scoate un iPhone din buzunar si citeste ca gasca si lebada fac parte din aceiasi familie cu nume greu de pronuntat. QED. Gazda scoate tofu din frigider, cand cineva salveaza situatia: “Pe Moshe il stiu si de Wikipedia am auzit, dar cine este acest domn Linnaeus care a bagat gasca in neamul lebedei?” E clar. Dumnezeu a facut animalele dupa soiul lor, nu dupa un index cu nume latine inventat 5735 de ani mai tarziu. De ce am clasifica gasca in neamul lebedei si nu in al pasarilor de curte, alaturi de gaina, bibilica, si curcan? De ce sa nu asezam lebada in neamul berzei si al pasarilor de balta cu gatul lung, sau al pasarilor imaculate alaturi de egreta? Nu aseaza Leviticul liliacul in randul pasarilor necurate? Cine este Linnaeus sa inventeze clasa mamiferelor?

Aici intervine Dobzhansky: “In biologie nimic nu face sens decat in lumina evolutiei”. Va invit sa ganditi doar cateva minute ca un evolutionist. (Nu va temeti, nu va pune Satana stapanire pe mintea dumneavoastra). Biologul modern clasifica organismele dupa relatia lor cu cel mai apropiat stramos comun. Cuvantul cheie este aici clada – adica ramura. Aflam ca gasca si lebada fac parte din aceiasi clada – adica sunt ramurele pe aceiasi ramura a arborelui vietii. Aflam deasemenea ca aceasta clada origineaza in Cretacic – cand dinozaurii stapaneau lumea. Mai rau, speciile si genurile din familia Anatidae (neamul lebedei) obisnuiesc sa se hibrideaze intre ele dincolo de limitele genului. Gasca este din neamul lebedei.

Insa, va obiecta cineva, nu este cladistica doar o fantezie a biologilor astia fara dumnezeu, satanisti, si probabil homosexuali de closet? Aici ne intoarcem la cealalt aspect comun intre mine si Sonata: improbabilitatea mutatiilor selectate pozitiv. Imaginati-va ca doua grupe de organisme au in comun o mutatie improbabila asezata exact in acelasi loc. Aceleasi doua grupe au de asemenea in comun un procent de peste 80% secvente de ADN. Va intreb: ce este mai probabil? Ca aceaisi mutatie improbabila sa apara de doua ori in acelasi loc la doua grupe diferite, sau ca mutatia sa fi fost mostenita de ambele grupe de la stramosul comun?

Este principiul parcimoniei (parsimony). Evolutia “alege” drumul cel mai economic. Stramosul comun este stabilit pe baza numarului minim de evenimente evolutionare inregistrate in ADN sau raportul fosilelor. Asta face ca stabilirea stramosului comun sa fie o problema de probabilitate matematica. Ne vom ocupa mai mult de asta in articolele urmatoare. Ajunge deocamdata sa spun ca cladistica sta pe aceiasi baza moleculara ca stabilirea arborelui de familie sau a identitatii unui violator in stiinta forensica.

Voi oferi doar un exemplu de aplicarea a parcimoniei in cladistica fosilelor. Toate mamiferele au in comun doua oase ale urechii numite popular ciocanul si nicovala (incus si malleus). Reptilele au aceleasi oase, insa nu pentru auz, ci la incheietura falcii (quadrat si articular). Falca reptilelor are, cum se stie, o deschidere mai larga decat a mamiferelor, pentru ca reptilele nu mesteca prada, ci o inghit intreaga sau rupta in bucati. Daca mergem insa in timp adanc, descoperim ca mamiferele primitive, care incep sa-si dezvolte dentitie specializata si falci care mesteca hrana, pastreaza aceste doua oase in spatele incheieturii falcii. Pe masura ce inaintam in straturi geologice superioare, regasim aceleasi doua oase mai fine in pozitia in care se afla urechea.

Amintiti-va ca v-am cerut sa ganditi ca un evolutionist: care este calea cu minimum de evenimente evolutionare? Cea care implica aparitia perechii quadrat si articular/incus si malleus de doua ori, o data in falca reptilelor si a doua oara in urechea mamiferelor, sau evolutia oaselor la reptile si transmiterea lor ereditara, impreuna cu schimbarea functiei la mamifere? Si nu este vorba doar despre oasele urechii. Biologul modern nu judeca aici dupa intuitii sau filozofie personala, ci aplica principiul parcimoniei.

Acesta este pricipiul care sta la baza reconstituirii arborelui vietii din raportul fosilelor. Paleontologul cuantifica evenimentele evolutionare si alege drumul cel mai scurt de la o ramificatie la alta. Acelasi principiu este aplicat si in evolutia moleculara.

Dar cele cateva minute au trecut si nu va mai cere nimeni sa ganditi ca un evolutionist. Numai ca acum nimic nu mai face sens in biologie. Gasca si lebada sunt asa cum sunt pentru ca asa a vrut Dumnezeu. Respect credinta, dar unii dintre noi cred in unitatea rationala a lumii. Noi nu cerem insa respectul. Il castigam. Cat despre gasca, consumati-o mai rar si nu uitati exercitiul fizic.

Broaste verzi, oameni albi