תגובות מתוך הכתבה: הגנים שאי אפשר בלעדיהם

האם מהעובדה שהגנום הזה הוא מינימלי נובע שהוא היה היצור החי הקדום ביותר?
איך האבולוציה מסבירה קפיצה מאפס ל-473 גנים?

התובנה העיקרית שאפשר להוציא מהמחקר הזה היא לגבי זהות הגנים הדרושים כדי לקיים תהליכים תאיים בסיסיים בתאים "מודרניים", התאים שקיימים בימינו. כמות הגנים האלו גם חשובה, אבל הרבה הרבה פחות מהזהות שלהם.

אני לא מצליח לחשוב על תובנות מהמחקר הזה לחקר מוצא החיים. הבקטריה המינימלית הזאת היא עדיין גרסה מאד "מודרנית" של תא. מחקר במוצא החיים מתמקד בשלבים שקדמו להופעה של כאלו תאים "מודרניים".

השאלה הזאת מקבילה לשאלה קלאסית במתמטיקה: האם לפונקציה יש פתרון יחיד.
אני אנסה אם כן לנסח את השאלה במונחים מתמטיים.
במקרה הזה הפונקציה היא פונקציית מינימום על הגנים של יצור חי: מצא את היצור החי המינימלי.
(בניסוח שלך: היצור החי המודרני המינימלי).
נניח לצורך העניין שהיצור החי שמתואר כאן הוא אכן היצור החי המינימלי התיאורטי, כלומר שכל היצורים החיים מכילים לפחות את סט הגנים הזה. נראה לי שמתבקש שהיה בפועל יצור חי כזה.
"הוכחה": לא "סביר" שהטבע יצר מלכתחילה גנים (ובמשמע: חומצות אמיניות) שאינן חיוניות, מכיוון שמוטציות (שזו הדרך של הטבע לקדם את האבולוציה) קורות באופן בדיד ולא מרובה. כלומר מאוד לא סביר שהטבע יצר גנים לא חיוניים לפני שיצר את כל הגנים החיוניים.
אבל אם זה היצור "המודרני" האמיתי הראשון, שהטבע בהכרח התחיל בו כשיצר את כל עולם הטבע ("המודרני"), הרי שגילינו את האב הקדמון של כל הטבע המוכר לנו היום.

אפשר לחלק עכשיו את עולם האבולוציה לשני חלקים: החלק הפרה-"מודרני" והחלק ה"מודרני".
נבחן עתה את החלק הפרה-מודרני.
אם בחלק הפרה-מודרני נוצר (לשיטתך) בדרך לא אבולוציונית יצור בעל 473 גנים - צריך להסביר מהי הדרך הלא אבולוציונית הזו. כלומר - וזו השאלה שלי - איך מאפס גנים קפץ הטבע ל-473 גנים וידע לבחור דווקא את הגנים האלה.
לחלופין, מה שנראה לי סביר יותר, צריך להניח שהאבולוציה היתה קיימת מהגן הראשון, ואז השאלה היא איך התקדמו הגנים באופן "לא חי", מהגן הראשון ועד האב הקדמון הזה. בהנחה שהאבולוציה פעלה גם בשלב הפרה-מודרני, נובע שגם בשלב הפרה מודרני היה "יתרון אבולוציוני" לגנים האלה, גם אם פורמלית הם לא היו "חיים" במובן המודרני.
במילים אחרות, נדמה לי שאם מקבלים את ההנחה (הסבירה לדעתי) שהיה בפועל יצור חי כזה, נובע ש(א) הוא אב קדום לכל הטבע המוכר לנו היום ו(ב) שהיו עוד יצורים קדומים שלא שרדו, שלא נקראו "חיים" במובן המודרני, אבל שהיו בהם חלק מהגנים האלה, שכנראה ידעו להשתכפל איכשהו, ושלגנים האלה היה עבורם יתרון אבולוציוני כלשהו.

אני מדבר עם גבר או אישה? מתנצל אם התבלבלתי קודם. :)

כמה נקודות מאד רלוונטיות:

(1) במחקר הזה, החוקרים ביודעין השאירו בגנום המינימלי הזה גנים שהאורגניזם יכול לגדול בלעדיהם, אך מסייעים לגדול בתנאי ניסוי במהירות סבירה.

(2) בכתבה יונת הזכירה 149 גנים בגנום המינימלי שתפקידם לא ידוע. התפקיד של רבים מהם לא ידוע, משום שאין להם גנים דומים באורגניזמים שהחוקרים השווו איתם את הגנום הזה.

(3) הגנים בחיידק הזה מהווים תוצר של מיליארדי שנים של אבולוציה. אין סיבה להניח שהרצף שלהם מייצג את הרצף של הגנים באב הקדמון המשותף של כל התאים ה"מודרניים" מהם הם התפתחו. יש כמה סיבות לחשוב שההפך הוא הנכון.

(4) יש שפע מודלים של שלבים שונים בתהליך מוצא החיים בהם נוצרים "דברים" לא חיוניים לשרידות האורגניזם. אין בזה שום דבר לא סביר. יעילות ביצירה של דברים היא משהו שאנחנו כבני אדם מנסים להשיג. לטבע דרכים משלו, והם כמעט אף פעם לא מתקרבות לסטנדרט היעילות שלנו.

(5) אין משהו "לא אבולוציוני" במוצא החיים. סחף וסלקציה הם התהליכים האבולוציוניים שמתפקדים כיום והם כנראה היו התהליכים האבולוציוניים ששיחקו תפקיד גם במוצא החיים.

הנקודות האלו קריטיות למה שכתבת. הטענה ש"כל היצורים החיים מכילים לפחות את סט הגנים הזה" שגויה בגלל (1) ו-(2). ה"הוכחה", כלשונך, שנתת לה לא מוכיחה ולא יכולה להוכיח את המבוקש בגלל (1) ו-(2). כמו כן, "הוכחה" הנחת ש"מאוד לא סביר שהטבע יצר גנים לא חיוניים לפני שיצר את כל הגנים החיוניים", וזה שגוי בגלל (4) ו-(5). הנחת שהחיידק המינימלי שיצרו במחקר הזה הוא 'היצור "המודרני" האמיתי הראשון, שהטבע בהכרח התחיל בו כשיצר את כל עולם הטבע ("המודרני")'. הטענה הזאת כמעט בטוח שגויה, בגלל (3). אמרת ש"בחלק הפרה-מודרני נוצר (לשיטתך) בדרך לא אבולוציונית יצור בעל 473 גנים". זאת בהחלט לא שיטתי, כפי שמדגים (5).

לסיכום, זה מחקר מעניין, אבל אני לא רואה השלכות ממנו למוצא החיים. התובנה העיקרית שאפשר להוציא מהמחקר הזה היא לגבי זהות הגנים הדרושים כדי לקיים תהליכים תאיים בסיסיים בתאים "מודרניים", התאים שקיימים בימינו.

זה לא אומר שבלב דבריך אין איזה שאלה מעניינת. יש - החיפוש אחר תסריט סביר להיווצרות החיים מדברים "לא חיים". זאת ה-שאלה שבוחנים חוקרי מוצא החיים. אני לגמרי מבין את העניין בשאלה הזאת, כי היא מעניינת גם אותי בטירוף. עדיין, המחקר בכתבה הזאת - לא רלוונטי לה. זה כל מה שחשוב לי להעביר.

(1) המספר 473 לא ממש עקרוני. אפשר לצורך העניין להניח שהאורגניזם המינימלי צריך פחות מ-473 גנים ולהתעלם מכל השאר.
(2) בכתבה לא נאמר שיש באורגניזם הזה גנים ללא מקבילות באורגניזמים חיים. להיפך, על פי מה שאני מבין, כל הגנים בו לקוחים מיצורים חיים (למעט מוטציה מקרית אחת).
(3) אם כל הגנים הקיימים באורגניזם הזה קיימים גם בכל היצורים המודרניים, נובע מטענת המינימליות שהם היו קיימים כבר באב הקדמון האמיתי.
ההוכחה היא בדרך השלילה: אם מניחים שהם נוצרו מאוחר יותר, נובע שהם לא חיוניים ליצור חי, כלומר הם לא מינימליים.
(4) אם נוצרו בתהליך האבולוציה גנים שאינם חיוניים לשרידות זה לא משנה לטענה שכל הגנים באורגניזם המינימלי היו קיימים באב הקדמון.
(5) בעניין זה אנחנו כנראה מסכימים. הטענה שלי היא שאם בתגלית הזאת חזרנו עוד צעד אחורה באבולוציה, הרי שבהגדרה התקרבנו גם להבנת ראשית החיים.

(1) הנקודה היתה שיש בחיידק המינימלי הזה גנים שידועים כלא-חיוניים לגדילת החיידק. המספר שלהם - לא משנה, ועל זה אנחנו מסכימים.

(2) אזכיר מה טענתי לגבי חלק מהגנים בחיידק המינימלי הזה: "אין להם גנים דומים באורגניזמים שהחוקרים השווו איתם את הגנום הזה". וזה אכן נתמך על ידי לוח 5 במחקר. זה עומד בסתירה למה שכתבת קודם, ש"כל היצורים החיים מכילים לפחות את סט הגנים הזה".

(3) "אם כל הגנים הקיימים באורגניזם הזה קיימים גם בכל היצורים המודרניים...". הם לא, לפי האמור ב-(2). בכל מקרה, ההוכחה שלך לא עובדת, ביולוגית. יש לא מעט גנים שנוצרו "לאחרונה" (במונחים גיאולוגיים) והם חיוניים לאורגניזמים שבהם מצאנו אותם.

(4) אכן. זה משנה לטענה אחרת שטענת: "מאוד לא סביר שהטבע יצר גנים לא חיוניים לפני שיצר את כל הגנים החיוניים". זה מה שטענתי ואני עומד מאחורי זה.

(5) לצערי, המחקר הזה לא שיחזר איזה שלב מוקדם יותר באבולוציה. לזכותו יאמר שהוא גם לא ניסה לעשות את זה. החוקרים לא השתמשו בשיטות מחקר שנועדו לכאלו דברים ולא הציגו את החיידק המינימלי שהם יצרו כחיידק שמייצג את האב הקדמון של משהו. זה לא המובן בו החיידק שהם יצרו מינימלי.

זה די באסה, אבל אני הפארטי-פופר. אפשר להתנחם בזה שאני גם הורס לעצמי. הלוואי והיה למחקר הזה השלכה על חקר מוצא החיים. זה יהיה קול. אני פשוט לא רואה אחת.