Sinds het Scopes-proces van 1925 en het Darwin-eeuwfeest van 1959, heeft het neodarwinisme intimidatie en groepsdenken gebruikt om zijn status van “geaccepteerde waarheid” te handhaven zonder verder bewijs.
Kritische artikelen zijn verschenen, maar meestal niet in de toonaangevende biologische tijdschriften. Het uiten van twijfels over Darwin heeft vaak de carrière van velen beperkt (zie Free Science).
Kijk naar deze recente artikelen en zie of het nu veiliger lijkt om de almacht van willekeurige mutaties en natuurlijke selectie in twijfel te trekken.
Hoe Krachtig is Natuurlijke Selectie nu Echt?
- Venkataram et al., “Evolutionary stalling and a limit on the power of natural selection to improve a cellular module,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 17 juli 2020.
Hoe krachtig is natuurlijke selectie als het kan stoppen? Dit team deed mutatie-experimenten op de vertaalmachines van E. coli en ontdekte dat “cellulaire modules misschien niet volledig worden geoptimaliseerd door natuurlijke selectie, ondanks de beschikbaarheid van adaptieve mutaties.”
Darwins mechanisme is niet almachtig. Natuurlijke selectie, die blind is, kan stoppen met het verbeteren van een module en naar een andere overspringen, waardoor de eerste module niet optimaal wordt.
De auteurs zeggen niet dat ze niet meer in natuurlijke selectie geloven, maar ze verliezen wel vertrouwen in haar vermogen om moleculaire machines door een simpel mechanisme te verklaren.
Onze resultaten laten zien dat het onmogelijk is om de evolutie van een cellulaire module volledig te begrijpen zonder het genoom waarin het is gecodeerd en de populatieprocessen die evolutie beheersen te bekijken.
Het vermogen van natuurlijke selectie om een enkele module te verbeteren hangt af van de populatiegrootte, de recombinatie snelheid, de beschikbaarheid en de fitness-effecten van alle gunstige mutaties in het genoom en hoe deze factoren veranderen naarmate populaties zich aanpassen.
Verder theoretisch werk en empirische metingen, geïntegreerd over meerdere niveaus van biologische organisatie, zijn nodig om de adaptieve evolutie van modulaire biologische systemen te begrijpen.
- Todesco et al., “Massive haplotypes underlie ecotypic differentiation in sunflowers,” Nature, 8 juli 2020. Zie ook dit van de Universiteit van Brits-Columbia, “Supergenen spelen een grotere rol in evolutie dan eerder gedacht.”
Dit team herhaalde een oude kritiek op Darwin: “een lange evolutionaire vraag – die teruggaat tot de kritiek van Darwins tijdgenoten – is hoe zulke ecologische divergentie kan plaatsvinden bij hybridisatie met niet-aangepaste populaties.”
In hun studies van zonnebloemen vonden de onderzoekers aanpassing niet door traditionele neo-darwinistische mechanismen, maar door informatie-uitwisseling: hybridisatie en introgressie.
Ze verklaren dit niet-darwinistische “lenen” van supergenen, die “Massieve blokken genen zijn — samen geërfd in ‘plug-and-play’ stijl.” Herinner je je de term “plug-and-play”? Dat was in intelligent ontworpen apparaten die zonder tussenkomst van de gebruiker in een computer konden werken.
“Aanvankelijk geloofden evolutionaire biologen dat geografische isolatie tussen populaties nodig was voor hen om zich te differentiëren in ecologische rassen of afzonderlijke soorten,” zegt de evolutionair bioloog Loren Rieseberg van de UBC. “Maar recent onderzoek toont aan dat populaties die zij aan zij bestaan, zich kunnen, en doen, differentiëren.”
“De eigenschappen die zulke differentiatie beheersen, lijken vaak als supergenen te worden geërfd, ondanks genetische uitwisseling met niet-aangepaste populaties die in de buurt zijn. In veel gevallen kunnen planten zich aanpassen aan een nieuwe omgeving door een supergen of twee te lenen van een verwante soort die al is aangepast.”
Dergelijke mechanismen van supergen-uitwisseling “spelen een grotere rol in evolutie dan eerder gedacht,” zegt de kop. Binnen een supergen, dat zo lang kan zijn als enkele miljoenen basenparen DNA, kunnen meerdere adaptieve eigenschappen van de ene plant naar de andere worden doorgegeven.
Deze kunnen eigenschappen omvatten zoals “zaadgrootte, bloeitijd, evenals het vermogen om omgevingsstress zoals droogte of beperkte beschikbaarheid van voedingsstoffen te weerstaan, onder vele andere.” Hier was hun reactie op het waarnemen van een alomtegenwoordig, niet-darwinistisch proces:
“We waren behoorlijk verrast,” zegt geneticus Marco Todesco van de Universiteit van Brits-Columbia. “Gevallen waarin individuele supergenen adaptieve eigenschappen beheersen, waren eerder gemeld, maar het was niet duidelijk of ze de regel of slechts een klein aantal vreemde uitzonderingen waren. Wat we hebben gevonden, is dat supergenen een alomtegenwoordige rol spelen in aanpassing en echt enorm kunnen zijn.”
Niet-Darwinistisch Denken Onder Biologen
- Visser et al., “Phenotypic plasticity explains violations of Dollo’s Law,” bioRxiv, 19 juli 2020.
Dit artikel en het volgende zijn preprints (nog niet door vakgenoten beoordeeld), maar ze laten extra niet-darwinistisch denken zien onder biologen die bereid zijn hun nek uit te steken. Deze auteurs bestudeerden een eigenschap die een aan-uitschakelaar had. Dat is best cool in ontwerpdenken.
Waarom zou natuurlijke selectie een nutteloze eigenschap 200 miljoen jaar behouden? Misschien was het organisme geprogrammeerd met vooruitziende blik om te weten dat de eigenschap op een dag weer nuttig zou kunnen zijn als de omgeving zou veranderen.
Dollo’s wet van onomkeerbaarheid stelt dat zodra een complexe aanpassing verloren is gegaan in de evolutie, deze niet opnieuw zal worden verkregen. Recent zijn verschillende schendingen van dit principe beschreven. Hier stellen wij dat de logica achter Dollo’s wet alleen van toepassing is op eigenschappen die constant worden uitgedrukt, terwijl het faalt in het geval van ‘plastische’ eigenschappen die op- of neerwaarts worden gereguleerd naar behoefte.
We hebben deze hypothese getest voor een archetypische schending van Dollo’s wet, het verlies en herstel van vetsynthese bij parasitaire wespen. Wespen van geslachten die naar verluidt hun lipogene capaciteit meer dan 200 miljoen jaar geleden hadden verloren, werden onder verschillende omstandigheden gekweekt.
In lijn met onze hypothese bleek dat de vetsynthese niet was verloren maar alleen werd ingeschakeld in omgevingen met weinig vet. Deze plasticiteit kan niet alleen veronderstelde schendingen van Dollo’s wet verklaren, maar ook het behoud van aanpassingen aan zeldzaam voorkomende extreme gebeurtenissen.
Punk Eek, Terug in de Mode?
- Bakhtin et al., “Punctuated equilibrium as the default mode of evolution of large populations on fitness landscapes dominated by saddle points in the weak-mutation limit,” bioRxiv, 29 juli 2020.
Eugene Koonin, een bekende criticus van het Darwinistische conformisme, droeg bij aan dit artikel, waarin wordt betoogd dat punctuated equilibrium de “standaard modus van evolutie” is onder bepaalde omstandigheden, en dat stasis de norm is. De openingszinnen herinneren aan Stephen Jay Gould’s gedurfde aanval op het standaard neodarwinisme terug in de jaren 1980:
Punctuated equilibrium is een modus van evolutie waarin fenotypische veranderingen plaatsvinden in snelle uitbarstingen die worden gescheiden door veel langere perioden van stasis waarin mutaties zich ophopen maar geen grote fenotypische veranderingen plaatsvinden. Punctuated equilibrium is oorspronkelijk voorgesteld binnen het kader van de paleobiologie, om het gebrek aan overgangsvormen te verklaren dat typerend is voor het fossielenbestand.
- Zapeta-Martinez et al., “Parallel PRC2/cPRC1 and vPRC1 pathways silence lineage-specific genes and maintain self-renewal in mouse embryonic stem cells,” Science Advances, 1 april 2020.
De betekenis van dit artikel blijkt duidelijk uit de titel van het nieuwsbericht van de University of Southern California, “Ontwerp redundantie zit in ons DNA.” Ontwerp? Kun je dat zeggen in een wetenschappelijk artikel? Oliver Bell glimlacht in de bijgaande foto, blijkbaar niet bang voor censuur door de Darwinistische mandarijnen.
“Ontwerp redundantie is niet alleen een uitvinding van ingenieurs voor het bouwen van machines, maar ook een principe van de natuur voor het ontwerpen van organismen,” schrijft Cristy Lytal in de eerste zin. Jakkes! Waar zijn de censoren gebleven?
Hoewel het artikel zelf ontwerp (zoals in intelligent ontwerp) niet vermeldt, wordt “redundantie” 17 keer genoemd, bijvoorbeeld: “deze bevindingen … tonen aan dat PRC2/cPRC1 en vPRC1 redundant werken om lijnspecifieke genen te onderdrukken en ervoor te zorgen dat de zelfvernieuwing van mESC robuust wordt gehandhaafd.” Natuurlijk moet natuurlijke selectie verantwoordelijk zijn voor deze uitstekende prestatie. Wat? Geen vermelding van Darwin, selectie of evolutie?
De redundantie is dat er twee aparte groepen PRCs [polycomb repressieve complexen] zijn, en beide groepen onafhankelijk en tegelijkertijd werken om dezelfde lijnspecifieke genen te onderdrukken. Als PRC groep één stopt met werken, kan groep twee de klus klaren. Als PRC groep twee faalt, dan is groep één een capabele backup.
Redundantie klinkt als een principe dat een ingenieur zou ontwerpen in een robot of softwareprogramma voor kritieke failsafe functies. Waarom zou natuurlijke selectie dat doen? Het eerdere artikel van Venkataram et al. ontdekte al dat “cellulaire modules mogelijk niet volledig geoptimaliseerd zijn door natuurlijke selectie ondanks de beschikbaarheid van adaptieve mutaties.”
Als één PRC onwaarschijnlijk zou evolueren om geoptimaliseerd te worden door natuurlijke selectie, waarom zou een tweede dan ontstaan en ook geoptimaliseerd worden? Dit is ongetwijfeld een van de vele back-upplannen in de levende wereld.
De wetenschappers observeerden hoe stamcellen hun identiteit behouden tijdens de ontwikkeling. Bell voegt toe,
“De PRCs coördineren dus redundante mechanismen die zorgen voor een robuuste onderdrukking van belangrijke lijnspecificatiegenen, niet alleen voor differentiatie, maar ook voor het behouden van de identiteit van muis embryonale stamcellen.”
Ontwerp, duidelijk, is “geschreven in ons DNA.” Wat een concept. Het zou tot een beweging kunnen leiden.
Ook lezen:
Veelgestelde vragen
Wat zijn de beperkingen van natuurlijke selectie volgens recente studies?
Recente studies tonen aan dat natuurlijke selectie mogelijk niet alle biologische modules volledig optimaliseert, wat haar almacht in twijfel trekt.
Hoe dragen supergenen bij aan evolutie?
Supergenen, grote blokken genen die samen worden geërfd, spelen een grotere rol in evolutie dan eerder gedacht, door adaptieve eigenschappen tussen soorten over te dragen.
Wat is punctuated equilibrium in evolutie?
Punctuated equilibrium is een evolutionair model waarin fenotypische veranderingen snel plaatsvinden, gevolgd door lange perioden van stasis, wat de afwezigheid van overgangsvormen in het fossielenbestand verklaart.
Hoe verklaren wetenschappers schendingen van Dollo’s wet?
Wetenschappers suggereren dat fenotypische plasticiteit, het vermogen van organismen om eigenschappen naar behoefte aan- en uit te schakelen, schendingen van Dollo’s wet kan verklaren.
Wat betekent “ontwerp redundantie” in de context van evolutie?
Ontwerp redundantie verwijst naar het bestaan van meerdere mechanismen die hetzelfde biologische proces ondersteunen, wat suggereert dat natuur complexe failsafe systemen heeft gecreëerd.
Wat is het belang van het onderzoek naar de vertaalmachines van E. coli?
Het onderzoek naar de vertaalmachines van E. coli toont aan dat natuurlijke selectie niet altijd in staat is om biologische modules volledig te optimaliseren, wat wijst op grenzen aan haar vermogen.
Hoe beïnvloedt hybridisatie de evolutie van zonnebloemen?
Hybridisatie en introgressie, waarbij genetische informatie tussen populaties wordt uitgewisseld, spelen een cruciale rol in de ecotypische differentiatie van zonnebloemen, buiten de traditionele Darwinistische mechanismen om.
