Er organismer levende maskiner? Filosoffer er på sagen

Denne artikel har tidligere været bragt på videnskab.dk i onlinemagasinet ForskerZonen.

I Danmark sætter vi i stadig større grad vores lid til, at vi kan løse en række af vores civilisations grundproblemer ved at designe og rekonstruere organismer.

Vi søger og forventer at løse udfordringer på områder som medicin, fødevarer og energi ved at investere i forskning og udvikling inden for det bioteknologiske område.

Forskere og videnskabsformidlere anvender i høj grad maskinemetaforer til at beskrive deres projekter. Genomer beskrives som ‘blueprints’, hjerner som computere og celler som små fabrikker

Eksempelvis arbejder forskere ved Center for Syntesebiologi på Københavns Universitet med at konstruere fotosyntetiske organismer, der kan producere værdifulde stoffer, som bruges til blandt andet kræftbehandling.

Et projekt på Københavns Universitet, som jeg står i spidsen for, undersøger filosofiske aspekter ved anvendelsen af maskinmetaforer i biologisk forskning, forskningsformidling og deres indflydelse på bioetiske diskussioner.Forskere og videnskabsformidlere anvender i høj grad maskinemetaforer til at beskrive deres projekter. Genomer beskrives som ‘blueprints’, hjerner som computere og celler som små fabrikker, der består af molekylære maskiner.

Vi er ved at færdigredigere en bog, der kigger på problemstillinger ved at anvende maskinemetaforer i biologisk videnskab, videnskabskommunikation og bioetik. Et af de områder, vi kigger på, er syntesebiologi.

Syntesebiologi: Livet sat i system

Syntesebiologi er et godt eksempel på et forskningsfelt, der fokuserer på at konstruere levende systemer, der kan bidrage til eksempelvis at producere værdifuld medicin eller grøn energi.

En af de centrale visioner bag syntesebiologi er at gøre det muligt at konstruere levende væsener, eksempelvis mikroorganismer eller planter, ved at anvende ingeniørvidenskabelige metoder.

I særdeleshed forsøger syntesebiologer at overføre de rationelle designprincipper, der er kendt fra produktionen af mekaniske og elektroniske maskiner til biologien.

Et mekanisk ur, en bil eller en computer består af mange forskellige standardkomponenter, som kan kombineres til mere komplekse delsystemer, der udfører en bestemt funktion. Disse delsystemer kan så igen samles til en maskine, der eksempelvis måler tid.

Syntesebiologer arbejder i disse år på at udvikle biologiske standarddele med specifikke funktioner, der kan bruges til at konstruere organismer, der eksempelvis producerer medicin pålideligt og i en skala, der er kommercielt attraktiv.

Descartes’ mekaniske and

Syntesebiologiens idé om at overføre ingeniørvidenskabens metoder til design og konstruktion af organismer gør det fristende at se den som en moderne version af den mekanistiske biologi, der fik sit gennembrud med den franske filosof René Descartes’ tese om, at organismer er maskiner.

På Descartes’ tid – første halvdel af 1600-tallet – var det blevet almindeligt med komplekse maskiner rundt omkring i Europa. Descartes fremførte, at dyr og menneskekroppen ikke blot kan sammenlignes med maskiner, men at de er (om end ekstremt komplekse) maskiner skabt af et ‘guddommeligt design’.

For Descartes var der således ikke nogen væsensforskel på en naturlig and og en mekanisk and, blot en forskel i graden af mekanisk kompleksitet.

Kritikere af syntesebiologiens vision om rationelt design og konstruktion af ‘levende maskiner’ fremfører, at den er baseret på Descartes’ mekanistiske biologi – som, de mener, er fejlagtig.

Det kan godt være, at det kan være gavnligt at drage analogier mellem organismer og maskiner, som en del af vores biologiske forskning. Men organismer og menneskeskabte maskiner er væsensforskellige, lyder deres kritik.

Derfor er organismer ikke som maskiner

En af de mest grundlæggende indvendinger mod identifikationen af organismer med maskiner er, at organismers adfærd ikke kan reduceres til deres deles aktiviteter og relationer.

I modsætning til et mekanisk ur, hvis aktivitet er determineret ‘bottom-up’ af dets deles aktivitet og organisation, har organismer indflydelse på deres deles aktivitet.

Eksempelvis begynder ens muskler at vokse, hvis man begynder at dyrke motion. Ydermere eksisterer et urs dele, før uret gør det. Det er ikke uret selv, der bygger sine dele.

Organismer er derimod selvproducerende i den forstand, at det er organismen selv, der bygger og vedligeholder sine dele. Hvis syntesebiologien antager Descartes’ mekanistiske biologi, risikerer den således at løbe ind i en blindgyde.

Så er syntesebiologi udtryk for kartesiansk mekanistisk biologi? Bygger visionen om rationelt design og konstruktion af organismer på en bogstavelig og ikke blot metaforisk forståelse af idéen om, at organismer er maskiner?

Syntesebiologernes modsvar

Når man kigger nærmere på syntesebiologernes forsøg på at anvende ingeniørvidenskabelige metoder på biologiske systemer, ser det ud til, at de er meget opmærksomme på, at der er grundlæggende forskelle på organismer og maskiner.

Et af hovedmotiverne bag forsøget på at gøre det muligt at bygge levende organismer er, at det er ekstremt svært at gennemskue, hvordan selv de simpleste naturlige organismer fungerer.

Det liv, vi kender, er et resultat af evolution ved naturlig selektion. Som sådan fremstår naturlige organismer fulde af lappeløsninger baseret på det forhåndenværendes princip. Ikke som produkter af en superingeniørs rationelle design.

Hvis vi skal løse påtrængende problemer såsom produktion af værdifuld medicin eller biobrændsel med bioteknologi, er det således fristende at fokusere på at udvikle forudsigelige og pålidelige syntetiske organismer i stedet for at bruge en masse kræfter på at arbejde med naturligt udviklede organismer.

Det er dét, der driver syntesebiologer til at forsøge at udvikle et grundlag for at bedrive rationelt design med biologisk materiale – ikke at de rent faktisk tror, at levende organismer og maskiner er ens.

Kan syntesebiologiske løsninger lade sig gøre?

Men er det overhovedet muligt at nå i mål med at bygge nye former for organismer?

Descartes var skeptisk og mente, at det ville kræve guddommelige evner at konstruere noget så komplekst som en levende maskine.

Blandt syntesebiologer er der også en udbredt anerkendelse af, at produktionen af komplekse syntetiske organismer ‘from scratch’ ikke ligger lige om hjørnet.

Når forskere på Center for Syntesebiologi eksempelvis forsøger at konstruere et system, der kan producere stoffer til kræftmedicin, bygger de ikke en ny plante.

De forsøger derimod at kombinere eksisterende planters byggesten med nogen, de selv har lavet.

Resultatet er ikke en komplet rationelt designet organisme, men en organisme der indeholder menneskeskabte komponenter og moduler, der i samarbejde med resten af planten gør den i stand til pålideligt at udføre en bestemt funktion.

I den forstand kan man sige, at organismer produceret ved hjælp at syntesebiologiens redskaber vil være mere maskinelignende end naturligt udviklede organismer.