The Failures of Mathematical Anti-Evolutionism

A symbolically encoded, abstractly represented message
conveying the expected action and the intended purpose.
(Gitt, Compton, and Fernandez 2011, 16)
They go on to assert that “Universal Information” is always produced
by intelligent design, and that organismal genomes comprise an
instance of it.
However, we have already noted that DNA does not know
that it contains information. At the cellular level, everything is just

---

184 6 information and combinatorial search
physics and chemistry. So it is very hard to see what “expected action”
and “intended purpose” could possibly mean in this context. When
DNA is in the presence of the correct cellular transcription systems
certain effects are seen to occur, but it is just an abuse of language
to describe this in intentional terms. Gitt, Compton, and Fernandez
have built notions of intelligent design right into their definition of
information. They are welcome to do so, but then it is very unclear
that DNA actually contains information at all.
I have belabored this discussion of Gitt’s writing for two rea-
sons. The first is that he was the creationist speaker I mentioned all
the way back in Section 1.3, the one who received a standing ovation
and was praised for having presented an especially powerful apologetic
argument. The argument in his conference presentation was precisely
the one described here. Gitt is highly regarded among young-Earth
creationists, which lends some importance to his writing.
The second reason is that his willingness to hold forth about
information, while never stating anything with sufficient precision
to make cogent statements about biology, is entirely typical of
anti-evolution writing in this area. As I noted in Section 1.3, where
anti-evolutionists see a devastating argument against evolution,
scientists just see an absurd caricature of a major branch of
mathematics.
6.6 protein space revisited
Let us return to the anti-evolutionist’s search metaphor. For our
present purposes, we will assume it is “protein space” that needs to
be searched.
Eden’s argument at the Wistar conference, and the probabilistic
anti-evolution arguments discussed in Chapter 5, focused primarily
on the size of the space. It was argued that the rarity of functional
proteins in the vast space of possibilities militated against the ability
of evolution to find anything useful. We replied that any argument
of this sort must pay careful attention to both the probabilistic and
geometric structure of the space. If most of protein space has a

---

6.6 protein space revisited 185
probability close to zero of ever appearing in nature, then the vastness
of the space as a whole is irrelevant. And if the functional proteins are
arranged like stepping-stones, then it does not matter that they are
rare in the space overall. In such a case, the very rarity of functional
proteins could actually make them easier for evolution to find since
deviations from the “one true path” will be quickly punished by
natural selection.
A recent line of argument in anti-evolutionist writing takes aim
specifically at the geometric structure of the space, rather than at the
probabilistic structure. It is claimed that useful proteins are actually
not arranged like stepping-stones. Instead, the argument continues,
they represent tiny, isolated, islands of functionality in an ocean of
useless proteins.
Their main piece of evidence in defense of this claim is a
series of “mutagenesis” experiments carried out by protein chemist
Douglas Axe, the results of which were published in Axe (2004).
Such experiments involve inducing mutations in specific genes for
the purpose of better understanding either the gene’s function or
the protein it produces. Experiments of this sort have been part of
biology’s toolkit since the 1920s, when it was discovered that X-rays
could induce mutations. Whereas X-rays and other natural mutagens
induce random mutations, today the technology exists to induce
mutations at specific sites along a gene’s sequence. Appropriately, this
technique is known as “site-directed mutagenesis.”
Axe studied an enzyme called TEM-1 penicillinase, which
breaks down penicillin and other antibiotics. The idea was to produce
a large library of mutants and to determine the fraction of them that
retained some function, even if just in a rudimentary form. In the
terminology of our search metaphor, Axe sought to investigate the
neighborhood in protein space surrounding this particular enzyme.
The conclusion of the experiment might, in principle, have been that a
large fraction of the mutants retained at least some function, implying
that this neighborhood was teeming with possible stepping-stones for
evolution to exploit. However, the actual finding was different. Axe

---

186 6 information and combinatorial search
found that functional mutants were exceedingly rare, implying that
this particular enzyme was exquisitely sensitive to any change.
ID proponent Stephen Meyer explains what he takes to be the
significance of this result:
[Axe’s] experiments revealed that, for every DNA sequence that
generates a short functional protein fold of just 150 amino acids in
length, there are ten to the seventy-seventh power nonfunctional
combinations – ten to the seventy-seventh amino acid
arrangements – that will not fold into a stable three-dimensional
protein structure capable of performing a biological function. …
Thus, for every functional gene or protein fold there is a vast,
exponentially large number of corresponding nonfunctional
sequence through which the evolutionary process would need to
search. Axe’s experimentally derived estimate placed that ratio –
the size of the haystack in relation to the needle – at 10
77
nonfunctional sequences for every functional gene or protein fold.