- •Информация и возникновение жизни Уолтер л. Брэдли, Чарльз б. Тэкстон
- •Глава из книги «гипотеза творения. Научные свидетельства в пользу Разумного Создателя» / Под ред. Дж. П. Морлэнда — Симферополь, 2000. — 336 с.
- •Ретроспективный анализ исследований происхождения жизни
- •Обзор главы
- •Проблема возникновения жизни
- •Гипотеза Опарина
- •Синтез малых биологических молекул
- •Синтез днк, рнк и белка — макромолекул жизни
- •Проблема синтеза белка как информационная проблема
- •Синтез днк и рнк
- •Попытки решить проблемы информации
- •Крах теории первичного бульона и появление альтернативных теорий
- •Информация: Святой Грааль исследователей возникновения жизни
- •Гипотеза разумного замысла
- •Какие события настоящего служат «ключами» к прошлому?
- •Классический аргумент в пользу разумного замысла
- •Современные аргументы в пользу разумного замысла
- •Современные аргументы разумного замысла и информация
- •Определение последовательности
- •Жизнь содержит информацию
Синтез днк и рнк
Вопрос о добиологическом синтезе ДНК и РНК ещё сложней, чем вопрос о возникновении белка. Шапиро подытожил свою работу в этой области следующим образом: «Данные, которыми мы сейчас располагаем, не подтверждают возможности синтеза ри-бозы в первичном бульоне, за исключением, может быть, кратких периодов, когда она могла появляться в малых концентрациях в составе сложных смесей и в условиях, в которых нуклеозидный синтез невозможен».48 С докладом, содержащим это утверждение, автор выступил на совещании Международного общества изучения возникновения жизни, где присутствовало более трехсот ученых со всего мира, и никто из них не опроверг тезис Шапиро.
РНК и вещества, входящие в ее состав, даже в идеальных лабораторных условиях синтезировать весьма трудно, а в добиоло-гических условиях такой синтез представляется еще менее вероятным. Так, например, среди продуктов в цепи реакций по получению рибозы — важного компонента РНК, будет не только рибоза, но еще и другие сахара, которые тормозят синтез РНК. Загадкой остается и вопрос, каким образом фосфор, который относительно редко встречается в природе, стал одним из важнейших компонентов РНК и ДНК.
Лесли Оргел (Leslie Orgel) из Института биологии Салка — учёный, который проделал больше экспериментов по воссозданию «мира РНК», чем, пожалуй, все остальные ученые, вместе взятые, — считает, что эксперименты, с помощью которых ученые пытаются имитировать ранние этапы истории «мира РНК», чересчур усложнены, и потому не могут дать нам мало-мальски правдоподобного представления о появлении жизни на Земле. В журнале "Scientific American " недавно было приведено следующее высказывание этого биолога: «Немыслимо много вещей нужно сделать абсолютно точно, не допустив ни единой ошибки».49 Сэр Фрэнсис Крик, Нобелевский лауреат, в книге «Сама жизнь» написал: «Появление жизни на сегодняшний день выглядит почти чудом -столь многим условиям оно должно было удовлетворять».50 В 1988 году Дозе писал о синтезе биополимеров, таких, как ДНК и РНК: «Мы просто не можем себе представить всех трудностей, которые нам придется преодолеть... Карта на рисунке 2 [изображающая путь синтеза рибосо-мального белка, закодированного в нуклеиновой кислоте] -это карта нашего невежества. И это невежество будет процветать, если не появятся новые фундаментальные открытия в области эволюционных процессов, возможно, основанные на новом мышлении».51 Очевидно, что вопросы информации/сложности, связанные с возникновением жизни, породят новые, возможно, неразрешимые проблемы.
Попытки решить проблемы информации
В наши дни было предпринято несколько попыток спасти терпящую крушение теорию Опарина. Летом 1990 года Джулиус Рибек-младший (Julius Rebek Jr.), химик из Массачусетс кого института технологии, вызвал настоящий ажиотаж, заявив, что ему удалось создать синтетическую органическую молекулу, способную к самовоспроизведению. Эта молекула, названная ААТЕ, состоит из двух компонентов, напоминающих белок и нуклеиновую кислоту. В смеси хлороформа и некоторых веществ ААТЕ становится матрицей для образования новых молекул ААТЕ. Дж. Джойс (G. Joyce), специалист по РНК, работающий в клинике Скриппса, писал в журнале "Scientific American " о работе Рибека следующее: «Они [молекулы ААТЕ] могут воспроизводиться только в искусственных, специально созданных условиях, но важнее то, что они воспроизводятся слишком точно. Без мутаций молекулы не могут эволюционировать в дарвиновском смысле этого слова». В этой же статье Лесли Оргел говорит: «Я не вижу, какое отношение они имеют к возникновению жизни на Земле».52
Джеффри Уикен предположил, что, согласно второму закону термодинамики, химические реакции скорее способствовали появлению живых организмов на земле, чем создавали препятствия для зарождения жизни. Он заявляет, что движущие силы энтропии стали причиной реакции полимеризации, то есть соединения простых органических веществ в биополимеры — белок, РНК и ДНК.53 Однако в критическом обзоре работ Уикена Брэдли отметил, что движущие силы энтропии, может быть, и влияют на полимеризацию на начальных стадиях, но после образования небольшого количества полимеров эти силы перестают влиять на дальнейшие процессы. В противном случае эксперименты по полимеризации в лабораторных условиях были бы намного успешнее.54 Например, цепочки аминокислот могут образовать полимер только в том случае, если из реакционной смеси с помощью нагревания удалять воду — побочный продукт реакции; иначе происходит деполимеризация, как доказал экспериментально С. У. Фокс.55
Кроме того, Уикен утверждает, что информационные потребности живых систем несводимы к соображениям термодинамики (и, значит, не могут быть удовлетворены с помощью какого бы то ни было потока энергии, проходящего через систему), с чем мы полностью согласны. Обсуждая раннюю работу Штейнмана и Коула (Cole) (1967), Уикен предполагает, что химические свойства звеньев, составляющих молекулу, -такие, как внутренние закономерности расположения, обусловленные пространственным взаимодействием функциональных групп, — могут объяснить конкретные последовательности в молекулах биополимеров.56 Однако более поздний анализ, при котором было изучено не 10 белков, как у Штейнмана и Коула, а 250, доказал, что в целом зависимости между этими показателями не наблюдается.57
Если поток энергии в системе не может «создать» необходимую информацию, безусловно присущую биополимерам, и если внутреннее стремление материи к самоорганизации слишком слабо для того, чтобы объяснить наблюдаемую сложность строения молекул, то что же остаётся? Бернд-Олаф Купперс (Bernd-Olaf Kuppers) считает, что естественный отбор мог сыграть роль фактора, преодолевшего невероятность возникновения высочайшего уровня сложности, присущего даже простейшим живым системам. Он утверждает: «Дарвинистский подход в молекулярной биологии основан на рабочей гипотезе о том, что естественный отбор в том смысле, который придавал ему Дарвин, возникает уже в неживой материи... [Это] верно только в том случае, если естественный отбор по Дарвину действительно имеет место у неживой материи».58 А так как по Дарвину естественный отбор среди живых существ предполагает наличие самовоспроизводящихся систем, то в данном случае идет речь о совершенно ином виде отбора. Трудно представить себе, как именно естественный отбор смог бы управлять процессами на молекулярном уровне, чтобы в результате его образовались удивительно сложные системы, обеспечивающие функции, присущие всем живым организмам: размножение, хранение информации и преобразование энергии. В наши дни гипотеза Купперса не имеет ни теоретического, ни экспериментального подтверждения.