星期一, 06 3月 2023 00:38

基因熵:隐形杀手

本文摘自《创造》杂志中文版第41卷第4期

原文章名:Genetic entropy: The silent killer.

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——隐形杀手 对进化论毁灭性的论证

人死亡的原因有很多,但如果你足够幸运,没有被战争、犯罪、随机事故和疾病夺走性命,还有熵会等着你,确保你回到造物主那里。

一般来说,熵指的是事物衰败和分解的普遍趋势。1

并不奇怪,同样的趋势在全人类中起作用,而且代代相传。多亏了约翰·圣弗德(John Sanford)博士的杰出贡献,他是康奈尔大学著名的植物遗传学家和基因工程学的先驱。现在我们知道,同样的逐渐“衰败”过程也在人类基因库中发生。

这个“衰败”过程叫做基因熵(genetic entropy), 它正把人类和所有高等生物推向灭绝(当然在不考虑 上帝干预的情况下)。2 事实上,这个过程在“高等” 生物中发生得更快,3 也意味着人类物种可能只有几千年的历史;绝对没有几十万年,否则我们早就灭绝了。

这个话题并不广为人知,但它是对圣经创造论的有力支持。简单地说,基因熵意味着基因组(我们所有的基因)中的信息内容由于代代相传积累的突变而逐渐衰败。


突变是好 ? 是坏 ? 还是无所谓 ?

简而言之,遗传熵意味着基因组(我们所有基因)中的信息含量由于突变的积累而一代一代下降。

突变发生在所有生命形式中(也发生在病毒中)。 在我们这个败坏堕落的世界,把遗传物质从上一代 (或一次细胞分裂)复制到下一代的机制,现已不再完美了。突变的另一个诱因是环境辐射。每当我们有了孩子,我们就不可避免地传递一些以前没有的错误。

估计的数目各不相同,但一个普遍的认识是,每个孩子出生时都产生大约100 个新的突变。这是在之前世代已经积累的突变上添加的 100 个新突变。4

这些错误几乎没有任何益处。你能指望每次百科全书再版时,通过添加更多的拼写错误来改进吗?进化论文献非常明确承认这一点:

即使是最简单的生物有机体也是高度复杂的。突变——对如此复杂的生命体进行任意改变,带来的更可能是破坏而不是益处。5

总之,绝大多数的突变都是有害的。这是进化遗传学中最可靠的原则之一,并得到了分子和定量遗传数据的支持。6

据估计,有害突变的数量与有益突变的数量之比要大于一百万比一。7 即使最“有益的”突变也被证明会造成损害而不是创造新功能, 比如狂风肆虐的岛屿上的那些无翅甲虫。8


中性突变?

有些人,尤其是那些有科学背景的专业人士,认为大多数突变既不是好事,也不是坏事。他们认为绝大多数突变是中性的。这是一个严重的误解。想想在DNA 中的编码信息对生物的重要意义,就很容易看出,大多数随机变化都会产生一些影响,而这些影响大部分是坏的。它们不会什么影响都没有。关于这个话题的一篇科学论文写道:

似乎任何突变都不太可能是真正中性的、对生物的适应性不产生任何影响的。所有的突变都必定 有一些影响,即使这种影响小得可以忽略不计。9


近中性

虽然基本没有完全中性的突变, 但突变的影响可能很小,以至于它们“在效应上算是中性的”(圣弗德博士称之为“近中性”)。遗传学家木村资生(Motoo Kimura, 1924 – 1994)创建了一个新的模型, 其中“效应中性”的突变在总数中占比很大。他发现,随着时间的推移,这些突变会导致“适应性”的 普遍下降。10 尽管“适应性”这个词经常被人以令人困惑和循环的方 式使用。11

尽管如此,木村从未质疑过进化的概念。他凭信心相信偶尔巨量的有益突变会抵消这种逐渐衰败的效果:

这么小的适应性恶化率是否对物种(非个体) 的生存和福祉构成威胁是一个有争议的问题,但它很容易通过不时发生的 (比如每几百代一次的) 将适应性的基因替换被解决掉。10

但是没有证据证明木村一厢情愿的猜测是正确的。证据表明情况恰恰相反:只要有足够的时间,生物最终会被逐渐积累的破坏性突变压力压垮,走向灭绝。12 事实上, 圣弗德和其他人在康奈尔大学的一次信息研讨会上发表的一篇论文表明,大量“高影响”的有益突变实际上会加速物种灭绝。它们“强烈干扰自然选择对所有低影响突变的 作用”,这使得基因熵的问题更加 严峻。13


但是自然选择呢 ?

进化论者有时会试图反驳这些观点,他们说,“如果一个突变具有破坏性,它将被自然选择淘汰。”这种过于简单化的选择观被无情地灌输给世界各地正在学习生物学的学生,这是极大的误导,因为对于大多数突变来说,这是完全错误的 !

自然选择是一个直接真实的过程,本质上仅仅意味着“差异生殖”;一个种群中的一些成员会比其他成员繁殖得更多。因此,随着时间的推移,繁殖数量最多的成员所拥有的特征将成为种群中最普遍的特征。

自然选择的威力已被仔细测量 过了。14为了使自然选择能够“看到”突变,突变必须强到足以影响繁殖(例如,通过在个体能够繁殖之前杀死它,或通过导致不育或生育能力的显著下降)。

因此,自然选择不能“看到” 一个近中性的突变,因为就其本身而言,单个突变的负面影响是非常微小的,小到无法在繁殖中引起任何明显的差异。随着复制错误在每一代人中累积,最终它们的共同影响是非常具有破坏性的(见第34 页《赛车与累错灾变》)。

简而言之,如果地球有几百万年的历史,意味着基因熵早就把我们灭绝了。

自然选择并不能淘汰大多数突变,这是显而易见的。我们都有数百种我们的祖先没有的突变。但大多数人在成为父母并将他们的基因 (带有许多新旧的错误)遗传给下一代时没有任何困难。


自然选择只对个体有效

不得不承认,自然选择是看不见近中性突变的,进化论者的一个普遍反应是,“一旦突变造成的累 积损害变得显著,自然选择将开始淘汰它们。”但这没有触及到问题所在。自然选择只能在个体突变发生时淘汰它们。一旦突变积累到足以成为一个真正的、被察觉到的问题时,它们就会成为整个群体的问题,而不仅仅是某个单一个体的问题。整个群体不会被“淘汰”—— 除非灭绝!

简言之,如果地球有几百万年的历史,意味着基因熵早就把我们灭绝了。15 这表明,符合基因现状的是圣经创造论,而不是进化论——这也凸显了如果没有造物主上帝的干预,那等待人类的是何等惨淡的命运。

赛车与累错灾变

赛车

想象一下一辆处于最佳状态的赛车。有人用小锤子敲它,在它的一块面板上敲出一个小凹痕,或者在挡风玻璃上敲出一个小缺口。这个单一事件会影响赛车赢得比赛的机会吗 ?

不会,但很明显铁锤的撞击造成了一些伤害,虽然很轻微。

在这个比喻中,锤击是一种近中性突变;凹痕就是突变的效应。比赛类似于“自然选择”;比赛的获胜者比对手更“有适应性”。

现在想象一下这个锤击过程在整个赛车上被重复成千上万次,甚至百万次 ; 最终,赛车将严重受损。空气动力会减弱;可能无法通过挡风玻璃看到外面;车内部的电气连接可能会被震松。如果这些轻微的影响足够多,车将完全无法使用。但这一过程并不只发生在一辆车上。比赛中的每辆车都以大致相同的速度累积这些小摩擦。在某一时刻,许多车将无法使用,整个比赛必须取消。

取消比赛代表物种灭绝。用遗传学的术语来说,这被称 为“误差灾难”(error catastrophe) 或“突变熔消”(mutational meltdown)。 

  

【扩展阅读】

● 设计完美的细胞周期

● 并不久远的物种起源:新的DNA研究成果挑战进化

● DNA的衰退——一篇与你息息相关的文章!

● 上帝的DNA开解马达:拓扑异构酶

● 抗生素的耐药性

● 最近的冠状病毒爆发事件是否支持进化论?

● 科学坚固对上帝的信心

● 神创造了致病的病毒吗?

● 基因突变能推动进化吗?

 


参考文献和注释

1. 更加详细的科普性解释,参见:Wieland, C., World winding down, Creation Book Publishers, Powder Springs GA, 2012; available creation.com/s/10-2-602.

2. Sanford, J., Genetic Entropy, FMS publica- tions, 2005–2014; available creation.com/s/10-3-513. (中译本《退化论》或译 《基因熵》可在网上搜索获得。)

3. 参见:Carter, R., Genetic entropy and simple organisms; creation.com/genetic-entropyand-simple-organisms, 25 Oct 2012.

4. Lynch, M., Rate, molecular spectrum, and consequences of human mutation, Proceed- ings of the National Academy of Sciences (USA) 107(3):961–968, 2010.

5. Gerrish, P. et al., Genomic mutation rates that neutralize adaptive evolution and natu- that neutralize adaptive evolution and natu- ral selection, ral selection, J. R. Soc. Interface J. R. Soc. Interface, 29 May , 29 May 2013. 2013.

6. Keightley P.D. and Lynch, M., Toward a re-alistic model of mutations affecting fitness, Evolution 57(3):683–5, 2003.

7. Gerrish, P. and Lenski, R., The fate of com- peting benefi cial mutations in an asexual population, Genetica 102/103: 127–144, 1998.

8. Wieland, C., Beetle bloopers, Creation 19(3):30, 1997; creation.com/beetle.

9. Eyre-Walker, A. and Keightley P.D., The distribution of fi tness effects of new muta- tions, Nat. Rev. Genet. 8(8):610–8, 2007.

10. Kimura, M., Model of effectively neutral mutations in which selective constraint is incorporated, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76(7):3440–3444, 1979.

11. 关于适应性问题的详细解释参见:creation.com/fitness.

12. 病病毒毒群体中的基因熵案例参见:creation.com/genetic-entropyevidence.

13. Sanford, J., Baumgardner, J., and Brewer,W., Selection threshold severely constrains capture of benefi cial mutations, in: Marks II, R.J. et al. (eds.) Biological Information— New Perspectives (proceedings of a 2011 symposium at Cornell University), World Scientifi c, Singapore, p. 283; krusch.com.

14. Gibson, P., Baumgardner, J., Brewer, W., and Sanford, J., Can purifying natural selection preserve biological information?, in: Marks II, R.J. et al. (eds.), ref. 13, pp. 232–263.

15. Kondrashov, A.S., Contamination of the ge- nome by very slightly deleterious mutations: why have we not died 100 times over? J. Theor. Biol. 175(4):583–594, 21 Aug 1995.    

本文原英文链接见:https://creation.com/genetic-entropy-vs-evolution.

 

 

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