DNA:n roskaisuudesta - ja vähän kreationisminkin

 Kun perimästä ja sen funktionaalisuudesta puhutaan, on tavallaan helppoa puhua teleologisia. Gouldin kritiikki on asiallista muistaa, koska adaptationismissa usein syntyy just so tarina ns. after the fact. Jos minulta pyydettäisiin kannanottoa siihen miten itse määrittelisin funktionaalisen - ja tätä kautta myös eifunktionaalisen - perimän sanoisin, että funktionaalinen perimä on määritelty DNA:n osioksi joka on tällä hetkellä puhdistavan valinnan alla.

Tämä on tärkeää, koska monesti huomio adaptaatioissa keskittyy vain yleistymiseen. Fiksoituminen on eräänlainen fiksaatio. On hyvä täydentää tätä mielikuvaa sanomalla että funktionaalinen perimä on sellainen osio - koodaa se suoraa proteiinia tai ei - jota ei voi muuttaa tai poistaa ilman, että se vaikuttaa yksilön kelpoisuuteen. Luonnonvalinnan yksi keskeisiä rooleja on "ylläpitäminen", ei pelkkä hyödyllisten ominaisuuksien "yleistäminen".

Tässä ominaisuuden muuntumattomuus ja pysyvyys on se asia jota on katsottava muuttujana. Tarpeettomat, siis ei adaptiiviset asiat, voivat aivan täysin kerätä ja koota mutaatioita ja kadota. Tämä on mielenkiintoinen ratkaisu koska pelkästään tämän tekemällä ihminen helposti on puolustamassa sitä että perimässä on niinsanottua arkikielisesti kutsuttua "roskadna:ta" aka tilke-dna:ta. Itse näen että muuttumattomuus korreloinee melko voimakkaasti sen kanssa että kyseinen geeni on vakiintunut ja valintapaineen ylläpitämä.

Mutta sitten on ihmisiä joiden mielestä mitään tilke-DNA:ta ei ole, tai sitä ei ole kovin paljoa. Ja heillä on argumentteja joita voidaan kunnioittaa. Esimerkiksi kun he näkevät joidenkin sekvenssien muuttuvan he eivät näe sitä todisteena ei-funktionaalisuudesta. Esimerkiksi transkriptit jotka ovat uniikkeja ihmisille ovat täynnä ns. "kertyvää kohinaa". Ne ovat "äänekkäitä" (noisy). Mutta he jotka näkevät että nämä ovat uusia adaptiivisia ominaisuuksia ihmiskunnassa näkevät että vaikka pysyvyys korreloi ei korrelaation puute tarkoita sen vastakohtaa.

Joku voisi nähdä, että tässä olen myötämielinen kreationisteille, jotka ovat tunnetusti sitä mieltä että Roska-DNA:ta ei ole. Mutta oikeasti ymmärrän lähinnä että tieteessä on tiettyä debattia siitä minkä verran tilke-DNA:ta on. Puolisoni sisar tutkii geenejä bioinformaatikkona ja hän on kertonut että debatti akatemiassa aiheesta on niin verevää että on turvallista sanoa tässä että "emme tiedä".

Ja joku voisi tässä nähdä että hänkin olisi myötämielinen kreationisteille. Mutta kumpikaan ei ole. Eikä kumpikaan tee loogista virhettä ja kaksoisstandardia tässä. Sillä jos me mietimme mikä tekee järkeväksi väitteet siitä että osa kohinasta on hyötyominaisuuksia on se, että suuri osa kaikista mahdollisista mutaatioista olisi funktionaalisia. 

Jos pidät funktionaalisia ominaisuuksia harvinaisena - kuten kreationistit Douglas Axen johdolla mielellään ajattelevat - ei kohina ja mutaatio millään järkevällä todennäköisyydellä "sattumalta tee hyödyllisiä ominaisuuksia". Tällöin olisi pakko ajatella että iso osa perimästä on roskaa. Mikä on se mitä kreationistit myös vastustavat.

Toisin sanoen järkevä uskomus roska-dna:sta liittyy hyvin paljon siihen miten yleiseksi näkee erilaisten mutaatioiden hyödyllisyyden. Ja tässä itse olen arvioissa varovaisempi kuin he jotka näkevät että suuri osa perimästä olisi funktionaalista. Kreationistit valitsevat tässä yhteensopimattomat osaset. Eikä tätä ole tavallaan edes vaikeaa ymmärtää. Eikä selittää.

Neutraalisti voittajia!

"It is the great irony of modern evolutionary genetics that the spirit of explanation has moved more and more towards optimal adaptation, while the technical developments of population genetics of the past 30 years have been increasingly to show the efficacy of non adaptive forces in evolution."
(Richard Lewontin, "A natural selection", 1989)

Tämän vuoden "Crafoord Prize" on jaettu. Palkinto on kenties vähemmän tunnettu kuin Nobelin palkinto. Mutta se on arvostettu. Ja se on mennyt aivan oikeille henkilöille. "The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2015 Crafoord Prize in Biosciences to Richard Lewontin, Harvard University, Cambridge, MA, USA, and Tomoko Ohta, National Institute of Genetics, Mishima, Japan “for their pioneering analyses and fundamental contributions to the understanding of genetic polymorphism”."

Heidän tutkimuksensa on ollut merkittävää siinä mielessä että ne ovat pakottaneet tunnustamaan että luonnonvalinta ei selitä meissä olevia kaikkia piirteitä. Toki tämä lausunto täytyy kontekstoida tarkasti. P. Z. Myers on muistanut korostaa tätä; "Those results don’t contradict the theory of natural selection - they simply say that selection isn’t the sole source driving changing allele frequencies in populations." Tämä on tärkeää sillä joskus ihmisten on tapana liioitella neutraaliteoriaa niin että tämän opin mukaan luonnonvalinta olisi kumottu. Sen sijaan kysymys on mittakaavasta. Osa piirteistä on adaptiivisesti yleistyneitä. Suuri osa ei. Ja näiden lukumäärän arviointi ei ole mielipidekysymys. Näin ollen idea tiivistyy siihen miten paljon mikäkin prosessi vaikuttaa tilastollisesti. Ja tämän voi tiivistää pitkään mutta siistiin lainaukseen Tomoko Ohtalta. "The ‘neutral theory’ proposed that most evolutionary changes at the molecular level were caused by random genetic drift rather than by natural selection. Note that the neutral theory classifies new mutations as deleterious, neutral, and advantageous. Under this classification, the rate of mutant substitutions in evolution can be formulated by the stochastic theory of population genetics. Kimura's theory was simple and elegant, yet I was not quite satisfied with it, because I thought that natural selection was not as simple as the mutant classification the neutral theory indicated, and that there would be border-line mutations with very small effects between the classes. I thus went ahead and proposed the nearly neutral theory of molecular evolution in 1973. The theory was not simple, and much more complicated, but to me, more realistic, and I have been working on this problem ever since."

Ja tässä isketään ns. adaptationistiseen koulukuntaan jonka mukaan jos luonnossa havaitaan jokin piirre, sen takana olisi ikään kuin pakko olla jokin hyöty. Tämä harha vaivaa joitakuita evoluution kannattajia. Kuten myös niitä kreationisteja joiden evoluutiokritiikki muodostuu "en voi ymmärtää mitä hyötyä on puolikkaasta [lisää jokin piirre tähän]:ästä". Jos minulta kysytään niin neutraaliteoria on eräs tärkeimmistä elementeistä jota evoluutiossa on. Ja se on myös noin yleisesti ottaen sen vähiten tunnettu alue.

Onkin kenties hyvä laajentaa juhlintaa muutamaan tuoreehkoon juttuun jotka sivuavat tätä aihetta syvästi.
1: Tuore tutkimus "Evolutionary cell biology: Two origins, one objective" esittää että luonnonvalinta on johtanut ajatteluun jossa perimässä olisi hirveästi funktionaalisuutta, jopa sellaisella tasolla että jos jokin osa DNA:sta ei tee jotain niin oletetaan että se johtuu siitä että niiden adaptiivista luonnetta ei tunneta. Kuitenkin populaatiogenetiikasta oppimamme on johtanut siihen että luonnonvalinnan "kaikkivoipaisuutta" rajoittaa moni asia. Luonnonvalinnan maksimietehokkuus määräytyykin esimerkiksi populaation koon kaltaisten voimien kautta. Geneettinen ajautuminen lisää variaatiota ja kohinaa genomiin. Ja nämä ei-adaptiiviset voimat ovat jopa takana kun genomiin syntyy kompleksisia funktionaalisia osioita.
     1.1: Tästä on keskusteltu Larry Moranin "Sandwalk" -blogissa. Siellä itseäni kiinnostavin asia koski populaation kokoa ja adaptoitumiskykyä. Siellä nimittäin puhuttiin jo hieman siitä miten populaatio kestää geneettistä taakkaa (genetic load). Siellä sivutaan Lenskin bakteeritutkimuksia. "Lenski is talking about variation in mutational robustness - the ability of populations to cope with the mutational load imposed by u - rather than population-dependent variation in the mutation rate itself. Of course, there will possibly be a 3-way relationship, as the degree of robustness encountered will affect the fitness benefit of changes to u." Josta päästään aasinsillan kautta seuraavaan kulmaan.
2: Dan Graur on kirjoittanut geneettisestä taakasta ja sen suhteesta geenien lukumäärään. Tällöin puhutaan siitä miten populaatio voi ajautua virhekatastrofiin, jossa luonnonvalinta ei kykene korjaamaan virheitä. Luonnonvalinnalla on tilastotieteellinen "hinta". Evoluutio ei voi adaptiivisella tasolla edetä miten nopeasti ja tämä asettaa rajoja myös sille miten nopeasti genomi voi muuttua pelkästään hyödyllisillä mutaatioilla. Karkeasti ottaen monissa tilanteissa geneettinen taakka on luonnonvalinnan hinta. Ja kun katsotaan populaation kelpoisuutta tarkastellaan kaavaa w=(1-µ)ⁿ jossa µ on mutaatiotahti, keskimääräinen populaation kelpoisuus on w.ja n on genomissa olevien lokusten määrä. Mutaatiotahdin osuus kaavassa on hyvinkin arkijärkeenkäypää. Mutta Graurin korostama huomio on helppo vasta jos osaa peruslaskutoimitukset matematiikassa ja ymmärtää pinnallisesti mitä ne tarkoittavat. Koska n on potenssissa siitä seuraa se, että geenien lukumäärällä on valtava vaikutus siihen minkä "hinnan" populaatio maksaa. Siksi jos meillä on "human genome projectin" estimoima 20 000-30 000 geeniä populaatio selviytyy luonnonvalinnan hinnasta sillä että ihmisillä on keskimäärin 2 ja puoli lasta. Tällöin geneettinen taakka on helposti hoideltavissa. Näin populaatio on stabiili ja voi varsin hyvin edistyä adaptiivisesti jos syntyviä jälkeläisiä on vain kolme per ihminen. (Koska tämä on itse asiassa aika paljon yli 2 ja puoli.) Jos genmista 80% on funktionaalista jokaisella ihmisellä pitäisi olla 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 jälkeläistä. Eli määrä joka tuntuu liioitellulta jopa pahimissa lestadiolaisperheissä.
     2.1: Aiheesta on keskusteltu Myersin "Pharyngula" -blogissa. Itse pidän tätä tärkeänä, sillä se korostaa sitä että olipa asiat miten tahansa, genomissa suurin osa on roskaa. Tämä on hyvin erikoinen asia koska tämä on sitä materiaalia jossa kreationistit ovat oikeassa tavalla joka on äärimmäisen epämiellyttävää kreationismille. He nimittäin puhuvat mielellään rappeutumisesta. Heillä on periaatteessa yksinkertainen teologinen tausta-ajatus jossa eliökunta oli ensin maksimaalisen hieno ja sitten syntiinlankeemus ja muu vastaava ajoi sen rappeutumaan. (Nopeammin kuin ehdit sanoa terpodynamiikan toinen pääsääntö.) Heillä on tämä perusidea ja sitten he sovittavat kaikkia siihen vivahtavia teorioita silloinkin kun näitä ei oikein voi sovittaa. Sillä he ajattelevat tämän lähtökohdan kautta ja katsovat mikä kuulostaa siltä että se sopii siihen. Tämä vahvistusharhainen ajattelutapa on toki hauskaa seurattavaa.
        2.1.1: Mutta jos lähdetään siitä että kreationistit ovat todella oikeassa siinä että jos eliökunta olisi aluksi megakompleksinen niin tiedetyt mikroevoluutiovoimat rappeuttaisivat eläinkunnan nopeasti sille tasolle että geneettinen taakka kestetään. Tämän kreationistit ottavatkin esiin kun he kritisoivat evoluutioteoriaa geneettisen taakan periaatteita mainiten. Mutta evoluutioteorian sisällä ei ajatella, että eliökunta olisi ollut aluksi tämänlainen. Joten on hyvin vaikeaa ymmärtää miksi tämä argumentti olisi muuta kuin olkiukko. Sen sijaan voidaan huomata että samat kaavat näyttävät että evoluutio on hyvinkin tehokas jos tilannetta muutetaan ja geenien määrä on pienempi. (Kuten se on jos evoluutio on lähtenyt pienestä ja yksinkertaisesta.)
        2.1.2: Sen sijaan kreationistien ongelma onkin siinä että he ovat jostain syystä päätyneet vastustamaan kaikkea "roska-dna":ta verisesti. Heille on tärkeää että genomissa ei ole mitään eifunktionaalista. Samoin kuin heille on tärkeää että valaiden surkastumille on funktio nykyisissä valaissa. Heitä ei kiinnosta mikä on evoluutioteorian määritelmä surkastumalle, vaan heitä vaivaa enemmänkin ajatus siitä että epätäydellinen luonto on kytköksissä Pahan ongelmaan. Eli teologiaa tungetaan tässäkin tapauksessa sinne minne se ei kuulu. Jos kreationistien rappeutumismallien kohdalla niin ihannoidut geneettisen taakan kaavat ovat tosia, kuten ne ovat, on ilmiselvää että perimässä olisi paljon eifunktionaalisia osasia. Tämä tosiasia iskee sekä adaptationisteihin että kreationisteihin. Mikä tietysti ilahduttaa minua lähes yhtä paljon kuin alussa mainitsemani ansaittu palkinto.

Elementary, mr. Dembski

Joe Felsenstein kirjoitti "Panda's Thumbiin" lyhyen kritiikin William Dembskin viimeisimmitä lausumista. Itse Dembskin argumentissa ei ollut mitään varsinaisesti uutta. Jo 2000 -luvun alkupuolella ID -piireissä oli esillä ajatus siitä että evoluutiota ei voi tapahtua koska evoluutio toimii vähittäisin muutoksin ja funktionaaliset mutaatiot ovat niin kaukana toisistaan että toimiva funktio ei voi korvautua vain vähän kelpoisemmalla versiolla. Esimerkiksi Douglas Axen laskelmien yritettiin saada sopimaan tähän.
1: Tässä ei onnistuttu kovin hyvin, koska Axe ei käsitellyt kuin yhden hyvin täsmällisen proteiinin muodostamistapaa, eikä hän tehnyt fittness landscapea kaikista funktionaalisista proteiineista. Joka vaaditaan jos käsitellään sitä voiko evoluutiota tapahtua. Funktion ei tarvitse pysyä identtisenä. Itse asiassa adaptiivisen mutaation synty jotain jossa se on erilaista. Siinä ei haeta mutaatiota joka muuttaa proteiinin kuvauksen ilman proteiinin muutosta.

Tämän ytimessä on kuitenkin fittness-landscape. Ja Dembski on panostanut paljon siihen ajatukseen että evoluutio ei voi toimia koska "se ei muodosta vuoria" vaan on enemmänkin satunnaista kohinaa. Ja jos Dembski olisi oikeassa, ID -argumentti olisi melko vahvoilla. Tähän asti argumenteista on kuitenkin löytynyt isoja ongelmia. Mutta ne on ikään kuin jouduttu käsittelemään kohta kerrallaan.

Felsensteiniltä löytyi kuitenkin yksinkertainen argumentti. Sellainen joka on sekä ilmiselvä että maallikonkin helppoa ymmärtää. Se nojaa siihen mitä Dembskin kuuluttama tasainen jakauma on. Ja se käsittelee asian siten että sen avulla käytännössä tiedämme että jos joku esittää että evoluutio joutuu toimimaan täysin satunnaisessa fittness-landscapessa niin siinä argumentissa täytyy olla vika. Tämän jälkeen ei tavallaan edes tarvitse etsiä miksi siinä argumentissa on vika. Sillä vian olemassaolo on käytännössä todistettu. Ja argumentaatiota tarvitaan vain detaljien tarkistamiseen. Siihen, miksi vika tällä kertaa tässä argumentissa on. Vaihtoehtona se, että evoluutio joutuisi toimimaan satunnaisessa fittness-landscapessa on käytännössä havaintojen edessä falsifioitu.

"What if, instead of changing one base, we took the drastic step of mutating all of the bases in the genotype at the same time? If the Bernoulli Principle applied, we would get to a genotype whose fitness was also chosen at random. So in that case, on average, that would be no better and no worse than changing just one base. In other words, when fitnesses are randomly assigned to genotypes making a single typographical error is exactly as bad as changing every letter in the text. Real biology doesn’t work anything like that. Making one mutation in one of my genes will on average make it worse, though sometimes not. If it produces a protein, a single amino acid change often leaves the protein still functioning. But making changes in every site of its DNA is the same as replacing every protein by a random string of amino acids. Which will be a complete disaster."

Toisin sanoen jos fittnessavaruus on täysin satunnainen, se on satunnainen. Ja silloin jos se on satunnainen, mikä tahansa mutaatiotyyppi olisi yhtä vaarallinen. Yhden kohdan muutos olisi keskimäärin yhtä tuhoisa kuin viidensadan aminohapon muutos. Sillä fittness-landscape jossa geenit hyppisivät on satunnainen. Ja satunnaisuus tarkoittaa juuri sitä että lähelläolo ei tarkoita yhtään mitään verrattuna kaukanaoloon. Yksittäistapauksissa muutokset voisivat olla mihin päin tahansa. Mutta kun katsottaisiin tilastollisella tasolla niin keskimäärin yhden kohdan muutoksen pitäisi olla yhtä dramaattinen ja tuhoisa kuin kahden, kolmen tai sadan kohdan tuhoaminen. Ja tämä kaikki on automaattinen seuraus siitä mitä satunnainen hakuavaruus tarkoittaa. Koska todellisuus näyttää toisenlaiselta, Dembskin argumentin tuomat esteet sille että evoluutio ei voi toimia eivät voi toteutua. Sillä Dembski argumentoi siitä mitä tapahtuu satunnaisessa fittness-landscapessa. Ja argumentti toimii vain tässä kontekstissa.

---

Jotkin argumentit ovat vain niin yksinkertaisia että tehokkaita että hävettää että ei ole itse keksinyt niitä.

Pieni ajatus : Ja korrelaatio tuli!

Eräs Facebookin ja Googlen tietopankkien sivutuote on ollut ns. kohdistettu mainonta. Itse asiassa niiden kautta saadaan paljon tietoa ja tavallaan haasteellista onkin se, että miten tätä kaikkea sitten pitäisi voida käyttää. Facebookin tykkäykset esimerkiksi luovat tietoa yhteyksistä. Esimerkiksi sitä mitä tietyistä asioista myös pitävät pitävät tilastollisesti eri tasoisesti kuin muut. Usein tämä yhteys on kuitenkin "outo ja selittämätön". Eli sille ei ole helposti ymmärrettävää tarinaa. Silloin on vain yhteys eikä tiedetä onko niillä syy-yhteys vai yhdistääkö jokin yhteinen asia niitä. ~ Korrelaatioita ei kannata lähteä selittämään pois outoudesta vain siksi että voidaan. Sillä yhdistävien tarinoiden luominen on itse asiassa kohtuullisen helppoa. Se ei vain helposti ole tosi.

Moni onkin puolustanut että facebookin tieto tarjoaa vain kvantitatiivisia tuloksia. Näin kvalitatiiviselle tutkimukselle jäisi aina tilaa. Asiakas ei halua tietää että jokin heille oleellinen yhteys on vaikka 2% eroavuutta keskitasoon nähden. Hän haluaa tietää mitä tällä tiedolla tekee. (Isossa firmassa pieneltäkin näyttävä voi tehdä paljonkin. Pienistä puroista kasvaa jokia.) Firmaa kiinnostaa lisäarvon tuottaminen.

Kysymys on periaatteessa tuttu ja miltei suoraan verrannollinen:
1: Siihen että tekoälyä mietitään helposti laskennan kautta. Moni esittää että tietokoneella on kalkyyli mutta se ei osaa oikeasti olla viisas. Tässä näkökantana on se, että laskenta tuo tehokkuutta tiettyihin prosesseihin, mutta asioiden priorisointi vaatii jotain aivan muuta. Siksi esimerkiksi tietokone ei koskaan voisi tehdä tiedettä. Se voisi tuottaa kaavoja ja numeroita murskattuna, mutta siitä puuttuisi luova teoretisoinnin ja edelleenkehittämisen luonne.
2:  Todellisuuden ja tieteen matemaattinen luonne nähdään jopa mystiseksi. Eli ihmetellään sitä että miksi matematiikka on niin kätevä tieteen tekemisen apuväline. Eihän yhteys olisi ilmiselvä, ja tästä päästään sitten yht'äkkisesti esimerkiksi pyhään geometriaan tai Älykkääseen Suunnitteluun.
+: Usein tässä on henkenä se, että jos on helppoa hyväksyä ajatus tekoälystä on mystinen teema vaikeampi. Eli vaikka näkemyksissä on perusideana sama ; Todellisuuden matemaattinen ja laskettava luonne on helppoa hyväksyä toisaalla mutta vaikeaa hyväksyä toisaalla.

Itselläni on tässä kohden hieman karu tapa esittää että matematiikka on tieteelle hieman kuten kieli on kommunikaatiolle. Että ilmankin pärjää aika pitkälle, mutta se auttaa hommia pirusti. Ja matematiikan hienous tieteessä tulee päättelyn tarkkuudesta ja lujuudesta, eli siitä että teorian mukaan pitää seurata jotain mutta ei jotain muuta. Ei siitä että laskelmat ovat matemaattisia.

Tästä voisi ottaa esimerkiksi evoluution.
* Käsittelen ja esittelen sitä kohtuu usein eimatemaattisesti. Siihen liittyy kuitenkin kaavoja ja joskus esittelen niitäkin. Valtaosa siitä on itse asiassa intuitiivista. Silloin kaavaa ei välttämättä tarvita jotta asiaa voisi ymmärtää.
* Sitten on kuitenkin joitain juttuja joita on vaikeaa tehdä ilman matematiikkaa. Esimerkiksi populaatiogenetiikkaa tarvitaan jos mietitään kreationistien klassikkoargumenttia jossa korostetaan sitä että mutaatiot ovat tuhoisia koska niistä enemmistö on haitallisia ja vain pieni määrä niistä on positiivisia muutoksia. Koska mutaatiot ovat tuhoisia ne eivät ole adaptiivisia. Se, mikä heidän tulisi tästä huomata on se, että haitallisuus tarkoittaa sitä että se heikentää fittnessiä. Ja tästä päästään siihen että pitää laskea fiksaatioarvoja eiadaptiivisille mutaatioille. (Mutaatio, ollakseen lajin kannalta merkittävä, on levittävä ja säilyttävä.) Näitä arvioita ei voi pyörittää päässä (paitsi joku matemaattisesti originelle autisti) vaan niitä varten on tutustuttava Motoo Kimuran populaatiogenetiikaa käsitteleviin fiksaatiotahteja arvioiviin kaavoihin.
* Ja silti Kimuran laskelmien tulos on kuitenkin sekä laskettavissa että laskettu. Ja esitelty tiedeyhteisölle. Ja tämän tiedon esitettävissä varsin helposti ymmärrettävässä muodossa (eikä sitä tarvitse itse laskea!): Se että haitallinen mutaatio fiksoituisi suuressa populaatiossa on itse asiassa aivan käsittämättömän epätodennäköinen. Ja niin ollen positiivisia mutaatioita kertyy populaatioon enemmän kuin haitallisia. Luonnonvalinta on vain yksinkertaisesti paljon tehokkaampi apu sille että geeni yleistyy populaatiossa ja säilyy siinä kuin geneettinen ajautuminen. Intuitio on ristiriidassa matemaattisen analyysin kanssa, ja kreationistien argumentti näyttääkin tämän tiedon valossa hyvin heikolta.

Luultavasti ero vähenee jos vähennetää selittämistä ja filosofiointia ja uusien teorioiden kehittämistä. Jos "haluaa tehdä perustavaraa", riittää yleensä se, että opettelee kaavat ja käyttää niitä mekaanisesti. Silloin riittää oudompikin korrelaatti. Jos taas haluaa oppia, pitää ymmärtää syitä ja selityksiä ja tunnistaa niitä illuusioista. Näin ollen matematiikan osuus jääkin yllättävän latteaksi : Se on lähinnä jotain joka toimii tieteenteossa.

Matematiikka on itse asiassa tällä hetkellä napannut sen osan mikä intuitiolla on perinteisesti ollut mystikoille. He ovat ihmetelleet miten ihminen tuntee ja kokee todellisuuden. Ja he ovat käyttäneet tätä todellisuuden kartoittamiseen. Tätä on pidetty todisteena siitä että Jumala on yhteydessä ihmiseen. Jos matematiikka ei toimisi, vaan meillä olisi jokin muu keino jolla kartoittaisimme todellisuutta, ihmettelisimme sitä miten hyvin tämä sopisi yhteen maailman kanssa. Emme elä satunnaisesti valitussa maailmassa arvioimassa miten todennäköisesti matematiikka toimisi universumin mittaamisessa. Elämme maailmassa jossa kaikenlaisia juttuja on kokeiltu, ja jossa matematiikka on osoittautunut toimivaksi työkaluksi. On helppoa kysyä "miten matematiikka toimii niin hyvin" ja unohtaa kysyä "miksi muut toimivat niin huonosti".

Geenipoolista hyppivät

Vanhempieni/lapsuuskotimme venäjänvinttikoira Bella oli hyvin pitkäikäinen. Tämä viittasi siihen että sillä olisi hyvät geenit. Toki tässä on takana myös hyvää hoitoa ja geenien yhdistelmää, mutta perimälläkin oli varmasti osuutta asiaan. Se ei kuitenkaan lisääntynyt. Sitä toki käytettiin astumassa, mutta koira päätti "istua lattialla" oikeanrotuisten kanssa ja osoitti mielenkiintoa vain muunrotuisiin. Näin pentuja ei tullut.

Tämä viittaa tärkeään evoluutiota koskevaan asiaan, joka tuntuu usein unohtuvan etenkin niiltä jotka evoluutioteoriasta pitävät. Genotyyppi on ainoastaan korrelaatiossa fenotyypin kanssa, joten geenin ilmeneminen on tilastollista. Ja myös hyvien geenien ja lisääntymisen yhteydessä on kysymys tilastollisesta paremmuudesta.

Toki Haldanen laskelmat näyttävät että luonnonvalinta on hyvin tehokasta, ja hyvinkin heikko kelpoisuuslisä riittää sille että asiat luonnonvalinnan puolesta toimivat. Mutta valitettavasti hyvällä geenistöllä onkin siksi vaikea "alkuunpääsemisvaikeus" ; Ne voivat pyyhkiytyä geenipoolista geneettisen ajautumisen johdosta. Esimerkiksi jos meillä on yksilö (esimerkin vuoksi edesmennyt koiramme Bella) jolla on erityisen hyvä uusi alleeli, on huomattava että geeni on vain yhdessä kromosomissa. Näin ollen vaikka Bella olisi saanut poikasen, olisi 50% mahdollisuus että tällä ei olisi sitä kromosomia jossa on tämä geeni vaan sen vastinkromosomi. Jos poikasia on kaksi, on todennäköisyys että geeni ei leviä 25% jne. Toki tähän vaikuttavat monet muutkin asiat.

Siksi onkin kenties hyvä tehdä tarkempi määrittely. Kuvitellaan että (esimerkin vuoksi venäjänvinttikoirien) populaatioon ilmestyy uusi alleeli joka parantaa valintatehoa 0.1 (selection coefficient = 0.1). Tämä on jo kohtuullisen hyvä mutaatio. Kun ruvetaan miettimään mikä on tämän kelpoisuutta parantavan alleelin kohtalo populaatiossa jossa on 10 000 yksilöä on tietysti rajattava muutama reunaehto. Oletetaan että populaatio on vakaa ja että Wrightin tehokas populaationkoko (Ne) on sama kuin populaation koko (N). Olettamalla sattumalta lisääntyvä populaatio (ilman seksuaalivalintaa) jossa populaatio on diplopidista, voidaan käyttää Kimuran laskelmaa (kaava 10). Kaavan arvoiksi saamme s= 0.1, N = 10 000 ja p = (1 - exp(-2*s))/(1 - exp(-4*N*s)) ja kun tästä jatketaan eteenpäin, on fiksaation todennäköisyys tarkalleen ottaen 0.1813, joka on likimain 18%. Tämä tarkoittaa sitä että geeni fiksoituu populaatioon vain 18% tapauksista. 82% tapauksista se siis katoaa populaatiosta. ~ Toisin sanoen kaikista todennäköisintä on, että mutaatio katoaa populaatiosta vaikka se onkin hyödyllinen. Luonnonvalinnalla on valtaa oikeastaan vasta kun "alkuvaikeuksista" on päästy. Kun alleelia on populaatiossa kohtuullisesti, sen karsiutuminen tässä vaihessa on jo hyvin epätodennäköistä ja luonnonvalinta pääsee yleistämään sitä.
1: Vertailun vuoksi sama kaava samassa tilanteessa antaa neutraalin ominaisuuden yleistymiseksi 0.00005, joka on jo huomattavasti pienempi. Tässä mielessä on hyvä ottaa luonnonvalinnalla tapahtuva selviytymisprosentti ja jakaa se neutraalilla yleistymisellä ja näin saadaan suhdeluku 0.1813/0.00005 = 3 626 ; Tämä suuri luku kertoo että luonnonvalinnalla on siis paljon väliä ; Se monituhatkertaistaa geenin yleistymismahdollisuuden.

Ylläoleva toivon mukaan muistuttaa siitä että evoluutiossa ilmiö joka on tilastollinen muuttuu helposti arkijärjellä ajatellen totaalisuudeksi. Koska yleistyminen on aina harvinaista, kestää populatio paremmin mutaatiopainetta tuhoutumatta ; Kun valtaosa mutaatioista karsiutuu, ei niiden karsimiseen nähtävä aika ole kovin kummoinen. ; Virhekatastrofilta vältytään.

Kuitenkin geneettisen ajatumisen seurauksena käy niinkin, että populaatioon kertyy neutraalia variaatiota. Tämä taas johtaa hyvinkin yllättäviin asioihin. Itse asiassa on paljon erilaisia ominaisuuksia jotka vaativat taakseen "neutraalin" askeleen.

Tästä hyvänä esimerkkinä on Richard Lenskin bakteereilla tekemä koe. (Joudun vaihtamaan koirista eteenpäin, toiseen aiheeseen.) Hän kasvatti useita populaatiota bakteereita siten että otti vanhasta joka päivä näytteen, josta viljeli uuden populaation. Vanha lähti pakkaseen, joten talteen tuli kehittymisen koko historia. Populaatiota kasvatettiin normaalissa ravinnossa, johon oli laitettu myös sitraattia jota kyseiset bakteerit eivät käytä ravintona. Lenski huomasi, että vain yksi populaatio kehitti sen. Syynä oli se, että edistysaskel vaati kaksi mutaatiota jotka olivat turhia ilman toista. Eli minkäänlaista parantumista ei tapahtunut ennen kuin molemmat osuivat yhteen. Lenski kutsui "Lasarus-klooneiksi" tämän kyseisen sitraattia käyttävän bakteeriston "historiaa siellä pakkasessa" ja sen parissa olikin populaatioita joille sitraatin syömisen kehittyminen oli todennäköistä, koska niillä oli jo se toinen mutaatio valmiina. Tätä oli turhaa odottaa koko "Lasarus-kloonien historiaan", osalle sitraatinsyöminen ei onnistunut. Koska tähän mennessä nille ei ollut vielä sattunut sitä ensimmäistä näistä neutraaleista mutaatioista. Jos kombo toimii, on selvää että ensimmäisen mutaation saaminen on se vaikein. Kun viimeinen osa naksahtaa paikalleen, siitä tulee hyvin tehokas. (Bakteerit kloonautuvat, toisin kuin koirat joten niillä karsiutumista ei tapahdu samalla tavalla.)
1: Lenskin ei kannata yrittää toistaa identtisenä tämänlaisa evoluutiohistoriaa. "Liian vanhalle Lasarus -kloonien" joukolle syntyy kenties toinen - kenties jokin muu kaksiaskeleinen tapa - käyttää sitraattia. (Jos koko aikaa vienyt koe toistettaisiin.) Lenskin ei siis kannata laskea jälkikäteen todennäköisyyksiä ja saada tästä tietystä tuloksesta "liian epätodennäköistä". Evoluutio ei ole determinismiä, eikä todennäköisyysarvioita voida laskea vain toteutuneesta kikasta, vaan se olisi tehtävä kaiksta mahdollisista kikoista.

Tämä muistuttaa siitä että joskus neutraalit ominaisuudet ovatkin kullanarvoisia (koirillakin), ja itse asiassa esittämäni luonnonvalinnan jarru onkin olennainen osa myös silloin kuin mietitään adaptiivista historiaa. Neutraaliteoria on tärkeämpää - sekä evoluutiivisen kehityksen mahdollisuuden että luonnon ymmärtämisen kannalta - kuin moni kenties osaa ajatellakaan.

Neutraali

"Koska minulla on "arkkiadaptationistin" maine (väitetään, että minulla on pakkomielle luonnonvalinnasta merkittävänä ja jopa ainoana evoluution käyttövoimana), voit olla melko vakuuttunut, että jos jopa minä tuen neutraaligeeniteoriaa, on epätodennäköistä että monet muut biologit vastustaisivat sitä."
(Richard Dawkins, "Maailman hienoin esitys", sivu 306)

Neutraaliteoria on hyvin tärkeä osa evoluution ymmärtämistä. Vaikka Kimuran näkemys oli ilmestyessään kiistanalainen, se on sittemmin saanut melko paljon vahvistusta. On hyvin tavallista että tätä teoriaa lähestytään ominaisuuksien kautta (Puhun karkeasti ja arkikielisesti "funktionaalisuudesta")¹

Näin esimerkiksi luun valkoisuus olisi neutraali, koska sillä ei ole funktionaalista merkitystä. Tämä onkin yksi piirre neutraaliteoriaa ; Jos ominaisuudella ei ole funktiota, sen yleistyminen ei johdu luonnonvalinnasta. Ongelmana on kuitenkin se, että tosiasiassa luun valkoisuus ei ole yleistynyt geneettisen ajautumisen kautta ; Luun valkoisuus kun johtuu siitä että luun rakenne on kohdannut valintapainetta ja väritys on liittynyt tähän luussa olevien mineraalien kautta. Väritys on seurausta luonnonvalinnasta, vaikka itse ominaisuus, väri, ei olekaan ollut valintapaineen alla. (Jos luuston kehityksessä vaihdettaisiin mineraalia, väritys voisi vaihtua vaikka valintapaine itsessään pysyisi samana.) Tämä on olennaista koska adaptationistit, kuten Dawkins, korostavat mielellään että [s. 308] "On myös mahdollista (vaikka minä en oikein usko tähän ajatukseen) että jotkin mutaatiot todella muuttavat ruumista mutta eivät vaikuta eloonjäämiseen mitenkään."
1: Vahvemmin funktiottomuus toimiikin esimerkkinä pseudogeenien kanssa ; On varsin turvallista sanoa että näillä geeneillä ei ole minkäänlaista funktiota, koska ne ovat jotain josta elimistössä on olemassa geeni joka ohjelmoi jotain proteiinia, ja näitä "mykkiä kopioita" ei vain yksinkertaisesti koskaan käännetä proteiiniksi.

Dawkins muistuttaakin että neutraaliteoriassa ei pääosin puhutakaan funktiottomuudesta. [s. 308] "... geenin tai mutaation kutsuminen "neutraaliksi" ei välttämättä tarkoita, että itse geeni on hyödytön. Se sattaa olla erittäin tärkeä eläimen eloonjäännin kannalta. Se tarkoittaa että geenin mutatoituneen muodon - joka joko on tai ei ole tärkeä eloonjäämisen kannalta - vaikutukset eivät poikkea mutatoitumattoman geenin vaikutuksesta." Näin ollen kysymys ei ole funktiosta vaan mutaation vaikutuksesta. Tämä muistuttaa sen hyödyllisen asian, että adaptaatio ei ole pelkkä "mitä hyötyä on" -kysymys, vaan kysymys on siitä onko kyseinen muutos nimenomaan entistä versiota parempi vaihtoehto. Kun ominaisuudesta vaihdetaan edistymiseen neutraaliteoria on melko relevantti, sillä valtaosa mutaatioista ei ole hyödyllisiä tai haitallisia. Dawkinskin myöntää että [s. 308] "neutraalit mutaatiot jotka ovat enemmistö" ovat tärkeitä esimerkiksi molekyylikellojen kalibroinnissa. Näin ollen ne yleistyvät tai karsiutuvat populaatiosta sattumalta.
1: Syyt ovat moninaisia, joista yksi johtuu ihan siitä yksinkertaisesta syystä, että DNA on "degeneroitunut koodi", eli siinä on koodeja jotka ovat täysin samoja ; Hyvin moni geenikolmikko viittaa samaan ; Kun DNA:Ssa on neljää eri emästä ja geneettistä koodia käännetään proteiiniksi, muodostuu 4³ (=64) eri kolmen emäksen koodia Koska erilaisia proteeiniin laitettuja aminohappoja on vain 20, on montaa aminohappoa vastaa useita eri emäsyhdistelmiä eli kodonia. Näin ollen koodi on degeneroitunutta ja moni mutaatio perimässä ei näy mitenkään proteiinissa. Nämä muutokset ovat neutraaleja, koska vain perimä muuttuu mutta tällä ei ole mitään vaikutusta fenotyyppiin (ei vaikutusta funktioon vaikka kyseinen geeni olisikin miten elintärkeä ja funktionaalinen!).

---

1 ja jos rupeat tämän jälkeen nillittämään jostain sanan älyllisyyteen tai teleologisuuteen viittaavista konnotaatioista, niin toivotan sinulle mukavaa loppupäivää jonka pyörteistä minulla on sen verran toiveita että erikseen kehotan teitä menemään jonnekin harrastamaan seksuaalissävytteisiä aktioita 1 sukupolvea vanhemman lähisukulaisesi kanssa. (Kiitos jo etukäteen.) Ihan siksi että tiedät mitä tarkoitan ja liität omia naurettavia kielenkäyttökonntaatioitasi minuun ja leikit osaavasi ajatuksenlukua niin että tiedät mitä tarkoitan paremmin kuin itse tiedän.

Miten pähkinähakki sai pilkkunsa

Funktioon perustuvan selittämisen vaikeutena on usein määrittää sisäinen ja ulkoinen toiminta ; Funktio kun voidaan jakaa primaariseksi käyttötarkoitukseksi jossa esine on tehty tiettyä asiaa varten. Ja sitten esineellä voi olla jokin käyttötarkoitus jota sille ei ole tehty. "Ihmemies MacGyver" perustuu siihen miten suuressa osassa jälkimmäinen on. On eri asia että jotain voidaan tehdä kuin että se olisi sen tarkoitettu funktio.

Tämä kohtaa tieteet etenkin evoluutioteorian kohdalla. Siinähän yksi tärkeimmistä konsepteista on ajatus adaptaatiosta, hyödyllisestä ominaisuudesta. Nämä hyödylliset piirteet sitten yleistyvät, jolloin funktiosta tulee luonnonvalinnan kautta ominaisuuden säilymisen syy ja yleistymisen syy. Mutta sen alkuperäisen syntymisen syynä on tietysti sattuma, mutaatiot.

Tämä asia herätti etenkin Gouldin mietteet. Hän moittikin että adaptaatioista tulee helposti "just so storyja". Adaptiivinen selitys voi olla vain asian ympärille tehty tarina. Hän vertasi tätä eläinsatuihin, kuten niihin joissa selitetään "miten pantteri sai pilkkunsa". Gould ei tietysti vastustanut luonnonvalintaa itsessään. Hän ei siis ikään kuin adaptaation käsittelyssä "katsonut kokoa vaan sitä miten sitä käytetään". ; Hän siis korosti että adaptationistit ovat liian "Ihmemies MacGyvereitä" ja keksivät luovia funktioita asioille sen sijaan että ikään kuin miettisivät että "mikä on sen esineen arkikäyttötarkoitus". Esinevertaus on sinänsä hyvä muistaa, koska Gould viittasi että adaptaatioiden huolimaton käyttö vertautuisi siihen että selittäisi että ihmisellä on nenä jotta silmälasit pysyvät päässä - kun tosiasiassa aika -analyysi paljastaa syyseuraussuhteen nurinkuriseksi ; Silmälasit on muotoiltu niin että ne pysyvät ihmisen nenällä.

Tämä adaptaatioselitysten piirre on jäänyt hämäräksi ainakin monille eievoluutioteorian sisällöstä kiinnostuneille, mutta joilla kuitenkin on kiinnostusta sen kommentointiin. Heitä ovat jotkut humanistit ja tietysti kreationistit. Heidän kohdallaan useimmiten kuitenkin ihmetyttää se, miten he itse omilla alueillaan näyttävät hyväksyvät testaamattomissa olevat "just so" -tarinat. En tiedä miksi he ovat evoluutiota vastaan jos tälläinen epäsuora tarinointi on heistä ihan tieteellisesti hyväksyttävä tiedonjäsentämisen metodi. Mutta jotta tämä ei jäisi "tu quoque -vittuilun" tasolle (niin nautittavaa kuin se onkin) on hyvä ottaa jotain konkreettista joka pistää adaptaatioiden tarinasyytteen varsin kyseenalaiseksi.

Toki evoluution kohdalla adaptiivinen selitys ei ole itse asiassa ainut tapa saada uskottava selitys asialle ; Kun katsomme eläinten jälkeläisiä huomaamme että jotkut yksilöt saavat pitkässä tähtäimessä "isompia perheitä joista tulee isompia sukuja" kun taas toiset eläinyksilöt "jäävät pienperheiksi tai lapsettomiksi". Tämä kertoo jonkinlaisesta karsiutumisesta. Emme kuitenkaan välttämättä tiedä onko tämän takana esimerkiksi "seksuaalinen miellyttävyys" vai "selviytymis- ja elinkyky". Evoluutio laskee kelpoisuutta. Ja me voimme laskea kelpoisuuksia ilman ainuttakaan funktionaalista selitystä. Lisääntymään pääsevät jälkeläiset ovat mitattavissa oleva suure.

Mutta tämä ei tietysti ole vielä kaikki. Sillä onneksi maailmassa on Ilkka Koivisto. Hänen kirjastaan "Elämänmittainen luontoretki" nimittäin löytyy kohta jolla hän selittää miten tarinoista saadaan hyviä. Hän kertoo sivulla 194-195 miten sepelkyyhkysien kaulassa oleva kuvio on näkyvä. Tätä voisi pitää signaalina koska valkoinen on erottuva. Kuitenkin kyseessä on suojaväri koska se rikkoo kyyhkysen muodon. Koivisto kuvaa miten tämä oli opettavaista ; Tarina värin merkityksestä signaalina on helppo tehdä sellaisenaan, mutta tämä "voi olla" ei vielä riitä. "en todellakaan tulkitse kaikkia lintujen höyhenpuvun värejä signaaleiksi. Ilmiselvät naamiointivärit tietysti tipahtavat signaalien listalta ensimmäisinä." Valkoisen kaulavärin kätkemisominaisuuksiin haetaan tukea myös lähisukulaisia analysoimalla; Avuksi voidaan ottaa esimerkiksi pesiminen. Sepelkyyhky pesii ja hautoo oksistoissa näkyvissä. Elinolosuhteissa ääriviivojen rikkoutumisesta on hyötyä. "sepelkyyhkyn lähisukulaisella uuttukyyhkyllä ei tälläisiä täpliä ole. Uuttukyyhky pesii nimensä mukaisesti uutuissa eli pesäpöntöissä tai luonnononkaloissa, siis pimeissä suojaisissa paikoissa." Koivisto hakee apua myös etologiasta yhdistettynä lajin yksilöiden kehitysvaiheisiin ; Väriläiskää ei välttämättä tulkita suojaväriksi koska esimerkiksi "Kuhertava lintu pörhistää ne, toisin sanoen ne ovat seksitoimen signaaleja. Siten ei olekaan mikään ihme ettei tälläistä hohtoa ole näiden kolmen lajin nuorten kauloissa."

Koivisto näyttää samalla myös että pähkinähakin selän pilkut ovat kenties asfalttikadulla näyttäviä ja kirkuvia valkoisia läikkiä. Mutta hakin omissa elinolosuhteissa ne ovat suojaväri, koska sembramännyn alla maa pilkkuuntuu, etenkin sembramäntyisessä metsikössä. Pilkut ovat siksi todennäköisesti suojaväri ja vain hyvin epätodennäköisesti signaali - vaikka Koivisto myöntääkin että tässä tutkimusta ja analyysiä ei ole tehty yhtä vahvasti kuin sepelkyyhkyjen "kaulanauhan" kohdalla. Hakkien pilkut suojavärinä on siis hyvä selitys, mutta selityksissä on hyvyysasteita, ja hyvyysaste muuttuu tutkimuksen antaman tuen, korroboraation, myötä.

Luonnossa suojaväritys on siksi yhtä vähän mielipidekysymys kuin se, onko armeijan mastopuku suojaväri vai ei ; Itse asiassa hyvinkin samalla tavalla. Metsässä ja sodassa se on suojaväri koska se sopii taustaan ja sitä kautta saadaan vähemmän luodista. Kadulla se taas on signaali jolla esimerkiksi skinhead tunnustaa väriä ja erottautuu ympäristöstään tiettyyn "maiharilla mutiaisia naamaan" -henkiseen alakulttuuriin kuuluvaksi. Larppiireissä nörtit taas pukeutuvat maastopukuun saisivat maineen siistinä nörttinä ja tässä sivussa "pesää" tyttösiltä. (Anteeksi hieman karkea näkemykseni sekä skinheadeistä että larppaajista. Selitykseksi selittelen että minulla ei ole mitään heitä vastaan, en vain pidä heistä ihmisryhmänä tai yksilöinä.)

Tätä voidaan testata myös valintapainetta tutkien ; Esimerkiksi voidaan ottaa kasa erilaisia eläimiä, merkitä niitä, vapauttaa niitä luontoon ja sitten jonkin ajan kuluttua pyydystellä niitä takaisin jotta saadaan selville onko jompi kumpi jäänyt enemmän saaliiksi. Riittävän suuret otokset ja kokeiden toistot antavat kyllä kuvan siitä onko jokin suojaväri vai ei. Vastaavasti seksuaalivalinnassa voidaan tehdä kokeita testaamalla soidinkäyttäytymistä ja laskea "kuka pääsee pukille ja kuka ei" ja vaihtoehtoisesti tekemällä geenien kautta "isyystestejä" eläimille. Jos väri ei tuo suosiota, vaan vaikka vähentää suosiota, siihen ei liity seksuaalivalintaa. Samoin väripilkkujen signaalikäyttäytymistä voidaan testata atrappien avulla. Tai sitten suttaamalla nämä värit eläimiltä piiloon ja katsomalla sitten miten eläimet käyttäytyvät tähän liittyen. Jos kyseessä on signaali, viestinnän pitäisi muuttua. Ja mikä yllättävintä, se että ominaisuus on yleistynyt neutraaleista syistä voidaan todellakin koetella.

Toisin sanoen tarinat ovat falsifioitavissa, ne eivät siis voi olla vain epämääräisiä heittoja joita heitetään nuotiotarinoina. Adaptaatioihin liittyvät metodit sallivat erilaisten näkemysten testauksen tavalla jossa tarinoista tulee koeteltuja teorioita, faktojen tukemia hyvin perusteltuja uskomuksia. (Tieteenfilosofisesti tämä on suunnilleen sama kuin minkä minä arki-ihmisenä sanoisin erimieliselle että "Hähä, se oli sitten siinä, U lose!" Mutta tieteenfilosofit ovat tietysti kohteliaampia, ainakin virallisesti.)

Moni ajattelee että käyttäytymiseen liittyvät asiat olisivat jotenkin erilaisia. Koska käyttäytymisestä ei jää mitään fossiileja. Kuitenkin elinolosuhteista saadaan tietoa:
1: Fossiilirekordissa samassa kerroksessa olevat eliöt ilmaisevat jotain siitä minkälaisessa ympäristössä sitä ollaan. Rakenteiden itsensä mahdollistamat asiat sekä se, mitä luonnossa on vastaavilla rakenteilla olemassa auttavat kohdentamaan tulkintoja niin että ne eivät enää ole mielivaltaisia arvauksia vaan hyviä akateemisia arvauksia. Ja tähän analyysiin Gould käskikin panostamaan, ei hylkäämään koko konseptia.
___1.1: Tämä tietysti unohtuu helposti jos ollaan looginen positivismi tai ei mitään -asennevammalla liikenteessä. Tieteiltä oletetaan 100% onnistumista. Omilta suosikkiteorioille nähdään helposti dogmaattinen 100% varmuus ja vastustajien kohdalla muistutetaan miten loogisen positivismin kumoutuminen jotenkin pakottaa heidät epäonnistumiseen. Tämä asennevamma on yllättävän yleistä. Pieret näyttää miten ihmiset eivät oikein osaa suhtautua akateemisuuteen ja rationaalisuuteen. Kun Dawkins kertoo että evoluutioteoria on tällä hetkellä elegantti teoria, jonka osaaminen kuuluu akateemiseen yleissivistykseen niin vahvasti että jokaisen rationaalisen ihmisen pitäisi tuntea se edes jotenkin nosti kritiikkiä siitä miten evoluutio, kuten ei mikään tiede, ei ole absoluuttisen 100% varmasti ja lopullisesti totta. Pieret on minua kohteliaampi kun hän vinoilee asiasta ; "Of course, Dawkins did not say that evolutionary theory is "absolutely certain." He said that it is a stunningly simple but elegant explanation of life on Earth today, which is true, and that no one can be ignorant of evolution and be a cultivated and adequate citizen, which Washington has proven, once again, not to be."
2: Itse asiassa vaikka geenit eivät fossiloidu (tai ainakaan emme osaa palauttaa niitä nykytekniikalla) niin perimässä on paljon samankaltaisuuksia. Kun esimerkiksi mietitään miten ihmiset ja simpanssit eroavat, on soveliasta katsoa sitä osiota mikä on erilaista. Ja tämän jälkeen voimme miettiä pelkästään niiden nykyisiä vaikutuksia. - ja tuskin kukaan nykyään itkee ja valittaa siitä että jos joku löytää geenejä joka aiheuttavat siniset silmät tai punaiset hiukset, että kyseessä olisi jokin "just so -story". (Geenien kautta voidaan saada hyvä arvaus ilmenemisaikajärjestyksestäkin. Fossiilit tarjoavat tietysti saman.)

Peruutusvaihteella : (eliökunnan piirteiden ja teorioiden paluu keskiajalle)

"Koska kaikki kuviteltavissa olevat hyödylliset mutaatiot ovat jo valikoituneet vakaissa elinympäristöissä, uusien hyödyllisten mutaatioiden syntyminen on melko harvinaista."
(Ernst Meyer, "Evoluutio" [2003], s. 157)

Arki -ihmisten mielikuvissa evoluutio nähdään sopeutumisprosessina, jossa eliökunta kehittyy paremmaksi, hienommaksi, monimutkaisemmaksi. Evoluutio rinnastetaan sellaiseen sanaan kuin edistys ja edistyminen. Selvää on että evoluutiota ei nähdä peruuttamisena.

Kuitenkaan evoluutiolle ei tarvitse - tai edes kannata - nähdä pidemmän trendin suuntaa:
1: Esimerkiksi Gould on esittänyt juopon merimiehen kävelyyn perustuvan argumentin, jonka mukaan kompleksisuuden lisääntyminen ei ole mikään evoluution ohjaus itsessään. Ajan mittaan vain syntyy hieman ääripäitäkin. Maksimi kasvaa, mutta tämä ei tarkoita sitä että kompleksisuutta päin ajaisi jokin voima.
2: Toinen, hyvin tärkeä, on Dollon laki, joka sanoo että evoluutio ei toista kehityskulkuaan tai pakita suuria evoluution kehityslinjoja pitkin; Syy on se, että mutaatioita voi tapahtua monenlaisia. Ja peruuttaminen tai evoluutiohistorian toistaminen tarkoittaisi sitä että mutaatiot tapahtuvat tietyssä järjestyksessä.

Kuitenkin evoluutio tuntee ilmiön nimeltä atavismi. Se tarkoittaa sitä, että yksilöissä ilmenee jotain piirteitä, joita populaatioissa ei ole (juurikaan) ilmennyt moneen sukupolveen. Tälläinen on esimerkiksi ihmisille joskus syntyvä häntä, jonka olemassaolo johtuu siitä että esivanhemmillamme on ollut häntä ; Ilmiön taustalla on kysymys geenejä ohjaavien ominaisuuksien muutoksista jotka voivat olla mutaatioina melko pieniä ; Siinä missä pienet muutokset voivat johtaa surkastumaan, voi sama ominaisuus palatakin pienellä muutoksella takaisinkin. (Vaadittava muutos on sama.) "Avaimena" ongelmaan on se, että vaikka geenit eivät toimi, ne ovat "vain sammuksissa". Niitä ei käytetä mutta se ei tarkoita sitä että ne olisivat poistuneet perimästä ; Toki ajan mittaan näihin käyttämättömiin osioihin voi kertyä mutaatioita. Mutta periaatteessa ne eivät tuhoudu välittömästi.
1: Historiallisesti atavismilla on kiistämättä varsin huono maku. Sillä ennen perimän kartoittamisen keinoja atavismilla on perusteltu hyvinkin epäilyttäviä asioita. Esimerkiksi rikollisuus nähtiin atavistisena piirteenä, jäänteenä aggressiivisista eläimistä. Ihminen nähtiin jalostuneen kulttuuritasolle, ja tätä kautta saatiin ylläpidettyä siihen aikaan yleistä näkemystä (~ myyttiä), jossa rikollisessa ja alhaisessa ihmisessä on eläimellisyyttä, joka on jalosukuisissa pienempää. Tällä näkemyksellä on linkkejä esimerkiksi frenologiaan, jossa uskottiin että kallon ominaisuuksia mitaten saadaan laajasti tietoa ihmisen ominaisuuksista, kuten älystä ja persoonallisuudesta. ~ Frenologia on tosin vanhempi kuin Darwinin evoluutioteoria. Darwinhan kohtasi vaikeuksia kun hän ei meinannut päästä laivalle koska hänen kallonmuotonsa ei vastannut sitä johon frenologiaan luottava omasta mielestään luotettava kapteeni olisi luottanut.. Tämä ei tietysti estä lainaamasta myöhemmin keksittävää terminologiaa.

Nykyisin atavismi tunnistetaan joko suoraan perimästä tai epäsuoraan evoluutiohistorian tutkimuksen antamien tietojen kautta (~höyhenet ihmisellä eivät sovi evoluutiohistoriaan) ~ Ja tätä kautta saadaankin yksi tapa testata evoluutiomuutoshistorian tapahtumia kokeellisesti. ; Atavismilla nähdään jopa merkittävä rooli. Se nopeuttaa ja lisää joustavuutta sopeutumiseen. Sen sijaan että tarvitsisi mutatoitua valtavan paljon, pienillä muutoksilla saadaan aikaan rakenteellisia heilahteluja. Tämä nähdään esimerkiksi sauvasirkkojen evoluutiossa, jossa siivet ovat syntyneet ja kadonneet useita kertoja. Tämä mukautuminen on mahdollista koska siivet ovat surkastuneet ja mutatoituneet esiin kohtuu pienin muutoksin. Esimerkiksi surkastunutsiipisen sauvasirkan ei tarvitse rakentaa siipeä alusta asti uudestaan - joka vaatisi Dollon lain mukaan vähintään vaikeuksia.

Kreationistinen palautus vanhaan

"I am suggesting here that organisms have a built-in capability of adapting to their environment".
(Lee Spetner,"Not By Chance!", p. 200)

Kreationistit eivät juurikaan käytä atavismi -sanaa itsessään. Mutta hyvin suuri osa heidän argumenteistaan voidaan nähdä sen kautta. Esimerkiksi kreationistien rekapitulaatiokritiikissä - tai oikeastaan sitä että embryologiaa sävytetään rekapitulaatio -olkiukolla - olennaista on viitata siihen, miten sikiöiden piirteet eivät toista evoluutiohistoriaa. Yhteisiä piirteitä ei muutenkaan haluta nähdä ennen olleina piirteinä koska ne viittaisivat yhteiseen historiaan. Kreationisteille eliökunnan rakenteet ja piirteet (kompleksisuus) on heille olennaisesti "aidosti uusia", eivätkä mitään "vanhojen modifikaatioita."

Kreationistit käyttävät usein myös esimerkkejä joissa perimän tuhoutumista mutaatioiden vaikutuksesta. Tätä on aikaisemmin käytetty atavismin vastaisena argumenttina ; Perimässä olevan käyttämättömän aineksen katsottiin karsiutunvan valintapaineen vaikutuksesta nopeasti ; Tässä näkemyksessä luonnonvalinnan ajatellaan pitävän yllä ominaisuuksia ja jos hyötyä ei ole, olisi seurauksena karsiutuminen. Neutraalejen ominaisuuksien kohdalla tuhoutumisasia ei kuitenkaan ole aivan yksiselitteinen. Asiaan vaikuttaa esimerkiksi mutaatiotahti.

Kenties vahviten atavismiin viittaa kuitenkin Lee Spetnerin kreationistinen teoria, johon voi tutustua "Not by Chance!" -kirjan kautta. Hänen suhteensa atavismiin on itse asiassa atavismin luonteen miettimisen kannalta valaiseva. Joko opimme siitä mitä hän tekee oikein tai siitä mitä hän selvästi tekee väärin.

Spetnerin näkemyksen ytimessä on ajatus siitä että ominaisuuksien toistaminen ei lisää informaatiota. Voidaankin jakaa "hyödyllisiin mutaatioihin" ja "aidosti hyödyllisiin mutaatioihin", joissa syntyy uutta informaatiota. Näin hän irrottautuu puhtaasta, evoluutiolle tyypillisestä, adaptaationäkökulmasta ; Atavismikäsitteen mukaanotto helpottaa asian ymmärtämistä koska se muistuttaa miten geneettiseltä muutokseltaan hyvinkin pieni mutaatio voi olla hyödyllinen ja tuottaa isojakin rakenteita.

Spetnerin mukaan mutaatiot eivät varsinaisesti tuota uutta informaatiota vaan nostavat esiin perimän potentiaalista informaatiota esimerkiksi herättelemällä "nukkuvia geenejä".

Spetner käyttää tässä termiä "dormant genes" muodossa joka tarkoittaa likimain samaa kuin atavismi. - Tosin sillä erolla, että evoluutikot myöntävät että mutaatiot ovat pieni (ei olematon) informaationmuutos ja Spetner korostaa miten kyseessä ei ole uusi informaatio lainkaan. - Ja Spetner menee itse asiassa astetta pidemmälle ja mahdollistaa ennen ilmenemättömien rakenteiden ilmestymisen, hän viittaa abstraktimpaan evolutiiviseen potentiaaliin, jossa evoluutiohistoria on koodattuna. Hän jopa esittää omaksi mallikseen NREH -hypoteesin ("Non Random Evolutionary Hypothesis"), jossa mukana on mahdollisuus siihen että mutaatiot eivät ole ollenkaan satunnaisia vaan nekin olisivat osa ohjelmointia. Tämän seurauksena syntyy se, että atavismi ei voi kovin usein rikkoa Dollon lakia, mutta Spetnerin mallissa atavismi voi toistaa tai olla toistamatta evoluutiohistoriaansa - riippuu siitä miten "ohjelmointi on tehty."

Tästä päästäänkin siihen erikoiseen tilanteeseen;
1: että jos jokin asia on evoluutiolle vaikeaa, se kertoo siitä että evoluutio ei kierrä ongelmaa ja siksi tarvitaan yliluonnollista apua. Ja jos se tapahtuu helposti, on ratkaisu selvästi esiohjelmoitu.
2: Ensin vaaditaan ominaisuuksien syntyä evoluutioprosessein ja sitten kun uusi rakenne esitetään, väitetään että kyseinen ominaisuus onkin oikeasti "vanha ominaisuus" Joko se on perimässä tai jos ei ole, niin se kertoo eisatunnaisten mutaatioiden informaationtuontikyvystä.
3: Ytimessä on ikään kuin se, että ensin tehdään teoria evoluutiosta jonka perusteella tehdään laskelma siitä mihin evoluutio kykenee. Ja kun ei kykene, niin todetaan evoluutio hävinneeksi. ja jos maailma ei tottele laskelmaa ja evoluutio tuottaakin piirteitä, ei töstö päätellä tavallisen tieteen tapaan että teoria on väärässä. Vaan sen sijaan mennään siihen tulkintamalliin, että teoria on oikeassa ja että evoluutioprosessien lisäksi mukana on Jumaa.

Toisin kuin evoluutioteorian atavismissa jossa historia todistetaan sitomalla se perimässä tapahtuviin muutoksiin ja niiden suuruuksiin ja evoluutiohistoriaan, on Spetnerillä ominaisuuden "vanhuus" jotain joka periaatteessa vain oletetaan ; Mikään asiantilatesti ei ole ratkaisevaa, vaan se, miten mikä tahansa tapahtumatila saadaan tulkittua omalle maailmankuvalle sopivasti, eli miten havaittu asiantila voisi olla Luojan työn mukaista.

Mielenkiintoista on huomata miten Spetner tekee loikan eisatunnaisuudesta Jumalaan sanoessaan esimerkiksi seuraavaa kirjansa sivulla 210 : "The NREH, on the other hand, postulates nonrandom variation. It does not fulfill the neo-Darwinian agenda in that it does not contribute to a natural explanation of the origin of life." Eisatunnainen mutaatio ei tarkoittaisi lainomaisuutta, vaan ohjelmointia joka viittaa Jumalalliseen älyyn. Tätä loikkaa hän ei todista mitenkään, se on vain otettava. Tässä on vahvasti muutosta vanhaan, tässä mielessä Spetnerin näkemys ei sisällä sinällään uutta informaatiota vaan vanhaa maailmankuvaa, jota se toki lämmittelee frenologian tapaan lainaamalla elementtejä ja uudelleenlämmittämällä maailmankuvaa niiden kautta.

---

Kuvassa on Helsingin tunneleissa oleva läntti, jossa on valuvaa ainesta jossa elelee jotain orgaanista. Valuessaan se muistuttaa evoluutiopuuta. Sellaista, joka ei ole oksat taivaita kohden, vaan joka opettaa että paska valuu alaspäin.

The Truth is in there?

Maailmassa on aivan pari henkilöä, joihin sekä evolutionistit että kreationistit suhtautuvat kunnioittavasti. Ensimmäinen heistä on Gould. Toinen heitä on Paul Davies. Hän kirjoittaa asiallisesti, mutta hän on kuitenkin kiinnostunut myös radikaalimmista ajatuksista, kuitenkaan juurikaan sortumatta aivan pahimpiin haahuiluihin. Hän osaa kuitenkin nähdä haahuilussakin niiden hyviä piirteitä. Kaiken kaikkiaan hän on siis varsin kelpo mies.

Hän kirjoitti mielenkiintoisen lähestymistavan, joka sivuaa SETI -projektia. Hän huomauttaa, miten viestejä etsitään avaruudesta, radioteleskoopeilla. Hän esitti että kenties viestejä voitaisiin etsiä myös perimän sisältä, DNA:sta. Ajatus on toki varsin radikaali, mutta periaatteessa on mahdollista että perimässä olisi koodausta, viestejä ja sanomaa.

Otan asiassa esiin asioita joita Davies ei mainitse. Mutta ne liittyvät olennaisesti siihen, miksi Daviesin näkemyksessä sekä on että ei ole järkeä. Luvassa on minusta kiinnostavaa, mutta luultavasti kaikista muista varsin tylsää juttua...

Kyseessä ei tietysti voisi olla viestin sisällön selvittäminen. Avaruusolennot tuskin tietävät mitä nimiä annamme perimän osille. Tai että minkälaista kielioppia käyttäen niitä haetaan. Sen sijaan voitaisiin hakea samanlaisia piirteitä mitä radioteleskooppiviesteistä. Daviesin mukaan haku tulisi keskittää perimän toimimattomiin osiin.

Tämä valinta on sinällään hyvin perusteltu. Sillä luonnonvalinnan vaikutukset voisivat näyttää hyvin samantapaisilta. Näin keskittymällä osioon johon luonnonvalinta ei vaikuta, saadaan hyvää kuvaa asiasta.
1: Populaaripuolelta kuvaava esimerkki lienee "First Contact" -elokuvan tunnistus joka perustui alkulukusarjojen tunnistamiseen. Alkuluvut kuitenkin nousevat esiin toistuvasti myös luonnonvalintaa simuloivissa algoritmeissa. Dawkinsin mukaan tämänlaiset samanlaisuudet ovat hyviä SETI:n kannalta, koska niissä ei suinkaan eliminoida luonnollisia prosesseja joka olisi mahdotonta, vaan keskitytään luonnonvalinnalle tyypillisiin merkkeihin. Itse en oikein osaa sanoa miten näihin popularisoituihin esimerkkeihin tulisi suhtautua, puolin tai toisin. Dembski on kuitenkin ottanut asian tosissaan, hänen kirjoissaan kyseinen esimerkki on mukana.

Toisaalta ajatus tuntuu siitäkin järkevältä, että toimimattomien geenialueiden on havaittu noudattavan Zipfin lakia, toisin kuin toiminnallisten alueiden. Tämä piirre taas on tavallinen kielellä tehdyissä viesteissä.

Kuitenkin Daviesin kannalta ongelmana on se, että eitoiminnallinen perimä muuttuu valtavasti. Steve Oberski on puolustanut Daviesin näkemystä viittaamalla ihmisten mutaatiotahtiin joka on jukista tietoa. Sen pohjalta hän arvioi, että kun perimässä on 7x10^9 bp tyhjää, saadaan likimain 175 uutta mutaatiota sukupolvessa. Ajan kanssa viestin voisi odottaa muuttuvan 6.25 bp. Koska meillä on mahdollistsa hakea korjauksia ottamalla otoksia, voidaan viesti itse asiassa uskottavasti konservoida.
1: Karkeasti sanoen jos meillä on muutamia sanoja, kuten "AASIASILTA", "AASINKILTA" ja "AASANSILTA" voimme rekonstruoida yhteisiä merkkejä hakien että alkuperäinen sana on ollut "AASINSILTA". Yksikään viesti ei ole alkuperäinen, kaikki ovat mutatoituneet, mutta yhteneväisyydet auttavat hakemaan alkuperäisen sanan. Sisällön merkitystä ei tarvitse osata.

Oberskin asianlähestyminen kuulotsaa järkevältä, kunnes muistaa sen, että hän ottaa yksilön mutaatiot lähteeksi. Tosiasiassa sukupolvessa on useita yksilöitä, joten kaiken kaikkiaan mutaatioita tapahtuu valtavan paljon enemmän.

Jos otetaan 129 mutaatiota sukupolvessa ja ne asetetaan mainittuun genominkokoon, on se, että jossakin tietyssä kohden perimää on mutaatio 0.000043. (1=100% ja 0=0%..) Tämä merkitsee sitä että 0.999957 mahdollisuudella perimää ei ole juuri tässä yhdessä kohdassa. Koska meillä on 5 miljoonaa vuotta ja oletus 20 vuoden sukupolvenajasta (joka lienee vakavaa aliarviointia) on meillä 250,000 sukupolvea. 0.999957 liitettynä tähän 250,000 johtaa siihen että mahdollisuus siihen että yhteen tiettyyn kohtaan ei tule mutaatiota on .0000214. Eli on todennäköistä että genomissa on niin paljon mutaatioita että emme voi enää erottaa mutatoituneita kohtia eimutatoituneista. Muutokset ovat niin valtavia että mikään isokaan otos vallitsevista otuksista ei auttaisi asiaa.

Itse asiassa alkuperäisen viestin hakeminen voisi olla mahdotonta, koska mutaatiot tekevät muutakin kuin kasautuvat. Roska DNA, toimimattomat sekvenssit, fluktuloivat. Tapahtuu geneettistä ajautumista. Esimerkiksi jos populaatioista löytyy pullonkauloja, voi sanomaa tuhoutua pysyvästi. Pullonkaula johtaa tavallisesti neutraalienkin ominaisuuksien valtavaan yleistymiseen. Tässä vaiheessa katoaisi valtavasti informaatiota. Emme voisi seurata pullonkaulan taakse. Palauttamismetodi tarjoaisi meille vastauksen ennen tätä pullonkaulaa, mutta ei sen taakse.

Joku voisi ajatella että evoluutio voisi sallia viestin leviämisen, jolloin pullonkaula voitaisiin kiertää hakemalla apuja toisista linjoista. Tähänkin löytyy apuja Daviesin itsensä tuotannosta löytyykin vasta -argumentti tälle genomiprojetille. Hänen "viides ihme" kirjansa kun muistuttaa sitä, että kaikkien olentojen yhteinen esi -isä voi varsin helposti olla jokin muu kuin kaikkien aikojen ensimmäinen eliö. Massasukupuutot tuhoavat runsaasti haaroja, ja voi käydä niin että käy niin että vain tietyn haaran jäseniä jää jäljelle. Haara, joka on kohdannut "aikojen alussa" tuhoutuu, jolloin käy niin että yhteys katoaa.

Kaiken kaikkiaan Daviesin olisi kannattanut tutustua paremmin neutraaliteoriaan. Sen valossa perimän eitoiminnallinen osuus tuhoutuisi. Ja moni adaptationistikin tietysti myöntää sen, että jos jonkun geenin adaptaatio lakkaa, geenin rakenne "rapistuu nopeasti". Ilman luonnonvalintaa mutaatiot vain kertyvät. Ehkä jopa kreationistien konsultoiminen tässä asiassa olisi auttanut, koska muistan Matti Leisolan muistuttaneen tästä rapistumisen nopeudesta "Luomisen lauantai" -illassa. Se oli hänen todisteensa siitä että sattuma ei synnytä lisää informaatiota.

Zipfin jakaumaan on toki siihenkin evolutiivinen selitys, jonka olosuhteet itse asiassa sopivat juuri eitoiminnalliseen perimään ; Jakaumahan liittyy yleisesti ottaen satunnaiseen fluktuloimiseen, jopa kielissä. Siksi esimerkiksi kiinan kieli noudata Zipfin jakaumaa.

Olennaisen kumoaminen.

Tieteenfilosofiassa eräs hyvin lainattu demarkaatiokriteeri on falsifiointi. Toisin sanoen sen mukaan tiedettä ovat sellaiset näkemykset jotka voidaan kumota jollain aineistolla. Usein tätä lähestymistapaa pidetään tiukkana.

Kuitenkin jossain tapauksissa falsifiointi muuttuu varsin kummalliseksi. Nämä kummallisuudet ovat osasyynä siihen, että olen Quinelaisen tiedenäkemyksen kannattaja. Tässä blogauksessa esitän yhden kummallisuuden.

Esimerkiksi mormoni voisi sanoa että heidän teoriansa siitä että heidän uskontonsa perustaja Smith näki enkelin, voidaan kumota sillä että Smithin historiallisuus osoitetaan valheeksi. Eli jos perustajaa ei ole ollut, ei hän ole voinut nähdä näkyjään. Islamilainen voisi viitata vastaavaan Muhammadin kohdalla. Jos Muhammadia ei olisi ollut ihmisenä olemassa, se tuhoaisi sen että olisi profeetta, joka olisi todellinen. Muhammad olisi satuhahmo. Vastaava toimii tietysti myös kristinuskon kanssa. Moni fundamentalisti onkin esittänyt että eksegetiikka on olennainen jumalatodistusten kautta, koska Jeesuksen historiallisuuden tuhoaminen johtaisi kristinuskon tuhoon. Olematon, fiktionaalinen tyyppi, jättää toki tyhjän haudan.

Aivan vastaava löytyy myös evoluutioteorian kohdalla. Makroevoluutio, jossa eläimet muuttuvat hyvinkin toisenlaisiksi, on määritelty mikroevoluution kasautumisen kautta. Toisin sanoen eläinten muuntelu, mutaatiot ja luonnonvalinta johtaa pitkän ajan kuluessa uusiin lajeihinl, heimoihin - itse asiassa riittävästi aikaa antaa tilan siihen että muutos johtaa minkä tahansa taksonomisen luokkan ylittämiseen. Tätä kautta makroevoluution voi todellakin kumota kumoamalla mikroevoluution. Eli jos mutaatioita ei ole olemassa, ei evoluutiokaan voisi toimia. Samoin luonnonvalinnan falsifiointi, eli osoitus siitä, että millään eliöiden rakenteilla ei ole mitään vaikutusta elossapysymiseen ja lisääntymiseen, kumoaisi makroevoluution.

Tuskin kukaan kuitenkaan ottaa tämäntasoista falsifiointia vakavasti. Kukaan kreationisti ei vakuutu että mikroevoluutionkieltäminen olisi olennaista makroevoluution kiistämiseen. Päinvastoin, he korostavat että he hyväksyvät mikroevoluution mutta eivät makroevoluutiota. Aivan vastaavasti ateisti tietysti voi sanoa että hän hyväksyy Jeesuksen tai Muhammadin historiallisuuden, mutta ei heidän myyttisiä ominaisuuksiaan.

Näiden välissä onkin selvästi kuilu. Jotenkin tuntuu että tälläinen falsifiointi tuo mukana ylimääräisen loikkauksen. Sellaisen perustelu ei tunnu kovin viisaalta. Muutenhan minä voisin väittää että olen itse kohdannut avaruusolentoja, ja ihmisten olisi otettava väitteeni todesta, koska he eivät voi kumota minun olemassaoloani. Ja minun olemassaoloni falsifiointi kumoaisi tietysti silminnäkijähavaintonikin.

Falsifioituvuudessa on selvästi asteita. Makroevoluutio olisi hieman ylilyöty teoria jos se nojaisi pelkkään mikroevoluution kumoamisen vaatimukseen. Olennainen kysymys näkemyseroissakaan ei ole mikroevoluution olemassaolossa, vaan makroevoluutiossa. Samoin Jeesuksen kohdalla olennainen kysymys ei ole Jeesuksen historiallisuus vaan se, oliko hän Jumalan poika.

Makroevoluutioon itseensä on saatu falsifiointikriteerejä. Makroevoluutio voidaan siksi kumota paitsi mikroevoluution falsifiointikriteereiden kautta, myös itsenään. Pikkuesimerkiksi käynee Jay Gouldin ajatus kambrikaudelta löytyvästä jäniksestä. Vastaavasti alkusyntykokeet olisivat voineet kumota evoluution. Jos rotat syntyvät lisääntymisen lisäksi spontaanisti roskista, mikroevoluutio ei ole ongelmissa. Sen sijaan makroevoluutio kumoutuisi. Olisi hoopoa väittää että ihmisillä ja räteistä syntyneillä olisi yhteinen kantamuoto. Labrassa havaittu spontaani kokonaisen virtahevon rukouksella luominen rukouksen voimalla voisi olla myös varsin vakuuttava esimerkki vastaavasta.

Jeesukselle en ole toistaiseksi keksinyt vastaavaa testiä.

Katastrofaaliset virheet.

Claude Shannonin informaatioteoriassa kohinalla oli tärkeä rooli. Hänen teoriansa informaatiosta ei käsittele merkitystä. Informaatiossa tärkeintä on tietyn sisällön välittyminen.

Tätä kautta Shannonin määrittelemässä informaatiossa entropialla ja kohinalla on suora yhteys. Molemmissa on kysymys häiriöistä ; Kun roolissa oli viestin välittyminen on selvää, että kohina ei tee informaation välittämisestä helpompaa, mutta se voi tuhota lähetetyn viestin. Se vertautuu siihen, että jos puhuu puhelimessa tai vaikkapa lähettää satunnaisjonon bittejä jotain kanavaa pitkin, voi viesti mennä rikki kohinasta. Mutta kummassakaan tapauksessa kohina ei auta välittymistä. ; Shannonin kannalta informaatiossa tuleekin tärkeään rooliin redundanssi, toisteisuus. Se on virheensietoa. Tämä tarkoittaa kuitenkin sitä, että lähetetyssä viestissä on "tyhjää". Eli siinä on bittejä, joiden katoaminen ei haittaa. Näin informaatio rakentuu negentropiaksi.

Shannonin teorialla on tiivis yhteys esimerkiksi ihmisen perimään. Shannonin teoria todistaa että mutaatioiden laittaminen systeemiin ei itsessään lisää informaatiota. Toki sattumalta voi syntyä informatiivisia yhteyksiä, mutta ne ovat harvinaisempia kuin se, että syntynyt järjestys lisää entropiaa. Tämä tarkoittaa sitä, että tarvitaan jokin entropiaa vähentävä, informaatiota synnyttävä, järjestelmä.

Tätä voi kenties selventään fysiikalla : Entropia ennustaa, että aines jakautuu universumissa yhä harvemmaksi ja tasaisemmaksi. Kuitenkin ajan kuluessa on syntynyt galakseja ja aurinkokuntia. Tämä on negentropiaa ; Universumi on järjestäytynyt. Tähän tiivistymiseen on syynä gravitaatio. Tätä kautta galaksien negentropia on selitettävissä ; Gravitaatio ikään kuin synnyttää entropia -aukon, joka mahdollistaa järjestäytymisen.

Eliökunnan elämän kannalta vastaavaa informaation pumppaamista tapahtuu jatkuvasti. Esimerkiksi kun syömme ruokaa, saamme siitä negentropiaa elintoimintoihimme ja lisääntymiseen. Osa tästä menee hukkaan lämmöksi. Energia tulee pohjimmiltaan kasveilta, jotka nappaavat tarvitsemansa energian auringosta. Ihmisen järjestys - ja perimän järjestys - selittyy tällä energialla.

Yllä olevassa on hyvä huomata, että perimässä on olennaista paitsi negentropia, niin itse asiassa informaation luonne. Lumihiutaleella on suuri negentropia, mutta sen järjestys on vain sen rakenne. Sen sijaan ihmisissä perimä on vain järjestävä kanava, jonka lopullinen piirre on vaikkapa jalka tai elintoimintoja.

Evoluutioteoria selittää sen, miten tähän tarvittava informaatio tulee ympäristöstä. Tämä ei ole mitenkään ihmeellistä, koska kelpoisuus on lisääntymiskykyä tietyssä ympäristössä.

Shannonin kohina ja sen häiriöt on otettava -ja onkin otettu- tässä voimakkaastikin huomioon. Sillä evoluutio ei ole pelkkää mutaatioiden kohinaa, vaan siinä on keskeisessä osassa myös luonnonvalinta. Evoluutio ei oleta että asiat tapahtuvat sattumalta. Evoluutio ei ole samaa kuin sarja mutaatioita, joille ei tapahdu muuta kuin uusia mutaatioita.

Ideana on se, että Shannoninkin näkemyksessä kohinassa on joskus viestiä. Mutta tämä on niin epätodennäköistä, että viestin hajoaminen on todennäköisempää. Olennaista on kuitenkin tajuta, että näitä hyödyllisiä yhteyksiä tapahtuu silloin tällöin. Luonnonvalinnasta saadaan "entropia -aukko" sitä kautta että karsii ominaisuuksia. Eliöiden kuolema ja elämä ei ole satunnaisprosessi.

Tätä kautta ympäristöön sopivan informaation kasautuminen on selitettävissä varsin kätevästi : Jos negatiivisia ominaisuuksia karsitaan niin, että niitä yleistyy harvemmin kuin positiivisia ominaisuuksia, evoluutio etenee.
1: Sanamuoto on tässä hyvin tärkeä. Jokaista negatiivista ominaisuutta ei tarvitse karsia. Eikä negatiivisen ominaisuuden fiksoituminenkaan ole ongelma. Ratkaisevaa on kokonaisuus. Se, fiksoituuko positiivisia asioita enemmän kuin negatiivisia.

Tästä saadaankin evoluution etenemistahtiin liittyvä jännittävä asia. Se liittyy siihen, miten nopeasti informaatiota voi kasautua. Virhekatastrofi on tilanne, jossa mutaatiotahti ylittää sen, minkä luonnonvalinta kykenee torjumaan. Jos muutoksia taas syntyy vähän, evoluutio etenee hyvin hitaasti, koska luonnonvalinta joutuu pyörimään "tyhjäkäynnillä" ; Se voisi karsia negatiivisia ominaisuuksia enemmänkin, ja johtamaan hyödyllisten mutaatioiden yleistymiseen, mutta mutaatiotahti on niin hidas että tästä ei saada kaikkea irti. Yllättävää kyllä tästä saadaankin nopein evoluution edistymisnopeus. Se on "juuri sillä rajalla", että eliöiden mutaatiotahti ei ylitä virhekatastrofia. Maksimaalinen informatiivinen edistyminen on juuri ennen kuin informaation tuhoutuminen alkaa.

Ei olekaan ihme, että informaation tiiviys on eliökunnassa hyvin järkevästi ; Liian pieni mutaatiotahti johtaa siihen, että evolutiivinen edistyminen on hidasta, jolloin eliö "jää helposti jälkeen", ja karsiutuu kilpailussa nopeammin edistyville. Liian nopea mutaatiotahti taas johtaa niiden tuhoutumiseen.
1: Niinpä DNA:n mutaatioita voidaan suojata erilaisilla virheenkorjausmenetelmillä. Jopa tyhjällä DNA:lla on tässä kohden merkitystä. Perimässä oleva redundanssi suojaa virheiltä. Tämän kanssa yhteen liittyy tietysti neutraalien mutaatioiden määrä. Jos muutokset ovat yleensä ottaen merkityksettömiä, on selvää että ne kestävät enemmän häiriötä. Tämä suojaa virhekatastrofiin ajautumiselta.

Tätä kautta on selvää, että evoluutio ei tee mitä tahansa asiaa. Se hakee kelpoisuutta suhteessa olemassaolevaan ympäristöön. Se ei hae myöskään "maksimaalisen toimivaa ratkaisua". Evolutiivisesti riittää että toimivuus on riittävän hyvä, että se voi kopioitua eteenpäin. Näin ollen siihen ei tarvita merkitystä siinä mielessä, mitä arkikielen "informaatio" -sana voi helposti tuoda mieleen. Asiaa mutkistaa kenties se, että ihminen näkee helposti merkityksiä asioissa. Evoluutiossa käytetään funktionaalista selittämistä. Mutta se eroaa funktionaalisesta selittämisestä jota sovelletaan vasaraan. Vasaran toiminta selittyy sitä kautta, että ihminen on keksinyt mielessään tavoitteen johon on hakenut ratkaisua. Perimän tuottaman ratkaisun, kuten vaikkapa raajan, toiminta taas ei perustu siihen tekeekö se jotain vai ei. Ainut mikä ratkaisee on se, vaikuttaako muutos kelpoisuuteen. Tätä kautta evolutiivisesti toiminnan katoaminen, kuten raajan surkastuminen, voi olla adaptaatio. Toisessa olosuhteissa raajan syntyminen on adaptaatio.

Muutostakin muuttuvampi.

"Until you stop focussing on the "obvious" cases, and start paying attention to as many as you can find. I have what I call the "esoteric method": look for cases that don't fit the current categories and then go look and see if that is more general than you might think."
(John Wilkins, "Philosophy and evolution")

Evoluutiofilosofi John Wilkins on kirjoittanut siitä, miten ihmiset ovat käsitelleet muuttumista. Aristoteles ja Platon kannattivat muuttumatonta maailmaa, jossa häiriö oli jonkinlaista korruptiota. Herakleitoksen näkemyksessä maailma muuttui koko ajan, jolloin mikään ei ole muuttumatonta, jolloin riskinä on että koherenssi ja selvyys häviää. Evoluutio on yrittänyt selventää maailmaa tarttumalla erilaisiin konsepteihin. Muuttuvaa "Herakleitoksen maailmaa" on käsitelty "Platonin tapaan".

Esimerkiksi kun puhutaan valinnasta ja sen yksiköistä, eli siitä onko valinta ryhmä, laji, yksilö vai geenitasolla, luodaan malli jossa rajataan tietty asia pysyväksi ja kaikki muu kuvataan ikään kuin suhteessa tähän. Kun yksi asia rajataan pysyväksi, voidaan muiden asioiden muuttuminen kuvata tämän ympärillä.

Biologia on kuitenkin aina pullollaan poikkeuksia. Piirteillä voi olla keskiarvo, mutta tämän sisällä on muutoksia ja eroja. Tätä kautta biologiassa tapahtuu melko usein katsantotavan muuttumisia. Poikkeuksia katsomalla voidaan huomata, että poikkeukset voivat olla yleisempiä kuin on ajateltu, ja tästä päästään pidemmälle. Näin esimerkiksi vanhasta uskomuksesta, jonka mukaan seksuaalinen lisääntyminen olisi pääsääntö ja aseksuaalinen lisääntyminen olisi poikkeus. Poikkeuksia on kuitenkin paljon, ja tätä kautta saadaan paljon tutkittavaa.

Wilkinsin mukaan asia on varsin yksinkertainen. Ei ole mitään muuttumatonta lajistoa. Eliöt eivät kiivi kehityksen portaita eteenpäin. Jokainen laji kehittyy koko ajan. Evoluutiossa tarkkaillaan sellaisia asioita, kuin populaatioita ja lajeja. Niissä tapahtuvia muutoksia tarkkaillaan. Mutta laji ei ole muuttumaton. Wilkins vertaakin lajia raajaan ja muihin ominaisuuksiin ; "species is like any other property of organisms, something that has evolved in its own way. The reason there is no universal notion of species for the same reason there is no universal notion of leg: species, like legs, are the outcome of evolution."
1: Tämänlainen muutos on ilmeisen vaikeaa huomata, ainakin jos on kreationisti ja muutenkin totaalisen kädetön amatööri. Etenkin kreationistit ajattelevat lajeja "muuttumattomina", jossa evoluutio nähdään jonain suorana hierarkiaketjuna. Näin selittyy esimerkiksi Ray Comfortin vaatimukset ; Hänestä evoluution hakema välimuoto olisi vaikkapa eliö, joka on puoliksi krokotiili ja puoliksi ankka. Kuitenkin kun sekä krokotiili, että ankka ovat kehittyneet, on näiden kahden välisellä yhteisellä muodolla hyvinkin paljon eroja.

Evoluutio on mutkikkaampaa. Myers kirjoitti selventävää materiaalia siitä, miten evoluutio ei ole pelkkä geenit ja luonnonvalinta. Evoluutiossa on populaatioita, ja geenien yhteisvaikutuksia. Geenien yhteisvaikutuksen verkosto on joustava ja osa niistä reagoi ympäristönmuutoksiin, eli toimivat eri tilanteissa eri tavoin. Ja tämä tekee evoluutiosta nopeamman ja voimakkaammin sopeuttavan, kuin pelkkä yhden geenin mutaatio+luonnonvalinta joka fiksoi geenin niin että se on koko populaatiossa.

Tämä muuttaa tilannetta siten, että valtaosa mutaatioistakin ei vain katoa tai yleisty luonnonvalinnan kautta. On valtavasti neutraalia variaatioita, joita ohjaa geneettinen ajautuminen. Ne vaikuttavat kuitenkin toisien geenien kanssa. "A single mutation rarely has a significant effect on a feature, but the combination of multiple mutations may have a detectable or even novel effect that can be seen by natural selection." Myers muistuttaa että neutraalit mutaatiot lisäävät populaation variaatiota, ja sillä on hyvin suuri merkitys. Se tarjoaa tilaa evolutiiviselle potentiaalille. Jossain tilanteissa se, että populaatiossa on paljon erilaisia, voi tarjota tilaa hyvin nopealle populaatiotason muutokselle. Näin ollen myös variaatio ja sen syntyminen on tärkeää.

Evoluutiolla on valtava joustavuus. Se on kompleksisempi kuin voisi ensivilkaisulla ajatella. Sen ongelmana on tosin se, että siinä missä yleistä suhteellisuusteoriaa pidetään vaikeana - vaikka siinä on periaatteessa vähän kaavoja - jokainen ajattelee että hän osaa evoluution vähintään "kohtuu hyvin". Evoluution ongelmana on se, että sitä pidetään helppona.

En voi olla tuomatta esiin Gouldin huomioita "Ihmeellinen elämä" -kirjassaan. Hän huomautteli miten evoluutiota kuvataan kuvasarjalla jossa on ideana tikapuita kiipeävä hierarkia apinasta ihmiseksi. Hän huomautteli siitä, miten evoluutioon liitetään narraatiota jossa ihmisyyden synty nähdään ikään kuin seikkailuna, jossa on taisteltu ja voitettu. Näiden ongelmien syvyydestä kertoo se, että vielä nykyään, kauan tuon kirjan kirjoittamisesta, moni kreationisti viittaa näihin tarinoihin, ja he pitävät niitä evoluutioteorian tieteellisinä ongelmina, eivät kansanomaisen evoluutiotulkinnan kulttuurisena ongelmina.

Suuremmissakin populaatioissa.

Usein evoluutioteoriaa katsellessa ajatellaan niin, että suurissa populaatioissa geenit yleistyvät pääasiassa siksi, koska eri geeniversioihin vaikuttaa luonnonvalinta. Geneettisen ajautumisen katsotaan usein keskittyvän pieniin populaatioihin ; Joko niin että populaatio on pieni, tai niin että populaatio pienenee, tai sirpaloituu niin että vanhasta populaatiosta irtoaa pieni määrä yksilöitä.

Geneettistä ajautumista tapahtuu jonkin verran myös suuremmissa populaatioissa. Jos meillä on heterotsygootti yksilö, jolle syntyy mutaatio. Joskus tämä ei saa jälkeläisiä lainkaan. Ja vaikka sillä olisi yksi jälkeläinen, voisi käydä niin että tämä mutaatio ei siirry. Yhden jälkeläisen kohdalla tämä mahdollisuus on 50%. Jos sillä on kaksi jälkeläistä, on mahdollisuus sille että kummallakaan ei ole tätä alleelia 25% ja niin edespäin. Vastaava "lottoarvonta" tapahtuu itse asiassa jokaisessa sukupolvessa.
1: Tietysti vaihtoehdot voivat koskea sitä, että geeni siirtyy seuraavalle sukupolvelle. Sekin noudattaa todennäköisyysjakaumaa aivan samalla tavalla.

Jos meillä on populaatio, jonka koko on N, saadaan kaava jossa mutaatio katoaa populaatiosta. Se on (2N − 1)/2N. Tässä ei ole mukana mitään luonnonvalintaa, vaan pelkkää lisääntymistä. Tätä kautta alleeli voi kaavassa jäädä yksilöltä pois olipa se hyödyllinen, haitallien tai neutraali. Luonnonvalinta vaikuttaa karsimalla niitä yksilöitä, jotka tämän arvonnan tuloksena syntyy. Näin ollen hyödyllinenkin mutaatio voi karsiutua alkuvaiheessa. Käytännössä jos tämä mutaatio selviää tästä ongelmatilanteesta pikkuisella määrällä onnea, se pääsee yleistymään luonnonvalinnan avulla.
1: Tämä on merkittävä asia, sillä monet neutraaliteorian kannattajat viittaavat siihen että useimmat adaptaatioista eivät ole verrattavissa uusiin supervoimiin, eli niiden tehot ovat melko pieniä. Niiden kannalta niiden todennäköisyys fiksoitumiseen voi olla vain 1% parempi, kuin mitä neutraaleilla mutaatioilla. 98% niistä karsiutuu "lisääntymisarvonnassa". Neutraaliteorian kannattajista suurin osa genomin muutoksista ovatkin neutraaleja, koska niitä tapahtuu paljon useammin kuin hyödyllisiä mutaatioita ilmestyy.

Mutta jos mutaatio ei häviä, se on äärellisen kokoisessa populaatiossa. Hiemankin yleistyneen alleelin hävittäminen on yllättävän vaikeaa. Tätä kautta mutaatioita vakiintuu neutraalein syin. Tätä kautta syntyy variaatiota.
1: Hardyn-Weinbergin laki kertoo, että alleelien suhdeluvut populaatiossa pysyy todennäköisesti vakaana - Alleelien määrät voivat toki heilahdella, mutta tässäkin on todennäköisyydet mukana ; Alleelien lukusuhteet pysyvät muuttumattomina ellei mikään voima vaikuta niihin. Kun geeni vakiintuu, on epätodennäköistä että se katoaisi "lisääntymislotossa." Vakiintumisen kohdalla todennäköisyys katoamiseen pienenee prosenttiosuuksien mukana. Eli kun geeniä on yksi tai pari kappaletta, se on suurimmassa vaarassa kadota aivan sattumasta johtuvin syin.
___1.1: Itse asiassa Hardyn-Weinbergin lain kautta on mielenkiintoista katsoa vaikkapa heterotsygoottisten genotyyppien suhteellista vajausta Hardyn-Weinbergin tasapainofrekvenssiin verrattuna [ F = 1 - (heterotsygoottien havaittu osuus)/(heterotsygoottien odotettu osuus) ] ja tätä kautta voidaan arvioida esimerkiksi luonnonvalinnan todennäköisyyttä. Mutta tämä olisi jo hieman sivupolku varsinaisesta asiasta.

Tätä kautta uusi alleeli voi neutraalisti levitä populaatiossa. Se voi arvontalaulun raikaessa jopa yleistyä niin että jokaisella populaation yksilöllä on se. Vaikka kyseessä ei ole luonnonvalinta.

Itse asiassa onkin aika mielenkiintoista, että neutraali ja valitsematon ominaisuus voi sattumalta yleistyä populaatiossa. Tälle yleistymiselle taas on todennäköisyys. Tätä kautta, jos mukaan otetaan se määrä mutaatioita, joita populaatiossa tapahtuu yhteensä, ja tiedetään kuinka moni niistä on keskimäärin neutraaleja, saadaan arvio siitä kuinka paljon neutraaleja ominaisuuksia populaatioon kertyykään.
1: Tämä vertautuu arpajaisvoittoihin. Voidaan katsoa jonkun alueen arpojen ostomääriä ja tätä kautta saada arvio siitä, miten paljon alueella voitetaan ja hävitään rahaa. Mitä enenmmän arpoja ostetaan, sitä parempi arviokin itse asiassa saadaan. Kyseessä on estimaatti, joka voi heittelehtiä paljonkin. Mutta yleisesti ottaen tiedetään varsin hyvin millä rajoilla se "hyvin todennäköisesti" on. Todennäköisyysmatematiikan näyttämä ihme onkin se, että poikkeuksellista tapahtuu. Tiedämme jopa miten paljon voimme turvallisesti niitä odottaa tietyissä ehdoissa.

Jos mutaatiotahti lokusta kohden on μ, ja populaation suuruus on N, on fiksoituneessa tilassa geenin kopioiden määrä 2N(muistamme kromosomiparit). Sen jälkeen mutaatioiden yhteenlaskettu lukumäärä lisätään populaatioon yhden sukupolven aikana. Näin ollen muutostahti kaiken kaikkiaan on 2Nμ. Kun mutaation vakiintumisen määrä on 1/2N, saadaan vakiintuvien mutaatioiden määrä sukupolvessa on (2Nµ)(1/2N) = µ. Jos on k -lokusta mutatoitumassa, niin joka sukupolvessa populaation genomiin tulee kμ uutta mutaatiota, jotka kaikki voivat yleistyä siihen liittyvällä tuurilla.

Tämänlainen laskeskelu on itse asiassa tärkeää, koska se näyttää eräänlaisen tahdin joka voidaan odottaa. Saadaan arvio, joka on hieman kuten kello ; Se kertoo miten neutraalissa tilanteessa tapahtuu. Tätä voidaan verrata toteutuneisiin asioihin. Näin saadaan merkkejä luonnonvalinnan vaikutuksesta. Esimerkiksi hyvin vähän muuttunut geeni on todennäköisesti tärkeä. Toisaalta ajattelua on käytetty hyväksi molekyylikelloissa, jotka ovat neutraaleiksi ajateltuja geenikohtia. Niiden muutosten määrät verrattuna toiseen lajiin vihjaa lajien toisistaan erkanemisen aikamäärästä.

Asiassa on myös arkista yksityiskohtaa. Geenitutkimuksessa meidät pyritään erottamaan toisistamme. Tähän tarvitaan uniikkeja alueita. Neutraalit muutokset pitävät variaatiota yllä. Ja omat henkilökohtaiset mutaatiomme takaavat, että olemme geneettisesti yksilöitä. Erikoinen huomio on se, että meidät voidaan tunnistaa perimme kautta yksilöksi tarkkailemalla ensi sijassa sitä, mikä on genomissa vaikutuksetonta. Tekisi mieli vihjata että genetiikan kannalta yksilöllisuus on suurelta osin roskaa. Siinä vain on niin monta sanaa arkikäytöstä poikkeavassa merkityksessä, että en viitsi.

Evoluution joustavuus

Evoluutiossahan on tärkeimpänä sen mekanismit, eli mutaatio, valinta ja geneettinen ajautuminen.

Ilmiötasolla evoluutiossa on kuitenkin muutakin. Tällä kertaa nostan esille asioita, jotka tekevät muutoksesta joustavaa. Nämä vaikuttavat siihen miten evoluutio voi edetä monenlaisiin asioihin. Mielestäni keskeisimpinä ovat seuraavat neljä asiaa:
1: Tinkering: Evoluutio käyttää vain sitä mitä on tarjolla. Siksi esimerkiksi hämähäkkien kehruunystyt eivät kehity de novo, tyhjästä. Ne ovat rakentuneet siten että varhaisempaa raajaa on muotoiltu ja erilaistettu. Evoluution polku ei siksi ole "Suoraan B", vaan itse asiassa mutkitellen A:sta B:hen. Itse asiassa samasta A:sta voi erikoistua mutkitellen useita erilaisia B:itä. Tätä kautta saadaan rakennettua geneettinen ennuste siitä että ne ovat paitsi rakenteeltaan samoja, myls rakentumintn on sitä että vanhoja, toisaalla käytettäviä, geenejä käytetään uudella tavalla jossain muualla.
2: Monitoimisuus mahdollistaa sen, että jokin toiminto voi erikoistua kahteen eri suuntaan. Jos jollain raajalla tunnetaan ja kävellään, siitä voi kehittyä joko parempi kävelyraaja tai tarkempi tuntoelin. (Kahdentamalla rakenne joskus saadaan jopa molempia.)
4: Päällekäisyys tarkoittaa sitä että toisen ominaisuuden kehittäminen ei välttämättä tuhoa uutta funktiota. Eli monessa tapauksessa "kakun voi sekä syödä että pitää". Esimerkiksi raaja joka on vain kävelyä varten voikin kehittää tunto -ominaisuuksiaan. Sillä voidaan silti kävellä. Syntyy sitä monitoimisuutta, joka voi sitten myöhemmin erilaistua.
4: Modulaarisuus on yksinkertaisesti taustalla oleva arkkitehtuuri, joka on rakenteeltaan tietynlainen: Se koostetaan toistolla ja toiston muuntelulla. Lepakon siipi syntyy kun eläimen sormia venytetään, ja välissä olevien solujen apoptoosiin vaikutetaan, eli ne kuolevat ja jättävät kuolematta eri tavalla. Näin syntyy ihopoimu jolla voi lentää. Modulaarisuus sallii sen, että tiettyjä rakenteita muutetaan ilman että kaikki muu muuttuu samalla. Tässä asiat kuitenkin liikkuvat suhteessa toisiinsa: Esimerkiksi kallon ja aivojen koko muuntuu suhteessa toisiinsa : Näin aivojen kasvaminen ei tarkoita että ne rusentuisivat kalloa vasten, vaan molemmat kasvavat samalla. Näin tarvitaan "vähemmän koon ohjausta". Eli rakenteiden mittasuhteet ovat erillisiä mutta joustavasti toisiinsa liittyneinä.

Jännittävää on tietysti se, että osat voivat erikoistua siten että ne muodostavat kiinteää yhteistoimintaa: Syynä on tietysti se, että osilla voi olla vanhoja toimintoja joita ei enää ole. Kun osat tekevät ensin yhdessä monitoimisuutta, jonka jälkeen ne erikoistuvat, ei osien tarvitse enää toimia "vanhalla pohjalla". Esimerkiksi geneettisesti hyönteisen siivissä on äyriäisten kidushaaroissa tarvittavia rakenteita. Ne eivät enää toimi hengittämisessä. Jos niistä poistaa kalvon tai jonkun muun yksittäisen osan, saa aikaan vain toimimattoman siiven. Syy on tietenkin se, että osat voivat muuntua kohtaamisen jälkeenkin, ja kehitysketjussa jonkun muodon ei tarvitse toimia "kaikkiall". Riittää että se toimii tässä yhdessä tapauksessa joka on läsnä. Tätä kautta voi syntyä jopa sellaisia rakenteita, jotka näyttävät osina siltä kuin ne täytyisi kaikki koota kerralla. Tärkeintä on vain muistaa että tinkering ja spesialisaatio voi tapahtua missä vaiheessa tahansa.

Siksi jos löytäisimme vaikkapa olennon joka liitää nahkaräpylöillä ja pitkillä sormilla, on syytä muistaa että tilannetta ei voida "ratkaista" ottamalla pitkää luuta tai nahkapoimua irti ja katsoa että sillä ei voi lentää. ja huomauttaa sitten että tämä on vakuuttava todiste että tämä ei ole voinut kehittyä evoluutiolla. Koska sormen pidentäminen pidentää sormien välissä olevaa poimua (Sikiönkehityksessäkin kallo ja aivot kasvavat "yhdessä", ja usein mutaatiossakin vaikutetaan laajempaan kokonaisuuteen.) Lyhyellä sormella ja kalvolla systeemi voikin olla räpylä, ja sellaisena ihan toimiva. Vähän isompi kalvo voi toimia liitämisessä ja niin edespäin. Mahdollisuus siis on olemassa.

Ehkä tärkein asia, joka tähän pitää liittää onkin kontingenssi. Evoluutio ei ole maalinhakua jossa on yksi toteutumistapa. Se ei tähtää parhaaseen tulokseen, vaan ainoastaan riittävän hyvään toimintaan. Keskiössä on hengissä selviäminen. Tätä kautta asioihin voi syntyä monenlaisia ratkaisuja eikä evoluutio useinkaan "toistu" identtisenä vaikka samoja olosuhteita toistettaisiinkin. Evoluution voima onkin juuri tässä joustavuudessa. Koska se voi muuttua moneen suuntaan, se tarkoittaa myös sitä että monenlaisiin ongelmiin voidaan sopeutua.

Tätä voi verrata koneisiin: Jos kone on älyttömän hienompivireinen kone on, sitä enemmän se keskittyy tiettyyn maaliin tietyssä tilanteessa. Nykyiset autot vaativat tietynlaisia bensiinejä. Vanhat bensiinimoottorit eivät ole yhtä hienostuneita, mutta niihin voidaan heittää hiekkaa. Koska niiden keskiössä on toiminta, ei täydellinen toiminta.

Rikki.

"I've seen your dreams get broken / I've heard your words unspoken / and sometimes hope is layin low / hidden in the ashes / left after the fire"
(Julie Miller, "Ride The Wind To Me")

Insinöörityyppisen pojan kliseisessä kuvauksessa kerrotaan, että siinä missä normaalit lapset leikkivät leluilla ja tuhmat lapset rikkovat toisten leluja, tämä rikkoo omia kellojaan, juniaan ja muita esineitä jotta saisi tietää miten ne toimivat. Rikkominen onkin yksi keino selvittää toimintoja. Tosin niiden teho insinöörityössä ei ole yhtä välttämätön kuin luonnontieteen aloilla. Insinööri kun voi selvittää koneen toimintaa analysoimalla itse osia, ja tähän ei tarvita esineen rikkomista.

Sen sijaan aivotutkimuksessa leesiot ovat tärkeitä. (Esimerkiksi Antonio Damasion kirjoissa niiden esittelyllä on tärkeä rooli.) Leesiolla tarkoitetaan aivoissa olevaa "anomaalista puutetta" jolla tarkoitan osaa, toimintoa tai ominaisuutta, joka on joillakin ihmisillä, mutta joka puuttuu joiltakuilta. Jos kenelläkään ei ole kyseistä ominaisuutta tai toimintoa tätä ei tietenkään voida tehdä: Variaatio syntyy karkeasti niistä joilla on ja niistä joilla ei ole. Leesiot voivat toimia tutkimuksen apuna kahtaa kautta:
1: Otetaan potilaita, joilla aivokuvat ja vaikka näiden onnettomuusraportit näyttävät vaurioita, toimimattomuuksia ja vastaavia juuri tietyllä aivojen alueella. Katsotaan minkälaisia eroja heidän toiminnassaan on verrattuna muihin, eli niihin joilla kyseiset alueet ovat ehjät ja toimivat.
2: Otetaan potilaita, joilla on tietty virhetoiminto, ja katsotaan mitä yhteneväisyyksiä ja eroja niille saadaan suhteessa muihin. Tällöin ne aivojen alueet jotka eivät toimi näillä ihmisillä (yleensä ihmisillä on eroja useissa kohdissa aivoja, mutta ne jotka eivät ole yhteisiä juuri tutkittavan oireen kanssa, eivät ole merkitseviä selvitettävälle ongelmalle) vastaavat siitä että ihmiset voivat toimia jollain tavalla ilman tuota kyseistä virhetoimintoa.

Geenien toimintojen tutkimuksessa mutaatioiden, etenkin deleetioiden eli poistumien käyttöä voidaan käyttää aivotutkimuksen tapaan. Tosin geeneissä voi olla useita eri alleeleja joita voidaan myös käyttää metsästyksessä. Tällöin toiminto ei ole pelkkä ero "rikkinäisen ja ehjän" välillä vaan voi kuvata myös erilaisia toimintoja. (Tämän vuoksi usein uutisoidaan "syöpägeeneistä" tai "astmageeneistä". Itse asiassa geenit eivät ole aiheuttaakseen sairauksia, ja paradoksaalisesti sairailta puuttuu se geeni, muilla on se uutisoitu "syöpägeeni" paitsi niillä jotka tuota syöpää sairastavat.)

Näin "rikkinäisyydet" ovat tärkeitä; Kun esimerkiksi ihmisellä on valtavasti geenejä, jotka tuottavat erilaisia proteiineja, emme voi ainakaan toistaiseksi pelkkää DNA:ta analysoimalla tietää mitä kyseinen geeni tekee kaiken kaikkiaan solussa ja elimistössä. Siksi erojen metsästys tätä kautta on tärkeä apuväline. Tosin tässä kohden on syytä huomata, että etsityn kaltainen variaatio voi syntyä myös väärin perustein. Matt Ridley käyttää tästä ilmiöstä nimeä syömäpuikkogeeni. Hän kuvaa sitä vertauksella, jossa hän tutkii jotain kulttuurisidonnaista ominaisuutta. Tutkimuksessa havaitaan esimerkiksi että jokin geeni korreloi erittäin vahvasti sen kanssa että henkilö osaa käyttää syömäpuikkoja. Kuitenkin jatkotutkimuksessa voi selvitä että tämä geeni ohjelmoikin esimerkiksi sinisilmäisyyttä. Koska itse ominaisuus korreloi syntyperän kanssa, ja eri kulttuureilla on hieman omanlaisensa geenikanta, tälläisiä näennäisiä korrelaatioita ominaisuuden ja geenin välillä voidaan todella löytää. Erityisen vaikeaksi tämän tekee se, että geeneissä tunnetaan ilmiö nimeltä pleiotropia (engl. pleiotropy), jossa yksi geeni säätelee useiden ominaisuuksien syntyä. Tämä voi tapahtua kahdella tavalla: (1) Valepleiotropiassa (engl. relational pleiotropy) yksi geeni aiheuttaa yhden ominaisuuden, joka taas vaikuttaa muihin ominaisuuksiin. (2) Aidossa pleiotropiassa (engl. genuine pleiotropy) taas yhdellä geenillä on useita eri toimintoja, eli geeni ohjaa useamman kuin yhden proteiinin syntyä. Näin on mahdollista että vaikka geeni ohjaa myös sinisilmäisyyttä, se ohjaisi myös syömäpuikkojen käyttötaitoa. Tämä ero vaatisi tarkempaa tutkimusta, joka voidaan toki tehdä: Jos kokeessa vertaillaan niitä aasialaisia, jotka eivät osaa käyttää syömäpuikkoja ja niitä eurooppalaisia jotka poikkeuksellisesti osaavat syömäpuikkoja käyttää, näiden erojen pitäisi näkyä genomissa jos ominaisuus todella olisi geneettinen. (Vastaavia eroja voisi löytyä myös aivotoiminnasta: Jos jokin aivotoimintatapa on ominaista vaikka juuri eurooppalaisille, siitä voitaisiin löytää jännittäviä mutta vääriä korrelaatioita. Voitaisiin löytää vaikka "kristinuskon geeni", jonka itse tulkitsisin vääräksi, koska luulen että kristinuskon tärkein leviämistapa on indoktrinaatio, eli uskontoon opettaminen/kouluttaminen/kasvattaminen/käännyttäminen/manipulointi - kukin käyttäköön sanaa joka mielestään tähän kohtaan sopii..)