Näytetään tekstit, joissa on tunniste Mendel. Näytä kaikki tekstit
Näytetään tekstit, joissa on tunniste Mendel. Näytä kaikki tekstit

maanantai 29. lokakuuta 2012

Evoluution määritelmästä


Evoluutio. Se on se helppo teoria. Siinä ei ole matematiikkaa.
Siinä vain selitetään mitä hyötyä tai haittaa jostain rakenteesta on,
ja tämä tehdään kehittelemällä mielenkiintoisia eimatemaattisia just so -tarinoita.
Evoluutio on panemisen ja ruumiinrakenteiden hyödyn tiede,
jossa historiaa tulkitaan olettamalla että saman näköisyys on sukulaisuutta.
Ylläoleva kuva ja sen kuvateksti heijastelee turhaumiani. Maailmassa on ihmisiä joilla on todella ärsyttäviä näkemyksiä evoluutiosta. Pahimpia eivät edes ole kreationistit jotka moittivat evoluutiota ymmärtämättä sitä, sillä heidän vakaumuksensa tekee virheilystä ymmärrettävää. Pahimpia ovat ne tavalliset ihmiset joista evoluutio on helppo tieteenala ja jotka siksi kannattavat sitä itsekin, koska he luulevat ymmärtävänsä sen ja hallitsevansa sen. Kun kaikki mitä heillä on, on jonkinlainen lähes pakanallisia syntytarinoita vastaava tarinankerronnallinen konventio. (He ovat vaarallisia, koska he lisäävät esimerkiksi minun todennäköisyyttä saada aivoverisuonen pullistuma ja puhkeaminen ja tästä seuraava slaagi. Kun heidän juttujaan lukee, on sellainen olo että minä hetkenä tahansa jossain kuuluu poksahdus ja sininen veri alkaa vaan valtoimenaan vuotamaan sieraimesta.)

Koska kannatan evoluutiota, on hyvä tarkastella hieman mitä tämä tarkoittaa. Tässä blogauksessa on jonkin verran kaavoja, ja se linkkaa vielä useampiin aikaisempiin juttuihin jotka ovat yleiseen tyyliini verrattuna epätavanomaisen teknisiä. Syy on se, että jos minun tulisi miettiä mikä sana kuvaa evoluutiota, se on se, että sitä käsitellään matematiikalla. Tämä eroaa siitä yleiskuvasta jossa evoluutio näyttäytyy jonkinlaisina teleologisina funktionaalisina selityksinä joissa arkikielellä selitetään miten jostain asiasta on eläimelle hyötyä.

Evoluutiota kuvataan usein iskulauseena "geenifrekvenssien muutos populaatiossa". Tämä on sinällään klisee, mutta tosiasiassa se on muuta kuin pelkkä muutaman sanan joukko. Klisee on teknisesti ottaen oikein, mutta se luo illuusion ymmärtämisestä. Oikeasti evoluution ymmärtäminen tarkoittaa sitä, mitä nämä kolme sanaa tarkoittavat teoreettisena viitekehyksenä, jossa on mukana sellaisia konsepteja kuten vaikkapa eliöt ja aika. Tarkalleen ottaen kolme sanaa on tärkeä osa joka viittaa siihen teoriakenttään miten evoluutio voidaan määritellä ; Tästä päästään siihen, että jos minun olisi pakko määritellä evoluutio mahdollisimman lyhyesti, määrittelisin sen seuraavana epäyhtälönä joka sanoo täsmälleen saman asian kuin tuo laittamani kolme sanaa. Mutta tekee sen eksaktisti ja ilman arkikielen epäselvyyksiä;

p² + 2pq + q²  1
p on frekvenssi alleelille A
q on frekvenssi alleelille a

Tarkkaavainen lukija kenties huomaa että tämä on itse asiassa käännettä Hardyn-Weinbergin tasapainotila. Se on tuttu jopa lukiobiologiasta. Karkeistuksen ideana on muistuttaa, että evoluutio on kaikkea muuta kuin kaavoittamatonta tuntematonta. Sen parissa on useitakin matemaattisia malleja jotka kuvaavat evoluution prosesseja. Mainitsemani Hardyn-Weinbergin tasapainotila on tärkeä, koska se kuvastaa matemaattista nollahypoteesia. Tämä nollahypoteesi kuvataan yhtälönä (ei epäyhtälönä kuin aiemmin, mutta muuten merkitykset ovat samat.)

p² + 2pq + q² = 1

Kaavan ideana on se, että nollahypoteesina on se, että alleelien frekvenssit pysyvät populaatiossa vakaina. Tämä nollahypoteesitila pitää yllä pelkät Mendelin löytämät genetiikan lainalaisuudet.
1: Populatiossa ei tapahdu mutaatioita.
2: Luonnonvalintaa ei tapahdu
3: Populaation koko on ääretön.
4: Jokainen populaatin jäsen lisääntyy
5: Parittelukumppani on täysin satunnainen eikä sitä määrää esimekriksi paikka tai suku tai ulkonäkö.
6: Jokainen tuottaa täsmälleen saman määrän jälkeläisiä.
7: Populaatiosta ei virtaa väkeä pois tai sisään.

Jos tästä tilasta erotaan, tarvitsee kyseinen tila evolutiivisen selityksen. Eli selitystä etsitään luonnonvalinnasta, seksuaalivalinnasta, mutaatioiden yleisyydestä, lisääntymisstrategioista, migraatiosta, isolaatiosta, pullonkaulaefektistä, geneettisestä ajelehtimisesta ja vastaavista ilmiöistä. Näin ollen karkeasti ottaen ei ole väärin sanoa että evoluutiolle on epäyhtälökaava joka kuvaa yleistä asiantilaa. Sitten kun tarkastellaan mistä muutokset tässä johtuvat käytetään toisia kaavoja.
Niitä yhdistää se, että ne voidaan peilata tähän yhteen tiettyyn yhtälöön. Syntyy seuraavia implikaatioita joita voidaan testata ja jotka ovat evoluutioteorian ennusteita.
1: Jos mutaatioita tapahtuu, alleelifrekvenssit muuttuvat.
2: Jos täällä on yksilöiden kuolemia, alleelifrekvenssit muuttuvat.
3: Jos populaatiossa on rajallinen määrä on alle ääretön, frekvenssit voivat muuttua aivan sattumankin kautta esimerkiksi siksi että rekombinaatio on satunnaisilmiö jota tapahtuu rajallinen määrä joten kaikkia mahdollisia tuloksia ei välttämättä saada  aina samassa suhteessa missä ne ovat populaatiossa.
4: Jos lisääntymisessä on eroja, allelifrekvenssit tulevat muuttumaan.
5: Jos jotkut ovat suositumpia parittelukumppaneita kuin toiset, se vaikuttaa alleelifrekvensseihin joita populaatiossa on, se muuttaa niitä.
6: Jos syntyvien jälkeläisten määrissä on eroja, alleelifrekvenssit vaihtuvat.
7: Jos populaation jäsenet muuttavat tai siihen muuttaa uusia jäseniä, populaation alleelifrekvenssien lukumäärät muuttuvat. .

Joku voi pitää tätä pettymyksenä, sillä tämä ei ole samanlainen deterministinen kaava kuin monet fysiikasta tutut lait. Mutta tosiasiassa koska luonnonvalinnassa on satunnaiselementti, se on samalla tavalla hallittavissa kuin satunnaisuuden ympärillä pyörivät muutkin ilmiöt. Esimerkiksi termodynamiikassa oleva entropian käsite ei ole sellainen että "Laita sisään A ja saat juuri B:n", Se ei "ennusta kolikonheiton yksittäisiä tuloksia, vaan tarjoaa jakaumaa koskevaa tietoa". vaan siinä lasketaan entropian muutosta sen mukaan miten paljon systeemiin tulee lämpöä ja miten paljon siitä poistuu sitä. Silti se on hyvää tiedettä. Sattumaa lähestytään tieteessä jakaumilla. Frekvenssi nousee tässä aina ytimeen. Tiede on tällöin noin suoraan sanoen frekvenssien muutosta ja pysyvyyttä tutkivaa.

Hardyn-Weinbergin tasapainotilasta poikkeaminen on kenties arkijärjelle parhaiten istuvasti sovitettavissa luonnonvalintaan. Sillä klassisesti luonnonvalinnan syynä on se, että populaatio ei voi kasvaa äärettömän kokoiseksi ; On rajallinen määrä ravintoa ja tilaa. Eliöt kuitenkin lisääntyvät eksponentiaalisesti, joten eliöiden lukumäärä kasvaa roimaakin tahtia. Näin ollen syntyy karsiutumista. Ja koska kuolema ei ole aina täysin satunnaista, vaan on olemassa riskaabelia käyttäytymistä, on selvää että luonnonvalinta liittyy "HWT:hen".

Tämä on tietenkin vain lähtökohta, joka laajenee eteenpäin. Esimerkiksi jos tarkastellaan niinkin yksinkertaista työkalua kuin jalostajan yhtälöä, ei ole vaikeaa huomata että se on evoluution kannalta relevantti laskukaava;
R = s * h2
R = evolutiivinen vaste, adaptiivisen kehityksen nopeus sukupolvessa
s = valintapaineen voimakkuus
h2 = heritabiliteetti, periytyvyysaste

Se näyttää että evoluution adaptiivista nopeutta voidaan arvioida. Kaavassa määrät ovat esillä. Ja mikä parasta sen kaikki suureet ovat jotain jota voidaan tutkia ottamalla eliöpopulaatiosta yksilöitä ja tarkastelemalla näitä jollain metodilla. (Esimerkiksi periytyvyysastetta voidaan lähestyä vaikkapa kaksoistutkimuksilla tai eri olosuhteissa kasvatetuilla lähisukulaisilla.) Valintapaineen voimakkuus on sidottavissa vaikkapa kuolemiin ja kuolinsyihin. Ja evolutiivinen vaste voidaan selvittää katsomalla miltä populaation geenifrekvenssi näyttää sukupolvessa 1 ja miltä se näyttää sukupolvessa 2. Ne ovat siis empiirisiä, eimielipiteenvaraisia, suureita jotka voidaan mitata. Näin ollen niiden kanssa pelaaminen ei ole mielipiteilyä vaan tiedettä. On siis paitsi kaava, niin myös kaava jonka toteutumista ja eitoteutumista voidaan arvioida.

Idea kasvaa yksityiskohdissa, mutta idea tulee jo tästä selville. Konkretiasta pitävää voi vain muistuttaa, että populaatioiden kehityksen nopeuteen liittyvät laskelmat on sidottavissa esimerkiksi omiin koiriinJa jopa perimässä olevan materiaalin hajoamista voidaan arvioida laskelmin. Teoreettisempaa mieltä kunnioittavammat voivat vaikuttua siitä että laskelmat näyttävät että kina adaptationistien ja neutraaliteorioiden välillä ei ole mielipide-ero, vaan aihe on tieteellisesti ratkaistavissa. (Tämä on tietysti järkeenkäypää, koska jos ominaisuudet yleistyvät ja harvinaistuvat tietyllä tavalla, voidaan nähdä eroaako se jalostajan yhtälön -tai oikeastaan niiden "tarkempien kaavojen"- antamasta ennusteesta.) ; Ja näistä ideoista voidaan laajentua tilannekohtaiseen toimintaan. Näin ollen jos katsotaan vaikkapa kelpoisuutta käytännössä voidaan tutkia genetiikan kautta erikoisuuksia kuten frekvenssiriippuvaista kelpoisuutta tai sitten vaikkapa voidaan lähestyä yhteistyön hyötyjä ja arvioida altruismia peliteorian kautta. (Ja onhan altruismin ja luonnonvalinnan suhteesta ja määritelmästäkin kaava.)
1: Ylläoleva kappale on tarkoitettu vain siihen, että evoluutio on siitä mielenkiintoinen ala, että se lähtee rönsyilemään ja kokonaisuutta voidaan lähestyä hyvinkin monella kaavalla. Ideana on kuitenkin se, että ne voidaan aina mutkan kautta liittää siihen millä tavalla Hardyn Weinbergin tasapainotila ei toteudu. Eli eri kaavahirvitykset ajavat pohjimmiltaan populaation suhdetta juuri tähän alkuun laittamaani kaavaan. Helppoa, selkeää ja ihastuttavaa, eikö? Kaiken kaavakasan takana on yhteinen idea.

Joku voisi ajatella että kaikki ylläoleva olisi turhaa. Se johtuu siitä että evoluutio nähdään usein pitemmän evoluutiohistorian kautta. (Eli se nähdään teleskoopilla tarkasteluna kun ylläoleva ihastukseni perustui siihen että maailmaa tutkitaan ikään kuin mikroskoopilla.) Kuitenkin kaikki tuo ylläoleva on tarpeen. Sillä eliökunnan historiaa laajakulmateleskooplla evoluutioteoriassa tarkastellaan kasautumana. Karkeasti sanoen evoluutioteorian yhdistäminen yhteisen kantamuodon kautta sanoo että makroevoluutio on kasautunutta mikroevoluutiota. Ja tämä ei ole pelkästään väite. Tämä on jotain josta voidaan tehdä implikaatioita.

Koska eliökunta lisääntyy seksuaalisesti, eikä geenit virtaa aivan miten tahansa yksilöltä toiselle, saadaan taksonomiaa koskeva ennuste. Kun huomataan että evoluutio ei koske samanlaisia ulkoisia piirteitä, vaan sukulaisuutta, saadaan vaatimus tietynlaisesta hierarkisesta struktuurista. Tämä on merkittävä ennuste, koska vaikka esimerkiksi autoja ja kiviäkin voidaan järjestellä, niin ne eivät muodosta haluttua cladistic hierarchical structurea. Tästä kuvaavana esimerkkinä on se, että Linné luokitteli eliöitä siten että oli isompia luokkia jotka jakautuivat yhä pienempiin osiin ja täten saatiin hierarkinen luokasto. Hän yritti samaa kivillä, mutta tämä ei onnistunut. Kivien ominaisuudet vaihtelivat eri kivilaatujen välillä siten että niitä ei saatu tämänlaiseen järjestykseen. Tämä kertoo että seksuaalisesti lisääntyvien eläimien kohdalla evoluution ennuste onnistuu paremmin kuin hyvin. Toki kreationistit muistuttavat tämän kohdalla mielellään siitä että taksonomiapuuta ei voida levittää eliökuntaan. He ovat tässä oikeassa, mutta he unohtavat että toinen ehto, seksuaalinen lisääntyminen jossa geenit eivät virtaa kovinkaan vapaasti, puuttuu bakteereilta. Ja näin kritiikki ampuu ohi.
1: Kreationistien kohdalla ongelmana onkin se, että he voivat korkeintaan selittää miten on mahdollista että Jumala loisi erikseen eliölajit jotka noudattaisivat cladistic hierarchial structurea. Klassinen "sama funktio sama koodi" -selitys ei toimi koska evoluutiossa samanmuotoisuus tehdään usein aivan eri geeneillä. Analogisia ja homologisia ominaisuuksia joudutaan punnitsemaan oikein urakalla. Evoluutikoiden kohdalla juuri tämä tietty puurakenne on ennustettu. Kreationismi ei kumoutuisi jos cladistic hierarchial structure puuttuisi. Evoluutiolle se olisi ongelma. Tämä tarkoittaa sitä että kreationismi ei selitä ilmiötä. Ja teorioista johdettavat induktiiviset implikaatiot ovat juuri se, mikä tekee tieteen kaavoista käteviä. Ne kertovat ennusteen jota ei ole mitattu ; Näin esimerkiksi gravitaation tehoa voidaan arvioida niissäkin puiden lehdissä joiden putoamisen kiihtyvyyttä ei ole tarkkailtu putousnopeusmittarein. Koska induktio laajentaa tiedetystä eitiedettyyn.

Tämä isolla linjalla toimiminen johtaa äärimmillään kenties "matematis-kaavoitettuumpaan nörttialgoritmihirvitykseen" jota voi olla. Nimittäin bioinformatiikkaan. Sen koko ideana on se, että se järjestää ja tutkii perimän järjestystä ja jäsentää sitä erilaisilla malleilla. Puolisoni sisar on tulossa tämän alan professoriksi. Ja niissä kaavarykelmissä yleishenkenä minun kohdallani on se, että ne menevät minulta yli hilseen. Toisin sanoen tälläkin alalla voidaan lähestyä matemaattisesti asioita hyvinkin tarkasti. (Kuin kaukoputki joka on niin hyvä että se toimii samalla mikroskooppina.) Evoluutio on siis ennen kaikkea matemaattis tekninen. Ja se on täynnä hirvittävää määrää matematiikkaa. Kaikkien niiden takana on kuitenkin periaatteessa ymmärrettävästä tilanne. Kysymys on aina yhdestä melko simppelistä kaavasta poikkeamisen tutkimus, joka vain mutkistuu koska siihen liittyy niin monia asioita (genetiikka, käyttäytyminen, funktionaalisuus, seksuaalisuus, tilastolliset geenien fluktuloinnit...).

Alahuomiona : Useiden kreationistien eräänlaisena muoti-ilmiönä on selittää että evoluutio ei olisi tieteellistä, koska sitä ei lähestytä kaavoilla. Heistä fysiikassa on yhtälöitä ja kaikessa muussakin tieteessä on yhtälöitä. Ja että tämä on tieteen minimivaatimus. Tämä on sinänsä mielenkiintoista koska he korostavat että Suunnittelija ei tarvitse mitään kaavaa tai että luomistyötä ei tarvitse kaavoittaa jotta tämä olisi tiedettä. Ja lisäksi ongelma on tosiaan siinä, että evoluutio on itse asiassa nähtävissä valtavana kaavarykelmänä. Evoluutio jos jokin käsittelee nimenomaan kaavoja. Tässä takana lieneekin se, että kreationistit eivät ymmärrä evoluutiota. He ymmärtävät että "sattuma" on samaa kuin eimallinnettu. Ja he eivät ole tutustuneet evoluution mallintamiseen ja sen kaavoihin joka kertoo siitä miten ignorantteja he ovat kritiikkinsä kohteelle.

torstai 11. kesäkuuta 2009

Kommunistinen kasvatusutopia.

Yksi luontoon ja kasvatukseen liittyvä jännittävä ominaisuus on ollut se, että ihmiset eivät ole tyytyneet vain tutkimaan ja selvittämään sitä, mitkä asiat ovat opetettavissa ja mitkä ovat geenien ohjaamia. Muutenkin ihmisen perusluonteen pysyvyys ja muuntuvaisuus ovat olleet paitsi tutkittava mielenkiintoinen ilmiö, se on ollut myös lähtökohta utopioille - jotka sitten ovat käytännössä muuntuneet dystopioiksi. Toisin sanoen kuvaus muutetaan ohjailuksi ja ihanteet hallinnaksi.

Tietenkin ohjailu vaatii usein sen, että ilmiötä ymmärretään, joten tämä ei tavallaan ole ihme. Surkeaa vain on se, miten usein näin on tapahtunut. Tietenkään nämä ikävät asiat eivät tarkoita että niiden näkökanta olisi väärä, vaikka tämänkaltaista argumentaatiota pidetäänkin yleisenä. Godwinin lain mukaan natsikorttia liitetään käytännössä kaikkeen. Monesti yhteyskin on olemassa, mutta ei saisi sekoittaa pahaa tekijää ja kaikkia hänen uskomuksiaan toisiinsa. Se, että dynamiitilla voidaan tappaa ihmisiä ei pitäisi väittää että dynamiitti ei olisi tieteellisesti toimiva juttu ja että "kemian kannattajat haluaa vain murhaata, eikä ne ole oikeassa". (Tämä ongelma on tietysti muiden kohdalla vaikeammin huomattavissa, ja juuri siellä yhteyksiä väärinkäytetään.)

Tämä muistutus on pakollinen. Sillä seuraavaksi esittelen kasvatusta.

Vladimir Lenin aloitti venäjällä kommunistisen projektin. Sen onnistuminen vaati sen, että suuri osa ihmisen käyttäytymisestä voitaisiin opetella uudestaan. Tai kuten Lenin itse sanoi: "Ihminen voidaan korjata. Ihminen voidaan tehdä sellaiseksi kuin me haluamme." Lev Trotski taas mainitsi samasta asiasta että "Kommunismin tuleva tehtävä on tuottaa ihmisestä uusi parannettu versio." Tämän takia he kannattivat kasvattamista ja Pavlovin koirilla tekemät kokeet olivat niin vahva asia, että Pavlov sai pitää arvostetun asemansa, vaikka hän olikin aluksi julkisesti vallankumousta vastaan. Tosin kun komissaarit suosivat häntä, Pavlovkin pehmensi suhtautumistaan vallankumouksellisiin.

Olennaista oli ymmärtää että kasvatuksen vaikutuksen olisi oltava vahva, koska muutoin uuden ihmisen luominen ei olisi ollut mahdollista. Jos ihmisluonto ei muokkaudu kovin hyvin, tavoite olisi ollut mahdoton ja kommunismi olisi ollut mahdoton toteuttaa. Tämä ei tietenkään ollut hyväksyttävä mahdollisuus ja projektin epäonnistuminen olisi voinut tuottaa ikäviä ajatuksia nopeammin kuin opit tavaamaan miten "Сибирь" lausutaan (Se lausutaan "Sibir".)

1920 -luvulla kommunistit yrittivät saavuttaa tavoitetta eugeniikan kautta. Tässä suhteessa se seurasi länsimaita. N.A. Semasko laati jopa neuvostoliitolle eugeniikkasuunnitelman. Hän perusteli tätä utilitaristisin periaattein, kuten suurin osa kommunistisesta muokkaustoiminnasta. Hän esitti että se "asettaa etusijalle koko yhteiskunnan kollektiivin edut yksittäisen kansalaisen etujen kustannuksella." Stalinin aikana eugeniikka oli kuitenkin täysin ristiriidassa "valtionpolitiikan kanssa": Muutokseen menisi liikaa aikaa, jos muutettavana olisivat geenit. Lisäksi valtionjohdon politiikka, johon kuului älymystön vainoaminen, ei tietenkään ollut kovin yhteensopiva. Jos eugeniikka olisi esitetty toimivaksi, olisi ikään kuin sanottu että Stalin olisi rappeuttanut kansaa typerämmäksi. Tämä ei ollut terveellistä. Lisäksi kun natsismi nousi saksassa ja sen piirissä eugeniikkaa kannatettiin, samanlainen arvomaailma olisi voitu katsoa veljeilyksi länsimaiden kanssa. Tätä kautta viralliseksi kannaksi tuli se, että eugeniikka oli fasismia.

1920 -luvulla kommunistien riesana oli myös nälänhätä.

Uusi aate saatiinkin maanviljelyksen kautta. Ivan Vladimir Mitsurin oli puolihullu omenankasvattaja, joka väitti että hän koulutti hedelmäpuita. Kun puuta kasteli sokerivedellä, sen hedelmien siemenistä kasvaneet hedelmäpuut olivat oppineet olemaan makeampia. Tässä kommunistinen ajatus muokkatuvasta ihmisestä sovellettiin kasvimaailmaan. Hänen oppiensa katsottiin murskaavan Mendelin näkemykset. Tätä perinnettä alkoikin sitten johamaan eteenpäin sellainen kaveri kuin Trofim Lysenko. Hän väitti että hän oli jalostanut syysvenhän opettamalla. Tämä petti ja usea kuoli nälkään. Lysenko ei välittänyt pienistä vastoinkäymisistä ja kävi uutterasti vernalisoinnin idean avulla toimeen ja esitti että kevätvehnä oppi vedessä liottamisesta kasvamaan nopeammin. Tämä ei toiminut sen paremmin, mutta Lysenko olikin parempi politiikassa kuin tieteessä. Siksi Lysenkon näkemys, jonka mukaan geenit olivat metafyysistä fiktiota, ja geeneihin perustuva evoluutio, "darwinismi" oli siksi satuilua joka oli korvattava. Hänestä länsimaiselta kapitalismilta kalskahtava luonnonvalintaan liittyvä "kilpailu" tuli korvata kommunistisemmalla "yhteistyöllä". Lysenkon mielestä reduktionismi oli huono asia, ja että hänen tieteensä oli orgaanista, holistista ja "hymni ihmisen ja hänen elävän ympäristönsä luonnolliselle liitolle." Siksi hän piti venäjän tarinaperinnettä ja kansanviisautta tärkeämpänä ja arvokkaampana todistelähteenä kuin empiirisiä testejä.

Kieroa kyllä, Lysenkon suosio oli yksi kommunismin romahtamisen syitä. Lysenko kaatui Hrustsevin mukana, ja tässä suuri syy oli se, että maaseututuotteiden tuotanto oli heikentynyt valtavasti. Puoluejohtajia tietenkin syytettiin tästä, koska niinhän kansalla on muutenkin ollut aina tapana syyttää johtajia jos asia on huonosti ja sääkin on huonoa. Tällä kertaa syytökset kuitenkin kohdistuivat aivan oikeaan tahoon.

maanantai 29. syyskuuta 2008

Elämän säie.

Ihmiset ovat taatusti aika kauan tienneet perinnöllisyydestä. Siitä, että lapset syntyvät jotenkin vanhemmistaan. Tähän on liitetty ajatusta henkien sekoittumisesta, henkien avusta siihen, että nainen on ikään kuin "pelto", johon isä laittaa "siemenen", ja lapsi on siksi olennaisesti enemmän isän kuin äidin: Isä on aktiivinen laittaja ja äidin kohtu kasvattaja ja vastaanottaja.

Mutta en ainakaan vielä tarkemmin kirjoittele näistä näkemyksistä, koska ajattelin sen sijaan kirjoitella siitä "tieteellisemmästä perinnöllisyydestä", jonka kulminaatiopisteenä on geeni ja laajemmin näiden yhteenliittymä, DNA. Geeni nimen vaihtoehtoina voisivat olla seuraavat: biofori, faktori, gemmula, id, idantti, pangeeni ja plastitudi. Tuntemamme kuitenkin vakiintui.

Ensimmäinen perinnöllisyyden todistettu lainomaisuus tuli Gregor Mendeliltä, munkilta jonka nimi oli alkujaan Johann. Hän oli köyhän perheen lapsi, jonka opiskelut olivat niin kalliita, että oma perhe ei voinut niitä maksaa, ja niinpä hän hommasi itselleen rikkaamman mesenaatin, luostarin. Hänestä tuli veli Gregor, hän ei ollut erikoisen uskovainen mies: Hänen kirjoituksissaan toistuu hyvä ruoka useammin kuin Jumala. (Hänellä oli koekammo, joten opiskelut eivät sujuneet kovin hyvin. Aikalaiset olivat tosin sitä mieltä, että hän luisti kokeista koska ei osannut.) Mendelin suurin saavutus ei ollut se, että hän tuki eräästä kuorolaisesta, Leos Janàcekista, Brünnin kuoronjohtajan. Hänen suurin saavutuksensa oli se, että hän leikki herneillä. Itse asiassa hän leikki herneillä massiivisesti ja organisoidusti. Hän huomasi, että jotkut ominaisuudet seuraavat tiettyä kaavaa. (Hän on taatusti tehnyt esikokeita, koska hän valikoi herneistä sellaisia ominaisuuksia jotka ovat yhden geenin tuottamia.) Hän keksi että ominaisuudet riippuivat vanhempien ominaisuudesta, ja keksi lisäksi resessiiviset ominaisuudet, jotka olivat näkymättömissä dominoivan ominaisuuden alla, ja jotka kuitenkin saatiin esiin takaisinristeytyksellä. Hän osoitti että perinnöllisyys oli jotain "kiinteää". (Ronald Fisher osoitti, että Mendel harjoitti ns. "kynätutkimusta", eli hän manipuloi koetuloksia tiettyyn suuntaan. Koesarjasta tuli yllättävän hyvä. Ilmeisesti Mendel huomasi jo laskelmia tehdessään mitä lainomaisuuksia ominaisuudet seurasivat.) Mendelin tuloksista ei kuitenkaan paljoa levitelty. Esimerkiksi Karl Wilhelm von Nägeli vinoili Mendelille ja pyysi häntä toistamaan kokeensa keltanoilla. Mendel epäonnistui keltanoiden kanssa - mikä ei ole ihme, koska niillä on erityinen lisääntymistapa, jossa siemenen syntyyn vaaditaan siitepölyä, mutta siitepölyn sisältämää perimää ei kuitenkaan liitetä kasvisolun tumaan. Ei siis ihme, että tulokset eivät sopineet yhteen. Mendel siirtyi tutkimaan mehiläisiä, joilla myös on poikkeava lisääntymistapa. (Eikä koekammokaan tehnyt tilannetta Mendelin kannalta helpoksi.)

Toisesta päästä tilannetta lähestyi Charles Darwin. Jo hänen isoisänsä Erasmus oli ajatellut eliölajeja sukulaisiksi. Darwinilla tästä sitten jalostui evoluutioteoria, tai oikeastaan se oli teoria luonnonvalinnasta. Darwin oli varma että perinnöllisyys liittyi vereen. Hän puhuikin verenperinnöstä. Hänen ajattelussaan vanhempien nesteet liittyivät yhteen. Perimän luonne oli siis nestemäisempi. Fleeming Jenkins keksikin "naulan evoluution arkkuun". Hän ilmoitti ja perusteli että jos perinnöllisyys olisi nesteiden sekoittumista, evoluutio olisi mahdotonta : Jos valkoinen mies lisääntyisi mustien kanssa, ei koskaan syntyisi valkoista heimoa, koska se laimenisi mustien joukkoon, eikä valkoista voisi erottautua erilleen ; Nesteissä erot laimenevat siten että ne eivät ole erotettavissa. (Erosta voidaan puhua analogisen ja digitaalisen informaation erona. Mendelin kokeet näyttivät digitaalisen informaation suuntaan, kun taas Darwinin näkemys oli analogista, ikään kuin maalipurkkiin verrattavissa olevaa, jossa kun punaista ja valkoista maalia sekoitetaan yhteen, saadaan vaaleanpunaista.)

Mendelismi yllätti evoluutikot. Eikä hyvällä tavalla. He huomasivat enemmän sen, että se erosi Darwinin näkemyksestä, eivätkä huomanneet että se korjasi Jenkinsin havaitseman ongelman. Jopa muuten äänekkäänä tunnettu Huxleykin oli vain hiljaa Jenkinsin vastaansanomattoman argumentin edessä, ratkaisematta sitä. (Richard Dawkins kirjoittikin kirjassaan "Viesti miljardien vuosien takaa" kuinka evoluutio vaatii digitaalisessa muodossa olevaa informaatiota. Tämä yksinkertaisesti tarkoittaa sitä että evoluutioteoria ennustaa kyseisen kaltaisen perimän : Jos evoluutio on totta, perimän on pakko olla "digitaalisessa muodossa". Jenkins oli siis oikeassa, ja Darwin väärässä. Mutta evoluutioteorian eduksi.) Evoluutikoista ainoastaan William Bateson hyväksyi Mendelismin. Hän teki näin, koska hän kannatti saltaatiota: Näkemystä jossa evoluutio harppoo isoja loikkauksia, joissa "liskon munasta syntyy kana." Kun asia myöhemmin huomattiin, Bateson hylkäsi mendelismin, vaikka hän oli ensimmäisenä kääntänyt kyseisen kokeen ja yritteliäästi puolustanut sitä. Keskiverrot evoluutikot eivät ottaneet Batesonia vakavasti, ja kun mendelismi liitettiin höyrypäisimpään evoluutioteorian piirissä pyörineeseen hypotetisointiin, ei mendelismi saanut aluksi hyvää mainosta ja luotettavuutta. Asia kuitenkin korjautui. Kun Hermann Muller vielä huomasi, että geenejä voitiin mutatoida, jolloin ne saivat uusia ominaisuuksia, evoluutioteoriaan täysin erityisen hyvin sopiva perimä olikin "koko lailla siinä".

Nämä kuitenkin olivat vain kuvailevia teorioita siitä, minkälaisia tapahtumia perimä aikaansaa. Näitä oltiin testailtu hienosti, mutta olennaista oli, että ei tiedetty mikä toimi. Tiedettiin kyllä miten se tuntematon aikaansaaja sen teki.

DNA erotettiin ensi kertaa vuonna 1869. Friedrich Mieshcer erotti sen sotilaan verisistä kääreistä. Hän arveli että se voisi liittyä perinnöllisyyteen jotenkin. Tuohon aikaan kuitenkin ajateltiin että proteiinit olivat olennaisempia: Niitä oli niin paljon erilaisia. DNA:n ajateltiin olevan liian yksinkertainen ja samanlainen ollakseen vastaus. Vuonna 1902 Archibald Garrod esitti laajemman ja tarkemman ajatuksen DNA:n toiminnasta. Hän piti sitä proteiinien rakennusohjeena. Hän päätteli tämän, koska eräs tauti, alkaptonuria, oli ilmeisesti perinnöllinen, ja siihen liittyi se, että tietty väriaine ei hajonnut. Tämän seurauksena korvavaha ja virtsa olivat erikoisen värisiä. Hän ei testannut näkemystään.

19 -vuotias varhaiskypsä "filosofi joka tunsi jonkin verran biologiaa" James Watson ja 35 -vuotias "ei vieläkään väitellyt, mutta joka tiesi fysiikasta" Francis Crick sitten keksivät DNA:n toiminnan. He lähestyivät jopa sen koodin avaamista, mutta he epäonnistuivat. Heidän pilkuton koodinsa ei ollut oikea, siinä oli nelikirjaiminen koodi (eli neljä eri nukleiinihappoa muodostivat neljän jonoja koodatessaan tiettyä ainetta.) ja toistoryhmät olivat lopukkeita, ja näin saatiin oikea määrä sarjoja proteiinin osasille. Vuonna 1961 nojatuolifilosofointi aiheen parissa loppui ja kokeellinen tutkimus alkoi ; Marshall Nirenberg ja Johann Mathaei pistivät sarjan urasiilia koeputkeen ja saivat fenylalaniinijonon. Pilkuton koodi tuli kumotuksi. Koodauksia tutkimalla selvitettiin että perimän koodi on nelikirjaimista (Neljä nukleiinihappoa kolmen jonoissa symbolisoi tiettyä aminohappoa.)