macro­mutatiesꜛ

Hier werkt de lineaire optimalisatie niet meer, omdat het fenotype niet continu is in het genotype. Kleine veranderingen hebben grote gevolgen: dier zonder hoofd, poten of ogen in plaats van vleugels, ‥

Waar we ons oorspronkelijk moesten voorstellen dat in de loop van de ontwikkeling een in eerste instantie vlakke huid langzaam een deuk krijgt die zich uiteindelijk tot oogbol ontwikkelt, moeten we ons nu voorstellen dat de instructies voor een vlakke huid zich langzamerhand wijzigen in instructies voor een gedeukte huid. Maar het is erg onwaarschijnlijk dat die twee sets instructies op elkaar lijken, en dus ook dat de een gemakkelijk in de ander over zal gaan.

Laten we dat preciseren. Een vlakke huid is een speciaal geval, een zogeheten grensgeval, van een gedeukte huid. Het is dan ook waarschijnlijk dat instructies voor een gedeukte huid door een kleine wijziging kunnen veranderen in instructies voor een vlakke huid — maar dat zijn dan wel erg complexe instructies. De eenvoudige, „natuurlijke” instructies voor een vlakke huid zijn waarschijnlijk heel anders dan de meest erop gelijkende instructies voor een gedeukte huid. Met andere woorden: degeneratie is heel waarschijnlijk, maar evolutie niet.

We weten nog niet genoeg van al deze instructies om een precies voorbeeld te geven; laten we daarom kijken naar een analogie: de bewegingswetten van Isaac Newtonꜛ en Albert Einsteinꜛ. Er was een Einstein nodig om de stap te maken van Newtonse wetten naar Einsteinse, maar voor de weg terug is geen bijzondere genialiteit nodig: zet in Einsteins formules de lichtsnelheid op oneindig en je krijgt de formules van Newton. Het lukt echter niet om uit Newtons formules die van Einstein af te leiden door de juiste lichtsnelheid in te vullen — om de zeer eenvoudige reden dat de lichtsnelheid helemaal niet voorkomt in de formules van Newton.

Goed, de door de neo-Darwinist veronderstelde geleidelijkheid is dus in genotype, en niet zoals in de klassieke theorie in fenotype. Dat maakt de evolutie minder intuïtief voorstelbaar, maar dat zou op zich geen bezwaar tegen de validiteit zijn. Echter, de natuurlijke selectie blijft werken op het fenotype, en niet-graduele veranderingen hebben dan slechts een zeer kleine kans voordelig te zijn, omdat het oorspronkelijke fenotype, waar het nieuwe aanmerkelijk van afwijkt, al zo goed aangepast was.

Sommige graduele genotypische veranderingen zijn ook fenotypisch gradueel; het gaat dan om veranderingen in werkingssterkte van een eiwit die een calibrerende werking kunnen hebben: een graduele verandering in sterkte van een groeihormoon leidt tot een iets andere grootte, die een voordeel kan bieden. Dergelijke calibraties, te vergelijken met het aanpassen van de waarde van de lichtsnelheid in de formules van Einstein, heten micromutaties, en leiden tot micro-evolutie. Macro-evolutie, het soort verandering dat uiteindelijk de overgang van de Newtonse naar de Einsteinse formules mogelijk zou moeten maken, berust daarnaast ook op macromutaties. Uit laboratoriumexperimenten kennen we heel wat voorbeelden van macromutaties: fruitvliegjes die ogen hebben waar de vleugels zouden moeten zitten, of pootjes in plaats van voelsprieten, noem maar op. Een kleine verandering in genotype maakt dan dat de verkeerde groeiprocedure wordt aangeroepen. De kans dat een dergelijke verandering ooit tot een voordeel leidt is te verwaarlozen, omdat het nieuwe fenotype zozeer afwijkt van het oude, goed aangepaste.

Deze zelfde les is geleerd in de kunstmatige intelligentie, waar de algemene, nu „weak methods” genoemde zoekmethoden al gauw in een combinatorische explosie vastliepen. Mensen als Douglas Lenatꜛ hebben de implicatie van deze bevinding voor de evolutieleer gezien — hij veronderstelt (Machine Learning I, pp．286-302) dat ons genoom geavanceerde heuristische evolutieregels bevat, analoog aan de kennisregels die nodig zijn voor kunstmatige intelligentie.

Macromutaties zijn een erkend wezenlijk probleem voor het Darwinisme, en talloze tegenvoorstellen zijn gedaan, vanuit verschillende disciplines.

Paleontologieꜛ

Niles Eldredgesꜛ punctuated equilibriumꜛ, Stephen Jay Gouldsꜛ theorie van grootschalige macromutaties in één generatie, Richard Goldschmidtsꜛ hopeful monsterꜛ.

Biofysicaꜛ

Stuart Kauffmansꜛ zelf­organisatieꜛ en auto­katalyseꜛ.

Moleculaire biologieꜛ

Brian Goodwinsꜛ morfogeneseꜛ en developmental constraintsꜛ, Michael Dentonsꜛ biocentriciteitꜛ.

Andere vakgebieden (welke?)

Richard Watsonsꜛ compositional evolutionꜛ, James Shapirosꜛ natural genetic engineeringꜛ, Conway Morris'ꜛ genotype convergenceꜛ, een groot aantal neo-Lamarckiaanse voorstellen (zie Jablonka & Lamb, Epigenetic inheritance and evolutionꜛ 1995), en vele anderen. Zelfs Stephen Wolframꜛ is vanuit de automatentheorieꜛ „come to have some sympathy with creationists. [‥] Natural selection isn't everything, after all”.

Coëvolutieꜛ.

De escalatiehypotheseꜛ van Geerat Vermeijꜛ verklaart veel zaken uit een soort wapen­wedloopꜛ tussen predator en prooi: slakkenꜛ kregen steeds steviger huisjes, en de hen belagende krabbenꜛ steeds krachtiger scharen, doordat op ieder moment de slakken met de sterkste huisjes, en de krabben met de sterkste scharen overleefden. Dit gaat echter uit van microëvolutie: als slakkenhuisjes of krabbenscharen plots veel beter zouden worden zou het andere dier machteloos staan en hetzij uitsterven, hetzij zich onttrekken aan de wedloop (in een ander leefgebied; de krabben kunnen zich ook op andere prooien richten). Deze hypothese kan dus geen kwalitatieve veranderingen verklaren.