Om și cimpanzeu | Oameni și cimpanzei

Este cimpanzeul ruda cea mai apropiată a omului în lumea animală? Conform teoriei evoluţiei răspunsul este un DA categoric. Literatura de specialitate abundă în estimări generoase ale asemănării genetice dintre om și cimpanzeu, mergând de la 96% până la 99%. Cum sunt obţinute însă aceste procente, ce supoziţii ascund și ce semnifică ele dincolo de interpretarea evoluţionistă?

Un documentar știinţific al producătorilor de televiziune PBS Nova[1] pornește de la un citat al lui Darwin: „Mi se pare că trebuie să admitem că omul, cu toate calităţile sale nobile, încă poartă în fizionomia corpului său urmele de neșters ale originii sale umile.“ Documentarul continuă: „Astăzi, chiar și școlarii pot cita numărul care este, poate, cel mai des adus ca argument în susţinerea viziunii lui Darwin – și anume faptul că aproape 99% din ADN-ul nostru este identic cu cel al rudei noastre celei mai apropiate, cimpanzeul.“

Această perspectivă evoluţionistă este atât de răspândită azi, încât procentul de asemănare genetică între om și cimpanzeu merită discutat pe larg, ca un studiu de caz pentru problema mai generală a asemănărilor genetice și a „înrudirilor“ între specii. Argumentul de bază al teoriei evoluţiei este că omul și celelalte primate au genomuri foarte asemănătoare, deci ar fi rezonabil să tragem concluzia că provin dintr-un strămoș comun. Dintre toate primatele existente în prezent, cele mai apropiate „rude“ ale noastre ar fi cimpanzeii (pan troglodytes), pentru care estimările de asemănare genetică variază între 96% și 99%, în funcţie de studiul citat. Cu alte cuvinte, aceste studii pretind că specia umană este aproape identică, din punctul de vedere al codului genetic, cu cimpanzeii.

Articolul de faţă se va concentra pe explicarea metodologiei care produce aceste procente de asemănare între om și cimpanzeu și pe estimarea unui procent mai realist de asemănare, totul, în încercarea de a da o semnificaţie cât mai clară acestor numere, din perspectivă atât evoluţionistă, cât și creaţionistă. Articolul din numărul următor se va concentra pe imaginea de ansamblu, și anume pe gradul de asemănare genetică între om și alte animale, dar și între diferitele animale. Asemănarea genetică între specii este folosită pentru a produce reprezentări grafice ale descendenţei speciilor din strămoși comuni, așa numiţii arbori ai vieţii (arbori filogenetici). Vom căuta să identificăm supoziţiile și problemele care apar în acest proces și, de asemenea, o alternativă creaţionistă de interpretare a datelor.

Istoria argumentului

Primele estimări ale asemănării genetice dintre om și cimpanzeu au apărut în anii 1970, la începuturile biologiei moleculare moderne, și s-au bazat pe metode chimice de lucru, rudimentare după standardele de azi. Estimările iniţiale indicau un procent de asemănare cuprins între 98% și 99% și au generat surpriză la vremea aceea, pentru că cercetătorii nu se așteptau la numere atât de mari[2]: dacă suntem peste 98% identici cu cimpanzeii la nivel genetic, cum de suntem, de fapt, atât de diferiţi ca anatomie, comportament și capacităţi? De atunci datează consensul de gândire evoluţionist, cum că diferenţele morfologice majore dintre oameni și primate (sau oricare alte perechi de specii) pot fi cauzate de diferenţe minuscule între genomurile celor două specii[3]. Aceasta este însă o justificare post-factum, nu o explicaţie satisfăcătoare a estimărilor foarte mari de asemănare genetică între om și cimpanzeu.

Datorită limitărilor tehnice ale acelei perioade, doar mici porţiuni din genomul omului și al cimpanzeului au putut fi comparate pentru asemănare, acele porţiuni fiind inerent preselectate din cele predispuse să fi e mai asemănătoare (secvenţele ADN care conţin o concentraţie mai mare de gene). În aceste condiţii, era de așteptat un grad de supraestimare a asemănării, dar, chiar și așa, procentul de 98,5% a rămas, mai bine de trei decenii, standardul și a fost folosit ca atare în multe dezbateri aprinse evoluţie-creaţie.[4]

Procentul de asemănare, azi…

Odată cu recenta revoluţie tehnologică la nivelul capacităţii de „a citi“ moleculele ADN, au putut fi efectuate studii mult mai precise, iar procentul de asemănare de 98,5% a scăzut constant. În 2005, genomul cimpanzeului a fost complet secvenţializat[5], permiţând astfel pentru prima dată efectuarea unor studii complete ale procentului de asemănare. De atunci, consensul știinţific s-a stabilizat în jurul valorii de 96% de similaritate genetică între om și cimpanzeu.

În articolele din ediţiile anterioare am explicat cum cea mai mare parte din genomul unui organism este considerată de cercetători (în principal evoluţioniști, dar nu numai) a nu avea nicio funcţie, fiind văzută ca un fel de gunoi genetic, lăsat în urmă de milioane de ani de evoluţie. La om și cimpanzeu, procentul de ADN considerat nefuncţional în genom este estimat la 90-95%. Este important de precizat că, dacă înainte de 2005 majoritatea studiilor comparative puneau accent doar pe porţiunea mică de ADN considerat „funcţional“ la cele două specii, după secvenţializarea completă a genomului cimpanzeului, în 2005, procentul de 96% de asemănare genetică se referă la totalitatea celor două genomuri. Avem, așadar, astăzi o estimare solidă a similarităţii genetice între om și cimpanzeu, luând în calcul totalitatea informaţiei genetice.

…și felul în care este calculat

Dar cum pot fi omul și cimpanzeul doar în proporţie de 4% diferiţi din punct de vedere genetic, dacă cimpanzeul are un genom cu 8% mai mare decât cel al omului? Din simpla comparare a dimensiunilor celor două genomuri, un raţionament banal arată că procentul de asemănare dintre ele nu poate fi mai mare de 92%, nicidecum de 96%. Au făcut cercetătorii greșeli atât de simple în estimarea similarităţii genetice? Răspunsul stă în metodologia folosită pentru a estima asemănarea genetică existentă între două specii.

Întâi de toate, trebuie înţeles că întreaga problemă a estimării asemănării genetice se reduce la un element de natură informatică destul de simplu de exprimat: cum afl ăm cât de asemănătoare sunt două texte pe care vrem să le comparăm? Genomul unei specii este ca un text cu litere, bazat pe un alfabet de doar patru litere: A, C, G și T. În cazul omului, acest text are aproximativ 3,2 miliarde de litere, iar în cazul cimpanzeului, aproximativ 3,8 miliarde de litere.

Procedura standard de comparare constă în „alinierea“ cele două texte pe două linii, unul sub altul, adăugând spaţii goale acolo unde este necesar, astfel încât un număr cât mai mare de litere să se alinieze corect pe verticală. Alinierea este considerată „optimă“ dacă numărul de litere aliniate corect între cele două texte este maxim[6]. Procentul de asemănare este apoi extras din raportul numărului literelor aliniate corect faţă de numărul total de litere[7].

Mai jos avem un exemplu simplu cu două secvenţe ADN foarte scurte: „ACGCTT GACAAGGCTC“ (16 litere) și „ACCCTGAATGACCTC“ (15 litere).

Se observă ușor cum, prin inserarea de spaţii în cele două șiruri, putem obţine o aliniere mult mai bună și putem crește procentul de asemănare de la 37% la 69%. Acesta este principiul de bază care se aplică în încercarea de a estima un procent de asemănare între două secvenţe ADN, și este un principiu cât se poate de fundamentat și de logic. Într-adevăr, ar fi ilogic ca două secvenţe aproape identice să fie considerate complet diferite doar pentru că una dintre secvenţe are câteva litere în plus la început, după cum reiese din exemplul următor:

Ipotezele evoluţioniste și efectele lor

Inserarea de spaţii pentru a obţine o aliniere cât mai bună este, deci, un pas logic și intuitiv în estimarea asemănării dintre două secvenţe. Reluăm primul exemplu, în care am văzut că alinierea optimă induce un procent de asemănare de 69%. Dar ce aţi spune dacă, în exemplul folosit, ar exista o soluţie ca alinierea optimă să rezulte într-un procent de asemănare de 79%?

Metodologia evoluţionistă de interpretare a unei alinieri reprezintă exact acest tip de soluţie, construită pe baza următoarei ipoteze: dacă ambele secvenţe provin de la o secvenţă ancestrală comună, atunci cele trei spaţii libere din prima secvenţă reprezintă, de fapt, un singur eveniment evolutiv de adăugare a „GAA“ în a doua secvenţă sau, echivalent, de ștergere a „GAA“ din prima secvenţă. Așadar, aceste trei litere nealiniate sunt numărate ca o singură literă nealiniată și sunt numite un indel (de la engl. insertion/deletion, rom. inserţie/ștergere). În mod similar, celălalt indel, „AAGG“, prezent în prima secvenţă și absent în cea de-a doua, este numărat tot ca un singur eveniment evolutiv, nu ca 4 litere distincte nealiniate.

Operând cu aceste ipoteze este ușor de văzut cum procentul de asemănare poate fi ridicat artificial, diminuând numărul total de litere nealiniate. În cazul exemplului folosit în acest articol, diferenţa este de 10 procente.

După cum am arătat, indelurile sunt de două tipuri: inserţii și ștergeri, după cum dictează presupunerile evoluţioniste. În realitate însă, tot ce avem sunt niște diferenţe între două texte, așa că, în lipsa contextului de interpretare evoluţionist, nu se justifică tratarea unui indel ca un întreg. Prin analogie, dacă inserez un capitol nou într-o carte sau doar o frază/propoziţie, teoria evoluţiei ar interpreta asta ca pe o singură modificare de o literă, și nu ca pe o sumă de modificări proporţională cu numărul de litere adăugate. Aceasta este una dintre principalele surse de supraestimare a asemănării genetice în studiile care iau în considerare tot genomul.

O a doua sursă importantă de supraestimare a asemănării o reprezintă structurile repetitive. Acestea sunt mici secvenţe de ADN care apar repetate una după alta în genom, iar numărul de repetări este în general diferit la om și cimpanzeu. Datorită faptului că teoria evoluţiei consideră atât indelurile, cât și structurile repetitive ca fiind în mare parte lipsite de funcţie, ca parte a ADN-ului considerat nefuncţional, acestea nu sunt luate în calcul la estimarea asemănării genetice, chiar dacă studiile pornesc iniţial de la totalitatea celor două genomuri. Într-un articol precedent am arătat că ipoteza de nefuncţionalitate a unei părţi mari a genomului uman este pusă serios sub semnul întrebării de studii recente[8], dar metodologia de estimare a asemănării genetice nu a fost influenţată încă de acestea.

Gradul de asemănare dincolo de teoria evoluţiei

Prin urmare, studiiile care converg spre procentul de similaritate de 96% între om și cimpanzeu, deși pornesc de la totalitatea informaţiei genetice, ignoră indelurile menţionate mai sus și structurile repetitive. Astfel, aceste studii ajung să ia în considerare doar două treimi din genom, adică doar porţiunile ce se aliniază foarte bine între om și cimpanzeu, supraestimând astfel procentul de asemănare.

Geneticianul Jeff rey Tomkins[9] și-a propus în 2013 să investigheze procentul real de asemănare între om și cimpanzeu luând în calcul toată informaţia genetică, fără să ignore nimic[10]. A început prin a trece în revistă toate studiile majore de până atunci care făceau o estimare a procentului de asemănare. În toate cazurile a găsit că porţiuni semnificative de ADN care nu se aliniau suficient de bine au fost omise, din considerentele evoluţioniste explicate mai sus, iar dacă porţiunile omise ar fi fost incluse în studiu, procentele de asemănare ar fi scăzut semnificativ spre 81%, 86%. În final, Tomkins a realizat propria analiză de detaliu, pornind de la genomurile făcute publice ale omului și cimpanzeului, și a ajuns la un procent de asemănare de aproximativ 70%. Detaliat pe cromozomi, a găsit că gradul de asemănare variază între 66% și 76%, fără să ia în calcul cromozomul Y (a cărui prezenţă determină sexul masculin), care este aproape complet diferit la oameni și cimpanzei. În concluzie, analizând datele fără presupuneri evoluţioniste, cercetătorul a găsit că, deși multe porţiuni de ADN sunt într-adevăr foarte asemănătoare între om și cimpanzeu, în special ADN-ul considerat funcţional, așa cum se știa deja de câteva decenii, există zone vaste de genom care sunt radical diferite sau zone care apar doar la om, nu și la cimpanzeu, și viceversa. Iar toate acestea conduc spre un procent de asemănare general de 70%.

Cercetătorul genetician Richard Buggs, de la Universitatea din Florida, pornind de la estimarea larg răspândită de 98%, ajunge tot la un procent de aproximativ 70% de asemănare. El explică pe scurt:

„Pentru a compara cele două genomuri, primul lucru care trebuie făcut este să aliniem părţile din genom care sunt similare. Când facem asta, descoperim că doar 2,4 miliarde de litere din cele 3,2 miliarde ale genomului uman se aliniază aproximativ cu genomul cimpanzeului, adică aproximativ 76% din genomul uman.Unii cercetători argumentează că cei 24% din genomul uman care nu se aliniază la genomul cimpanzeului sunt de fapt ADN «gunoi», care nu folosește la nimic. Totuși, se cunoaște azi că acest ADN poate conţine până la 600 de gene care codifică proteine și, de asemenea, conţine multe porţiuni care codifi că molecule ARN funcţionale. Dacă ne uităm mai cu atenţie la cele 76 de procente din ADN-ul uman care seamănă cu cel al cimpanzeului, găsim că trebuie să introducem spaţii în ambele genomuri pentru a obţine o aliniere mai bună. Aceste spaţii dau o diferenţă de încă 3%, așa că până acum avem o asemănare de 73% între cele două genomuri. Mai departe, în alinierea precisă care rezultă mai găsim încă un tip de diferenţe, și anume litere individuale care sunt diferite între cele două genomuri. Acestea aduc o diferenţă de încă 1,23%, pentru un procent total de asemănare de aproximativ 72%. De asemenea, mai găsim și locuri în care mai multe repetiţii ale aceleiași secvenţe ADN se aliniază cu un număr diferit de repetiţii în celălalt genom. Aceste variaţii de număr de repetiţii produc diferenţe de încă 2,7%, ajungând ca procentul total de asemănare între om și cimpanzeu să fie chiar sub 70%“[11].

Indiferent însă care este procentul real de asemănare între om și cimpanzeu, trebuie ca metodologia prin care este obţinut să aibă sens și în alte comparaţii. Dacă procentele de 96-98% de asemănare genetică om-cimpanzeu, din perspectiva evoluţionistă, au într-adevăr un sens solid, atunci ar trebui să găsim procente verosimile când aplicăm aceeași metodologie și la alte perechi de organisme. Dar care este procentul de asemănare genetică între om și alte câteva animale, după metodologia evoluţionistă[12]?

Privind la valorile de mai sus, pare evidentă o tendinţă spre supraestimare. Chiar dacă omul este mai apropiat de cimpanzeu ca anatomie, omul nu este „aproape un șoarece“, nu este pe jumătate muscă și cu siguranţă că nu are mai nimic în comun cu viţa-de-vie.

Datele genetice cu siguranţă nu dovedesc existenţa unui strămoș comun; dintr-o perspectivă creaţionistă, astfel de similarităţi pot pur și simplu să arate că Dumnezeu folosește componente și principii efi ciente asemănătoare pentru diverse organisme.
Francis Collins

Concluzii

Chiar dacă ambele genomuri au fost secvenţializate deja complet cu destulă precizie, nu există un procent stabilit exact de asemănare între om și cimpanzeu, chiar și din perspectiva evoluţionistă. Aceasta se datorează faptului că este dificil să estimezi un procent de asemănare analizând genomurile doar la nivelul secvenţei de bază. Totuși, un consens aproximativ al cercetătorilor există și el se situează în jurul valorii de 96%. În acest articol am arătat însă că metodologia după care este calculat acest procent preselectează, de cele mai multe ori, secvenţele de ADN cele mai asemănătoare pentru a fi comparate și ignoră întotdeauna dimensiunile dezacordurilor dintre ele (indeluri, secvenţe repetitive etc.). Procedându-se astfel, pe baza unor ipoteze și presupuneri evoluţioniste, este practic garantat un grad înalt de similaritate. Tendinţa sistematică de a supraestima asemănarea genetică prin această metodologie este evidentă și în procentele de asemănare raportate între om și alte organisme, după cum am arătat deja.

Deși este adevărat că există secţiuni mari de ADN care sunt foarte asemănătoare sau identice la om și cimpanzeu, studii comparative care includ totalitatea informaţiei genetice și nu ignoră nimic converg spre un procent real de asemănare situat în jurul a 70%. Aceasta arată clar că omul și cimpanzeul nu sunt nici pe departe aproape identici din punct de vedere genetic, ci sunt doar asemănători, așa cum este de fapt vizibil și cu ochiul liber.

Procesele evolutive ipotetice cu greu pot constitui o explicaţie pentru diferenţele majore dintre genomul omului și al cimpanzeului atunci când nu se ignoră nimic din ele. Dintr-o perspectivă creaţionistă însă, diferenţele dintre genomuri nu pun nicio problemă. Cât despre regiunile similare ale celor două genomuri, ele își pot găsi o explicaţie puternică în „refolosirea codului“ existent în diverse specii pentru scopuri asemănătoare, un concept familiar oricărui informatician. Pentru cine este dispus să ia în considerare această posibilitate, astfel de indicii favorizează ideea existenţei unui Creator al omului și al vieţii și mai puţin ideea unei evoluţii naturaliste.

Francis Collins, directorul Institutului Naţional pentru Sănătate din SUA și fost conducător al Proiectului Genomului Uman, sintetizează[13]: „Datele genetice cu siguranţă nu dovedesc existenţa unui strămoș comun; dintr-o perspectivă creaţionistă, astfel de similarităţi pot pur și simplu să arate că Dumnezeu folosește componente și principii efi ciente asemănătoare pentru diverse organisme.“

În concluzie, eliberat de constrângeri evoluţioniste, procentul de asemănare între om și cimpanzeu este mult mai mic decât cel popularizat astăzi și, în orice caz, nu „demonstrează“ evoluţia darwiniană decât dacă excludem orice altă posibilitate, în principal existenţa unui Creator.