For å forstå biologisk liv og dets opprinnelse kommer man ikke utenom informasjonen man finner i DNA.
Av Steinar Thorvaldsen, professor i informasjonsvitenskap UiT Norges arktiske universitet og styreleder i Stiftelsen BioCosmos
En utvidet versjon av publisert innlegg i avisen Dagen.
Jeg har gjennom årene vært tilskuer eller deltaker i mange debatter omkring evolusjonsteorien, både i Dagen, Vårt Land, NRK og internasjonalt. Ofte blir temperaturen så høy at det til forveksling likner på en politisk debatt der man prater på ulike måter og mye forbi hverandre. Jeg synes dette er unødvendig da saken fortjener noe bedre. Derfor skriver jeg dette forsøket på en liten faglig oppdatering om hvor saken nå står, sett med mine øyne.
Noen finner fasiten og den åpenbare sannhet i det som fossilene viser oss, andre mener fasiten er å finne i Bibelen. Begge disse posisjonene er helt greie som personlige standpunkter.
Men som kjent har du ikke et faglig argument eller begrunnelse ved å se i fasiten. Man må også gå igjennom den krevende vitenskapelige jobben, formulert i vitenskapens språk og metode, basert på de reglene som gjelder for vitenskapelig virksomhet. Grunnen til at dette bør verdsettes er jo at naturvitenskapen har høy status over det meste av verden, siden den har gitt oss verktøy som på rekke og rad har frambrakt gjennomgripende oppfinnelser som forandrer din og min hverdag.
For oss som jobber innen naturvitenskap, er det viktig å holde debatten på et naturfaglig nivå. Så la oss holde debatten på dette planet. De mer tverrfaglige perspektivene kan eventuelt komme inn i etterkant og legger ingen avgjørende premisser for den rent faglige ekskursen.
- Les også: – En informasjonsrevolusjon innen biologien
Det publiseres jo mye forskning og litteratur innen biovitenskapene, og det er nesten umulig å henge med. En oppdatering om noe av det som er publisert i vitenskapelig sammenheng de siste årene kan derfor være til nytte. Sammen med gode universitetskolleger, har jeg selv fått bidra i denne forskningen. Det er skrevet flere faglige artikler i gode tidsskrifter der referanser og detaljer er å finne.
LIVETS HEMMELIGHET: DNA’ets struktur og funksjon ble oppdaget i Cambridge. På bildet står Steinar Thorvaldsen utenfor den puben der denne oppdagelse ble feiret. Foto: Whewell Centre.
Darwins milepæl
Darwins teori representerte i sin tid en milepæl i biologien. Det er mange sterke likhetstrekk mellom livsformene vi ser på jorda. Samtidig framviser livet en dyp sammenheng på det biokjemiske nivå. Med noen få unntak bruker alle livsformer DNA som sitt genetiske materiale, og proteiner er konstruert fra de samme 20 aminosyrene som byggesteiner. Å trekke opp utviklingslinjer ut fra slike likheter er ganske nærliggende.
Nå trenger jo ikke likheter å bety at et direkte slektskap eksisterer. Korrelasjoner er ikke noe bevis for årsakssammenhenger, slik vi lærer på våre universiteter. For å være god vitenskap, trenger man i tillegg en mekanisme som beskriver sammenhengen på en sakssvarende måte. Mekanismene som inngår i den tradisjonelle evolusjonsteori er grundig studert, og vi vet i dag mye både om denne teoriens virkeområde og begrensninger. Alt levende finnes i adskilte former med begrenset kapasitet for endringer. Disse tilpasningene kalles mikroevolusjon, og skjer på grunnlag av den eksisterende genetikk innen genpuljen. Her har Darwins teori sitt viktige poeng.
Det er også gjennomført eksperimenter som viser potensialet for endring. Richard Lenskis Long Term Evolution Experiment, med bakterien E.coli, regnes det som det mest avgjørende evolusjonseksperimentet noensinne. Eksperimentet startet i 1988, og bakterie-kulturene av E.coli passerte hele 80 000 generasjoner for ett år siden. I følge Lenski skjedde den mest slående endringen i eksperimentet rundt generasjon 31 000.
Det uventede som skjedde, var at bakteriene hadde fått evnen til å spise citrat (et kjemikalie som finnes i rikt monn i sitrusfrukter) der det fantes oksygen, noe vanlige E. coli ikke kan. Her er det viktig å vite at vanlig E.coli lett kan konsumere citrat når oksygen er fraværende.
Videre forskning avdekket det molekylære grunnlag for den nye spiseevnen: Et protein som kan importere citrat inn i cellen for konsum har et kontrollområde ved siden av genet sitt som skrur det av når oksygen er til stede. Som art er E. coli karakterisert ved sin manglende evne til å vokse på citrat i nærvær av oksygen. En mutasjon kopierte så en sekvens med bakteriens DNA med et annet kontrollområde fra et gen i nærheten, og plasserte tilfeldigvis dette kontrollområde ved siden av citrat-genet, slik at det nå kunne fungere med oksygen til stede.
Altså er det en ren duplisering av allerede eksisterende DNA i bakterien. En slik mutasjonen regnes som en modifisering av funksjon, altså en nyvinning, men egentlig ingen genetiske nyheter. Snarere en omorganisering av bakteriens DNA. Et latent genetisk potensial ble realisert, men dette betyr altså ikke et gen konverteres til et grunnleggende nytt gen. Mekanismer med å skru av og på eksisterende gener via punktmutasjoner er velkjent i biologien. Vi kjenner også til eksempler på genoverføring mellom ulike bakterier. Men disse mekanismene skaper heller ikke grunnleggende ny genetisk informasjon.
Nye forskningsmiljøer
Det er egentlig ikke overraskende at flere kjente biologer nå stiller spørsmål ved den darwinistiske evolusjonsteori, i lys av dagens innsikt. Den tradisjonelle biologien er ofte dominert av en krampaktig darwinisme som ikke spør hva som er den underliggende forklaringen, men bare hva som passer. Det finnes flere aktive forskningsmiljøer som har tatt grundig tak i dette som egentlig er en betydningsfull grunnlagsdebatt i biologien, og langtfra noe som er unødvendig.
En viktig gruppe kritiske forskere kaller seg The third way, med de kjente professorene Denis Noble og James Shapiro i spissen. Disse tar avstand fra darwinismen som de mener har opphøyet mutasjoner og naturlig utvalg til en unik kreativ kraft som over tid skal løse alle de vanskelige problemene i evolusjonsteorien uten å bygge på et reelt empirisk grunnlag. Disse forskerne jobber for en dypere og mer fullstendig utforskning av alle aspekter av evolusjonsprosessen.
En annen løselig organisert gruppe omtales ofte som Intelligent design (ID). ID forskningen innen biologi ble tidligere forsøkt avvist med at den ikke bygde på naturvitenskapelige metoder. ID ble følgelig av mange stemplet som noe som ikke hørte hjemme i vitenskapen. Bruk av metodologisk naturalisme som rammeverk har som har mål å holde vitenskapen på rett spor ved å begrense vitenskapen til å fokusere på rent naturlige årsaksforhold. Men denne innvendingen ble etter hvert oppklart da man innså at naturforskningen har en ganske pragmatisk tilnærming til naturalismen. Pragmatisk naturalisme ønsker ganske enkelt å forstå naturen og bryr seg ikke om hvilke begreper som er involvert for å legge til rette for denne forståelsen, så lenge de viser seg fruktbare. Både spesifisert informasjon og design er et slike begreper. Pragmatisk naturalisme setter ingen begrensninger på ID. ID har som mål å overholde de samme faglige standardene som andre vitenskapelige virksomheter, og er underlagt de samme metodene for evaluering og kritikk.
En lang rekke forskningsartikler publiseres nå av personer tilknyttet disse gruppene, både i ledende og nystartede tidsskrifter. Det avholdes også faglige konferanser slik det er vanlig i forskningen.
Men hva er det da som gjør at denne type forskning nå fortjener en klar plass på det vitenskapelige sakskartet?
DNA: livets kode
Vi er vel rimelig enige om at kunnskap om DNA er det viktigste datagrunnlaget for å kunne forstå biologisk liv og de ulike livsformene. En av de overraskende oppdagelsene innen biologi har vært at genetisk informasjon er organisert på en måte som likner konvensjonell tekst, mens cellen fungerer på en måte som likner moderne teknologi. Arvestoffet i cellenes DNA og gener kan sammenliknes med teksten og kapitlene i en bok. I likhet med lesbare tekster har begreper som «kode», «språk», «transkripsjon», «budbringer» og «bibliotek» vist seg svært nyttige for å beskrive og forstå hvordan cellenes biologi er vevd sammen. Noen deler av DNA koder for gener med grunnleggende biologiske funksjoner, andre sekvenser regulerer gener, og andre tjener igjen strukturelle formål. Genene er de delene av DNA der vi har oppnådd best forståelse. Når det gjelder å forstå de ikke-kodende områdene i DNA, ser det ut til at vi bare har begynt å skrape i overflaten.
Figuren viser hvordan informasjonsinnholdet i et gen kan avleses basert på data fra koden i DNA. Fra en forskningsartikkel i Journal of the Royal Statistical Society (Thorvaldsen og Hössjer, 2023).
Enhver levende organisme har et genom, bygd opp av DNA, som koder for organismens grunnleggende ingredienser, inkludert konstruksjonen av proteiner. På denne måten har informasjon blitt en sentral idé i moderne biologi, og det er en felles forståelse for at dette er en nøkkelegenskap ved livet – kanskje hovednøkkelen. Cellen kan lagre informasjon 10 000 vis av ganger tettere enn våre egne energislukende datasentre.
Innholdet i de vanlige naturlovene er en veldig kort algoritme, mens livet krever mye mer informasjon enn det som finnes i disse lovene. Den genetiske informasjonen som finnes i selv den minste levende organisme er mye større enn informasjonen som finnes i de fysiske lovene. Biologisk liv krever ikke bare dannelsen av individuelle proteiner, men også deres vellykkede «biologiske fusjon» til et hierarki av lag; som funksjonelle systemer, levende celler, flere vev, organer og levedyktige populasjoner. Kapasiteten til gunstig biologisk fusjon eksemplifiserer hvordan levende systemer nødvendiggjør ytterligere grader av forhåndsgitt funksjonell integrasjon og helhet på hvert nivå i hierarkiet.
I dag vet vi at biologisk liv er fullpakket med bioteknologiske «oppfinnelser». Hver biologisk organisme spiller på tusenvis av slike elementer i koordinert funksjon. Molekylære motorer er nå en samlebetegnelse som vi bruker for biokjemiske systemer som består av flere proteiner som kan løse de mest fantastiske oppgaver, ved å opprettholde et helt spekter av funksjoner og mekanismer på cellenivå. Disse motorene består av noen tusen atomer arrangert i en svært organisert 3D romlig struktur i form av en funksjonell enhet. Biologi er full av slike smarte innovasjoner. Vi vet nå at cellene selv regulerer sine DNA-molekyler.
Informasjon har dermed blitt et sentralt spørsmål i biologien.
En informasjonsrevolusjon
Vi mennesker har etter hvert lært oss selv å designe og utvikle koder. På samme måte som vi i dag har en informasjonsrevolusjon i samfunnet, ser vi også en informasjonsrevolusjon i biovitenskapene. Naturvitenskap er generelt opptatt av kvantifisering og målinger. Informasjonen som vi finner i genene er iboende egenskaper, og kan måles på samme måte som tyngde og lengde. Måleenheten er ikke kilogram og meter, men bits. Slik er det nyttig å bygge på den vitenskapen som heter informasjonsteori og utgjør grunnlaget for all digital kommunikasjon. Informasjonsteorien kan i vår sammenheng utvides til å inkludere DNA-språkets mening i form av proteinenes biologiske funksjon.
I disse faglige arbeidene defineres og detekteres biologisk informasjon med rent naturvitenskapelige metoder som gjør det mulig å definere og kvantifisere mengden spesifisert informasjon som kreves for å generere en familie av gener med lik funksjon. Denne informasjonsmengden er svært stor. Samtidig er sekvensene tilhørende forskjellige gener så ulike, at de ikke ligger innenfor de tradisjonelle darwinistiske prosessene med mutasjoner, naturlig seleksjon og genetisk drift. Gener som tilhører samme familie (domene) folder seg grovt sett etter samme mønster i 3D. Slike domener har en liknende status i biologien som grunnstoffene har i kjemien, men antallet er mye større.
Den kunnskap vi i dag har om DNA, støtter ikke påstanden om at små tilfeldige mutasjoner er kilden til nye og nyttige gener. I den tradisjonelle evolusjonsteorien dreier en avgjørende del av argumentet seg om hvorvidt det finnes en kontinuerlig vei, som fører til genuint nye gener basert på eksisterende liv, hvor hvert trinn både er begunstiget av naturlig utvalg og lite nok til å ha oppstått ved tilfeldighet. Det ser ut til å bli presentert som et spørsmål om logisk nødvendighet at en slik vei eksisterer, men rent faktisk finnes det ingen. Sannsynligheten blir forsvinnende lav.
Slike studier og arbeider har med økende faglig styrke etablert informasjon som en grunnleggende egenskap ved alt liv. Informasjonen i hver eneste gen-familie er derfor ingen metafor eller illusjon, den er høyst reell og anses som iboende egenskaper ved livet. Det er vel neppe overraskende at flere kjente biologer nå stiller spørsmål ved det gamle darwinistiske paradigmet.
En gjennomtrengende informasjonsrevolusjon innen biovitenskapen gjør det også mulig å framsette nye hypoteser om gamle problemstillinger, alt fra eksistensen av «søppel-DNA» til pseudogener og SNPs.
Mennesket
Et svært viktig spørsmål for oss er selvsagt menneskets opprinnelse. Da menneskets DNA var ferdig kartlagt i 2001, var det en overraskelse at antall proteinkodende gener var så lavt som rundt 20 000. Enkle planter kan ha dobbelt så mange gener.
Men igjen er det DNA-molekylet sine aktive egenskaper som utgjør den store forskjellen hos mennesket. Vi har funnet ut at cellene selv regulerer sine DNA-molekyler. Det er også oppdaget at – avhengig av hvordan cellen behandler informasjonen som er lagret i DNA – kan et enkelt gen bidra til produksjonen av tusenvis av proteiner og andre genprodukter. Etter hvert som molekylærbiologi har avdekket nye trekk ved cellens informasjons-prosessering, har det vokst fram en ny oppfatning av genet – en oppfatning der genet ikke bare forstås som en singulær, lineær og lokalisert enhet på en DNA-tråd, men snarere en oppfatning der genet forstås som et distributivt sett med datafiler som er tilgjengelige for avlesning og kontekstavhengig ekspresjon innen et helhetlig informasjonssystem. Cellene er konfigurert med sitt DNA for å spille på sitt eget lag med et stort repertoar.
I tillegg til denne fleksibiliteten, kommer menneskets såkalte Orphan gener, som er de særegne genene som er enestående uten påviselige likheter i andre arter. Orphan gener representerer et nytt og fascinerende studieområde innen genetikk. I sum skaper hele dette samspillet et stort antall unike egenskaper, som bl.a. språksenteret i vår hjerne. De humane Orphan genene vil sikkert bli studert i detalj siden apenes DNA nå nylig ble ferdig kartlagt.
Fossilt DNA er vanskelig å studere da det gjerne er forurenset med fremmed DNA når tingene brytes ned. Neandertalernes gener ble rekonstruert og kartlagt i 2010, og viser et overraskende nært genetisk slektskap med mennesket og kan klassifiseres som samme art. Neandertal DNA angis å være 99.7 prosent identisk med DNA fra moderne mennesker, og deler også såkalte DNA-markører med nålevende mennesker.
Jeg er ikke paleontolog, men det fragmenterte lappeteppet vi har av menneskeliknende fossiler, dokumenterer ingen evolusjon av mennesket fra ape-liknende forfedre. Funnene faller naturlig inn i to separate grupper: ape-like og menneske-like. Arten Homo dukker opp, plutselig og på ikke-darwinistisk vis. Det er nedlagt en stor forskningsinnsats i denne aktiviteten. Det som er funnet er alt annet enn ting som tilskriver seg en gradvis darwinistisk prosess. Tvert imot viser det i stedet en dramatisk diskontinuitet mellom ape-liknende og menneske-liknende former. Det er selvsagt også mye uenighet innen fagområdet, da datamaterialet er fragmentert og fortolkningene har et betydelig subjektivt element. Genetisk degenerering grunnet isolasjon og innavl er også et problem. Men flere ledende paleontologer støtter hovedtrekkene i konklusjonen over.
Mennesket representerer også det som best kan beskrives som et «kulturelt big-bang». Det finnes i dag ikke avgjørende naturvitenskapelige argumenter mot at mennesket er en unik skapning på vår planet. Det er dermed ikke sterke faglige argumenter som tilsier at teologer og andre skal tilpasse sin forståelse av mennesket til et darwinistisk rammeverk.
En forkortet versjon av teksten ble publisert i avisen Dagen 6.nov. 2025.