Nhưng John Sanford không dừng lại ở đó. Mới đây ông lại tiếp tục tấn công vào học thuyết Tân-Darwin bằng những lập luận sắc bén hơn, thuyết phục hơn, vì được hỗ trợ mạnh mẽ bởi toán học và những bằng chứng thực tế. Đó là một bài báo mới được công bố đầu năm nay, 2018, nhan đề “Định lý cơ bản về chọn lọc tự nhiên với đột biến” (The fundamental theorem of natural selection with mutations)
Định lý cơ bản về chọn lọc tự nhiên với đột biến [3]
Tháng 01/2018: Định lý Nổi tiếng của Fisher đã bị “lật đổ”
Cuốn “Genetic Entropy” (Sự Thoái hóa Di truyền) của John Sanford, phiên bản 2014, nói rằng một công trình mới đang được chuẩn bị công bố để bác bỏ “Định lý Cơ bản về Chọn lọc Tự nhiên” (Fundamental Theorem of Natural Selection) của Ronald Fisher. Rốt cuộc, công trình mới rất quan trọng này đã được công bố trên “Tạp chí Sinh học Toán học” (Journal of Mathematical Biology) số 7, Tháng 06/2018, Tập 76, từ trang 1589 đến 1622 với tiêu đề: “The fundamental theorem of natural selection with mutations” (Định lý Cơ bản về Chọn lọc Tự nhiên với đột biến)[4], bởi hai tác giả là William F. Basener và John C. Sanford,
- Tiến sĩ William F. Basener là Giáo sư toán học thuộc Viện Công nghệ Rochester, New York
- Tiến sĩ John C. Sanford là Giáo sư Di truyền học thuộc Đại học Cornell và Đại học Duke
Ronald Fisher được coi là một trong những nhà khoa học vĩ đại của thế kỷ trước. Định lý của ông công bố năm 1930 là một công trình nền tảng khai sinh ra học thuyết Tân-Darwin (Neo-Darwinism) và lĩnh vực di truyền của quần thể.
Nhưng công trình mới công bố của Basener và Sanford cho thấy công thức toán học của Fisher và kết luận của ông là SAI. Hơn nữa, công trình mới còn sửa chữa lại định lý của Fisher đến mức đảo ngược và thiết lập một định lý mới.
Fisher đã tuyên bố định lý của ông là một bằng chứng toán học của sự tiến hóa ─ vì nó chứng minh rằng sự gia tăng liên tục trong việc thích nghi của sinh vật với môi trường là một định luật tự nhiên phổ quát mang tính toán học xác định.
Nhưng định lý mới được sửa chữa cho thấy điều ngược lại mới đúng ─ sự thích nghi ắt phải liên tục thoái hóa ─ làm cho cái gọi là “vĩ tiến hóa” (sự biến đổi loài này thành loài khác) không thể thực hiện được.
Fisher mô tả định lý của ông là “cơ bản”, bởi vì ông tin rằng ông đã phát hiện ra một bằng chứng toán học cho thuyết tiến hóa của Darwin. Ông coi định lý của mình tương đương với một định luật tự nhiên phổ quát ─ ngang tầm với Định luật 2 của Nhiệt Động Lực học (tức Định luật Entropy). Định luật của Fisher khẳng định rằng các quần thể sẽ luôn tăng cường khả năng thích nghi ─ không giới hạn, miễn là có bất kỳ biến đổi di truyền nào trong quần thể. Do đó sự tiến hóa được xem như một hiện tượng chắc chắn và rõ ràng như lực hấp dẫn ─ một hiện tượng hoàn toàn xác định về mặt toán học. Trong những năm qua, một số lượng lớn sinh viên sinh học đã được dạy câu thần chú sau đây: “Định lý của Fisher chứng minh rằng sự tiến hóa là một sự xác định chắc chắn về toán học”..
Các tác giả của công trình mới đã nghiên cứu Định lý Fisher, sử dụng những nguyên lý đầu tiên của nó, rồi sửa chữa và phát biểu lại định lý. Họ đã đặt tên cho định lý đã được sửa đổi là Định lý cơ bản của Chọn lọc Tự nhiên với Đột biến. Tên gọi này lặp lại tên gọi của định lý Fisher, chỉ bổ sung thêm yếu tố “đột biến”.
Sự thay đổi điều chỉnh ở đây không phải là nhỏ ─ theo nghĩa đen, nó đã đảo ngược định lý của Fisher. Kết luận của định lý mới của Basener và Sanford rõ ràng là đối lập trực tiếp với những gì Fisher đã dự định ban đầu để chứng minh.
Chúng ta chỉ có thể cảm nhận được ý nghĩa lớn lao của sự thay đổi điều chỉnh này nếu thấu hiểu hoàn cảnh ra đời của học thuyết Tân-Darwin.
Vào đầu những năm 1900, khi các Định luật Mendel về di truyền được tái khám phá, học thuyết Darwin đã gặp rắc rối lớn về mặt khoa học. Các tác phẩm của Darwin thực ra chỉ mang tính chất khái niệm, trong đó chứa đựng rất nhiều triết lý và rất nhiều suy đoán. Ngoài những quan sát đơn giản về tự nhiên, tác phẩm của Darwin nói chung thiếu tính chất khoa học đích thực (không có thí nghiệm, không có dữ liệu để phân tích, các suy đoán nêu lên chỉ là nhưng giả thuyết không thể kiểm chứng). Darwin không biết gì về di truyền học, nếu không muốn nói là ông thừa kế những quan niệm sai lầm của Jean Baptiste Lamarck về di truyền. Do đó Darwin không hề biết các đặc điểm của sinh vật có thể được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác như thế nào. Ông chỉ có một khái niệm rất mơ hồ về cái mà chọn lọc tự nhiên có thể thực sự tác động đến. Ông hình dung sự sống đơn giản như một thứ nhựa dẻo dễ uốn, do đó sự tiến hóa giống như một chất lỏng trôi chảy và liên tục (như phim hoạt hình). Khi những khám phá của Mendel về di truyền được tái khám phá, người ta thấy rằng sự di truyền chủ yếu dựa trên các gói thông tin rời rạc và ổn định. Điều đó chỉ ra rằng sự sống và sự di truyền không liên tục như phim hoạt hình, và sự thay đổi sinh học theo thời gian không giống như chất dẻo hay chất lỏng trôi chảy liên tục vô giới hạn. Các đơn vị thông tin rời rạc riêng biệt của Mendel (sau này gọi là gene) rõ ràng là cụ thể và hữu hạn, và vì vậy chúng chỉ cho phép những thay đổi cụ thể và hạn chế[5]. Nói cách khác, sự di truyền tuân thủ những định luật xác định, và do đó loài là cố định, không thay đổi. Đó là một cái tát đối với học thuyết Darwin, vì học thuyết này nói rằng loài này có thể biến đổi để tiến hóa thành loài khác. Một tư tưởng lan truyền rộng vào giai đoạn đó, rằng “Lý thuyết của Mendel đã giết chết học thuyết Darwin”.
Fisher là người đầu tiên hòa giải cuộc xung đột rõ ràng giữa những ý tưởng của Darwin và những quan sát thực nghiệm của Mendel. Fisher đã thực hiện điều này bằng cách cho thấy chọn lọc tự nhiên có thể cải thiện sự thích nghi bằng cách chọn đơn vị di truyền mong muốn (allele có lợi)[6] và đồng thời cũng chọn lọc loại bỏ các đơn vị di truyền không mong muốn (allele có hại). Ông đã chỉ ra rằng nếu giả định không có đột biến mới, càng có nhiều allele tốt hoặc xấu trong quần thể thì sự chọn lọc tự nhiên càng có thể cải thiện khả năng thích nghi của quần thể. Đây là bản chất của Định lý Fisher. Đây là nền tảng cho lý thuyết Tân Darwin ─ một học thuyết đến nay vẫn đang thống trị trong giới sinh học hiện đại.
Đáng chú ý, định lý của Fisher tự nó minh họa một quá trình tự giới hạn ─ một khi tất cả các allele xấu bị loại bỏ, và một khi tất cả các cá thể chỉ mang allele tốt thì không còn gì để chọn, và tiến trình chọn lọc phải dừng lại. Kết quả cuối cùng là quần thể được cải thiện một chút và sau đó bị khóa trong ứ đọng (không còn thay đổi). Thật kinh ngạc khi định lý Fisher không giải quyết vấn đề sâu sắc này một cách rõ ràng! Thậm chí những đột biến mới nẩy sinh không nằm trong những thành phần toán học của định lý Fisher. Thay vào đó, Fisher đơn giản là chỉ bổ sung thêm một hệ quả không chính thức(không hề được chứng minh), liên quan đến phép ngoại suy từ chứng minh đơn giản của ông. Trong hệ quả này ông giả định một loạt các đột biến mới sẽ liên tục bổ sung cho sự biến đổi di truyền của quần thể, do đó cho phép tăng cường sự thích nghi liên tục và không giới hạn.
Các tác giả của công trình mới, Basener và Sanford, nhận ra rằng một trong những giả định quan trọng của Fisher rõ ràng là sai, và thực ra đã bị giả mạo từ nhiều thập kỷ trước. Trong hệ quả không chính thức của ông, Fisher về cơ bản giả định rằng những đột biến mới xuất hiện với tỷ lệ cân bằng giữa đột biến tốt và xấu (vì thế hiệu ứng thích nghi thực tế bằng không). Nhưng hiện nay chúng ta biết rằng phần lớn các đột biến trong bộ gene là có hại, và những đột biến có ích là vô cùng hiếm hoi. Điều đó có nghĩa là tiền đề của Fisher đã sai, và do đó hệ quả của Fisher cũng sai.
Vì bây giờ chúng ta biết rằng đại đa số các đột biến là có hại, do đó chúng ta không còn có thể giả định rằng các đột biến và chọn lọc tự nhiên sẽ dẫn đến tăng cường sự thích nghi. Ví dụ, nếu tất cả các đột biến là có hại, thì rõ ràng là sự thích nghi sẽ luôn luôn suy giảm, và tỷ lệ suy giảm sẽ tỷ lệ thuận với mức độ nghiêm trọng và tỷ lệ của các đột biến có hại.
Để sửa chữa định lý của Fisher, các tác giả của công trình mới phải xây dựng lại mô hình toán học của Fisher. Cụ thể, định lý Fisher có 3 cái bất ổn:
- Ban đầu nó được xây dựng theo cách không cho phép bất kỳ một loại phân tích động lực học nào;
- Nó không tính đến các đột biến mới
- Do đó nó không xem xét hiệu ứng thích nghi thực sự của các đột biến mới.
Mô hình mới của Basener và Sanford đã được chứng minh bằng toán học. Nó được xây dựng sao cho định lý Fisher chỉ như một trường hợp đặc biệt ─ trường hợp không có đột biến. Nhưng mô hình mới đã được mở rộng để kết hợp hai yếu tố cạnh tranh:
- Ảnh hưởng của chọn lọc tự nhiên, điều này luôn thúc đẩy sự thích nghi tăng lên;
- Ảnh hưởng của các đột biến mới, điều này luôn làm giảm khả năng thích nghi.
Nhờ việc mở rộng đó, mô hình mới một mặt cho thấy hiệu quả thực tế của chọn lọc tự nhiên, mặt khác cho thấy những đột biến mới sẽ xác định sự thích nghi của một quần thể sẽ tăng hay giảm theo thời gian.
Những phân tích sâu sắc hơn đã chỉ ra rằng tỷ lệ thực tế của đột biến làm cho sự thích nghi bền vững rất khó xảy ra, trong khi sự suy giảm thích nghi có nhiều khả năng xảy ra hơn. Các tác giả quan sát thấy rằng nếu các dữ liệu đưa vào bài toán càng thực tế hơn sẽ càng có nhiều khả năng suy giảm thích nghi hơn. Công trình mới dường như đã biến Định lý của Fisher lộn ngược, và với nó, toàn bộ mô hình tân Darwin.
Tháng 1 năm 2018: Bằng chứng về sự thoái hóa di truyền của thế giới thực
Cuốn “Genetic Entropy” của John Sanford 2014 đã chỉ ra rằng sự thoái hóa di truyền không chỉ là một mối quan tâm lý thuyết, mà đã được quan sát trong nhiều tình huống thực tế. Cụ thể, cuốn sách này đã xem xét nghiên cứu và cho thấy:
- Sự thoái hóa di truyền phổ biến của các tế bào sinh dưỡng (somatic cell) của tất cả mọi người;
- Sự thoái hóa di truyền của toàn bộ nhân loại.
- Sự thoái hóa di truyền nhanh chóng trong virus cúm H1N1.
- Hiện tượng “tiến hóa ngược” trong thí nghiệm vi khuẩn LLEE nổi tiếng.
Một bài báo mới trong năm 2016 của Lynch, một nhà di truyền học quần thể hàng đầu, cho thấy sự thoái hóa di truyền của con người là một vấn đề rất nghiêm trọng. Ông khẳng định rằng tỷ lệ đột biến của tế bào dòng sinh dục (germline) của con người là khoảng 100 đột biến mới trên mỗi người mỗi thế hệ, trong khi tỷ lệ đột biến tế bào sinh dưỡng (somatic cells) là khoảng 3 đột biến mới cho mỗi lần phân chia tế bào. Lynch ước tính khả năng thích nghi của con người đang giảm 1-5% mỗi thế hệ, và ông nói thêm; “Hầu hết các đột biến có tác dụng nhỏ, rất ít có hậu quả gây tử vong, và thậm chí đột biến có lợi còn ít hơn nữa”
Cuốn sách mới “Contested Bones” (trang 86-89), trích dẫn bằng chứng cho thấy loài người đầu tiên được gọi là “Homo floresiensis” được lai tạo và dường như bị một loại thoái hóa di truyền đặc biệt gọi là “tiến hóa hồi quy” ─ một dàng “tiến hóa ngược” dẫn đến giảm kích thước cơ thể, giảm khối lượng não và các bệnh lý khác nhau.
Kết luận
Bản thân tôi, khi hiểu được vấn đề “Genetic Entropy” (Sự Thoái hóa Di truyền), tôi tự hỏi: “Nếu Chúa đã thiết kế cho chúng ta một bộ gene kỳ diệu, thì tại sao Ngài vẫn để cho bộ gene ấy có thể mắc lỗi ─ dù chỉ là lỗi rất nhỏ, lỗi đánh máy sao chép văn bản ─ nhưng sau rất nhiều thế hệ, những lỗi rất nhỏ ấy có thể tích lũy thành sự thoái hóa hệ di truyền, dẫn tới bệnh, lão, tử, và thậm chí sự diệt chủng? Tại sao Chúa không cho chúng ta một bộ gene hoàn hảo, không thể mắc lỗi?”
Câu hỏi ấy tất nhiên đã vượt ra khỏi phạm vi sinh học, đụng tới triết học. Sau nhiều phút trầm tư, thú vị thay tôi đã tìm được câu trả lời rất gần với suy nghĩ của chính bản thân tôi:
“Bằng cách sử dụng thông tin khoa học hiện đại kết hợp với logic mạnh mẽ, nhưng đơn giản, cuốn sách “Sự thoái hóa di truyền” (Genetic Entropy) của John Sanford đã xây dựng một lập luận mạnh mẽ chống lại Tiên đề Chính của Fisher (nền tảng của học thuyết Tân-Darwin). Các lập luận của ông rất vững chắc nhưng được viết ở trình độ sao cho sinh viên và những người không làm khoa học có thể hiểu được. Ông đã làm sáng tỏ một số quan niệm sai lầm về đột biến, về chọn lọc tự nhiên và về sự phân rã tổng thể của bộ gene. Ông mô tả chính xác khái niệm entropy di truyền và mô tả tình hình thực tế của nó. Từ đó, ông kết luận về sự phụ thuộc của chúng ta vào Đấng đã thiết kế nên mọi thứ. Thay vì xem sự sống như một sản phẩm phụ không có mục đích của Tiền đề Chính của học thuyết Tân-Darwin, Sanford lập luận rằng entropy di truyền chỉ cho chúng ta nhu cầu và sự tin cậy của chúng ta đối với Đức Chúa Trời là Đấng Tạo Hóa. Có lẽ hệ thống phân rã di truyền này đơn giản chỉ là một cách mà Đức Chúa Trời nhắc nhở chúng ta về sự Sa Ngã (Sáng thế ký 3) của nhân loại và sự lệ thuộc hoàn toàn của chúng ta vào Ngài” [7].
Nguồn: Viethungpham.com
Bài vở cộng tác hoặc góp ý xin gửi về tintuc@hoithanh.com
Sự Thoái Hóa Di Truyền – Phần 1: Khái niệm cơ bản
[1] https://www.amazon.com/Genetic-Entropy-Mystery-Genome-Sanford/dp/1599190028
[2] https://www.amazon.ca/Genetic-Entropy-John-C-Sanford/dp/0981631606
[3] Thông tin trong phần này chủ yếu dựa vào bài “Latest Developments” trên trang Genetic Entropy http://www.geneticentropy.org/latest-development
[4] https://link.springer.com/article/10.1007/s00285-017-1190-x
[5] Thật thú vị khi so sánh Định luật Di truyền với Thuyết Lượng tử. Năm 1865, Gregor Mendel khám phá ra rằng có một thứ vật chất quyết định đặc trưng di truyền, và thứ vật chất đó không liên tục, mà phải cấu tạo thành từng đơn vị di truyền. Sau này khoa học khám phá ra rằng đó là các gene. Năm 1900, Max Planck nêu lên tư tưởng cho rằng năng lượng không liên tục, mà tồn tại gián đoạn thành từng lượng tử.
[6] Allele là một dạng biểu lộ của một gene. Hầu hết các gene có hai alleles: allele trội, allele lặn
[7] A Book Review and Summary of John C. Sanford’s Genetic Entropy and the Mystery of the Genome, by Joe Deweese, Ph.D. http://apologeticspress.org/APContent.aspx?category=9&article=4670