Ich habe die Evolution noch nicht verstanden

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Peter Müller

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Jun 1, 2021, 12:52:06 PM6/1/21
to
Ich hatte immer gedacht, dass die Natur solange würfelt, bis es passt.
Wenn ich mir aber z. B. FOXP2 anschaue, kann das nicht so recht
hinhauen. FOXP2 besteht aus 715 Aminosäuren. Es gibt 20 Aminosäuren, so
dass es 20^715 Kombinationen, also c.a. 1.7E+930, gibt (eigentlich nur
die Hälfte, jede Kombination auch rückwärts vorkommt). Das ist viel zu
viel, als das FOXP2 durch Zufall entstanden sei konnte.
Also besteht die Frage, wie FOXP2 entstanden sein könnte.

Gernot Griese

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Jun 1, 2021, 1:46:10 PM6/1/21
to
Warum wundert mich das nicht?

--
Wie der wahre Gläubige den Klimawandel erklärt:
"Die zufällige Änderung einer zufälligen Grösse um einen zufälligen
Betrag führt zufälligerweise zu einer exakten Korrelation zwischen
dem CO2-Gehalt der Luft und der der globalen Temperatur."

Dr Engelbert Buxbaum

unread,
Jun 2, 2021, 4:49:55 AM6/2/21
to
In article <s95ojh$nq2$1...@gioia.aioe.org>, us...@example.net says...
Erstens macht Deine Rechnung die Annahme, daß die Funktion eines
Proteins nur von einer bestimmten der vielen möglichen Sequenzen erfüllt
werden könnte. Diese Annahme wird widerlegt durch das Vorhandensein von
Isoenzymen, also Proteinen die dieselbe Funktion erfüllen, aber keinen
gemeinsamen Vorfahren haben. Beispiel: Subtilisin und Chymotrypsin sind
beide Ser-Proteasen (verdauen andere Proteine in einem Zentrum, welches
die "katalytische Triade" Ser, His und Asp enthält, siehe
https://de.wikipedia.org/wiki/Katalytische_Triade), haben aber
vollkommen unterschiedliche Primär- und Sekundärstrukturen. Die
katalytische Triade wurde von der Evolution also mehrfach erfunden.

Desweiteren verweist Dein Argument auf die sog. "irreducible
complexity", ein Lieblingsargument der Kreationisten: Eine Lösung
(Protein, Federn beim Vogel, Wirbeltier-Auge,...) ist so perfekt für das
Problem, daß jede Änderung die Funktion verschlechtern oder ganz
verhindern würde. Auch dieses Argument ist falsch, es übersieht, daß es
gar keine "perfekte" Lösung braucht. Es reicht völlig, daß sie ein
kleines bisschen besser funktioniert als das, was bisher vorhanden war.
Dann wird sie sich durch Selektion anreichern. Denke etwa an die
Immunantwort (um ein aktuelles Beispiel zu verwenden): Die ersten
gebildeten Antikörper gegen den Impfstoff binden mehr schlecht als
recht, aber die Bindung des Antigens an Membran-gebundene Antikörper
stimuliert die Vermehrung der Zellen, die diesen Antikörper bilden
können. Dabei schleichen sich zufällige Mutationen ein
(https://de.wikipedia.org/wiki/Somatische_Hypermutation). Viele davon
verschlechtern die Bindung; diejenigen Zellen, die diese Antikörper
bilden werden nicht mehr stimuliert. Aber einige wenige binden besser;
die Zellen, die diese Antikörper bilden werden mehr stimuliert als
diejenigen, die den ursprünglichen Antikörper gebildet haben und
überwachsen sie. Nach mehreren Runden (innerhalb von 2-3 Wochen) binden
die neuen Antikörper um Größenordnungen besser als die ursprünglichen.

Viele Kreationisten behaupten, dies könne gar nicht so funktionieren.
Aber in der Computertechnik verwenden wir
https://de.wikipedia.org/wiki/Evolution%C3%A4rer_Algorithmus, um solche
Optimierungen zu machen, und siehe, es funktioniert sehr gut.

--
DIN EN ISO 9241 Ergonomic requirements for office work with visual
display terminals (VDTs) - Part 13: User guidance
9.5.3 Error messages should convey what is wrong, what corrective
actions can be taken, and the cause of the error.

Peter Müller

unread,
Jun 5, 2021, 10:48:48 AM6/5/21
to
>
> Erstens macht Deine Rechnung die Annahme, daß die Funktion eines
> Proteins nur von einer bestimmten der vielen möglichen Sequenzen erfüllt
> werden könnte.

Also wenn es 10^300 Versionen des Proteins gibt, die funktionieren,
währen immer noch 10^630 Kombiationen vorhanden, die nichts taugen.

Es stellt sich also die Frage, wie viele Versionen es gibt, die
brauchbar sind.

Dr Engelbert Buxbaum

unread,
Jun 6, 2021, 5:28:35 AM6/6/21
to
In article <s9g2sa$m3d$1...@gioia.aioe.org>, us...@example.net says...

> Es stellt sich also die Frage, wie viele Versionen es gibt, die
> brauchbar sind.

Wie bereits gesagt, "brauchbar" ist relativ. Am Anfang können ja z. B.
die K_d von Rezeptoren oder die k_kat von Enzymen sehr niedrig sein,
solange nur irgendwas passiert, was einen leichten Überlebensvorteil
bringt. Den Rest macht dann die Evolution.

Peter Müller

unread,
Jun 6, 2021, 4:32:14 PM6/6/21
to
Wenn ich Sie recht verstanden habe, ist man einem Punkt losgegangen und
ist dann stückweise zu besseren Enzymen gewechselt. Die
Wahrscheinlichkeit, dass man dabei in ein lokales Maximum kommt, ist
sehr hoch. Bei dem Thema "Optimierung" haben schon viele Leute geforscht.

Dr Engelbert Buxbaum

unread,
Jun 7, 2021, 7:01:07 AM6/7/21
to
In article <s9jbc5$1sul$1...@gioia.aioe.org>, us...@example.net says...
Ja, genau. Allerdings finden in der Evolution nicht nur kleine Schritte
statt, wie Ersatz einzelner Aminosäuren, Deletionen oder Insertionen.
Auch große Sprünge kommen (wenn auch seltener) vor, etwa horizontaler
Gentransfer (Aufnahme fremder DNA) oder Chromothripsis (zertrümmern von
Chromosomen in Bruchstücke, die dann rekombinieren, bis hin zum
Zerbrechen des ganzen Genoms). Solche großen Sprünge machen es
warscheinlich, daß sich heutige Organismen nicht nur in einem lokalen,
sondern zumindest nahe dem globalen Optimum befinden.

Peter Müller

unread,
Jun 8, 2021, 1:16:57 PM6/8/21
to
Ich habe mich geirrt bzgl. der Kombinsationen. 10^930 mal zu raten
funktioniert nur dann, wenn jede Kombination nur einmal verwendet wird.
D. h. dass die Anzahl der benötigten Versuche beim Würfeln ist noch
deutlich größer als 10^930.

Aber gehen wir mal von den 10^930 Kombinationen aus. Würden die von
Ihnen beschriebenen Mechanismen um den Faktor 10^30 besser sind als alle
Kombinationen durch zuprobieren, dann müsste es noch 10^900 Versuche
geben, um ein globales Optimum zu finden.

Dass man das globale Optimum bei dieser Zahl findet, ist praktisch
unmöglich. Es könnte nur funktionieren, wenn es lokale Optima gibt und
man mit einem zufrieden ist - lieber ein Spatz in der Hand als eine
Taube auf dem Dach. Die Zahl der brauchbaren lokalen Optima muss d.h.
hoch sein. Ich hatte 10^300 genannt, was aber aus der Hüfte geschossen
war. Ich würde mal sagen, dass es mehr als 10^800 brauchbare
Kombinationen geben muss, damit die Chance besteht, dass es es überhaupt
eine Lösung gibt. Ich war dabei recht vorsichtig, denn ich glaube, dass
es eigentlich viel mehr brauchbare Kombination geben muss, damit man
eine Lösung findet.

Dr Engelbert Buxbaum

unread,
Jun 11, 2021, 5:49:35 PM6/11/21
to
In article <s9o8m5$spp$1...@gioia.aioe.org>, us...@example.net says...
>
> Ich habe mich geirrt bzgl. der Kombinsationen. 10^930 mal zu raten
> funktioniert nur dann, wenn jede Kombination nur einmal verwendet wird.
> D. h. dass die Anzahl der benötigten Versuche beim Würfeln ist noch
> deutlich größer als 10^930.

Die Rechnung ist, wie bereits dargestellt, schon im Ansatz falsch.
Evolution fängt nicht mit einer zufällig perfekten Lösung an (das würde
in der Tat nicht funktionieren), sondern nimmt, was gerade zur Verfügung
steht. Häufig sogar Dinge, die eigentlich einem anderen Zweck dienen:
Federn wurden nicht zum Fliegen erfunden, sondern zur Wärmeregulation.
Wenn dann wegen kleiner Veränderungen im Federkleid ein Flughund-artiges
(ökologisch, nicht systematisch) Wesen auf der Flucht einen entfernteren
Baum erreichen konnte, hat es überlebt, sonst eben nicht. Solche
Optimierungen laufen erstaunlich schnell: Von einzelnen
lichtempfindlichen Zellen bis zum Linsenauge der Vertebraten laut
Computersimulation selbst unter sehr konservativen Annahmen in etwa
200.000 Generationen (und bei Kleinsäugern gibt es mehrere Generationen
pro Jahr!).

Auch die genetischen Algorithmen, wie sie in der Technik verwendet
werden, zeigen wie effektiv Evolution ist.

Peter Müller

unread,
Jun 13, 2021, 11:35:59 AM6/13/21
to

>
> Die Rechnung ist, wie bereits dargestellt, schon im Ansatz falsch.
> Evolution fängt nicht mit einer zufällig perfekten Lösung an (das würde
> in der Tat nicht funktionieren), sondern nimmt, was gerade zur Verfügung
> steht.

Ich bin eigentlich nicht von einer perfekten Lösung losmarchiert,
sondern von einer x-beliebigen. Falls Sie sich verschrieben haben und
gemeint haben, dass ich von einer zufälligen besonders schlechten Lösung
ausgegangen bin, so gilt auch hier, dass ich von einer x-beliebigen
Lösung ausgegangen bin.


> Häufig sogar Dinge, die eigentlich einem anderen Zweck dienen:
> Federn wurden nicht zum Fliegen erfunden, sondern zur Wärmeregulation.
> Wenn dann wegen kleiner Veränderungen im Federkleid ein Flughund-artiges
> (ökologisch, nicht systematisch) Wesen auf der Flucht einen entfernteren
> Baum erreichen konnte, hat es überlebt, sonst eben nicht.

Das wird mir zuviel. Ich bin von einem einzelnen Protein ausgegangen.
Das Thema "Federn" sprengt den Rahmen und macht die Sache noch viel
komplizierter.

> Solche
> Optimierungen laufen erstaunlich schnell: Von einzelnen
> lichtempfindlichen Zellen bis zum Linsenauge der Vertebraten laut
> Computersimulation selbst unter sehr konservativen Annahmen in etwa
> 200.000 Generationen (und bei Kleinsäugern gibt es mehrere Generationen
> pro Jahr!).
>

Das hört sich erstmal sehr stark an, aber ohne der Angabe, wie viele
Aminosäuren das/die Startenzym/-en haben, kann ich dies nicht so recht
bewerten.


Dr Engelbert Buxbaum

unread,
Jun 16, 2021, 8:03:30 AM6/16/21
to
In article <sa58ks$m46$1...@gioia.aioe.org>, us...@example.net says...
>
> Ich bin eigentlich nicht von einer perfekten Lösung losmarchiert,
> sondern von einer x-beliebigen.

Ja, aber genau daß ist doch der Punkt, auch bei Proteinen. Viele
Proteine haben alle möglichen Nebenaktivitäten, nur halt nicht in einem
Ausmaß das wir es normalerweise bemerken. Hämoglobin, zum Beispiel, hat
eine kleine Peroxydase-Aktivität. In unserem Körper ist das irrelevant,
wir haben bessere Enzyme für diesen Zweck. In einer Situation wie vor 2
Milliarden Jahren, als plötzlich freier Sauerstoff im Wasser und dann
auch in der Atmosphäre auftauchete und entgiftet werden mußte, könnte
sich so eine kleine Nebenaktivität evolutionär weiterentwickeln, und das
auch in relativ kurzer Zeit.

Ich schlage wirklich vor, daß Du statt der Entwicklung des Lebendigen
mit genetischen Algorithmen anfängst. Das sind einfache, überschaubare
Probleme ohne ideologische Überfrachtung. Dann, wenn Du Evolution
wirklich verstanden hast (also nach 5 Jahren harter Arbeit), kanst Du
immer noch auf die Biologie zurückkommen.
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