پیچیدگی کاهش‌ناپذیر: چالش پیش روی تکامل داروینی
ترجمه: امیرحسین لطیفی

اگر بتوان نشان داد هرکدام از اندام‌های پیچیده‌ای که وجود دارند قادر نبوده‌اند از طریق تغییرات متعدد، متوالی و جزیی شکل گرفته باشند، در این صورت نظریه‌ی من به طور قطع شکست خورده است.

چارلز داروین، منشا انواع

با این گزاره، چارلز داروین معیاری برای ابطال‌پذیری نظریه‌ی خودش فراهم کرد. منطق این گزاره بسیار ساده بود: از آن‌جا که تکامل فرایندی تدریجی است که طی آن تغییرات تدریجی مزیت‌هایی برای بقا می‌سازند، نمی‌تواند ساختارهای پیچیده را در یک بازه‌ی زمانی کوتاه تولید کند. فرگشت فرایندی گام به گام است که ممکن است به طور تدریجی بتواند ساختارهای پیچیده را تولید کند یا تغییر دهد اما نمی‌تواند آن‌ها را به طور ناگهانی بسازد.

مایکل بیهی[۱]، پژوهش‌گر زیست‌شیمی و استاد دانشگاه لی‌های در پنسیلوانیا[۲] است. او ادعا می‌کند که نشان داده است آن‌چه که داروین ادعا کرده است به واسطه‌ی مفهومی با عنوان «پیچیدگی کاهش‌ناپذیر» منجر به نابودی نظریه‌ی فرگشت می‌شود. به زبان ساده، این ایده در مورد همه‌ی سیستم‌های دارای بخش‌های برهم‌کنش‌کننده که حذف هر کدام از بخش‌ها عملکرد کل سیستم را مختل می‌کند، صادق است. بدین ترتیب، یک سیستم پیچیده‌ی کاهش‌ناپذیر نیاز دارد که تک‌تک اجزای سیستم، پیش از آن که سیستم بخواهد عملکردی داشته باشد، در جای خود وجود داشته باشند. به عنوان مثالی ساده از پیچیدگی کاهش‌ناپذیر، بیهی یک تله موش ساده را در نظر می‌گیرد.

این تله موش از پنج بخش وابسته به یک‌دیگر تشکیل شده است که این امکان را فراهم می‌کنند که تله بتواند کار کند و موش بگیرد: یک صفحه‌ی چوبی، فنر، چک‌کش (میله‌ای که موش را روی پایه‌ی چوبی می‌کوبد)، میله‌ی نگه‌دارنده و یک گیره. هر کدام از این اجزا الزاما برای عملکرد تله موش ضروری‌اند. برای نمونه، اگر شما گیره را حذف کنید نمی‌توانید تله را آماده کنید و در این صورت، فارغ از این که موش‌ها چه مدت اطراف دستگاه بپلکند و بازی کنند، تله هرگز قادر نخواهد بود موشی بگیرد. اگر فنر را حذف کنید چکش خیلی بی‌فایده عقب و جلو خواهد شد و تهدید چندانی برای جونده‌ی کوچک محسوب نخواهد شد. البته حذف میله‌ی نگه‌دارنده اطمینان حاصل خواهد کرد که تله هرگز چیزی به دام نخواهد انداخت چون در این صورت هم راهی نخواهد بود که بتوان با آن سیستم را مسلح کرد.

اکنون توجه داشته باشید که این نکات متضمن چه نتایجی است: یک سیستم پیچیده‌ی کاهش‌ناپذیر نمی‌تواند به شیوه‌ای تدریجی به‌وجود آمده باشد. نمی‌توان با یک صفحه‌ی چوبی شروع کرد و چند موش گرفت و سپس فنر را اضافه کرد و چند موش بیش‌تر از نوبت قبل و گرفت و الی آخر. خیر، همه‌ی اجزا باید قبل از این که سیستم اصولا عملکردی داشته باشد، در جای خودشان باشند. یک رویکرد گام به گام برای ساخت چنین سیستمی منجر به یک سیستم بی‌فایده می‌شود تا زمانی که تمام اجزا اضافه شوند. این سیستم پیش از کارکردن نیاز دارد که تمام اجزای آن به طور همزمان و با پیکربندی مناسب اضافه شده باشند.

پیچیدگی کاهش‌ناپذیر چه‌گونه بر زیست‌شناسی اعمال می‌شود؟ بیهی می‌نویسد که در ابتدای این قرن پیش از آن که زیست‌شناسان درکی واقعی از سلول کسب کنند، مدلی بسیار ساده‌انگارانه از نحوه‌ی کار درون آن داشتند. بدون میکروسکوپ‌های الکترونی و سیر تکنیک‌های پیشرفته که اکنون به دانشمندان امکان بررسی دقیق کارکردهای درون سلول را فراهم می‌کند، فرض بر این بود که سلول‌ها صرفا توده‌ی پروتوپلاسمی ساده‌اند. سلول زنده برای آن‌ها یک «جعبه‌ی سیاه» بود؛ چیزی که می‌شد مشاهده کرد کارهای گوناگونی انجام می‌دهد اما عملکرد درونی آن ناشناخته و رازآلود بود. بنابراین، کار ساده و قابل توجیهی بود که فرض شود سلول مجموعه‌ی ساده‌ای از مولکول‌ها است. اما اکنون دیگر این گونه نیست. پیشرفت‌های تکنولوژیک اطلاعات دقیقی از کارکرد درونی سلول فراهم کرده‌اند. مایکل دنتون[۳] در کتاب تکامل: نظریه‌ای در بحران[۴] بیان می‌کند که «اگرچه کوچک‌ترین باکتری‌ها به طرز شگفت‌انگیزی کوچک‌اند و وزنی کم‌تر از ^۱۲-۱۰ گرم دارند، هر کدام در حقیقت یک کارخانه‌ی کوچک‌شده‌ی واقعی متشکل از هزاران قطعه‌ی به دقت و با ظرافت طراحی شده از ماشین‌های مولکولی هستند که با صدها هزاران میلیون اتم، از هر ماشینی که تاکنون بشر ساخته است به غایت پیچیده‌ترند و مطلقا هیچ مشابهی در جهان موجودات غیرزنده ندارند.» در یک کلمه، سلول پیچیده است. خیلی پیچیده است.

در حقیقت بیهی ادعا می‌کند که ساختارهای زیستی پیچیده در سلول دقیقا به همان اندازه که در مثال تله‌موش دیدیم پیچیده‌ی کاهش‌ناپذیرند. به عبارت دیگر، اجزای آن‌ها یا همه باید باشند یا هیچ‌کدام: یا همه‌ چیز وجود دارد و سیستم کار می‌کند یا یکی از موارد نیست و سیستم تا زمانی که همه‌ی اجزا حاضر نباشند کار نمی‌کند. بدین‌گونه، داروینیسم مکانیسمی برای افزودن یکباره‌ی همه‌ی اجزا ندارد. در خاطر داشته باشید که مکانیسم داروین یکی از فرایندهای جهش‌ تدریجی است که به بقا و شایستگی بهتر ختم می‌شود. سیستمی که کم‌تر از سیستم کامل باشد عملکرد نخواهد داشت و مطمئنا به موجود زنده کمکی در راستای زنده ماندنش نخواهد کرد. در واقع، داشتن یک سیستم ناقص و به همین ترتیب سیستم فاقد عملکرد در حقیقت بازدارنده‌ی بقا است و علیه انتخاب خواهد بود. اما بیهی تنها دانشمندی نیست که پیچیدگی کاهش‌ناپذیر را در طبیعت تشخیص داد. در سال ۱۹۸۶ مایکل جی. کاتز[۵] در کتاب قالب‌‌ها و توضیح الگوهای پیچیده[۶] نوشت:

«در جهان طبیعی، سیستم‌های الگومند بسیاری وجود دارد که هیچ توضیح ساده‌ای برای آن‌ها وجود ندارد. توضیحات علمی کارآمدی برای این سیستم‌های پیچیده وجود دارد اما الگوهای نهایی‌ای که آن‌ها تولید می‌کنند به قدری ناهمگون‌اند که نمی‌توانند به شیوه‌ای موثر به به اجزای پیشینی کوچک‌تر یا کم‌تر پیچیده‌ای کاهش یابند . . . این الگوها از منظری بنیادین پیچیده‌ی کاهش‌ناپذیرند . . .»

کاتز ادامه می‌دهد که این نوع از پیچیدگی‌ها در زیست‌شناسی هم یافت می‌شوند:

«سلول‌ها و موجودات با هر معیار الگویی تا حد زیادی پیچیده محسوب می‌شوند. آن‌ها از عناصر ناهمگنی ساخته شده‌اند که در پیکربندی‌های ناهمگن سازماندهی شده‌اند و خودسازماندهی نمی‌کنند. نمی‌توان بخش‌هایی از یک سلول یا ارگانیسم را مخلوط کرد و خود به خود یک نورون یا گراز دریایی ساخت. برای ساخت یک سلول یا یک موجود زنده نیاز به سلول یا موجود از قبل موجود همراه با قالب‌های پیچیده‌ی وابسته به آن است. یکی از خصوصیات بنیادی قلمرو زیست‌شناسی این است که موجودات الگوهای پیچیده‌ای هستند و برای ساخت آن حیات نیازمند قالب‌های گسترده و الزاما پیشینی است.»

بهی مثال‌های گوناگونی از سیستم‌های پیچیده‌ی کاهش‌ناپذیر ارایه می‌دهد که اثبات‌کننده‌ی نقطه‌نظرش است اما من تنها بر یکی از آن‌ها تمرکز خواهم کرد: مژک. مژک‌ها ساختارهای مومانندی هستند که جانوران و گیاهان از آن‌ها برای حرکت مایعات در انواع سطوح استفاده می‌کنند (برای مثال مژک درون سیستم انشعابات تنفسی شما موکوز را به سمت حلق می‌فرستد و بدین ترتیب حذف آلاینده‌ها را امکان‌پذیر می‌کند) و موجودات تک‌سلولی از آن‌ها برای حرکت درون آب استفاده می‌کنند. مژک‌ها مانند «پارویی» هستند که مکانیسم خاص خودشان را برای خم شدن دارند. این مکانیسم شامل ساختار میله‌مانند کوچکی است که میکروتوبول خوانده می‌شود و در یک حلقه آرایش یافته‌اند. میکروتوبول‌های به هم چسبیده به کمک دو نوع «پل» به یک‌دیگر متصل شده‌اند؛ یک پل ارتباطی منعطف و یک بازو که می‌تواند روی میکروتوبول کناری «قدم» بزند. این مژک‌ها با فعال شدن بازوی «قدم‌زن» خم می‌شوند و پل‌های ارتباطی منعطف نیروی لغزنده‌ی تولید شده را به نیروی خمشی تبدیل می‌کنند.

بنابراین مژک چندین جزء ضروری دارد: میکروتوبول‌های محکم، پل‌های ارتباطی و «موتورهایی» که بازوهای قدم‌زن را می‌سازند. در حالی که توصیفات من تا حد زیادی ساده شده‌اند (بیهی توضیح می‌دهد که بیش از دویست پروتئین در این سیستم خاص شناسایی شده‌ است) این سه جزء سیستم پایه را تشکیل می‌دهند و نشان می‌دهند که برای داشتن عملکرد به چه چیزهایی نیاز است. بدون یکی از این اجزا سیستم عملکرد نخواهد داشت. نمی‌توانیم تکامل مژک را صرفا با میکروتوبول‌ها شروع کنیم چون میکروتوبول‌ها سخت و صلب خواهند بود ونمی‌توانند برای حرکت چندان مناسب باشند. اضافه کردن پل‌های ارتباطی منعطف به سیستم هم کاری از پیش نخواهد برد چون همچنان بدون موتور مژک خم نخواهد شد. اگر میکروتوبول و بازوی قدم‌زن (موتور) را داشته باشیم اما هیچ بازوی اتصالی منعطفی نداشته باشیم میکروتوبول‌ها به روی هم می‌لغزند تا این که از هم دور می‌شوند و در نهایت گم می‌شوند.

این تنها یکی از بسیار سیستم‌های زیست‌شیمیایی است که بیهی در کتاب خود، جعبه سیاه داروین[۷]، به بحث در مورد آن‌ها می‌پردازد. مثال‌های دیگر از پیچیدگی کاهش‌ناپذیر شامل سیستم حسگر نور در چشم جانوران، سیستم انتقال درون سلولی تاژک باکتری و سیستم لخته‌ی خون می‌شود. همه‌ی این موارد از یک سیستم بسیار پیچیده‌ی متشکل از بخش‌های برهم‌کنش‌کننده تشکیل شده‌اند که نمی‌توان آن‌ها را ساده کرد و در عین حال عملکردشان هم تداوم داشته باشد.

از زمان انتشار جعبه سیاه داروین، بیهی تعریف پیچیدگی‌کاهش‌ناپذیر را بهبود بخشیده است. او در سال ۱۹۹۶ نوشت که «هرگونه پیش‌ساز برای یک سیستم پیچیده‌ی‌کاهش‌ناپذیر که بخشی از آن از دست رفته باشد، بنا به تعریف فاقد عملکرد خواهد بود.»[۱] با تعریف پیچیدگی‌کاهش‌ناپذیر براساس «فقدان عملکرد»، بیهی بر بنیادی‌ترین اشکال نظریه‌ی تکامل پرتو می‌افکند: تکامل نمی‌تواند چیزی را که در مراحل میانی فاقد عملکرد است، تولید کند. انتخاب طبیعی تنها ساختارهایی را حفظ یا «انتخاب» می‌کند که دارای عملکرد هستند. اگر ساختاری عملکردی نداشته باشد نمی‌تواد به طور طبیعی انتخاب شود. بنابراین، آخرین تعریف بیهی از پیچیدگی‌کاهش‌ناپذیر بدین صورت است:

یک مسیر تکاملی که به لحاظ پیچیدگی‌کاهش‌ناپذیر باشد، مسیری است که در آن یک یا چند گام‌ انتخاب نشده وجود داشته باشد (یعنی واجد یک یا چند جهش ضروری اما انتخاب نشده باشد). درجه‌ی پیچیدگی‌کاهش‌ناپذیر آن وابسته به گام‌های انتخاب نشده‌ی این مسیر است.»[۲]

تکامل نمی‌تواند ساختارهای پیچیده‌ای را، آن‌طور که برای ساخت سیستم‌های پیچیده‌‌ کاهش‌ناپذیر مورد نیاز است، در یک نسل تولید کند. تصور این که مجموعه‌ای تصادفی از جهش‌ها همه‌ی دویست پروتئین مورد نیاز برای ساخت تاژک را در یک نسل ساخته است، تصور را به فراتر از نقطه‌ی شکست آن می‌برد. در عین حال، ساخت یک یا تعدادی از این پروتئین‌ها در یک زمان به شیوه‌ی استاندارد داروینی هیچ مزیت زیستی به ارمغان نخواهد آورد چون این چند پروتئین عملکردی نخواهد داشت و صرفا باعث هدر رفت انرژی برای سلول می‌شوند که حتی به تولید هم نمی‌انجامد. داروین این موضوع را به عنوان یک تهدید بالقوه برای نظریه‌ی تکاملش تشخیص داد؛ موضوعی که می‌تواند به طور کامل نظریه‌ی او را رد کند. بنابراین، پرسشی که به وجود می‌آید این است که آیا نظریه‌ی داروین «به طور قطع شکست خورده است؟» با توجه به نظر مایکل بیهی پاسخ مثبت است.

منبع:

http://www.ideacenter.org/contentmgr/showdetails.php/id/840

یادداشت‌ها:

[۱] Behe, M, 1996b. Evidence for Intelligent Design from Biochemistry, a speech given at the Discovery Institute’s God & Culture Conference, August 10, 1996 Seattle, WA. http://www.arn.org/docs/behe/mb_idfrombiochemistry.htm.

[۲] A Response to Critics of Darwin’s Black Box, by Michael Behe, PCID, Volume 1.1, January February March, 2002; iscid.org/

[۱] Michael Behe

[۲] Lehigh University in Pennsylvania

[۳] Michael Denton

[۴] Evolution: A Theory in Crisis

[۵] Michael J. Katz

[۶] Templets and the explanation of complex patterns

[۷] Darwin’s Black Box