tiistai 27. toukokuuta 2014

Evoluutio

Kirjoitan tästä tasan tämän kerran. Aika pitkään tämäkin teksti on hautunut, en enää edes muista, mikä tämän kirvoitti tekemään.

Ajatellaan hetki puhtaan teoreettisesti. Jotta evoluutiota voisi tapahtua, vaaditaan seuraavat asiat:
  1. Mutaatioita täytyy voida tapahtua.
  2. Mutaatioiden täytyy voida näkyä yksilön fenotyypissä (= "se, millainen yksilö on"; miltä yksilö näyttää, millaiset sen morfologiset rakenteet ovat, millaisia biokemiallisia prosesseja sen kehossa tapahtuu jne.) 
  3. Geneettisen informaation on oltava perityvää.
  4. Yksilöiden täytyy voida lisääntyä.
  5. Yksilön tulee vaatia resursseja selvitäkseen hengissä ja lisääntyääkseen.
Kaikki muu on seurausta. Mutaatiot johtavat fenotyyppien erilaisuuteen, ja jotkin piirteet fenotyypissä vaikuttavat yksilöiden resurssien käyttöön. Mutatoituneet yksilöt esim. voivat esim. pilkkoa ruuansulatuksessaan ravintoaineita tehokkaammin, jolloin niiden resurssien (tässä tapauksessa ravintoaineet) käyttö on tehokkaampaa. Ja mikäli geenit periytyvät, myös näiden mutatoituneiden yksilöiden jälkeläiset ovat tehokkaampia ravintoaineiden pilkkojia. Mutaatio voi olla myös haitallinen: mutanttiyksilöt voivat pilkkoa ravintoaineita myös muita huonommin. Oletusten mukaan myös näiden yksilöiden jälkeläiset pilkkovat ravintoaineita huonommin.

Luonnonvalinta käsitetään usein jonkinlaiseksi evoluution synnyttäjäksi, mutta tosiasiassa se on vain evoluution looginen seuraus. Uudet, mutaatioiden synnyttämät ominaisuudet (fenotyypit) vaikuttavat vaihtelevasti yksilöiden resurssienkäytön tehokkuuteen, mikä sitten joko edistää tai estää lisääntymistä suhteessa alkuperäiseen fenotyypiin. Resurssi käsitetään nyt hyvin laajasti, tarkoittaen vähän kaikkea ruuasta suojautumiskykyyn. Ja koska näiden fenotyyppien muutokset aiheuttavat mutaatiot periytyvät, myös seuraavissa sukupolvissa näkyvät samat muutokset fenotyypissä, ja myös nämä kyseiset jälkeläiset käyttävät resursseja samalla tavalla tehokkaammin tai tehottomammin.

Koska yksilöt vaativat resursseja lisääntyäkseen ja mutaatiot voivat aiheuttaa eroja resurssien käytön tehokkuudessa, mutaatiot aikaansaavat sen, että senhetkisessä ympäristössä (jossa on siis niitä erilaisia resursseja) jotkin yksilöt asettuvat parempaan asemaan kuin toiset. Nämä saavat sitten todennäköisesti enemmän jälkeläisiä, jolloin ko. mutaatiot yleistyvät. Tällöin sanotaan, että ympäristö ohjaa evoluutiota jommankumman geenityypin yleistymistäkohti, eli lajille muodostuu valintapaine jompaakumpaa geenityyppiä tai fenotyyppiä kohti. Valintapaine ei kuitenkaan tarkoita sitä, että jokin maailmassa tietoisesti tai maagisesti ohjaisi yksilöiden lisääntymistä ja mutaatioiden yleistymistä. "Valintapaine" on vain kätevä tapa sanoa, että "tässä elinympäristössä, jossa resurssit ovat tällaiset ja näin ja näin runsaat, tämän geenimuodon kantajilla on suurempi todennäköisyys saada enemmän jälkeläisiä kuin tuon geenimuodon kantajilla". Luonnonvalinta-termi on siis vain yksinkertaistus, tapa sanoa kokonainen lause parilla sanalla.

("Parempi asema" tarkoittaa siis vain ja ainoastaan sitä, että ko. yksilöillä on isompi todennäköisyys saada enemmän jälkeläisiä kuin toisilla yksilöillä. "Parempi asema" ei ole moraalisesti latautunut termi, sillä mikään luonnossahan ei edellytä lisääntymään tehokkaasti. Lisääntymistehokkuutta nostavat asiat vain ovat niitä, jotka johtavat evoluution näkymiseen pitkällä aikavälillä. Steriili yksilö voi olla paljon kilpailukykyisempi kuin hedelmällinen lajikumppaninsa - lisääntyminenhän vaatii kauheasti vaivaa ja energiaa - mutta tämä kilpailukyky ei tule ikinä jatkumaan tulevaisuudessa, sillä se tyssää ensimmäiseen sukupolveen.)

Tätä on siis evoluutio. Jossain kohtaa yksilön DNA:ta tapahtuu muutos eli mutaatio, ja se johtaa joko resurssien tehokkaampaan tai tehottomampaan käyttöön. Se taas johtaa joko lisääntyvään tai heikkenevään lisääntymistodennäköisyyteen. Lisääntymistodennäköisyyttä heikentävät mutaatiot häviävät usein lopullisesti - elleivät kaikki "paremman" geenin kantajat tuhoudu sattumalta, näinin voi tapahtua, jos populaatiot ovat pieniä. Lisääntymistodennäköisyyttä parantavat geenit sitten taas yleistyvät pikku hiljaa, kun niiden kantajat saavat keskimäärin aina vähän enemmän jälkeläisiä. Huomattavaa on myös, että mutaation ei tarvitse tapahtua kerralla: DNA voi muokkautua useammasta kohtaa pitkän ajan kuluessa, ennen kuin muutoksia fenotyypissä alkaa näkyä.

Yksinkertaisemmin kuvassa. Pallurat ovat yksilöitä, sovitaan nyt vaikka joitakin alku-juhannusruusuja. Ensimmäisen sukupolven yksilöillä on kaikilla täysin samanlainen geeni, joka säätelee vaikkapa veden ottoa juurisolujen läpi. Kaikki yksilöt saavat yhden jälkeläisen (neliö). Punaisella neliöllä kuvatulla jälkeläisellä on sattunut kuitenkin mutaatio/ siihen on kasautunut mutaatioiden sarja, joka parantaa sen vedenottotehokkuutta huimasti. Sen tarvitsee siis käyttää vähemmän energiaa veden saamiseen, jolloin se voi käyttää energiaa esim. kasvuun ja lisääntymiseen. Siinä missä muut yksilöt saavat yhden jälkeläisen (tähti), punainen yksilö saa kolme. Ja koska punaisilla jälkeläisillä on vanhempansa tehokas geeni, myös ne saavat kolme jälkeläistä (vinoneliö). Tehokkaampina lisääntyjinä ja kasvajina ne syrjäyttävät lopulta mustat yksilöt, ja näin alku-juhannusruusupopulaatio on muuttunut ajan kuluessa. Tätä on evoluutio, määritelmän mukaan.



Katsotaanpas nyt, löytyykö teorialleni tukea:
Kohta 1: check, erilaisia mutaatioita on havaittu todistetusti.
Kohta 2: check, mutaatiokokeet jne. Tässä välissä täytyy kuitenkin huomata, että evoluutio ei edellytä sitä, että mutaatio näkyisi aina yksilön fenotyypissä. Ihmis-DNA:stakin yli 70 % on siinä mielessä turhaa, että se voi mutatoitua periaatteessa miten vaan. Oleellista on se, että mutaatio ylipäätään voi johtaa fenotyypin muutokseen.
Kohta 3 lienee jo itsestäänselvyys. Aika monet isyystestin tehneet luottavat tähän.
Kohta 4 samoin.
Kohta 5. Jos et syö ruokaa, hengitä tai kykene piiloutumaan tiikeriltä, kuolet. MOT.

Näin ollen voitaneen katsoa, että oletukseni evoluution mahdollisuudesta pitävät nykytiedon valossa paikkaansa.

¤¤¤

Evoluutio on siis prosessi, joka on käynnissä ainoastaan siksi, että biokemialliset muutokset DNA-molekyyleissä johtavat muutoksiin yksilön fenotyypissä. Mutaatio itse ei ikinä tiedä, onko se sillä hetkellä hyvä vai huono - tai siis lisääntymistodennäköisyyttä nostava vai laskeva; mutaatiohan ei itsessään ole hyvä tai huono, mutaatio on vain kemiallinen tapahtuma. Useimmat mutaatiot ilmeisesti johtavat yksilöiden kuolemaan tai heikentyneeseen lisääntymismenestykseen, mutta sitten ne jotkut saavat kyseiset yksilöt parempaan asemaan kuin populaation muut yksilöt.

Oikeassa elämässä on koko ajan meneillään lukemattomien geenien yleistymisprosessi. Ruusukuvassakin olisi pitänyt olla oikeasti kymmeniä värejä kuvaamassa eri mutaatiokombinaatioita. Lisääntymismenestymistä parantavia mutaatioita syntyy tasaiseen tahtiin, ja jokainen niistä ryhtyy (usein hitaasti) yleistymään populaatiossa. Joskus se "fiksoituu" eli vakiintuu populaatiossa. Kunnes tulee taas uusi saman geenin erilainen versio. Ja koska evoluutio on käynnissä käytännössä koko ajan kaikilla maailman otuksilla, muuttuu myös se, millaiset mutaatiot oikein ovat parempia suhteessa edeltäjägeeneisinsä.

Tässä vaiheessa kreationistit heristävät sormea ja sanovat, että yllä oleva kuvaus on mikroevoluutiota eli saman lajin sisäistä vaihtelua. Se on jo heidänkin mukaansa selvä, mutta makroevoluutio, siis lajien muuttuminen toisiksi, on se, mitä ei ole todistettu.

Vastaan heille: mikä edellä olevassa viiden kohdan listassani edellyttää evoluutioprosessin katkeamista jossain vaiheessa? Sitähän vaatimus makroevoluution erottamisesta käytännössä on: vaatimus sille, että mikroevoluution pitäisi jotenkin katketa, kun ruvetaan puhumaan populaation sijasta lajipareista. Jatkokysymys: mikä on se biokemiallinen prosessi, joka johtaa kategorisesti aina evoluutioprosessin pysähtymiseen?

Tässä vaiheessa huomautan myös, että koko lajin määritelmä on kaikkea muuta kuin selvä. Meillä ei ole mitään keinoa vetää pelkän DNA-sekvenssin avulla rajaa lajien välille (asia, joka haittaa evoluutiotutkimusta harmillisen paljon). Lajin, alalajin, lajiryhmän jne. erottaminen toisistaan on melkoinen sotku. Esimerkiksi urpiaisia on nykysopimuksen mukaan kaiketi kaksi lajia ja yksi alalaji, mutta sitten oikeasti ne ovatkin joko kahdeksan alalajia tai lajia. Samoin selkä- ja harmaalokki ovat jossain määrin samaa lajia: jotkin välimuodot risteytyvät keskenään, mutta äärimuodot eivät. Lokit muodostavat siis kehälajin. Tämä kritiikki on toki vain "lajin" määritelmällä kikkailua, mutta tukee ajatusta siitä, että makroevoluutio on vain tarpeeksi pitkälle vietyä mikroevoluutiota. Mikroevoluutio ei pysähtynyt, kun harmaalokin johonkin muotoon kertyi niin paljon mutaatioita, ettei se enää pystynytkään lisääntymään kaikkien lajitoveriensa kanssa.

Tämä voisikin olla kolmas esittämäni kysymys makroevoluution kiistäjille: miten määritellään "laji" eli se raja, jossa mikroevoluutio alkaakin olla makroevoluutiota?

¤¤¤

Kun puhutaan evoluutiosta, puhutaan usein kahdesta eri asiasta. Kun minä puhun "evoluutiosta", puhun nimenomaan evoluutiosta ylläkuvaamanani prosessina. Evoluutioprosessi on vain looginen seuraus siitä, että mutaatioita on havaittu tapahtuvan, ja että niiden on havaittu vaikuttavan yksilöiden fenotyyppiin. Sen osoittaminen vääräksi vaatii aika kovaa biokemiallista dataa.

Sen sijaan evoluution historiaa voi kritisoida paljon herkemmin. Evoluution liittyy tutkimusta siitä, millaisia eliöt ovat olleet ennen muinoin, ja miten nykyiset otukset ja morfologiset rakenteet ovat saaneet alkunsa. Se on sitten historiaa, johon liittyy aina epävarmuuksia. Emmehän me voi varmuudella tietää esim. sitä, että Julius Caesar on todella elänyt. Paleontologiaa on verrattu arkeologiaan, ja se on jokseenkin täydellinen vertaus.

Eli voin kuunnella tyynenä tilitystä siitä, kuinka hevosen tai vaikka silmän evoluution kulkuun liittyy paljon aukkoja, kummallisia oletuksia ja pitkälle vietyjä johtopäätöksiä vähäisestä datasta, ja se on ihan ok. On myös ok esittää, että elämä on Jumalan luomaa ja evoluutio on jonkin yliluonnollisen ohjaamaa. Siihen ei minulla ole nokan koputtamista, eikä tulisi olla kellään itseään luonnontieteilijäksi pitämällä ihmisellä.

Sen sijaan, jos ruvetaan vääntämään koko evoluution mahdottomuudesta, tulee "evolutionistien" tivata kuolemaan saakka sitä, mikä tekijä sen evoluution sitten oikein aina estää, ja missä sen voi havaita.