Co-optie

Co-optie - Inleiding
Co-optie is de voorgestelde oplossing voor het probleem van de "onherleidbaar complexe" machines die we aantreffen in levende cellen. Onherleidbare complexiteit is een kenmerk van een groot aantal complexe systemen. Het betekent feitelijk dat alle individuele componenten van het systeem op hun plaats moeten zijn om het systeem als geheel te kunnen laten werken. Met andere woorden, het is onmogelijk om de complexiteit van een onherleidbaar complex systeem te reduceren door een van zijn componenten te verwijderen en tegelijkertijd de functionaliteit van dat systeem te behouden.

Dit principe werd gepopulariseerd door professor Michael Behe van Lehigh University in zijn baanbrekende boek "Darwin's Black Box" (oftewel, "Darwins zwarte doos"). Behe gebruikt een muizenval om het principe te illustreren. Een muizenval bestaat uit vijf componenten die met elkaar samenwerken: een platform waarop de val bevestigd wordt, een klem om het aas vast te houden, een krachtige veer, een dunne staaf (de "hamer") en een stang om de hamer mee te vergrendelen. Al deze componenten moeten op de juiste plaats aanwezig zijn om de val te laten werken. Wanneer een van deze componenten wordt verwijderd, dan verliest de muizenval zijn functionaliteit. Biologische systemen kunnen hiermee vergeleken worden: meerdere componenten moeten samenwerken om als geheel te kunnen functioneren. Wanneer een van deze componenten wordt verwijderd, dan verliest het biologische systeem zijn functionaliteit.

Behe's bekendste voorbeeld van een onherleidbaar complex biologisch systeem is het zogenaamde bacterieel flagellum. Een typisch bacterieel flagellum bestaat uit ongeveer veertig verschillende soorten eiwitten. Deze eiwitten functioneren in harmonie met elkaar letterlijk als een microscopische buitenboordmotor. De componenten van het bacterieel flagellum zijn volkomen analoog aan de onderdelen van een door de mens gemaakte motor. Het flagellum heeft een stator, een rotor, een aandrijfas, een U-verbinding en een propeller.

Critici van dit principe van "onherleidbare complexiteit" zijn op de proppen gekomen met hun eigen hypothese: "co-optie". Volgens deze hypothese kunnen onherleidbaar complexe systemen geleidelijk evolueren uit eenvoudigere voorgangers die andere, ongerelateerde functies uitvoerden. Een van de argumenten voor co-optie werd verwoord door Kenneth Miller. Miller stelt dat de basis van het flagellum in een aantal opzichten eender is aan het "type III secretie systeem" (T3SS), een naaldachtige biologische structuur die pathogene microbes gebruikt om gifstoffen in levende eukaryotische cellen te injecteren. De naald heeft tien componenten die hetzelfde zijn als in het flagellum, maar veertig van de eiwitten die het flagellum doen werken ontbreken. En dus concludeert Miller dat "de onderdelen van dit vermeende onherleidbaar complexe systeem feitelijk hun eigen functies hebben". Critici van Millers co-optie argument wijzen erop dat een analyse van de genvolgordes in de twee systemen suggereert dat de flagellaire motor al bestond voordat het secretie systeem tot ontstaan kwam. Met andere woorden: als er al een evolutie plaatsvond, dan evolueerde de pomp uit de motor en niet andersom.

Co-optie - De uitdagingen
Om een bacterieel flagellum te vormen door middel van co-optie, moeten alle afzonderlijke onderdelen gelijktijdig en ongeveer op dezelfde plaats aanwezig zijn en moeten alle afzonderlijke onderdelen nuttige functies hebben die door natuurlijke selectie daadwerkelijk geselecteerd zouden worden. Maar er is geen enkel bewijs dat dit ooit het geval is geweest.

Bovendien vereist co-optie dat alle componenten met elkaar compatibel zijn. Een bout kan niet met een moer gecombineerd worden als de bout te klein of te groot is of schroefdraad heeft die te grof of te fijn is voor die betreffende moer. Er geen enkel bewijs dat aantoont dat deze compatibiliteit ooit heeft bestaan.

Zelfs als alle onderdelen op hetzelfde tijdstip op de juiste locatie aanwezig zijn en allemaal functioneel compatibel zijn, dan is er nog steeds een mechanisme nodig om die componenten te assembleren tot een werkende motor. En dat mechanisme moet zelf tot in detail volledig aanwezig zijn, anders zou het leiden tot een onvolledige of onjuiste samenstelling. Het assemblagemechanisme is dus zelf weer een nieuwe onherleidbaar complexe hindernis. De assemblage moet perfect gecoördineerd en getimed zijn en de assemblage-instructies moeten tot in detail compleet zijn, want anders zou er geen enkele bruikbare functie uit kunnen voortkomen. Tot op heden is er geen enkel materialistisch mechanisme beschreven dat de benodigde complexe en specifieke assemblage-instructies kan voortbrengen.

Co-optie - Conclusie
Hoewel het idee van co-optie zeker interessant is, is er meer onderzoek nodig om vast te stellen of het een plausibele verklaring zou kunnen zijn voor de onherleidbaar complexe systemen in de biochemie van het leven. Het co-optie argument veronderstelt dat juist datgene wat het probeert te verklaren absoluut noodzakelijk is; een onderling afhankelijk functioneel systeem van eiwitten. Tot een gedetailleerde analyse is ondernomen en een plausibel model is opgesteld blijft de hypothese echter niets meer dan een gissing die niet gebaseerd is op empirische data, maar op een vooringenomen trouw aan een Darwinistisch paradigma.

Leer meer!