A Evolução da Aptidão Aprimorada: Correspondência com Lee Spetner

1. Introdução

Em junho de 2000, um leitor do meu ensaio no Talk.Origins A Evolução da Aptidão Aprimorada sugeriu que eu solicitasse uma resposta ao Dr. Lee M. Spetner. O livro de Spetner, "Not by Chance", ataca a teoria da evolução usando argumentos da teoria da informação, em um esforço para apoiar uma alternativa de "criação" mal articulada. Eu enviei um e-mail para Spetner, e uma extensa (e interessante, na minha opinião) correspondência se seguiu, à qual concordamos em vincular ao ensaio original do Talk.Origins. A correspondência não editada é difícil de seguir. Não foram impostas limitações de comprimento a nenhum de nós, e muitos pontos feitos por cada um de nós foram abordados pelo outro em comentários espalhados por vários e-mails sucessivos. Para tornar a correspondência legível, assemblei os vários argumentos relevantes para uma questão particular no debate. Esta versão contém a maioria dos argumentos centrais à correspondência, mas, devido a restrições de tempo, alguns foram omitidos. Esta versão editada não foi aprovada por Spetner, e ele provavelmente terá mais refutações. A correspondência será atualizada periodicamente conforme o tempo permitir.

Em sua primeira postagem de nossa correspondência, Spetner preparou o cenário, expressando sua visão de que, se as espécies modernas complexas ocorreram através da "grande varredura da evolução" conforme imaginado pela teoria neo-darwinista (TND), as mutações que adicionaram informação nova ao "biocosmo" devem ter ocorrido. De acordo com Spetner, no entanto, nenhuma das mutações observadas em modelos experimentais de evolução realmente adiciona informação conforme ele a analisa; portanto, Spetner conclui que, não importa quantas mutações do tipo observado tenham ocorrido, elas não poderiam explicar o aumento na informação genômica postulado pela evolução. Aqui está o texto do início da postagem de Spetner, e minhas respostas a alguns pontos menores. Os comentários de Spetner estão em tipo menor, e as recuos sucessivos indicam respostas sucessivas sobre pontos individuais. Comentários editoriais feitos para esta montagem compilada de nossa correspondência são indicados [entre colchetes].

Estou escrevendo este ensaio em resposta a um pedido de Edward E. Max para comentar sua postagem A Evolução da Aptidão Aprimorada (atualizada em 12 de julho de 1999). Seu ensaio é uma tentativa de defender a teoria evolutiva contra ataques de criacionistas. Embora Max tenha acertado alguns pontos contra algumas alegadas alegações criacionistas, ele falhou em defender a evolução darwiniana contra meu ataque a ela em meu livro Não por Acaso. Ele não mencionou meu livro em sua postagem, mas referiu-se ao meu livro em seu pedido de meus comentários. Também aproveitarei esta oportunidade para esclarecer algumas questões em meu livro sobre as quais alguns leitores escreveram para mim.

A mensagem principal da evolução é que toda a vida desceu com modificações de uma suposta fonte primitiva única. Eu chamo isso ao grande arco da evolução. O mecanismo oferecido para o processo de modificação é basicamente o darwiniano de uma longa série de etapas de variação aleatória, cada uma seguida pela seleção natural. A variação é geralmente entendida hoje como sendo mutações aleatórias no DNA.

Essa fonte primitiva da vida é assumida ser suficientemente simples para que pudesse ter surgido de material não vivo por acaso. Não há teoria hoje que possa explicar tal evento, mas não abordarei essa questão aqui. Isso é para outro lugar e outro tempo. O que é relevante para esta discussão é que o requisito de que a vida surgiu espontaneamente estabelece, no mínimo, um limite superior rigoroso na complexidade e no conteúdo de informação da suposta primeira organização que poderia se reproduzir, e assim servir como um veículo a partir do qual lançar a evolução darwiniana. A questão que abordo aqui é a alegada desenvolvimento de toda a vida pelo processo neodarwiniano de mutação aleatória e seleção natural, começando de um início suficientemente simples.

Apesar da insistência dos evolucionistas de que a evolução é um fato, ela é realmente nada mais do que uma história improvável. Ninguém jamais mostrou que a macroevolução pode funcionar. A maioria dos evolucionistas assume que a macroevolução é apenas uma longa sequência de eventos microevolutivos, mas ninguém jamais mostrou que seja assim. (Aqueles poucos evolucionistas que sustentam que a macroevolução é realmente diferente da microevolução mudaram sua história várias vezes desde que primeiro a apresentaram, e seu mecanismo é tão vago que não consigo dizer o que é. John Maynard Smith parece ter uma opinião similar.)

Para que o grande processo da evolução funcione, longas sequências de mutações "benéficas" devem ser possíveis, cada uma construindo sobre a anterior e conferindo uma vantagem seletiva à organização. O processo deve ser capaz de levar não apenas de uma espécie para outra, mas ao avanço inteiro da vida de um início simples à plena complexidade da vida hoje. Deve haver uma longa série de mutações possíveis, cada uma das quais conferindo uma vantagem seletiva à organização para que a seleção natural possa fazê-la assumir a população. Além disso, deve haver não apenas uma, mas muitas séries assim.

A cadeia deve ser contínua no sentido de que em cada estágio uma mudança de um único par de bases em algum lugar do genoma pode levar a uma organização mais adaptativa em algum contexto ambiental. Ou seja, deve ser possível continuar a subir uma "adaptativa" colina, uma mudança de base após outra, sem ficar preso em um máximo adaptativo local. Ninguém jamais mostrou que isso seja possível.

Agora alguém poderia dizer que se a evolução ficasse presa em um máximo local, uma grande mudança genética como uma recombinação ou uma transposição poderia trazê-la a outro pico mais alto. Grandes mudanças adaptativas são, no entanto, altamente improváveis. Elas são ordens de magnitude menos prováveis do que obter uma mudança adaptativa com uma única substituição de nucleotídeo, o que por si só é improvável. Ninguém mostrou que isso seja possível também.

Além disso, como notei em meu livro, as grandes mutações como recombinações e transposições são mediadas por enzimas especiais e são executadas com precisão - não o tipo de coisas que se esperaria de eventos que deveriam ser os produtos do acaso. Os evolucionistas escolheram o mecanismo de aleatoriedade, a propósito, porque não conseguimos pensar em outra maneira que as mutações benéficas poderiam ocorrer na ausência de uma lei que poderia governá-las. Rearranjos genéticos podem não ser realmente aleatórios de todo. Eles não parecem se qualificar como as mutações aleatórias que os neodarwinistas podem invocar sempre que necessário para escapar de um máximo adaptativo local.

Os evolucionistas podem argumentar, e com razão, que não temos maneira de observar longas séries de mutações, já que nosso tempo de observação é limitado a um intervalo relativamente curto. Nossas observações genéticas ao longo dos últimos 100 anos são mais como um instantâneo da evolução do que um intervalo representativo no qual podemos procurar a série longa de mudanças requerida. Mas nossa incapacidade de observar tais séries não pode ser usada como uma justificativa para a suposição de que as séries que a teoria darwiniana requer realmente existem.

Concordo que não há exemplos definitivos onde uma mudança macroevolutiva (como o desenvolvimento de cetáceos a partir de mamíferos terrestres) tenha sido demonstrada como resultado de uma cadeia específica de mutações. E concordo com seu comentário adicional de que "não temos como observar uma longa série de mutações". Mas você prossegue dizendo que "nossa incapacidade de observar tais séries não pode ser usada como justificativa para a suposição de que a série que a teoria darwiniana requer realmente existe". Na minha opinião, uma conclusão igualmente razoável seria que nossa incapacidade de observar tais séries não pode ser usada como justificativa para a suposição de que tal série de mutações NÃO ocorreu. Na ausência de dados conclusivos definindo tal série, se queremos distinguir entre várias hipóteses para explicar a evolução, devemos confiar em outros dados, como os provenientes de vários sistemas modelo de laboratório que mostram adaptações em prazos curtos o suficiente para que possamos observá-los. Em seguida, devemos extrapolar o melhor que pudermos as informações aprendidas desses sistemas modelo para as questões sobre a origem das espécies. Esta extrapolação de sistemas modelo de laboratório para sistemas não observáveis no laboratório é o método científico comum à medicina, astronomia, química, meteorologia, física, etc.

Agora Ed, isso é ridículo! Essas duas afirmações não são simétricas. Eu não preciso assumir que a série não ocorreu para fazer um caso pela inadequação da TND. Você, que está baseando sua teoria da evolução na ocorrência de tal série, é obrigado a mostrar que ela existe, ou pelo menos que é provável que exista. Você está obrigado a demonstrar uma existência. Eu não estou obrigado a provar uma não-existência.

[Acho que há alguma confusão semântica aqui sobre a palavra "justificativa" na frase de Spetner: "Mas nossa incapacidade de observar tais séries não pode ser usada como justificativa para a suposição de que a série que a teoria darwiniana exige realmente existe." Ele está correto ao afirmar que a aceitação da TND implica a crença de que uma série de mutações sucessivas (incluindo duplicações e translocações) ocorreu na evolução de um genoma primitivo antigo para o genoma complexo de uma espécie moderna. Como podemos acessar apenas genomas de espécies modernas (ou muito recentes), nunca poderemos obter a evidência direta - ou seja, uma lista completa dessas mutações - que alguns anti-evolucionistas (por exemplo, Behe) parecem achar necessária para apoiar a TND. Na ausência de tal evidência direta, parece inútil argumentar qual lado está "obrigado" a fornecer que evidência indireta; certamente nenhum dos lados pode esperar algo próximo de uma "prova". Embora Spetner negue que está "obrigado a provar a não-existência" de tal cadeia de mutações, todo o seu esforço na correspondência parece ser direcionado exatamente para esse objetivo. Os evolucionistas têm o trabalho de defender a razoabilidade de tal série de mutações. Acredito que Spetner concordaria com isso.]

Mas o argumento contra a teoria darwiniana é consideravelmente mais forte do que isso. A teoria exige que haja um vasto número de possíveis mutações pontuais que, combinadas com a seleção natural, podem produzir os avanços evolutivos que poderiam gerar o grande avanço da evolução. Como deve haver um grande número de mutações qualificadas, pelo menos algumas delas deveriam ter sido observadas em alguns dos muitos laboratórios de genética ao redor do mundo. Todas as mutações nessas longas séries não só devem conferir vantagem seletiva ao organismo, mas também devem, em média, contribuir para o aumento de informação, ou complexidade, que certamente distingue a vida atual do organismo primitivo suposto.

Essas mutações devem ter quaisquer características necessárias para servirem como elementos do grande avanço da evolução. Assim, para uma mutação se qualificar como um membro representativo da multidão de longas séries exigidas que são supostas para produzir a evolução, ela deve trazer nova informação não apenas para o genoma do organismo, mas a informação deve ser nova para todo o biocosmo. A transferência horizontal de um gene de uma espécie para outra não é informação nova para o biocosmo. Para mostrar a evolução em ação, deve-se pelo menos demonstrar exemplos de uma mutação que possa servir como protótipo daquelas exigidas pela teoria. Tal mutação deve ser uma que possa ser um membro contribuinte de uma série de mutações que possa levar ao vasto aumento de informação exigido pela teoria. Assim, por exemplo, uma mutação que desabilite um gene repressor causando uma síntese constitutiva de uma enzima pode ser vantajosa para um organismo em circunstâncias especiais, mas a desabilitação de um gene não representa as mutações exigidas pela teoria.

Max dedica uma boa parte de seu ensaio a refutar o que ele chama de argumento "criacionista" contra a evolução. Embora alguns oponentes da teoria evolutiva possam ter avançado os argumentos que ele ataca, esses argumentos são em grande medida homens de palha com os quais Max se ocupa para refutá-los. Se alguns criacionistas afirmaram que todas as mutações são prejudiciais, eles estariam errados, mas a observação de Max de que existem mutações que são benéficas, embora verdadeira, é dificilmente um argumento convincente para a evolução.

2. O Modelo de Hipermutação da Célula B

O próximo ponto principal de discussão na correspondência tem sido sobre o quão bem o modelo de hipermutação somática do gene de imunoglobulina em células B serve como análogo à mutação genômica na evolução. A seção seguinte contém os pontos salientes da nossa troca sobre esta questão, começando com a resposta inicial de Spetner ao meu ensaio no Talk.Origins.

A obra-prima de Max foram as mutações somáticas nos linfócitos B (células B) do sistema imunológico dos vertebrados como exemplos de mutações aleatórias que adicionam informação. Ele implicou que a Evolução poderia seguir este método para alcançar babuínos a partir de bactérias. Concordo com ele de que essas mutações adicionam informação ao genoma da célula B. Concordo também de que elas são aleatórias, mas são aleatórias apenas nas mudanças de base que fazem; não são aleatórias em relação a onde no genoma elas podem ocorrer. Mais importante, não concordo de que o grande avanço da evolução poderia ser alcançado através de tais mutações.

Embora as mutações somáticas às quais Max se referiu sejam mutações pontuais que de fato adicionam informação ao genoma das células B, elas não podem ser aplicadas à evolução darwiniana. Estas não são o tipo de mutações que podem operar como as mutações aleatórias exigidas pela NDT que, através de erros de chance, podem construir informação uma mudança de base por vez.

Por um lado, a taxa de mutações somáticas no sistema imunológico é extremamente alta - mais de um milhão de vezes as taxas normais de mutação. Por este motivo, elas são chamadas de hipermutações. Se um organismo tivesse uma taxa de mutação que fosse até uma pequena fração desta taxa, ele não poderia sobreviver. Por um segundo motivo, as hipermutações nas células B são restritas a uma porção específica e minúscula do genoma, onde elas não podem fazer mal, mas apenas bem. Todo o genoma da célula B não poderia mutar nesta taxa; a hipermutação deve ser restrita apenas à porção que codifica porções selecionadas da parte variável do anticorpo.

A taxa de mutação da parte hipermutante do genoma da célula B é de aproximadamente 10-3 por par de bases por replicação (Darnell et al., 1986, Molecular Cell Biology, Scientific American Books, p. 1116.), e pode ser tão alta quanto uma em 500 pares de bases por replicação (Shen, 1998 Science 280: 1750). Estas taxas são incompatíveis com a evolução darwiniana. Se o genoma de um organismo fosse a mutar nesta taxa, haveria, em média, cerca de uma mutação em cada gene, com alta probabilidade de que muitas delas seriam fatais para o organismo. Não, a evolução darwiniana não poderia ocorrer com tais taxas.

Estas altas taxas são essenciais para o funcionamento do sistema imunológico. Em cada replicação de uma célula B, cerca de 30 das 300 ou mais regiões gênicas que codificam os CDRs terão uma mutação. Uma taxa de mutação mais baixa resultaria em um sistema imunológico menos eficiente. As altas taxas de mutação, tão necessárias para o sistema imunológico, se aplicadas a um organismo inteiro para fins evolutivos, seriam fatais muitas vezes mais.

Observe que estas hipermutações são limitadas a uma porção restrita do genoma. Além disso, as hipermutações são mediadas por enzimas especiais. Assim, embora as hipermutações sejam aleatórias nas mudanças que fazem nas bases do genoma, elas não são aleatórias nas posições em que ocorrem. Elas ocorrem apenas na pequena região em que são necessárias, e ocorrem lá através de enzimas que aparentemente desempenham apenas esse papel. Além disso, elas ocorrem apenas quando são ativadas pelo mecanismo de controle da maturação da célula B. Assim, fica claro que as hipermutações nas células B não podem servir como um protótipo para as mutações aleatórias exigidas pela NDT.

Você concordou comigo de que o sistema modelo de mutações somáticas aleatórias e seleção que ocorre nos genes de imunoglobulina em linfócitos B pode "adicionar informação ao genoma da célula B". Estou feliz que você aceite a ideia de que mutação aleatória e seleção podem levar a um aumento de informação, já que essa ideia refuta diretamente a noção de Dembski e outros, que acreditam que existe alguma barreira teórica que impediria o que eles chamam de "informação complexa especificada" através de mutação aleatória e seleção. (A propósito, não acho que eles apreciariam sua caracterização deles como "homens de palha".) No entanto, você depois declara que o exemplo da célula B é um modelo pobre para o que acontece na evolução "darwiniana", e você cita dois motivos: (1) a taxa de mutação neste modelo é muito maior do que a observada em genes não-imunoglobulina e em células não-B; e (2) essas "hipermutações" são mediadas por "enzimas especiais". Quanto ao seu primeiro ponto, concordo que a taxa de mutação é maior no exemplo da célula B do que na evolução, mas não vejo por que esse fato enfraquece a utilidade do exemplo como modelo para a evolução. Se mutações adaptativas que aumentam a informação no genoma de uma população de linfócitos B podem ocorrer em uma semana dada uma alta taxa de mutação, que argumento teórico levaria você a rejeitar a ideia de que mutações adaptativas que aumentam a informação no genoma de uma população de células germinativas poderiam ocorrer ao longo de muitos milhões de anos dada uma taxa de mutação muito menor?

Sua segunda objeção ao modelo de mutação somática em células B, de que estão envolvidas "enzimas especiais", não é sustentável. Pelo que pude concluir da minha leitura da literatura, o mecanismo de hipermutação somática em células B não é atualmente conhecido. O mecanismo poderia talvez envolver "especiais" enzimas que criam mutações, mas uma possibilidade alternativa é que a alta taxa de acumulação de mutações simplesmente reflete a inibição seletiva de mecanismos normais de correção de provas. Mas, novamente, não vejo por que a origem das mutações aleatórias deveria influenciar a validade geral da conclusão de que mutações aleatórias e seleção podem aumentar a informação genômica, ou por que você sente que essas mutações não podem servir como modelo para adaptações evolutivas.

De fato, tanto a taxa quanto o mecanismo predominante de mutação podem ser diferentes em diferentes espécies de organismos, dependendo se eles têm mais ou menos exposição a raios cósmicos e outros mutágenos ambientais, e dependendo da natureza e robustez dos seus mecanismos de correção de erros genômicos. Portanto, se aceitarmos o seu argumento contra a extrapolação da adaptação de células B para a adaptação de espécies, devemos rejeitar a extrapolação de qualquer informação aprendida ao estudar um organismo para compreender adaptações em um segundo organismo, a menos que seja demonstrado que tanto a taxa quanto o mecanismo de mutação são os mesmos em ambos os organismos? Na minha opinião, isso seria como se recusar a usar a constante gravitacional determinada em laboratórios na Terra para analisar a física estelar. Tal relutância em extrapolar certamente impediria o uso de organismos modernos como base para compreender eventos evolutivos que ocorreram milhões de anos atrás (o que pode ser precisamente a sua intenção). Às vezes, ouço argumentos como o seu de criacionistas que exigem uma "prova" rigorosa da evolução. Estes criacionistas não parecem compreender a distinção entre matemática, onde se espera uma prova rigorosa, versus a maioria das ciências experimentais e observacionais, onde tudo o que buscamos é a melhor teoria que explica os dados observados. Claro, é possível extrapolar de forma irracional, mas não vejo que você tenha demonstrado como a teoria evolutiva (ou o meu ensaio) faz isso.

Sim, Ed, a hipermutação nas células B não pode ser um protótipo do tipo de mutação exigida pela NDT para a Evolução A pelas duas razões que dei. Você questiona ambas essas razões, então vou detalhá-las para explicar por que são razões válidas para rejeitar seu exemplo de hipermutação em células B como suporte para a NDT.

Um dos meus argumentos para invalidar a hipermutação como modelo para NDT é que esse tipo de mutação requer "enzimas especiais" e não é o tipo de mutação considerado responsável pela variação necessária no NDT. Você rejeitou esse argumento como insustentável, mas essa rejeição é injustificada. Essas mutações, ao contrário de erros comuns na replicação do DNA na linhagem germinativa, são ativadas precisamente quando são necessárias e desativadas quando cumprem sua função. Elas são alvo preciso das regiões muito pequenas do genoma onde podem fornecer variabilidade aos CDRs, que formam o sítio de ligação do anticorpo. Embora o mecanismo desse fenômeno de alvo preciso ainda não seja conhecido em detalhes completos, sabe-se o suficiente para afirmar que deve haver um "mecanismo" – não acontece apenas por acaso.

[Neste ponto, Spetner cita uma série de afirmações especulativas na literatura científica, segundo as quais a hipermutação somática de células B envolve um "mecanismo especial". As enzimas envolvidas na hipermutação somática em células B permanecem desconhecidas, portanto, se Spetner está correto ao afirmar que "enzimas especiais" é sustentável, ele está correto apenas no sentido de que a ideia de "enzimas especiais" é apoiada por especulações na literatura. Não é apoiada por qualquer evidência, o que é o que eu quis dizer com "insustentável". Para ser justo, devo notar que uma enzima conhecida como Desaminase Induzida por Ativação (AID), relatada após meus comentários iniciais a Spetner, foi demonstrada como necessária para que a hipermutação somática ocorra, mas não está claro se esta enzima participa diretamente da introdução de mutações. De fato, já que a ausência de AID também bloqueia a recombinação de troca de isotipo, um fenômeno não obviamente relacionado à hipermutação, e também leva ao aumento dos centros germinativos, é possível que esta enzima seja necessária para um passo no amadurecimento do desenvolvimento das células B que desencadeia tanto a hipermutação quanto a recombinação de troca, e que a enzima não desempenhe nenhum papel direto na mutação do DNA. De qualquer forma, eu nunca questionei a ideia de que a hipermutação somática em células B envolve um "mecanismo especial"; a questão de se enzimas únicas estão diretamente envolvidas na criação das mutações parece-me bastante tangencial à presente discussão, mas é preciso dizer que esta questão ainda não foi resolvida até o momento.]

Portanto, parece-me bastante claro que a opinião informada neste campo apoia minha afirmação e rejeita sua sugestão de que "uma possibilidade alternativa é que a alta taxa de acumulação de mutações simplesmente reflete a inibição seletiva dos mecanismos normais de correção de prova". Por favor, avise-me se você concorda ou discorda.

[Como indicado acima, discordo.]

Você pergunta: por que a existência de um mecanismo especial para a hipermutação em células B impede que o exemplo seja um modelo de mutações para a NDT? A resposta simples é que, se você realmente quiser sugerir que as mutações para a NDT são capazes de hipermutações como as das células B, você precisa demonstrar duas coisas. Primeiro, você precisa mostrar que tal sistema altamente complexo, com suas enzimas necessárias, realmente existe nas células germinativas, onde podem desempenhar um papel na evolução. Até onde sei, não há tal mecanismo nas células germinativas. Se souber de algo semelhante, por favor, avise-me.

[Já apontei que os mecanismos enzimáticos que criam mutações somáticas em células B não são conhecidos. Nunca aleguei que seja o mesmo mecanismo que causa mutações em células germinativas, onde desempenham um papel na evolução filogenética, portanto não estou obrigado a mostrar o que Spetner diz que eu sou.]

Além disso, de acordo com o paradigma evolutivo, você deve explicar a origem e o desenvolvimento de tal mecanismo na linhagem germinativa, ou, no mínimo, deve sugerir como tal desenvolvimento poderia ocorrer de forma razoável. Você está obrigado a fazer isso porque acredita que todas as características da vida evoluíram por meio de variação aleatória e seleção natural.

[Aqui Spetner, como Behe, parece exigir que eu forneça um cenário de "origem e desenvolvimento" que ele sabe que será capaz de ridicularizar como mais uma "história de como as coisas aconteceram". Além disso, a questão de como a hipermutação somática evoluiu é totalmente irrelevante para a questão de se ela é um bom modelo para a eficácia da mutação aleatória e da seleção na promoção de "maior aptidão", que é o tema do meu ensaio no Arquivo TalkOrigins.]

Você não tem direito de postular um mecanismo que não poderia ter evoluído. Tal mecanismo de mutação da linhagem germinativa teria que produzir mutações direcionadas com precisão que pudessem desempenhar um papel na evolução. Para que tal sistema se desenvolva por meio da evolução neodarwiniana, uma longa série de etapas evolutivas na evolução ordinária teria que desempenhar o papel de uma única etapa na evolução desse mecanismo, porque a seleção aqui é baseada na evolução bem-sucedida do tipo ordinário. Assim, se um milhão de gerações são necessárias para a evolução e aperfeiçoamento de um novo caráter fenotípico, então um milhão de vezes isso, ou um trilhão de gerações, seria necessário para a evolução e aperfeiçoamento desse mecanismo.

[Estas são especulações quantitativas totalmente sem fundamento.]

Parece-me que qualquer pressão seletiva para aumentar a mutação espontânea a favor da evolução seria superada pela pressão seletiva para manter a taxa de mutação baixa. Talvez eu investigue a matemática de tal fenômeno e prepare um artigo sobre ele.

Meu segundo argumento que invalida as hipermutações como modelo de evolução é que a alta taxa de mutação que permite que as células B desempenhem seu papel no sistema imunológico seria um desastre na evolução ordinária. Você também questionou esse argumento. Você perguntou: "Se mutações adaptativas que aumentam a informação no genoma de uma população de linfócitos B podem ocorrer em uma semana dada uma alta taxa de mutação, que argumento teórico levaria você a rejeitar a ideia de que mutações adaptativas que aumentam a informação no genoma de uma população de células germinativas poderiam ocorrer ao longo de muitos milhões de anos dada uma taxa de mutação muito menor?"

O argumento teórico é o seguinte. A evolução requer uma longa série de etapas, cada uma consistindo em uma mutação adaptativa seguida de seleção natural. Nesta série, cada mutação deve ter um valor seletivo maior que a anterior. Assim, a população em evolução atravessa a paisagem adaptativa sempre subindo em direção a uma maior adaptabilidade. Geralmente aceita-se que a paisagem adaptativa não é apenas uma grande colina suave com um único máximo, mas sim muitas colinas de alturas muito diferentes. É mais provável que a população esteja em uma colina que não é a mais alta da paisagem. Ela então ficará presa em um máximo local de adaptabilidade e não será capaz de se mover a partir dele. Isso é particularmente provável porque os passos que ela dá são muito pequenos – apenas uma mudança de um nucleotídeo por vez. O problema é agravado pela falta de liberdade de uma única substituição de nucleotídeo para causar uma mudança no aminoácido codificado. Uma única substituição de nucleotídeo não tem o potencial de mudar um aminoácido para qualquer um dos outros 19. Em geral, seu potencial de mudança é limitado a apenas 5 ou 6 outros. Para evoluir fora do "ponto morto" de adaptabilidade, é necessário um passo maior, como a mudança simultânea de mais de um nucleotídeo. Além disso, a probabilidade é próxima de 1 de que uma única mutação em uma população, mesmo que seja adaptativa, desaparecerá sem assumir o controle da população (veja meu livro, Capítulo 3). Portanto, muitas mutações adaptativas devem ocorrer em cada etapa.

A hipermutação nas células B faz isso. Ela alcança todas as mutações simples, duplas e triplas possíveis para o sistema imunológico, o que lhes permite obter as informações necessárias para combinar um novo antígeno. Mutações ordinárias, à taxa normal baixa, não podem adicionar essa informação - mesmo ao longo de longos períodos. Vou explicar por quê. Considere uma população de células B ativadas por antígenos de, digamos, um bilhão de indivíduos. Em duas semanas, haverá cerca de 30 gerações. Digamos que o tamanho da população permanecerá estável, então em duas semanas haverá um total de 30 bilhões de replicações. Com uma taxa de mutação de 1 por 1000 nucleotídeos por replicação, haverá uma média de 30 milhões de alterações em qualquer nucleotídeo particular durante um período de duas semanas. A probabilidade de obter duas nucleotídeos particulares para mudar é de uma por milhão de replicações. Assim, em duas semanas, haverá uma média de 30 mil alterações em quaisquer dois nucleotídeos particulares. Haverá uma média de 30 alterações em quaisquer três nucleotídeos particulares.

Quantas gerações e quanto tempo levaria para que uma mudança múltipla de nucleotídeos em uma célula germinativa tivesse um efeito na evolução neo-darwiniana? Aqui, a taxa de mutação é de aproximadamente uma por bilhão de nucleotídeos por replicação. Vamos supor que estejamos realizando este experimento com uma população de um bilhão de bactérias. Então, em uma geração, haverá em média uma mudança em uma base particular. Uma mudança dupla de bases tem uma probabilidade de uma por quintilhão, ou 10-18. Para obter uma dessas, seriam necessárias um bilhão de gerações, ou cerca de 100.000 anos. Para obter uma mudança tripla, seriam necessárias 1014, ou cem trilhões, de anos. É por isso que um longo tempo de espera não pode compensar uma baixa taxa de mutação. Apresentei números aqui para um experimento de laboratório com bactérias. Seriam esperadas muitas mais mutações em todo o mundo. Mas o mesmo tipo de coisa precisa acontecer sob a NDT com animais multicelulares também. Com vertebrados, por exemplo, as populações reprodutivas raramente excedem alguns milhares. Animais multicelulares teriam muitas menos mutações do que aquelas citadas acima para bactérias.

Extrapolações feitas em astrofísica e cosmologia podem não ser inteiramente válidas, mas, pelo menos, são razoáveis com base em tudo o que sabemos. A extrapolação que você propõe da hipermutação de células B para a evolução neo-darwiniana é irrazoável com base no conhecimento atual, e, portanto, não é justificada.

Ainda não consigo ver como as enzimas particulares envolvidas têm qualquer relação com a aplicabilidade do modelo à evolução de espécies darwinianas. De fato, uma variedade de mecanismos laboratoriais para gerar mutações em genes de anticorpos (mutágenos químicos, oligonucleotídeos aleatorizados, etc.) todos levam a pools de genes de anticorpos mutados dos quais proteínas de maior afinidade podem ser obtidas, de modo que o princípio de que mutação aleatória e seleção podem levar a função melhorada parece ser independente do mecanismo de geração das mutações. Não há razão lógica pela qual a mutação e a seleção na adaptação de espécies devam ser estritamente dependentes do mecanismo de mutação também; de fato, sabe-se que uma variedade de diferentes mecanismos contribuem em graus variados sob diferentes condições, incluindo erros de cópia, radiação, mutágenos químicos, emparelhamento deslizante, desaminação, etc.

Você está perdendo meu ponto. Não estou me concentrando na origem da mutação como fator distintivo entre as mutações somáticas e as mutações germinativas, mas estou notando que as hipermutações possuem um mecanismo especial que as controla, enquanto as mutações germinativas não têm nenhum mecanismo disponível para isso. As características importantes das mutações somáticas que estão indisponíveis para as mutações germinativas incluem um (desconhecido) gatilho que as ativa no momento certo e as direciona para o lugar correto no genoma. Sem esses controles, as hipermutações destruiriam as células B.

[Claramente, a taxa mais baixa de mutação que ocorre na linhagem germinativa não destrói os genomas para a próxima geração. Essa taxa é alta o suficiente para gerar o número necessário de mutações para explicar a evolução filogenética adaptativa? Esta é uma questão crítica e, embora eu não tenha uma resposta quantitativa, não acho que a resposta negativa de Spetner a esta questão seja apoiada por uma lógica convincente. Ele faz referência ao seu livro como oferecendo alguns argumentos, mas não discutiu essa evidência em nossa correspondência.]

Sobre a questão da frequência de mutação, em sua última postagem, você incluiu modelos numéricos para a hipermutação de células B e para a mutação de espécies, e chegou a conclusões por meio de raciocínios que considero ilógicos. Você calcula o tempo necessário para que ocorram uma, duas ou três mudanças nucleotídicas específicas, como se esses cálculos fossem relevantes para os tempos necessários para que ocorram mudanças em adaptações de células B ou de espécies. Seu raciocínio parece basear-se na seguinte lógica. (1) Por meio de mutações de nucleotídeo único, a maioria dos códon tripletos de aminoácidos pode ser mutada para codificar apenas "5 ou 6" aminoácidos alterados diferentes entre os 20 constituintes de aminoácidos das proteínas. (2) Essa limitação restringiria as mudanças disponíveis por meio de mudanças de nucleotídeo único, de modo que certas mudanças adaptativas exigiriam duas ou três mutações nucleotídicas específicas para evitar ficar "preso em um máximo local baixo de atividade" na "paisagem adaptativa."

O seu raciocínio parece-me falho em parte porque está a considerar o tempo necessário para alcançar uma mudança particular, em vez do tempo necessário para alcançar uma melhoria na função. A ilógica disso é semelhante à de equiparar as probabilidades de receber qualquer mão que vença uma mão "bust" com as probabilidades de receber uma mão específica de pôquer que vença uma mão "bust".

Estou considerando em minha análise o que seria análogo a receber qualquer mão que vença (ou seja, que tenha um valor seletivo maior do que) uma mão dada.

[Isso parece ser contradito pelas seguintes frases que Spetner escreveu (citadas alguns parágrafos atrás:

Com uma taxa de mutação de 1 por 1000 nucleotídeos por replicação, haverá em média 30 milhões de mudanças em qualquer nucleotídeo específico durante um período de duas semanas. A probabilidade de dois nucleotídeos específicos mudarem é de uma em um milhão de replicações. Assim, em duas semanas, haverá em média 30 mil mudanças em quaisquer dois nucleotídeos específicos. Haverá em média 30 mudanças em quaisquer três nucleotídeos específicos.

"Nucleotídeos específicos" serão gerados por mutação em uma frequência muito menor do que as mutações adaptativas, como discutido abaixo.]

O sistema de células B seleciona melhorias na função e não em sequências particulares. Além disso, não há razão para assumir que os picos teóricos mais altos na paisagem adaptativa são jamais alcançados — seja pelo sistema de células B ou pela evolução de espécies darwinianas. Finalmente, não há razão para assumir que melhorias funcionais não possam surgir da pequena fração de substituições de aminoácidos acessíveis a partir de mudanças em nucleotídeos únicos.

Pelo contrário, não há justificativa para assumir que se pode sempre obter uma vantagem seletiva com uma substituição de nucleotídeo.

[Eu não assumo a priori que se pode SEMPRE obter uma vantagem seletiva com uma substituição de nucleotídeo. Mas onde isso foi investigado por mutação experimental de genes de imunoglobulina para introduzir mutações únicas correspondentes a mudanças observadas na hipermutação somática natural, constatou-se que as melhorias na afinidade dos anticorpos podem ser atribuídas a mudanças específicas de nucleotídeo único; portanto, é razoável assumir que esse potencial não é tão raro a ponto de exigir a suposição de que a maioria dos aumentos na afinidade dos anticorpos requer múltiplas mutações simultâneas.]

De fato, se se examina sequências reais de genes de anticorpos somaticamente mutados (por exemplo, Cumano e Rajewsky EMBO J 5:2459, 1986, Figura 2), encontra-se uma abundância de mutações de nucleotídeo único que alteram aminoácidos, e sua presença em uma frequência superior à prevista por mutações aleatórias sugere que a maioria foi selecionada com base na melhoria da ligação ao antígeno. (Neste estudo de nove anticorpos somaticamente mutados, houve 23 alterações de aminoácidos causadas por mutações simples dentro de um códon, e apenas 4 causadas por mutações duplas; além disso, houve apenas 6 mutações silenciosas simples, ou seja, que não causaram alterações de aminoácidos.)

Isso está tudo consistente com o que eu escrevi. Não digo que uma mutação adaptativa não possa ser alcançada por uma única mutação. Apenas digo que o conjunto-alvo de mutações únicas é menor do que o de mutações simples mais duplas, que por sua vez é menor do que o de mutações simples mais duplas mais triplas, etc. Não afirmo que melhorias funcionais não possam ser alcançadas por mutações únicas, apenas que a escolha é muito mais ampla para múltiplas mutações. Por exemplo, três mutações únicas não são equivalentes a uma mutação tripla. A primeira mutação não permanecerá na população a menos que tenha uma vantagem seletiva. Tenho certeza de que você concordará que é possível que uma substituição de trinca de nucleotídeos tenha uma vantagem seletiva sem que nenhuma delas individualmente tenha uma vantagem. Na verdade, eu diria que esse é o caso mais provável.

Se mudanças em nucleotídeos únicos podem levar à seleção para uma função melhorada, então, se se deseja calcular o tempo necessário para alcançar uma melhoria ainda maior que poderia ser obtida por três mutações, esse tempo seria encontrado não por um cálculo como o seu, baseado no produto das probabilidades para uma única mutação, mas sim multiplicando o tempo para uma única mutação nucleotídica adaptativa por três. Suponha que levaria uma semana para a primeira mudança adaptativa. Pelo mecanismo de seleção no centro germinal, a população de células B seria rapidamente superada por células B com essa primeira mudança, de modo que o tempo necessário para a segunda mudança adaptativa seria novamente uma semana; e da mesma forma, a terceira mudança exigiria uma terceira semana para produzir uma proteína de afinidade ainda maior do que a que poderia ser alcançada por uma ou duas substituições de aminoácidos.

Você está assumindo que a única mutação será selecionada. Eu digo que isso é improvável. O tempo necessário para alcançar uma mudança tripla seria igual à soma dos tempos necessários para obter apenas uma única mudança se todas aquelas mudanças únicas tivessem valor seletivo. E isso é muito improvável para contar com.

Qual é a base para seu julgamento de que tais mutações de nucleotídeo único selecionáveis são "muito improváveis"?

Um argumento semelhante se aplicaria às estimativas para mutações adaptativas em bactérias. Devido às premissas falhas incorporadas à sua abordagem, parece-me que seus cálculos exageram grosseiramente o tempo necessário para evoluir mudanças adaptativas por mutação aleatória e seleção.

As minhas premissas não estão falhadas. Você simplesmente não as compreende. Leia novamente o que escrevi acima e veja se não concorda comigo.

[Li novamente o que Spetner escreveu. Ele concorda que mudanças em nucleotídeos únicos podem levar a vantagens selecionáveis (mesmo que os códons disponíveis sejam restritos, de modo que o escopo das mudanças de aminoácidos seja menor do que seria possível com múltiplas mutações simultâneas). Tais mutações únicas selecionáveis poderiam espalhar-se pela população, seguidas por mutações pontuais adicionais sucessivas selecionáveis. Por este modelo, três mutações pontuais selecionáveis poderiam ocorrer em um intervalo de tempo medido por três vezes o tempo necessário para uma única mutação, em vez de levar o tempo necessário para três mutações simultâneas, como Spetner calculou. Ambos concordamos que mutações duplas e triplas simultâneas têm maior escopo para substituição de aminoácidos, mas são muito raras. Eu sinceramente não compreendo a base para o nosso desacordo aqui, mas talvez Spetner esclareça por que considera a evolução por mutações pontuais únicas sucessivas selecionáveis "muito improvável", mesmo concordando que mutações pontuais únicas que levam a vantagem selecionável podem ocorrer.]

3. O Papel da Duplicação Gênica

Em sua primeira resposta ao meu ensaio, Spetner foi crítico em relação ao papel que acreditava que eu atribuía à duplicação gênica na evolução. Quando ele compreendeu que havia lido o ensaio de forma equivocada inicialmente, não teve objeção a esse aspecto. Segue a breve discussão sobre este ponto.

Max citou a duplicação gênica como exemplo de uma mutação que aumenta a informação. Um cenário favorito para a evolução molecular é que um gene é duplicado e, gradualmente, sofre mutações para se tornar algo útil que não existia antes. Tal cenário proposto não constitui evidência para a evolução, não prova nada e, de fato, tal cenário em si requer prova. Não quero, é claro, dizer que se tem que provar que genes podem ser duplicados. Isso é bem conhecido. Mas a duplicação gênica por si só não constitui um aumento de informação no biocosmo ou mesmo no genoma do próprio organismo. Duas cópias do jornal de hoje não contêm mais informação do que uma cópia. A duplicação gênica, de qualquer forma, não pode desempenhar o papel das mutações que poderiam produzir o grande avanço da evolução.

A duplicação gênica por si só não pode adicionar informação ao genoma. O propósito da duplicação gênica no cenário acima é simplesmente fornecer matéria-prima a partir da qual um novo gene poderia evoluir sem ter que abrir mão de nenhuma função que o organismo já possuía. A nova informação seria então supostamente construída por mutações pontuais e seleção natural. E este é precisamente o processo que discuti em meu livro e sobre o qual disse que todos os exemplos conhecidos dessas mutações perdem informação em vez de ganhar. Note que não disse que é impossível, em princípio, que mutações aleatórias adicionem informação ao genoma. Mas simplesmente acontece que isso é o que foi encontrado.

Você afirma: "Max citou a duplicação gênica como um exemplo de uma mutação que aumenta a informação." Pelo contrário, acredito que eu tenha sido cuidadoso ao evitar afirmar que a duplicação gênica por si só aumenta a informação. Não acredito que tal afirmação seja correta e concordo plenamente com sua afirmação de que "Duas cópias do jornal de hoje não contêm mais informação do que uma cópia.". Por favor, informe-me exatamente quais palavras no meu ensaio (ou na minha carta para você) sugeriram que eu acreditava que a duplicação por si só aumenta a informação, e tentarei alterar a formulação para reduzir a probabilidade de que outros leitores interpretem mal meu significado.

Por outro lado - e este é o ponto principal de tudo o que segue - eu acredito que a duplicação gênica é um componente crítico do que chamarei de tríade evolutiva: a saber, duplicação gênica, mutação aleatória e seleção. Para ilustrar o papel da duplicação gênica nesta tríade, vamos estender sua própria analogia do jornal. Suponha que temos uma cópia da edição inicial do jornal de hoje e uma cópia da edição final. Na edição final, vários parágrafos de certos artigos foram alterados para incluir eventos de última hora. Cada artigo manteve o mesmo comprimento nas duas edições porque certas informações menos importantes em cada artigo foram deletadas para fazer espaço para as notícias de última hora. Agora está claro que ter essas duas cópias do jornal de hoje nos dá mais informação do que qualquer cópia isoladamente, já que a edição inicial não possui os eventos de última hora e a edição final não possui a informação que foi deletada para fazer espaço para as notícias de última hora.

Parece que você alude a essa possibilidade na evolução ao sugerir que, no modelo evolutivo, após a duplicação gênica "[n]ovas informações seriam então supostamente construídas por mutações pontuais e seleção natural."

Você nega sugerir que apenas a duplicação de genes adiciona informação. Aceito sua negação e peço desculpas por ter atribuído incorretamente essa visão a você. O que me levou a acreditar que você sugeriu isso foi a declaração no ponto 1 de sua carta para mim, dizendo: "As duplicações de genes ocorrem e não há razão para postular processos sobrenaturais para explicá-las. · O argumento do Design Inteligente sobre a impossibilidade de aumento de informação naturalística inclui uma suposição de que as duplicações de genes naturalísticas não podem ocorrer?" Foi isso que me fez pensar que você estava sugerindo as duplicações de genes como um método de adicionar informação.

4. Interpretações da palavra "Evolução"

Spetner tentou esclarecer diferentes interpretações de "evolução" que frequentemente causam confusão às pessoas se um significado é pretendido, mas outro é o que se quer. (Para o texto dos comentários de Spetner sobre este assunto, utilizei sua postagem no True.Origins, que começa com esta discussão.) Eu refutei que havia vários significados mais identificáveis de evolução, e que Spetner parecia estar evitando a responsabilidade de defender sua posição sendo intencionalmente vago sobre onde ele se posicionava. Minha resposta a este ponto não foi respondida.

No início, estabelecerei uma diretriz importante e necessária nesta discussão sobre evolução. A palavra evolução é geralmente usada em pelo menos dois sentidos diferentes, e a distinção entre eles é importante. Por um lado, a palavra evolução é usada para denotar a descendência de toda a vida de uma suposta fonte primitiva única. É o grande arco da evolução que se supõe ter levado de um começo simples, algo talvez mais simples que uma bactéria, a todos os organismos vivos hoje, incluindo os humanos. Supõe-se que esta descendência tenha ocorrido através de meios puramente naturais. A teoria Neo-Darwiniana (NDT), que é a teoria predominante da evolução, ensina que este desenvolvimento ocorreu através de variações hereditárias aleatórias nos organismos seguidas pela seleção natural. Denominarei a palavra evolução usada neste sentido como Evolução A. Quando a evolução é discutida para consumo popular, é mais frequentemente Evolução A.

O segundo sentido em que a palavra evolução é usada é para denotar qualquer tipo de mudança de uma população. A mudança pode às vezes ocorrer em resposta à pressão ambiental (seleção artificial ou natural), e às vezes pode ser apenas aleatória (deriva genética). Denominarei a palavra usada neste segundo sentido como Evolução B. A Evolução B tem sido observada. A Evolução A é uma inferência, mas não é observável. A distinção entre estes dois significados de evolução paralela a distinção entre macroevolução e microevolução, mas os dois pares de termos não são idênticos. A Evolução A é certamente o que se chama de macroevolução, mas o que se chama de macroevolução não é idêntico à Evolução A. De qualquer forma, prefiro usar A e B para evitar ter de carregar qualquer bagagem que possa vir com a distinção macro/micro.

A distinção entre estes dois significados de evolução é frequentemente ignorada pelos defensores da evolução neo-darwiniana. Mas a distinção é crítica. A alegação é feita para a Evolução A, mas a prova oferecida é frequentemente limitada à Evolução B. A implicação é que a observação da Evolução B é uma substantivação da Evolução A. Mas isto não é assim. Como a Evolução A não é observável, só pode ser substantivada por evidência circunstancial. Esta evidência circunstancial é principalmente o registro fóssil, comparações de sequências de aminoácidos e anatomia comparada. A evidência circunstancial deve ser acompanhada por uma teoria de como se relaciona com o que se pretende provar. A NDT é geralmente aceite como sendo essa teoria. A força da evidência circunstancial para a Evolução A não pode portanto ser melhor que a força da NDT.

Não consigo dizer exatamente o que você aceita em sua distinção entre Evolução A e Evolução B. Na verdade, penso que existem distinções mais finas entre os vários significados de evolução do que as abrangidas pela sua A versus B. Eu distinguiria vários outros significados possíveis:

#1. As formas vivas são diferentes agora do que eram no passado. Isso parece estar bem documentado pelas evidências fósseis. Essa mudança lenta é às vezes referida como evolução.

#2. A mutação aleatória e a seleção podem levar à "microevolução", ou seja, pequenas alterações nas frequências gênicas que seguem uma mudança ambiental e deixam uma população, em média, mais apta para lidar com o novo ambiente. Acredito que você aceita isso, pois acredito que isso corresponde ao que você entende por Evolução B. Eu certamente o aceito.

#3. Várias espécies modernas diferentes compartilham uma ancestralidade comum. Desde a época do ancestral comum, a divergência nas várias espécies modernas envolveu mudanças muito maiores do que a microevolução. Esta é a ideia de "descendência comum". Eu realmente não tenho certeza se você aceita essa noção. Acho que há excelentes evidências para a descendência comum de alguns grupos de espécies, conforme detalhado em meu ensaio. Se você não aceita a descendência comum, pelo menos para os casos que cito em meu ensaio, ficaria interessado em ouvir quais interpretações alternativas você pode oferecer para as observações que cito naquele ensaio.

#4. Todas as discrepâncias entre nucleotídeos entre espécies modernas, ou entre uma espécie moderna e sua espécie ancestral, surgiram como resultado de mutação aleatória (incluindo duplicações gênicas, inserções e deleções causadas por processos naturalistas) e seleção natural, sem a intervenção de um "designer inteligente". Eu não acredito que haja qualquer evidência para a afirmação precedente, e indico isso em meu ensaio. Nem acredito que um "designer inteligente" possa ser descartado como explicação para furacões, doenças ou flutuações do mercado de ações. No entanto, nunca vi um argumento convincente de que um designer inteligente deve ser hipotetizado para explicar qualquer um desses tipos de eventos, ou para explicar a mudança de espécies ao longo do tempo.

#5. A origem da vida surgiu através de processos exclusivamente naturalistas atuando sobre químicos pré-bióticos, que evoluíram para formas de vida replicantes. Temos quase nenhuma evidência científica sobre a origem da vida e, portanto, não há evidência científica para apoiar uma origem puramente naturalista da vida. Eu sinto da mesma forma sobre este significado de "evolução" como faço sobre o #4.

Em meu julgamento, há boas evidências científicas para #1, #2 e #3. A partir da sua rejeição das evidências para o que você chama de Evolução A, não consigo discernir o que você acredita sobre #3. Sobre #4 e #5, assumo que estamos em acordo quanto à insuficiência das evidências científicas para apoiar um mecanismo puramente naturalista, mas obviamente divergimos quanto a se argumentos como o seu são suficientes para descartar um mecanismo puramente naturalista. Acredito que seria uma melhoria no diálogo/documento esclarecer ambas as nossas opiniões sobre essas distinções mais sutis. A propósito, não estou exatamente claro sobre a diferença que você vê entre EvoluçãoA e macroevolução.

Não sei qual versão do criacionismo você aceita, mas parece-me que, mesmo que o sobrenatural tenha tido um papel em eventos passados, esses eventos deixaram rastros. Ao se recusar a especificar um cenário alternativo que você considere mais plausível do que a evolução, você se esconde atrás da vagueza para evitar ter de defender potenciais contradições entre o seu cenário e os rastros do passado que apontam em uma direção diferente.

5. Conteúdo de Informação das Proteínas

O tema central da posição de Spetner, e o foco de seu livro, é que a teoria da informação pode lançar luz sobre a probabilidade do cenário evolutivo imaginado pela NDT. Em particular, ele acredita que as mutações observadas não fornecem aumentos de informação que seriam necessários pela NDT para produzir o que ele chama de Evolução A. Spetner incluiu várias figuras gráficas em sua discussão sobre a ribitol desidrogenase (seção 6.1 abaixo), que não consegui reproduzir no texto abaixo. Sinto que a essência de seus argumentos é compreensível mesmo sem as figuras, mas tentarei inseri-las no futuro.

Mutações foram, de fato, observadas que conferem uma vantagem adaptativa, mas isso por si só não as qualifica para servirem como componentes de uma série de passos neo-darwinianos.

Na minha crítica, incluí, para fins pedagógicos, a seguinte breve explicação sobre informação e sua medição:

Reitero: não há teorema que exija que as mutações percam informação. Posso facilmente imaginar mutações que ganhem informação. O exemplo mais simples é o que se conhece como mutação reversa. Uma mutação reversa desfaz o efeito de uma mutação anterior. Se a alteração de um único par de bases no genoma fosse mudar para outro e perder informação, então uma mutação subsequente de volta à condição anterior recuperaria a informação perdida. Como essas mutações são conhecidas por ocorrer, elas formam um contraexemplo a qualquer conjectura de que as mutações aleatórias devem perder informação. Um ponto importante que faço em meu livro, e que enfatizo aqui, é que nenhuma das mutações observadas até agora se qualifica como exemplo do tipo de mutações necessárias para a Evolução A.

Em minha discussão sobre mutações no meu livro, notei, em cada caso em que a mudança molecular era conhecida, que ela não poderia servir como protótipo para as mutações exigidas pelo DNI. Em todos os casos que discuti, foi a perda de informação que impediu que a mutação servisse como protótipo daquelas exigidas pelo DNI. A mutação reversa também não pode servir como protótipo das mutações exigidas pelo DNI. Aqui, a razão não é que ela perca informação — ela na verdade ganha informação. Mas a informação que ela ganha já está no biocosmo e a mutação não contribui com nada de novo. A evolução não pode ser explicada se a única ganho de informação fosse por meio de mutações reversas.

No meu livro, não quantifiquei o ganho ou perda de informação em uma mutação. Não o fiz principalmente porque estava relutante em introduzir equações e afastar o leitor médio. E, de qualquer forma, achei bastante óbvio que uma mutação que destrói a funcionalidade de um gene (como um gene repressor) é uma perda de informação. Também achei bastante óbvio que uma mutação que reduz a especificidade de uma enzima também é uma perda de informação. Mas aproveitarei esta oportunidade para quantificar a diferença de informação antes e depois da mutação em um caso especial importante, que descrevi no meu livro.

O conteúdo de informação do genoma é difícil de avaliar com qualquer precisão. Felizmente, para meus propósitos, preciso apenas considerar a mudança no conteúdo de informação de uma enzima causada por uma mutação. O conteúdo de informação de uma enzima é a soma de muitas partes, entre as quais se incluem:

 

• Nível de atividade catalítica
• Especificidade em relação ao substrato
• Força de ligação à estrutura celular
• Especificidade da ligação à estrutura celular
• Especificidade da sequência de aminoácidos dedicada a especificar a enzima para degradação

Estas são todas difíceis de avaliar, mas a mais fácil de compreender é a informação na especificidade do substrato.

Para estimar a informação em uma enzima, assumirei que o conteúdo informacional da própria enzima é pelo menos igual à máxima informação ganha na transformação da distribuição de substrato na distribuição de produto. (Acho que essa suposição é razoável, mas para ser rigorosa, ela realmente deveria ser provada.)

Podemos pensar na especificidade do substrato da enzima como um tipo de filtro. A entropia das substâncias separadas após a filtração é menor do que a entropia da mistura original. Podemos, portanto, dizer que o processo de filtração resulta em um ganho de informação igual à diminuição da entropia. Vamos imaginar uma distribuição uniforme de substratos apresentada a muitas cópias de uma enzima. Eu escolho uma distribuição uniforme de substratos porque isso permitirá que a enzima expresse seu máximo ganho de informação. Os substratos considerados aqui são restritos a um conjunto de moléculas semelhantes sobre as quais a enzima tem o mesmo efeito metabólico. Esta restrição não apenas simplifica nosso exercício, mas também se aplica ao caso que discuti em meu livro.

Os produtos de um substrato sobre o qual a enzima tem uma atividade maior serão mais numerosos do que os de um substrato sobre o qual a enzima tem uma atividade menor. Devido à filtragem, a distribuição das concentrações dos produtos terá uma entropia menor do que a dos substratos. Observe que estamos negligenciando qualquer mudança de entropia decorrente das mudanças químicas dos substratos em produtos, e estamos focando na mudança de entropia refletida nas distribuições dos produtos dos substratos atuados pela enzima.

A entropia de uma distribuição de n elementos com concentrações fracionárias f₁,...,f_n é dada por

H = Sum(i=1..N) f_i log f_i

e se a base do logaritmo for 2, as unidades de entropia são bits.

Como primeira ilustração desta fórmula, vamos considerar o caso extremo em que existem n substratos possíveis e a enzima possui atividade não nula apenas em um deles. Trata-se de um filtro perfeito. A entropia de entrada para uma distribuição uniforme de n elementos é, de acordo com (1), dada por

H_I = log n, já que os f_i's são cada um 1/n. A entropia da saída é zero,

H₀ = 0,

porque todas as concentrações, exceto uma, são zero, e a concentração dessa uma é 1. Então a diminuição de entropia provocada pela seletividade da enzima é a diferença entre (2) e (3), ou

H = H_I - H₀ = log n

Outro exemplo é o caso extremo oposto em que a enzima não discrimina entre os n substratos. Neste caso, as entropias de entrada e saída são as mesmas, a saber

H_I = H₀ = log n

Portanto, o ganho de informação, que é a diferença entre HO e HI, neste caso é zero,

H = 0

Normalizamos as atividades da enzima nos vários substratos e essas atividades normalizadas serão então as concentrações fracionárias dos produtos. Esta normalização eliminará da nossa consideração o efeito do nível absoluto de atividade sobre o conteúdo de informação, deixando-nos apenas com o efeito da seletividade.

Embora essas simplificações impeçam que calculemos a diminuição total da entropia alcançada pela ação da enzima, somos capazes de calcular a variação de entropia devido apenas à especificidade da enzima.

5.1 Os perigos do salto para conclusões

Como exemplo final, deixe-me apresentar parte de uma série de experimentos que discuti em meu livro, os quais demonstram os perigos do salto para conclusões. Este assunto merece ênfase porque evolucionistas desde Darwin têm sido culpados de salto para conclusões. Aqui, apresentarei apenas uma parte da discussão em meu livro, a saber, o que tomei de um artigo de Burleigh et al. (Biochem. J., 1974, 143: 341), para ilustrar meu ponto.

Ribitol é um açúcar que ocorre naturalmente e que algumas bactérias do solo podem normalmente metabolizar, e a ribitol desidrogenase é a enzima que catalisa o primeiro passo em seu metabolismo. Xilitol é um açúcar muito semelhante em estrutura ao ribitol, mas não ocorre na natureza. As bactérias não podem normalmente viver de xilitol, mas quando uma grande população delas foi cultivada apenas em xilitol, surgiram mutantes capazes de metabolizá-lo. A enzima do tipo selvagem foi encontrada a ter uma pequena atividade sobre o xilitol.

A Figura 1 mostra a atividade da enzima de tipo selvagem e da enzima mutante tanto no ribitol quanto no xilitol. Observe que a enzima mutante tem uma atividade menor no ribitol e uma atividade maior no xilitol do que a enzima de tipo selvagem. Um evolucionista poderia ser tentado a ver aqui o início de uma tendência. Ele poderia estar inclinado a concluir que, com uma série de muitas mutações desse tipo, uma após a outra, a evolução poderia produzir uma enzima que teria uma alta atividade no xilitol e uma baixa, ou zero, atividade no ribitol. Agora, não seria isso algo útil para uma bactéria que tivesse apenas xilitol disponível e nenhum ribitol? Tal série produziria o tipo de mudança evolutiva que o NDT exige. Seria um exemplo do tipo de série que apoiaria o NDT. A série teria que consistir em mutações que, passo a passo, reduzissem a atividade da enzima no primeiro substrato enquanto a aumentassem no segundo.

Porém, a Fig. 1 é enganosa nesse aspecto porque fornece apenas uma visão restrita da história. Burleigh e seus colegas também mediram as atividades das duas enzimas em outro açúcar similar, L-arabitol, e os resultados dessas medições são mostrados na Fig. 2. Com os dados adicionais sobre L-arabitol, surge uma imagem diferente. Não vemos mais a mutação apenas deslocando a atividade longe do ribitol e em direção ao xilitol. Vemos, em vez disso, uma redução geral da seletividade da enzima sobre o conjunto de substratos. O perfil de atividade da enzima selvagem é mais seletivo para o ribitol do que a enzima mutante.

Na Fig. 1, por si só, parece haver uma tendência evolvendo uma enzima com alta atividade sobre xilitol e baixa atividade sobre ribitol. Mas a Fig. 2 mostra que tal extrapolação é infundada. Ela mostra, em vez disso, uma tendência muito diferente. Uma extrapolação da tendência que aparece na Fig. 2 indicaria que uma série de tais mutações resultaria em uma enzima que não teria nenhuma seletividade, mas exibisse a mesma baixa atividade sobre um amplo conjunto de substratos. Ambas essas extrapolações extremas são, é claro, infundadas dada a quantidade limitada de dados disponíveis. Mas, a Fig. 2 mostra que a mutação diminuiu a informação na enzima.

O ponto a ser feito com este exemplo é que concluir precipitadamente a partir da observação de uma tendência aparente é uma atividade arriscada. Com poucos dados, a mutação parece adicionar informação à enzima. Com um pouco mais de dados, a mutação parece estar degradando a especificidade da enzima e perdendo informação.

Assim como calculamos a informação acima, podemos calcular a informação na enzima atuando sobre uma mistura uniforme dos três substratos tanto para a enzima selvagem quanto para a enzima mutante. Esses valores resultam em 0,74 e 0,38 bits, respectivamente. A informação na enzima selvagem resulta em cerca de duas vezes a da enzima mutante. A comunidade evolucionista, de Darwin até hoje, baseou suas principais alegações em conclusões infundadas. Darwin viu que criadores de pombos podiam alcançar uma grande variedade de formas em seus pombos por seleção, e ele assumiu que o alcance da seleção era ilimitado. Evolucionistas, que viram culturas e animais domésticos serem criados para possuir muitas características comercialmente desejáveis, saltaram à conclusão de que a seleção natural, ao longo de milhões de anos, poderia alcançar mudanças adaptativas muito maiores do que a seleção artificial alcançou em apenas algumas décadas. Mostrei em meu livro que tais extrapolações são infundadas porque experimentos de criação, como os que dão maior teor de proteína ao trigo ou maior tamanho a vegetais, resultam de mutações que desativam genes repressores. As conclusões às quais se saltou foram falsas porque foram baseadas em dados que não podiam ser extrapolados para longas sequências. Não se pode ganhar informação de uma longa sequência de etapas que todas perdem informação. Como notei em meu livro, isso seria como o comerciante que perdia um pouco de dinheiro em cada venda, mas pensava que poderia compensar com volume.

5.2 Resistência aos Antibióticos como Exemplo de Evolução

Continuando seu esforço para demonstrar a eficácia evolutiva das mutações benéficas, Max apresentou em seu ensaio a aquisição de resistência a antibióticos por microrganismos como um exemplo de evolução. Ele disse que se pode "demonstrar uma mutação benéfica · com organismos de laboratório que se multiplicam rapidamente, e de fato tais experimentos mostraram que mutações benéficas raras podem ocorrer. Por exemplo, a partir de uma única bactéria pode-se cultivar uma população na presença de um antibiótico, e demonstrar que os organismos que sobrevivem a essa cultura possuem mutações em genes que conferem resistência a antibióticos." Tal experimento mostra que "mutações benéficas de novo" podem surgir.

Minha resposta a isso é que mostrei em meu livro que as mutações que levam à resistência a antibióticos falham no teste de representar as mutações necessárias para a evolução. Resumo aqui esse argumento.

Todos os antibióticos são derivados de microrganismos. Lembre-se da história da descoberta serendipitosa da penicilina por Alexander Fleming em 1928, quando ele notou que sua placa de bactérias Staphylococcus estava clara na vizinhança de um contaminante de bolor de pão. O bolor foi encontrado para produzir algo que poderia lisar e matar as bactérias. Aquilo era uma molécula posteriormente nomeada penicilina. Depois disso, outros antibióticos foram encontrados para serem produzidos por outros microrganismos, como bactérias do solo. O solo tem sido reconhecido há muito tempo na medicina popular como um remédio para infecções.

Os antibióticos produzidos por esses microrganismos servem-lhes como defesa contra ataques de outros microrganismos. Alguns microrganismos possuem genes que conferem resistência a esses antibióticos. Essa resistência pode assumir a forma de degradação da molécula do antibiótico ou de expulsão do mesmo da célula. Infelizmente para a saúde humana, os organismos que possuem esses genes podem transferi-los a outras bactérias, tornando-as também resistentes. Embora os mecanismos de resistência sejam específicos para um antibiótico em particular, a maioria das bactérias patogênicas tem, infelizmente, conseguido acumular vários conjuntos de genes que lhes conferem resistência a uma variedade de antibióticos.

A aquisição de resistência a antibióticos desta maneira qualifica-se como evolução apenas no sentido de que é uma mudança hereditária adaptativa. É um exemplo apenas da Evolução B. Não é o tipo de evolução que pode transformar um macaco em um bactéria. A mudança genética não é do tipo que pode servir como protótipo para as mutações necessárias para explicar a Evolução A. As mudanças genéticas que poderiam ilustrar a teoria não apenas devem adicionar informações ao genoma da bactéria, elas devem adicionar novas informações ao biocosmo. A transferência horizontal de genes apenas espalha genes que já estão presentes em algumas espécies.

No entanto, descobriu-se que um microrganismo pode, por vezes, adquirir resistência a um antibiótico através de uma substituição aleatória de um único nucleotídeo, e este é o tipo de exemplo que Max apresentou. A estreptomicina, que foi descoberta por Selman Waksman e Albert Schatz e primeiro relatada em 1944, é um antibiótico contra o qual as bactérias podem adquirir resistência desta forma. Mas, embora a mutação que sofrem no processo seja benéfica para o microrganismo na presença de estreptomicina, não pode servir como protótipo para o tipo de mutações necessárias pelo NDT. O tipo de mutação que confere resistência à estreptomicina manifesta-se no ribossomo e degrada o seu encaixe molecular com a molécula do antibiótico. Esta alteração na superfície do ribossomo do microrganismo impede que a molécula de estreptomicina se fixe e execute a sua função antibiótica. Descobriu-se que esta degradação é uma perda de especificidade e, portanto, uma perda de informação. O ponto principal é que a Evolução A não pode ser alcançada por mutações deste tipo, não importa quantas delas existam. A Evolução não pode ser construída acumulando mutações que apenas degradam a especificidade.

No parágrafo final da minha crítica original, disse o seguinte:

As mutações necessárias para a macroevolução nunca foram observadas. Nenhuma mutação aleatória que pudesse representar as mutações exigidas pela TND, que tenha sido examinada no nível molecular, adicionou qualquer informação. A questão que abordo é: são as mutações que foram observadas o tipo que a teoria precisa para suporte? A resposta se revela ser NÃO! Muitas perderam informação. Para suportar a TND, seria necessário mostrar muitos exemplos de mutações aleatórias que adicionam informação. A menos que os resultados agregados dos experimentos genéticos realizados até agora sejam uma amostra grosseiramente enviesada, podemos seguramente descartar a teoria neodarwiniana como uma explicação de como a vida se desenvolveu a partir de uma única fonte simples.

Você cita o fato de que algumas bactérias cultivadas sob pressão seletiva deste antibiótico tornam-se resistentes através de uma mutação que "degrada o ajuste molecular com a molécula do antibiótico", representando "uma perda de especificidade e, portanto, uma perda de informação." Algumas mutações de resistência à estreptomicina são, como você aponta, reflexo de mutações da proteína ribossomal S12 que causam perda de ligação deste antibiótico, o que você interpreta como "perda de informação". No entanto, você ignora outras mutações desta proteína que não levam à perda de ligação do antibiótico (por exemplo, Timms et al., Mol Gen Genet 232:89, 1992). De acordo com sua formulação, essas mutações não representariam uma perda de informação, contudo, elas são mutações naturais que são adaptativas sob condições de exposição à estreptomicina. Aceitaria que este tipo de mutação seja um bom modelo para uma mudança evolutiva adaptativa consistente com a Teoria Neo-Darwiniana?

Você malentendeu o artigo de Timms et al., que você citou. Todas as mutações adaptativas relatadas naquele artigo mostram redução na ligação da molécula de estreptomicina. As 12 mutações adaptativas relatadas na proteína S12 enquadram-se em duas categorias. Não houve nenhum exemplo do que você alegou que eu ignorei. Cinco desses mutantes são designados como resistentes à estreptomicina (Smr), e sete são designados como dependentes da estreptomicina (Smd). Todos os 12 deles, nas palavras dos autores, "reduzem a afinidade do ribossomo para a estreptomicina". Talvez você gostaria de apontar para mim onde naquele artigo eles mencionam que mutações na S12 não levam à redução da ligação, e o que você alega que eu ignorei.

Minha citação deste artigo baseou-se na sua descrição dos mutantes dependentes de estreptomicina, que requerem estreptomicina para o crescimento como resultado de mutações na proteína S12. Claramente, tais mutantes não perderam completamente a ligação à estreptomicina; no entanto, é possível que tenham reduzido a afinidade de ligação, de modo que, de acordo com os seus critérios -- que não considero válidos -- eles possam ter "perdido informação". No entanto, todo o seu argumento sobre a estreptomicina parece basear-se no equívoco de que a estreptomicina funciona ligando-se à proteína S12. Na verdade, como mencionado no artigo de Timms, a ligação é primariamente ao RNA ribossomal 16S, e não à S12, e as mutações na proteína S12 funcionam para diminuir a ligação à estreptomicina ao estabilizar uma conformação específica do rRNA 16S que não liga bem a estreptomicina (Carter et al., Nature 407: 340, 2000; Moazed & Noller, Nature. 327:389, 1987; Gravel et al., Biochemistry. 26:6227, 1987; Montandon et al, EMBO J. 5:3705, 1986; Pinard et al, FASEB J. 7:173, 1993; Melancon et al., Nucleic Acids Res. 16:9631, 1988). Uma mutação que causa uma mudança conformacional específica em outra molécula que, por sua vez, impede a ligação eficiente de uma terceira molécula não sugere necessariamente uma "perda de informação" para mim, mesmo que a sua métrica de informação proteica fosse válida.

Existem várias outras maneiras de considerar como as mutações afetam a informação. Na minha opinião, mesmo que todas as mutações S12 que causaram resistência à estreptomicina abolissem a ligação do antibiótico, ainda poderia ser feito um argumento razoável de que tais mutações representam um ganho de informação, e não uma perda. No universo de todas as sequências de aminoácidos S12 possíveis que podem funcionar no ribossomo, essencialmente todas as proteínas S12 encontradas em bactérias "selvagens" (ou seja, aquelas cultivadas na ausência de estreptomicina) se ligam a este antibiótico. As sequências S12 que permitem o crescimento bacteriano na presença de estreptomicina representam um pequeno subconjunto do universo de sequências S12 funcionais. Portanto, ao cultivar bactérias em estreptomicina, selecionamos um subconjunto específico e pequeno de sequências S12 possíveis; assim, pode-se argumentar que forçamos um pequeno aumento no conteúdo de informação do genoma ao restringir a escolha das sequências S12.

O conjunto de proteínas S12 que permite o crescimento bacteriano em estreptomicina (ou seja, que não se ligam ao antibiótico) forma um subconjunto dispare do universo de proteínas S12. Minha intuição diz-me que o conjunto que se liga (o conjunto susceptível) é menor e, portanto, tem uma entropia menor, do que o conjunto que não se liga (o conjunto resistente). Mutações que aparecem na presença do antibiótico convertem um subconjunto no outro. Uma mutação que transfere a enzima de um conjunto de baixa entropia para um conjunto de maior entropia perde informação; não ganha-a.

Existem muitas sequências de proteínas S12 em uma variedade de bactérias "tipo selvagem". Diferentes espécies de bactérias Gram negativas são comumente sensíveis à estreptomicina, apesar das variações na sequência S12; organismos com mutações S12 são encontrados muito raramente, exceto sob seleção de estreptomicina. Portanto, MINHA intuição diz-me que a maioria das sequências S12 se liga à estreptomicina e que o conjunto de sequências S12 que confere resistência à estreptomicina é menor do que o conjunto que confere sensibilidade. O que sustenta sua "intuição" de que o conjunto susceptível é menor e, portanto, tem menor entropia?

No entanto, quero deixar claro que não aceito sua interpretação de certas mutações específicas como refletindo uma "perda de informação". Você afirma que o "conteúdo de informação de uma enzima é a soma de muitas partes, entre as quais estão: nível de atividade catalítica, especificidade em relação ao substrato, força [e especificidade] de ligação à estrutura celular, [e] especificidade da sequência de aminoácidos dedicada a especificar a enzima para degradação". Esta formulação é vaga, não quantitativa, não suportada por lógica clara, não aceita na literatura científica (da melhor do meu conhecimento; por favor, eduque-me se eu estiver errado) e, na minha opinião, não é útil.

Ed, o nível do seu argumento aqui é bastante baixo. Você viu esta seção inteira (acima) e tirou da introdução a minha lista de quais características podem contribuir para o conteúdo de informação de uma enzima e criticou-a por ser não quantitativa (seguida de outros epítetos pejorativos). Isso é suposto ser algum tipo de tática de debate? De qualquer forma, a tática está fora de lugar nesta discussão. Pelo contexto do que escrevi, deveria ter sido claro para você que esta lista parcial de características que podem contribuir para a informação em uma enzima era uma introdução à minha estimativa quantitativa de uma das características de especificidade de uma enzima. Após mostrar como se pode calcular a informação relacionada a um tipo de especificidade, mostrei como uma mutação que parecia aumentar a atividade em um novo substrato na verdade reduziu a informação em cerca de 50%.

É elementar que a especificidade se traduz em informação e vice-versa. Você já jogou 20 perguntas? Com as respostas SIM/NÃO de 20 perguntas judiciosas, pode-se descobrir um número previamente escolhido entre 1 e um milhão. Se as perguntas forem bem escolhidas, aquelas respostas SIM/NÃO podem valer um bit de informação cada, e 20 bits podem especificar um objeto entre um milhão. Vinte bits de informação se traduzem em especificidade de uma parte em um milhão. Dez bits - para uma parte em um mil.

Os códigos postais nos EUA também demonstram que especificidade e informação são dois lados da mesma moeda e andam de mãos dadas. Um endereço nos Estados Unidos pode ser completamente especificado pelo código postal de nove dígitos. Um dígito de informação reduzirá o endereço de estar em qualquer lugar nos Estados Unidos para estar apenas em alguns estados. Assim, se o primeiro dígito é um 6, o endereço está localizado em algum lugar em Illinois, Missouri, Kansas ou Nebraska.

Um segundo dígito de informação adicionará especificidade ao reduzir ainda mais o endereço. Um 3, 4 ou 5 no segundo dígito coloca o endereço no Missouri. Um 3 no segundo dígito coloca-o na porção leste do estado. Dois dígitos de informação são mais específicos que um.

Um terceiro dígito de informação é ainda mais específico, reduzindo o endereço ainda mais, tornando-o ainda mais específico. Se o terceiro dígito é um 1, o endereço é específico para St. Louis e seus subúrbios. Os próximos dois dígitos de informação localizam o endereço dentro de alguns quarteirões. Os restantes 4 dígitos de informação podem localizar um prédio específico. Assim, fica claro que a informação contida nos dígitos do código postal se traduz em especificidade.

Não há dúvida sobre isso: ESPECIFICIDADE = INFORMAÇÃO.

Não apenas deixei claro acima que meu critério para ganho/perda de informação é quantitativo, e apoiado pela lógica e pela compreensão convencional dessas noções na teoria da informação, incluí aquela seção em minha primeira crítica ao seu post. Você escolheu não relacionar-se com ela de forma alguma, e em vez disso inventou a crítica acima do nada.

Em meus comentários anteriores sobre o seu cálculo do "ganho ou perda de informação em uma mutação", fiz algumas críticas que você chamou de "epítetos pejorativos" e que você sugeriu serem "alguma espécie de tática de debate" ou "inventadas do nada"; mas você não abordou nenhuma das críticas substancialmente, então vou repeti-las com mais detalhes na esperança de que você as aborde.

1. Sugeri que sua formulação é vaga e não quantitativa e não é apoiada por uma lógica clara.

Você afirmou:

O conteúdo de informação de uma enzima é a soma de muitas partes, entre as quais se encontram:

• Nível de atividade catalítica
• Especificidade em relação ao substrato
• Força de ligação à estrutura celular
• Especificidade da ligação à estrutura celular
• Especificidade da sequência de aminoácidos dedicada a especificar a enzima para degradação

Primeiro, observo que, desses cinco componentes, você sugeriu apenas para um — especificidade em relação ao substrato — como quantificar sua contribuição para o conteúdo de informação da proteína. Ao discutir este componente, você afirma:

Para estimar a informação em uma enzima, assumirei que o conteúdo informacional da própria enzima é pelo menos igual à máxima informação ganha ao transformar a distribuição do substrato na distribuição do produto. (Acho que essa suposição é razoável, mas para ser rigorosa, ela realmente deveria ser provada.)

Você pode pensar que essa suposição é razoável, mas eu acho que é totalmente irrazoável. Essa suposição forma a base para quase todo o seu argumento, e mesmo você admite que ela não foi "provada", o que seria necessário para sua análise ser rigorosa, conforme você afirma. Portanto, você concorda comigo de que sua análise não é rigorosa, mas baseada em uma suposição não provada.

Em segundo lugar, você omitiu qualquer descrição de como os outros componentes listados seriam usados para avaliar a informação. No entanto, você alegou que, porque as mutações no sistema de ribitol desidrogenase sugerem uma diminuição no componente de especificidade do substrato da informação, a mutação representa uma perda de informação. Mas como você pode fazer essa afirmação quando não avaliou quantitativamente todos os outros componentes que você diz contribuir para a informação? Para mim, para você fazer um julgamento sobre a mudança quantitativa de informação devido à mutação quando você deixou de fora a avaliação de quatro dos cinco componentes de sua métrica proposta de informação é uma falha bastante grave, especialmente para alguém que acusa outros de "pular conclusões".

Terceiro, você não especificou se todos os cinco componentes em sua lista devem receber o mesmo peso. Se você não lhes der o mesmo peso, por favor, explique seu sistema de ponderação e justifique-o.

Em quarto lugar, você implica ("soma de muitas partes, entre as quais estão") que existem "partes" adicionais que poderiam contribuir para o conteúdo de informação; mas você nunca especifica o que são essas partes.

[Quinto, você não justificou por que algum desses parâmetros deveria ser considerado em uma métrica que quantifica a informação de uma proteína. Poderia-se argumentar que o conteúdo de informação das proteínas ribitol desidrogenase do tipo selvagem e mutadas era o mesmo porque - independentemente das especificidades de substrato -- a quantidade de informação necessária para definir sua sequência de aminoácidos não mudou.

As suas analogias (o jogo das 20 perguntas ou os códigos postais) que o incentivam a proclamar que "Especificidade = Informação" não esclarecem nada sobre a "informação de uma proteína" no sentido de que uma proteína A de 200 aminoácidos que tem altos níveis de todos os componentes da sua métrica de informação pode ser especificada por exatamente a mesma quantidade de informação que uma proteína B de 200 aminoácidos que é baixa em todos os seus componentes. De fato, ] acredito que a maioria dos cientistas que consideraram a informação representada por genes ou enzimas concluiria que uma proteína grande e complexa envolve muito mais informação do que um polipeptídeo curto. Certamente requer mais informação para especificar a sequência de uma proteína grande. No entanto, na sua lista de cinco componentes de informação, você omitiu completamente aquele parâmetro que a maioria dos cientistas consideraria mais importante ao comparar o conteúdo de informação.

Em resumo, você avaliou apenas um dos cinco componentes da informação proteica de forma quantitativa, e admite que essa análise não é rigorosa; você ainda não definiu como quatro dos cinco parâmetros seriam quantificados; você ainda não descreveu como os parâmetros seriam ponderados ao combiná-los em uma métrica de informação; você não apresentou uma justificativa para por que cada parâmetro deve ser incluído na métrica; você não especificou quais outros parâmetros precisam ser incluídos; e você não justificou a exclusão do comprimento da sequência, o parâmetro que a maioria dos cientistas incluiria em uma estimativa de informação. Estes são os motivos pelos quais considerei sua formulação vaga e não quantitativa e não sustentada por lógica clara.

2. Sua formulação não é aceita na literatura científica.

Is óbvio para você e para mim, mas quis deixar claro para outros leitores potenciais desta correspondência. Embora os componentes da sua análise possam incluir elementos de uma análise de teoria da informação aceita, a sua inclusão dos 5 itens acima como os elementos que contribuem para uma métrica de informação quantificável é original de você e nunca (até o meu conhecimento) foi publicada na literatura científica revisada por pares; por favor, corrija-me se eu estiver errado. Alguns leitores podem concluir, a partir dos seus comentários pejorativos (e inutilmente pessoais e condescendentes) (por exemplo, "Eu recomendaria que você não se refira aos meus critérios de perda de informação como "questionáveis" até que os compreenda"), que eu sou uma arma de destruição em massa que atira teorias aceitas sem claramente entendê-las. Estes leitores devem estar cientes de que as suas teorias não atenderam ao critério normal para uma ideia científica ser digna de aceitação ou mesmo consideração séria, a saber, publicação na literatura científica profissional revisada por pares. Embora uma busca computacional na literatura tenha mostrado que você escreveu exatamente dois artigos sobre informação e sequências de proteínas que foram publicados em revistas revisadas por pares, ambos com mais de 30 anos de antiguidade (J THEOR BIOL 7 : 412, 1964; e NATURE 226: 48, 1970), nenhum desses artigos contém discussão sobre a sua estimativa do conteúdo de informação de uma proteína medida pelos parâmetros listados acima. Quanto ao que tenho sido capaz de determinar (e por favor, corrija-me se eu estiver errado), as ideias posteriores foram publicadas apenas no seu livro, uma publicação não revisada por pares; e as ideias do livro foram mencionadas na literatura científica profissional revisada por pares apenas uma vez, em um artigo recente (Schneider Nucl Ac Res 28:2794, 2000) que contesta a validade da sua análise. O fato de a sua métrica de informação não ter sido publicada na literatura científica profissional revisada por pares não torna a análise errada por si só, assim como a ausência de artigos sobre a Terra plana nas revistas profissionais de astronomia planetária ou a ausência de artigos sobre a negação do Holocausto na literatura profissional de história não torna essas duas teorias erradas. Cada teoria se sustenta ou cai sobre os seus méritos (ou falta deles). Mas os leitores devem saber que você não empreendeu uma aplicação nova de uma métrica geralmente aceita para tirar conclusões novas que confundam os evolucionistas; pelo contrário, você aplicou uma métrica excêntrica nunca aceita pela comunidade científica e, não surpreendentemente, tirou conclusões excêntricas (e na minha opinião inválidas).

6. Famílias gênicas como exemplos de duplicação, mutação e seleção

Uma observação comumente citada, consistente com o modelo neodarwiniano da evolução, é que no DNA dos humanos existem muitos genes com sequências similares que possuem funções similares, mas desempenham papéis fisiológicos distintos. Os múltiplos genes globina são um exemplo que cito em meu ensaio. Frequentemente, genes com sequências similares são encontrados em organismos mais primitivos, mas nessas espécies o número de genes relacionados é muito menor. A interpretação evolutiva é que o último ancestral comum dos humanos e das espécies modernas primitivas possuía um genoma menor do que os humanos modernos e que, à medida que a linhagem humana evoluiu, ocorreram múltiplas duplicações que geraram cópias extras de genes; essas mutaram independentemente e evoluíram para assumir funções ligeiramente diferentes. Spetner, é claro, não aceita esse cenário. Começo esta parte da troca com uma descrição de tal sistema gênico.

Vamos considerar um locus gênico que estudei em meu laboratório: o locus da cadeia pesada de imunoglobulina humana (ou locus IgH). No locus humano, observa-se evidências de uma grande duplicação de DNA que criou duas cópias altamente similares tanto nas regiões codificantes quanto nas regiões flanqueantes não codificantes. Uma das cópias inclui sequências da região constante conhecidas como gamma3, gamma1, pseudo-epsilon e alpha1, enquanto a segunda cópia contém gamma2, gamma4, epsilon e alpha2. Primatas mais primitivos, como os macacos das Américas, parecem ter uma única cópia desse locus e um único gene gamma. Os quatro genes da cadeia gamma humana são, portanto, considerados derivados de um único gene ancestral gamma em um ancestral primata por meio de uma série de duplicações e mutações. Os quatro tipos de proteínas de anticorpo codificados pelos genes humanos exercem funções muito semelhantes, mas não são idênticos. Eles diferem uns dos outros em suas "funções efetoras", como a capacidade de ativar proteínas do complemento sérico ou de se ligar aos diversos receptores Fc nas células do sistema imunológico. Por exemplo, anticorpos com proteína gamma2 funcionam melhor na reconhecimento de antígenos de polissacarídeos encontrados em certas bactérias, enquanto anticorpos gamma4 funcionam melhor no combate a parasitas. Presumivelmente, o único gene gamma ancestral não era especializado e teve que servir como um "faz-tudo". Se você considerasse as mutações desse gene que levaram à função especializada da proteína gamma2 de ligação a polissacarídeos, provavelmente poderia argumentar em favor de "perda de informação", pois, ao mutar do gamma primordial, a proteína pode ter "perdo especificidade" para combater infestações parasitárias; e se você analisasse as mutações que levaram à proteína gamma4 "especialista em parasitas", poderia argumentar em favor de "perda de informação", pois a proteína pode ter "perdo especificidade" para ligação a polissacarídeos. Se você colocar óculos escuros e olhar para um gene de cada vez, poderia fazer seu argumento de que ambos os genes "perderam informação", mas se você olhar para o quadro geral, verá que há um ganho de informação para o sistema como um todo. No ancestral primata, tínhamos um gene não especializado, enquanto nos humanos modernos temos quatro genes especializados. Esta é exatamente a espécie de mudança genética que seria consistente com a evolução neo-darwiniana levando a um aumento na complexidade. No seu exemplo de jornal, isso corresponde a ter tanto a edição inicial quanto a final do jornal de hoje. Um comerciante que ganha um pouco de dinheiro em cada transação certamente pode fazer uma fortuna se trabalhar o suficiente nisso.

Sim, a informação teria sido aumentada se o que você especula tivesse realmente acontecido. A prova estaria apenas em demonstrar que isso realmente ocorreu. Não perdamos de vista o requisito da evolução neo-darwiniana de longas séries de substituições de nucleotídeo único, onde cada mutação torna o fenótipo suficientemente mais adaptativo do que era para permitir que o fenótipo mutado assumisse a população através da seleção natural com alta probabilidade. Está longe de estar claro que as mutações individuais que você sugere serão cada uma adaptativa e selecionada em cada etapa. Você não pode demonstrar isso – você apenas o assume. Você está postulando um evento histórico que não pode ser verificado. Parece que todos os seus argumentos são baseados na postulação de eventos que são inerentemente não observáveis. Isso deveria fazer alguém ficar um pouco cético em relação à teoria, não é?

Reconheço que o modelo acima para o locus IgH humano é hipotético e pressupõe que a tríade evolutiva de duplicação, mutação aleatória e seleção é uma explicação naturalista razoável para os quatro genes gama humanos. Não podemos verificar esta explicação, pois nunca poderemos conhecer as propriedades do ancestral primordial de imunoglobulina gama, nem saber a série de mutações que ocorreram nos vários genes gama duplicados durante nossa evolução a partir desse ancestral primordial. O que estou perguntando é: há algo tão implausível neste modelo a ponto de justificar sua sugestão de que devemos "rejeitar a teoria neodarwiniana" como explicação para este exemplo?

Sim, é implausível porque você está postulando uma série de eventos de um tipo para o qual há evidências de que eles não ocorreram. Se eles tivessem ocorrido para produzir a Evolução A, deveria haver um vasto número deles, e não há. Se houvesse o grande número necessário deles, deveríamos ter visto alguns deles em todos os experimentos genéticos realizados em todos os laboratórios do mundo. E não vimos, ao meu conhecimento, nem um único deles.

Ou, mais precisamente, qual explicação alternativa para a origem dos quatro genes gama humanos você propõe que seja mais plausível do que a que eu ofereci? Isso é importante, porque, considerando as fraquezas que apontei em seus argumentos, você está longe de ter descartado definitivamente o triad evolutivo neodarwinista como a explicação correta para o que você chama de "grande varredura da evolução". Uma prova matemática de que uma conjectura é falsa, ou uma prova de que uma invenção proposta é impossível porque viola a Segunda Lei da Termodinâmica, pode pôr fim à discussão; mas os pontos que você faz (pelo menos os que são sólidos) simplesmente destacam lacunas em nosso conhecimento e forçam uma avaliação da validade das extrapolações que fazemos a partir de dados observáveis. Estes pontos são contribuições úteis, mas eles prejudicariam seriamente a credibilidade da evolução apenas se houvesse uma explicação alternativa que não sofresse de lacunas semelhantes e extrapolações contestáveis. Como você não descartou a evolução, o melhor que você pode fazer para "deslocar" esta teoria de sua atual aceitação pelos cientistas é mostrar que ela é inferior a outra teoria sobre as origens das espécies, mas você não descreveu nenhuma teoria alternativa, portanto não está claro que a evolução precise ser "deslocada".

Como a criação te atrai? Provavelmente você não quer admitir essa possibilidade, mas pode considerá-la como uma posição padrão. Não pode ser demonstrada cientificamente, não por qualquer defeito filosófico na proposição, mas devido às limitações da Ciência. O fato de que a Ciência é incapaz de lidar com isso não significa que não tenha acontecido. Afinal, existem algumas verdades no mundo físico que não podem ser alcançadas pela Ciência, assim como existem verdades matemáticas que não podem ser alcançadas pela prova matemática. Se não temos uma teoria cientificamente viável para explicar a origem dos quatro genes gama humanos, ou para a própria origem da vida, não precisamos desesperar. Nem todo mistério necessariamente tem uma solução científica. Não quero dizer que se não se deve procurar uma solução científica. Deve-se procurar. Mas não ter tal solução não é uma licença para inventar histórias e apresentá-las ao público crédulo como Ciência. Porque eu não tenho uma explicação ('plausível') cientificamente da origem da vida, isso não significa que suas histórias improváveis estejam corretas e devam ser impostas ao público sob a aparência de verdade científica.

 

7. Resumos pelos Correspondentes

Resumo de Spetner

Mostrei aqui, com referências ao meu livro, que os exemplos mais frequentemente citados por evolucionistas como evidência de evolução ocorrendo agora não são evidência alguma para a grandeza da evolução, que chamei aqui de Evolução A. Para um exemplo de evolução acontecendo agora ter qualquer relevância para a Evolução A, ele deve ser baseado em uma mutação que possa ser típica daquelas alegadas estar na longa série de etapas que levam de uma bactéria a um macaco-babuíno. A mutação deve ser, pelo menos, aquela que, quando repetida uma e outra vez, acumule informação suficiente para transformar uma bactéria em um macaco-babuíno. O exemplo favorito citado para a evolução é a resistência a antibióticos. Mostrei que as mutações que levam à resistência a antibióticos não adicionam nenhuma informação ao biocosmo. Em alguns casos, elas na verdade perdem informação. Mostrei um exemplo de uma mutação que pode ser facilmente mal interpretada para demonstrar a adição de informação ao genoma. Com a coleta de mais dados, este exemplo revelou-se uma demonstração de perda de informação e não de ganho. O salto de conclusão é sempre arriscado, porque raramente temos dados suficientes. No entanto, a comunidade evolucionista persistiu em fazer as extrapolações mais frágeis. Max tentou argumentar que sua tríade de duplicação gênica, mutação aleatória e seleção natural pode adicionar informação ao genoma coletivo do biocosmo. Exponho seu argumento como sendo nada mais do que oferecer cenários possíveis – é um argumento por histórias de "como era uma vez". Mas o argumento contra o NDT não para com a falha de seus defensores em mostrar evidência teórica ou empírica adequada para ele. O golpe decisivo contra o NDT é que exemplos de adição de informação nunca foram exibidos. A ausência de tais exemplos é mais do que apenas a ausência de evidência para a evolução. É na verdade evidência contra a evolução porque, se o NDT estivesse correto, deveriam existir milhões de tais exemplos e em todos os experimentos genéticos realizados até agora deveríamos ter visto muitos. Finalmente, o exemplo de mutações nas células B do sistema imunológico não tem peso como exemplo de uma mutação que adiciona informação. Embora essas mutações adicionem informação ao genoma da célula B, elas não podem ser aplicadas à evolução pelos motivos que expus acima. O Dr. Edward Max fez uma valente tentativa de apresentar um caso sólido para a evolução em sua postagem na URL citada acima. O fato de ele ter falhado não se deve a qualquer defeito do autor. O Dr. Max é um cientista inteligente, competente e articulado. Ele possui um PhD e um MD e, por muitos anos, realizou pesquisas e publicou sobre a genética do sistema imunológico, e contribuiu para nosso conhecimento neste campo. Se ele não pôde fazer um bom caso para a evolução, deve haver algo lamentavelmente errado com a evolução.

 

Resumo do Max

Embora Spetner afirme que as mutações observadas em modelos experimentais de evolução perdem uniformemente informação, tentei demonstrar que sua métrica para avaliar o conteúdo de informação das proteínas não foi rigorosamente validada e que, portanto, todo o seu argumento se baseia em uma fundação insustentável.

Ele também argumentou que a maturação da afinidade das imunoglobulinas, que depende da mutação e seleção de genes de imunoglobulina mutados aleatoriamente, não é um modelo útil para a evolução filogenética, mas nenhuma de suas objeções me convence. O mecanismo que gera mutações pode ser diferente nos dois casos, mas como muitos métodos experimentais para gerar mutações produzem pools de mutantes dos quais indivíduos com função melhorada podem ser selecionados, os detalhes específicos do mecanismo parecem irrelevantes para a ideia de que mutação e seleção podem levar ao aumento da aptidão. O argumento de Spetner sobre as diferenças nas taxas de mutação em células B versus células germinativas também parece irrelevante, pois ambos parecem concordar sobre estes pontos essenciais: que mutações únicas podem fornecer vantagens selecionáveis que podem se espalhar pela população após múltiplos ciclos de reprodução; e que a evolução filogenética é muito mais lenta que o exemplo de células B porque a taxa de mutação nas células germinativas deve ser muito menor do que o que é viável nos genes de imunoglobulina das células B.

Spetner evitou especificar precisamente o que ele entende por seu modelo preferido de "criação", de modo que ele não precisa defender seu modelo contra escrutínio semelhante ao que ele aplicou à teoria evolutiva. Mesmo uma "criação" sobrenatural deveria deixar vestígios que possam ser diferentes dos esperados pela teoria evolutiva. Se sua alternativa de "criação" não faz previsões específicas que possam distingui-la da evolução, ela não é um modelo científico útil. Isso pode não incomodar Spetner, que disse que a ciência não é a única fonte de conhecimento; mas, como discutido abaixo, isso sugere que as visões de Spetner não merecem consideração em salas de aula ou livros didáticos de ciência.

A ideia de Spetner de que a evolução está sendo "imposta ao público sob a disfarçada de verdade científica" revela uma embaçamento da distinção entre conhecimento científico e dogma religioso. O dogma religioso baseado em um texto sagrado imutável pode fornecer uma "verdade" que Spetner pode aceitar sem sentir a necessidade de explicá-la ou justificá-la; tal dogma, sendo imune ao escrutínio, pode ser imune à revisão e, portanto, representa uma "verdade" imutável. Em contraste, nenhum cientista responsável sugere que nossas teorias científicas atuais são imunes à revisão com base em futuras evidências. Nós simplesmente afirmamos que, mesmo apesar de áreas de controvérsia e lacunas perplexas em nosso conhecimento atual, a evolução é a teoria científica mais compatível com as evidências científicas existentes. Quando discutimos a origem das espécies em nossas aulas de ciências, não há teoria alternativa na literatura científica que possamos ensinar. Portanto, ensinamos ("impor ao público"?) a única teoria sobre essa questão encontrada nessa literatura: a teoria da evolução. (É lamentável que alguns professores de ciências ultrapassem as evidências científicas para afirmar que a teoria da evolução exclui a existência de Deus; isso não é uma extrapolação válida, como mencionei na seção 4 acima.) Se Spetner sente que tem evidências de que a literatura científica na qual o ensino em sala de aula se baseia está em erro, ele deve argumentar seu caso na literatura científica profissional, não em um livro não revisado. Visões controversas expressas em livros, mas não na literatura profissional, não podem justifiavelmente ser impostas aos alunos em salas de aula de ciências (pelo menos não em salas de aula públicas de ensino fundamental/secundário) porque não existem padrões consistentes de erudição para publicação de livros (como demonstrado por livros sobre poderes psíquicos, percepção extrasensorial, astrologia e negação do Holocausto).

Apesar das nossas visões opostas, a correspondência tem sido interessante (pelo menos para mim) porque Spetner é um cientista inteligente e articulado, que parece genuinamente interessado em um diálogo que tenta analisar onde residem as diferenças nas nossas posições. Espero que a correspondência continue. Se isso acontecer, atualizarei este resumo. Os leitores que desejarem fazer pontos adicionais relevantes para esta correspondência podem enviar-me um e-mail em max@cber.fda.gov.