Что можно считать «новой информацией» в генетике?

Авторы: Пол Прайс и Др. Роберт Картер (англ. Paul Price and Dr. Robert Carter)
Источник: creation.com
Перевод: Владимир Матвеев
Редактура: Владимир Силенок

Будучи библейскими креационистами, мы часто подчеркиваем, что слово «информация» является таким термином, которому трудно дать определение. Несколько авторов пытались разрешить эту проблему. Еще в 1993 году Уолтер РеМин (Walter ReMine) написал книгу под названием Биологическое Сообщение (The Biotic Message), в которой объяснялось, какого рода информации мы можем ожидать, если бы Разумный Творец создал жизнь. С тех пор Вернер Гит (Werner Gitt) дал нам Научные Законы Информации, а Роял Трумен (Royal Truman) подробно писал о Теории Информации. С тех пор креацианисты много говорят об информации.

Нередко, это приводит к спорам. Дарвинисты вообще редко затрагивают тему «информации» или вообще о ней не говорят. Они предпочитают указывать на тот факт, что ДНК может меняться. И таким образом, они либо заявляют, что либо ДНК не содержит «информации», либо что информация должна меняется дарвиновским образом. Некоторые креационисты предпочитают говорить, что «мутации не ведут к образованию новой информации. Мутации только разрушают информацию». Но это очень слабый аргумент. Все что нужно эволюционисту для ответа, это указать на дупликацию ДНК и внезапно мы имеем «увеличение» объема информации.

Это правильно, что объем информации, содержащийся в клетке может меняться, и это правильно, что мутации могут добавлять «информацию» в геном.^[1] Однако, как я (РК) писал ранее, изменения, которые мы видим, не относятся к «тем типам мутаций, увеличивающих информацию, которые необходимы для протекания крупномасштабных эволюционных процессов».^[2] Существует несколько известных примеров мутаций, которые, предположительно, ведут к приобретению функций, но которые возникли на основе испорченной генетической информации. Например, недавние исследования проведенные в Делфтском техническом университете в Нидерландах, опубликованные ранее в нынешнем году, якобы показавших эволюцию совершенно нового гена, который приобрел способность переваривать новый тип дрожжевого сахара. Однако, анализ проведенный Ксерати (Сserhati) и мной (РК) приводит к выводу, что наблюдалась «всего лишь перетасовка уже существующей генетической информации».^[3] В научной литературе много похожих примеров, но они не представляют собой ничего по-настоящему нового. В действительности, ясно одно — вся наша генетическая информация первоначально должна была откуда-то взяться.

^{Информацию невозможно оценить количественно!}

Скептики часто заявляют креационистам: «Если информация уменьшается, то какова скорость ее уменьшения?» Еще одно возражение: «Можете вы оценить количественно изменения объема информации клетки?»

Вопросы такого типа успешно бьют в самое сердце дискуссии. Они заявляют, что если мы не способны привести точного определения, значит информация не существует. Мы же постулируем, что объем информации содержащийся в живых организмах опровергает представление о том, что случайные мутации являются источником этой информации. Кто же прав? Наиболее трудная область в дебатах на тему информации касается нашей способности (или отсутствия способности) точно определять или количественно оценивать биологическую информацию. Как я (РК) писал ранее:

Когда эволюционисты рассматривают этот вопрос, то в большинстве случаев они используют статистическую величину, называемую Информацией Шэннона. Она была предложена выдающимся электронным инженером К. Э. Шенноном в середине двадцатого столетия. Шеннон пытался ответить на вопрос какой объем данных можно разместить в радио волне или передать через проволочный кабель. Несмотря на широкое применение Шеннонского понятия информации, это понятие имеет мало чего общего с биологической информацией.^[2]

Почему мы считаем, что идеи Шеннона имеют мало отношения к биологической информации? Потому что переменная Шеннона была не настоящей мерой информации (в смысле нематериальной концепции), но скорее перевод в численную форму простых метрик (а именно, бинарный компьютерный код).

Например, английское слово «squirrel» (белка) и немецкое слово «Eichhornchen» оба «кодируют» одинаковый объем информации (относящийся к одному и тому же животному), однако, если мы используем метрику Шеннона, то получим разные результаты для каждого из этих слов, потому что в них содержится разное число букв. На этом примере мы видим, что если количественное выражение информации будет зависить от подсчета числа букв, то конечная оценка будет неправильной. Таким образом, в понятии «белка» (squirrel) есть что-то неуловимое, не поддающееся измерению. У людей принято делать выводы (например: «Это- белка») не задавая лишних вопросов (например: «Каков объем информации содержит этот небольшой серый грызун?»). Мы интуитивно представляем себе абстрактные уровни информации, однако, не можем определить, что в них содержится даже на самом упрощенном уровне.

Таким образом, с одной стороны, ответом будет «нет». Если мы будем рассматривать распад биологической информации во времени, то скорость распада нам оценить не удасться, потому что информация, в своей основе, это нематериальное понятие, не поддающееся математическоой обработке подобного рода.

С другой стороны, количественная оценка информации возможна, если нам надо измерить что-то простое, и тогда ответом будет «да». Долгое время биологам не удавалось дать количественную оценку тому что они изучают. Они могут измерить размер крыла и описать его форму, или оценить продолжительность жизни животного в дикой природе. Этим вещам не трудно приписать определенное число. Но они не могут сказать сколько «информации» содержится в геномах живых существ. Мы можем составить общую статистику составных частей генома, и использовать ее как показатель объема информации, но такой подход будет очень поверхностным.

Давайте приведем примеры того, что информация может увеличиваться и уменьшаться

Сколько «количества» в красном свете? Или в чувстве печали? Это концепции, и информация концептуальна. Как ни парадоксально, но это очевидно, что они могут и увеличиваться и уменьшаться качественно и количественно!

Как выразить идеи численно? Сколько идей пришло вам в голову сегодня? Тут затруднение: это очевидно, что идеи можно выразить численно в том смысле, что они могут увеличиваться или уменьшаться в числе и ясности. Пожалуй пары простых примеров увеличения информации будет достаточно для иллюстрации:

Пример 1

Сравним двух людей, один из которых находиться в коме, в бессознательном состоянии и не имеет сновидений, а другой – в сознании.

У которого из них в течении 24 часов через мозг пройдет больше идей и информации? Ответ прост – у второго. У первого человека в уме не будет ни какой информации в этот период.

Пример 2

Сравним детскую книжку из 30 страниц с энциклопедией из 1000 страниц.

В которой из двух книг больше информации? Определенно во второй. Однако, как вы количественно оцените разницу в информации без оценки ее носителей (например, без подсчета числа страниц, слов или букв)? Вполне возможно передать больше информации меньшим числом слов, поэтому как доказать, что детская книжка содержит меньше информации? Подсчет слов не поможет, но в данном случае вы интуитивно сразу определите, что она содержит меньше.

Информация переносится такими разнообразными и сложными способами (через синтаксис, грамматику, контекстуальные ключи и т.д.), что она ошеломляет разум, пытающийся дать объективную количественную оценку. Но, увы, это как раз то, чего ждут от нас скептики. В этом видна попытка запутать дело с целью избежать объяснения очевидного факта, что жизнь построена на фундаменте информации. На самом деле, жизнь это и есть сама информация.

Действительно ли код ДНК является информацией?

Некоторые скептики могут просто отрицать тот факт, что ДНК несет какую бы то ни было информацию, утверждая, что это всего лишь умозрительное построение креационистов. Тот факт, что технология хранения информации с использованием ДНК сейчас находит широкое применение является достаточным доказательством того, что ДНК – это средство хранения данных (информации).^[4] В действительности, в одной капле воды содержащей ДНК может быть больше информации, чем на любом жестком диске компьютера. Признавать что люди могут использовать ДНК для хранения своей цифровой информации и не признавать, что наши геномы содержат «информацию» выглядит вопиющим примером предвзятой аргументации.

Как бы выглядело реальное, настоящее увеличение?

Однако, вернемся к основному вопросу скептиков: как могло бы выглядеть настоящее увеличение информации? Я бы ответил так. Представьте, что вы сели за компьютер и пишете с помощью текстового редактора параграф слов. Мутации накапливаются постепенно; они являются небольшими изменениями, возникающими шаг за шагом по мере деления клеток и умножения поколений. Генетический код состоит из букв (А, Т, Ц, Г), подобно нашему алфавиту английского языка. Но здесь возникает главная проблема – необходимы предварительные знания чтобы распознать имеются ли в наличии функция или смысл. Посмотрите на следующее преобразование английского слова «house » (дом):

На какой ступени этой серии вы поняли значение слова? Наверное вы бы догадались на четвертой ступени, при условии некоторого везения, потому что могло бы выйти и слово housing или household. Полной ясности не было до пятой ступени, пока не вышло законченное слово и программа не завершилась. До того как вы достигли ступени 5, нельзя было сказать, что была достигнута «полная информация». Такая же сложность возникает и с мутациями. Но здесь присутствует даже большая проблема: для того чтобы путем пошаговых добавлений букв произвести понятное слово имеющее смысл (и, тем более, отдельное предложение или параграф), требуется предвидение. Еще до того как я начну печатать слово «house» (дом) я уже должен знать, что хочу произнести это слово. Но неодарвинизм это запрещает. Мутации должны быть случайными и ненаправленными. Из-за наличия огромного потенциала бессодержательных слов, не приходиться ожидать, что серия случайных мутаций произведет результат имеющий смысл.

Что если бы вам сказали, что каждая буква в вышеупомянутом примере добавлялась случайным образом? Вы бы поверили? Наверное нет, потому что статистически да и с виду полученный результат не является случайным набором букв. Он иллюстрирует еще одно важное свойство: любая серия мутаций, которая привела к функциональному результату имеющему смысловое содержание, будет справедливо считаться неслучайной из-за необходимости предвидения. Любой пример такой серии мутаций, которая производит нечто генетические связное и функциональное в контексте уже существующего кода, будет считаться доказательством разумного плана и будет противоречить идее случайности мутаций.

Естественный отбор не является случайным, но он и не порождает информации

Дарвинизм требует чтобы случайные мутации в течении длительных периодов времени приводили к образованию неслучайной информации. Но здесь скептик может возразить: «Да, но эволюция не является случайной, потому что естественный отбор не случаен». Однако, в данном случае понятие естественного отбора не может прийти на помощь, потому что естественный отбор — это бездумный процесс не обладающий предвиденьем или целенаправленностью. Это всего лишь термин означающий дифференциальное размножение протекающее в мире естественным путем. «Дифференциальное размножение» это не разум обладающий свойством предвидения, который воплощает в жизнь тот или иной из своих замыслов в течение определенного времени. В действительности, как указывает Сэнфорд в своей книге Генетическая энтропия, естественный отбор не может «видеть» большинство мутаций, потому что их эффект так невелик, что не оказывает существенного влияния на фенотип организма. Он называет это «Принцессой и нуклеотидным парадоксом».^[5] Так что даже если естественный отбор и не является «случайным», что с того? Прежде всего, он не способен остановить медленную деградацию генетической информации.

^{Дупликация генов не меняет общей картины}

Еще одна отговорка эволюциониста- это ссылка на дупликацию генов, которая, как известно, может происходить время от времени.^[6] Но дуплицированные гены готовы для удаления (потому что одна из копий не нужна), а мутации типа делеций довольно часты.^[7] Точечные мутации тоже часты, даже более часты, чем дупликации. А большинство точечных мутаций не имеют достаточно выраженного эффекта, чтобы подвергнуться действию естественного отбора:

«Однако, с точки зрения эволюционной динамики, мутации обладающие очень слабым эффектом…скорее всего, будут испытывать давление дрифта а не отбора».^[8]

В результате, дуплицированный ген опять-таки не может избежать проблемы генетической энтропии. Кроме того, число копий гена имеет очень сильное влияние на клеточное управление, а большинство дупликаций генов по-видимому наносят вред. Синдром Дауна- это классический пример почти смертельной дупликации, которая имеет радикальные последствия для фенотипа. Люди с синдромом Дауна имеют лишнюю копию одной из самых маленьких хромосом- номер 21, которая несет около 300 генов.

На аргумент «информации» у эволюционистов нет ответа; но креационистам тоже трудно дать определение. Однако в целом самоочевидно, что информация существует, является основой генетики, и ее количество может увеличиваться или уменьшаться (независимо от нашей способности дать точное определение ее величины). Как было указано Герришем с соавторами (Gerrish et al.),

«Даже простейшие из живущих организмов устроены крайне сложно. Мутации, которые являются беспорядочными нарушениями этой сложности, имеют гораздо большую вероятность нанести вред, чем принести пользу».^[9]

Это лежит в основе того факта, что эволюционисты имеют непреодолимое препятствие в попытках объяснить происхождение колоссального объема сложной функциональной информации содержащейся в геноме.

В конечном счете, представление людей о том, что происходило в прошлом зависит не от доводов науки, а от их собственного сердца. Примут ли они логику рассудка и Священное Писание или ухватятся за соломинку отрицания, утверждая, что появление жизни не требовало участия Творца? 

Ссылки и примечания

1. Hsieh, P. et al. Adaptive archaic introgression of copy number variants and the discovery of previously unknown human genes, Science 366(6463): eaax2083, 2019; DOI: 10.1126/science.aax2083. 
2. Carter, R., Могут ли мутации создавать новую информацию? Journal of Creation 25(2): 92–98, August 2011; creation.com/mutations-new-information-russian. 
3. Cserhati, M. and Carter, R., New sugar transport gene evolved in yeast? creation.com/new-sugar-transport-gene-evolved-in-yeast, 23 July 2019. 
4. Lee, S., DNA data storage is closer than you think, scientificamerican.com 1 July 2019.
5. Sanford, L., Genetic Entropy, FMS Publications, pg. 47, 2014. 
6. Feuk, L., Carson, A.R., and Scherer, S.W., Structural variation in the human genome, Nat. Rev. Genetics 7(2): 85–97, 2006. 
7. Conrad, D.F. et al. , A high-resolution survey of deletion polymorphism in the human genome, Nature Genetics 38(1): 75–81, 2006. See also the other two papers on deletions in the human genome in that same issue by Hinds et al. and McCarroll et al.
8. Shaw, R. et al., What fraction of mutations reduces fitness? A reply to Knightley and Lynch, Evolution 57(3): 686–689, 2003. 
9. Gerrish, P., et al., Genomic mutation rates that neutralize adaptive evolution and natural selection, J. R. Soc. Interface 10(85): 20130329, 29 May 2013; DOI: 10.1098/rsif.2013.0329