Виды были созданы чтобы изменяться, часть 1

Но насколько большие изменения допустимы?

Автор: Роберт Картер (англ. Robert Carter)
Источник: creation.com 
Перевод: Елена Бондаренко

Креационисты не учат и никогда не учили, что Бог создал все виды такими, какими мы видим их сегодня. В прошлом люди, безусловно, верили в «постоянство видов», однако было это связано больше со всепроникающим влиянием языческого греческого философа Аристотеля, чем с чем-либо в Библии. Один из тех, кто оказал наибольшее влияние на Дарвина — Чарльз Лайель, юрист, ставший геологом, учил о постоянстве видов. Он также считал, что виды были помещены в «центры творения». Другими словами, виды были созданы более или менее в их нынешних местах обитания. Многие положения Дарвина в «Происхождении видов» и в более поздних книгах были призваны опровергнуть аргументы Лайеля и Аристотеля, хотя мы и можем видеть их влияние в его более ранних работах.

Библейская модель Сотворения/Потопа/Рассеяния на самом деле не имеет никакого отношения к возражениям Дарвина. Он не выступал против библейского учения. На самом деле, в самой Библии есть прекрасный пример, показывающий, как быстро могут меняться виды: эпизод, когда Иаков выводил пятнистых и крапчатых животных из полностью белых стад скота (Бытие 30). Ясно, что виды не фиксированы. Библия говорит о всемирном рассеянии животных, бывших на Ковчеге после Потопа. Таким образом, Библия никоим образом не предполагает, что все виды были созданы там, где они встречаются сегодня. Дарвин заметил, что многие виды на Галапагосских островах явно были связаны с видами на материковой части Южной Америки, но они также немного отличались. Это опровергает модель «центров творения» Лайеля, однако наблюдения могут быть гораздо лучше объяснены при помощи путей миграции после Потопа (о которых я расскажу во второй части этой серии статей).

Существа были созданы чтобы изменяться

В кругах креационистов преобладает идея о том, что Бог создал отдельные «роды», которые изначально были загружены большим количеством генетического разнообразия, которое затем можно было использовать, когда сотворенные роды превратились в наши современные виды. Доктор Пир Терборг (Peer Terborg) использовал термин «плюрипотентные бараномы». Термин «плюрипотентный» описывает то, что может превратиться во многие другие вещи. Например, плюрипотентная стволовая клетка может быть использована для выращивания любого органа в организме. «Бараном» – это игра слов. Суффикс «-oм» — это выдуманное корневое слово, используемое биологами для обозначения полного набора объектов. Следовательно, геном — это набор всех «генов», обнаруженных у индивида или у вида, протеом — это все белки, обнаруженные у человека или вида, а микробиом — это совокупность микробов в организме человека или животного. Бара на иврите означает «творить». Следовательно, точно так же, как геном представляет собой все гены одного человека, бараном представляет все геномы одного барамина (то есть сотворенного рода). Они были наполнены множеством полезной информации, так что первоначальные лошади, как бы они ни выглядели, могли породить все разновидности лошадей, которые мы видим как сегодня, так и в летописи окаменелостей.

Когда Бог проектировал жизнь, Он знал, насколько далеко простираются границы вариаций существ. По сути, Он вписал код допуска в спецификацию дизайна каждого созданного рода. Подумайте об огромном разнообразии, которое мы видим в различных родах. Лошади, например, в размерах варьируют от очень маленьких до очень больших. Они могут быть лохматыми или короткошерстными. Их окрасы варьируют от белого до красного, от коричневого до черного, со многими потенциальными комбинациями у одних и тех же животных. Многие (но не все) из этих признаков были заложены в первых лошадях.

Первоначальные условия допускают наличие предварительно загруженной информаци 

Часть этой исходной информации была представлена в форме гетерозиготных аллелей (то есть генетической изменчивости). Кроме людей, нам не сказано, сколько особей каждого рода сотворил Бог. Учитывая  изначальную популяцию, Бог мог бы внедрить любое количество генетического разнообразия в геномы созданных родов. Даже у людей изначально могло быть больше разнообразия, чем обычно содержится у двух человек, поскольку ничто не мешало Богу внедрить разные геномы в каждую из репродуктивных клеток Адама и Евы.^[1] Как альтернатива, Адам и Ева могли быть созданы с нормальными репродуктивными клетками, но с гораздо большим генетическим разнообразием, чем современные люди в настоящее время.^[2]  В любом случае, потенциал к разнообразию среди людей сегодня, зависил бы, в значительной степени, от количества детей. 

Рисунок 1: Два гена, которые находятся близко друг к другу в геноме и которые изначально были обнаружены в виде пар TM или tm.

Часть этой первоначальной информации также могла быть в скрытой форме. Богу не нужно было жестко кодировать каждую отдельную будущую черту, когда-либо наблюдаемую у каждого вида, но он мог допустить возможность определенных изменений. Например, ретротранспозоны («прыгающие гены») могут включать и выключать гены в зависимости от того, где они расположены в геноме. Могут возникнуть целые новые фенотипы в зависимости от того, где эти генетические элементы расположены или не расположены в геноме. Нет необходимости создавать «новую» информацию, если это было частью первоначальных критериев дизайна для жизни. Тем не менее, «новые» характеристики («фенотипы»), безусловно, могут возникнуть.

Четырехмерная структура генома также играет роль в том, как геном может меняться с течением времени. Ретровирусы, такие как ВИЧ, внедряются в геном. Да, они меняют геном. Однако это не случайный процесс. С гораздо большей вероятностью они интегрируются в открытые области, а не в те, что расположены глубоко в витках ДНК. Также с большей вероятностью они интегрируются в области, влияющие на структуру самой ДНК.^[3] Структура ДНК также влияет на время, скорость и типы мутаций (обсуждаемых ниже), которые будут происходить в геноме. Таким образом, когда Бог запрограммировал те линейные цепочки ДНК, которые мы называем «геном», Он знал, как они складываются в трехмерную форму и как эта трехмерная форма может быть изменена в четвертом измерении (то есть во времени). Часть этой организации высокого уровня включала перспективное планирование. Поместив ген в определенное место, Бог создал определенные возможности для будущих модификаций.

Другой способ создания новых фенотипов — рекомбинация. Генетический материал хромосом перемешивается каждое поколение. Этот процесс собирает гены в новых и уникальных вариантах. Предположим, что два гена, влияющие на рост и мускулистость, могут находиться рядом друг с другом в геноме некоторых видов. Первый ген мы назовем T, для обозначения высокого роста. Второй мы назовем М, для обозначения мускулистости. Допустим, каждый из них имеет рецессивную форму. Мы назовем их t (низкий) и m (не мускулистый), и что Бог изначально устроил так, чтобы любая хромосома имела гены либо T-M, либо t-m (рисунок 1).

Рисунок 2: Рекомбинация приводит к возникновению новых пар генов.

Используя собак в качестве примера, а также поскольку особи  несут две копии каждой хромосомы, варианты могут быть такие:

1. ТТММ (высокая и мускулистая особь, как мастиф)
2. TtMm (тоже высокая и мускулистая особь, поскольку t и m рецессивны)
3. ttmm (маленькая и худенькая особь, как чихуахуа)

Но обратите внимание на то, чего здесь нет. Ни одна особь не может быть TTmm или ttMM. Невозможно получить животное высокое и худое (как борзая) или низкое и мускулистое (как бульдог). Ладно. Но что, если между двумя генами произошла рекомбинация (рис. 2)?

Внезапно у нас появляются две новые комбинации (рис. 3). Мы начали только с трех возможных вариантов. Теперь у нас их пять (TTMM, TTmm, TtMm, ttMM или ttmm). Учитывая, что каждый вид имеет тысячи генов, рекомбинация может быть постоянным источником новых фенотипов, особенно в ранние времена.

Рисунок 3: Новые пары генов, никогда ранее не встречавшиеся.

Еще один способ создания новых фенотипов — это приобретение и потеря генов. В последние годы генетика подкинула нам несколько неожиданных трудностей. Возьмем скромную бактерию E. coli. Её геном состоит из 4,6 миллионов букв ДНК и содержит 4288 генов, кодирующих белок. Только это не совсем так, поскольку разные бактерии одного и того же вида могут нести разные наборы генов. Если что-то, в чем они нуждаются, производится, например, другим видом, живущим поблизости, удаление соответствующего гена будет полезным. Зачем тратить время и усилия на поддержание этого участка ДНК и создание белков, когда то, что вам нужно, достаётся бесплатно? По этой причине представители одного и того же вида несут разные гены в зависимости от среды, в которой они живут. Если сложить все гены, содержащиеся у всех кишечных палочек в мире, получится то, что мы сейчас называем пангеномом, насчитывающим до 5500 генов. Концепция пангенома дает Богу возможность создать феноменальное количество потенциального разнообразия. Разница в содержании генов того или иного организма одного вида могла быть заранее сконструирована или могла возникнуть в результате мутации.

Мутации: спроектированная вероятность

Ясно, что Бог мог внести множество потенциальных изменений в творение. Однако есть еще кое-что, что мы должны учитывать: мутации. Бог не был наивен в отношении мутаций. Когда Он выписывал каждый геном, Он знал, как этот код мог бы мутировать. По сути, часть спецификаций дизайна жизни включала понимание того, как ДНК будет изменяться с течением времени.

Тем не менее, Бог также знал, что неконтролируемая мутация не будет чем-то хорошим, ведь большинство мутаций вредны — просто потому, что существует гораздо больше способов что-то сломать, чем создать. Поэтому Он также создал несколько удивительных, сложных и хорошо спроектированных систем проверки и исправления ошибок. Для каждого типа мутации существует своя система репарации, от неправильного включения одной буквы до почти фатального двухцепочечного разрыва ДНК.

Рисунок 4: Аминокислотный код. Начиная изнутри и двигаясь наружу, мы видим, что каждая аминокислота кодируется тремя буквами в мРНК. Однако, вот что не сразу очевидно — таблица также оптимизирована для уменьшения количества аминокислотных замен в случае мутации. Многие однобуквенные мутации будут кодировать ту же самую аминокислоту, а если и не так, то часто будут кодировать аминокислоту с похожими химическими или физическими характеристиками.

Несмотря на это, некоторые мутации все же проскальзывают через эту систему, поэтому Он добавил еще один уровень сложности. Возможно, вы слышали, что три буквы ДНК кодируют одну аминокислоту в белке. Поскольку имеется четыре основания, из них можно составить 64 трехбуквенных кодона (4³), но существует только 20 аминокислот, а это означает, что некоторые аминокислоты кодируются более чем одним кодоном (рис. 4). Но в школе обычно забывают сказать вам, что «избыточность» в аминокислотном коде оптимизирована для замедления скорости изменений. Есть миллионы способов соотнести 20 аминокислот с 64 кодонами, но Бог выбрал тот, в котором генетический код помогает свести к минимуму эффект мутаций. Когда мутация действительно происходит, аминокислота часто остается неизменной, а когда аминокислота изменяется, она часто заменяется на аналогичную аминокислоту. Для уменьшения потенциальных последствий мутации большинство других механизмов не столь эффективны.

Если эффект мутации оценивается от малозначительного до не имеющего влияние, она фактически нейтральна. Нет ничего сложного в том, чтобы так думать, и поэтому мы можем получить подсказку от эволюционного сообщества, где многие считают, что большинство мутаций безвредны, потому что некоторые из них действительно таковы. Тем не менее, мутации не являются по-настоящему случайными. Видите ли, некоторые мутации более вероятны, чем другие. Таким образом, при любой исходной точке любая генетическая система будет изменяться в предпочтительном направлении. Это полностью противоречит эволюционной идее, согласно которой все возможности должны «оставаться на столе». Вместо этого мы наблюдаем как определенные типы изменений, накапливаются в разных существах, например, большое количество мутаций превращающих C в T и G в A, наблюдаемое в вирусе гриппа человека H1N1 с 1917 г. (рис. 5).^[4] Мы зафиксировали изменение на 1% в количестве оснований A и G, а также изменение количества U и C примерно на 0,5% между 1917 и 2009 годами. Это было связано с тем простым фактом, что не все мутации одинаково вероятны, потому что некоторые основания термодинамически более стабильны, чем другие. Когда Бог выписывал последовательности ДНК первоначальных бараномов, Он определенно знал, в каком направлении они изменятся. Все это было частью Его первоначального плана.

Рисунок 5: Изменения букв ДНК человеческого вируса гриппа H1N1 за несколько десятилетий. Некоторые мутации просто более распространены, чем другие. Эти изменения в основном вызваны большим количеством мутаций C в T, и G в A. Согласно Carter (2014).

С этой целью некоторые гены более защищены, чем другие при помощи надежной и постоянной проверки ошибок. Иные гены мутируют гораздо чаще других. К примеру, гены, контролирующие выработку меланина у млекопитающих, сильно мутабельны. Есть также примеры генетических систем, которые, кажется, предназначены для быстрого изменения для того, чтобы использовать новые ресурсы. Примером этого может служить способность некоторых бактерий переваривать нейлон — искусственное волокно, которого в природе никогда не было. Вместо того, чтобы быть примером эволюции, эти бактерии явно обладают заложенной способностью адаптироваться. На самом деле, сейчас генетики отходят от старой, уже устаревшей идеи о том, что мутации по своей природе случайны.^[5] Неслучайность может быть связана с различиями в химическом коде (т. е. изменение C на T гораздо более распространено, чем T на C, и некоторые гены обогащены C), положением в ядре, когда геном находится в своей нормальной трехмерной конфигурации, с наличием дубликатов гена, наличием повторяющейся последовательности ДНК расположенной рядом, близкое присутствие структур ДНК, отличных от обычной B-ДНК (включая крестообразные петли, Z-ДНК и петли G-квадруплексов), а также многие другие факторы. Бог знал это, когда писал исходный код. Он знал.

Мутация не является неожиданностью для Бога. Он написал законы химии, и Он знал, как кислород и вода будут непрерывно реагировать с ДНК, когда Он решил использовать ДНК в качестве механизма хранения информации в клетке. Он разработал системы репарации ДНК и внедрил в них известный уровень отказоустойчивости. Он знал, что ДНК-полимеразы, которые копируют ДНК, иногда допускают ошибки, и Он разработал их с учетом этой частоты ошибок. Если бы Он хотел более точного воспроизведения, Он бы разработал систему более строго. Если бы Он хотел небрежного копирования ДНК, это было бы легко сделать. Опять же, Он знал.

Еще один фактор, который Бог преднамеренно заложил в живых существах, называется эпигенетикой. В наших клетках есть всевозможные переключатели, которые могут включать и выключать гены. Ненужные гены можно отключить. В таком участке клетка может прикреплять дополнительные атомы углерода к ДНК (процесс, называемый метилированием), либо она может модифицировать гистоновые белки, вокруг которых обертывается ДНК. В отличие от мутаций, многие из которых не имеют какого-либо измеримого эффекта, эпигенетические изменения предназначены создавать фенотипические изменения. Тем не менее, это зависит от конкретного набора букв ДНК в конкретном месте. Если эти буквы мутируют, эпигенетический переключатель может сломаться либо в положении «выключено», либо в положении «включено».

Конечно, большая часть всего этого произошло после грехопадения. Есть небольшая вероятность мутаций ещё до того, как грех и смерть вошли в мир, но в таком случае они должны быть тщательно организованы Богом. Точно так же, как Адам никогда не смог бы споткнуться о корень и рухнуть со скалы до Проклятия, мутации никогда не смогли бы создать уродства в живых существах. Но это не значит, что не было возможности для изменения любой буквы ДНК в любом бараноме во всем творении.

Естественный отбор

Поскольку организмы размножаются в рамках каждого рода, то разумно считать, что одни будут лучше подходить для одних условий, а другие — для других. В этом суть естественного отбора. Об этом уже много написано, и это совсем не угроза для модели сотворения. На самом деле, в некотором смысле естественный отбор применим даже ко времени до грехопадения (см.  Natural Selection in Paradise). Однако после грехопадения селекция резко усилилась. Поскольку окружающая среда, особенно после Потопа, изменилась, был бы очень важен фенотип конкретных организмов. Также воцарилась смерть. Выживание стало важнейшим фактором, поскольку организмы теперь боролись с условиями окружающей среды, которых никогда раньше не было (например, ледниковый период). Полезно помнить, что естественный отбор не является созидательной силой. Однако это процесс, который происходит автоматически по мере размножения организмов с течением времени. Это один из многих факторов, которые в совокупности приводят к изменениям с течением времени. Также обратите внимание, что о нём мы говорим в последнюю очередь. Дарвин считал, что естественный отбор является главной движущей силой изменений с течением времени. Наоборот, это второстепенный компонент среди разнообразных факторов, которые Бог вложил в свое творение.

Выводы

Бог — главный инженер. Он не просто создал жизнь; Он спроектировал жизнь так, чтобы она четко реагировала на окружающую среду. Он оптимизировал дизайн живых существ так, чтобы они могли выдерживать тысячи лет накопления мутаций. Его замыслы были целостными, в том смысле, что Он учитывал потребности каждого вида в будущем. Он создал избыточность в геномах, чтобы предотвратить последствия распада, но Он также разработал специфические аспекты генома, чтобы они изменялись посредством мутаций.

Во второй части этой статьи мы поговорим об изменениях на уровне популяции, событиях видообразования, скорости видообразования и тем, сколько «изменений» может выдержать жизнь. Но давайте закончим стихом, повествующим о величии нашего Создателя, Римлянам 11:33–36:

«О, бездна богатства и премудрости и ведения Божия! Как непостижимы судьбы Его и как неисследимы пути Его! Ибо кто познал ум Господень? Или кто был советником Ему? Или кто дал Ему наперед, чтобы Он должен был воздать? Ибо все из Него, Им и к Нему. Ему слава во веки. Аминь.» (Синодальный перевод)

Ссылки и примечания

1. Sanford, J., Carter, R., Brewer, W., Baumgardner, J., Potter, B., and Potter, J., Adam and Eve, designed diversity, and allele frequencies. In Proc. 8^th Eighth International Conference on Creationism, ed. J.H. Whitmore, pp. 200–216, 2018; digitalcommons.cedarville.edu/icc_proceedings/vol8/iss1/8.
2. Carter, R.W. and Powell, M., The genetic effects of the population bottleneck associated with the Genesis Flood, J. Creation 30(2):102–111, 2018.
3. Cereseto, A. and Giacca, M. Integration site selection by retroviruses. AIDS Rev. 6(1):13–21, 2004.
4. Carter, R.W., More evidence for the reality of genetic entropy, J. Creation 28(1):16–17, 2014.
5. Cooper, D.N., et al., On the sequence-directed nature of human gene mutation: the role of genomic architecture and the local DNA sequence environment in mediating gene mutations underlying human inherited disease. Hum. Mutat. 32(10):1075–1099, 2011. Смотрите так же: Evolution’s well-kept secret: Mutations are not random!