Митът за абиогенезата - съвременна критика
Митът за самозараждането на живота – математическа критика / РАЗКАЗ
Митът за абиогенезата - съвременна критика
Каква е вероятността за случайна поява на живот? Как се е зародил животът на нашата планета? И какво изобщо е животът?
Доминираща в съвременната наука е абиогенетичната хипотеза, според която животът е възникнал спонтанно от нежива материя преди милиарди години. Последвалата еволюция е причина за появата на всички известни видове растения и животни, както и на хората. Според този подход биологичната еволюция е предшествана от химическа еволюция, т.е. процесът, в резултат на който органичните молекули са се образували от неорганични молекули, които от своя страна са взаимодействали помежду си, докато се образуват биополимери - протеини и нуклеинови киселини.
През 1924 г. съветският биохимик Александър Иванович Опарин предполага, че химическата еволюция с последващия произход на живота може да се осъществи в примитивен океан - „бульон“, който заедно с примитивна атмосфера съдържа вода, амоняк, метан и водород.
Въпреки това, подробният анализ на продуктите на спонтанния синтез, възникващ в лабораторния "примитивен бульон", повдигна много въпроси.
Първо, по време на тези експерименти се образуват L- и D-изомери на аминокиселини в равни количества (тези форми са огледални изображения една на друга). Но протеините на живите организми се състоят само от L-аминокиселини. Възниква логичен въпрос: как са възникнали протеини, състоящи се изключително от L- аминокиселини? Все още не е получил задоволителен отговор. Второ, доказателствата сочат, че концентрациите на аминокиселини в "първоначалната супа" трябва да са били твърде ниски.
(Hull D.E. 1960 г. Термодинамика икинетика на спонтанно генериране. Nature 186:693, 694).
Такива ниски концентрации поставят под съмнение идеята за спонтанно образуване дори на най-простите протеинови молекули. Вероятността за самосглобяване на сложни протеини, състоящи се от стотици L-аминокиселини, свързани помежду си в определена последователност, е още по-малка. За да разберем какво е това, нека вземем един много ясен пример.
Да предположим, че искаме да получим протеинова молекула от сто аминокиселини в резултат на хаотично, спонтанно възникване в "първоначалната супа". Колко време е необходимо за това? Както знаете, естествените протеини се състоят от двадесет аминокиселини. Вероятността да изберем на случаен принцип строго определена аминокиселина от двадесет е шанс едно към двадесет (или 0,05). Ако искаме да получим протеин, подобен на естествения, тогава всички аминокиселини, включени в него, трябва да бъдат L-изомери. Вероятността избраната аминокиселина да бъде точно L-изомера е шанс едно към две (0,5). Прикрепването на аминокиселини към нарастваща пептидна верига е възможно от два от нейните краища, следователно вероятността за прикрепване на аминокиселина от „необходимия“ край е една възможност от две (0,5).
По този начин, за да намерим вероятността за появата на една специфична L-изомерна форма на аминокиселина на правилното място в протеина, ние просто трябва да умножим всичките три вероятности, които намерихме. Желаното число ще бъде - един шанс на осемдесет (0,0125). Вероятността двете L-форми на специфични аминокиселини да бъдат разположени в правилната последователност в протеина е една възможност на шест хиляди и четиристотин (или 0,000156; за да получите тази стойност, трябва да умножите 0,0125 по 0,0125). За сто аминокиселини вероятността техните произволни да попаднат на строго определено място в протеина е еднашанс от 4,9 x 10 -191.
(Bradley WL., Thaxton CB. 1994. Информация и произходът на живота. В: Moreland JP, редактор. Хипотезата за създаване: научни доказателства за интелигентен дизайнер. Downers Grove, III.: InterVarsity Press, стр. 173-210).
Приблизителните изчисления, извършени за определяне на приблизителния брой атоми в наблюдаваната част на Вселената, показват, че вероятността да се намери конкретен атом чрез проба и грешка сред всички атоми на Вселената е много по-висока от вероятността за спонтанно възникване на протеин от сто аминокиселини, идентичен на естествения (образуван в жив организъм).
(Крик Ф. 1981. Самият живот: неговият произход и природа. Ню Йорк: Саймън и Шустър, стр. 51).
Въпросът става още по-сложен, ако се опитаме да обсъдим вероятността от спонтанно генериране на нуклеинови киселини (ДНК и РНК).
През 1953 г. (същата година, в която са публикувани резултатите от експериментите на Стенли Милър), Джим Уотсън и Франсис Крик установяват, че ДНК (молекулата, която носи информация за живия организъм) образува двойна спирала в живите системи, в която нуклеотидите са разположени един срещу друг. Изчислено е, че вероятността само една двойка нуклеотиди в нуклеинова киселина да се образува спонтанно, като се вземат предвид всички възможни комбинации от атоми в техния състав, е 10 -87. Броят на нуклеотидните двойки в човешката ДНК надхвърля 3 милиарда, а за някои цъфтящи растения може да достигне десетки милиарди. Ясно е, че вероятността за случайна поява на строго определена ДНК последователност от милиард специфични нуклеотиди е абсурдно малка. (За сравнение може да се припомни, че за 4,5 милиарда години (толкова обикновено се приема за еволюцията на нашата планета), само 10 25 секунди).
Имайте предвид, че условията, които трябва да съпътстват появата на захари (рибоза и дезоксирибоза захари са част от нуклеиновите киселини) и аминокиселини (протеинови компоненти) в „първичния бульон“ са различни. Аминокиселините се образуват в кисела среда, която е неподходяща за образуване на захари.
Преходът от прост набор от биополимери към функциониращ жив организъм, дори много прост, изглежда дори по-труден проблем от спонтанния синтез на протеини и нуклеинови киселини. Еволюционните биохимици Дейвид Грийн и Робърт Голдбърг го формулират по следния начин:
„Преходът от макромолекули към клетката е скок с фантастични размери, който е извън границите на една проверима хипотеза. Всичко в тази област е спекулация. Наличните факти не дават основание да се приеме, че клетките произхождат от тази планета.”
(Green D.E., Goldberger R.F. Molecular insights in the living process. New York & London: Academic Press, 1967, стр. 406-407)
Харолд Моровиц изчислява, че вероятността за самоорганизация на биополимери с образуването на Escherichia coli (Escherichia coli) е равна на един шанс на 10 -110, за микоплазмата - един шанс на 10 -450.
(Morowitz H.J. Енергиен поток в биологията: биологичната организация като проблем в топлинната физика. Ню Йорк и Лондон: Academic Press, 1968, стр. 67).
Компонентите на живата клетка, функционирайки като едно цяло, са в сложно взаимодействие помежду си. В клетките протеиновите молекули се образуват в резултат на реакции на матричен синтез, които протичат в съответствие с информацията, съдържаща се в ДНК молекулата. Няколко стотици специфични протеини могат да участват в този сложен процес и липсата на един от тях прави матричната синтеза просто невъзможна.От своя страна протеините участват в биосинтезата на нуклеиновите киселини. По този начин за синтеза на протеини в клетките са необходими нуклеинови киселини, а за биосинтеза на нуклеинови киселини са необходими протеини. Как да разрешим това противоречие?
Предполага се, че самовъзпроизвеждащите се РНК може да са възникнали първи. Но досега не е получено експериментално потвърждение. Нобеловият лауреат, биохимикът Кристиан дьо Дюв казва следното за това:
"Опитите да се създаде - с внимателен дизайн и техническа поддръжка, които не могат да се похвалят с първичния свят - РНК молекула, способна да катализира самовъзпроизвеждане, все още не са успешни."
(De Duve C. Началото на живота на земята. 1995, American Scientist 83:428-437).
Защо досега не е получена такава РНК? Изтъкнатият български биохимик Александър Спирин заявява:„Аз съм дълбоко убеден, че е невъзможно да се получи сложно устройство по „груба сила“, чрез еволюция. Това тайнствено, бих казал, "божествено" съединение - РНК, централната връзка на живата материя, не може да се появи в резултат на еволюцията. Тя или я има, или я няма. Той е толкова съвършен, че трябваше да бъде създаден от някаква система, способна да изобретява.
И така, съществувала ли е първичната супа? Редица доста известни учени смятат, че не е така. Австралийският биолог Макъл Дентън е убеден, че хипотезата за първичната супа е добре установен научен мит:„Като се има предвид, че пребиотичната супа се цитира като установена реалност в много дискусии за произхода на живота, идва като нещо като шок да разберем, че няма абсолютно никакви положителни доказателства за нейното съществуване.“
(Майкъл Дентън. Еволюция: Теория в кризата. - Бетесда, Мерилън: Adler and Publishers; 1986. p. 261.).
На същото мнение е и английският астроном Фред Хойл, професор в Кеймбриджкия университет:
„Вероятността за образуване на живот от нежива материя е равна на съотношението на едно към числото с 40 000 нули след него. Той е достатъчно голям, за дапогребе Дарвин и цялата теория за еволюцията. Не е съществувала първична супа на нашата планета или на която и да е друга планета и ако произходът на живота не е случаен, тогава, следователно, той е бил продукт на умишлено действие, насочено от ума.
(Фред Хойл. Хойл за еволюцията. Nature. 1981, том 294, № 5837, 12 ноември).