ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ЭНТРОПИЯ, НЕУМЕНЬШАЕМАЯ СЛОЖНОСТЬ И КОШМАР ДЖЕНКИНА

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 15Следующая ⇒

Еще одна группа фактов, которая хорошо укладывается в теорию непрерывного творения (впрочем, как и в любой другой вариант концепции разумного замысла), но одновременно совершенно не укладывается в рамки дарвиновской теории – это результаты современного моделирования генетических процессов в популяциях (Sanford et al., 2007a,b). Эти результаты показывают, что биологические виды должны постепенно генетически деградировать. То есть, генофонд любого биологического вида должен постепенно ухудшаться со временем. Это будет происходить за счет естественных процессов постепенного разрушения геномов, где в качестве разрушающего фактора выступает всё тот же поток случайных мутаций. Как известно, большинство случайных мутаций являются вредными или слабо-вредными. Еще какая-то часть мутаций являются нейтральными (или «условно нейтральными»). А вот полезные мутации гораздо более редки. Таким образом, генофонд реальных популяций в природе постоянно подвергается, в целом, разрушающему «дождю» из случайных мутаций. И в этом «дожде» особенно опасны слабо-вредные мутации. Ведь естественный отбор реагирует на них слабо, потому что они оказывают лишь слабый негативный эффект на жизнедеятельность конкретной особи. Поэтому слабо-вредные мутации не успевают удаляться из популяций очищающим отбором,и постепенно накапливаются в этих популяциях, приводя к медленному снижению их приспособленности. В конце концов (теоретически) эти разрушительные процессы должны приводить к полной деградации приспособленности популяций и их вымиранию.

Чтобы ничего особенного от себя не выдумывать, приведу несколько оригинальных комментариев на эту тему автора соответствующей книги («Генетическая энтропия и тайна генома») генетика Джона Сэнфорда: [127]

«Мутации представляют собой ошибки текстовой обработки в инструкции о порядке работы клетки. Мутации постоянно разрушают генетическую информацию так же, как ошибки текстовой обработки разрушают записанную информацию. Несмотря на то, что иногда происходят полезные мутации (так же, как иногда бывают полезными орфографические ошибки), вредные мутации намного превосходят их по числу. На одну полезную мутацию приходится около миллиона вредных мутаций. Поэтому, даже если учитывать полезные мутации, конечный их результат очень вреден. Чем больше мутаций, тем меньше информации – в этом заключается суть мутационного процесса».

«Естественный отбор ничем не может помочь. Отбор лишь помогает избавиться от наиболее вредных мутаций. Он замедляет мутационное вырождение.

Кроме того, очень редко возникает полезная мутация, имеющая достаточно влияния, чтобы быть отобранной. Это приводит к адаптивной радиации или некой корректировке, что также способствует замедлению вырождения. Но отбор удаляет очень небольшую часть вредных мутаций. Подавляющее большинство вредных мутаций неумолимо накапливаются и являются слишком коварными (имеют слишком маленькое влияние), чтобы существенно влиять на свою жизнестойкость. С другой стороны, практически все полезные мутации (в случае, если они происходят) невосприимчивы к процессу отбора, так как они вызывают минимальные увеличения биологической функциональности.

Таким образом, несмотря на интенсивный отбор, большинство полезных мутаций «дрейфуют» (выходят) из популяции и теряются…

…Отбор замедляет мутационное вырождение, но фактически он нисколько его не останавливает. Так что даже при интенсивном отборе эволюция идет в ложном направлении – в направлении вымирания!».

И о самой книге «Генетическая энтропия и тайна генома»:

«Недавно опубликованная мной книга – плод многолетней научной работы. В ней рассказано, как я полностью переоценил все, что, как я думал, мне было известно об эволюционной генетической теории. В книге исследуются проблемы, лежащие в основе классической теории неодарвинизма. Моя цель заключалась в том, чтобы показать проигрыш дарвиновской теории на каждом уровне. Она не эффективна, потому что:

мутации появляются быстрее, чем отбор может их вывести из генома;
мутации слишком коварны, чтобы их можно было отобрать;
«биологический шум» и «выживание счастливчиков» подавляют отбор;
вредные мутации физически связаны с полезными мутациями, так что при унаследовании их невозможно разделить (т.е. избавиться от вредных мутаций и оставить полезные)»

Итак, мы видим, что все рассуждения здесь идут в рамках обычной популяционной генетики. Однако роль мутационного процесса и естественного отбора кардинально переоценена.

В современной (дарвиновской) теории эволюции естественный отбор не только успешно побеждает разрушающий эффект потока вредных мутаций, но еще и успевает при этом замечать и закреплять изредка появляющиеся полезные мутации. И таким образом, приспособленность популяций постепенно повышается.

А вот у авторов соответствующей компьютерной программы, моделирующей происходящие генетические процессы в популяциях, получилось наоборот (Sanford et al., 2007a,b). Естественный отбор не только не успевает повышать приспособленность популяции, но даже оказывается не в состоянии просто поддерживать качество генофонда популяции на постоянном, приемлемом уровне. Постепенно популяции генетически деградируют, накапливая всё больше и больше слабо-вредных мутаций. Вплоть до того, что генофонд совсем «дряхлеет», и за этим следует вымирание.

Понятно, что если авторы всё правильно смоделировали, то это ставит однозначный крест на дарвинизме. Сам автор книги (он же один из авторов соответствующей компьютерной программы) вообще пришел к выводу, что возраст всей жизни на Земле не может быть больше 100 тысяч лет. Иначе бы всё живое давным-давно уже повырождалось и исчезло с лица Земли. То есть, автор стал придерживаться младоземельных взглядов на развитие жизни.

Впрочем, в теорию непрерывного творения (с большими возрастами Земли) подобные результаты моделирования генетических процессов в популяциях тоже вполне укладываются. Более того, может быть, становится даже понятно, зачем требовалось создавать всё новые и новые биологические таксоны. Возможно, именно затем, что «старые» таксоны постепенно деградировали и вымирали (вследствие только что описанной генетической энтропии). И периодическое «обновление» биологического разнообразия Земли было просто необходимой мерой.

Неуменьшаемая сложность. Эту термин появился с легкой руки Майкла Бихи (Behe, 1996). Сегодня мы знаем, что устройство многих биологических признаков (у самых разных живых существ) может иметь просто потрясающую сложность.

Давайте, например, еще раз полюбуемся, сколько нужно взаимодействующих генов, чтобы мы с Вами имели возможность говорить (Рис. 56):

Рисунок 5 6 . Комплекс связанных генов, так или иначе взаимодействующих с геном FOXP 2, одним из генов, ответственных за формирование речи у человека ( Konopka et al., 2009).

Число взаимодействующих генов здесь весьма впечатляет. Очень трудно представить себе естественную (постепенную) «самосборку» признака такой степени сложности - за счет того, что включение каждого нового гена в этот комплекс обязательно приносило организму какую-то гипотетическую пользу.

Это всё равно, как если бы мы искренне верили, что имеется реальная возможность создать турбореактивный двигатель, просто добавляя к этому двигателю по одной детали поочередно, причем таким образом, что этот турбореактивный двигатель каждый раз (после добавления каждой новой детали) становился бы для нас все полезнее и полезнее.

На самом деле, мы понимаем, что такого способа сборки реактивного двигателя не существует. Наоборот, подавляющее большинство деталей нам придётся соединять друг с другом без какой-либо немедленной выгоды. Польза от всех этих действий появится только тогда, когда турбореактивный двигатель будет собран в достаточной степени, чтобы начать хотя бы минимальную работу. А до этого момента (неработающий) реактивный двигатель – не более чем груда бесполезного металла. Причем груда весьма обременительная.

Понятно, что какие-то (дополнительные) детали с турбореактивного двигателя всё-таки можно снять, чтобы этот двигатель продолжал еще хоть как-то работать. Но столь же очевидно, что должен существовать и целый ряд совершенно необходимых деталей, без которых даже минимальная работа этого двигателя будет уже невозможной.

Это и есть знаменитая «проблема неуменьшаемой сложности» - для того, чтобы сложная система оказалась полезной (хотя бы в минимальной степени), для этого она должна быть уже рабочей (хотя бы в минимальной степени). Но для того, чтобы эта сложная система работала – необходимо одновременное наличие (и правильное взаимодействие друг с другом) хотя бы нескольких элементов, составляющих эту систему. Однако по отдельности, эти (разные) элементы – вообще бесполезны. Или даже обременительны (для организма). Поэтому они не могут быть отобраны естественным отбором. Каким же тогда образом эти элементы смогли появиться и закрепиться в популяциях (вопреки естественному отбору), чтобы потом (случайно) образовать сложную систему?

Пожалуй, еще раз приведу красноречивую цитату из работы (Анохин и др., 2007), посвященную именно этой проблеме:

Одной из наиболее острых проблем, стоящих перед современной эволюционной теорией, является вопрос об эволюционном возникновении новых форм поведения. Нейробиологические исследования последних лет показывают, что в основе эволюционно сформированного поведения лежит координированная активность миллионов нервных клеток, образование специфических связей между которыми требует участия сотен генов. С одной стороны, для возникновения такой новой интеграции кажется очевидной необходимость одновременного появления многих комплементарных генетических изменений, в противном случае функция не будет обеспечена и организм не получит адаптивного преимущества в естественном отборе. С другой стороны, вероятность синхронного совпадения такого большого числа благоприятных мутаций чрезвычайно мала. Данное противоречие составляет одну из главных проблем в теории эволюции поведения. Еще более глубоким является вопрос о механизмах эволюционного возникновения сложных поведенческих паттернов. Каким образом в филогенезе выстраиваются сцепленные последовательности поведенческих актов, где животное должно выполнить серию действий, каждое из которых недостаточно для адаптации, но своим удачным завершением запускает активацию следующего поведенческого этапа, ведущего к окончательному приспособительному результату?

Для преодоления этой очевидной трудности, верующие дарвинисты используют ряд теоретических рассуждений. Во-первых, о том, что «пошаговое» совершенствование минимально работающих систем путем постепенного добавления к ним единичных полезных мутаций – всё-таки, возможно. А во-вторых, о том, что «минимально работающие системы» могли возникать, например, для решения других задач выживания, но потом могли изменять свои функции и служить основанием (преадаптацией) для создания уже других органов и тканей.

К сожалению, подобные рассуждения пока (вот уже сотню лет) не выходят за рамки чистых спекуляций, не подтвержденных ничем, кроме, собственно, теоретической возможности подобных сценариев. Причем гипотезы, предлагающие разные эволюционные схемы постепенного появления тех или иных сложных органов (или процессов) - практически всегда имеют самый общий, «расплывчатый» характер. Без детальной проработки подробностей этого процесса.

Такие туманные эволюционные сценарии, наверное, можно придумать для объяснения практически любого сложного органа. Достаточно как следует напрячь эволюционное воображение. Поэтому «проблема неуменьшаемой сложности», кажется, никогда не была особенно суровым испытанием для тех дарвинистов, которые обладают богатым воображением. Ведь «объяснить» чисто теоретически (исключительно на словах, без каких-либо практических подтверждений), да еще и задним числом – можно вообще всё что угодно.

Однако в любом случае, появление сложных органов по таким теоретическим сценариям должно было иметь чрезвычайно постепенный характер. Ведь к (воображаемо) формирующемуся сложному признаку каждый раз должна была добавляться единственная случайная мутация,[128] которая к тому же должна была оказаться непременно полезной (хотя бы немного улучшающей работу сложного признака в целом). Понятно, что такие события должны были происходить весьма редко.

И вот теперь получается, что такой очень постепенно формирующийся орган должен был формироваться еще и в условиях непрерывного «дождя» из слабовредных мутаций, которые всё время норовили (почти незаметно) снижать эффективность работы этого органа («генетическая энтропия»). Весьма трудно представить, что естественный отбор - настолько талантливый товарищ, что способен «вылавливать» из общего мутационного «ливня» редчайшие мутации, которые чуть-чуть повышали эффективность формирующегося сложного признака, одновременно выбраковывая многие тысячи мутаций, которые норовили чуть-чуть снизить эффективность этого же сложного признака (образованного, может быть, сотнями разных генов).

Но и это еще не всё. Имеется еще одна очень серьезная трудность современной теории эволюции, которая находится строго в рамках обычной популяционной генетики. Это знаменитый «кошмар Дженкина». К сожалению, в российских литературных источниках суть аргумента Дженкина была очень серьезно искажена. В результате сложилось впечатление, что аргумент Дженкина по мере развития генетики был снят. А именно, в многочисленных «вольных пересказах» всё выглядит так, будто Дженкин рассуждал о «разбавлении» простого признака (то есть, такого признака, который обусловлен работой только одного гена).

Если же обратиться к оригинальной работе Дженкина (Jenkin, 1867), то становится ясно, что Дженкин говорил о «разбавлении» сложного признака, то есть, образованного удачным сочетанием многих признаков. Насколько мне известно, в русскоязычной печати на это обстоятельство (искажение оригинального аргумента Дженкина) впервые указал Д.А. Шабанов (Шабанов, 2006; Шабанов, 2014).

Если же озвучить аргумент Дженкина в его правильном (исходном) смысле, тогда получится, что «кошмар Дженкина» не то что до сих пор не снят в рамках современной теории эволюции, а наоборот, является одним из критических мест этой теории.

Дело в том, что в популяциях организмов, размножающихся половым путем, в генотипе одной конкретной особи может образоваться удачное сочетание разных генов. И это сочетание разных генов (которые могут находиться даже в разных хромосомах) может оказаться биологически полезным. В то время как каждый отдельный ген (или аллель), входящий в это полезное сочетание – может вообще не иметь биологической пользы (вне этого сочетания). Допустим, такая (удачливая) особь, с удачным сочетанием генов (или аллелей), будет отобрана естественным отбором. Однако это удачное сочетание генов… с высокой вероятностью будет разбито в следующих поколениях - за счет банального расхождения гомологичных хромосом по разным половым клеткам. Кроме того, полезное сочетание аллелей может быть разбито даже в одной хромосоме (!) еще и рекомбинацией (кроссинговер). Получается, что в данном случае естественный отбор, по сути, сработал «вхолостую». Ведь он отобрал такой полезный (сложный) признак, который, по сути, не является наследуемым.

По этому поводу в русском языке даже имеется соответствующая поговорка:

«На детях гениев природа отдыхает» (С).

В качестве наглядного пояснения к этой поговорке могу привести еще более откровенную цитату (из работы Шабанов, 2014):

«…Стоит половому процессу выстроить удачную комбинацию генов, как он тут же рассыпает её. Создатели печально известной, хотя в основном безвредной организации, прозванной «Нобелевским банком спермы», упустили из виду именно это. Когда биохимику Джорджу Уолду предложили сдать свою заслуженную сперму в этот банк, он отказался, отметив, что просителям была бы нужна скорее не его сперма, а сперма таких людей, как его отец, бедный портной-иммигрант, чьи чресла, как ни странно, оказались источником гениальности. «А что дала миру моя сперма? — сокрушался нобелевский лауреат. — Двоих гитаристов!» (Лейн Ник. Лестница жизни. — М.: АСТ, 2013. — С. 187.

Да, ещё надо добавить, что охотникам за «генами успеха» на самом-то деле нужна не вся сперма иммигранта-портного, а один-единственный его сперматозоид, желательный для оплодотворения той самой яйцеклетки его жены, из которой развился его сын. Из остальных половых клеток этой пары могли получиться весьма разные по своим способностям люди. Это — аргумент Дженкина в чистом виде!»

И такие «холостые срабатывания» естественного отбора, кажется, должны происходить весьма часто – ведь многоклеточные организмы обладают массой сложных признаков.

Например, какая будет польза от сложнейшего комплекса из сотен генов, работа которых в совокупности формирует (весьма совершенный) человеческий глаз… если при этом в генотипе этой же особи не будет ряда других генов, которые формируют, допустим, глазной нерв, соединяющий человеческий глаз с человеческим мозгом? Ответ в данном случае очевиден – никакой пользы (не будет).

Поэтому закрепление в ходе эволюции сложных признаков (образуемых сочетанием разных генов) в половых популяциях – крайне проблематично («кошмар Дженкина»). Например, компьютерное моделирование показывает, что если полезно только удачное сочетание из четырех независимых признаков (но не каждый из этих признаков в отдельности), естественный отбор уже оказывается практически неспособным отобрать эти признаки. [129]

В результате, данное полезное сочетание (из четырех признаков) – не закрепляется в популяции. Наоборот, дрейф генов постепенно удаляет эти гены из популяции (по отдельности).

А если для того, чтобы стать полезным, требуется сочетание не четырех, а пяти, десяти, или, допустим, тридцати разных генов? Каким же тогда образом возникали такие сложные признаки в ходе эволюции?

Если учесть «кошмар Дженкина», то образование подобного комплекса эволюционным способом начинает казаться вообще невероятным – потому что получается, что этот сложнейший признак в ходе своего постепенного формирования – норовил еще и всё время «рассыпаться» в каждом новом поколении (за счет расхождения по разным половым клеткам, и еще за счет рекомбинации признаков). То есть, для того чтобы сформировать этот признак, естественному отбору необходимо было (миллионы лет?) следить не только (и даже не столько) за тем, чтобы обсуждаемый генетический комплекс постепенно (очень постепенно) становился всё более сложным - за счет добавления («методом случайного тыка») новых генов, делающих этот признак всё более совершенным (а эти новые гены, в свою очередь, теоретически появлялись за счет чисто случайных мутаций)… Но еще и за тем, чтобы этот сложнейший признак не рассыпался в каждом новом поколении в результате банальных процессов, происходящих с хромосомами любых живых существ, размножающихся половым путем.

Понятно, что в конечном итоге, разумная сборка таких генетических комплексов (в ходе разумного дизайна) выглядит гораздо более правдоподобно, чем предположение о постепенной естественной эволюции признаков подобной степени сложности методом редких, единичных «случайных тыков», в то время как эти признаки:

1) постоянно стремились рассыпаться в каждом новом поколении («кошмар Дженкина»)

2) норовили всё время (незаметно) деградировать из-за накопления слабо-вредных мутаций (генетическая энтропия).

ПРОБЛЕМА ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

Ну и конечно, одной из самых серьезных групп фактов, которые свидетельствуют в пользу теории разумного замысла (в любом из его вариантов) и одновременно серьезно обесценивают дарвинизм – сегодня является знаменитая проблема происхождения жизни.

Сегодня, в общем-то, уже стало ясно, что самозародиться естественным путем жизнь на Земле не могла (в любых известных нам реалистичных химических условиях).

Впрочем, если Вы такое заявите где-нибудь в толпе верующих дарвинистов, далеких от биологии и химии, то сразу же услышите «стоны и скрежет зубовный». Вам начнут (на полном серьезе!) доказывать, что самозарождение жизни в грязной луже вполне возможно.

Просто нужно еще немного подождать (соответствующих исследований). Еще бы, ведь верующие дарвинисты учили в школе «теорию Опарина». А некоторые даже слышали про «РНК-мир»… Ну а самые избранные даже слышали (краем уха) фразу про «самовоспроизводящиеся рибозимы». И не откуда-нибудь, а из уст самого главного российского специалиста по ископаемым морским ежам. Действительно, если самый главный российский специалист по ископаемым морским ежам уверенно читает студентам лекции про самозарождение жизни, то значит, так и было?

На самом деле, положение в этой области настолько печально для дарвинизма, насколько это вообще возможно. А именно, результат шестидесятилетней эпопеи с попытками самозародить жизнь в грязной луже – строго нулевой.[130] Причем результат нулевой не только в целом (собственно, жизнь так никто и не самозародил), но даже попытки демонстрации хотя бы одного конкретного этапа самозарождения жизни тоже получились отрицательными во всех случаях.

В принципе, можно, конечно, написать подробный обзор, с перечислением всех причин, почему естественное самозарождение жизни не просто невозможно, а невозможно тридцать раз подряд (хотя вполне достаточно только одного раза невозможности). Однако я не буду этого делать. Просто потому, что подробный разбор откровенно антинаучных фантазий вызывает у меня стойкую аллергию. И если в отношении теории эволюции еще можно чего-нибудь серьезно обсуждать, то анализировать на полном серьёзе сказки про «рождение Венеры из пены морской» - уже выше моих сил.

Поэтому озвучу только самый короткий список химических фактов, которые помогут Вам отбиться от тех дарвинистов-маньяков, религиозная вера которых настолько сильна, что они считают возможной не только дарвиновскую эволюцию, но даже абиогенез. Вот эти факты:

1. Рибоза (а также другие сахара) – крайне неустойчивы для того чтобы участвовать в воображаемом естественном самозарождении жизни по механизму химической эволюции. В горячей воде рибоза (и другие сахара) распадаются всего за несколько минут. В теплой воде они исчезнут в период от нескольких дней до нескольких месяцев (в зависимости от температуры воды).[131]

Азотистые основания тоже недостаточно устойчивы, чтобы участвовать в образовании нуклеотидов естественным способом. Особенно неустойчив в этом отношении цитозин. В горячей или теплой воде он будет распадаться за считанные дни, месяцы, или годы (в зависимости от условий). Это делает накопление цитозина в воображаемых «первичных океанах» древней Земли принципиально невозможным.[132]

Таким образом, даже первичный материал для образования всех необходимых нуклеотидов[133] просто неоткуда было взять.[134]

2. Нуклеотиды – слишком сложные вещества, чтобы самостоятельно образовываться в неживой природе. Действительно, реалистичные условия, в которых могли бы одновременно появляться все нужныенуклеотиды, не найдены до сих пор (несмотря на постоянный научный поиск в этом направлении). То есть, до сих пор не найдено такой среды, в которой образовывались бы и пуриновые, и пиримидиновые нуклеотиды, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот.

3. Попытки искусственного создания так называемых рибозимов (из уже готовых!) нуклеотидов оказались, в целом, провальными. Общие результаты по созданию пресловутого «самовоспроизводящегося рибозима» такие: 1) непонятно, откуда он такой взялся в грязной луже (нуклеотиды в грязных лужах не образуются), 2) при этом ничего толкового этот рибозим делать не может, 3) зато развалится через сутки.

И еще несколько обязательных примечаний. Когда Вы заявите, что реалистичный путь синтеза необходимых нуклеотидов – до сих пор не найден, то очень высока вероятность, что дарвинист-маньяк начнёт рассказывать Вам про ставшие уже знаменитыми «нуклеотиды Сазерленда» (Powner et al., 2009). В этом случае Вам следует «заткнуть» верующего дарвиниста следующими пунктами:

1. Для того чтобы продемонстрировать этот этап абиогенеза полностью (этап синтеза нуклеотидов), нужно найти среду, в которой одновременно образуются сразу все необходимые нуклеотиды (входящие в состав хотя бы РНК).

Например, без пуриновых нуклеотидов, польза от одних только пиримидиновых нуклеотидов – строго нулевая. И наоборот. То есть, даже если какие-то отдельные нуклеотиды (например, пиримидиновые) имеются в наличии - это всё равно бессмысленно без других нуклеотидов (в рамках вопроса о возможности происхождения жизни).

Поэтому необходимо подобрать такие условия, в которых будут синтезироваться не только пиримидиновые, но еще и пуриновые рибонуклеотиды. Причем с достаточной скоростью и достаточным выходом продукта. Кроме того, необходимо, чтобы эти условия были реалистичными (могли существовать на ранней Земле в принципе). Такие химические условия до сих пор не найдены. И уже понятно, что и не будут найдены.[135]

2. Полученные Сазерлендом (Powner et al., 2009) пиримидиновые нуклеотиды, на самом деле, недостаточно устойчивы и довольно быстро разрушаются. Как уже говорилось выше, особенно низкой устойчивостью страдает цитозин (и соответственно, его нуклеозид и нуклеотид). Разрушающим фактором здесь может служить, например, просто теплая вода, подщелачивание водного раствора, и пожалуй, самая пикантная подробность - тот же самый ультрафиолет (примерно с такой же длиной волны), который был предложен авторами обсуждаемой работы для синтеза второго (необходимого) пиримидинового нуклеотида - уридин-фосфата (из цитидин-фосфата). Таким образом, в соответствии с замыслом авторов, пиримидиновые нуклеотиды должны находиться под воздействием ультрафиолетового излучения (Powner et al., 2009). Но если держать их под ультрафиолетом, то вскоре от этих нуклеотидов ничего не останется. Сначала разрушится всё, что содержит цитозин, а потом за ним последует и уридин.[136]

3. Ну и наконец, Вам следует привести соответствующую цитату самого Сазерленда по поводу полученных им самим результатов. В этой цитате Сазерленд поясняет насчет «реалистичности» предложенного пути синтеза пиримидиновых нуклеотидов (Sutherland, 2010):

...данный путь, каким он был осуществлен в лаборатории, состоял из нескольких стадий, и условия на этих стадиях были различными. Кроме того, между определенными стадиями выполнялась предварительная очистка, чтобы упростить анализ химического механизма. Очевидно, что эти вопросы должны быть решены до того как можно будет считать данный синтез геохимически возможным.

То есть, сам Сазерленд пока избегает считать предложенный путь синтеза (двух из четырех) необходимых нуклеотидов геохимически возможным.

Но почему Сазерленд так осторожен в своих оценках? [137]

Потому что опыт, в котором был бы реально показан геохимически возможный путь синтеза хотя бы одного нуклеотида, должен выглядеть примерно так:

Вот, например, вода с конкретной температурой и конкретной pH (или с реалистичными колебаниями этих параметров), с конкретным набором растворенных веществ (неорганических или простейших органических). И еще с какими-нибудь дополнительными (конкретными) условиями среды...

Или вот, например, атмосфера с таким-то (конкретным) составом газов, с такой-то температурой, и еще с такими-то реалистичными условиями (например, под постоянным воздействием ультрафиолета).

И вот мы наблюдаем, что в этой среде в итоге получаются нуклеотиды.

Такого эксперимента еще не было продемонстрировано ни для одного из существующих нуклеотидов.[138]

Действительно, для того чтобы, например, в знаменитой реакции Бутлерова образовался какой-нибудь сахар, для этого необходимо наличие формальдегида в слабощелочном растворе в присутствии ионов металлов. В свою очередь, формальдегид сегодня получают промышленным способом за счет окисления метанола. В свою очередь, метанол получают из угарного газа и водорода на медь-цинковом оксидном катализаторе при температуре 250⁰С и давлении 70 атмосфер. Естественно, возникает вопрос - как же повлияют только что озвученные условия, необходимые для синтеза исходного метанола, на конечный продукт того, что мы хотим получить, то есть, на сахар? Известно, как повлияют – столь «милые» условия разрушат сахар. Не менее эффективно разрушит сахар и кислород (необходимый для синтеза формальдегида из метанола). Поэтому всё только что озвученное просто нельзя засунуть в одну колбу.

Понятно, что нам совсем не обязательно получать ни формальдегид, ни метанол именно тем способом, который используется в промышленности. Можно придумать какие-то другие, более щадящие пути синтеза исходных веществ (или даже какие-то другие исходные вещества). Но там уже, соответственно, «всплывут» другие разрушающие факторы.

Например, цианоацетилен, одно из основных веществ, использованное для получения пиримидиновых нуклеотидов в обсуждаемой работе (Powner et al., 2009), на самом деле, вряд ли мог достигать сколько-нибудь значительных концентраций в условиях древней Земли. Потому что, например, аммиак и сероводород препятствуют образованию цианоацетилена. При добавлении аммиака и сероводорода в состав газовой смеси, цианоацетилен с готовностью реагирует как с исходными веществами, так и с побочными продуктами, образующимися в экспериментах газового разряда. Например, цианоацетилен реагирует с аммиаком, аминами, тиолами, циановодородом и др. (Shapiro, 1999). Следует ли напоминать, что аммиак использовался в составе исходной газовой смеси в знаменитом эксперименте Миллера-Юри, призванном показать синтез первичной органики из неорганики. Кроме того, в этом же эксперименте был использован еще и метан в очень больших количествах (для синтеза цианоацетилена метан тоже необходим). Однако атмосфера с высоким содержанием метана является крайне сомнительной в земных условиях (Shapiro, 1999).[139]

В общем, подбор таких естественных условий, в которых бы реально осуществлялась непрерывная цепочка всех химических реакций от неорганических веществ до нуклеотидов – представляет собой весьма непростую задачу. Эта задача не решена до сих пор ни для одного из необходимых нуклеотидов (Spirin, 2007):

…Заключение, которое можно сделать из всех имеющихся данных, не утешительно: несмотря на все ухищрения и моделирование различных условий первобытной Земли, к настоящему времени не удается воспроизвести полный абиогенный синтез ни одного из нуклеотидов, являющихся компонентами (мономерами) РНК.

Вот и в нашумевшей работе по получению пиримидиновых нуклеотидов (Powner et al., 2009), исследователи тоже не смогли обойтись без того, чтобы в ходе синтеза не менять условия среды, и не очищать промежуточные продукты.[140]

Именно поэтому в сравнительно недавнем обзоре (посвященном этой проблеме) открытие Сазерленда оценивается вот таким вот образом (Schwartz, 2013):

«…полученные результаты, хотя и представляющие впечатляющее химическое «чудо мастерства», сделали мало для решения проблемы пребиотического синтеза нуклеотидов, так как возникает масса новых затруднений, которые должны быть приняты во внимание для оценки правдоподобности данного химического пути в пребиотических условиях. Каждый из необходимых реактантов является реактивным химическим соединением, которое, в отсутствие избирательных условий, вступит в реакцию и образует набор нежелательных продуктов. Хотя цепь представленных Сазерлендом реакций и минует беспокоящую проблему синтеза рибозы, она в свою очередь поднимает другие вопросы. Как указал [сам] Сазерленд (2010) «встраивание нового химического пути синтеза в правдоподобный геохимический сценарий остается трудной задачей». Сделать это совсем не обязательно будет просто» [141]

И уж тем более трудно добиться, чтобы в таких естественных условиях, где непрерывно бы синтезировались все необходимые химические соединения (от исходных неорганических веществ до нуклеотидов)… при этом шло бы еще и естественное образование РНК из этих нуклеотидов! Да еще и осуществлялось бы успешное копирование этих молекул РНК. Так, чтобы все эти вещества не мешали друг другу.

Как говорится, «сынок – это фантастика» (С).

Понятно, что такая фантастика еще не была показана никем, и никогда не будет показана. Потому что химических чудес на свете не бывает (во всяком случае, без вмешательства разумного замысла).

Я думаю, всего озвученного вполне достаточно, чтобы надежно заткнуть верующего дарвиниста с его «нуклеотидами Сазерленда».

Так же требуется дополнительное разъяснение еще и по вопросу «самовоспроизводящихся рибозимов». Потому что верующий дарвинист просто не поверит Вам на слово, когда Вы заявите, что опыты с «самовоспроизводящимися рибозимами» провалились.

Поэтому приведу конкретный пример. Вот в этой статье (Attwater et al., 2013) на сегодня получены самые последние результаты по несчастным рибозимам. Результат такой - рибозим tC9Y длиной 202 нуклеотида осуществляет матричный синтез с РНК-шаблонов длиной до 206 нуклеотидов. То есть, казалось бы, результат вполне обнадеживающий.

Однако, как известно, «дьявол скрыт в деталях». И если рассмотреть этот результат подробно, то сразу получаются сплошные проблемы:

1. В качестве субстрата брались нуклеозидтрифосфаты. То есть, во-первых, уже готовые (взявшиеся непонятно откуда) нуклеотиды плавают в растворе. А во-вторых, эти нуклеотиды уже активированы. Но где такое видано, чтобы в природных условиях среда была насыщена такими высокоэнергетическими веществами в концентрации 0,4-4 ммоль/л?

2. Среда была подщелочена (pH 8.3). А при подщелачивании среды получается вот что (Spirin, 2007):

«...при подщелачивании аденин и цитозин легко подвергаются окислительному дезаминированию и превращаются, соответственно, в гипоксантин и урацил».

3. Отсутствовали посторонние (загрязняющие) вещества, которые могли бы вмешаться в процесс. Для природных условий это вообще нереально. В реальных же условиях (существующих в природе), из-за присутствия множества других веществ химические реакции идут совсем не так, как нам хочется.

4. Скорость: 63 нуклеотида за 16 часов и 206 нуклеотидов за 60 часов (т.е. примерно 4 нуклеотида в час). Это ничтожно малая скорость от той, которая необходима для поддержания «конвейера жизни». «Конвейер жизни» вообще способен существовать только потому, что скорость (и точность) работы «репликаторов» внутри реальных живых систем исключительно высока.[142]

5. Точность (ошибки копирования): точечные замены – 0.8%, делеции – 1.5%, преждевременная терминация – 0.015%, последние нуклеотиды вообще копируются с точностью 93%. То есть, вообще ерунда получается. Это не матричный синтез, а скорее, «околоматричный синтез». В природных условиях такая «точность» копирования приведет к почти моментальному вырождению создаваемых копий, и в конечном итоге, к исчезновению всех подобных молекул, даже если все остальные условия будут идеальными.[143]

6. Нужен стартовый праймер (комплементарная к началу шаблона короткая РНК, которая к нему приклеется и будет играть роль «затравки»).

7. РНК копируется не всякая, а лишь специально подобранные шаблоны, про которые сказано, что они «имеют небольшую вероятность образовывать вторичные структуры», то есть, те самые «шпильки», в которых у самого tC9Y участвует больше половины нуклеотидов (57 пар). Таким образом, этот рибозим, на самом деле, не может копировать что-либо, хотя бы похожее на самого себя. А может копировать лишь линейные отрезки РНК.

Однако вторичные структуры («шпильки») необходимы молекуле РНК, чтобы она вообще была способна к работе (обладала каталитической активностью). Так как же тогда рибозимы будут воспроизводить сами себя? А никак не будут.

8. Чем длиннее цепочка нуклеотидов, которую «прилепил» к матрице рибозим, тем труднее «отлепить» эту цепочку потом. То есть, по сути, рибозим создает мусор - двойную цепочку РНК, которая потом не расплетается. Ей, наверное, проще порваться поперек, чем вдоль.

А.С. Спирин об этой проблеме написал так (Spirin, 2007):

…Однако комплементарная репликация молекул РНК, катализируемая РНК-реплицирующим рибозимом, неизбежно должна приводить к образованию единой двуцепочечной двойной спирали в А-форме, где одна цепь – исходная, а другая – комплементарная ей дочерняя, и эта двуспиральная конформация очень стабильна. Для дальнейшей репликации и размножения исходных (функциональных) цепей РНК эта двойная спираль должна как-то расплетаться, и только тогда каждая ее цепь вновь может служить матрицей для репликации, в том числе и для синтеза новых молекул с исходной последовательностью нуклеотидов на комплементарной цепи, то есть, к воспроизведению. Рибозимы, способные катализировать синтез комплементарных цепей РНК на матрицах одноцепочечных РНК, воспроизведены в лабораторных экспериментах (Johnston et al., 2001; см. также обзор Joyce & Orgel, 2006), но проблема разделения двуцепочечного продукта на индивидуальные цепи остается не решенной (Orgel, 2004). Конечно, нельзя исключать возможность появления рибозимов с активностью РНК-хеликаз, но тогда возникает другая проблема – как уберечь от расплетания локальные двуспиральные участки («шпильки») функциональных одноцепочечных РНК в функционально активной компактной конформации.

В общем, давайте еще раз кратко подытожим самый последний результат создания «самореплицирующихся рибозимов»:

1. Обсуждаемый рибозим берётся непонятно откуда. На практике, его создали любознательные исследователи, а в реальной природе нуклеотиды не образуются. Так же как самостоятельно не образуются и сами молекулы РНК (нужной длины), даже если обеспечить среду готовыми нуклеотидами (Spirin, 2007).

2. А вот деградирует и развалится на части этот рибозим всего за несколько часов или дней. То есть непонятно откуда взялся, зато исчезнет очень быстро (см. ниже «водный парадокс»).

3. При этом он не способен воспроизводить самого себя.

4. По сути, вообще ни на что не способен:

а) не способен самостоятельно начать работу (пока к нему не будет прикреплен нужный праймер);

б) имеет недостаточную скорость работы (ничтожную);

в) имеет неудовлетворительную точность работы (делает недопустимо много ошибок при полном отсутствии систем репарации испорченных молекул);

г) не способен самостоятельно закончить работу (созданную двухцепочечную нить теперь непонятно как «разлеплять»).[144]

Вот такие вот «успехи».

Ну и в заключение несколько конкретных цитат, которые могут Вам пригодиться в эпической битве с верующим дарвинистом-маньяком, утверждающим, что живые организмы способны самозарождаться в грязных лужах.

Роберт Шапиро о «возможности» естественного образования нуклеотидов, появления молекул РНК и проблеме химического мусора (Шапиро, 2007):

…Строительные блоки РНК, нуклеотиды — сложные органические молекулы, состоящие из сахарного остатка, фосфатной группы и одного из четырех азотистых оснований. Каждый РНК-нуклеотид содержит до 10 атомов углерода, множество атомов азота и кислорода, фосфатную группу и имеет определенную конфигурацию. Все указанные атомы и группы можно соединить друг с другом разными способами и получить тысячи химических структур, готовых включиться в цепь РНК вместо канонических нуклеотидов…

…Аминокислоты, в том числе и синтезированные Миллером и Юри, — значительно менее сложные молекулы, чем нуклеотиды. Все они содержат по одной амино (NH2) и карбокси (СООН)-группе, которые связаны с одним и тем же атомом углерода. Самая простая из тех 20 аминокислот, что входят в состав природных белков, имеет всего два углеродных атома, а 17 аминокислот из того же набора — шесть и более. Аминокислоты и другие молекулы, синтезированные Миллером и Юри, содержали не более трех атомов углерода. А нуклеотиды в процессе подобных экспериментов вообще никогда не образовывались. Не выявлены они и в составе исследованных метеоритов. По-видимому, для неживой природы характерна тенденция к созданию молекул с возможно меньшим числом углеродных атомов, и никаких свидетельств образования нуклеотидов, необходимых для появления нынешних форм жизни, не найдено…

…даже если бы природа «приготовила» примитивный «бульон» из подходящих ингредиентов — нуклеотидов или каких-то более простых аналогов, то их спонтанное слияние в репликатор было бы невозможно без еще более невероятных стечений обстоятельств. Предположим все-таки, что «бульон» был так или иначе «сварен», причем в таких условиях, которые способствовали соединению его компонентов в цепочки. В немприсутствовали мириады «неподходящих» блоков, включение которых в растущую цепочку сразу лишило бы ее способности функционировать как репликатор (например, молекула с одной «ручкой», которой она держится за соседний блок, вместо двух, необходимых для роста цепи).

И еще две цитаты из работы А.С. Спирина на тему «РНК-мира»(Spirin, 2007):

А.С. Спирин о «водном парадоксе»:

...Каким бы образом ни появилась РНК на Земле, для ее структурирования - причем как для формирования двойных спиралей за счет Уотсон-Криковского спаривания азотистых оснований (A:U и G:C), обязательных для воспроизведения, так и для образования компактно свернутых специфических структур, необходимых для выполнения всех негенетических функций - нужна вода. Вода стабилизирует двойную спираль, отдельные двуспиральные блоки компактно свернутых одноцепочечных РНК и саму компактную упаковку макромолекул за счет гидрофобных взаимодействий плоскостей колец азотистых оснований. При этом жидкая вода является растворителем для РНК, позволяющим свободные диффузионные перемещения макромолекул РНК при выполнении ими своих функций. С другой стороны, ковалентная полирибонуклеотидная цепь РНК в воде термодинамически нестабильна и спонтанно гидролизуется, особенно при повышении температуры, сдвиге рН и в присутствии катионов ряда ди- и поливалентных металлов. В отличие от ДНК, ей свойственна и кинетическая нестабильность, обусловленная прежде всего природой сахарного компонента ее остова: остаток рибозы несет свободную 2'-гидроксильную группу в цис-положении по отношению к фосфорилированной 3'-гидроксильной группе и может атаковать фосфат, связывающий два рибозных остатка, результатом чего является образование нестабильной триэстерной группировки, спонтанный гидролитический распад которой ведет к разрыву рибозофосфатного остова. Кроме того, в воде, особенно при подкислении, нестабильна связь пуринового основания с остатком рибозы (гидролитическая депуринизация РНК), а при подщелачивании аденин и цитозин легко подвергаются окислительному дезаминированию и превращаются, соответственно, в гипоксантин и урацил. Это и есть так называемый «водный парадокс» (см. Benner et al., 2006).

В итоге А.С. Спирин приходит к выводу о невозможности самозарождения РНК-мира на Земле. Этот вывод он выносит прямо в резюме своего обзора (Spirin, 2007):

Рассмотрены условия внешней среды, необходимые для существования, амплификации и эволюции мира РНК, трудности абиогенного синтеза РНК и парадоксальные ситуации, возникающие в отношении стабильности РНК, ее функционирования и места мира РНК в геологической истории Земли. Обсуждается, во-первых, несовместимость химической нестабильности ковалентной структуры РНК в водной среде и необходимости воды для формирования ее функционально активных конформаций («водный парадокс»); во-вторых, несовместимость стабильной двуспиральной структуры РНК, требуемой для репликации РНК, и стабильных компактных конформаций одноцепочечных РНК, необходимых для каталитических функций (конформационный парадокс); в третьих, чересчур малый промежуток времени, или его отсутствие, в геологической истории Земли между окончанием массированной метеоритной бомбардировки (3,9 млрд. лет назад) и появлением первых свидетельств клеточной жизни (бактерий) в земных породах (3,8 – 3,85 млрд. лет назад или даже несколько ранее) (геологический парадокс). Сделан вывод о невозможности возникновения, существования и эволюции мира РНК в клеточные формы жизни на Земле. Кратко обсуждается проблема космического происхождения мира РНК и его внеземной эволюции, с последующим распространением в космосе, в основном с помощью комет, клеточной формы жизни как более устойчивой к внешним условиям по сравнению со свободной РНК.

Как говорится, кто бы сомневался. Действительно, вряд ли следует удивляться научному выводу, что живые существа не могут самозарождаться в грязных лужах. Скорее, следует удивляться тому, что такая возможность вообще серьезно обсуждается.

А ведь речь здесь шла даже не о самозарождении жизни. А только о двух этапах воображаемого абиогенеза – этапе синтеза нуклеотидов, и еще об этапе образования самовоспроизводящихся молекул РНК. Но ведь эти этапы представляют собой не более 5% всех вопросов, которые необходимо решить, чтобы действительно появился тот простейший живой организм, который нам известен (то есть, простейшая живая клетка). Потому что даже простейшая живая клетка в миллионы раз сложнее любого «самовоспроизводящегося рибозима». Даже если мы и получим каким-то образом такой сверхъестественный «самовоспроизводящийся рибозим», который будет устойчиво воспроизводиться во времени, не деградируя и не распадаясь на «запчасти» (за считанные часы или дни), то всё равно остаётся совершенно непонятным, каким образом на основе этого рибозима потом появится известный нам комплекс ДНК+белок? С работающими рибосомами, генетическим кодом, целой кучей разных т-РНК, белками-полимеразами, биохимическими путями синтеза необходимых аминокислот, и прочими прелестями клеточных нанотехнологий. Столь радикальная смена химических технологий – это примерно как замена садовой тачки на мотоцикл. Ну и как это всё произошло?

То есть, рассуждать о самовоспроизводящихся молекулах РНК, доказывая на их примере возможность самозарождения живого организма – это всё равно, как если бы я взял водный раствор с уже находящимися там железными гайками и болтами (и только), и начал бы эту смесь трясти. И когда через несколько часов у меня бы некоторые гайки накрутились бы на некоторые болты… я на этом основании стал бы утверждать, что самозарождение экскаваторов в грязных лужах, в принципе, возможно. Осталось только прояснить некоторые детали.

В общем, давайте лично для себя сделаем вывод, что «гипотеза абиогенеза» - это такое современное антинаучное позорище, каким было в своё время «успешное самозарождение мышей в грязном белье».[145] Через некоторое время некоторым современным биологам и химикам будет очень стыдно, что они на полном серьезе занимались алхимическими опытами по самозарождению гомункулуса в грязной колбе… в начале 21 века! То есть тогда, когда уже было отлично известно, насколько сложным нанотехнологическим чудом является любая живая клетка.

Впрочем, если Вы «столкнетесь лбами» на тему абиогенеза именно с глубоко верующим дарвинистом, то я почти уверен, что Вам всё-таки придётся перечислять все те трудности этой «гипотезы», которые я уже озвучил выше.

И даже после этого Ваш оппонент может всё еще не угомониться. Например, он может начать ссылаться на какие-нибудь «новые химические эксперименты» с «обнадеживающими результатами». Или на другие (теоретические) модели абиогенеза. То есть, это может продолжаться бесконечно. Поэтому еще раз обращаю Ваше внимание на «универсальную шпаргалку» (как следует поступать в этом случае).

В этом случае Вам надо задать Вашему дарвинисту два четких вопроса:

1). Ну и как, в Ваших «новых экспериментах» - были получены все четыре необходимых нуклеотида? (в одной и той же химической среде)?

2). Эти нуклеотиды у Вас там объединялись сами собой в нуклеиновые цепочки и успешно копировали сами себя? [146]

На эти два вопроса Вашему оппоненту придется ответить «НЕТ» два раза подряд. Но раз так, то обсуждение каких-нибудь других аспектов абиогенеза (например, какого-нибудь синтеза предшественников аминокислот или липидов)[147] – теряет всякий смысл. Потому что на двух конкретных и совершенно необходимых этапах абиогенеза мы пока получаем неразрешимый тупик.

Пожалуй, после этого Ваш оппонент все-таки немного скиснет, и согласится, что сегодня проблема естественного происхождения жизни имеет огромные трудности. Хотя бы с таким выводом даже самый глубоко верующий дарвинист будет вынужден согласиться, чтобы не выглядеть совсем уж неадекватным в глазах окружающих.

А раз так, то получается, что на сегодняшний день, теория разумного замысла объясняет происхождение жизни в миллион раз лучше, чем «гипотеза» абиогенеза. Действительно, то, что никак не может самостоятельно собраться в грязной луже (или колбе), вполне можно искусственно собрать, используя разумное планирование. Самый верующий дарвинист никогда не поверит, что экскаватор может собраться самостоятельно, если мы положим в нужном месте все необходимые детали, и начнем их тщательно перемешивать, в ожидании самосборки экскаватора. Но разумная сборка этого же экскаватора из этих же деталей – самая обычная вещь.

Так же и в случае живой клетки. Биологи уже сегодня смогли искусственно собрать (из готовых нуклеотидов) хромосому кишечной палочки (Gibson et al., 2008). А после этого, еще и одну из хромосом дрожжей (Annaluru et al., 2014). Понятно, что пока искусственно создаются лишь сравнительно простые вещи в живой клетке. Например, искусственно собрать работающую рибосому (шедевр нанотехнологий жизни)будет уже гораздо сложнее (технически это пока невозможно). Но ведь и наши технологии тоже не стоят на месте. То, что технически невозможно сегодня, может оказаться возможным завтра. А еще лет через 300, может быть, и всю кишечную палочку удастся искусственно собрать, несмотря на всю её запредельную сложность. Потому что с помощью разумного планирования, действительно, можно создавать чрезвычайно сложные вещи.

Итак, на сегодняшний день, состояние концепции естественного возникновения жизни можно оценить так - это событие химически невозможно примерно тридцать раз подряд. Или всё-таки возможно, но примерно с таким же научным правдоподобием, как и естественное самозарождение экскаватора в песчаном карьере.

А наиболее правдоподобная версия – это разумный дизайн. То есть, искусственное (или сверхъестественное) создание жизни.[148]

Но казалось бы, при чем здесь дарвинизм? (скажет Вам верующий дарвинист). Ведь из того, что жизнь, возможно, была создана разумом, еще не следует, что дарвиновская теория эволюции – неверна. Может быть, первое живое существо, действительно, было создано с помощью чьего-то разума. Но ведь дальше вполне возможен сценарий именно дарвиновской, естественной эволюции этой (однажды созданной) жизни.

Всё правильно. Признание создания жизни с помощью разума, действительно, не опровергает дарвинизм. Зато серьезно его обесценивает. Ведь если мы всё-таки признаём вмешательство разумной силы хотя бы один раз в ход развития жизни, то почему теперь нам следует «упираться рогами», не признавая возможность неоднократного разумного вмешательства?

Тем более что многие факты намекают на это совершенно явным образом. Взять хотя бы всё тот же кембрийский взрыв (см. выше).

Таким образом, проблема происхождения жизни на сегодняшний день – это еще одна область, которая тоже склоняет чашу весов в пользу концепции разумного замысла в целом.

Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 998; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!