Intelligenta biologiska system

Evolutionärt tänkande har uppmuntrat till begrepp som ”rudimentära organ” och ”skräp-DNA” eftersom blinda processer ofta producerar skräp och dåliga lösningar. Intelligent-design-teorin betraktar biologin genom andra glasögon. Båda dessa paradigm kan göra förutsägelser och erbjuda förklaringar på diverse biologiska realiteter. Men vilken av dem återspeglar verkligheten bäst? De senaste åren har ett nytt område utkristalliserats inom de biologiska vetenskaperna som bär namnet systembiologi. Det fokuserar på frågor som ”varför?” och ”för vilket syfte?”. David Snoke, fysikprofessor vid Pittsburgs Universitet, har beskrivit hur utbrett användandet av teleologiska¹ begrepp och termer är inom dagens systembiologi. Han menar att forskarna inom denna disciplin därför i praktiken arbetar inom ett design-ramverk snarare än ett evolutionärt sådant. Han kommenterade:

”Många har krävt att intelligent-design-paradigmet måste kunna prestera ett framgångsrikt, kvantitativt program för biologin med förmåga till prediktioner [...] men det tycks som ett sådant program redan existerar mitt framför näsan på oss”².

Inom ingenjörskonst och teknologi behandlas olika enheter som ändamålsenliga delar av en ändamålsenlig helhet. Först definieras syftet och sedan organiseras delarna i enlighet med detta för att syftet ska uppnås. Många industrier har börjat betrakta sina system och produkter utifrån ett informationsperspektiv: den medicinska industrin rör sig från en kemikaliebaserad approach mot en systembiologisk, det vill säga informationsbaserade metoder. Polymerer har länge setts som informationsfattiga, men numera talar vi om intelligenta polymerer. Studiet av biologiska system och dess praktiska gren, syntetisk biologi, är en studie i intelligenta system. Här följer några exempel på språkanvändningen inom systembiologin:

Timing och synkronisering. Vid biltillverkning måste varje komponent anlända vid rätt tillfälle och till rätt plats. Ett tidigt steg i kedjan utgörs av tillverkning av specialdelar. En god vän till mig tillverkade katalysatorer för ett stort europeiskt bilföretag. Han var tvungen att stå på tårna dag och natt och finnas tillgänglig inom tjugo minuter. Delarna måste anlända till fabriken när de behövdes – inte tidigare, inte senare. Samma sak gäller för biologiska system med sina olika timings- och kontrollsystem.

Målstyrning. En signal måste nå sitt mål för att vara användbar. Biologiska signaler simmar inte omkring slumpmässigt i en cell. De har en adress och material transporteras till en destination, precis som bokstäver som skickas via ett postkontor till en specifik brevlåda.

Redundans. På ingenjörsspråk talar man om säkerhetssystem som kopplas på när huvudsystemet går sönder. Sjukhus har exempelvis reservsystem vid elavbrott. Redundansen finns där för att göra systemet mer robust. Inom biologin har vi inbyggd redundans i den genetiska koden. Vi har så kallade homologa proteiner, Vi har två njurar, etc – redundans.

Anpassning. Ett bra exempel är glas som blir mörkare när ljusstyrkan ökar. Tillverkningen av sådant ”intelligent glas” är mycket mer krävande än vid vanlig glastillverkning. Men denna grad av anpassningsbarhet bleknar i jämförelse med den vi finner i levande varelser. Biologiska system är häpnadsväckande anpassningsbara till diverse omständigheter. Tänk till exempel på förändringar i djurbeteenden, fysisk struktur och ämnesomsättning på grund av anpassning till olika klimat, eller årstidsanpassningar till extrema temperaturförhållanden. Ett annat exempel är vår kropps förmåga att reglera koncentrationerna av diverse kemikalier som salt och socker inom snäva gränser.

De senaste årtiondena har forskare sekvensbestämt de informationsrika genomen hos många olika organismer. Varje ny genomsekvensering producerar en flod av nya data. Systembiologer ställer frågor som: Vad betyder allt det här? Vilka syften tjänar den sekvenserade informationen?. Alla dessa är teleologiska frågor. Det är den slags frågor som ingenjörer ställer sig när de använder sig av principen reverse engineering (demontering) för att utröna en funktion hos någonting.

Noter

1. Teleologisk betyder målinriktad, mot ett specifikt syfte. Sådant är givetvis uteslutet i ett strängt materialistiskt universum och i ett evolutionärt perspektiv, men högst förväntat i ett design-/skapelseperspektiv.

2. David Snoke, ”Systems Biology as a Research Program for Intelligent Design”, BIO-complexity 3 (2014):1-11. DOI:10.5048/BIO-C.2014.3