Đột biến tạo ra Thông tin mới như thế nào? [Patricia Engler]

Biên Lục Khảo Cổ Thư
153 Video Views·Oct 3, 2022

Tại sao các đột biến thường không tạo ra thông tin mới hữu ích? Chào mừng đến chương trình Critical Thinking Scan, nơi ta sẽ xem xét cách bạn ngẫm nghĩ về bất kỳ thông điệp thách thức đức tin nào; và tự mình đi đến kết luận hợp lý theo kinh thánh. Tôi là Patricia Engler. Hôm nay, chúng ta dùng khoa học quan sát xem vì sao các đột biến có xu hướng phá hủy thay vì tạo ra thông tin di truyền chức năng mới.
Như đã thấy trong tập 76, đã quá đủ thách thức cho việc cố gắng giải thích vì sao các hệ thống ngôn ngữ (như mã di truyền) có thể phát triển một cách tự nhiên ngay từ ban đầu. Và còn khó hơn nữa (để giải thích), những thông điệp liên lạc có ý nghĩa như gen di truyền vốn tồn tại phụ thuộc lẫn nhau với những sản phẩm của các thông điệp đó như protein. Một bài báo về tiến hóa đặt nghi vấn: "Động lực chọn lọc nào đằng sau sự tiến hóa của Hệ thống Dịch mã Protein cực kỳ phức tạp thuộc ADN trước khi có các protein chức năng? Và dĩ nhiên, không thể có protein nếu không có một hệ thống dịch mã đủ hiệu quả. Một loạt các giả thuyết đã được đề xuất trong nỗ lực phá vỡ chu kỳ lặp lại này. Nhưng cho đến nay không có cái nào trong số này có vẻ đủ chặt chẽ hoặc nhận được sự ủng hộ đầy đủ để khẳng định vị thế của một lý thuyết thực sự."
Các thách thức khá phức tạp, bởi vì không giống như những câu thông thường truyền đạt một thông điệp, một đoạn DNA có thể chứa nhiều lớp thông tin. Tiến sĩ di truyền học Johnathan Sanford đã mô tả ADN như sau, "Hãy tưởng tượng, một câu với hình thức bình thường có một thông điệp cụ thể, nhưng nó cũng có một thông điệp mạch lạc tương đương khi đọc ngược lại. Bây giờ, giả sử rằng nó cũng có thông điệp thứ ba khi ta đọc xen kẽ các ký tự, và thông điệp thứ tư khi dùng một chương trình mã hóa đơn giản để dịch nó." Ông giải thích rằng các thông điệp có nhiều tầng ý nghĩa thì có nhiều mức độ ràng buộc hay giới hạn mà những thay đổi trong tương lai đều có thể xảy ra. Nói cách khác, chúng là "đa ràng buộc". Ông Sanford nói tiếp: "Chúng tôi biết rằng lỗi chính tả trong một câu thường sẽ không cải thiện thông điệp, nhưng ít nhất điều này vẫn có khả năng xảy ra. Tuy vậy, một thông điệp có nhiều ràng buộc lại hấp dẫn ở chỗ nó không thể được cải thiện. Nó chỉ có thể thoái hóa. Bất kỳ lỗi chính tả nào mà có thể cải thiện câu thông thường cũng sẽ làm gián đoạn các lớp thông tin khác." Bởi vì mã hóa ADN là sự "đa ràng buộc", nó giúp giải thích vì sao rất nhiều đột biến hóa ra lại gây hại hơn là có lợi. Và chọn lọc tự nhiên không hẳn loại bỏ các đột biến có hại một cách nhanh chóng, hoặc đủ chính xác để giữ cho các nguồn gen không ngày càng trở nên thoái hóa hơn và hơn nữa theo thời gian. Một tình thế tiến thoái lưỡng nan được gọi là "sự thoái hóa di truyền". Vậy sự tiến hóa ta thấy đang diễn ra không phải là "hướng lên" mà đúng hơn là "đi xuống", vì đột biến gây ra sự mất mát hoàn toàn thông tin di truyền chức năng. Theo giả thuyết, các đột biến có thể tạo ra "thông tin mới" hạn chế ở một mức độ nào đó, nhưng liệu thông tin đó có hữu ích về mặt chức năng hay không lại là một câu chuyện khác.
Để minh họa, hãy để tôi kể cho bạn nghe về thời điểm một lỗi đánh máy giống đột biến đã chuyển một “thông tin mới” cho tôi. Một năm nọ khi đang tham gia một lớp học trực tuyến, tôi phải làm các bài thi của mình thông qua một thư viện địa phương. Tôi lạc mất giấy ghi ngày thi của mình, vì vậy tôi đã gửi email cho thư viện để hỏi khi nào họ lên lịch cho kỳ thi tiếp theo của tôi. Người thủ thư trả lời ngày thi là 04 tháng Ba, tức là ngày hôm sau. Tôi đã có một đêm hoảng loạn để ôn bài, chỉ để nhận ra rằng thủ thư đã mắc một lỗi chính tả. Cô ấy định viết, “Ngày 14 tháng Ba” nhưng đã xóa số 1. Đây là một sự mất mát thông tin trong đó một chữ số đã bị xóa. Kết quả có thể được coi là “thông tin mới” hoặc ít nhất là “thông tin khác", vì email ‘bị đột biến’ thông báo một ngày thi hoàn toàn khác. Bạn thậm chí có thể gọi đây là một “đột biến có lợi”, bởi vì nó khiến tôi sợ hãi để học tập chăm chỉ hơn. Nhưng rốt cuộc, email đã mất đi ý nghĩa và mục đích ban đầu của nó, chính là thông báo ngày thi thực sự của tôi. Và ngay cả với lỗi nghiêm trọng này, email về ngày thi vẫn là email về ngày thi. Nó đã không trở thành một cuốn tiểu thuyết bí ẩn, hay một cuốn sách hướng dẫn chế tạo tên lửa, hay thậm chí là một công thức bánh kếp đơn giản. Vì điều đó yêu cầu phải bổ sung thông tin mới về mặt chức năng, mà để con người tiến hóa từ vi sinh vật cũng sẽ yêu cầu (thêm thông tin như vậy).
Vì vậy, nói các cơ chế như đột biến có thể thay đổi một loại sinh vật này thành một loại sinh vật khác cũng giống như nói đủ lỗi chính tả ngẫu nhiên trong hàng triệu năm có thể thay đổi email về ngày thi thành một hướng dẫn sử dụng tên lửa nhiều tầng ý nghĩa, nhiều ràng buộc mà không có bất kỳ hướng dẫn trí tuệ hay sự khôn ngoan nào. Điều này minh họa cho vấn đề, vốn khẳng định rằng đột biến tạo ra loại và số lượng thông tin di truyền mới cần thiết cho quá trình tiến hóa từ phân tử thành con người.
Link Youtube: https://youtu.be/QNuIcB6ZzPY
Video gốc: https://www.youtube.com/watch?v=utYyCfeI-BY