мы уже рассмотрели хромосомы в клетках как огромные компактные хранилища генной информации, тщательно копируемой и воспроизводимой. Законы передачи информации доказывают нам, что такая система не могла возникнуть случайно, сама собою, без воздействия всемогущего Разума.
Однако вспомним, что говорится в школьном учебнике о происхождении жизни из неживой материи. Приводится гипотеза академика А.И. Опарина о случайном синтезе сложных молекул и их собирании в первобытном океане в сгустки - коацерватные капли, которые послужили основой возникновения некой праклетки, начавшей поглощать другие сложные молекулы из раствора и воспроизводить саму себя.
Приводится и дата возникновения этой гипотезы - 1924 год, заставляющая задуматься. Возможно ли было объективное научное исследование в такие времена в России? Что стало бы с ученым, если бы он заявил, что жизнь не может возникнуть сама собою, а может быть только создана Творцом? Кроме того, что знали ученые о клетке в те годы, когда не было еще электронного микроскопа, когда никто не знал толком, что такое генная информация и как она конкретно передается? Как развивалась молекулярная биология в продолжение 70 лет после возникновения этой «гениальной» идеи и неужели наука до сих пор все еще принимает ее всерьез?
Интересный, хотя косвенный, ответ дает нам пособие для учителей по проведению уроков биологии. Приведем несколько пространную цитату, школьники ныне вправе узнать один профессиональный секрет своих педагогов:
«Принятое распределение материала по годам обучения педагогически обосновано. Ознакомление учащихся с эволюционным учением в 9-м (ныне - 10-м) классе… помогает установлению и развитию исторического подхода к изучению проблем, составляющих содержание курса 10 (11) класса. К изучению его сложнейших вопросов десятиклассники подходят вооруженные знаниями общей теории развития живой природы. Без такой мировоззренческой подготовки клетка с ее тончайшими структурами, саморегулированием, самовоспроизведением, биологическим синтезом белка и передачей наследственной информации показалась бы чудом и могла вызвать мистические представления. Изучение дарвинизма в 9-м классе обеспечивает понимание клетки со всей ее слаженностью и согласованностью систем, как результата естественного отбора».
Не дай Бог, еще в Бога уверуют! - так можно точнее и проще выразить эту яркую мысль.
Давление идеологической установки на преподавание естественных наук, особенно биологии, заметно впрочем не только у нас в стране, но и на Западе. Фактор Божественного чуда из науки усиленно изгоняется. Спрашивается: зачем? Если клетка действительно есть результат естественного отбора, то изучи ее получше - и сам легко придешь к выводам Дарвина и Опарина. Не нужна будет предварительная материалистическая обработка сознания. Но в том-то и дело, что из современных ученых никто не возьмет на себя смелость высказать принародно такую теорию, которая хорошо смотрелась 70 или 150 лет назад на фоне общего незнания тех фактов биологии, которые мы знаем сейчас.
Ошибки гипотезы Опарина.
Самопроизвольное возникновение сложной органической молекулы противоречит законам термодинамики. Всякая система стремится к минимуму своей потенциальной энергии и к наибольшему беспорядку в себе. Иногда минимум потенциальной энергии требует установки некоего порядка: так образуется красивая шестилучевая снежинка или монокристалл алмаза. При этом порядке расположение молекул или атомов в решетке наиболее энергетически выгодно. Чтобы растопить снежинку или кристалл, надо затратить энергию. Но снежинка и кристалл несут в себе очень мало информации. По ним можно разгадать лишь пространственную структуру молекулы воды или кристаллической решетки. Кстати, при абсолютном нуле упорядоченность всех атомов максимальна, никакого хаоса нет - в этом состоит третье начало термодинамики, которое не проходят в школе. Но порядок этот таков, что в нем практически нет информации, и ее невозможно передать. Это казарменный порядок, внутри которого не может быть разнообразия идей.
Совсем не так обстоит дело с любыми сложными органическими молекулами. Все они высокоэнергичны. Сжигая в топке дрова или уголь, мы легко в этом убеждаемся. На синтез любых органических веществ требуется энергия, - при их распаде она выделяется. А со снежинкой и с кристаллом все происходит наоборот: на растопку нужна энергия, при кристаллизации она выделяется.
Итак, если органическая молекула будет предоставлена сама себе, она устремится к минимуму энергии - то есть к распаду. К распаду она устремится и потому, что это более беспорядочное состояние. Если снежинка устремится к минимуму энергии - возникает простенький порядок. Беспорядок и минимум энергии как бы борются между собой за структуру снежинки: чья возьмет, еще неизвестно, это зависит от подвода или отвода тепла.
Но с органической молекулой происходит не так. И стремление к беспорядку, и стремление к минимуму энергии здесь не борются, а дружными усилиями разваливают молекулу на возможно более мелкие части. Потому синтез сложной органической молекулы очень сложен: он требует и подвода энергии и своевременного вывода случайно образовавшейся молекулы из-под действия этой энергии, иначе она развалит синтезированное образование и при том с большей охотою, чем вынуждена была его строить.
Итак, главная ошибка Опарина состоит в том, что он не учел гораздо большую интенсивность реакций распада (обратных реакций) по сравнению с реакциями синтеза. Если есть какая-то вероятность, что молекула, положим, некой аминокислоты может возникнуть в условиях «первобытного бульона» из неорганических веществ, то гораздо больше вероятность того, что эта молекула в этих же условиях распадется. Синтезировать такую молекулу природа должна по принципу: получилось - унеси, спрячь и никому не показывай, а не то рассыплется.
Совершенной сказкой звучат рассуждения о том, как крупные молекулы собираются в коацерватные капли и начинают взаимодействовать друг с другом по образу будущего питания. Видал ли где-нибудь кто-нибудь в лаборатории что-то подобное? К тому же для синтеза молекул предполагались задействованными разряды электричества, молнии, а для коацервации требуются спокойные условия. Как выполнить эти требования одновременно?
Но предположим невероятное: необходимое количество биологических аминокислот собралось в одном месте и они не распадаются, каждую секунду вступая друг с другом по сто раз в реакцию. Какова вероятность того, что самопроизвольно в результате этих реакций составится простенький белок из 100 аминокислот, подобранных в строгой последовательности? Если вспомнить пример из первого урока и повторить расчет, то мы легко получим, что вероятность этого события равняется (1/20)100, поскольку в белках используется 20 видов аминокислот, и вероятность того, что именно нужная молекула встанет на каждое конкретное место, равна 1/20.
Для того, чтобы представить себе, как мала полученная вероятность, проведем следующие расчеты. Во всей видимой Вселенной приближенно насчитывают 1080 элементарных частиц. Представим себе, что это не элементарные частицы, а только биологические аминокислоты, которые вступают во взаимодействие миллиард раз в секунду на протяжении тридцати миллиардов лет (самый большой из предполагаемых возрастов Вселенной). Но и тогда произойдет только 10 107 реакций. В миллиарде миллиардов таких Вселенных не произойдет при таких условиях достаточного количества реакций, чтобы их хватило на перебор нужного количества комбинаций, и то при условии, что каждая неудачно построенная комбинация тотчас разбирается и возвращается в исходное положение. Что говорить тогда о капле в этом космосе - о земном океане. Сколько миллиардов миллиардов лет понадобилось бы ему, чтобы даже при таких фантастически удобных условиях собрать самую простейшую из биологических макромолекул? Между тем в самой примитивной клетке этих молекул сотни и тысячи!
На этом, кажется, вполне можно остановиться в подсчетах вероятности и под грудой сверхастрономических цифр навсегда похоронить гипотезу Опарина. Самые условия для расчета вероятностей выбраны нами благоприятными до невозможности. Тем не менее, даже имея возможность сделать указанный простенький расчет, очень солидные ученые тратили годы и десятилетия, чтобы доказать гипотезу Опарина экспериментально.
Опыты С. Миллера.
Школьный учебник упоминает об экспериментах Миллера по синтезу аминокислот и белков в условиях предполагаемой первичной атмосферы земли. К сожалению, ничего не говорится о реальных результатах этого очень сложного эксперимента, а они весьма показательны.
Миллер, пропустил разряды электричества в 60 киловольт через кипящую смесь воды, метана, водорода и аммиака. Как и следовало ожидать, продукты реакции тут же разлагались ее обратным ходом. Миллер использовал холодильный сепаратор, позволявший быстро удалить продукты из зоны реакции. (Где и какой слепой случай создал бы такой аппарат на первобытной земле? А без него у эксперимента не было бы вообще никакого результата.)
Из продукта реакции - клейкой дегтеобразной смеси - удалось выделить две простейших аминокислоты, содержащихся в белках - глицин и аланин. Прочих 18 видов аминокислот, содержащихся в белках, так и не удалось получить. Впрочем, были получены аминокислоты, вообще не содержащиеся в белках.
Были и другие подобные попытки, но не более удачные.
Следует отметить, что искусственный синтез хотя бы какого-то «фрагмента живого» из неорганических веществ свидетельствовал бы о высокой точности и грамотной постановке тончайшего и сложнейшего эксперимента, а вовсе не о неизбежности случайного возникновения жизни. В книгах по креационной науке часто встречается такой рисунок. Это свидетельство против самого себя!
Нет нужды говорить о том, как далеки результаты этих опытов от самого простейшего белка и как далек был бы сам этот белок от простейшей живой клетки.
Пространственная изомерия.
В курсе органической химии вы ознакомились с явлением изомерии, когда два вещества могут иметь одинаковый состав молекулы, то есть в точности равное количество атомов каждого элемента, но молекулы эти различаются пространственным расположением атомов. Это явление характерно и для биологических аминокислот. Как известно, общая формула аминокислоты такова: R - радикал, свой особый для каждой аминокислоты.
Эту формулу можно переписать иначе:
Оказывается, что это не одно и то же. Пространственное расположение аминной и карбоксильной групп влияет на свойства не только аминокислоты, но, главное, на свойства составленного из нее полимера. Если составить пространственную модель молекулы, то станет видно, что первая форма расположения является зеркальным отображением второй. Поэтому и принято различать так называемые правые и левые формы изомеров.
Возникновение правой или левой формы в процессе миллеровского синтеза равновероятно, поэтому полученная им смесь аминокислот содержит равное соотношение правых и левых форм. Но интересно то, что в живых белках встречаются только левые формы аминокислот, которые только и могут придать белкам спирально закрученную форму. Какая молния или какие коацерваты сумели так тщательно разделить изомеры, химически почти неразделимые?
Подобная же изомерия наблюдается у сахарозы, входящей в состав нуклеиновых кислот, причем все биологические сахарозы - правые изомеры. Как они могли отделиться в воображаемом первобытном бульоне от своих левых изомеров - химики не могут себе даже представить, не то что воспроизвести экспериментально. Кроме того, сахарозы могли бы соединиться с азотистыми основаниями и фосфорной кислотой множеством различных способов, которые нигде в живой ДНК не встречаются. Все это полагает непреодолимую преграду самопроизвольному возникновению жизни.
Проблема кислорода.
Разработчики идеи самопроизвольного возникновения жизни вслед за Опариным считают, что в первобытной атмосфере не должно было содержаться свободного кислорода, иначе он окислил бы и разложил формирующиеся белки. Окисленное состояние одновременно и энергетически выгоднее, и беспорядочнее, чем состояние сложной молекулы.
Но геологи отвергли эту идею, поскольку самые древние, какие только существуют на земле, осадочные породы содержат окисленное трехвалентное железо и карбонаты, то есть вещества с высоким содержанием связанного кислорода, которые вряд ли могли возникнуть в бескислородной атмосфере.
Кроме того, если ранняя атмосфера не содержала кислорода, то она не могла иметь и защитного озонового экрана и свободно пропускала полный спектр смертоносных ультрафиолетовых лучей, к которым особенно чувствительны нуклеиновые кислоты. Это излучение должно было моментально уничтожить любые компоненты жизни при самом их зарождении. Печальный выбор стоял бы перед такими сложными молекулами - кто их уничтожит: если не кислород, то ультрафиолет, а если не ультрафиолет - значит, кислород.
Проблема последовательности возникновения.
Еще одно очень важное условие возникновения самой примитивной формы жизни - это одновременное появление на свет в одном месте и в связанном в виде и белков, и нуклеиновых кислот, кодирующих эти белки. Синтез нуклеиновых кислот производится с помощью белков-ферментов, а сами белки синтезируются по программе, записанной и переданной с помощью нуклеиновых кислот. Кроме того, в живой клетке всегда присутствуют исключающие друг друга белки. Если убрать некоторые препятствия, эти вещества тотчас взаимно уничтожат друг друга. Далее, клеточная мембрана обеспечивает условия внутри клетки, дающие возможность синтеза белка, но сама эта мембрана также состоит из белков.
Подобные примеры можно продолжить, но уже и так совершенно ясно одно: ни один из элементов живой клетки не мог возникнуть раньше других, ни один не мог улучшиться или развиться сам по себе, независимо от других. Все молекулы, составляющие клетку, должны «шагать» в ногу на всем пути своей воображаемой эволюции. Вероятность же такого развития еще более ничтожна, чем возникновение белковой молекулы.
Проще сказать, самопроизвольное возникновение жизни настолько невероятно, настолько противоречит законам природы и любым предполагаемым условиям на земле, что серьезные ученые давно уже в это не верят, предоставив, впрочем, педагогам забивать юные головы баснями про коацерватные капли. Но и признать сотворение жизни Единым Всесильным Творцом решаются немногие. Большинство же или вовсе не говорит на эту тему, как Дарвин в свое время, или сочиняют новые басни о наличии в космосе повсюду неких семян жизни, или о принесении жизни на землю какими-то пришельцами из космоса. Но как могли возникнуть эти семена где бы то ни было? - Все приведенные против этого возражения остаются в силе.