Să rezistăm

Despre o conversatie esuata

Sonata a mentionat o dezbatere video pe care nu am postat-o din cauza ca nu am putut urmari o structura disciplinata. Am propus sa ne reintalnim cu un moderator care sa impuna punctele de discutie, si propunerea ramane in picioare. Nu are rost sa contrazic impresiile lui care, fireste, difera de a le mele, atata vreme cat nu puteti urmari emisiunea, pe care am sters-o din lipsa de spatiu pe SSD. Voi raspunde doar la acele obiectii in care Sonata nu citeaza impresii ci afirmatii concrete. Nu imi amintesc exact fiecare cuvant si reactiile descrise de Sonata, dar ii ofer beneficul indoielii pentru a continua conversatia.

Pe parcursul discutiei l-am intrebat daca a auzit de Haldane’s Dilemma. “Nu”, mi-a raspuns.

Deci nu mi-am facut bine lectia. Ca unul gata sa invete oricand si de la oricine, am dat un google cu Haldane si prima pagina s-a umplut imediat cu situri ID si YEC. Nici o lucrare stiintifica. Am trecut la Wikipedia, si dupa primul paragraf am inteles de ce nu am auzit de Haldane.

Haldane’s dilemma is a limit on the speed of beneficial evolution, first calculated by J. B. S. Haldane in 1957, and clarified further by later commentators. Some creationists and proponents of intelligent design claim it remains unresolved. Today, Haldane’s Dilemma is raised mostly by creationists opposed to evolution, who claim it is evidence against large-scale evolution, and a supposed example of negligence on the part of the scientific community.
Haldane stated at the time of publication „I am quite aware that my conclusions will probably need drastic revision”, and subsequent corrected calculations found that the cost disappears. He had made an invalid simplifying assumption which negated his assumption of constant population size, and had also incorrectly assumed that two mutations would take twice as long to reach fixation as one, while sexual recombination means that two can be selected simultaneously so that both reach fixation more quickly.

Mai jos este raspunsul din TalkOrigins:

Haldane’s „cost of natural selection” stemmed from an invalid simplifying assumption in his calculations. He divided by a fitness constant in a way that invalidated his assumption of constant population size, and his cost of selection is an artifact of the changed population size. He also assumed that two mutations would take twice as long to reach fixation as one, but because of sexual recombination, the two can be selected simultaneously and both reach fixation sooner. With corrected calculations, the cost disappears (Wallace 1991; Williams n.d.).

Haldane’s paper was published in 1957, and Haldane himself said, „I am quite aware that my conclusions will probably need drastic revision” (Haldane 1957, 523). It is irresponsible not to consider the revision that has occurred in the forty years since his paper was published.

ReMine (1993), who promotes the claim, makes several invalid assumptions. His model is contradicted by the following:
The vast majority of differences would probably be due to genetic drift, not selection.
Many genes would have been linked with genes that are selected and thus would have hitchhiked with them to fixation.
Many mutations, such as those due to unequal crossing over, affect more than one codon.
Human and ape genes both would be diverging from the common ancestor, doubling the difference.
ReMine’s computer simulation supposedly showing the negative influence of Haldane’s dilemma assumed a population size of only six (Musgrave 1999).

Imi recunosc lacunele in literatura tip ID si YEC, dar Sonata ar fi trebuit sa admita totusi ca in emisiunea Ceasuri moleculare am spus ca notiunea conform careia majoritatea mutatiilor au fost selectate pozitiv este depasita. Acesta este de fapt si unul din argumentele din TalkOrigins:“The vast majority of differences would probably be due to genetic drift, not selection” (3,a).

“Dar de Muller’s Ratchet?” “Nu, nici de asta”.

Sa ne intoarcem la Wikipedia.

In evolutionary genetics, Muller’s ratchet (named after Hermann Joseph Muller, by analogy with a ratchet effect) is a process by which the genomes of an asexual population accumulate deleterious mutations in an irreversible manner.[1][2] Muller proposed this mechanism as one reason why sexual reproduction may be favored over asexual reproduction. The negative effect of accumulating irreversible deleterious mutations may not be prevalent in organisms which, while they reproduce asexually, also undergo other forms of recombination. This effect has also been observed in those regions of the genomes of sexual organisms which do not undergo recombination.

Atunci cand ma acuza ca nu am auzit nici macar de Mueller’s Rachet, Sonata ignora faptul ca in emisiunea Deus sex machina am prezentat chiar teza lui Mueller mentionata in citatul de mai sus, si ca el m-a contrazis cu privire la validitatea ei. In conversatia noastra, Sonata nu s-a referit la teoria lui Mueller despre evolutia meiozei (pe care eu o sustin si el o respinge) ci la lucrari apologetice din genul ID care, in maniera devenita clasica, mentioneaza termenul “Muller’s Ratchet” intr-un context care lasa impresia ca teza: “the genomes of an asexual population accumulate deleterious mutations in an irreversible manner” ar dovedi ca mutatiile nu pot duce la evolutie. Ca aici. Cu alte cuvinte, Sonata m-a contrazis cu privire la teza numita Mueller’s Rachet dar ma acuza ca nu sunt familiar cu ea asa cum este rastalmacita in literatura creationista.

Ceva mai tarziu l-am intrebat daca este familiar cu dogma centrala a biologiei moleculare. Aici a sarit ca ars cu fierul rosu: “Cine a spus ca este dogma? Cine a venit cu prostia asta”? “Stai linistit omule”, i-am spus, “nu am inventat-o eu si nici vreun alt creationist. Este expresia lui Francis Crick”. “Cum? Crick?? A spus Crick dogma???”

O sa iau caricatura de portret. Cum sa nu sari in sus? Sa-l lasm mai intai pe Crick sa ne explice ce a vrut sa spuna.

I called this idea the central dogma, for two reasons, I suspect. I had already used the obvious word hypothesis in the sequence hypothesis, and in addition I wanted to suggest that this new assumption was more central and more powerful. … As it turned out, the use of the word dogma caused almost more trouble than it was worth. Many years later Jacques Monod pointed out to me that I did not appear to understand the correct use of the word dogma, which is a belief that cannot be doubted. I did apprehend this in a vague sort of way but since I thought that all religious beliefs were without foundation, I used the word the way I myself thought about it, not as most of the world does, and simply applied it to a grand hypothesis that, however plausible, had little direct experimental support.

Sonata vrea sa credem ca “dogma” lui Crick este o dogma in sens religios, cand Crick a vrut sa spuna „ipoteza centrala”. Cu alte cuvinte, pana si Crick ar fi recunoscut ca TE nu este stiinta ci credinta. Reactia mea (pe care Sonata si-o aminteste viscerala) are de a face cu lipsa de onestitate. Atunci cand il intreb pe Sonata daca are alta explicatie decat selectia naturala pentru culoarea verde a brostelor comune dar viu colorata a celor veninoase, nu astept sa schimbam subiectul pe analiza semantica a cuvantului “dogma” la Crick. Astept un raspuns pe care inca nu l-am primit.

Mai departe Sonata pledeaza impotriva emisiunii Ceasuri moleculare si a articolului Algebra evolutiei. Intrucat acestea sunt la indemana oricui, nu simt nevoia sa raspund. Internetul ne ofera acces la surse stiintifice. Oricine poate cauta termeni ca: parsimony, molecular clock, molecular philogenetics, convergent evolution, molecular computational evolution, si sa vada daca bat campii. Cand argumentul cel mai preferat este „se stie”, astept macar o referire la Wikipedia. Nu toata lumea stie ce scrie in literatura ID.

Algebra evolutiei

Dupa emisiunea Ceasuri moleculare, Sonata mi-a reprosat lipsa de claritate si Adrian Voiculescu a remarcat ca exista inca intrebari la care nu s-a raspuns. Voi incerca mai intai sa fiu mai clar. Apoi vom merge mai departe impreuna, intrebantu-ne si cautand raspunsuri.

Exista doua feluri de modele stiintifice: logico-conceptuale si matematice. De exemplu, arborele filogenetic formulat de Darwin este un model logico-conceptual. Arborele filogenetic molecular este un model matematic.

Acest model are la baza patru axiome:

1.Majoritatea mutatiilor sunt neutre din punct de vedere adaptativ insa duc la cresterea diversitatii (genetic drift, founder effect, bottleneck effect).
2.Cea mai comuna mutatie este substitutia unei nucleotide cu alta (substitutie moleculara).
3.Rata substitutiilor este constanta in istoria vietii (ceasuri moleculare).
4.Evolutia merge pe drumul cu numarul minim de substitutii (principiul parsimoniei).

Metoda consta in a alinia genomuri in secvente paralele si a construi matrici de distanta intre aceste secvente. Distanta intre doua secvente este data de numarul de substitutii in secventa originara. Pe baza matricilor de distanta si a ceasurilor moleculare se calculeaza toti arborii filogenetici posibili si este ales cel cu parsimonie maxima.

Sa alegem un exemplu simplu, pe care il vom rezolva manual. Avem mai jos trei secvente paralele de opt nucleotide, la gorila, om, si cimpanzeu.

Go
ACGTCGTA
Om
ACGTTCCT
Cimp
ACGTTTCG

Deja la prima vedere observam ca primele patru litere sunt comune la toate trei speciile, iar primele cinci la om si cimpanzeu. Plecam de la ipoteza ca secventele comune sunt mostenite de la stramosul comun. Pasul urmator este construirea matricii de distante.

Go-Om 4, Go-Cimp 4, Om-Cimp 2.

Avem deci patru substituii intre gorila si om, patru intre gorila si cimpamzeu, si doua intre om si cimpanzeu. Sarcina noastra este acum sa stabilim arborele filogenetic. Pentru aceasta, vom calcula euristic toti arborii filogenetici posibili si il vom alege pe cel cu parsimonie maxima.

Un arbore posibil ar fi acela ca Gorila, Cimpanzeul si Omul sunt trei crengi din acelasi nod, adica au evoluat in paralel dintr-un singur stramos comun. In aceasta ipoteza, fiecare secventa ar fi avut 4 mutatii, urmate de alte doua, una la om si alta la cimpanzeu. Asta implica 14 mutatii in total, adica numarul maxim posibil. Este parsimonia minima. O alta problema o constituie distanta de doua molecule intre om si cimpanzeu. Asta inseamna ca ceasul molecular ar fi mers cu o substitutie in plus la fiecare din cele doua fata de ceasul gorilei.

Sa consideram acum un alt scenariu. Gorila s-a despartit mai intai de linia stramosului comun al omului si al cimpanzeului prin doua substitutii. Stramosul comun om/cimp a suferit o substituie inainte de bifurcare, si apoi fiecare din cele doua specii a avut cate o substituie. Asta inseamna un numar de 5 mutatii si un ritm egal al ceasurilor moleculare pe parcursul procesului. Este drumul cu parsimonie maxima.

Vom determina deci arborele filogenetic cu doua noduri, primul la despartirea liniei gorilei de linia comuna, al doilea la bifurcarea omului si cimpanzeului. Lungimea crengilor in timp este direct proportionala cu numarul respectiv de substitutii moleculare.

Acum, o secventa de opt litere nu ar putea fi baza unei ipoteze. Este vorba insa de trei miliarde. Asta face ca probabilitatea sa depaseasca nivelul indoielii rezonabile. Pe de alta parte, analiza unei matrici atat de complexe nu se poate face manual, insa operatia este in principiu aceiasi.

Exista intrebari? Numele lor este legiune. Avem toate raspunsurile? Stiinta nu are niciodata toate raspunsurile. Adevarul este ca avem mai multe modele ale evolutiei moleculare la fel de valide. Acesta nu este insa un argument pentru scepticism intelectual. Intr-o zi vom avea raspunsuri la intrebarile prezente, dar raspunsurile vor da nastere la alte intrebari. Cunoasterea este o aventura, si aventurile nu sunt pentru cei care nu tolereaza incertitudini.

Vom explora in continuare certitudinile si incertitudinile evolutiei. Deocamdata am incercat doar sa fac mai clare cateva idei din prezentarea video.

Cum a pierdut Dembsky pariul cu Darwin

Am inteles din articolul lui Sonata ca oamenii de stiinta folosesc argumente teologice, si ca ar trebuii sa invate de la Intelligent Design cum se face stiinta fara argumente teologice. In general, nu ma intereseaza ce spun acesti domni, dar fiindca tot veni vorba, ma voi referi la o predictie pe care William Dembsky a facut-o in 2004 cu privire la prabusirea din lipsa de argumente stiintifice a Talibanului lui Darwin, si victoria stiintei fara agenda teologica care este bineinteles Intelligent Design.

În următorii cinci ani, darwinismul molecular, – ideea ca procesele darwiniste pot produce structuri moleculare complexe la nivel subcelular, – va fi mort. Când acest lucru se va întâmpla, biologia evolutionista va experimenta o criză de încredere, deoarece biologia evolutionista depinde de evoluția moleculelor potrivite. Prin urmare, prevăd un colaps al darwinismului în stil Taliban în următorii zece ani. Design Inteligent va profitai desigur în mare măsură. („Measure of Design: A Conversation About the Past, Present & Future of Darwinism & Design” Touchstone, volume 17, issue 6, pages 60-65, at page 64, July/August 2004).

Au trecut doi ani de la data anticipata pentru prabusirea Talibanului stiintific insa, la fel ca in cazul celuilalt Taliban, s-a dovedit inca o data ca wishing doesn’t make it so. Nu este dealtfel singura predictie si wish list a neoconilor (culoarea politica a lui Dembsky) la inceputul mileniului care nu s-a implinit, insa in acest caz lucrurile au iesit chiar pe dos. TE este astazi mai credibila decat oricand tocmai din cauza a ceea ce Dembsky numeste “darwinismul molecular”.

Afirmatia mea poate sa surprinda pe cei care cunosc doar partea Dembsky/ID a argumentului din evolutia moleculara computationala. De aceea trebuie sa adaug ca argumentul ID – improbabilitatea statistica a evolutie complexitatii si diversitatii – ignora matematica evolutiei moleculare asa cum este studiata de omul de stiinta si construieste in locul ei un om de paie pentru a fi daramat.

ID argumenteaza din ceea ce in teoria probabilitatilor se numeste se numeste probabiltate fizica. Este vorba despre limita calculata a frecventei unui numar de rezultate intr-un numar dat de incercari. Cand dai cu zarul exista o probabilitate de 1/6 pentru fiecare numar, sau 1/36 pentru acelasi numar daca arunci doua zaruri. ID arata la (im)probabilitatea statistica ca diversitatea si complexitatea moleculara a lumii vii sa fie rezultatul unui proces aleatoriu dirijat prin selectia naturala. Ca sa ma intorc la exemplul cu zarul, este foarte putin probabil ca doua zaruri sa cada 6/6 de 10 ori consecutiv.

Ce faci insa daca zarul a nimerit 6/6 de cateva ori consecutiv sub ochii tai? Aici se deosebeste probabilitate evidentiala a urmatorului 6/6 pe baza istoriei jocului de probabilitatea teoretica a frecventei rezultatelor 6/6 la un numar dat de trageri. Posibilitatea a zece 6/6 consecutive devine credibila pe baza rezultatelor obtinute pana acum in acelasi joc. La fel si suspiciunea ca jocul este facut. Suspiciunea este legitima pentru jucatorul care pierde. In cazul TE, cel care pierde jocul este teologul, de unde suspiciunea ca o inteligenta misterioasa dirijeaza zarul evolutiei.

Pentru omul de stiinta intrebarea este alta: exista o cauza naturala care mareste sansele ca 6/6 sa devina mai probabil decat alte rezultate? O explicatie ar fi ca centrul de greutate al zarurilor se afla mai aproape de latura cu 6. Nu conteaza daca zarurile au fost fabricate asa cu intentie (evolutionsim teist), sau daca este un accident de fabricatie (evolutionism a-teist). Omul de stiinta este agnostic metodologic chiar daca crede in Dumnezeu. Importanta este cauza naturala care modifica probabilitatea fizica in directia probabilitatii evidentiale.

Un exemplu familiar este predictia meteorologica. Atunci cand ne spune “astazi sunt 48% sanse de ploaie”, meteorologul calculeaza probabilitatea evidentiala. De cate ori a plouat atunci cand toate celelalte conditii meteorlogice au fost aceleasi? Raspunsul in cazul amintit este: de 48 de ori la suta de cazuri. De unde cele 48% sanse de ploaie.

Stiinta vremii este un bun exemplu si in cazul incalzirii globale. Istoria meteorologica a planetei arata o tendinta de crestere in temperatura globala care a inceput acum cateva decenii. Pe aceasta baza este calculata probabilitatea continuarii incalzirii planetei in viitorul previzibil. Catastrofa ecologica este posibila. In acest context, ne intrebam daca putem reduce probabilitatea. Data fiind relatia intre incalzirea planetei si revolutia industriala, si propietatea moleculei de CO2 de a inmagazina energie termala, corelatia intre emisia industriala de CO2 si incalzirea globala apare probabila. Omul de paie aici este idea ca credinta bazata pe probablilitate evidentiala este dogma. De fapt este vorba despre un pariu cu viitorul pe care nu putem risca sa-l pierdem.

Intorcandu-ne la TE, intrebarea este: pe ce ar paria un jucator indiferent la teologie dupa ce a calculat probabilitatea evidentiala a evolutiei moleculare? Omul de stiinta va raspunde ca toate dovezile arata la probabilitatea extrem de mare de a castiga pariul de partea evolutiei. Notiunea aceasta poate fi usor rastalmacita de cineva care nu intelege ca orice fapt stiintific este un adevar foarte probabil. Mai rau este insa faptul ca matematica pe baza careia se se stabileste probabilitatea evolutiei moleculare si a stramosului comun este ignorata de publicul larg. Asta face loc pentru omul de paie.

Iata cateva intrebari la care ar trebuii sa raspundem inainte de a pune banii jos in pariul cu Darwin:

Exista o schimbare/evolutie naturala in secventa moleculelor in proteine/ADN de la o generatie la alta?

Ce arata analiza comparata a acestor secvente la forme de viata diferite?

Indica ele la probabilitatea stramosului comun?

Corespunde arborele filogenetic dedus din analiza moleculara cu cel dedus din studiul fosilelor?

Care sunt instrumentele computationale pe care le folosesc oamenii de stiinta atunci cand cauta sa raspunda la aceste intrebari?

Voi incerca sa raspund in articolul urmator.