التطور والداروينية

جائزة نوبل للتطور أم للتصميم الذكي؟

جائزة نوبل للكيمياء عام 2018

جائزة نوبل للتطور أم للتصميم الذكي؟

امتلأت مواقع التطوريين وصفحاتهم فرحة بمنح جائزة نوبل في الكيمياء لدراسةٍ في مجال الهندسة الحيوية لمجموعة من العلماء هم: “فرانسيس أرنولد”، و “جورج سميث”، و “سير جريجوري وينتر”، عن أبحاثهم في مجال (تطوير الإنزيمات الموجه بطرق الهندسة الحيوية).
فهل هذه الدراسات تثبت التطور الدارويني من قريب أو بعيد؟

تعالوا نرى معاً …

لقد تم منح الجائزة لتوجيه وتصميم تغير الإنزيمات enzyme engineering عبر انتقاءٍ صناعي محدد الغاية سلفًا، عن طريق مجموعة من النتائج النهائية المحددة pre-defined fitness profiles!! .. بمعنى أن الهدف النهائي المطلوب محدد سلفًا ويتم الاختيار بناءًا على مقارنة المخرجات به .. وهذه الفكرة ليست جديدة في الواقع، إذ يتم استخدامها في تصنيع الدوائيات منذ عام 2002 لعلاج التهاب المفاصل الروماتويدي، والصدفية، والتهاب القولون، والسرطان.

ما هي التقنية المستخدمة وكيف تتم؟

تقوم هذه التقنية على استخدام الباكتريوفاج (bacteriophage) وهي فيروسات تصيب البكتيريا، بهندستها وراثيًا باستخدام الكود الجيني لإنزيم موجود بالفعل، ثم تعريضه لمجموعة من الطفرات العشوائية، ثم تحديد هدف نهائي مسبق (pre-defined specific target) يناسب ويحقق نوع التحفيز الكيميائي المراد من تطوير الإنزيم، وفي كل دورةٍ تتم مقارنة المخرجات من الطفرات العشوائية بالهدف المحدد، ومن ثم عزل كل الإنزيمات التي لا تخدم الهدف النهائي المحدد سلفًا، واختيار ما يوافق الهدف فقط، وهكذا دواليك حتى الحصول على إنزيم بكفاءةٍ عالية في نوع التحفيز الكيميائي المراد الوصول إليه!

هل لهذه التجربة أي علاقة بالتطور الدارويني؟

الإجابة الواضحة لكل ذي عينين هي: لا بالطبع ..
فأولًا، العملية بأكملها مصممة ومهندسة لتوجيه النتائج واستبعاد غير المناسب منها، وهي نفس الفكرة المستخدمة في الهندسة الوراثية منذ عشرات السنين ولم يدع أحد مطلقًا أن الهندسة الوراثية المصممة سلفًا تجاه غرضٍ وغاية يتم قياس النتائج عليها تماثل فكرة التطور العشوائي اللا غائي غير محدد الهدف سلفًا.. فالجائزة منحت للقدرة على الهندسة والتصميم وتحقيق الغاية المعدة سلفًا، وليست لإثبات العشوائية، فهي في الحقيقة على طرف النقيض من الداروينية! فالانتخاب الدارويني لا يملك هدفًا وتصميمًا غائيًا نهائيًّا يعمل عليه، بل هو يعمل فقط على انتخاب الطفرات التي تفيد الكائن الحي “بشكلٍ آني” حتى إن كانت منقطعة الصِّلة تمامًا بالتصميم النهائي!
فهذا يساوي في عالم الانتواع البيولوجي للكائنات الحية دعوى وضع التصميم النهائي للكائن الحي (وليكن الإنسان مثلًا) الْمُرَاد الوصول إليه بشكلٍ شديد الغائية، ثم انتخاب واختيار الطفرات التي تتوافق فقط مع المسار الموصل لهذا التصميم النهائي واستبعاد ما دون ذلك!!
يشبه هذا حكاية النموذج الكمبيوتري الذي صنعه “ريتشارد دوكنز” ليثبت قدرة العشوائية على الوصول للنتائج، فما كان منه إلا أن صمم برنامجًا ووضع قواعده ونتيجته المسبقة التي يريد للبرنامج أن يصل إليها، ثم قال: “هاك نتيجة العشوائية”، وهو في الحقيقة أثبت التصميم لا العشوائية!
ولذلك، فمن يسوي بين التصميم والعشوائية كمن يسوي بين: (أ) كتابة قصيدة لشكسبير عن طريق الضرب العشوائي على لوحة المفاتيح مع وجود برنامج كمبيوتر يعلم القصيدة النهائية ويستخدم نموذجها لاستبعاد كل الأخطاء التي لا تتوافق مع القصيدة والإبقاء فقط على ما يتوافق معها، و(ب) كتابة نفس القصيدة بنفس الضرب العشوائي على لوحة المفاتيح ولكن من غير استخدام أي برنامج تصحيحي يرتكز على نمذجة القصيدة النهائية، ولكن فقط استخدام برنامج يبقي آنيا ولحظيا على أي حرف قد يفيد في كتابة أي كلمة واستبعاد الأرقام فقط!!
ثانيًا، هذه التجربة ليس لها أية علاقة بالتطور الماكروي، ولا يهمنا هنا أي انحيازات فردية لا للباحثين ولا للجنة نوبل، ولا يهمنا إلا النتيجة العلمية، فلا الباكتريوفاج تحول إلى نوع آخر، ولا البكتيريا تحولت إلى نوع آخر، كل ما في الأمر أن البكتيريا والتي ظلت بكتيريا، أنتجت إنزيمات جديدة كلما تمت هندسة البكتريوفاج المحقون فيها، وليس هناك لا تراكم طفرات ولا زيادةً في المحتوى الجيني ولا استحداث لمعلومات جديدة طبيعيًا، ولا تحول نوعٍ إلى نوع!
تماماً كتلك التجارب التي أُجرِيَت لمئات الآلاف من أجيال البكتيريا وعشرات الآلاف من أجيال ذبابة الفاكهة دون أن ينشأ عنها أي تحول نوعي!
فبأي عقلٍ يُقال أن هذه التجربة تدعم التطور الماكروي الدارويني، بينما هي تغير مصمم صغروي؟!
حصول الفائزين على الجائزة كان لقدرتهم على تصميم التجارب لإنشاء أجسام مضادة بما قد يساعد في شفاء بعض الأمراض المستعصية، ولهذا تمنح الجائزة للجانب العلمي الذي يفيد البشرية الآن، ويمكن تجربته وتطبيقه وإعادة اختباره، لا لخرافات تطور الحيتان من الدببة كما قال داروين، ولا تطور البشر من القردة الجنوبية منذ ملايين السنين!
فالجائزة فعلياً هي جائزة “للتصميم” وليست جائزة “للعشوائية”!
واسمحوا لي أن أسوق لكم في هذا المقال آراء ثلاثة من العلماء المتخصصين في نفس المجال، وهم:
ماتي ليسولا، أستاذ الهندسة الحيوية والعميد السابق في الكيمياء وعلوم المواد في جامعة هلسنكي للتكنولوجيا. وهو خبير في الإنزيمات والسكريات النادرة، وله أكثر من 140 ورقة علمية مراجعة، كما شغل منصب مدير أبحاث التكنولوجيا الحيوية لشركة Cultor، وهي شركة دولية في مجال التكنولوجيا الحيوية، وشارك في تأسيس الجمعية الدولية للسكريات النادرة.
دوجلاس إكس، دكتوراة في البيولوجيا الجزيئية من معهد كالتك، وهو زميل (فرانسيس أرنولد) في نفس المعهد حيث بدأت تجاربها حول هندسة الإنزيمات. عمل كباحث بعد الدكتوراه بجامعة كامبريدج، ومركز مجلس البحوث الطبية في كامبريدج، ومعهد بابراهام في كامبريدج.
آن جوجر، متخصصة علم الوراثة الجزيئية والهندسة الجينومية. حصلت على درجة البكالوريوس في علم الأحياء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ودرجة الدكتوراه في علم الأحياء التنموي من جامعة واشنطن، وعملت زميلة ما بعد الدكتوراه في جامعة هارفارد.
فهؤلاء ثلاثة متخصصين في مجال البيولوجيا الجزيئية، ومعارضين للداروينية، ومن الحاصلين على درجات علمية والعاملين في بعض أكبر جامعات ومعاهد العالم، فما هي أقوالهم عن علاقة الجائزة بالتطور؟

البروفيسور ماتي ليسولا

“رحبت بشدة -كوني مهندس إنزيمات بيولوجي- بإعلان الأربعاء بذهاب جزء من جائزة نوبل لعام ٢٠١٨ لزميلة مهندسة إنزيمات بيولوجية وهي فرانسيس آرنولد، أستاذة الهندسة الكيميائية في معهد كاليفورنيا للتقنية. وإنجازاتها في هذا المجال مثيرة للإعجاب، كما هو الحال بالنسبة للفائزين الآخرين بالجائزة، والذي تضمن عملهم أيضًا الهندسة البيولوجية، فثلاثتهم يستحقون الجائزة عن جدارة. لكن هناك شيء من الالتباس في وصف الفائزين بالجائزة لهذا العام، وهو الحديث عن (التطور الموجه). وقد ساعدت منظمة جائزة نوبل على إزكاء هذا الالتباس”
أين تكمن المشكلة إذا؟
يستطرد ليسولا قائلًا:
“أولًا: هناك خلط بين الانتخاب الطبيعي والاصطناعي. والأهم من ذلك هو أن مصطلح (التطور الموجه) يتضمن هو في نفسه تناقضًا ذاتيًا، فهو يخفي حقيقة أن الإنزيمات الجديدة هُندست باستخدام التصميم الذكي، وإلا فلماذا يطلق علينا “مهندسين بيولوجيين”؟
يتناقض مفهوم (التطور الموجه) كذلك مع جملة (التصميم العقلاني) التي استُعملت في موقع الجائزة. وهذه الجملة الأخيرة أيضًا متناقضة في نفسها! فإضافة صفة “العقلانية” بعد “التصميم” تشير ضمنًا إلى أنه يمكن أن يكون هناك تصميم كامل، ويفتقر إلى العقلانية ولا يحتاج إلى أي عمل من أعمال الذكاء الإبداعي العقلي. مع أن هذا يتناقض مع جميع التعريفات المقبولة عمومًا للتصميم”
وقد تكلم ليسولا عن هذا المفهوم في الجزء الخاص به من كتاب (التطور الموجه: نقد علمي وفلسفي ولاهوتي) قائلاً:
“تستخدم الإنزيمات على نطاق واسع في العديد من التطبيقات المختلفة: في مساحيق الغسيل، وتصنيع الأغذية، وصناعة النسيج، والأعلاف الحيوانية، والإنتاج الكيميائي، وغير ذلك. وللأسف! لا تناسب الإنزيمات الطبيعية دائمًا الظروف الصناعية؛ حيث تتداخل درجات الحرارة المرتفعة ودرجات الحموضة والمواد الكيميائية الأخرى مع التفاعلات الأنزيمية. ويمكن من خلال استخدام أدوات الهندسة الوراثية تعديل الإنزيمات الموجودة بطرق مختلفة. يتمثل أحد الأساليب في تحوير تشفير الجين لإنزيم معين. وقد تحققت بعض النتائج المذهلة باستخدام هذه التقنية كتحسن نشاط الإنزيم، وزيادة الاستقرار الحراري ودرجة الحموضة، وتحسن الأنشطة الجانبية، وازدياد الاستقرار ضد المذيبات والمؤكسدات.
ومع هذه الإنجازات إلا أن هذه التقنية لها حدودها! حيث يجب أن يكون هناك مسار معين محدد لتلك الطفرات نحو التركيب الجديد، ويجب أن يكون المختص قادرًا على إنشاء مكتبة طفرات كبيرة كفاية للعثور على الطفرات الإيجابية النادرة، ويجب أن يكون لدى المختص طريقة فحص سريعة للكشف عن تلك الطفرات.”
يكمل ليسولا حول ما إذا كانت هذه الدراسات والتجارب تحاكي قصص الداروينية عن الطفرات العشوائية قائلًا:
“يصف مهندسو الهندسة الحيوية، بما في ذلك الحائزين على جائزة نوبل عام 2018 في الكيمياء، طريقة تتجاوز حدود الطفرات العشوائية، وهي التصميم الذكي. تتضمن هذه التجارب المصممة ببراعة معدلات طفرات صُمّمت اصطناعيًا لتصل إلى 10000 حتى مليون مرة من المعدل الطبيعي، وظروف التفاعل المختارة بعناية، والاستخدام المختار بذكاء لأدوات الهندسة الوراثية (وهذه الأدوات بحد ذاتها مصممة بذكاء)، والاختيار الواعي للمتغيرات نحو الهدف المنشود. وجميع هذه الأمور تعتبر سمات مميزة للتصميم الذكي لا للعشوائية” .

دوجلاس إكس

أما دوجلاس إكس، زميل فرانسيس آرنولد في معهد كاليفورنيا للتقنية، فيرى أن هذه الجائزة إنما هي “جائزة نوبل للتصميم الذكي”، حيث يقول:
“أتذكر الأيام التي وصلت فيها فرانسيس لأول مرة إلى معهد كالتك، وبدأت العمل في مختبرها في نفس الطابق الذي كنت فيه أكمل عملي في الدكتوراه. كانت في البداية تحاول تعديل الإنزيمات عن طريق التفكير بعناية في التأثيرات التي يجب أن تحدثها بعض التغييرات في تسلسلات الأحماض الأمينية، لكنها سرعان ما وجدت أنه من الصعب جدًا توقع تأثيرات تلك التغيرات المصممة أكثر مما كانت تعتقد وفكرت حينها لأول مرة في موضوع (التطوير الموجه للإنزيمات) .
الفكرة هنا هي أنه من خلال تطبيق الاختيار البيولوجي المصمم بعناية على مجموعات ضخمة من الجينات المتنوعة التي جاءت من نقطة انطلاق مصممة بعناية هي الأخرى؛ فيجب أن نكون قادرين على العثور على ذلك الاختيار الواحد في البليون الذي يفعل ما نريده. وإن حققنا ذلك يمكننا أن نجعل مليار صيغة أخرى من هذا الاختيار ونكرر العملية.”
لكن يشير إكس بوضوح إلى أن ما حصل في تلك الدراسات ليس عشوائيًا بل مصمم وبعناية فائقة، ولا يمكن أن يماثل عمليات عشوائية مدّعاة، فيقول:
“لقد أنجزوا ما لا يمكن أن تحققه العمليات العشوائية من تلقاء نفسها. فحتى نجوم العلماء هؤلاء لم يجدوا طريقة لبناء أو استحداث بروتين جديد من الصفر ينافس تلك البروتينات التي نراها بالآلاف في الخلايا الحية. المشكلة التي تواجهها هذه الجهود في المختبر هي بالضبط المشكلة التي تواجهها آلية داروين التطورية في البرية وهي ببساطة: أنه لا يمكن اختيار أي شيء حتى يكون موجودًا بالفعل . حقيقة أن أحد الأشياء سيكون مفيدًا للغاية إذا وجد لن تخلق هذا الشيء”

آن جوجر

في سياق آخر؛ تؤكد آن جوجر أن ما حدث “ليس تطورًا” فتقول:
“قبل الدخول في التفاصيل أحببت أن أنوه إلى أن التطفير الحاصل هنا في هذه التجارب هو على الحمض النووي المكون للإنزيم، فلا يظنّن أحدهم أن التطفير يحصل للبروتين نفسه، أبدًا! بل على الرمز الذي يكونه في الحمض النووي”
وتصف جوجر عدم دقة استخدام جملة (التطور الموجه) في وصف تلك التجارب فتقول: ” كلمة (موجه) استعملت في التعبير عن ما قام به هؤلاء العلماء، بسبب أنهم صمموا الاستراتيجية التي ستسير عليها عملية التطفير، فوضعوا نقطة البداية، وأنواع التطفير المستعملة، والأسس التي سيتم اختيار الإنزيمات بناءًا عليها، والأسس التي سيُتعرّف بها على الإنزيمات التي تخضع لشروط النجاح، وذلك باستخدام آليات عديدة من تطفير قاعدة نيتروجينية واحدة في الحمض النووي المكون للإنزيم، وحتى حذف ودمج سلاسل كاملة من الحمض النووي أو مزيج من الاثنين معًا، ثم يفحص الناتج فحصًا دقيقًا لرصد أقل تغير في فاعلية أو نشاط الإنزيم ثم إدخال النتائج المحسنة مرة أخرى إلى نفس العملية”
لكن تشير جوجر إلى أن المسألة ليست نغييرًا في قاعدة أو اثنتين، فتقول:
“من النادر جدًا حصول تغيير بناءًا على تغير واحد في القواعد النيتروجينية. ففي كثير من الأحيان تعد الطفرات المتعددة ضرورية، كتقديم 7، 8، 10، 12 تغيير معًا في كل مرة.
وفي بعض الحالات تكون بعض الطفرات ضرورية وأساسية لكي تكون للطفرات الأخرى تأثيرها لأنها تعتمد عليها، فلا يكون هناك فائدة إذا لم يحدث ذلك، أو ما هو أسوأ، قد يحدث انخفاض في وظيفة الإنزيم بدلاً من تحسينه إن لم تتوافق تلك التغيرات بعناية”
ثم توضح جوجر مدى صعوبة تحقيق هذا بضرب العشواء في الطبيعة دون تدخل فتقول:
“علينا أن نتذكر أنه حتى البروتين متوسط الحجم المتكون من 300 حمض أميني يُرمّز بواسطة 900 زوج من القواعد، من أجل الحصول على فرصة لفحص تغير كل قاعدة منهم. فمن الضروري تجربة عشرات الآلاف من الطفرات في كل مرة، وللتحقق من كل تغير في زوج منهم نحتاج إلى عشرات الملايين من الطفرات. لا يمكننا اختبار مثل هذه التغيرات لثلاث أو أربعة تغيرات أو أكثر حتى مع الطفرات الموجهة، وحتى مع أفضل الاستراتيجيات، ما لم يكن عدد الطفرات المهول هذا يمكن اختباره بسرعة أعلى كثيرًا من معدل التطفر”
ثم تضيف جوجر أن مسألة التغيرات المتعددة معًا ليست هي المشكلة الوحيدة، فتقول:
“لكن هناك مشكلة أخرى. نظرًا لاحتمال وجود حاجة إلى تغيرات متعددة تحصل معًا في نفس الوقت؛ يقر روميرو وآرنولد في ورقتهم عام 2009 أن بعض الوظائف لا يمكن الوصول إليها ببساطة من خلال سلسلة من الخطوات الصاعدة الصغيرة، وبدلًا من ذلك فإنها تتطلب قفزات عدة تتضمن عدة طفرات قد تكون محايدة أو ضارة عند صنعها بشكل فردي.
يمكنك الانتظار لفترة طويلة جدًا لحدوث أربع أو خمس طفرات محددة تأتي معًا لتوفر الوظيفة المطلوبة، في بكتيريا مثل E.coli لو أخذنا كل تعدادها الرهيب على مستوى العالم، فيمكن أن يكون وقت الانتظار لحدوث أربع طفرات متكاملة لتأدية وظيفة واحدة هو 10 ^ 15 سنة، مع الأخذ في الاعتبار أن عمر الكون هو فقط 10 ^ 14 سنة”
ونسأل مرة أخرى بعد أن عرضنا آراء ثلاثة من المتخصصين في المجال نفسه، ما العلاقة بين هذه التجارب الحاصلة على جائزة نوبل -وهي تجارب لها نقطة بداية مصممة بوضوح من كود جيني موجود بالفعل، وتصميم التطفير المستعمل، وأسس واضحة يتم اختيار الإنزيمات بناءًا عليها- بالتطور الدارويني العشوائي الذي لا يمكنه كما تفترض النظرية اختيار أي شيء إلا بعد أن يكون موجودًا أساساً؟! وما علاقة كل هذه التجارب أصلًا بحدوث انتقال بين الأنواع كما تفترض الداروينية؟!

ashrafkotb

حاصل على بكالوريوس العلوم في تخصص الكيمياء الحيوية من جامعة بنها في مصر، وماجستير العلوم في إدارة نظم المعلومات، وماجستير الإدارة في تخصص إدارة المعلومات، وماجستير العلوم في إدارة النظم الهندسية، من جامعة ليستر في بريطانيا.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى