Ερώτηση
Τι είναι η αμείωτη πολυπλοκότητα;
Απάντηση
Η αμείωτη πολυπλοκότητα είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει ένα χαρακτηριστικό συγκεκριμένων σύνθετων συστημάτων, στα οποία απαιτούνται όλα τα επιμέρους συστατικά στοιχεία να βρίσκονται στην θέση τους προκειμένου να λειτουργήσουν. Με άλλα λόγια, είναι αδύνατο να μειώσεις (ή να απλοποιήσεις) την πολυπλοκότητα ενός αμείωτα σύνθετου συστήματος μετακινώντας οιοδήποτε από τα συστατικά του μέρη και διατηρώντας την λειτουργικότητά του.
Ο καθηγητής Michael Behe τού Πανεπιστημίου τού Lehigh επινόησε τον όρο στο σημαντικό έργο του Darwin’s Black Box, 1996. Εκλαΐκευσε την ιδέα παρουσιάζοντας την κοινή ποντικοπαγίδα ως παράδειγμα τής αμείωτης πολυπλοκότητας. Μια τυπική παγίδα κατασκευάζεται από πέντε τμήματα: μια παγίδα, ένα ελατήριο, ένα μάνταλο, μία ράβδο και μία βάση. Σύμφωνα με τον Behe, αν κάποιο από τα εξαρτήματα αυτά μετακινηθεί χωρίς ν’ αντικατασταθεί αναλόγως (ή τουλάχιστον να ανακατασκευαστούν τα υπόλοιπα μέρη της), το όλο σύστημα δεν πρόκειται να λειτουργήσει. Ο καθηγητής John McDonald του Πανεπιστημίου του Delaware έχει αμφισβητήσει την αμείωτη πολυπλοκότητα τής ποντικοπαγίδας. Ο McDonald έχει δημιουργήσει μια online παραστατική παρουσίαση για ν’ απεικονίσει το επιχείρημά του (δες: A reducibly complex mousetrap στην ιστοσελίδα http://udel.edu/~mcdonald/oldmousetrap.html). Ο Behe έχει αντικρούσει την πολεμική τού McDonald και την έχει δημοσιεύσει online (δες: A Mousetrap Defended: Response to Critics στην ιστοσελίδα http://www.arn.org/docs/behe/mb_mousetrapdefended.htm). Έτσι, η συζήτηση σχετικά με την ποντικοπαγίδα μαίνεται. Αλλ’ αυτό ξεφεύγει από το ζήτημα καθ’ εαυτό. Είτε η ποντικοπαγίδα αποτελεί μια αληθώς αμείωτη πολυπλοκότητα είτε όχι δεν συνιστά την καρδιά τού ζητήματος, η οποία είναι η ιδέα τής αμείωτης πολυπλοκότητας καθ’ εαυτήν.
Η κατά τα άλλα αβλαβής ιδέα τής αμείωτης πολυπλοκότητας προκαλεί σφοδρή διένεξη όταν εφαρμόζεται στα βιολογικά συστήματα. Αυτό συμβαίνει διότι θεωρείται πρόκληση στην δαρβίνεια εξέλιξη, η οποία παραμένει το κυρίαρχο υπόδειγμα στον Τομέα τής Βιολογίας. Ο Charles Darwin παραδέχθηκε, «Αν μπορούσε να δειχθεί ότι κάθε πολύπλοκο όργανο που υπήρξε, το οποίο πιθανόν να μην σχηματίστηκε από αρκετές, διαδοχικές, μικρές τροποποιήσεις, η θεωρία μου θα κατέρρεε απολύτως» (Origin of Species [Αρχή των Ειδών], 1859, σ. 158). Ο Behe επιχειρηματολογεί, «Ένα αμείωτα πολύπλοκο σύστημα δεν μπορεί να παραχθεί ευθέως (εννοεί μέσω συνεχούς βελτίωσης τής αρχικής λειτουργίας, η οποία συνεχίζει να λειτουργεί με τον ίδιο μηχανισμό) με μικρές, διαδοχικές τροποποιήσεις ενός προδρόμου συστήματος, διότι κάθε πρόδρομος ενός αμείωτα πολύπλοκου συστήματος από το οποίο λείπει ένα τμήμα, είναι εξ ορισμού μη λειτουργικό (Darwin’s Black Box, 1996, σ. 39).
Θα πρέπει να σημειώσουμε ότι λέγοντας ο Behe «μη λειτουργικό» δεν εννοεί ότι ο πρόδρομος δεν μπορεί να πραγματοποιήσει καμία λειτουργία – μια ποντικοπαγίδα που δεν έχει το ελατήριο μπορεί να λειτουργήσει ως χαρτοστάτης (το αντικείμενο που με το βάρος του κρατάει τα χαρτιά). Δεν μπορεί όμως να λειτουργήσει την συγκεκριμένη λειτουργία (να παγιδεύει ποντίκια) μέσω τού ίδιου μηχανισμού (το μάνταλο που με το ελατήριο κινείται και παγιδεύει το ποντίκι).
Αυτό αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο ότι τα αμείωτα πολύπλοκα συστήματα μπορούν να εξελιχθούν από απλούστερους προδρόμους που πραγματοποιούν άσχετες λειτουργίες. Αυτό θα συνιστούσε έμμεση εξέλιξη. Ο Behe έχει παραδεχθεί πως «αν ένα σύστημα είναι αμείωτα πολύπλοκο (κι έτσι δεν μπορεί να παραχθεί αμέσως), δεν μπορεί ωστόσο ν’ αποκλείσει την πιθανότητα μιας έμμεσης, ελικοειδούς πορείας» (έ.α., σ. 40).
Σε συμφωνία με την αναλογία τής ποντικοπαγίδας, ενώ η αποτελούμενη από τα πέντε εξαρτήματα ποντικοπαγίδα δεν θα μπορούσε να εξελιχθεί αμέσως από μία απλούστερη, μη λειτουργική έκδοση της (και παραμένει σε συμφωνία με την ιδέα τής εξέλιξης του Δαρβίνου μέσω τής φυσικής επιλογής), θα μπορούσε να εξελιχθεί από έναν χαρτοστάτη αποτελούμενο από τέσσερα εξαρτήματα. Έτσι, σύμφωνα με τον Behe, μία περισσότερο αποτελεσματική, περισσότερο πολύπλοκη ποντικοπαγίδα που εξελίσσεται από μία απλούστερη έκδοση της θα συνιστούσε άμεση εξέλιξη. Μία πολύπλοκη ποντικοπαγίδα που εξελίσσεται από έναν πολύπλοκο χαρτοστάτη θα συνιστούσε έμμεση εξέλιξη. Η αμείωτη πολυπλοκότητα θεωρείται ως πρόκληση στην άμεση εξέλιξη.
Θα πρέπει ακόμη να σημειώσουμε ότι η εξέλιξη μέσω της φυσικής επιλογής δεν ενεργείται αποκλειστικά για να κατασταθούν προδρομικά συστήματα περισσότερο πολύπλοκα. Μπορεί επίσης να απλοποιηθούν. Έτσι, η δαρβίνεια εξέλιξη μπορεί να παραγάγει αμείωτη πολυπλοκότητα εργαζόμενη προς τα πίσω. Ας θεωρήσουμε το δημοφιλές παιχνίδι Jenga, ένα παιχνίδι στο οποίο οι παίκτες μετακινούν ξύλινα τουβλάκια από έναν πύργο μέχρις ότου αυτός καταρρεύσει. Ο πύργος αρχίζει με 54 ξύλινα τουβλάκια. Καθώς οι παίκτες μετακινούν τα τουβλάκια, ο πύργος μειώνεται ως προς την πολυπλοκότητά του (συνεχώς μειώνονται τα τουβλάκια που τον αποτελούν) μέχρις ότου γίνει αμείωτα πολύπλοκος (αν αφαιρεθούν κι άλλα τουβλάκια θα καταρρεύσει). Αυτό απεικονίζει πώς ένα αμείωτο πολύπλοκο σύστημα μπορεί να προκύψει εμμέσως από ένα περισσότερο πολύπλοκο σύστημα.
Ο Behe επιχειρηματολογεί ότι όσο λιγότερο σύνθετο είναι ένα αμείωτο πολύπλοκο σύστημα, τόσο πιθανότερο είναι ότι θα μπορούσε να προκύψει μέσω μιας έμμεσης οδού (είτε εξελισσόμενο από έναν απλούστερο πρόδρομο που πραγματοποιούσε μια διαφορετική λειτουργία ή μέσω ενός πολυπλοκότερου προδρόμου που απώλεσε κάποια του τμήματα). Αντιστρόφως, όσο πολυπλοκότερο είναι ένα αμείωτο σύνθετο σύστημα, τόσο λιγότερο πιθανό είναι ότι θα μπορούσε να παραχθεί μέσω μιας έμμεσης οδού. Σύμφωνα με τον Behe, «Καθώς η πολυπλοκότητα ενός αλληλεπιδρώντος συστήματος αυξάνει, ωστόσο, η πιθανότητα μιας τέτοιας έμμεσης οδού μειώνεται απότομα» (έ.α. σ. 40).
Ο Behe αναφέρει το μαστιγωτό σύστημα τού κολοβακτηριδίου Εσερίχια ως παράδειγμα ενός αμείωτου πολύπλοκου συστήματος που πιστεύει πως δεν θα μπορούσε να εξελιχθεί αμέσως (διότι είναι αμείωτα σύνθετο) και το πιθανότερο δεν προέκυψε εμμέσως (διότι είναι εξαιρετικά σύνθετο). Το μαστιγωτό σύστημα τού κολοβακτηριδίου Εσερίχια είναι μία απίστευτα μικροσκοπική εξωλέμβια μηχανή που χρησιμοποιεί το κολοβακτηρίδιο για να περιφέρεται στο περιβάλλον του. Αποτελείται από 40 ξεχωριστά εσωτερικά τμήματα που περιλαμβάνουν έναν στάτορα, έναν κινητήρα, έναν άξονα, μία σύνδεση σε σχήμα U, και μία έλικα. Αν κάποιο από αυτά τα τμήματα αφαιρεθεί, το όλο σύστημα αποτυγχάνει να λειτουργήσει. Μερικά από τα συστατικά τού μαστιγίου συναντώνται αλλού στον μικροσκοπικό κόσμο. Τα τμήματα αυτά λειτουργούν επίσης ως τμήμα τού μεταφορικού συστήματος Τύπου ΙΙΙ. Θα μπορούσαν έτσι να έχουν προέλθει από μεταφορά τού Τύπου ΙΙΙ (η διαδικασία αυτή είναι γνωστή ως εισδοχή). Η πλειονότητα, ωστόσο, των συστατικών τού μαστιγωτού κολοβακτηριδίου Εσερίχια είναι μοναδική. Απαιτούν την δική τους εξελικτική εξήγηση, η οποία μέχρι στιγμής παραμένει αινιγματική.
Έχει εκδηλωθεί τεράστια αντίθεση στην αμείωτη πολυπλοκότητα από το εσωτερικό τού δαρβινικού στρατοπέδου. Κάποια από την κριτική είναι έγκυρη αλλά κάποια άλλη δεν είναι. Παρομοίως, πρέπει κάποιος να είναι προσεκτικός να εξετάσει τους ισχυρισμούς που προτάσσουν οι υποστηρικτές τής αμείωτης πολυπλοκότητας. Μερικά από τα βιολογικά παραδείγματα που παρέθεταν από νωρίς, εμφανίζονται τώρα να είναι μειώσιμα. Αυτό δεν αναιρεί την ιδέα καθ’ εαυτήν, ούτε ανατρέπει πραγματικά παραδείγματα αμείωτα πολύπλοκων βιολογικών συστημάτων (όπως το μαστιγωτό κολοβακτηρίδιο Εσερίχια). Αυτό που δείχνει είναι ότι οι επιστήμονες μπορούν να σφάλλουν, όπως ακριβώς και κάθε άλλος.
Συνοπτικά, η αμείωτη πολυπλοκότητα αποτελεί μια πλευρά τής Θεωρίας τού Ευφυούς Σχεδιασμού που επιχειρηματολογεί ότι μερικά βιολογικά συστήματα είναι τόσο πολύπλοκα και τόσο εξαρτώμενα από πολλαπλά πολύπλοκα τμήματα, έτσι που δεν θα μπορούσαν να έχουν εξελιχθεί τυχαία. Εκτός εάν όλα τα τμήματα τού συστήματος εξελιχθούν συγχρόνως, το σύστημα είναι άχρηστο, και συνεπώς θα συμβεί ζημιά στον οργανισμό, κι έτσι σύμφωνα με τους «νόμους» της εξέλιξης, θα ξεχώριζε με φυσικό τρόπο από το σύστημα. Ενώ η αμείωτη πολυπλοκότητα δεν αποδεικνύει ξεκάθαρα τον ευφυή Σχεδιαστή, και δεν διαψεύδει οριστικά την εξέλιξη, δείχνει αναμφίβολα σε κάτι πέραν τυχαίων διαδικασιών αναφορικά με την προέλευση και ανάπτυξη τής βιολογικής ζωής.
English
Τι είναι η αμείωτη πολυπλοκότητα;
