Harvard Wissenschaftler schreiben Buch über intelligentes Design—in DNA

Ein sehr provokatives Argument für intelligentes Design dreht sich um die Erkenntnis, dass DNA ein Information-getriebenes System ist. Aber Skeptiker argumentieren, dass biochemische Information keine echte Information ist. Stattdessen behaupten sie, dass, wenn Wissenschaftler sich auf biochemische Information beziehen, ist diese Referenz halt eine wissenschaftliche Metapher. Neue Forschung eines Teams der Harvard und Johns Hopkins Universitäten—in dieser Forschung haben sie ein ganzes Buch in DNA kodiert—wirft Fragen bezüglich dieser Einwand auf und hilft das Argument für einen Schöpfer vorwärtszubringen.

Ich liebe Bücher. Sobald Sie in unser Haus reinkommen, werde Sie merken, wie wahr das ist. Fast jede Wand hat ein Bücherregal und jedes Regal ist mit Büchern prallvoll. Es sind auch die Bücherstapel die nicht in die Regale passen…

Bildnachweis: Fazale Rana

Speicherraum für Bücher (und einfache Zugänglichkeit) ist ein Problem für Leseratten. Diese Tatsache erklärt ohne Zweifel die Beliebtheit von Kindle  und Nook. (Ich habe bis jetzt mir keinen angeschafft, weil ich das Gefühl eines echten Buches in der Hand mag. Aber vielleicht werde ich bald keine Wahl habe, unter anderem deshalb, weil wir in unserem Haus keinen Raum mehr für Bücherregale haben.)

Neulich haben Forscher an der Harvard University und Johns Hopkins University eine aufreizende Zukunftsperspektive für Bibliophile geöffnet. Sie haben die biotechnologische Version eines E-Readers geschaffen. Diese Wissenschaftler kodierten ein ganzes  Buch (samt Bilder) in DNA.¹  Das Buch bestand aus 53.246 Worten, 11 JPG Bilder und auch ein JavaScriptProgramme.

Diese Leistung kratzt nur auf die Oberfläche der Möglichkeiten für den Gebrauch der DNA als Datenspeichermedium. Ein Gramm DNA kann bis 455 Exabytes (ein Exabyte gleicht 10¹⁸ Bytes). . Im Vergleich dazu hält ein CD-ROM um die 700 Millionen (7 x 10⁸) Bytes Daten. (Ein Gramm DNA hält das Datenäquivalent von 600 Milliarden CD-ROMs. Davon ausgehend, dass ein typisches Buch 1 Megabyte Speicherkapazität im Anspruch nimmt, könnte dann ein Gramm DNA um die 455 Billionen Bücher speichern.)

Trotz des Erfolgs der Forscher ist es heute weder praktisch noch kostenwirksam, DNA als Speichermedium zu benutzen (zum Beispiel, die Library of Congress zu speichern). Aber Veränderung kommt. Unorganische Datenspeichersysteme werden bald veraltete Technologien sein. Aber organische Materien, wie DNA, werden das bevorzugte Speichermedium werden.

Während die technologischen Anwendungen der DNA fürs Speichern noch nicht Wirklichkeit sind, wird die volle Wirkung dieser Arbeit in der Schöpfung/Evolution-Kontroverse gespürt. Die Forschung dieses Teams von Harvard und John Hopkins (und andere) stärkt das Argument für einen Schöpfer gewaltig.

DNA und das Argument für den Schöpfer

Wie ich in The Cell’s Design—und anderswo—beschrieben habe, eins der provokativsten Argumente für Intelligent Design dreht sich um die Erkenntnis, dass DNA (und andere Biomoleküle) eine Information-basiertes System ist. Alltägliche Erfahrung lehrt uns, dass Information ausschließlich durchs das Agieren intelligenter Wesen entsteht. Der Analogieschluss hier ist, dass biochemische Informationssysteme, auch Produkte einer Intelligenz, einer göttlichen Intelligenz, sein müssen. Die starke Ähnlichkeit zwischen der Struktur der biochemischen Systeme und der Struktur der von Menschen entworfenen Informationssysteme vertieft die Analogie (ein Beispiel findet man hier).

Aber Skeptiker argumentieren, dass biochemische Information keine echte Information ist. Stattdessen behaupten sie, wenn die Wissenschaftler sich auf DNA als Informationsspeicher molekularer Form beziehen, benutzen sie eine erhellende Analogie—eine wissenschaftliche Metapher—und nichts mehr. Sie werfen Kreationisten und Verfechter des Intelligenten Design vor, ihre analogische Sprache zu missbrauchen um ihr Argument für Design zu formulieren.²

Aber die Arbeit der Wissenschaftler der Harvard und Johns Hopkins Universitäten stellt die Gültigkeit von diesem Einwand in Frage.

DNA Datenspeicher

Diese Forscher sind nicht die ersten Wissenschaftler, die Information in den Nukleotidensequenzen von DNA zu gespeichert haben. Aber man muss zugeben, dass sie die größte Menge  an Information bis jetzt gespeichert haben und dadurch an die Grenzen der Technologie angegangen sind.

Um spezifische Information in die Nukleotidsequenz der DNA zu kodieren, müssen die Forschers DNA Moleküle mit einer vorgeschriebenen Sequenz fehlerfrei herstellen. Aber mit der heutigen Synthesetechnologie steigt die Zahl der Fehler in der DNA-Sequenz mit der Länge der Sequenz. Mit anderen Worten: Die Forscher können “perfekte” Sequenzen herstellen, aber nur wenn sie relativ kurz sind—nicht lang genug, um eine beträchtliche Menge an Daten zu speichern.

Eine weitere Herausforderung stellt das Stabilisieren der kodierten DNA-Moleküle. DNA neigt sich dazu, Schaden zu nehmen oder zu zerfallen mit Laufe der Zeit. Wenn das passiert, geht die Information verloren.

Um die erste dieser Herausforderungen auszuweichen, haben die Forscher den Buchinhalt in kleine DNA-Fragmente geteilt—zwei-Drittel der Sequenz wurden den Daten gewidmet und der Restbetrag wurde für Information benutzt, die den Inhalt eines gesamten Datenblocks indiziert. In gewisser Hinsicht ist dieser Ansatz analog dazu, den Inhalt eines Buches durch die Seitenzahlen zu organisieren und finden. Dadurch, dass sie kurze DNA-Sequenzen hergestellt haben, konnten die Forscher sicherstellen, dass wenige, wenn überhaupt welche, in die Sequenzen in die synthetischen DNA Fragmente eingeschlichen sind.

Die Forscher sind an das Problem der Stabilisierung der synthetisierten DNA rangegangen, dadurch, dass sie mehrere Kopien jedes Fragments gemacht haben. Wenn ein Fragment beschädigt wird oder zerfällt, beugt diese Redundanz den völligen Informationsverlust vor.

So eindrucksvoll dieser Fortschritt sein mag, ist die Anwendung der DNA fürs Informationsspeichern noch ein Traum für die Zukunft. Das größte Problem zur Zeit ist die Zeit und der Preis fürs Synthesizern der Menge an DNA, die nötig ist, ein Buch zu speichern und wiederum die so gespeicherte Information zu lesen. Diese Schwierigkeiten werden den Fortschritt wahrscheinlich nicht lange hindern, wenn der Preis fürs Herstellen und Sequenzieren von DNA sinkt.

DNA als Datenspeicher und das Design-Argument

Auch wenn diese Arbeit an DNA-Speicherung nie zu den praktischen Anwendungen führt, hat sie immer noch tiefgehende Auswirkungen für die Schöpfung/Evolution-Debatte. Diese Wissenschaftler konnten Information in DNA speichern, weil DNA schon ein Informationsspeichersystem ist. Mit anderen Worten; Es ist schwierig für Skeptiker, das Argument, dass biologische Information nur eine Metapher ist, aufrechtzuerhalten, wenn Biotechniker DNA gebrauchen, um die Information aus einem ganzen Buch zu speichern.

Je mehr DNA zum Schwerpunkt einer neuen Biotechnologieanwendung wird, desto unglaubwürdiger wird die Behauptung, dass Leben aus einem ungeleiteten Prozess der Evolution entstanden sei. Es ist Zeit, „das Blatt zu wenden“.

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