“Genesis & Yaradılış & Təkamül: Həqiqətin Axtarışında” [Kitab Analizi – 6: Həyat Ağacı]

Posted by Organic Elm 2 il əvvəl 336 baxış 14 dəq. oxuma

Fosil qeydlərinin heyvanların ortaq əcdaddan təkamüllə ortaya çıxdığını sübut edə bilmədiyini görən təkamülçü elm adamları həyat ağacını nümayiş etdirmək üçün başqa bir dəlilə- DNT ardıcıllığı məlumatlarına müraciət etdilər. 1960-cı illərdə, genetik kodun ilk dəfə nümayiş olunduğu dövrdə biokimyaçılar Emile Zuckerkandl və Linus Pauling fərz edirdilər ki, əgər DNT ardıcıllığı morfoloji və ya anatomik xüsusiyyətlərə görə uyğun olan təkamül ağacları düzəltmək üçün istifadə oluna bilinərsə, bu, “makro-təkamülün reallığın ən yaxşı sübutu olduğuna gətirib çıxaracaq.”1 Beləliklə, bir çox orqanizmlərin genlərini ardıcıllıqla sıralamaqla “molekulyar” təkamül ağacları (“filogenetika”) qurmaq üçün onilliklər boyu davam edəcək işlərə start verdilər. Yekun məqsəd bütün canlı orqanizmlərin universal ortaq əcdad vasitəsilə necə əlaqəli olduğunu göstərən möhtəşəm bir “həyat ağacı” yaratmaq idi.

Əsas fərziyyə

Molekulyar ağacların qurulmasının əsas məntiqi nisbətən sadədir. Birincisi, tədqiqatçılar bir çox orqanizmdə tapılan gen və ya genlər dəstini seçirlər. Sonra bu genlər nukleotid ardıcıllığı müəyyən edilmək üçün təhlil edilir ki, müxtəlif orqanizmlərin gen ardıcıllığı ilə müqayisə oluna bilinsin. Nəhayət, orqanizmlərdəki genlərin nukleotid ardıcıllığı nə qədər çox oxşardırsa, növlər də bir o qədər bir-birinə yaxındır prinsipinə əsaslanaraq təkamül ağacı qurulur. “Biological Theory” jurnalındakı bir məqalə bunu belə ifadə edir:

“Molekulyar sistematika (əsasən) ilk dəfə Zuckerkandl və Pauling (1962) tərəfindən aydın şəkildə formalaşdırılan fərziyyəyə əsaslanır; bu fərziyyəyə görə ümumi oxşarlıq dərəcəsi qohumluq dərəcəsini əks etdirir.”2

Bu fərziyyə əslində nəzəriyyənin əsas xüsusiyyətinin – universal ortaq əcdad ideyasının əsas ifadəsidir. Buna baxmayaraq nəzərə almaq lazımdır ki, fərqli növlər arasındakı genetik oxşarlığın mütləq ortaq əcdaddan qaynaqlandığını iddia etmək özü də sadəcə bir fərziyyədən ibarətdir.

Sözügedən fərziyyələr təbii ki, ciddi bir şəkildə darvinist paradiqma çərçivəsində fəaliyyət göstərir. Yuxarıda adı çəkilən “Biological Theory” məqaləsində də izah edildiyi kimi, molekulyar ağacların altında yatan əsas fərziyyə “taksonlar arasında molekulyar oxşarlığın (və ya fərqliliyin) darvinist model çərçivəsində şərhindən ibarətdir”.3 Beləliklə də, nəzəriyyənin doğru olduğu güman edilir. Lakin eyni zamanda, əgər Darvinin təkamülü doğrudursa, müxtəlif ardıcıllıqlardan istifadə edərək ağacların qurulması müxtəlif genlər və ya ardıcıllıqlar arasında ağlabatan ardıcıl nümunəni də ortaya qoymalıdır.

Ancaq DNT və ya digər bioloji ardıcıllıq məlumatlarından istifadə edərək möhtəşəm “həyat ağacı” yaratmaq səylərinin gözləntiləri qarşılamadığını nəzərə alsaq, məsələ daha əhəmiyyətli hal alır.  Əsas problem ondan ibarətdir ki, bir gen həyat ağacının bir versiyasını, digər gen isə ağacın başqa, tamamilə fərqli və ziddiyyətli bir versiyasını təqdim edir. Məsələn, aşağıda daha ətraflı müzakirə edəcəyimiz kimi, məməlinin standart həyat ağacı insanları fillərdən daha çox gəmiricilərlə yaxın qohum edir. Lakin mikroRNT genləri adlanan müəyyən bir DNT növü üzərində aparılan tədqiqatlar bunun əksini irəli sürdü; insanlar gəmiricilərdən daha çox fillərə yaxın idi. Gen əsaslı ağaclar arasında belə münaqişələr olduqca yayğındır.

Beləliklə, genetik məlumatlar ortaq əcdad barədə tutarlı bir mənzərə ortaya qoymur və həyat ağacı fərziyyələrinin ümumiyyətlə uğursuz olduğunu göstərir. Bu, universal ortaq əcdadın doğru olub-olmaması ilə bağlı haqlı suallara səbəb olur.

Həyat Ağacı konfliktləri

Problemlər ilk olaraq molekulyar bioloqların həyatın üç əsas sahəsini – bakteriya, arxeya və eukariot genlərini ardıcıllıqla sıraladıqda ortaya çıxdı, çünki adı çəkilən genlər həyatın bu əsas  qruplarının ağaca bənzər bir modelə çevrilməsinə imkan vermədi. 2009-cu ildə “New Scientist” jurnalı “Nəyə görə Darwin həyat ağacı məsələsində yanıldı” başlıqlı üz qabığında bu çətinlikləri izah edən bir məqalə dərc etdi:

“Problemlər 1990-cı illərin əvvəllərində təkcə RNT deyil, hətta real olaraq bakterial və arxeya genlərini ardıcıllıqla sıralamaq mümkün olduqda başladı. Hər kəs bu DNT ardıcıllığının RNT ağacını təsdiqləyəcəyini gözləyirdi və hətta bəzən bu təsdiqləndi, lakin əsas məsələ budur ki, bəzən də uğursuz oldu. Məsələn, RNT A növünün C növündən daha çox B növü ilə əlaqəli olduğunu deyə bilər, lakin DNT-dən hazırlanmış ağac bunun əksini deyə bilir.”4

Bu cür məlumatlar biokimyaçı W. Ford Doolittle`ı belə bir izah verməyə vadar etdi: “Molekulyar filogenistlər “əsl ağacı” heç vaxt tapa bilməyəcəklər; bu onların metodlarının qeyri-adekvat olduğu və ya yanlış gen seçdiklərindən dolayı deyil, canlı həyat tarixinin düzgün şəkildə bir ağac kimi təqdim edilməsinin mümkünsüzlüyü ucbatındandır.5 “New Scientist” bunu belə ifadə edir: “Uzun müddətdir ki, “Müqəddəs qədəh” həyat ağacı qurmalı  idi… Lakin bu gün bu proyekt neqativ dəlillərin hücumu ilə parça-parça olmuş vəziyyətdədir.” 6

Bir çox təkamülçülər bəzən belə bir cavab verirlər ki, bu problemlər yalnız bakteriya kimi mikroorqanizmləri – yəni “üfüqi gen transferi” adlanan proses vasitəsilə genləri dəyişdirə bilən orqanizmləri öyrənərkən yaranır, çünki bu zaman təkamül əlaqələrinin siqnalları qarışır. Ancaq bu etiraz tamamilə yanlışdır, çünki həyat ağacı hətta gen dəyişdirmənin yayılmadığı ali orqanizmlər arasında da mübahisəlidir. Təkamül-molekulyar sistematikasının öncüllərindən biri olan Carl Woese belə izah verir:

“Filogenetik uyğunsuzluqlar universal ağacın hər yerində, kökündən tutmuş əsas budaqların daxilinə, müxtəlif taksonların arasından əsas qrupların strukturuna qədər görünə bilər.”7

Eyni şəkildə “New Scientist” məqaləsində qeyd edilir ki, “tədqiqatlar heyvanların və bitkilərin təkamülünün ağaca-bənzər olmadığını göstərir.”8 Məqalədə mikrobioloq Michael Syvanen`in müxtəlif canlı qruplarından ibarət 2000 gendən istifadə edərək təkamül əlaqələri göstərən bir ağac yaratmağa çalışarkən baş verənlər izah edilir. :

“O, uğursuz oldu. Problem fərqli genlərin ziddiyyətli təkamül hekayələri danışması idi. … genlər qarışıq siqnallar göndərirdi. … Genlərinin təxminən 50 faizinin bir təkamül tarixi var, 50 faizinin isə başqa.”9

Məlumatları bir ağaca çevirmək o qədər çətin idi ki, Syvanen gileylənirdi: “İndi biz həyat ağacını məhv etdik.”10 Texniki ədəbiyyatda bir çox başqa məqalələr də analoji problemləri qəbul edir.

Ali Budaqlar Arasındakı Konfliktlər

“Trends in Ecology and Evolution” jurnalında 2009-cu ildə dərc olunmuş məqalədə qeyd edilir ki, “Bu qədər böyük miqdarda məlumatı növ ağaclarına daxil etməkdə çətinlik ondan ibarətdir ki, genom boyunca fərqli genlərin soy keçmişləri tez-tez ziddiyyət təşkil edir.”11

Eynilə, “Genome Research” nəşriyyatındakı bir məqalə müxtəlif heyvan qruplarında DNT ardıcıllığının araşdırıldığını və “müxtəlif zülalların fərqli filogenetik ağaclar əmələ gətirdiyini” yazırdı. 12 2012-ci ilin iyununda “Nature” jurnalında dərc olunmuş məqalədə bildirilir ki, mikroRNT adlanan qısa RNT zəncirləri “heyvan ailəsi ağacı haqqındakı ənənəvi fikirləri parçalayır”. MikroRNT-ləri tədqiq edən Dartmouth bioloqu Kevin Peterson, “Mən minlərlə mikroRNT genini araşdırdım və ənənəvi ağacı dəstəkləyəcək bir nümunə belə tapa bilmədim” deyə gileylənirdi. Məqalədə deyilir ki, mikroRNT-lər “məməlilər üçün tamamilə fərqli bir diaqram ortaya qoydu: insanları gəmiricilərdən daha çox fillərlə eyniləşdirdi”. Peterson bunu açıq şəkildə belə ifadə etdi: “MikroRNT-lər birmənalı deyil… hər kəsin istədiyindən tamamilə fərqli bir ağac təqdim edirlər.”13

Molekullar və Morfologiya Arasındakı Konfliktlər

Bütün filogenetik ağaclar müxtəlif növlərdən olan DNT kimi molekulları müqayisə etməklə qurulmur. Bir çox ağac müxtəlif orqanizmlərin formasını, strukturunu və bədən quruluşunu müqayisə etməyə əsaslanır – buna “morfologiya” da deyilir. Lakin molekula əsaslanan ağaclarla morfologiyaya əsaslanan ağaclar arasında da tez-tez ziddiyyətlər baş verir. 2012-ci ildə yarasaları öyrənən bir məqalə bunu aydın şəkildə göstərdi: “Morfoloji və molekulyar analizlərdən əldə edilən filogeniyalar və molekulyar ardıcıllığın müxtəlif alt qruplarına əsaslanan ağaclar arasında uyğunsuzluq verilənlər bazası həm xarakter, həm də növlər üzrə sürətlə genişləndiyi üçün geniş yayılmışdır.”14 Bu, DNT əsaslı ağaclarla anatomik və ya morfoloji xüsusiyyətlərə əsaslanan ağaclar arasında ziddiyyətlərlə qarşılaşan yeganə tədqiqat deyil. Dərsliklərdə tez-tez morfologiyaya əsaslanan ənənəvi təkamül ağacına uyğun gələn, sitoxrom c fermentinə əsaslanan heyvan ağacı nümunəsindən istifadə etməklə ümumi mənşəyin dəstəkləndiyi iddia edilir.15 Bununla belə, dərsliklərdə nadir hallarda qeyd olunur ki, fərqli bir ferment olan sitoxrom b əsasında qurulmuş ağac standart təkamül ağacı ilə kəskin şəkildə ziddiyyət təşkil edir. “Trends in Ecology and Evolution”da bir məqalədə qeyd edildiyi kimi:

“Mitoxondrial sitoxrom b geni nəzərdə tutulur. . . ağac qurma üsulundan asılı olmayaraq məməlilərin absurd filogeniyası. Pişiklər və balinalar, tarsierlər istisna olmaqla, simianlar (meymunlar və insanabənzər meymunlar) və yaşburunlar (lemurlar, qalaqolar və lorizlər) ilə qruplaşaraq primatlara daxil oldular. Sitoxrom b, ehtimal ki, onurğalılarda ən çox ardıcıllaşmış gendir və bu, təəccüblü nəticəni daha da təəccüblü edir.”16

Maraqlıdır ki, “Trends in Ecology and Evolution”dakı fərqli bir məqalədə belə bir nəticə çıxardılır: “Rəqabət aparan morfoloji, eləcə də məməli siniflərinin (mammalian orders) üstünlük təşkil edən filogeniyalarının molekulyar təkliflərinin zənginliyi məməli ağacını qaçılmaz bir kol vəziyyətinə gətirir; güman ki, yeganə ardıcıl təkamül əlaqəsi fillərin və dəniz inəklərinin qruplaşmasıdır.”17 Bu cür ziddiyyətlərə görə, “Nature” jurnalının əsas icmal məqaləsində deyilir ki, “molekulyar və morfoloji ağaclar arasındakı uyğunsuzluqlar” “təkamül müharibələrinə” gətirib çıxarır, çünki “bioloji molekulların öyrənilməsi ilə qurulan təkamül ağacları çox vaxt morfologiyadan alınan ağaclara bənzəmir”18

Nəhayət, 2005-ci ildə “Science” jurnalında dərc edilən bir araşdırma heyvan filasının əlaqələrini rekonstruksiya etmək üçün genlərdən istifadə etməyə çalışdı, lakin belə nəticəyə gəldi ki, “təhlil edilən məlumatların miqdarına və taksonların genişliyinə baxmayaraq, əksər heyvan filaları arasında əlaqələr həll olunmamış qalır”. Növbəti il ​​eyni müəlliflər təəccüblü nəticələr verən “Həyat ağacındakı kollar” adlı elmi məqalə dərc etdilər. Müəlliflər etiraf edirlər ki, “monogenlərin böyük bir hissəsi keyfiyyətsiz filogeniyalar əmələ gətirir”, çünki bir araşdırmada “monogenlərin 35%-ni məlumat matrisindən çıxarıldığını müşahidə edirlər, çünki bu genlər ənənəvi qəbul olunmuş filogeniyalar ilə ziddiyyət təşkil edirdi.” Məqalədə qeyd edilir ki, “mövcud ənənəvi məlumatların miqdarından asılı olmayaraq həyat ağacının bəzi kritik hissələrini həll etmək çətin ola bilər.” Məqalə hətta iddia edir ki, “davamlı həll olunmamış təbəqələrin (kolların) təkrar-təkrar kəşfi molekulyar sistematikaya dair geniş yayılmış bir neçə fərziyyənin yenidən baxılmasına məcbur etməlidir”19.

Təəssüf ki, bu, təkamülçü bioloqların yenidən baxmaq istəmədikləri yeganə fərziyyə- universal ortaq əcdadın doğru olduğu fərziyyəsidir. Arzu etdikləri ağac modelinə uyğun gəlməyən əlverişsiz məlumatları izah etmək üçün onlar vəziyyətə uyğun saysız-hesabsız arqumentlərə müraciət edirlər – üfüqi gen transferi, uzun-budaq cazibəsi, sürətli təkamül, müxtəlif təkamül dərəcələri, birləşmə nəzəriyyəsi, natamam seçmə, qüsurlu metodologiya, konvergent təkamül və s. 2012-ci ildə bir məqalədə qeyd edildiyi kimi, “filogenetik konflikt adi bir haldır və çox vaxt buna istisna hal kim yox, normal bir hal kimi baxmaq lazımdır.”20 Hər bir halda DNT ardıcıllığı məlumatlarının gözəl, səliqəli bir həyat ağacına sığacağı xəyalı iflasa uğradı və bu əslində Neodarvinizm nəzəriyyəsinin açar proqnozu idi. 

Dipnotlar

  1. Zuckerkandl and Pauling, “Evolutionary Divergence and Convergence in Proteins,” 101
  2. Jeffrey H. Schwartz, Bruno Maresca, “Do Molecular Clocks Run at All? A Critique of Molecular Systematics,” Biological Theory, 1(4):357-371, (2006).
  3. Ibid.
  4. Graham Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life,” New Scientist (January 21, 2009).
  5. W. Ford Doolittle, “Phylogenetic Classification and the Universal Tree,” Science, 284:2124-2128 (June 25, 1999).
  6. Partly quoting Eric Bapteste, in Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life” (internal quotations omitted).
  7. Carl Woese “The Universal Ancestor,” Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 95:6854-9859 (June, 1998) (emphasis added).
  8. Graham Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life,” New Scientist (January 21, 2009).
  9. Partly quoting Michael Syvanen, in Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life” (internal quotations omitted).
  10. Michael Syvanen, quoted in Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life.”
  11. James H. Degnan and Noah A. Rosenberg, “Gene tree discordance, phylogenetic inference and the multispecies coalescent,” Trends in Ecology and Evolution, 24 (2009): 332-340.
  12. Arcady R. Mushegian, James R. Garey, Jason Martin and Leo X. Liu, “Large-Scale Taxonomic Profiling of Eukaryotic Model Organisms: A Comparison of Orthologous Proteins Encoded by the Human, Fly, Nematode, and Yeast Genomes,” Genome Research, 8 (1998): 590-598.
  13. Elie Dolgin, “Rewriting Evolution,” Nature, 486: 460-462 (June 28, 2012).
  14. Liliana M. Dávalos, Andrea L. Cirranello, Jonathan H. Geisler, and Nancy B. Simmons, “Understanding phylogenetic incongruence: lessons from phyllostomid bats,” Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 87:991-1024 (2012).
  15. For example, see BSCS Biology: A Molecular Approach (Glencoe/McGraw Hill, 2006), 227; Sylvia S. Mader, Jeffrey A. Isaacson, Kimberly G. Lyle-Ippolito, Andrew T. Storfer, Inquiry Into Life, 13th ed. (McGraw Hill, 2011), 550.
  16. See Michael S. Y. Lee, “Molecular Phylogenies Become Functional,” Trends in Ecology and Evolution, 14: 177 (1999).
  17. W. W. De Jong, “Molecules remodel the mammalian tree,” Trends in Ecology and Evolution, 13(7), pp. 270-274 (July 7, 1998).
  18. Trisha Gura, “Bones, Molecules or Both?,” Nature, 406 (July 20, 2000): 230-233.
  19. Antonis Rokas & Sean B. Carroll, “Bushes in the Tree of Life,” PLoS Biology, 4(11): 1899-1904 (Nov., 2006) (internal citations and figures omitted).
  20. Liliana M. Dávalos, Andrea L. Cirranello, Jonathan H. Geisler, and Nancy B. Simmons, “Understanding phylogenetic incongruence: lessons from phyllostomid bats,” Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 87:991-1024 (2012).