Бактериальные жгутики неуменьшаемо сложны

Заявление:

Бактериальный жгутик и реснички эукариот являются неуменьшаемо сложными. Поскольку нефункциональные промежуточные формы не могут быть сохранены в условиях естественного отбора, эти системы могут быть объяснены лишь разумным замыслом.

Источник

Behe, Michael, 1996. Darwin's Black Box, The Free Press, New York, pp. 59-73.

Ответы

1. Это — пример аргумента к недоверию, поскольку "неуменьшаемая сложность" может эволюционировать естественным путём. Многие белки бактериального жгутика либо ресничек эукариот похожи друг на друга, либо на белки, отвечающие за другие функции. Их происхождение может быть легко объяснено серией событий генетической дупликации с последующей модификацией и/либо кооптацией, дающие возможность постепенного развития через промежуточные системы, которые отличаются от конечного жгутика и проще него.

Вероятный путь эволюции жгутика проходит через следующие основные этапы (следует принимать во внимание, что это резюме и что за каждым основным событием кооптации следуют продолжительные периоды постепенной оптимизации функции):

- Пассивная неспецифическая пора эволюционирует в более специфическую пору путём добавления стробирующего(-их) белка(-ов). Пассивная транспортировка перестраивается в активную транспортировку путём добавления АТФ-азы, которая овладевает гидролизом АТФ[1] для улучшения экспортных способностей. Этот комплекс формирует примитивную экспортную систему третьего типа.

- Экспортная система третьего типа превращается в секреторную систему третьего типа (T3SS) путём добавления белков внешней мембраны пор (секретин и секретин-шаперон) из секреторной системы второго типа. Они, в сущности, образуют, соответственно, P- и L-кольца современного жгутика. Современная секреторная система третьего типа формирует структуру, поразительно напоминающую стержневую и кольцевую структуру жгутика (Hueck 1998; Blocker et al. 2003).

- T3SS выделяет несколько белков, одним из которых является адгезин (белок, обеспечивающий прилипание клеток к другим клеткам либо к субстрату). Полимеризация этого адгезина формирует примитивные ворсинки — приспособление, улучшающее способность клеток клеиться. После эволюции ворсинок T3SS последние приобретают специализацию для выполнения разных задач путём дупликации и замены функций у ворсиночных белков (пилинов).

- Ионный насосный комплекс вместе с иными функциями клетки случайно становится привязанным к основе образования секреторной системы, превращая ворсинки в примитивный протожгутик. Начальная функция протожгутика состоит в улучшении рассеивания. Гомологи моторных белков MotA и MotB, как известно, функционируют в различных прокариотах независимо от жгутика.

- Связывание белков передачи сигналов с основой секреторной системы регулирует скорость вращения в зависимости от метаболических возможностей клетки. Это приводит к дрейфу в направлении к благоприятным регионам и дальше от регионов с бедным содержанием питательных веществ, образующихся, например, в переполненных местах обитания. Это — начало хемотаксиса.

- Во время дальнейшей эволюции грубо функционирующего жгутика происходит множество улучшений. Примечательно, что многие различные "осевые белки"[2] (содержащиеся в стержне, крюке, линкерах, нити, колпачках) произошли в результате дупликации и смены функции пилинов либо примитивной жгутиковой осевой структуры. Эти белки завершают формирование семейство осевых белков.

Реснички эукариот (называемые также экуариотическим жгутиком либо ундулиподием) в корне отличаются от бактериального жгутика. Они, вероятно, произошли от митотического веретена эукариот (обе структуры используют скольжение микротрубочек и динеины). Кавалер-Смит (Cavalier-Smith, 1987; 2002) несколько раз рассматривал происхождение этих систем.

2. Бактериальный жгутик даже не является нередуцируемым. Некоторые бактериальные жгутики работают без L- и P-колец. В экспериментах с некоторыми бактериями некоторые компоненты (например, FliH, FliD (колпачок) и мурамидазная область из FlgJ) были найдены полезными, но не необходимыми (Matzke 2003). Одна третья из 497 аминокислот жгутика была удалена без потери его функциональности (Kuwajima 1988). Кроме того, многие бактерии обладают дополнительными белками, необходимыми для их собственных жгутиков, но не являющиеся необходимыми в "стандартном" хорошо изученном жгутике кишечной палочки. Разные бактерии обладают разным количеством белков в жгутике (например, helicobacter pyloriи обладает лишь тридцатью тремя белками, необходимыми для рабочего жгутика), поэтому любимый пример Бихи неуменьшаемой сложности, по всей видимости, в действительности обладает определённой изменчивостью в терминах необходимых составляющих (Ussery 1999).

3. Эукариотические реснички состоят более чем из 200 разных протеинов, но даже здесь неуменьшамемая сложность иллюзорна. Бихи (1996) намекал, а Дентон (1986, 108) в явной форме утверждал, что общая структура тубилина ресничек 9+2 не может быть существенно упрощена. Тем не менее, функциональные реснички 3+0 без многих микротрубочек, а также без некоторых линкер-динеинов, как известно, существуют (Miller 2003, 2004).

4. Эубактериальный жгутик, архебактериальный жгутик и реснички используют совершенно различную схему для выполнения одной и той же функции. Это вполне ожидаемо, если бы они эволюционировали отдельно, но это лишено смысла, если они являются результатом работы одного дизайнера.

5. Библия ничего не говорит о жгутиковых бактериях (как впрочем и о бактериях вцелом). Человек узнал о них благодаря науке, и поэтому рассуждения человека на тему происхождения жгутиковых бактерий является плодом чисто человеческого мышления. Результат этих рассуждений зависит только от уровня знаний человека. Современные научные знания позволяют объяснить происхождение жгутика в результате эволюции (см. п. 1)

Логические ошибки, содержащиеся в данном заявлении

- Аргумент к недоверию ("я не понимаю этого, значит, это должен был сделать Бог").