هل بعض الأشياء أعقد من أن تتطور؟

الفكرة الأساسية: لا يحتاج النظام المعقد إلى أن يظهر دفعة واحدة، لأن أجزاءه يمكن أن تبدأ بأداء وظائف أخرى ثم تُجمع لاحقاً، وقد تبيّن أن للأمثلة الشهيرة على الأنظمة «غير القابلة للاختزال» أقارب أبسط تعمل.

الحجة

شاعت فكرة التعقيد غير القابل للاختزال (irreducible complexity) على يد الكيميائي الحيوي مايكل بيهي في كتابه Darwin’s Black Box عام 1996.

والادعاء يسير هكذا. بعض الأنظمة البيولوجية مكوّنة من عدة أجزاء تعمل معاً. انزع أي جزء واحد يتوقف النظام كله عن العمل. وقارن بيهي هذه الأنظمة بمصيدة الفئران: فمن دون النابض، أو المطرقة، أو القاعدة، لا تصطاد أي فأر. وإذا كان كل جزء لازماً، فإن نسخة مبنية إلى النصف ستكون عديمة الفائدة. والانتقاء الطبيعي لا يستطيع الاحتفاظ بشيء عديم الفائدة. إذن، كما تقول الحجة، لا يمكن لهذه الأنظمة أن تكون قد تطورت خطوة بخطوة.

وكثيراً ما تُعطى العين مثالاً، وقد أُجيب عنها في صفحتها الخاصة عن كيف تطورت العين. أما الأمثلة المفضلة لدى بيهي نفسه فكانت أمثلة صغيرة داخل الخلايا: السوط البكتيري، وسلسلة تخثر الدم، والجهاز المناعي.

وفي الحجة افتراض خفي. فهي تفترض أن الطريقة الوحيدة لبناء نظام هي إضافة أجزائه واحداً بعد آخر، كل منها يؤدي الوظيفة نفسها التي يؤديها الآن. وليس على علم الأحياء أن يعمل بهذه الطريقة.

الأجزاء يمكن أن تغيّر وظائفها

يسميه علماء الأحياء التوظيف المشترك (co-option) أو التكيف المُعاد توظيفه (exaptation). يتطور جزء لأنه مفيد لوظيفة ما. ثم يُستعار لاحقاً لوظيفة مختلفة.

عظام أذنك الوسطى حالة واضحة. فللثدييات ثلاث عظام أذن صغيرة تنقل الصوت إلى الأذن الداخلية. وقد تطور اثنان منها من عظام كانت جزءاً من مفصل الفك في حيوانات أقدم. ويُظهر السجل الأحفوري التغيّر على مراحل، إذ استعملت بعض أقارب الثدييات المبكرة العظام نفسها للمضغ وللسمع معاً. ولم تكن هذه العظام قط «نصف أذن» تنتظر غرضاً. بل كانت عظام فك عاملة طوال الوقت.

فالسؤال الصحيح إذن ليس «ما فائدة نصف سوط؟» بل «هل يمكن أن تكون بعض هذه الأجزاء مفيدة لشيء آخر أولاً؟»

السقالات: حين تصبح الأجزاء المفيدة ضرورية

فكّر في قوس حجري. لا يمكنك بناء قوس بوضع الأحجار في الهواء. فيقيم البنّاؤون أولاً إطاراً خشبياً، ويضعون الأحجار فوقه، ثم يزيلون الإطار. والآن يعتمد كل حجر على كل حجر آخر. اسحب حجراً واحداً فيسقط القوس.

وقد يقول من لا يرى إلا القوس المكتمل إنه لا يمكن أن يكون قد بُني بخطوات. وسيكون مخطئاً. فقد بُني بخطوات، بمساعدة جزء لم يعد موجوداً.

والأنظمة الحية قد تعمل بالطريقة نفسها. فقد يكون الجزء في البداية مجرد مفيد. ثم تتغير أجزاء أخرى لتعتمد عليه، فيصبح ضرورياً. أو يُفقد جزء مبكر ساعد على بدء الأمور حين تصبح بقية الأجزاء قادرة على التدبر بدونه. وفي الحالتين قد تبدو النتيجة اليوم «غير قابلة للاختزال» مع أنها جُمعت تدريجياً.

السوط البكتيري

تسبح بكتيريا كثيرة باستعمال سوط (flagellum): ذيل طويل يشبه السوط يديره محرك دوّار عند قاعدته. وهو فعلاً مثير للإعجاب، ويُبنى من عشرات البروتينات المختلفة.

لكن له أقارب. فبعض البكتيريا المسببة للأمراض، ومنها التي تسبب الطاعون وبعض أنواع التسمم الغذائي، تستعمل تركيباً يسمى نظام الإفراز من النوع الثالث (type III secretion system). وهو إبرة دقيقة تحقن بروتينات بكتيرية في خلايا العائل. ولا تستطيع السباحة. إنها تؤدي وظيفة مختلفة وتؤديها جيداً.

وكثير من البروتينات الأساسية في قاعدة السوط وثيقة القرابة ببروتينات في نظام الإفراز هذا. بعبارة أخرى، يمكن لمجموعة جزئية من أجزاء السوط أن تعمل معاً، دون المحرك والذيل، لتفعل شيئاً مفيداً.

وفي عام 2006 راجع عالم الأحياء الدقيقة مارك بالين والباحث نيكولاس ماتزكي الأدلة في مجلة Nature Reviews Microbiology. وأشارا إلى أن لكثير من بروتينات السوط الأخرى أيضاً أقارب في مكان آخر من البكتيريا تؤدي وظائف أخرى. وجادلا بأنه لا حاجة إلى قفزات كبيرة لبناء نموذج لكيفية تطور السوط.

وهناك تحفظ صادق واحد. فما زال العلماء يتجادلون في ترتيب الأحداث. فقد يكون نظام الإفراز تطور من السوط، لا العكس، أو قد يأتي كلاهما من سلف مشترك. لكن هذا الجدل لا ينقذ الحجة. فالادعاء كان أنه لا توجد مجموعة جزئية من الأجزاء تستطيع أن تفعل شيئاً مفيداً. والحال أن مجموعة جزئية عاملة موجودة.

سلسلة تخثر الدم

حين تجرح نفسك، تنشط سلسلة من البروتينات الواحد بعد الآخر، وتنتهي بشبكة لزجة تسمى الفيبرين (fibrin) تسدّ الجرح. وجادل بيهي بأن هذه السلسلة، التي تسمى سلسلة التخثر، تحتاج إلى كل حلقاتها.

أمضى الكيميائي الحيوي راسل دوليتل عقوداً يدرس كيف تطورت هذه السلسلة. والأداة الرئيسية هي تضاعف الجينات (gene duplication). فأحياناً يُنسخ جين بالخطأ، فينتهي الجينوم بنسختين. وتواصل إحدى النسختين أداء العمل القديم. أما النسخة الاحتياطية فهي حرة في أن تتغير، وفي بعض الأحيان تتولى دوراً جديداً. وتبدو بروتينات تخثر كثيرة كأنها نسخ معدّلة بعضها من بعض، وهذا ما تتوقعه من هذه العملية.

والمقارنات مع حيوانات أخرى كاشفة:

• في عام 2003 بحث يونغ جيانغ وراسل دوليتل في جينوم السمكة المنتفخة. ووجدا جينات 21 من 26 بروتيناً مرتبطاً بالتخثر بحثا عنها. وكانت جينات ثلاثة عوامل يملكها البشر (العامل XI والعامل XII وprekallikrein) مفقودة. ومع ذلك يتخثر دم السمكة المنتفخة.
• وبحثت الدراسة نفسها في الزقيات (sea squirt)، وهو قريب بسيط للحيوانات ذات العمود الفقري. ولم يكن لديه أي من عوامل التخثر نفسها، لكن كان لديه معظم اللبنات الأصغر، المسماة النطاقات (domains)، التي تُبنى منها تلك العوامل. وهذا ما تتوقعه إذا جُمعت السلسلة بنسخ أجزاء أقدم وإعادة خلطها.
• تفتقر الدلافين والحيتان إلى العامل XII. ومع ذلك يتخثر دمها.

إذن يعمل نظام التخثر بأجزاء أقل في بعض الحيوانات. فهو ليس غير قابل للاختزال بالطريقة التي تدّعيها الحجة.

السؤال يصل إلى المحكمة: Kitzmiller v. Dover (2005)

في أكتوبر 2004 صوّت المجلس المدرسي في دوفر بولاية بنسلفانيا على تغيير دروس الأحياء للصف التاسع. فكان على الطلاب أن يسمعوا بياناً يعرض «التصميم الذكي» بديلاً عن التطور، وعُرض كتاب اسمه Of Pandas and People مرجعاً. ورفع أحد عشر من أولياء الأمور دعوى على المنطقة التعليمية.

نظر في القضية، Kitzmiller v. Dover Area School District، القاضي جون إي. جونز الثالث من المحكمة الاتحادية للمنطقة الوسطى من بنسلفانيا. واستمرت المحاكمة من سبتمبر إلى نوفمبر 2005. وشهد مايكل بيهي لصالح المجلس المدرسي. وشهد عالم الأحياء كينيث ميلر لصالح أولياء الأمور.

وفي 20 ديسمبر 2005 أصدر القاضي جونز حكماً من 139 صفحة. ومن بين ما خلص إليه:

• كانت سياسة المجلس المدرسي غير دستورية، لأنها روّجت لرؤية دينية في حصة علوم في مدرسة عامة.
• التصميم الذكي ليس علماً. وقدّم القاضي ثلاثة أسباب: فهو يعتمد على أسباب خارقة للطبيعة، وحجته المركزية، التعقيد غير القابل للاختزال، تقوم على خيار زائف بين التصميم والتطور، وقد أجاب المجتمع العلمي عن انتقاداته للتطور.
• وبشأن السوط، أشارت المحكمة إلى العمل المحكَّم عن نظام الإفراز من النوع الثالث. وبشأن التخثر، أشارت إلى أن الدلافين والحيتان والأسماك المنتفخة تخثّر دمها وبعض أجزاء السلسلة مفقودة.
• وبشأن الجهاز المناعي، سجلت المحكمة أن بيهي عُرضت عليه 58 منشوراً محكَّماً وتسعة كتب وعدة فصول من كتب دراسية عن كيفية تطور الجهاز المناعي، وقال إن هذا مع ذلك لا يكفي من الأدلة بالنسبة إليه.

وكتب القاضي أيضاً أن المحكمة لم تتخذ موقفاً من احتمال صحة حجج التصميم الذكي. وأضاف أن التصميم الذكي يمكن أن تستمر دراسته ومناقشته والحديث عنه. وكان حكمه فقط أنه لا يمكن تدريسه بديلاً عن التطور في حصة علوم في مدرسة عامة.

وهناك حقيقتان أخريان تستحقان أن تُعرفا. ففي نوفمبر 2005، قبل الحكم، استبدل الناخبون جميع أعضاء المجلس الثمانية الذين كانوا يخوضون إعادة الانتخاب، ولم يستأنف المجلس الجديد. ولأن هذا حكم محكمة منطقة، فهو غير ملزم للمحاكم في أماكن أخرى، رغم أنه نوقش على نطاق واسع.

لماذا «لا أستطيع تخيل كيف» ليس دليلاً

أعمق مشكلة في الحجة هي منطقها. فهي تبدأ من فجوة: «لم يُظهر أحد كيف تطور هذا». ثم تعامل الفجوة كأنها دليل على أنه لا يمكن أن يكون قد تطور.

لكن الفجوات تُغلق. ففي عام 1996 كتب بيهي أن الجهاز المناعي ليس له تفسير طبيعي. وخلال بضع سنوات تتبعت سلسلة من الدراسات كيف نشأ كثير منه. وقد سُدّت أيضاً الفجوات في قصتي السوط والتخثر منذ طُرحت الحجة أول مرة.

والعلم لا يستطيع أبداً أن يثبت أن لكل نظام ممكن تاريخاً معروفاً. لكنه يستطيع أن يختبر ادعاءات محددة. وحين اختُبرت الادعاءات المحددة، ظهرت نسخ أبسط عاملة وأجزاء مستعارة مراراً وتكراراً.

إلى أين تذهب بعد ذلك

للاطلاع على المثال الكلاسيكي مجاباً عنه كاملاً، اقرأ كيف تطورت العين. ولترى كيف تنشأ جينات جديدة ونسخ من الجينات، اقرأ الطفرة. ولترى كيف تنتشر التنوعات المفيدة، اقرأ الانتقاء الطبيعي.