Alle som spiller gitar vet hva finstemming betyr, og de som mikser lyd på miksebordet vet at alle lydkildene justeres i harmoni før konserten kan starte, skriver kronikkforfatterne.
Alle som spiller gitar vet hva finstemming betyr, og de som mikser lyd på miksebordet vet at alle lydkildene justeres i harmoni før konserten kan starte, skriver kronikkforfatterne.

Ny viten om livets finjustering

KRONIKK: Vi må tørre å stille ubehagelige spørsmål om sannsynligheter.

Publisert

Det er positivt at vår ferske artikkel i Journal of Theoretical Biology om statistiske metoder for finjustering i biologi vekker debatt. Forskning utvikler seg stadig der forskjellige hypoteser og teorier kan testes oppimot hverandre.

Erik Tunstad virker å være enig med oss om at finjustering er et observert faktum, i sin kommentar på forskning.no. Startverdier og naturkonstanter må finstemmes for at universet skal gi vilkår for biologisk liv, og selve livet krever også at hver celle inneholder funksjonelle strukturer og finurlige nettverk av proteiner og andre molekyler.

Alle som spiller gitar vet hva finstemming betyr, og de som mikser lyd på miksebordet vet at alle lydkildene justeres i harmoni før konserten kan starte.

Finstemming inntar biologien

Finjusteringsbegrepet (engelsk «fine-tuning») har fått mye oppmerksomhet innen fysikk etter den overraskende oppdagelsen for flere tiår siden, og slår fast at de grunnleggende naturkonstantene i fysikken er finjustert til presise verdier for en rik kjemi og dermed muligheten for liv.

Finjustering er enda ikke brukt i bred skala innen molekylærbiologi. Artikkelen vi har skrevet påviser samme sjeldenhet av funksjonelle proteiner, komplekse biokjemiske maskiner i levende celler og i cellenettverk – en finstemthet som tidligere er påvist innen fysikk og kjemi.

Mulighetsrommet man skal lete i for å ta patent på et helt nytt protein er ekstremt stort. Men med nok tid og nok forsøk så er vel alt mulig? Dersom man ser til det totale estimerte antallet organismer som har levd på jorden, så er heller ikke det tilstrekkelig for å kunne forklare de utallige «vellykkede treffene» i dette enorme mulighetsrommet. Det finnes ikke noe mellom-funksjonelt protein – enten så fungerer det eller ikke.

Følger av naturvitenskapelige metoder

I sin kommentar blander Tunstad sammen det faktum at vi er her, med en forklaring på hvordan det kan ha seg at vi er her. Det faktum at liv eksisterer brukes som god nok forklaring på hvorfor liv eksisterer, og selv om dette er aldri så usannsynlig så betyr det ingenting annet enn at det skjedde. Det ligger derimot i vitenskapens natur å søke etter både beskrivelser og dypere innsikt, ikke bare parkere forskningsiveren ved å betrakte fakta som selvfølger vi ikke trenger å ettergå i sømmene.

Spørsmålet er hvordan finstemte systemer kan forklares. I artikkelen vi har skrevet defineres og detekteres finstemming med rent naturvitenskapelige metoder. Artikkelen foreslår et statistisk rammeverk for å estimere sannsynligheten for at livets mangfold har oppstått gjennom tilfeldige evolusjonsprosesser. Vi siterer et stort antall forskningsartikler som indikerer at denne sannsynligheten er svært lav, og hvordan dette utfordrer tradisjonell darwinistisk tenkning.

Statistiske modeller spiller i dag en viktig rolle innen biologien. Alternativet til å utvikle og anvende teoretiske modeller er gjerne bygget på ren magefølelse. Den tradisjonelle biologien er dominert av en krampeaktig darwinisme som ikke spør hva som er den underliggende forklaringen, men hva som passer. Det er nettopp her finjustering gir et rikere rammeverk for en økt forståelse.

Bygger på eksperimenter fra Cambridge

Vårt arbeid er langt ifra uten holdepunkter i data. Et av de sentrale eksperimentelle arbeidene med proteiner vi bygger rammeverket vårt på er utført ved det velkjente Medical Research Council Centre i Cambridge, av molekylærbiologen Douglas Axe. Resultatene er beskrevet i vår artikkel.

Det som i dag kalles molekylære motorer består av flere separate proteindeler og behandles også utførlig. Ordet motor er i denne sammenhengen ikke en metafor, men en realitet. Levende celler viser strukturer og funksjoner som best kan forstås på ingeniørnivå.

I 1998 innså Bruce Alberts, lederen for National Academy of Sciences i USA, dette ved å publiserte en viktig artikkel som forberedte neste generasjon molekylærbiologer: The Cell as a Collection of Protein Machines: Preparing the Next Generation of Molecular Biologists. Dette dannet blant annet grunnlaget for den økende kritikken av den moderne versjonen av Darwins teori (nydarwinismen). Kritikken fikk sitt gjennombrudd på selveste Royal Society i London i 2016.

Tilfeldig vandring og Lotto

I sin kommentar hevder Tunstad også at siden evolusjonen mangler mål og mening, så kan utvikling skje i mange forskjellige retninger. Dette øker sannsynligheten for at evolusjonen vil utvikle avanserte livsformer, av samme grunn som at sannsynligheten for at noen vinner Lotto er større enn at en bestemt person gjør det.

Selv om dette delvis er i strid med Tunstads øvrige påstand om at mutasjoner og naturlig seleksjon har en retning, er det fremdeles et gyldig argument, som potensielt kan øke graden av forklaring i evolusjonsprosesser. Men empiriske studier har vist at evolusjonen er veldig begrenset i valgene sine for å nå et mål. I tillegg ser bare et begrenset antall mål ut til å være oppnåelig i det hele tatt.

Allerede på 1970-tallet viste japanerne Motoo Kimuras at de fleste mutasjoner er nøytrale eller skadelige. Dette betyr at uansett hvilken vei evolusjonen tar, vil de nye mutasjonene i lang tid bryte ned informasjon og derfor ikke være i stand til å utvikle de høyere livsformene som darwinismen krever. Tilfeldig omrokkering av en kode eller tekst vil degradere informasjonen, ikke bygge opp informasjonen. Hvis genetikeren og statistikeren Ronald Fisher på 1930-tallet hadde kjent til Kimuras teori, ville han ha måttet omformulere sin matematiske teori om evolusjon, som var basert på at mutasjoner i gjennomsnitt var nøytrale.

Når det gjelder fortolkning av finjustering i en større sammenheng enn den rent naturvitenskapelige, er dette avhengig av konteksten. Vi har allerede en rik faglitteratur om dette ut fra oppdagelsen av finjustering innen fysikken. Dørene åpnes til flere andre fagområder, deriblant vitenkapsfilosofi. At dette skaper en viss uro blant en del av nydarwinistene er ikke til å legge skjul på.

Finjustering og design fortjener oppmerksomhet i mange av våre vitenskapelige miljøer.

Kildene bak kronikken:

Steinar Thorvaldsen & Ola Hössjer, “Using statistical methods to model the fine-tuning of molecular machines and systems”, Journal of Theoretical Biology, 2020.
Denis Noble, “Neo-Darwinism, the Modern Synthesis and selfish genes: are they of use in physiology?”, Journal of Physiology, 2010.

Douglas Axe, “Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds”, Journal of Molecular Biology, 2004.

Douglas Axe, “Undeniable: How Biology Confirms Our Intuition That Life Is Design”, 2017,
Bruce Alberts, “The cell as a collection of protein machines: preparing the next generation of molecular biologists”, Cell, 1998.

Suzan Mazur,“Who’s Invited to the Royal Society Evolution Paradigm Shift Meeting? - The Unofficial List”, Huffington Post.
William F. Basener & John C. Sanford,“The fundamental theorem of natural selection with mutations”, Journal of Mathematical Biology, 2017.