Genetic Entropy – samenvatting deel 1

by | dec 23, 2023 | Biologie, Genetica, Opinie, Recensie

Genetic Entropy – samenvatting deel 1

Inleiding

Het stond nog altijd op mijn to-do-list om het boek Genetic Entropy van J.C. Sanford te lezen. Sanford  is een emeritus hoogleraar aan de Cornell universiteit, een zeer gerenommeerd instituut, die de genetica van planten tot zijn vakgebied had. Hij heeft veel onderzoek verricht. Oorspronkelijk was hij evolutionist, maar hij heeft die zienswijze verlaten en is creationist. Hij heeft, inmiddels al wel heel wat jaren geleden het boek Genetic Entropy geschreven omdat hij denkt dat de genen met de tijd niet door evolutie steeds verrijkt worden, maar daarentegen aan slijtage onderhevig zijn doordat zich mutaties ophopen. Deze herfstvakantie heb ik de tijd gevonden om het boekje uit te lezen.

Genetic Entropy (Sanford)

Genetic Entropy presenteert overtuigend wetenschappelijk bewijs dat het genoom van alle levende wezens langzaam degenereert – door de opeenstapeling van licht schadelijke mutaties.

Het is een interessant werk. Niet buitengewoon diepgravend of technisch. Voor een niet-ingewijde in het vakgebied eigenlijk ook wel goed te volgen. Het is opvallend, dat hij eigenlijk geen grote nieuwe inzichten heeft. Wat hij vertelt is zo’n beetje gewoon standaard genetica, maar dan op zo’n wijze verwoord dat het duidelijk maakt dat ons genoom niet door evolutie steeds meer informatie verkrijgt. Veel dingen wist ik eigenlijk al wel, maar enkele zaken had ik me vooraf eigenlijk nog niet zo gerealiseerd, zoals bijvoorbeeld het principe, dat selectie plaats vindt op het fenotype en niet op het genotype, maar dat voor opgaande evolutie een verbetering van genotype nodig is.

Kanttekeningen bij Genetic Entropy

Een zwakte van het werk van Sanford is, dat hij in sommige uitspraken net wat te extreem is. Zo stelt hij dat er geen voordelige mutaties zijn, maar die zijn er natuurlijk wel, ook al zijn die ver in de minderheid ten opzichte van de nadelige mutaties. Hij weet dat soort dingen zelf ook wel, maar zet vanwege retorische redenen zijn punt wat extremer neer dan nodig is. Dat is jammer want het is niet nodig en maakt hem vatbaar voor commentaar. Selectie is gemiddeld genomen bij lange na al niet in staat om alle nadelige mutaties te elimineren, laat staan dat ze in staat is om voordelige mutaties te laten accumuleren.

Ook komen we dat een beetje tegen bij zijn uitspraken over de evolutie van het griepvirus. Het griepvirus H1N1 zou volgens hem in degeneratie zijn. Ik denk niet dat daar sprake van is. Ook is verminderde ziekte door griep geen symptoom dat het genoom van een virus zou degenereren. Het is immers niet het levensdoel van een virus om mensen ziek te maken. Maar afgezien van deze kanttekeningen is het boek van Sanford lezenswaard en zie je ook in op internet dat er eigenlijk geen gefundeerde weerleggingen zijn van de kern van zijn betoog.

Hoofdstuk 1 van Genetic Entropy

In hoofdstuk 1 legt Sanford uit dat het genoom van een organisme geen blauwdruk is maar een handleiding. Het genoom bevat een handleiding vol met instructies over hoe de cel en uiteindelijk het geheel van de cellen, het lichaam, moet worden opgebouwd en moet werken. Deze handleiding is heel erg groot. Voor de mens bestaat die uit een paar miljard letters. Eigenlijk is ons genoom niet te vergelijken met een boek, maar met een complete bibliotheek met boeken met hoofdstukken met alinea’s met zinnen en woorden.

Data-compressie

Sanford benadrukt hoe ontzettend veel informatie in het genoom aanwezig is, en dat er sprake is van data-compressie, van informatie die op veel verschillende manieren gelezen kan worden en dan tot verschillende functionele uitkomsten leiden. Het is geen lineaire, maar een 3D-architectuur met gebieden die wel-, en gebieden die niet afgelezen worden. Gebieden die naar voren afgelezen worden maar die ook achterwaarts afgelezen kunnen worden en dan ook functionele waarde hebben. Waar kwam al die informatie vandaan? En hoe kan het worden onderhouden? Dat is de mysterie van het genoom. Nu is volgens Sanford het belangrijke primaire axioma binnen de biologie dat:

“life is life because random mutations at the molecular level are filtered through a reproductive sieve acting on the level of the whole organism.”

En hij ondergraaft dat axioma. Hij stelt de vraag hoe random mutaties ertoe kunnen leiden dat uit eenvoudige organismen complexe organismen ontstaan.

“Isn’t it remarkable that the primary axiom of biological evolution essentially claims that typographical errors and limited selective copying within an instruction manual can transform a wagon into a spaceship in the absence of any intelligence, purpose, or design? Do you find this concept credible?”

En dat is op zich ook ongeloofwaardig. Nu zullen evolutionisten zeggen dat deze uitspraak geen axioma is maar een uitkomst van gedegen wetenschappelijk onderzoek. Ook dan is Sanford al tevreden, want dan kan er tenminste over gesproken worden. Persoonlijk denk ik niet dat deze stelling in officiële zin een axioma is, maar wel dat ze in praktische zin vaak deze functie vervult.

Hoofdstuk 2

Hoofdstuk 2 gaat erover of mutaties goed zijn, en het antwoord van Sanford is dat random mutaties altijd informatie vernielen. Mutaties zijn typefouten in het levensboek. Dat veroorzaakt schade. Dat zien we in het verouderingsproces. Dat proces wordt in gang gezet door mutaties. Vrijwel alle mutaties zijn schadelijk. Dat zien we alleen al als we kijken hoe ijverig wetenschappers zoeken naar mutaties die voordelig zijn, en hoe weinig ze ervan vinden. Vrijwel altijd blijkt de “voordelige” mutatie een verlies aan informatie te zijn die voor het individu in dit geval dan toevallig goed uit komt. Dat mutaties nadelig zijn wordt duidelijk als de metafoor van de handleiding wordt gebruikt. Zelden wordt een handleiding beter als er typefouten in komen te staan. Laat staan als er bij elke keer als de handleiding opnieuw wordt gedrukt er weer nieuwe kopieerfouten bij komen.

Negatief effect mutaties

Een belangrijk punt van Sanford is dat bijna alle mutaties maar heel weinig negatief effect hebben, maar toch een negatief effect. Net als het roesten van een auto. Een enkel roestspikkeltje doet geen kwaad. Dit is een belangrijke gedachte. Evolutionisten stellen dat veel mutaties volstrekt neutraal zijn. Dan ontstaat daaruit een pool van info die wellicht voordeel kan opleveren. Maar voor Sanford zijn typefouten in de handleiding nooit volledig neutraal. Er verandert altijd wat. Een belangrijk punt hier is dat Sanford aanneemt dat het genoom voor het grootste deel functioneel is. Als iets functioneel is, dan is de kans dat het door een mutatie verandert tot iets minder functioneels levensgroot.

“It is becoming increasingly clear that most, or all of the genome is functional. Therefore, most mutations in the genome must be deleterious”.

Evolutionisten beschouwden vanouds het grootste deel van het genoom als junk, rommel. Dan zijn mutaties daarin niet nadelig. Maar de gedachte dat het grootste deel van het genoom junk is, is volledig achterhaald. Voordelige mutaties zijn in de ogen van Sanford dermate zeldzaam, dat die in modellen gewoon kunnen worden genegeerd. Die spelen geen rol. Belangrijk in de redenatie van Sanford dat juist heel licht negatieve mutaties heel vaak voorkomen en dat juist die mutaties niet kunnen worden weggeselecteerd.

Kimura

Hij maakt hier gebruik van gegevens van Kimura. Kimura definieert een near neutral box, dat zijn mutaties die zo weinig negatief effect hebben (en dat zijn verreweg de meeste mutaties), dat Kimura deze volledig neutraal noemt, maar dat is dus volgens Sanford incorrect. Ook de zeldzaam optredende voordelige mutaties vallen grotendeels in de near neutral box en die kunnen dus ook niet geselecteerd worden. Ze hebben te weinig effect om door de omstandigheden gezien te worden. “Everything about the true distribution of mutations argues against mutations leasing to a net gain in information, as needed for forward evolution”. Selectie heeft het druk met het selecteren van nadelige mutaties.

Hoofdstuk 3 van Genetic Entropy

Hoeveel mutaties is teveel? Het menselijk genoom muteert te snel.

Men heeft zich al langere tijd geleden zorgen gemaakt over het idee dat zich in het menselijke genoom nadelige mutaties ophopen. Een mutatieopeenhoping van 0.12 tot 0.3 per persoon per generatie was al zorgelijk. Want die moet wel weer door selectie verwijderd worden, wil men voorkomen dat het DNA in de loop van de tijd achteruit gaat. Lang werd gedacht dat een mutatie snelheid van 1 per persoon en generatie het maximum zou kunnen zijn wat de menselijke soort aan zou kunnen.

Nu is het echter common sense dat het aantal mutaties 100 per persoon per generatie is. We hebben dus 100 mutaties van onze ouders, maar 100 ook van onze grootouders en verder en verder en verder terug. Die kunnen we natuurlijk nooit allemaal uitselecteren. Daar zitten grote en kleine mutaties bij. Ook mitochondrieel DNA heeft één mutatie per persoon per jaar. Mitochondriën recombineren niet, die krijg je alleen van je moeder. Dat leidt tot een probleem dat Muller’s ratchet wordt genoemd. Het DNA kan nooit verrijkt worden maar moet degraderen en informatie die verloren is gegaan, krijg je nooit terug. Het is mooi om in wetenschappelijke artikelen over Muller’s ratchet exact dezelfde redenatie als van Sanford terug te zien.

De komende weken plaatsen we deel 2,3 en 4 van de samenvatting van Genetic Entropy.

Abonneer je op onze maandelijkse nieuwsbrief!