Je temná DNA tajnou zbraní evoluce?

Kevin Anderson

Z answersingenesis.org přeložil Pavel Akrman – 01/2019.

Temná DNA je úvaha, podle níž DNA obsahuje velké oblasti mutačních ohnisek. Taková ohniska údajně doznávají vysokou četnost mutací. Protože evolucionisté považují mutace za genetický motor, pohánějící dramatické proměny, mohla by být temná DNA zdrojem rychlých a rozsáhlých evolučních změn. Nicméně, mutace nikdy nevykázaly takové typy proměn, které jsou nezbytné pro vývoj od univerzálního společného předka. Z toho důvodu není temná DNA nějakou zvláštní líhní pro evoluční změny.

K vysvětlení určitých vlastností vesmíru dospěli mnozí astronomové k závěru, že musí existovat mnohem více hmoty a energie, než kolik jí bylo dosud nalezeno. Tyto hypotetické fenomény jsou známé jako temná hmota a temná energie. Přestože tu jsou navrhována dobrá vědecká zdůvodnění pro jejich existenci, výslovně zjištěny nebyly. Nicméně jejich přítomnost nepochybně řeší problémy současných kosmologických modelů.

Také v biologickém světě lze nalézt odkazy na “temné” substance. Někdy se přisuzuje termín mikrobiální temná hmota mikroorganismům, které se objevují v několika různých prostředích, ale konkrétně v laboratoři ještě nebyly kultivovány. 1 Jejich přítomnost je indikována pouze detekcí jejich DNA nebo RNA v různých odebraných vzorcích. 2

Podobně byla někdy označována jako biologická temná hmota i chromozomální DNA bez známé funkce (neboli odpadní DNA). 3 Ne, že by tato DNA nebyla zjištěna, ale jednoduše nebyla určena její funkce. Tudíž v souvislosti s biologickou temnou hmotou je jedinou “temnou” věcí lidské porozumění.

Temná DNA

Nedávno představila úvahu o temné DNA jedna studie. 4 Výzkumníci, kteří studovali písečné krysy, oznámili zjištění genové aktivity (včetně transkripce RNA), která – jak se domnívají – pochází z nepozorovatelných úseků chromozomální DNA. Tato nezjištěná oblast obsahovala 88 genů nalezených u jiných savců, které však v  chromozomálních sekvenčních datech krys písečných nebyly nalezeny. 5 Takové “temné” oblasti DNA se objevují také v chromozomech kuřat a pískomilů. 6

Ve skutečnosti nejde o chybějící nebo dokonce o zcela nezjistitelnou DNA. Spíše je to tak, že při poskytování přesných sekvencí některých segmentů DNA současné sekvenovací metody často selhávají. 7 Oblasti „temné“ DNA jsou zjevně součástí těchto nesekvenovatelných úseků. Při použití odlišných metod byli vědci schopni odvodit sekvenční data pro některé oblasti temné DNA písečných krys. 8

Některé geny v této “temné DNA” vykazují odlišnou sekvenci, než mají jejich protějšky u jiných druhů. V rámci těchto rozdílů má temná DNA vyšší procento cytosinu (C) a guaninu (G). Oblasti DNA s vysokým podílem C a G jsou často obtížněji sekvenovatelné, což může vysvětlovat, proč nebyly nalezeny sekvence krys písečných v současných databázích chromozomálních sekvencí.

Jedno vysvětlení spočívá v tom, že temná DNA prodělala množství mutací, v důsledku čehož se její sekvence podstatně liší od analogických genů jiných zvířat. 10 Tyto mutace vedly k nárůstu C a G, což způsobilo obtížnější detekci těchto sekvencí. Podle této interpretace mohou být takovéto oblasti „temné DNA” ohnisky mutací: oblasti, kde k mutacím dochází mnohem rychleji než je průměr.

Vysoká míra tvorby mutací má z evolučního hlediska potenciál ke zvýšení tempa evoluce. Vzhledem k tomu, že mutace mohou měnit fyzické vlastnosti, může více mutací znamenat širší rozmanitost vlastností. 11 Čím je v rámci populace větší rozmanitost vlastností, tím spíše bude jedna (nebo více) z těchto vlastností sloužit k nějakému prospěchu. Toto je základní normou darwinismu.

Evoluční interpretace vidí mutace nejen jako zdroj neomezených fyzických změn, ale jako motor pro budování nových genetických systémů a funkcí. V tomto rámci postupovaly mutační změny od univerzálního společného předka (tj. všechno živé má jediného společného předka). Tudíž univerzální společný předek vyžaduje vývoj z ryby v obojživelníky a proměnu plazů v ptáky. Ohniska v chromozomální DNA se tak stávají významnou potenciální pomocí k těmto dramatickým proměnám. Někteří evolucionisté upozorňují, že oblasti temné DNA mohou být díky svému vysokému mutačnímu potenciálu “nedoceněným mechanismem”, který udává tempo a směr evoluce. 12

A skutečně, článek New Scientist přemýšlí o tom, že mutační rychlost temné DNA může být tak vysoká, že přírodní výběr nemůže dostatečně rychle odstraňovat škodlivé mutace. Zdá se, že to představuje problém, ale článek ve skutečnosti podsouvá myšlenku, že pokud organismus bude později čelit jinému prostředí, mohou být tyto škodlivé mutace užitečné. Pravděpodobně se domnívají, že to, co bylo dříve škodlivé, může se později stát prospěšným.

Ovšem budoucí přínos škodlivých mutací je čirá spekulace. Dáme-li tuto spekulaci stranou, zbývá jediné: pro organismus jsou škodlivé mutace už ze své podstaty zhoubné. Některé více, některé méně. Přesto platí, že čím více se u příslušníků nějaké populace hromadí škodlivé mutace, tím více je ohroženo celkové zdraví této populace. Proto v souvislosti s článkem New Scientist, temná DNA žene populaci spíše k zániku, než aby sloužila jako motor pohánějící ji k dalšímu evolučnímu kroku.

Fisherova věta

Ronald Fisher ve své klasické poučce zjevně uvažoval tak, že neustálý přísun nových mutací zajistí populaci neomezený potenciál genetické variability. 14 Předpokládal, že tato neomezená variabilita umožňuje populaci neustálé zlepšování kondice. Fisher svou práci považoval za matematický důkaz Darwinovy evoluce.

Nicméně Fisher ve skutečnosti nemluvil o účincích četnosti mutací na populaci. Spíše předpokládal, že prospěšné mutace byly poměrně běžné. Dále se domníval, že u živočišné populace dojde k rovnovážnému stavu, kde budou škodlivé mutace odstraňovány stejně rychle, jako se budou tvořit nové mutace. 15 Ještě i dnes jsou Fisherovy výpočty stále považovány za základní kámen neodarwinismu.

Skutečnost je taková, že vysoká míra mutací zpravidla způsobuje pokles populační kondice, zejména u početně menších skupin. 16 Početnější populace jsou na tom poněkud lépe; ale při soustavném přísunu mutací to má na kondici stále negativní účinek. Navíc, prospěšné mutace nejsou běžné, jak se Fisher domníval, ale jsou ve skutečnosti spíše vzácné. 17 Fisherův předpoklad rovnováhy negativních mutací se nyní považuje také za chybný. 18

Mutace a evoluce

Podstatné v tomto ohledu je to, že mutace jednoduše neposkytují žádný typ genetických změn, které jsou pro evoluci od univerzálního společného předka nezbytné. Navzdory neustálému přívalu chvástání ze strany evolucionistické komunity, je zde pouze všeobecné selhání, neboť evolucionisté nedokáží jasně předvést, jak mutace objasňují vznik základních biologických systémů, jako jsou plíce, oči, nohy a křídla. Příklady mutací, díky nimž by došlo k takovým typům změn, které jsou nezbytné pro vývoj od univerzálního předka, tu výrazně chybí. 19

Dokonce i prospěšné mutace (tj. takové, které poskytují výhodu při výběru) jsou v zásadě degenerativní. 20 Předchozí systémy jsou obvykle odstraněny nebo utlumeny. Takový účinek sice může být někdy pro organismus užitečný (např. antibiotická rezistence, HIV odolnost nebo lepší trávení laktózy), ale takové benefity jsou na úkor již existujících genetických funkcí. To je opak toho, co je požadováno pro vývoj od univerzálního společného předka.

Pokud mutace nevytvářejí typy genetických systémů a jevů, nezbytných k vývoji od společného předka, pak ohniska v chromozomální DNA nejsou “nedoceněným” mechanismem evoluce. Mohou být zajímavou stránkou v rámci omezených změn a přizpůsobování, ale nejsou nějakou líhní nových genů, nových regulačních systémů a nových řídících sítí.

Temná DNA tedy není nějakým zvláštním místem pro evoluční změny. Nejde o žádnou nově objevenou zbraň darwinistů. Pokud temná DNA produkuje škodlivé mutace rychleji, než mohou být odstraněny, pak bude nakonec temná DNA populaci jen ke škodě.

Tyto oblasti DNA mohou mít vyšší četnost mutací, ale evolucionisté dosud neprokázali, jak tyto mutace přispívají ke vzniku klíčových stadií změn (např. obratlovci z bezobratlých nebo vznik nohou u plazů). Spíše než podávání solidního vhledu do biologického původu, přináší evoluce jen velmi málo, pokud jde o vysvětlení.

Odkazy

1. University of Tennessee at Knoxville, “Microbial dark matter dominates Earth’s environments,” Lab Manager, September 26, 2018, https://www.labmanager.com/news/2018/09/microbial-dark-matter-dominates-earth-s-environments.
2. Laura A. Hug, “Sizing up the uncultured microbial majority,” mSystems, 3:5:e00185-18, doi:10.1128/mSystems.00185-18, https://msystems.asm.org/content/3/5/e00185-18.
3. Rebecca Boyle, “Inside the Mysterious Dark Matter of the Human Genome,” Popular Science, September 6, 2012, https://www.popsci.com/science/article/2012-09/encode-project-sheds-light-human-genomes-dark-matter.
4. Adam Hargreaves, L. Zhou, J. Christensen, F. Marlétaz, S. Liu, F. Li, P.G. Jansen, E. Spiga, M.T. Hansen, S. V. H. Pedersen, S. Biswas, K. Serikawa, B.A. Fox, W.R. Taylor, J.F. Mulley, G. Zhang, R.S. Heller, and P.W.H. Holland, “Genome sequence of a diabetes-prone rodent reveals a mutation hotspot around the ParaHox gene cluster.” Proceedings of the National Academy of Sciences, July 18, 2017, USA 114:7677–7682, doi:10.1073/pnas.1702930114.
5. Ibid.
6. Ibid. And Adam Hargreaves, “Dark DNA: The missing matter at the heart of nature,” New Scientist, March, 7, 2018, https://www.newscientist.com/article/mg23731680-200-dark-dna-the-missing-matter-at-the-heart-of-nature/.
7. There are several potential reasons for this failure. Current sequencing methods struggle with regions that are loaded with cytosine (C) and quinine (Q) nucleotides, or long DNA regions that contain numerous sequence repeats (e.q., numerous repeats of AGAGAGAG). Areas containing what are known as hairpin structures and areas containing long homopolymer sequences (e.q., AAAAAAAAAAAAAAAAAA) are also more difficult to accurately sequence. As sequencing technology continues to develop, such DNA regions will present less of a problem.
8. Hargreaves, “Genome sequence of diabetes-prone rodent.”
9. Hargreaves, “Genome sequence of diabetes-prone rodent.”
10. Hargreaves, “Dark DNA.”
11. Shane Wright, Jeannette Keeling, and Len Gillman, “The road from Santa Rosalia: A faster tempo of evolution in tropical climates,” Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 103 (2006):20:7718–7722, doi:10.1073/pnas.0510383103, http://www.pnas.org/content/103/20/7718. Lindell Bromham, “Why do some species vary in their rate of molecular evolution?” Biology Letters, doi:10.1098/rsbl.2009.0136, April
12. 2009, http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/5/3/401.
    Marta Lourenco, R.S. Ramiro, D. Güleresi, J. Barroso-Batista, K.B. Xavier, I. Gordo, and A. Sousa, “A Mutational Hotspot and Strong Selection Contribute to the Order of Mutations Selected for during Escherichia coli Adaptation to the Gut,” PLoS Genetics 12, no. 11 (2016): e1006420, doi:10.1371/journal.pgen.1006420, https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1006420.
13. Adam Hargreaves, “Introducing ‘dark DNA’—the phenomenon that could change how we think about evolution,” The Conversation, accessed September 21, 2018, https://theconversation.com/introducing-dark-dna-the-phenomenon-that-could-change-how-we-think-about-evolution-82867. How underappreciated these hotspots are in evolution-think is a matter of opinion. For example, see Judge Starling, “The dark side of the newest “Dark DNA” on the block,” accessed September 11, 2018, http://judgestarling.tumblr.com/post/172663497961/the-dark-side-of-the-newest-dark-dna-on-the.
14. Hargreaves, “Dark DNA.”
15. Ronald Fisher, The Genetical Theory of Natural Selection, (Oxford, Great Britain, Clarendon Press, 1930).
16. Fisher, The Genetical Theory of Natural Selection.
17. William F. Basener and John C. Sanford, “The fundamental theorem of natural selection with mutations,” Mathematical Biology 76 (2018): 1589-1622, doi:10.1007/s00285-017-1190-x, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5906570/.
18. John C. Sanford, Genetic Entropy, (Warerloo, NY: FMS Publication, 2014).
19. Ibid.
20. Kevin Anderson, “Citrate utilizing mutants of Escherichia coli,” Creation Research Society Quarterly 52 (2016): 309–324.
    Kevin Anderson, “How Are New Genes Made?” Answers in Depth 11 (2016), https://answersingenesis.org/genetics/how-are-new-genes-made/Kevin Anderson, “Could Life Have Evolved Multicellular Systems?” Answers in Depth 11 (2016), https://answersingenesis.org/origin-of-life/could-life-have-evolved-multicellular-systems/
21. Kevin Anderson, “The Challenge of Mount Improbable,” Creation Research Society Quarterly 52 (2016):244–248.
    Kevin Anderson, “Genetic Insights Into Human Origins,” edited by D.R. Bundrick and S. Badger, Genesis & Genetics, Proceedings of the 2014 Faith & Science Conference, (Springfield, MO: Gospel Publishing House, 2014), pp. 79–96.