Darwinova černá skříňka

Michael J. Behe, autor knihy „Darwinova černá skříňka“, je biochemik (jeho práce se týkají struktury a interakcí DNA s bílkovinami). Stal se svědkem obrovského pokroku, který biochemie učinila zhruba od poloviny padesátých let. Vědecký pokrok pomohl nejen lépe chápat svět kolem nás, ale přinesl i řadu zlepšení v praktických oblastech života, včetně lékařství. O některých M. Behe píše. Zároveň se ptá, zda se dá vznik a vývoj složitých biochemických systémů vysvětlit na základě Darwinovy teorie.

Michael J. Behe a jeho kniha

Na začátku své knihy Behe uvádí, jak mnoho lidí se domnívá, že kdokoliv Darwinovu teorii zpochybňuje, nutně musí být kreacionistou, trvá na doslovném znění Bible a věří, že Země je stará jen asi 10 000 let. Behe se za kreacionistu nepovažuje, nemá důvody pochybovat o tom, že Země je stará miliardy let, jak to říkají fyzici. Idea, že všechny organizmy mají společného předchůdce, se mu zdá dost přesvědčivá a nemá zvláštní důvody o ní pochybovat. Váží si práce biochemiků, kteří zkoumají vývoj a chování organizmů v rámci evoluce, a domnívá se, že věda o malých věcech (molekulární biologie) nám pomůže nahlížet jiným způsobem na velké věci (organizmy). Připouští, že Darwinův mechanizmus – přírodní výběr – může přispět k vysvětlení řady jevů, nevěří však, že jím lze vysvětlovat podstatu života a jeho vznik i vývoj na molekulární úrovni.

Neredukovatelně komplexní molekulární systémy

Jaké důvody ho vedou k tomuto závěru ?

• Molekulární podstata některých biologických systémů, jako jsou krevní srážení, imunitní systém, vidění apod., je velmi složitá a Behe se domnívá, že tyto systémy jsou neredukovatelně komplexní (irreducibly complex). Neredukovatelně komplexní je ten systém, který je tvořen několika dobře propojenými, vzájemně interagujícími částmi, jež přispívají k základní funkci tohoto systému, přičemž odstranění kterékoli části vede ke ztrátě funkce systému. Behe uvádí, že Darwin ve své knize „O vzniku druhů“ říká:

  Jestliže by mohla být demonstrována existence komplexního orgánu, u nějž by nebylo možné, aby vznikl díky četným následným malým modifikacím, moje teorie by se zhroutila. (Přeložil E. P.)

  Když Darwin asi před 150 lety navrhoval svoji teorii, nemohl znát molekulární podstatu života. Živé organizmy se jevily jako poměrně jednoduché systémy a z hlediska našeho současného poznání můžeme říci, že pro Darwina představovaly „černé skříňky“, do jejichž podstaty nemohl nahlédnout. Behe se trpělivě snaží čtenáři vysvětlit, že některé biologické systémy jsou na molekulární úrovni neredukovatelně komplexní.

• Dokonce i v těch případech, kdy biochemický systém není neredukovatelně komplexní, ale je dostatečně složitý, je jeho vznik a vývoj podle darwinistického schématu velmi nepravděpodobný. Zmiňuje například biosyntézu adenozin-monofosfátu, kde vývoj zúčastněných genů náhodnými mutacemi, krok za krokem, je komplikován jemnými regulačními kroky, četnými meziprodukty, jejich nestabilitou apod. Pro lepší pochopení uvádí, že z Říma do Milána je možno dojít krok za krokem s jedním párem bot. Z Říma na Sicílii boty už nestačí, je třeba mít alespoň loď. Cesta pěšky na Měsíc je nemyslitelná.
• Ve vědecké literatuře neexistuje zmínka o tom, jak vznikly a jak se vyvíjely složité biochemické systémy, přestože existuje řada odborných časopisů a knih, které se věnují biochemické evoluci.

  Biochemické argumenty, které Behe uvádí, byly pro mne dosti přesvědčivé, ale nemohl jsem se zbavit pocitu, že Behe by mohl, z těch či oněch důvodů, darwinistům křivdit. Rozhodl jsem se usnadnit si práci a místo abych hledal případné chyby a rozpory v knize Michaela Behea, sáhl jsem po moderní darwinistické literatuře v naději, že její obsah ukáže, které z autorových argumentů se jeví jako chybné.

Dawkinsova Řeka z ráje

Vybral jsem si Dawkinsovu knihu, kterou Behe cituje a o jejímž českém překladu „Řeka z ráje“ jsem se dozvěděl z Vesmíru (Vesmír 76, 328, 1997/6). Dawkinsovou „řekou“ je tok DNA, který prostupuje časem, nikoliv prostorem. Takže, když někdo začne s DNA a bude snad psát o evoluci biologických systémů na molekulární úrovni, ukáže se, že Behe trochu přeháněl. Moje pochybnosti o darwinizmu se rozplynou a já se vrátím ke své práci s DNA. Četl jsem dál. Od toku DNA jsme se rychle dostali k veverkám, potom k pštrosům, šimpanzům a dalším. Tu a tam je zmínka o genetickém kódu a písmenkách v DNA, odpovídající populárním vysvětlením několika odstavců ze středoškolské učebnice. Následovalo konstatování, že kódový systém genů je záhadně podobný počítačovému. Četl jsem a četl, ale nenacházel jsem nic, co bych mohl použít k oslabení kritiky, kterou vyslovil M. Behe. Musím říci, že Dawkinsova kniha se čte pěkně, autor je nepochybně vynikající popularizátor. Potíže nastanou, když čtenář nad textem začne přemýšlet. Uvedu příklad:

Připusťme, že existuje jistá malá, i když veřejně často diskutovaná neshoda v tom, do jaké míry probíhá evoluce postupně a do jaké míry „skoky“. Avšak ve skutečnosti si nikdo nemyslí, že evoluce vůbec někdy byla natolik skoková, že by v jednom kroku vynalezla zcela nový bauplan. Autor, kterého jsem citoval (jeho jméno Dawkins neuvádí, jde o zoologa zabývajícího se evolucí v kambrijském období, pozn. aut.), publikoval své názory už r. 1958. Jen málo zoologů by dnes  zaujalo jeho postoj otevřeně, někdy to však zoologové činí, mlčky předpokládajíce,  že hlavní skupiny živočichů povstaly tak dokonale utvořené, jako vyskočila Athéna z hlavy Diovy, spíše než vznikly rozdělením populace předků náhodnou geografickou izolací. (Řeka z ráje, s. 25–26)

Pokud jsem správně porozuměl Darwinovi i Beheově knize, vyřešení této „malé, i když veřejně často diskutované neshody“ je pro platnost Darwinovy teorie rozhodující. Dawkinsova věta „Avšak ve skutečnosti si nikdo nemyslí ...“ je však pro mě poněkud nestravitelná. Nejen tato věta, ale i mnoho dalších v Dawkinsově knize mi připomíná jednoho z mých (vzdělanějších) učitelů marxizmu (povinného předmětu na vysokých školách v době mých studií). Ve své přednášce uváděl občas i zajímavá fakta, ale předem vždy dobře věděl, co mu nakonec, nezávisle na uvedených faktech, musí vyjít. Výše uvedené Dawkinsovy věty převedené do problematiky mého učitele marxizmu by mohly znít: „Existují sice určité náznaky, že ekonomika v USA funguje lépe než v SSSR, avšak ve skutečnosti si nikdo nemyslí, že by tomu tak bylo. Vítězství SSSR nad imperializmem je jisté!“ Tento způsob myšlení a vyjadřování kontrastuje se způsobem, který je běžný ve vědě, nebo alespoň ve vědách molekulárních, tak jak jej ze zkušenosti znám.

Rozdíly ve způsobu myšlení

Uvedu příklad, který by snad mohl ilustrovat způsob myšlení biochemiků, aby si jej čtenář mohl porovnat se způsobem myšlení a argumentací R. Dawkinse. Asi před 17 lety byla objevena levotočivá struktura dvojité šroubovice DNA v krystalech a v roztocích za podmínek blízkých fyziologickým (dvojitá šroubovice DNA je většinou pravotočivá). Úsilí vědců se rychle zaměřilo na zkoumání, zda tato forma DNA existuje i v buňkách. V krátké době dvě špičkové laboratoře v USA a v Německu levotočivou DNA prokázaly v buňkách pomocí protilátek. Velmi brzy se však ukázalo, že použitá metoda byla nevhodná (fixace buněk měnila nadšroubovicovou hustotu DNA a tvorbu levotočivé DNA vyvolávala uměle). Bylo tedy třeba hledat nové metody a přístupy.

Začátkem osmdesátých let jsme navrhli chemické sondy, které jsme později použili k výzkumu struktury DNA v buňkách, aniž by bylo třeba buňky fixovat. V r. 1987 jsme prokázali existenci levotočivé DNA v buňce. Obdobné výsledky získala nezávisle na nás, na základě jiné metody, i laboratoř v USA, která později naši metodu převzala. Vymýšleli jsme řadu kontrolních pokusů, které měly odhalit naše případné chyby, jak je to v biochemii obvyklé. Přesto, že naše metoda je ve světě používána, předpokládáme, že dříve nebo později se objeví metody lepší. Víme, že se může objevit pochybnost o existenci levotočivé DNA v buňce, možná někdo třeba i zapochybuje, že DNA může mít levotočivou strukturu in vitro (přesto, že byla prokázána pomocí rentgenové strukturní analýzy při vysokém rozlišení). Bude-li chtít svůj názor prosadit, bude muset předložit experimentální důkazy.

Dawkins se zabývá jistým druhem pacifického ostrovního hlemýždě, jehož ulita se stočí buď doleva, nebo doprava, a ve své knize Řeka z ráje uvádí: DNA molekula sama o sobě není ani levotočivá, ani pravotočivá, ale její fenotypový důsledek je. (s. 144)           

Snad Dawkins teprve hodlá předložit překvapující důkazy o tom, že DNA není ani levotočivá, ani pravotočivá, snad je to chyba překladu, snad to tak Dawkins nemyslel a chtěl jen říct, že molekula DNA není hlemýžď. Jinak by to bylo trapné, napsat knihu zabývající se DNA a neznat základní charakteristiky její molekuly.

Doporučuji čtenáři, aby si Dawkinsovu knihu přečetl. Pokud tam bude hledat vysvětlení vzniku a vývoje složitých molekulárních systémů, asi je tam nenajde, ale najde spoustu zajímavostí o pávech, lososech, včelích tancích, orchidejích aj. Dawkins např. uvádí, že když začal psát třetí kapitolu své knihy, dostal dopis od amerického ministra – ateisty, obráceného na víru tím, že si přečetl článek v National Geographic. Zaujala jej popisovaná reprodukční strategie jednoho druhu orchideje, která zahrnuje kooperaci vosího samečka. Květina se velmi nápadně podobá samičce tohoto druhu vosy, včetně otvoru na správném místě, takže sameček může kopulací s květinou právě dosáhnout pylu produkovaného květem. Pan ministr usoudil, že taková reprodukční strategie vyžaduje, aby vše bylo perfektní již od začátku.

Dawkins uvádí řadu příkladů toho, jak lze různé organizmy oklamat. Tím chce asi říct, že vosí sameček mohl být oklamán orchidejí, která nebyla zcela perfektní, a že pan ministr byl oklamán orchidejí s vosím samečkem, neboť neznal správné Dawkinsovo vysvětlení. Svoji úvahu uzavírá takto:

Důvod, proč nás oči a vosami opylované orchideje tak uchvacují, je to, že jsou nepravděpodobné. Nepravděpodobnost jejich spontánního vzniku šťastnou náhodou je příliš velká na to, než aby k tomu mohlo v reálném světě dojít. Postupná evoluce v malých krůčcích, kde každý krok je šťastný, ale ne příliš šťastný, je řešením hádanky. Kdyby však nebyla postupná, nebyla by pak řešením hádanky, ale pouze jejím znovunastolením. (s. 86)

Dawkins znovu předvádí argumentaci připomínající uvažování mého učitele marxizmu. Evoluce musí být postupná, protože kdyby nebyla, nedostali bychom takovou odpověď, jakou Dawkins očekává. Tedy žádná snaha předložit důkazy o tom, že se určitý systém vyvíjel postupně – je to zřejmě zbytečné, když Dawkins ví, že se postupně vyvinout musel.

Vznik života a ideologizace neodarwinizmu

Ke konci Řeky z ráje Dawkins píše: Na začátku exploze života neexistovala žádná mysl, žádná kreativita, žádný záměr. Existovala pouze chemie.                   

Toto tvrzení vyžaduje jen malou změnu Bible a získáme teistickou verzi Dawkinsova tvrzení: Na počátku života byla chemie. Bůh byl tedy chemik, udělal chemickou soupravu (kit) a z ní vznikl život. Jako chemik jsem na to pyšný – jenom mě mrzí, že tento převratný objev neudělal chemik. Neschopní chemici se totiž stále ještě moří se získáváním důkazů. Dawkins nemusí. Na počátku byla chemie – přece jen váhám, mám strach, aby se na mne nezlobili fyzici a matematici. Nebyl Bůh třeba fyzik, nebo snad matematik – či přímo informatik? To by se Bible nemusela upravovat. Na počátku bylo Slovo – tedy informace.

Nemám nic proti tomu, když vědec vedle své vědecké práce bojuje za nějakou myšlenku, třeba za myšlenku ateizmu, za zelenou přírodu, za náboženství, za práva domácích zvířat, nebo si jednoduše potřebuje přivydělat. Když při tom chce využívat vědecké poznatky, měl by vždy oddělit to, co věda prokázala, od toho, co je předmětem spekulací, diskusí a polemik, a zvláště pak od svých vlastních subjektivních názorů. Možná, že by tak odpadly různé spory. Jako třeba ten mezi neodarwinisty a kreacionisty. Tím chci říct, že ideologizace darwinizmu a metody některých neodarwinistů představují významnou stimulaci pro rozvoj kreacionizmu.

Zásah vyšší inteligence

V Dawkinsově knize jsem tedy nenalezl významnější argumenty, které bych mohl použít ke kritice názorů Michaela Behea. To zajisté neznamená, že se všemi jeho názory zcela souhlasím. Když M. Behe nenašel uspokojivou odpověď na otázku o vzniku a vývoji života v Darwinově teorii, začal uvažovat o tom, že komplexní biochemické systémy byly navrženy vyšší inteligencí.

Otázka je to sice zajímavá, ale nepovažuji ji za nejvhodnější pro současnou biochemii. Na druhé straně M. Behe není první, který otázku zásahu vyšší inteligence nastolil. Starou myšlenku panspermie oživil v poslední době objevitel dvojité šroubovice DNA, nositel Nobelovy ceny Francis Crick, když si uvědomil obtížnost vysvětlení vzniku života na Zemi na základě našich současných vědomostí. Podle Cricka byla naše Země vytipována mimozemskou civilizací a úmyslně na ni byly přeneseny zárodky, jako např. bakteriální spory, z nichž se později vyvinuly pokročilejší formy života. Není vyloučeno, že otázka mimozemských civilizací díky pokroku vědy v příštím tisíciletí přestane být záležitostí vědecko-fantastických románů a stane se součástí základního výzkumu.

Behe uvádí, že ve vědecké literatuře není ani zmínka o tom, jak se vyvíjely složité biochemické systémy. Je však možné, že biochemici, kteří se jeho knihou budou zabývat podrobněji, v ní najdou chyby.

Pseudogeny

Při svém nepříliš důkladném čtení jsem si všiml určité nejasnosti v odstavcích, kde Behe píše o pseudogenech* (s. 226). Na první pohled jsem měl pocit, že nezná literaturu o vzniku pseudogenů ani na úrovni náročnějších učebnic biochemie či molekulární biologie. Zaradoval jsem se, že se mi podařilo najít kolegovi biochemikovi v jeho knize chybu. Potom mi to ale nedalo a přečetl jsem znovu celou pasáž, kde Behe polemizuje s článkem Kena Millera.

K. Miller se domnívá, že teorie zásahu vyšší inteligence může být posouzena tím způsobem, že komplexní biologické systémy budou pečlivě zkoumány s cílem zjistit, zda byly optimálně navrženy z hlediska funkce, kterou vykonávají. Podle Millera by nalezení chyby znamenalo, že systém není výsledkem inteligentního návrhu, ale výsledkem evoluce, jejíž koncepce s chybami počítá. Behe Millerovy názory kritizuje a uvádí své výhrady k příkladům, které Miller předkládá. Jedním z nich je otázka pseudogenů. Miller o nich říká: ... teorie inteligentního návrhu nemůže vysvětlit přítomnost nefunkčních pseudogenů, aniž by připustila, že navrhovatel učinil vážnou chybu ... (s. 225). Behe s tímto názorem nesouhlasí a uvádí tři důvody:

1. To, že neznáme funkci pseudogenů, neznamená, že žádnou funkci nemají.
2. Evoluce nevysvětluje, jak pseudogeny vznikly.
3. Miller předpokládá, že komplexní biochemické systémy byly navrženy nedávno. Teorie „inteligentního návrhu však nevylučuje možnost, že tyto systémy byly navrženy před milardami let a dodnes prodělávaly normální procesy buněčné reprodukce.

Bod 2 se mi jeví jako poněkud problematický, protože různé učebnice nabízejí evoluční výklad vzniku pseudogenů. Např. J. D. Watson a spol. v „Recombinant DNA“ uvádějí příklady vzniku pseudogenů na molekulární úrovni. Behe buď tento výklad nepovažoval za postačující, nebo o něm nevěděl. Druhá možnost se zdá být méně pravděpodobná, protože Behe ve své knize uvádí, že evoluce pseudogeny vysvětluje jako náhodné chyby při duplikaci genů, což je, v poněkud zjednodušené formě, v souhlase s výkladem vzniku pseudogenů uváděným v učebnicích.

Snad by bylo vhodné na tomto místě citovat několik vět z Darwinova úvodu v knize „O vzniku druhů přirozeným výběrem“: Tento výtah, který nyní podávám veřejnosti, musí nutně býti nedokonalý. Nemohu podati zde doklady a citáty pro svoje některá tvrzení a musím spoléhati na čtenáře, že bude mít nějakou důvěru v mou přesnost. Není pochybnosti o tom, že mohly se vlouditi omyly...

Nakonec zvítězí selekce

Ať už jde o chybu, kterou učinil Behe, nebo o nedorozumění plynoucí z nejednoznačné formulace, takové jednotlivosti jen stěží naruší základní poselství celého díla. Kniha zdůrazňuje mezery v našich současných vědomostech a upozorňuje na jednostrannost některých neodarwinistických výkladů, postrádajících solidní vědecké podklady. Zároveň nabízí možnosti alternativního výkladu vzniku a vývoje komplexních biochemických systémů.

Jaké závěry jsem při svém přemýšlení o darwiniznu učinil? I nadále si myslím, že Darwinova teorie patří k velkým vědeckým teoriím a že v dohledné době nezanikne, i když věda odhalí další důležité mechanizmy, které se mohou při evoluci uplatňovat. Přikláním se však k názoru Michaela Behea, že chybějí přesvědčivé důkazy pro neodarwinistická tvrzení, že sama Darwinova teorie postačuje v současné době k vysvětlení vzniku a vývoje života na Zemi. Naše vědomosti o vzniku života na Zemi jsou natolik kusé, že neumožňují žádná kategorická, a přitom pravdivá a vědou podložená prohlášení (určená pro veřejnost) o tom, jak život vznikl. Pokud se tyto vědomosti stávají základem nových ideologií, stojí tyto ideologie na vratkých nohou.

Věda vytváří své teorie a paradigmata v naději, že další výzkum povede buď k jejich zpřesnění, anebo k jejich zapomenutí. M. Behe přišel s myšlenkou, že komplexní biochemické systémy byly navrženy vyšší inteligencí. Tuto myšlenku, podobně jako Darwinovu teorii, lze dnes obtížně vyvrátit. Můžeme očekávat, že i v tomto případě zvítězí nakonec selekce: ty myšlenky a teorie, které nebudou odpovídat našemu poznání, budou opuštěny.      ¨