Pajewski, O powstaniu silnika wici bakteryjnej

Mieczysław Pajewski
O powstaniu silnika wici bakteryjnej z układu wydzielniczego III typu – hipoteza kooptacji

Sztandarowym przykładem układu nieredukowalnie złożonego, jaki dawał Behe, była wić bakterii, a dokładniej: silnik tej wici. Zdaniem Behe’ego wić nie mogła wyewoluować w darwinowskiej stopniowej ewolucji, która polega na gromadzeniu drobnych zmian, gdyż utrata jednego elementu wici (ma ona ok. 30 części białkowych) powoduje, że całość staje się niefunkcjonalna, przestaje działać. A ewolucja postępuje tylko krokami, gdzie każdy krok jest korzystny dla organizmu, daje mu przewagę w rywalizacji z tymi organizmami, które tego kroku nie zrobiły. Według Behe’ego układy nieredukowalnie złożone musiały być zaprojektowane, skoro nie mogły wyewoluować.

„Nieredukowalnie złożonego układu nie można utworzyć bezpośrednio na drodze licznych, kolejnych, niewielkich modyfikacji układu będącego prekursorem, ponieważ każdy prekursor nieredukowalnie złożonego układu, któremu brakuje jakiejś części, jest z definicji niefunkcjonalny. [...] Ponieważ dobór naturalny może jedynie wybierać układy już funkcjonujące, to jeśli jakiegoś układu biologicznego nie można utworzyć stopniowo, musi on powstać jako zintegrowana całość, za jednym zamachem, ponieważ tylko wtedy może podlegać działaniu doboru naturalnego.” [1]

Na argument Behe’ego ewolucjoniści kontratakowali wskazując na tzw. układ wydzielniczy III typu bardzo podobny do wici bakteryjnej, będący jakby jej częścią. Jest to pompa komórkowa o igłowym zakończeniu. Jest ona prostsza, bo zawiera 10 białek znajdowanych również w silniku obrotowym wici bakteryjnej. Zdaniem Kena Millera układ wydzielniczy III typu mógł być ostatecznie wykorzystany w procesie ewolucyjnym do zbudowania silnika wici. Hipoteza Millera jest tzw. hipotezą kooptacji, czyli hipotezą, że proces ewolucji wykorzystuje wcześniej powstałe struktury, pełniące inne funkcje, do zbudowania nowej struktury posiadającej nową funkcję. [2]

Przeciwnicy tej hipotezy wskazują jednak, że silnik wici ma 30 białek, z których tylko 10 znajduje się w układzie wydzielniczym III typu. Ewentualna ewolucja wici wymagałaby więc wielu pośrednich kroków włączających pozostałe białka. W dodatku przynajmniej połowa pozostałych białek ma unikalny charakter i ewolucja nie ma skąd ich „pożyczyć”. Dlatego niektórzy uważają, że oba układy mają niezależne pochodzenie i żadne z nich nie jest poprzednikiem drugiego. Wsparciem dla tej hipotezy było odkrycie pewnych białek na końcu igły układu wydzielniczego, których nie ma w silniku wici bakteryjnej. [3]

Inni przeciwnicy hipotezy kooptacji wskazują, że prawdopodobnie białka w silniku wici są starsze ewolucyjnie niż te, które się znajdują w układzie wydzielniczym III typu. A więc jeśli już, to raczej ten drugi wyewoluował z silnika wici. Kilka lat temu ukazał się artykuł, [4] którego autorzy przekonywali właśnie do tej tezy. Przeanalizowali oni ponad tysiąc genomów identyfikując 921 układów wydzielniczych 3 typu (T3SS), w tym 222 takich układów niewystępujących w wiciach (NF–T3SS). Analizy porównawcze zdaniem autorów przemawiają za poglądem, że NF–T3SS pochodzą od wici. Jest to tzw. koncepcja egzaptacji (inaczej: preadaptacji), według której dana struktura pochodzi od innej struktury pełniącej inną funkcję. Autorzy z dumą twierdzą, że ich praca pokazuje, jak ewolucja molekularna może przekształcić jedną złożoną maszynę molekularną w inną poprzez kolejne delecje, innowacje i wykorzystanie elementów z innych układów molekularnych. Twierdzenie to zasługuje na odrębną ocenę. Tu jedynie chciałem pokazać, że argument Kennetha R. Millera o tym, jakoby wić bakterii pochodziła ewolucyjnie z układu wydzielniczego III typu, nie znajduje poparcia w badaniach samych ewolucjonistów.

Przypisy:
[1] Michael Behe, „Evidence for intelligence design from biochemistry”, przemówienie wygłoszone na konferencji „God and Culture” zorganizowanej przez Discovery Institute, August 10, 1996, Seattle, Washington.
[2] Por. Kenneth R. Miller, The Flagellum Unspun. the Collapse of „Irreducible Complexity”, w: William a. Dembski, Michael Ruse (eds.), Debating Design. From Darwin to DNA, Cambridge University Press 2004, s. 81–97.
[3] Por. Stephen C. Meyer, Paul A. Nelson, Jonathan Moneymaker, Scott Minnich, Ralph Seelke, Zbadaj ewolucję, Fronda, Warszawa [bez daty wydania], s. 129–132 i podaną tam bibliografię.
[4] Sophie S. Abby, Eduardo P. C. Rocha , „The Non-Flagellar Type III Secretion System Evolved from the Bacterial Flagellum and Diversified into Host-Cell Adapted Systems”, PLOS Genetics, Published: September 27, 2012; (artykułu tego nie przytaczają autorzy książki Zbadaj ewolucję...).

Nie ma plików w tym folderze