INFORMACE A VZNIK ŽIVOTA
Toto je
dodatek (tzv. Last Chapter) ke knize The Mystery of Life´s Origin. Dr. Charles
Thaxton ho napsal až později (v r.1995) na žádost prof. Václava Pačesa
z prezidia Akademie věd. Tento dodatek není tedy součástí anglického originálu
knihy.
GRANO SALIS NEZWORK
2004
Obsah:
Retrospektivní analýza vzniku života
Problém vzniku života
Oparinova hypotéza
Tvorba molekulární stavebních kamenů nezbytných pro život
Tvorba DNA, RNA a bílkovin, makromolekul tvořících život
Problém informace při tvorbě proteinů
Tvorba bílkoviny jako problém nepravděpodobnosti
Tvorba DNA a RNA
Snahy o vyřešení informačního problému
Krach teorie prebiotické polévky a její alternativy
Informace: svatý grál výzkumu vzniku života
Hypotéza inteligentního záměru
Jaká současná pozorování jsou klíčem k minulosti?
Klasické teologické důkazy
Moderní teologický argument a informace
Specifikování sekvence
Život obsahuje informaci
V roce 1950 pořádal na universitě v Chicagu lareát
Nobelovy ceny Harold Urey cyklus přednášek o vzniku sluneční soustavy. Těchto
přenášek se zúčastnil i dvaadvacetiletý absolven univerzity Stanley Miller.
Během přednášek Urey poznamenal, že by bylo zajímavé zjistit, co by se
přihodilo, kdybychom pokusně napodobili atmosféru dávné Země a vystavili ji
vlivu energie (narážel tím na Oparinovu hypotézu z roku 1924, podle níž se
tímto způsobem začal vývoj živých systémů1). Miller byl touto
myšlenkou okouzlen a později se proslavil jediným jednoduchým pokusem, který se
tehdy zdál být řešením prokazatelně největší záhady, jež kdy trápila všechny
vědce. Hermeticky uzavřenou skleněnou aparaturu obsahující vroucí vodu naplnil
amoniakem, metanem a vodíkem, pomocí jiskrového výboje napodobil blesky a během
několika dní zaznamenal přítomnost načervenalé lepkavé hmoty na skle a ve vodě.
Následnou chemickou analýzou ke svému potěšení zjistil, že tato hmota
obsahuje aminokyseliny - stavební kameny bílkovin, které
tvoří základ života. Výsledky, které Miller publikoval ve formě skromného
dvoustránkového článku v časopise Science2,
působily jako ohromující důkaz, že život vznikl jednoduchými chemickými
reakcemi v "prebiotické polévce".
Reakce na Millerův pokus byla ze strany vědecké obce
i veřejnosti mimořádná. Např. Carl Sagan, astronom vedoucí výzkum mimozemského
života, označil Millerův pokus jako "nejvýznamější krok směřující k
přesvědčení řady vědců, že ve vesmíru se život vyskytuje hojně."3 Chemik
William Day ho popisuje jako "pokus, který prolomil blokádu" tím, že
ukázal, že počátek života nebyl náhodnou, ale nevyhnutelnou událostí.4 Astronom
Harlow Shapley vystoupil v roce 1959 v Chicagu v televizním vysílání v
předvečer stého výročí vydání Darwinovy knihy "O původu druhů" a
prohlásil, že Millerův pokus odstranil naše dlouholeté pochybnosti, zda lze
překlenout propast mezi neživým a živým a zda objevení se života je důsledkem
spontánního biochemického vývoje, ke kterému dochází přirozenou cestou za
příznivých fyzikálních podmínek."5 V podstatě lze říci, že
Millerovy pokusy zplodily neovitalismus neboli víru v sílu samouspořádání
spočívající ve hmotě.6 Biochemická predestinace se dostala dokonce
až do učebnic.7 Zpravidla byla podporována schématy evolučního vývoje,
jejichž příklad je na obr. 5.1.
Retrospektivní
analýza vzniku života
Bohužel se ukázalo, že je tento názor zcela unáhlený.
O čtyřicet let později byl Miller, jenž se stal profesorem chemie na
kalifornské universitě v San Diegu, citován v Scientific American: "Problém vzniku života se ukázal být
mnohem složitějším, než jsme já a většina dalších lidí předvídali."8
Nelze říci, že by se od roku 1953 nic neudálo. Během
čtyřiceti let, které následovaly po Millerově původním pokusu, byly uskutečněny
analogické nebo velmi podobné experimenty, které ukázaly, že za prebiotických
podmínek mohlo být syntetizováno množství základních stavebních kamenů DNA
(deoxyribonukleové kyseliny), RNA (ribonukleové kyseliny) a bílkovin. Tyto
organické sloučeniny se mohly posléze nahromadit v různých vodních nádržích, v
nějaké "malé teplé louži", o čemž uvažoval Charles Darwin v jednom
dopise. S. W. Fox a K. Dose9 a další ukázali v šedesátých a
sedmdesátých letech, jak z těchto stavebních kamenů mohly polymerací vznikat
biopolymerní prekurzory až současné biomakromolekuly, jakými jsou bílkoviny a
DNA. Pokusy z počátku osmdesátých let zdánlivě dokončovaly celý obraz tím, že
prokázaly schopnost autoreplikace RNA bez spoluúčasti enzymů. Tento důležitý
objev, za nějž obdržel profesor university v Coloradu T. R. Cech Nobelovu cenu,
naznačoval možnost, že první život sestával z RNA a že tento dávný "svět
RNA" mohl být pojítkem mezi jednoduchými chemickými stavebními kameny,
jakými jsou aminokyseliny a cukry, a velmi složitými buňkami, v jejichž centru
se nachází DNA a které tvoří soudobé organismy.10
Zatímco se Millerovy pokusy dokumentující
prebiotickou tvorbu stavebních kamenů a "svět RNA", co by most
spojující jednoduché stavební kameny s buňkami obsahujícími DNA, staly součástí
učebnic, byla v osmdesátých letech novými výzkumnými objevy vážně otřesena
pravdivost obou představ. Bylo zjištěno, že syntéza RNA by byla za podmínek,
které pravděpodobně převládaly v době vzniku života, krajně obtížná.11 Mimoto
bylo prokázáno, že RNA nedokáže vytvářet kopie sebe samé tak snadno, jak se
původně myslelo.12 A k završení všeho byly zpochybněny rovněž
Millerovy původní pokusy, neboť přírodovědci zabývající se studiem atmosféry
dospěli nově k závěru, že atmosféra dávné Země nikdy neobsahovala významné
množství amoniaku, metanu nebo vodíku.13 Kromě toho dokládá výzkum
kráterů na Měsíci, že dávná Země byla opakovaně pustošena obrovskými meteority
a kometami. Christpher P. McKay z Amesova výzkumného centra NASA byl citován v Scientific American: "Zdá se
pravděpodobné, že život nezačal v poklidu malé teplé louže, ale uprostřed
zuřící bouře."14
Co je tedy podstatou vývoje posledních čtyřiceti let?
Klaus Dose z Biochemického ústavu v Mainzu, v Německu, naznačuje, že naše
společné úsilí "směřovalo spíše k lepší představě nezměrnosti problému
vzniku života na Zemi než k jeho řešení. V současnosti končí všechny diskuse o
nejdůležitějších teorií a experimentech z této oblasti buď ve slepé uličce nebo
přiznáním nevědomosti."15
O čem se
bude hovořit v této kapitole
Tato kapitola má tři cíle: (1) shrnout pro čtenáře,
kteří nejsou obeznámeni s touto problematikou, současné představy o vzniku
života založené na Oparinově hypotéze "prebiotické polévky," (2)
podrobit tyto scénáře kritice jednak z hlediska skutečných experimentálních
problémů a jednak z hlediska odhalených teoretických problémů a (3) vzít v
úvahu alternativní hypotézy, zahrnující i vliv inteligence, které nalezly
odpověď na mnoho zdánlivě neřešitelných problémů týkajících se teorie
prebiotické polévky. Začneme tím, co považujeme za minimální funkční požadavky
živých systémů. Pak ukážeme vztah mezi biologickou funkcí a trojrozměrnou
molekulární strukturou. Následně uvedeme, jak závisí trojrozměrná molekulární
struktura, která udává funkce biopolymerů, na vysoce specifickém uspořádání
molekulárních "stavebních kamenů" v těchto biopolymerech. Tím bude
čtenář seznámen se základními pojmy, které jsou spojeny se záhadou vzniku
života, jejíž podstatou je specifická složitost neboli biologická informace.
Poté představíme Oparinovu hypotézu vzniku života,
která byla řídícím paradigmatem pro většinu výzkumných prací týkajících se
vzniku života. Prozkoumáme nezbytné kroky, uvedené na obr. 5.1, jež jsou
navrženy tímto paradigmatem, které je někdy označováno jako "teorie
prebiotické polévky". Každá šipka na obr. 5.1 představuje důležitý krok:
(1) tvorba stavebních kamenů z atmosféry dávné Země, (2) vytvoření rozličných
biopolymerů spojováním těchto stavebních kamenů a (3) uspořádání různých
biopolymerů za vzniku prvních buněk, zpravidla označovaných jako protobionty,
protobuňky nebo koacerváty. V této kapitole pomineme následný vývoj
"progenotes" (prvních forem současného života) a jejich rozrůznění na
archaebacterie, eubacterie a eukaryonty, kteří jsou považováni za předchůdce
zbytku rostlinné a živočišné říše.
Nakonec vezmeme v úvahu možné alternativy Oparinovy
hypotézy "prebiotické polévky", včetně vlivu inteligence. Naším cílem
je potvrdit totéž, oč usiluje většina vědců zabývajících se touto
problematikou, že ke vzniku života vedly přirozené příčiny, což nemusí být
nezbytně označováno jako naturalismus. Jak lze na základě zkušenosti poznat, že
za probíhajícími "přirozenými" procesy nestála v pozadí nějaká vyšší
síla nebo inteligence (Bůh?)? Právě na to se spoléhá velká část křesťanských
teistů. To znamená, že nemůžeme na základě zkušenosti vytvořit metafyzický
závěr o naturalismu. Podle Iana Barboura je "Naturalismus stále
alternativou vzniku života, ale je jasné, že musí být obhajován jako
filozofický názor a ne závěr vědy."16 Rovněž, když se na
základě zkušenosti usuzuje, že za strukturu života nese zodpovědnost určitá
inteligence, není to nezbytně supernaturalistický závěr. Na základě zkušenosti
nemůžeme určit, zda domnělá inteligentní příčina vzniku života pochází z
vesmíru (naturalismus) nebo je mimi něj (supernaturalismus). To je další
úsudek, který není založen na zkušenosti.
Problém
vzniku života
Obecně je přijímán názor, že živé systémy se příliš
neliší od neživých systémů svým elementárním chemickým složením, protože se ve
skutečnosti skládají z velmi běžných prvků jakými jsou uhlík, dusík, kyslík a
vodík. Liší se však svou komplikovanou strukturou, která určuje specifické
biologické funkce. Živé systémy se odlišují od neživých zpracováním energie,
informačním obsahem a replikací.17 Ačkoliv je obecně platným
názorem, že první živý systém musel být mnohem jednodušší než nejjednodušší
současný živý systém, kterým je bakterie, musel dosahovat určité základní
hladiny složitosti, která je nezbytná pro zajištění tří uvedených funkcí. Kromě
toho by neměly být přijímány jednoduché analogie mezi biologickou evolucí
založenou na přirozené výběru a chemickou evolucí, protože přirozený výběr
biologické evoluce předpokládá systémy se schopností replikace. Problém vzniku
života však spočívá ve vývoji takových systémů. Bertalanffy výstižně definuje:
"Selekce, tj. přednostní přežití ´lepších´ prekurzorů života, již
předpokládá samoudržující se složité, otevřené systémy, které mohou kompetovat;
selekce tedy nemůže vysvětlit vznik takových systémů."18
Lze snadno znázornit vztah mezi biologickou aktivitou
a molekulární strukturou za předpokladu, že molekuly bílokvin působí jako
katalyzátor (viz obr. 5.2). Ve vodných roztocích probíhá chemická reakce mezi
ATP a glukózou (cukr) jen velmi pomalu: je nepravděpodobné, že by tyto dvě
molekuly setrvaly v optimální poloze dostatečně dlouho, aby spolu mohly
zreagovat. Za přítomnosti molekuly bílkoviny, která funguje jako katalyzátor,
se však ATP a glukóza váží ke katalyzátoru tak, že jejich vzájemná orientace je
optimální; tím je umožněna velmi rychlá chemická reakce. Důsledkem toho je, že
se rychlost chemické reakce zvýší desetmilionkrát.
V živých systémech jsou chemické reakce běžně
regulovány pomocí těchto katalyzátorů. Na obr. 5.2 je objasněno, jak přesná
musí být trojrozměrná topografie společně s místními povrchovými chemickými
vlastnostmi katalyzátoru, aby se podstatně urychlila reakce mezi ATP a
glukózou.
Nyní je známo, že trojrozměrná topografie je nedílně
spojena jak se sekvencí stavebních kamenů v řetězci polymeru (kterým je
protein), tak i s povahou chemické vazby, která spojuje tyto stavební kameny.19
Na obr. 5.3 je uveden příklad molekuly proteinu. Je tvořen dvaceti druhy
L-aminokyselin, které jsou v určitém pořadí spojeny pomocí velmi specifické
peptidové vazby. Ačkoliv trojrozměrná struktura nezávisí na správném umístění
každé aminokyseliny v řetězci, je přibližně polovina z těchto míst kritická.
Umístění nesprávné aminokyseliny na těchto tzv. aktivních místech může mít
osudné následky, jako např. při srpkové anémii, která je způsobena jediným
nesprávným aktivním místem v řetězci aminokyselinových "článků",
které tvoří molekulu hemoglobinu.
Nadto jen určité druhy vazeb umožní vytváření
trojrozměrného uspořádání, ke kterému nutně dochází po odstartování polymerace.
Všechny aminokyseliny musí být připojeny peptidovou vazbou (viz schéma na obr.
5.4). Prebiotické modelové pokusy vykazují v tomo ohledu jen 50 procentní
úspěšnost.
Konečně, zatímco existují aminokyseliny ve formě L- a
D- optických izomerů, jak ukazuje obr. 5.5, obsahují biologicky aktivní
proteiny pouze L-aminokyseliny. Protože jsou L- a D-aminokyseliny zastoupeny v
přírodě stejnou měrou a v jejich chemické reaktivitě také není žádný rozdíl,
představuje jejich existence další problém při tvorbě enzymaticky funkčních
proteinů. Podobně jako v případě peptidových vazeb představuje i polymerace
pouze L-aminokyselin za vzniku řetězce nezbytnou podmíku pro poskládání řetězce
v prostoru tak, aby vzniklá molekula měla katalytickou aktivitu.
Podobně ještě naléhavější problémy obklopují tvorbu
biologicky aktivních molekul DNA a RNA. Podstatné je, že biologická funkce je
nedílně spojena s vysoce specifickým uspořádáním molekulárních stavebních
kamenů v biopolymeru. Bylo ukázáno, že tato molekulární složitost může být
kvantifikována pomocí informační teorie.20 Záhadu vzniku života lze
tedy nakonec omezit na otázku, zda mohou molekuly s vysokým informačním obsahem
vznikat z jednoduchých stavebních kamenů pouze pomocí toku energie systémem a
snad vlivem výběru molekul určitého druhu.
Z toho, co bylo až doposud uvedeno, vyplývá, že
předpokladem biologické funkce je vysoce specifická molekulární struktura,
která vyžaduje molekuly s vysokým obsahem informace. Vznik těchto informačně
bohatých molekul je jedním z klíčů vedoucích k porozumění vzniku života.
Oparinova
hypotéza
Klasický pokus, který veřejně předvedl Louis Pasteur
v roce 1864 na pařížské Sorboně, pohřbil teorii spontánního vzniku. Pasteur
směle tvrdil: "Nikdy se teorie spontánního vzniku nevzpamatuje ze smrtelné
rány, kterou jí zasadil tento jednoduchý pokus," a sebejistě později v
téže publikaci dodal: "Ne, dnes není známa žádná okolnost, která by mohla
potvrdit, že mikroskopické formy života se objevily na tomto světě, aniž by
existovaly rodičovské mikroorganismy, které se jim podobají."21 I
tehdy však byly důvody věřit, že se Pasteurova předpověď tak zcela nevyplní.
Darwinova evoluční teorie - publikovaná o pět let dříve, v roce 1859 - byla
mezi akademiky rychle přijata. Jestliže se z první buňky vyvinuly postupně
přirozenými procesy různé druhy tvorů až po lidstvo, pak je logické
předpokládat, že tato evoluce musela začít přirozenou cestou. Sám Darwin v
dopise z roku 1871 uvažoval o tom, že "v malé teplé louži plné chemických
látek" mohlo sluneční záření vyvolat reakce nezbytné k produkci prvé formy
života.22
Nicméně minulo půl století než byla navržena podrobná
hypotéza vzniku života. V historickém článku z roku 1924 předpokládal ruský
biochemik A. I. Oparin, že atmosféra dávné Země musela být zcela odlišná od
dnešní atmosféry.23 Domníval se zejména, že obsahovala amoniak,
metan a vodík, vodní páru, ale žádný kyslík. Dále navrhoval, že vlivem blesků a
ultrafialového záření by v takové atmosféře probíhaly chemické reakce za vzniku
rozličných organických molekul - včetně aminokyselin, dusíkatých bází, cukrů a
lipidů - což jsou nezbytné stavební kameny biopolymerů. Předpokládal, že by se
těmito procesy postupem času vytvořily v mořích a jezerech významné koncnetrace
molekulárních stavebních kamenů, vznikla by tedy známá prebiotická polévka. Po
dosažení kritických koncetrací by tyto stavební kameny chemicky regaovaly za
vzniku polymerů (tj. mnohomerů neboli molekulárních podjednotek). Během dlouhé
doby by se pravděpodobně podle této představy objevily v prebiotické polévce
polymery s biologickou aktivitou. Podle Oparina mohly shlukováním polymerů
vznikat buňkám podobné útvary nazývané "koacerváty" nebo
"protobuňky", které se nakonec i jako buňky chovaly.
Oparinova hypotéza přelstila experimentální
"důkaz" podaný Pasteurem v roce 1864 proti teorii spontánního vzniku
tím, že postulovala nikoliv spontánní ale postupný vznik života, který se
uskutečnil v průběhu mnoha a mnoha miliónů let; jeden malý chemický krok
uskutečněný během dlouhé doby. Pasteurův jednoduchý, leč vynikající pokus
zjevně v žádném případě nevyloučil tuto možnost. Podobně jako Darwinova
evoluční teorie byla obecně přijímána až po roce 1924, získala si i Oparinova
hypotéza dodatečně důvěru.
Stručně řečeno, Oparinova hypotéza a podobné myšlenky
postulované přibližně ve stejné době britským chemikem J. B. S. Haldanem určily
intelektuální pracovní oblast, skutečné vůdčí paradigma, které dalo konečnou
podobu podstatné části výzkumu vzniku života ve dvacátém století.24 Millerovy
pokusy z počátku padesátých let, kterými jsme otevřeli tuto kapitolu,
představovaly první experimentální snahy ověřit paradigma vzniku života. Nyní
se o nich zmíníme podrobněji.
Tvorba
molekulární stavebních kamenů nezbytných pro život
Stanley L. Miller zareagoval v roce 1952 na výzvu
Harolda Ureye a pomocí skleněné aparatura naplněné plyny, které podle Oparina
tvořily atmosféru dávné Země, tj. amoniak, metan, vodík a vodní pára, počal
ověřovat platnost Oparivovy hypotézy. Během několika dní vystavoval plyny vlivu
jiskrového výboje, který měl nahradit působení blesků. Následná analýza obsahu
sifonu, který byl použit pro odstranění vznikajících produktů z reakční směsi a
pro jejich ochranu před působící energií, ukázala k všeobecnému vzrušení, že
mezi produkty byly malou měrou (asi 2%) zastoupeny i molekulární stavební
kameny biopolymerů, aminokyseliny.
Následovala záplava pokusů, při nichž byly
napodobovány poměry na dávné Zemi. Během nich se podařilo připravit devatenáct
z dvaceti biologicky důležitých aminokyselin (nebyl nalezen pouze lysin25),
všech pět nukleových bází, které jsou součástí RNA a DNA, a rozličné mastné
kyseliny, jež tvoří buněčné membrány. Ukázalo se, že dřívější tvrzení o úspěšné
modelové prebiotické syntéze ribózy a deoxyribózy, nezbytných stavebních kamenů
RNA a DNA, bylo chybné. V roce 1986 na sympoziu Mezinárodní společnosti pro
studium vzniku života (ISSOL - the International Society for the Study of the
Origin of Life) v Berkeley ukázal v ohromující přednášce Robert Shapiro,
absolvent Harvardu, chemik z university v New Yorku, že obecně rozšířená
tvrzení, přejatá z druhé a třetí ruky, týkající se syntézy ribózy a deoxyribózy
v Millerově pokuse, pocházejí původně z jednoho nedůvěryhodného článku.
Následně dokázal, že tvorba ribózy je za prebiotických podmínek zcela
vyloučena. Jeho práce byla pak uveřejněna v Origins
of Life and Evolution of the Biosphere.26 Podobná pozorování
učinil i Dose, který zahrnul ribózu, deoxyribózu a replikovatelné oligo a
polynukleotidy do seznamu obtížně syntetizovatelných molekulárních stavebních
kamenů.27 Horgan také poznamenává, že RNA a její stavební kameny je
obtížné syntetizovat v laboratoři i za sebelepších podmínek, ještě obtížnější
by to bylo za prebioticky pravděpodobných podmínek.28
Navzdory skutečnosti, že Millerův pokus je
symbolickým zástupcem experimentů, které napodobují podmínky na prebiotické
Zemi a které by měly ověřit platnost Oparinovy a Haldaneovy hypotézy, narůstá
vlna kritiky. V několika důležitých ohledech ukazuje, že tyto pokusy nedokáží věrohodně
napodobit podmínky na dávné Zemi. Za prvé, Miller použil metan, ale jediným
zdrojem energie byl jiskrový výboj napodobující blesky. Na atmosféru dávné Země
však působily i jiné druhy energie, např. ultrafialové záření, které by
přeměnilo metan na uhlovovdíky vyšší molekulové hmotnosti, které by utvořily
olejovou skvrnu zasahující až do hloubky deseti metrů.29
Miller na tuto výtku reaguje slovy:
"Předpokládáme-li, že pro vznik života byly potřebné aminokyseliny
komplikovanější než glycin, bylo nutné, aby atmosféra obsahovala metan."30
Jinak řečeno, metan musel být
přítomen na dávné Zemi, jinak by nebyly vytvořeny aminokyseliny (alespoň ne
přirozenou cestou).
Amoniak, další důležitá složka atmosféry v Millerově
pokuse a jeho nápodobách, podléhá rychlému rozkladu vlivem ultrafialového
záření za vzniku dusíku a vodíku, který uniká do vesmíru. Snadnost, s jakou se
vodní pára disociuje na vodík a kyslík, přičemž vodík uniká do kosmu, také
vyvolává pochyby týkající se předpokládané bezkyslíkaté atmosféry dávné Země.
Nejsilnější argument podporující bezkyslíkatou atmosféru dávné Země nepochází z
geologických pozorování oxidačního stupně minerálů, ale ze zničujícího vlivu
kyslíku na prebiotické modelové pokusy.31 Opět jsme narazily na
argumenty vycházející z předem utvořených úsudků a ne z experimentálních
důkazů.
Vodík, který tvořil vedle metanu a amoniaku třetí
hlavní složku Millerovy prebiotické atmosféry, se nemohl kumulovat v žádné
významné koncentraci vzhledem k jeho slabé schopnosti udržet se v gravitačním
poli Země. Názor, že atmosféra dávné Země nikdy neobsahovala významná množství
amoniaku, metanu nebo vodíku, vznikl ve skutečnosti již koncem sedmdesátých
let.32 Za pravděpodobnější složky jsou považovány dusík, oxid
uhličitý a vodní pára.
Snaha vytvořit stavební kameny života z této
atmosféry se bohužel podobá naléhání starých Egypťanů, aby jejich hebrejští
otroci "stavěli na písku". Důvod je jednoduchý. Jak vyplývá z
jednoduché rovnováhy hmoty a energie, kterou zná i chemik začátečník, je tvorba
aminokyselin z amoniaku, metanu a vodíku exotermní reakcí (uvolňující energii),
jíž odpovídá pokles entalpie přibližně o 200 kcal/mol. Ve srovnání s tím je
tvorba aminokyselin z dusíku, oxidu uhličitého a vodní páry endotermní reakcí
(vyžaduje dodání energie), jíž odpovídá vzrůst entalpie o 50 kcal/mol. Není
divu, že chemici davájí přednost Oparinově hypotetické, i když nesprávné
atmosféře amoniaku, metanu a vodíku.
Oparin sice neměl žádné geologické podklady pro to,
aby navrhl složení atmosféry. Měl však dobrý důvod, který mu poskytla fyzikální
chemie, aby nebral v potaz atmosféru bohatou na dusík, oxid uhličitý a vodní
páru, která je nyní považována za nejpravděpodobnější atmosféru dávné Země.
Pozdější pokusy potvrdily, že by v této atmosféře skutečně nemohly vzniknout
základní stavební kameny.33
Existují ještě další problémy týkající se pokusů
Millerova typu. Aby byly dosaženy uspokojivé výsledky, byl samostatně používán
určitý druh energie pocházející z jediného zdroje. Tato podmínka však
neodpovídá situaci na dávné Zemi. Např. zatímco ulterfialové záření o kratších
vlnových délkách může usnadnit tvorbu aminokyselin z amoniaku, metanu a vodíku,
dlouhovlnnější část tohoto záření, která jistě také působila na dávnou
atmosféru, způsobuje rychlý rozklad těchto aminokyselin. Podobně může tyto
molekuly ničit teplo nebo nepřetžitý elektrický výboj. Pouze použití vybraného
zdroje energie a rychlé odstranění produktů z dosahu energie pomocí sifonu
umožňuje získat při těchto pokusech dokonce i malá množství aminokyselin (2 %
nebo méně).
Uvědomujeme si, že optimistické prvotní nadšení
vyvolané Millerovými pokusy významně pokleslo ve všech ohledech. Dnes je již
mnohem zřejmější, že omezený úspěch pokusů Millerova typu při syntéze
aminokyselin, bází nukleových kyselin a mastných kyselin byl vždy dosažen za
použití vybraných chemikálií a vybraného zdroje energie, což jsou podmínky,
které se jen vzdáleně podobají podmínkám dávné Země. Nadto syntéza základních
stavebních kamenů DNA a RNA, např. ribózy, nebyla nikdy úspěšná s výjimkou
použití vysoce nepřijatelných podmínek, které se v žádném případě nepodobaly
podmínkám na dávné Zemi.
Jak uvidíme v následující části, je tvorba
molekulárních stavebních kamenů ve skutečnosti nejjednodušší částí celého
scénáře vzniku života; nicméně ani to si není snadné přestavit při našich
současných znalostech.
Tvorba DNA,
RNA a bílkovin, makromolekul tvořících život
V této části se dotkneme naléhavého problému tvorby
funkčních biopolymerů ze stavebních kamenů. K nalezení pravděpodobnosti, že
tyto funkční proteiny nebo DNA mohou vznikat spojováním molekulárních
stavebních kamenů pomocí energie protékající systémem, použijeme
termodynamickou analýzu. Nejprve stanovíme množství různých druhů práce
nezbytné při sestavování stavebních kamenů, a pak uvážíme, zda ty druhy
energie, které byly k dispozici na dávné Zemi, byly vhodné k tvorbě
biopolymerů. Čtenářům, kteří se blíže zajímají o tyto analýzy a zejména o
numerické výpočty, doporučujeme již dříve uveřejněné obsáhlé studie.34
Podrobně se budeme zabývat spojováním aminokyselin za
vzniku proteinů. Podobné, ale složitější problémy jsou spojeny s tvorbou DNA a
RNA. Jak vyplývá ze zákonů klasické termodynamiky, bude polymerace probíhat
spontánně, jestliže bude tento proces, tedy připojování stavebních kamenů,
spojen s poklesem Gibbsovy volné energie G (∆G < 0). Je-li však
spojování stavebních kamenů spojeno se vzrůstem Gibbsovy volné energie v
systému (∆G > 0), pak je k uskutečnění této chemické reakce potřeba
dodat práci.
Je to totéž, jako bychom chtěli, aby voda tekla do
kopce. Voda dokáže snižovat svou Gibbsovu volnou energii tím, že teče s kopce
dolů, ale kdyby se pohybovala nahoru, Gibbsova volná energie by vzrůstala. Aby
voda tekla do kopce, museli bychom použít pumpu nebo jiný zdroj energie, kdežto
dolů teče zcela samovolně.
Spojování
stavebních kamenů. Na obr. 5.4 je
znázorněno vlastní spojování stavebních kamenů pomocí peptidových vazeb.
Povšimněte si, že dochází k přerušení dvou chemických vazeb (C - OH a H - N) a
ke tvorbě dvou nových (H - OH a C - N). Změna Gibbsovy volné energie (∆G
= ∆H - T ∆S) je fyzikálně spojena se změnou chemické vazebné
energie (∆H = ∆E + p ∆V » E) a se změnou entropie systému (∆S).
Entropie systému je spojena s množstvím možností, jak lze uspořádat hmotu a
energii v systému. Systém s vysoce specifickým uspořádáním má vyšší Gibbsovu
volnou energii než systém, který může být uspořádán libovolně. Zanedbáme-li
prozatím velmi specifické uspořádání nezbytné pro biologickou funkci a budeme
pouze uvažovat změnu Gibbsovy volné energie (∆G) při chemické reakci dvou
aminokyselin (stavebních kamenů) za vzniku dipeptidové vazby, jak ukazuje obr.
5.4 (tj. vznik vzájemné chemické vazby), zaznamenáme vzrůst G o 3 000 cal/mol,
což odpovídá 30 cal/g aminokyselin.35 Tok energie systémem musí tedy
zajistit konání práce, která umožní systému dosáhnout vyšší energetické
hladiny, jíž odpovídá polymerace stavebních kamenů. Obsahuje-li typická
bílkovina přibližně 100 aminokyselin, je pak celková práce potřebná k
"náhodnému" pospojování těchto aminokyselin 300 kcal/mol proteinu.
Fox a Dose shromáždili pokusy, které vedly k získání
této práce potřebné pro pospojování stavebních kamenů.36 Zahříváním
aminokyselin na sucho a odstraňováním vody, která se tvoří jako vedlejší
produkt chemické reakce mezi dvěma aminokyselinami (viz obr. 5.4), lze
uskutečnit polymeraci aminokyselin (touto chemickou reakcí vzniká řetězec
stavebních kamenů). Tímto způsobem lze ve formě tepla úspěšně oddělit práci
potřebnou pro náhodné pospojování
stavebních kamenů od toku energie systémem.
Správné
uspořádání stavebních kamenů. Obtíže nastávají, chceme-li, aby byly
aminokyseliny k sobě připojovány specifickým způsobem, který umožní vznik
funkčního proteinu, jak bylo popsáno již dříve v této kapitole. S tím jsou
spojeny nejméně čtyři obtíže.
První z nich spočívá v existenci dvou forem každé
aminokyseliny, formy L- a D-, které jsou svými zrcadlovými obrazy (viz obr.
5.5). Obě formy byly v prebiotických modelových pokusech přítomny ve stejné
koncentraci a reagovaly stejně rychle mezi sebou i s aminokyselinami stejné
symetrie. Ve všech přírodních proteinech však byly nalezeny pouze
L-aminokyseliny. Dodatková práce potřebná pro zajištění přítomnosti pouze
L-aminokyselin v řetězci obsahujícím sto těchto stavebních kamenů, což odpovídá
délce typického proteinu, je 4,2 cal/g vzniklého proteinu.37
Druhým problémem je skutečnost, že peptidová vazba je
jen jednou z několika možností, jak mohou být navzájem spojeny dvě
aminokyseliny. Analýza těchto vazeb utvořených během prebiotických modelových
pokusů ukazuje, že ne více než polovina z nich je peptidová vazba.38 Funkční
bílkovina však vyžaduje 100 % peptidových vazeb, aby mohla vytvořit přesnou
trojrozměrnou strukturu, která podmiňuje její biologickou funkci. Podobně jako
v předchozím případě lze i zde spočítat dodatkovou práci potřebnou pro
zajištění výhradní přítomnosti peptidových vazeb v řetězci o stu aminokyselin,
v němž by jinak bylo přítomno 50 % nepeptidových vazeb; je to 4,2 cal/g
vytvořeného proteinu.39
Třetím kamenem úrazu při tvorbě funkčního proteinu z
aminokyselin je potřeba přesné sekvence rozličných aminokyselin. Na obr. 5.6 je
schematicky znázorněno pět z dvaceti aminokyselin nacházejících se v
bílkovinách. Trojrozměrná topografie, která určuje biologickou funkci, závisí
na pořadí těchto aminokyselin. K získání správné morfologie nebo topografie
není nutné, aby na každém místě v řetězci byla správná aminokyselina, to je
nutné dodržet alespoň na polovině míst, tzv. aktivních míst, kde musí být
přítomna správná aminokyselina. Dodatková práce nezbytná pro dodržení tohoto
stupně specifity je 18,2 cal/g pro 100 aktivních míst nebo 9,1 pro padesát
aktivních míst v proteinu obsahujícím sto aminokyselin.40
Čtvrtým a snad nejobtížnějším problémem uspořádání
aminokyselin do řetězce, jehož trojrozměrná struktura zajišťuje biologickou
funkci, je, aby aminkyseliny reagovaly pouze mezi sebou a ne s mnoha jinými
chemickými sloučeninami, které byly také přítomny v prebiotické polévce. Z
hodnoty práce potřebné pro vzájemnou reakci aminokyselin (30 cal/g) je zřejmé,
že by spolu aminokyseliny nereagovaly snadno. Vstupovaly by však snadno (za
výsledného poklesu Gibbsovy volné energie) do chemických reakcí s mnoha jinými
sloučeninami, které se vyskytovaly v hojném množství v prebiotické polévce. Je
tedy obtížné si představit, jak mohly být aminokyseliny zahuštěny v roztoku
nebo selektivně adsorbovány na povrchy jílů apod. přednostně před chemickou
reakcí s jinými sloučeninami prebiotické polévky. Protože složení prebiotické
polévky není známo, není také možné spočítat hodnotu práce potřebné k zamezení
těchto vedlejších reakcí a zachování pouze selektivních reakcí mezi
aminokyselinami. Tato práce by byla však mnohem větší než její tři
předchůdkyně.
Spočítali jsme, že práce potřebná k syntéze
specificky složitého proteinu o délce sto aminokyselin se za předpokladu, že
zanedbáme hlavní problém, tj. ochotu aminokyselin reagovat s jinými
sloučeninami prebiotické polévky, podobá svou hodnotou (18,2 + 4,2 + 4,2 cal/g)
práci potřebné k náhodnému uspořádání stavebních kamenů do řetězce (30 cal/g).
Ačkoliv je tedy tok energie schopen konat práci požadovanou pro získání
potřebného uspořádání, dá se pochybovat o tom, že by kdy mohl souviset s
tvorbou informace.
Pravděpodobně je to z toho důvodu, že biologická
informace, ačkoliv je matematicky totožná s konfigurační entropií (jak jsme již
popsali41), nemá k ní vůbec žádný fyzikální vztah. Velmi přesvědčivě
dokazoval tento názor Jeffrey S. Wicken.42
Není nic horšího než všechny prebiotické modelové
pokusy, které směřovaly k tvorbě proteinů za použití čistých aminokyselin místo
toho, aby vycházely z reakčních produktů Millerových prebiotických modelových
pokusů, při nichž byly získány 1-2 % aminokyselin a množství dalších sloučenin,
které mohou s aminokyselinami velmi snadno reagovat. Nezbytnou práci v těchto
případech tedy zajišťuje chemik, který tak sotva napodobuje skutečný scénář
vzniku života. Chemik může také vycházet pouze z L-aminokyselin, aby se vyhnul
problému tvorby řetězců obsahujících L- i D-formy. Přesto nedokáže upravit
pokus tak, aby vznikaly pouze peptidové vazby (mezi L-aminokyselinami) a
utvářely se biologicky významné sekvence aminokyselin a funkční topografie, jak
ukazuje obr. 5.3. Nakonec i při "prokazatelných prebiotických"
modelových pokusech vznikají řetězce aminokyselin, jejichž katalytická aktivita
je přinejlepším zanedbatelná.
Závěrem lze říci, že tok energie systémem je schopen
spojovat molekulární stavební kameny, ale není schopen je připojovat s takovou
nezbytnou specifitou, aby vzniklá strutura měla biologickou funkci.
Problém
informace při tvorbě proteinů
Jak lze dosáhnout správného uspořádání stavebních
kamenů (aminokyselin), když na biologickou funkci lze pohlížet jako na
informační problém. Množství informace potřebné k tvorbě nějakého systému nebo
složky systému závisí na počtu požadovaných instrukcí. Zcela náhodné uspořádání
aminokyselin nevyžaduje žádné specifické istrukce. Tvorba krystalu vyžaduje
několik pokynů, které charakterizují základní jednotku krystalu. Opakováním
těchto pokynů lze získat velký krystal. Příprava novin vyžaduje mnohem více
informací, protože písmena musí být umístěna na stránce v určitém pořadí tak,
aby vznikala smysluplná slova, věty, odstavce a články. Tvorba biologicky
funkčních proteinů je, jak uvidíme dále, analogická tvorbě novin.
Představme si, že chceme napsat větu "JAK VZNIKL
ŽIVOT?" Nejprve dáme přednost problému, který představuje směs L- a
D-aminokyselin před pouhými L-aminokyselinami. To je totéž, jako otočení písmen
o 180o vzhledem k ose, která prochází větou. Písmena ototčená vzhůru
nohama představují D-aminokyseliny smíchané ve větě s L-aminokyselinami.
JA. VZ.IK. Ž.VO..
Problém, který nastane, když se mezi
aminokyselinovými stavebními kameny objeví jiné než peptidové vazby, je uveden
následovně (obr. 5.4 ukazuje vlastní peptidovou vazbu). Správné umístění
sousedících písmen bylo změněno tak, že některá písmena jsou nezvykle
orientována. Informace ve větě je dále ohrožena.
JA. .ZN.K. .I.O..
Nakonec je na našem původním tvrzení ilustrován
problém nesprávné sekvence tak, že některá písmena přeskupena. Původní zpráva
je tak zcela zatemněna.
KVI JZAKVO ŽNILT?
Jestliže budeme všechny tři problémy superponovat,
bude zcela nemožné dešifrovat původní zprávu - dojde k naprosté ztrátě funkce.
Ke stejné ztrátě biologické funkce dochází, pokud polymer neobsahuje pouze
L-aminokyseliny, pokud v řetězci, který tvoří molekulu proteinu, nejsou
výhradně peptidové vazby a správná sekvence aminokyselin.
Největším problémem však je, jak zajistit používání
pouze písmen anglické abecedy, je-li k dispozici "abecední polévka"
obsahující mnoho anglických písmen (představují aminokyseliny), ale také
čínské, řecké a hebrejské symboly (představující jiné druhy organických molekul
v prebiotické polévce), a jak z ní získat potřebná písmena J, A, 2 x K, V, Z,
N, 2 x I, L, Ž, O, T.
V roce 1984 jsme navrhli, že vznik života je v zásadě
problémem informace,43 ale tato představa není pouze naše.
Bernd-Olaf Kuppers říká v Information and
the Origin of Life (1990): "Problém vzniku života je v zásadě
rovnocenný problému vzniku biologické informace."44 V podobném
smyslu se vyslovili i Jeffrey Wicken a Robert Shapiro koncem osmdesátých let a
A.E. Wilder Smith a Hubert B. Yockey v sedmdesátých letech.45
Tvorba
bílkoviny jako problém nepravděpodobnosti
Problém tvorby funkčních proteinů z aminokyselinových
stavebních kamenů lze hodnotit také z pozice pravděpodobnosti a statistiky. Pro
zjednodušení předpokládejme, že pravděpodobnost výběru L-aminkyseliny ve
srovnání s D-aminokysleinou je 50 % a že pravděpodobnost spojení dvou
aminokyselin peptidovou vazbou je také 50 %. Předpokládáme-li, že všech dvacet
aminokyselin bylo v prebiotické polévce přítomno ve stejných kocentracích, pak
pravděpodobnost umístění správné aminokyseliny na správném místě bude 5 %.
První dva předpoklady jsou reálné na rozdíl od třetího, který může být pro
některé aminokyseliny příliš nízký a pro některé příliš vysoký.
Zanedbáme-li případné reakce s jinými sloučeninami,
získáme pravděpodobnost správného umístění aminokyseliny 0,5 x 0,5 x 0,5 =
0,0125. Pravděpodobnost správného uspořádání N aminokyselin bude 0,0125 x
0,0125 x ... atd. až do počtu N členů 0,0125. Má-li funkční protein 100
aktivních míst, pak pravděpodobnost, že bude bezchybně utvořen, získáme, když
číslo 0,0125 budeme 100 krát násobit sebou samým; výsledek je 4,9 x 10-191.
Tato nepravděpodobnost nezbytně přiměla všechny vědce pracující v tomto oboru k
zavržení náhodného, nepředvídaného uspořádání neboli štastné náhody jako
vysvětlení vzniku života.
Předpokládáme-li, že všechen uhlík na Zemi existuje
ve formě aminokyselin a že aminokyseliny mohly chemicky reagovat maximální
možnou rychlostí 1012/s po dobu jedné miliardy let (nejdelší možná
doba mezi ochlazením Země a objevem života), opět zjistíme, že tvorba jediného
funkčního proteinu je neuvěřitelně nepravděpodobná (»10-65), jak ukázal H. P. Yockey.46 D.
Kenyon, G. Steinman a Sir Frederick Hoyle dospěli k podobným závěrům:
"Současný scénář vzniku života je přibližně stejně pravděpodobný jako
napsání 747 tornádem vířícím na smetišti."47
Tvorba DNA
a RNA
Problémy prebiotické syntézy DNA a RNA jsou ještě
větší než tomu bylo u proteinů. Shapiro vyjádřil výsledky své práce v této
oblasti slovy: "Důkaz, který je v současné době k dispozici, neprokazuje
dostupnost ribózy v prebiotické polévce, snad s výjímkou velmi krátké doby a
nízké koncentrace jako části složité směsi a za podmínek nevhodných pro syntézu
nukleosidů."48 S obsahem článku, v němž je uvedena tato
poznámka, bylo již dříve seznámeno 300 vědců z celého světa na sympoziu
Mezinárodní společnosti pro studium vzniku života (the International Society
for the Study of the Origin of Life), aniž by byla základní tvrzení nějak
zpochybněna.
RNA a její komponenty je obtížné syntetizovat i za
nejlepších laboratorních podmínek; uskutečnění syntézy za přijatelných
prebiotických podmínek by bylo ještě nepravděpodobnější. Např. chemická cesta
užívaná při syntéze ribózy, klíčového stavebního kamene RNA, vede ke vzniku
velkého množství i jiných cukrů, které by znemožnovaly syntézu RNA. Další
důležitou záhadou je, jak se mohl fosfor stát kritickou složkou RNA a DNA, když
se v přírodě vyskytuje relativně řídce.
Leslie Orgel ze Salkova ústavu biologických věd,
který pravděpodobně provedl více výzkumných prací týkajících se scénáře
"RNA světa" než jiní vědci, uvádí, že pokusy napodobující časná
stadia "RNA světa" jsou příliš komplikované, než aby reprezentovaly
přijatelný scénář vzniku života. Orgel byl nedávno citován v Scientific American: "Je třeba
dosáhnout situace, kdy se obrovské množství podmínek a procesů nachází bez
jediné chyby ve správném stavu."49 Nositel Nobelovy ceny Sir
Francis Crick říká ve své knize Life
Itself: "Vznik života vypadá téměř jako zázrak, protože pro své
uskutečnění vyžaduje splnění velkého množství podmínek."50 V
závěru svého přehledného článku z roku 1988 uvádí Dose v souvislosti se
syntézou biopolymerů DNA a RNA: "Obtíže, které je třeba překonat, leží v
současnosti za hranicí naší představivosti..." Schéma na obr.2 (ukazuje
pravděpodobný průběh syntézy proteinu na ribozomech pomocí nukleových kyselin)
demonstruje naši nevědomost. Bez zcela nových pohledů na evoluční procesy,
které možná vyžadují nové způsoby myšlení, bude tato nevědomost trvat
dál."51 Je zřejmé, že problémy informace či složitosti spojené
se vznikem života jsou komplikované a dokonce zatvrzele vzdorující našemu
úsilí.
Snahy o
vyřešení informačního problému
V současnosti bylo provedeno několik pokusů o
záchranu Oparinovy teorie prebiotické polévky. V létě 1990 způsobil Julius
Rebek Jr., chemik z Massachusetts Institute of Technology (MIT), rozruch
prohlášením, že syntetizoval organickou molekulu, která dokáže replikovat sama
sebe. Molekula aminoadenosin triacid ester AATE je tvořena dvěma komponentami,
z nichž jedna připomíná protein a druhá nukleovou kyselinu. Po přidání do
roztoku výchozích sloučenin v chloroformu dokáže AATE fungovat jako předloha
pro syntézu nové AAET molekuly. G. Joyce, odborník na RNA ze Scrippsovy
kliniky, se vyjádřil následujícím způsobem v Scientific American k Rebekově práci: "AATE se replikují pouze
za vysoce umělých, nepřirozených podmínek a dokonce, což je ještě důležitější,
se reprodukují příliš přesně. Bez mutací se molekuly nemohou vyvíjet v duchu
Darwinových myšlenek." V témže článku říká Leslie Orgel: "Nevidím
důležitost této molekuly pro vznik života."52
Jeffrey Wicken dokazuje, že druhá věta termodynamiky
skutečně řídí chemické reakce zodpovědné za vznik života, spíše než by působila
jako překážka. Dokazuje, že entropie umožňuje polymerace, při nichž se spojují
stavební kameny za vzniku biopolymerů typu DNA, RNA a proteinů.53 V
současné kritice Wickenovy práce poznamenává Bradley, že entropie jako řídící
síla spojování stavebních kamenů do polymerního řetězce je maximálně účinná na
počátku polymerace, kdežto později se stává bezvýznamnou, neboť lze takto
získat jen malé výtěžky polymerů. Nebylo by to tak, kdyby polymerace
probíhající v těchto pokusných systémech byla nějakým způsobem usnadněna.54
Např. aminokyseliny mohou polymerovat, je-li pomocí tepla odstraňována
voda vznikající jako vedlejší produkt. Tím je zabráněno depolymeraci, jak
experimentálně prokázal S. W. Fox.55
Wickner dále dokazuje, že informační požadavky živých
systémů nezávisejí na termodynamických úvahách (a nemohou tedy být uskutečněny
prostřednictvím toku energie systémem). S tímto tvrzením zcela souhlasíme.
Opíraje se o dřívější práci Steinmana a Coleho (1967), Wicken dále navrhuje, že
vnitřní chemické vlastnosti molekulárních stavebních kamenů, jako je vrozená
tendence tvorby nenáhodných sekvencí v důsledku stérických vlivů, mohou
vysvětlovat vznik specifických sekvencí molekul v biopolymerech.56 Novější
analýza 250 proteinů ve srovnání s 10 proteiny, které analyzovali Steinman a
Cole, však dokázala, že vezmeme-li v úvahu větší množství proteinů, nenalezneme
popisované vztahy v sekvenci aminokyselin.57
Nedokáže-li tok energie systémem "tvořit"
nezbytnou informaci skrytou v pozoruhodné specifitě biopoloymerů, a jsou-li
dědičné snahy samouspořádání hmoty příliš slabé, než aby zodpovídaly za
pozorovanou složitost molekul, co se tedy skrývá za informačním obsahem těchto
polymerů? Bernd-Olaf Kuppers obhajuje selekci, aby se vyhnul problému nesmírné
nepravděpodobnosti tkvící v složitostech i těch nejjednodušších živých systémů.
Říká: "Molekulárně- Darwinistický přístup se zakládá na pracovní hypotéze,
že přirozený výběr v Darwinově smyslu se již nalézá v oblasti neživé
hmoty...[Tato myšlenka] se může uplatnit jen za předpokladu skutečného fungování
Darwinova přirozeného výběru v říši neživé hmoty."58 Protože
Darwinův přirozený výběr předpokládá v biologickém světě replikující se
systémy, střetáváme se zde se zcela odlišným druhem selekce. Je obtížné si
představit na jakém základě by přirozený výběr mohl působit na molekulární
úrovni, aby umožnil vznik pozoruhodné složitosti spojené s minimálními
požadavky života: replikace, uložení informací a zpracování energie. Dnes
postrádá Kupperova hypotéza na významu, neboť neexistuje žádný experiment,
který by ji podpořil.
Krach
teorie prebiotické polévky a její alternativy
Zkrachování koncepce Oparinovy teorie prebiotické
polévky bylo zdůrazněno během diskuse na mezinárodním sympoziu ISSOL v Barkeley
v Kalifornii v roce 1986. Zastánci prebiotické syntézy proteinů dokazovali, že
tvorba RNA byla za prebiotických podmínek téměř nemožná, což druhá část,
upřednostňující tvorbu RNA, spíše nebrala na vědomí než vyvracela pomocí
důkazů. Jejich odpovědí bylo, že proteiny jsou příliš nevhodné pro roli
nositelů prvních živých systémů, protože nejsou dostatečně přizpůsobivé.
Protože zastánci proteinů také nepředložili žádné důkazy, kterými by vyvrátili
tuto kritiku, diskuse skončila neblaze prohloubením propasti mezi oběma
stranami bez vytvoření nových slibných alternativ.
Kritika shrnutá v této kapitole (podrobněji viz A.G.
Cairns-Smith [1982], Thaxton, Bradley a Olsen [1984] a Shapiro [1986]) je pro
teorii prebiotické polévky téměř, ne-li skutečně, osudná. Jaké jiné hypotézy
existují a proč byla tato teorie prebiotické polévky opouštěna tak pomalu?
Tento pomalý odchod teorie i přes množství problémů, které jsou s ní spojeny,
napovídá cosi o přijatelnosti alternativních hypotéz, které byly navrženy v
posledních deseti letech jako její potenciální nástupci.
Vznik života
na povrchu jílu. V Genetic Takeover and the Mineral Origins of
Life, chemik z university v Glasgow, A.G. Cairns-Smith navrhuje, že ke
vzniku života, dostatečně složitého, se schopností mutací a dalšího vývoje,
došlo na pevných substrátech, pravděpodobně krystalických jílech. Dokazuje, že
některé jíly byly k tomuto předurčeny díky zvýšené schopnosti vázat nebo
syntetizovat organické sloučeniny jakými jsou nukleové kyseliny nebo proteiny.
Nakonec se snad vytvořily dostatečně složité organické sloučeniny, aby se mohly
začít replikovat a vyvíjet se.59 Cairns-Smith byl v roce 1991
citován v článku v Scientific American jako
vědec, spokojeně přijímající nedostatky svojí hypotézy: " Nikdo nebyl
schopen laskavým přemlouváním přinutit v laboratoři jíl k něčemu, co připomíná
evoluci; ani nikdo nenalezl v přírodě cokoliv co by připomínalo organismus
vzniklý na povrchu jílu."60
Hydrotermální
průduchy na dně moře. Koncem
sedmdesátých let objevili vědci na dně moře poblíž Galapágských ostrovů několik
hydrotermálních průduchů, které podporovaly bujení společenstev živých
organismů včetně kroužkovců tubeworms, mlžů a bakterií, jejichž primárním
zdrojem energie není světlo, ale sloučeniny síry uvolňované z průduchů. Od té
doby byly nalezeny desítky podobných průduchů. John Corliss z NASA Goddard
Space Flight Center předpokládal, že průduchy mohou dodat energii a živné látky
potřebné pro vytvoření a udržování života.61
Teorie tepelných průduchů ani náznakem nevysvětluje,
jak mohl být vyřešen informační problém, pouze uvádí, že energií bohaté okolí
mohlo usnadnit tvorbu organických polymerů, které byly důležité pro vznik
života. Práce púotřebná pro uspořádání stavebních kamenů, kterou jsme dříve
odhadli na 30 cal/g, mohla být tímto způsobem vykonána, avšak hypotéza
tepelných průduchů neposkytuje žádné řešení podstatně naléhavějšího problému
informační práce.
Stanley Miller a Jeffrey Bada na kalifornské
univrsitě v San Diegu uskutečnili pokus, kterým dokázali, že přehřátá voda
vytékající z průduchů, jejíž teplota může být vyšší než 572o F, by
organické sloučeniny spíše ničila než tvořila. V důsledkou toho považuje Miller
průduchy spíše za překážku vzniku života. Na základě odhadů, že veškerá voda
oceánu projde tepelným průduchem každých deset milionů let62,
vypočítal Miller horní hranici koncentrace aminokyselin v oceánu jako 3 x 10-4
M.65 Od té doby se James Corliss i ostatní přiklánějí k
názoru, že se současné organismy do těchto průduchů pouze přestěhovali. Vznik
života v tepelném průduchu zůstává pochybnou myšlenkou postrádající jak detailní
koncepci, tak experimentální podporu.
První
metabolické hypotézy. Některé
poměrně nedávné návrhy uvádějí, že život mohl začít na pevném povrchu jako
metabolický proces - cyklická chemická reakce řízená určitým zdrojem energie.
Gunter Wachterschauser navrhuje, že pyrit obsahující atomy železa a síry má
kladný povrchový náboj, k němuž mohly být připojeny organické molekuly.
Probíhající tvorba tohoto minerálu mohla dodávat energii pro vzájemné reakce
organických molekul, čímž by vzrůstala jejich složitost. Povšimněte si, že se
tento model nezabývá problémem, jak zabudovat informaci do organických molekul,
ale pouze možností usnadnění polymerace. Ke své cti sám Wachterschauser
připouští, že jeho teorie je z větší části pouhou spekulací.64
Teorie Christiana de Duve, která je popsána v Blueprint for a Cell se soustředí na
sloučeniny síry nazývané thioestery.65 Opět jde o snahu nalézt zdroj
energie, která by při průchodu systémem chemických reakcí usnadnila tvorbu
důležitých biopolymerů. Ale opět je opominuta otázka informace; tento systém by
pouze dodal energii odpovídající 30 cal/g entalpie a tepelným entropickým
změnám. V tomto případě bude tedy nanejvýše usnadněna polymerace jinak těžko
spojitelných molekul stavebních kamenů, bez ohledu na jejich přesnou sekcenci a
uspořádání, které je nezbytné pro vytvoření biologické funkce.
Samouspořádání
v přírodě. Laureát Nobelovy ceny I.
Prigogine studoval do značné míry snahu po samouspořádání v přírodě, jejímž
příkladem jsou konvekční tok tepla a tvorba vírů, jež lze pozorovat např. při
vypouštění vody z vany.66 Prigoginova práce vytvořila rámec pro
pochopení okolností, za nichž se projeví fenomen samouspořádání se. Zejména
ukázal, že tyto jevy jsou pozorovány v systémech nalézajících se daleko od
rovnováhy a je pro ně charakteristické nelineární chování.
Někdy se uvádí, že Prigoginova práce nabízí
potenciální řešení problému vzniku života, ačkoliv Prigogine sám je v tomto
ohledu mnohem skromnější.67 Při aplikaci jeho práce na vznik života
narážíme na problém, že spontánní uspořádání, které je typické pro Prigogineovy
systémy vzdálené rovnováze, se jen málo podobá informačně bohatým a
aperiodickým strukturám biopolymerů. Existuje vzdálená podobnost mezi
uspořádaností nalézající se v krystalech, vírech a pod. a specifickou složitostí
potřebné sekvence aminokyselin tvořících funkční protein. Je tedy obtížné si
představit, jak mohou tyto myšlenky vyřešit záhadu nalézající se v samém srdci
tajemství vzniku života.
Eigen a
"hypercyklus". M. Eigen
vytvořil jednu z nejkomplexnějších prací ve snaze zjistit, jak mohl vzniknout
jednoduchý živý systém.68 Jeho práce je občas považována za řešení
problému vzniku života. Eigen však uznává, že jeho "jednoduchý"
systém je ve skutečnosti dosti složitý, představuje uskupení různých molekul proteinů
a RNA. Souhlasí s tím, že se jeho práce týká spíše vývoje možných dávných živých systémů než jejich vzniku. Nemá tedy pro pochopení vzniku
života význam snad kromě toho, že podrobně definuje systém s minimální
složitostí, který je schopen zajišťovat základní životní funkce a má jistou
schopnost se vyvíjet.
Informace:
svatý grál výzkumu vzniku života
Bylo vytvořeno množství důmyslných schémat
ukazujících průběh jinak energeticky nevýhodných chemických reakcí, pomocí
nichž se z rozličných stavebních kamenů utvářejí biopolymery. Tvorba
biopolymerů (např. proteinů) pouze ze správných stavebních kamenů (tj.
aminokyselin v případě proteinů) a to pouze ze správných izomerů
(L-aminokyselin) spojených pouze správnými vazbami (pertidovými vazbami) a se
správným pořadím stavebních kamenů (vlastní sekvence aminokyselin v proteinu)
představuje skutečně hrůzu nahánějící problém.
Živé systémy řeší tento problém pravděpodobně pomocí
informačně bohatých templátů. Tak lze tvorbě informačně bohatých biopolymerů
snáze porozumět. Vznik těchto
složitých systémů, které jsou jednak informačně bohaté a jednak schopné
autoreprodukce, je jádrem problému výzkumu vzniku života.
Sir Francis Crick poté, co uvážil tyto i další
problémy spojené se vznikem života, poznamenal: "Vznik života vypadá jako
zázrak, neboť je provázen množstvím obtíží."69 V roce 1988
uzávírá Dose svůj vynikající přehledný článek tvrzením, že řešení obtíží
výzkumu vzniku života se zdá být "mimo naši představivost."70 Shapiro
důrazně dokládá, že všechny současné teorie zkrachovaly a že musíme nalézt nové
a úspěšnější paradigma, které povede naše hledání přirozeného vysvětlení vzniku
života.71
S tím naprosto souhlasíme. Oparinovo-Haldaneovo
paradigma již zřejmě neplní svou funkci, ale neexistují ani vyhlídky na vhodnou
náhradu. Domníváme se však, že není nezbytné hledat řešení problému pomocí
obvyklých schémat vycházejících pouze z chemie a fyziky, moudrostí, která
omezila naše uvažování na přirozené příčiny.
V roce 1967 publikoval v Chemical and Engineering News britský filozof a fyzikální chemik
Michael Polanyi významný článek nadepsaný "Život za hranicemi chemie a
fyziky" (Life Transcending Physics and Chemistry). Uvedl, že chemie a
fyzika mohou zodpovědně vysvětlit všechno v přírodě kromě lidských strojů a živých systémů. Zatímco, řekl, mohou být
operace každé části automobilu vysvětleny v rámci obvyklých hranic přírodních
zákonů, jak je ozřejmuje chemie a fyzika, jeho existence vyžaduje vysvětlení, které přesahuje samotnou chemii a
fyziku. Chod automobilu je umožněn působením zákonů chemie a fyziky za značně
neobvyklých omezujících podmínek (informačně bohatých), které musel kdosi
stanovit.
Polanyi dokazuje, že u živých systémů je tentýž
problém. Operace v nich probíhající lze dobře chápat v rámci chemie, ale jejich
vznik vzdoruje jednoduchému chemickému a fyzikálnímu vysvětlení. Zdroj
informačně bohatých počátečních podmínek leží mimo říši samotné chemie a
fyziky.
V následující části se podrobněji zmíníme o hypotéze,
která vysvětluje existenci živých systémů působením nějaké inteligentní
příčinné síly.
Hypotéza
inteligentního záměru
Ve světle předcházející analýzy se domníváme, že
existují důvody k pochybám, zda se uskutečnila prebiotická evoluce, a jako
alternativu předkládáme inteligentní záměr. Sagan, Miller, Fox, Shapiro a
většina dalších vědců zabývajících se vznikem života trvala na tom, aby byla
dále hledána přirozená cesta; jsou přesvědčeni o tom, že prebiotickou evolucí
vznikl život. Naše pochybnosti pramení však z praktických zkušeností. Zatvrzelá
obhajoba prebiotické evoluce vychází z filozofické oddanosti, jež je zcela
vzdálena praktické zkušenosti.
Vědci obvykle odmítají možnost alternativy k
přirozenému procesu pokud jde o dichotomii přirozený-nadpřirozený. Mnoho teistů
a naturalistů v metafyzice72 souhlasí s přijetím metodologického naturalismu - tj.
oddanost hledání přirozených procesů bez ohledu na metafyzickou oddanost. Ať
nadpřirozeno existuje nebo ne, říkají, že je nezbytné přistupovat k vědě z
hlediska přirozených procesů, protože ostatní způsoby nemají s vědou co dělat.
Souhlasíme se záměrem tohoto přístupu chránit nedotknutelnost vědy. Domníváme
se však, že tento přístup je chybný a že jeho zastánci kladou nadbytečný
požadavek jak na přírodu tak na vědeckou metodologii. Tento názor se nezmění ani
v případě, že bude nalezena přirozená příčina nepřetžitého chodu světa. Myslíme
si, že uvedený přístup je v rozporu s duchem vědy a zavání spíše metafyzickou
oddaností - která se, pokud není rozpoznána, stává nebezpečnou.73
Prvním krokem směřujícím k nové alternativě je
odhalení skutečnosti, že výrazy "přirozený-nadpřirozený" jsou vlastní
metafyzice, ale ne vědě, která se opírá o zkušenost. V mezích zkušenosti
používáme pojem příčiny v obecném smyslu, v němž je zahrnuto přirozené i
inteligentní působení. To znamená, že uvádíme do vztahu přirozenou a
inteligentní příčinu bez ohledu na metafyzické kategorie. Věda je slepá k
metafyzice a ani nepotvrzuje ani nepopírá nadpřirozeno; také ani nepotvrzuje
ani nepopírá naturalismus, který
vysvětluje vše přírodními procesy.
Člověk velmi často nedokáže pouze na základě svých
zkušeností rozpoznat, zda příčina události je přirozená nebo inteligentní. V
takovém případě je rozumné držet se rady filozofa Ludwiga Wittgensteina:
"O čem člověk nedokáže hovořit, o tom má mlčet."74 Mnoho
lidí je však puzeno zvláštní silou, která je nutí pojmenovat příčinu, i když si
jí nemohou být jisti. "Příčina" je téměř vždy plodem jejich filozofie
nebo náboženství. Někdy se později ukáže, že měli pravdu a jsou oslavováni pro
jejich inteligenci a předvídavost. Jejich tvrzení bylo však jen přáním nebo
tušením, i když mohlo vzniknout se vší jistotou a přesvědčením očitého svědka.
Jindy se mýlí. V obou případech tvoří jejich pošetilé tvrzení, které nemá
experimentální podklad, překážku v poznávání přírody.
Bohužel, uvedené chování není v historii vědy
neobvyklé. Jak uvedl Daniel Boorstin: "Největší překážkou objevení tvaru
Země, kontinentů a oceánů nebyla nevědomost, ale iluze o znalostech."75
Podle naší zkušenosti je tento jev tím, co vedlo k přehnanému očekávání
nalezení organických sloučenin, ne-li samého života, na Marsu, a zodpovídá za
současný optimismus těch, kteří dychtí po uskutečnění dalšího výzkumného letu
na Mars.
Argumentovaní
na základě analogie. Na základě čeho
lze jako příčinu nějaké minulé události vidět inteligenci? Obecně řečeno, k
důkazu vlivu inteligence a k důkazu přirozené příčiny používáme stejnou metodu,
tj. stejnou smyslovou zkušenost. Nazývá se metodou analogie. Filozof David Hume
(1711 - 1776), který se metodou analogie zabýval velmi intenzivně, řekl:
"Očekáváme, že příčiny, které vyhlížejí podobně, budou mít podobné následky." Hume dále uvádí:
"Stejné pravidlo platí, jestli příčina způsobila existenci neinteligentní
nevědomé hmoty nebo racionálního inteligentního bytí."76 Pokud
tedy při odpolední procházce po pláži narazíme na nápis v písku "John
miluje Marii", dospějeme na základě našich zkušeností k závěru, že ho
někdo, snad i John nebo Marie, napsali.
Na dokreslení metody analogie si představme
archeologické naleziště. Archeologové normálně používají principy analogie při
určování inteligentní příčiny existence nějakého nálezu. Úvaha je asi taková:
Dnes vidíme umělce vyrábějící keramiku. Zkoumáme-li tedy archeologické
naleziště v mezopotámii a nalezneme střepy hliněné nádoby, budeme se logicky
domnívat, že i ji vytvořil hrnčíř.
Někdy však nelze rozhodnout tak jednoduše. Např.
eolity byly považovány za artefakty vytvořené z pazourku; později se přišlo na
to, že se podobají přírodním pazourkům, které se rozpadly přemíláním v proudu
vody. Archeolog Kenneth Oakley však upozornil: "Pro přirozeně odštěpené
pazourky obecně platí, že se dají snadno odlošit od těch, které vytvořil
člověk, protože jejich povrch postrádá logiku, pazourkovité kameny se vyskytují
v neekonomickém nadbytku, hrany jsaou potlučené a povrchy pazourku jsou
zpravidla drsné."77
V devatenáctém století propagoval astronom John F. W.
Herschel analogickou metodu dedukce neznámých příčin na základě pozorovaných
příčin: "Jsou-li si dva jevy velmi
důkladně a nápadně podobné, a je-li současně příčina jednoho z nich zřejmá,
bude stěží možné nesouhlasit s analogickou příčinou i druhého jevu, i když jako
taková není jasně viditelná."78 Metoda analogie určení příčin
zaujímá také důležité místo ve významné práci Charlese Lyella, jejíž ústřední
myšlenka - "Současnost je klíčem k minulosti"79 je
uchovávána v geologické literatuře jako svátost.
Vědci se spoléhali na metodu analogie více než 150
let. Obrovský úspěch vědy je přinejmenším částečným důkazem správnosti této
metody. Na základě zkušenosti jsme se naučili přisuzovat jednotlivému jevu
určitý druh příčiny, a pokud se pak setkáme s podobným jevem, tak samozřejmě a
automaticky tomuto jevu přiřadíme podobnou příčinu. Tento názor vychází z
našeho souboru zkušeností. Metoda analogie je zcela obecná a je užívána při
rozpoznávání přirozených nebo inteligentních příčin.
Výzkum ETI. Existoval názor, že na Marsu jsou kanály. To vedlo
k úvahám o existenci inteligentního života na této planetě. Ačkoliv byla tato
myšlenka chybná, opět představuje způsob našeho uvažování: setkáme-li se s
určitými druhy jevů, přisuzujeme jim v duchu principu analogie inteligentní
původ.
Tento druh úvah využívali také astronomové při
hledání inteligentního života ve vesmíru. Je běžně používán v týmech NASA
určených pro vyhodnocování dat z planet a jejich měsíců. Při posuzování důkazů
inteligentího života na planetách je rozhodujícím kritériem nalezení rysů
charakteristických pro věci produkované inteligencí.
Současné hledání mimozemské inteligence (search for
extraterrestrial intelligence = SETI) také dokumentuje přijatelnost
inteligentních příčin ve vědě. Nelze vytvářet dojem, že ETI skutečně existuje,
protože pro to chybí důkaz. Současný program SETI je však uskutečňován v rámci
legitimní vědy.
Pokud někdy vědci zachytí radiové vlny z vesmíru,
které byly vyslané ETI, jak je odliší od šumu? Tato otázka leží v podtextu
sci-fi povídky Kontakt Carla Sagana.
Sagan nás upozorňuje na to, že sice na naši planetu neustále dopadá množství
radiových vln, ale všechny jsou přirozeného původu. Toto záření je
"způsobeno fyzikálními procesy - spirálním pohybem elektronů v galaktickém
magnetickém poli nebo vzájemnými srážkami molekul v mezihvězdném prostoru nebo
vzdálenými ozvěnami rudého posuvu gamma paprsků, k němuž došlo při velkém
třesku na počátku vesmíru - jejichž důsledkem je, že mírné a zchladlé radiové
vlny v dnešní době naplňují celý vesmír." Dosud "se z hlubin vesmíru
nevynořil žádný skutečný signál, cosi vytvořeného, něco umělého, něco
vymyšleného cizím intelektem."80
Podobně jako v Saganově povídce sledují rozličné
radioteleskopy pečlivě oblohu, aby zachytily nějaký umělý elektromagnetický
signál, který by zjevně nebyl jen náhodným radiovým šumem. Např. signál
představovaný sérií prvočísel by prozrazoval existenci vzdálené civilizace
(prvočísla jsou čísla dělitelná poze sama sebou a 1). Společenství vědců SETI
považuje jakýkoliv přirozený mechanismus generující prvočísla za tak
nepravděpodobný, že jejich řada přicházející jako signál z vesmíru by byla
přijata jako důkaz existence mimozemské civilizace.
Během doby bylo vytvořeno několik programů SETI, na
jejichž počátku stál v roce 1960 projekt Ozma. Novější je projekt Sentinel,
hlavní projekt Planetární společnosti.81 Jeho rozšířená verze
nazvaná projekt META (Megachannel Extraterrestrial Assay) může prozkoumat více
než osm miliónů radiových kanálů, není-li mezi nimi radiový signál z vesmíru.82
V roce 1992 odsouhlasil SETI americký kongres 100 miliónů dolarů na
sledování radiových vln, na poslech miliónů radiových kanálů, aby bylo možné
zachytit signály, které by ukázaly, že se během evoluce objevil inteligentní
život i někde jinde ve vesmíru.83
Astronom Carl Sagan tvrdil, že jediná zpráva z
vesmíru by potvrdila existenci mimozemské inteligence: "Jsou tací, kteří
věří v řešitelnost našich problémů, v to, že lidstvo ještě prožívá své dětství
a že brzy přijde den, kdy dospěje. Přijetí jediného
poselství z vesmíru by ukázalo, že je možné přežít toto technologické
dospívání; civilizace, která by vyslala zprávu, by je konec konců
přežila."84
Jsou-li Saganovy předpoklady správné, co pak můžeme
vyvozovat z velkého množství informací, které je vlastní i nejjednoduššímu
živému systému? Je vhodné usuzovat z této skutečnosti na existenci inteligentní
příčiny? Měla by ztráta věrohodnosti podobných argumentů založených v 18.
století na teologii způsobit náš zájem o takové hypotézy? Touto kritickou
otázkou, kdy (jestli vůbec) bude potvrzena správnost úvahy o inteligentní
příčině pomocí vědeckých pozorování, se budeme dosti obšírně zabývat v
následující části.
Pokud neexistuje jednoznačná zkušenost, nemáme
jistotu ohledně toho, zda příčina určitého jevu byla přirozená nebo
inteligentí. Pro ilustraci si představme, že jsme detektivové vyšetřující smrt
člověka. Jednalo se o vraždu nebo o přirozenou smrt? Odpověď nemůžeme znát
předem. Musíme vyšetřovat a nalézt. Kdyby detektiv na začátku svého vyšetřování
prohlásil, že smrt mohla být pouze přirozená, protestovali bychom proti tomu
tvrzením, že došlo k nelegitimnímu omezení možných příčin. Protože to, co
bychom chtěli odhalit naším výzkumem, je přesně totéž, tedy zda smrt nastala v
důsledku vlivu inteligence (vražda) nebo zda byla přirozená, potřebujeme metodu
zkoumání, která připouští obě vysvětlení. Zrovna tak i ti, kteří se upřímně
snaží objevit, zda událost v přírodě je výsledkem intelektu nebo přírodního
procesu, potřebují metodu připouštějící obě vysvětlení. Potřebujeme metodu,
která nám umožní rozhodnout s nejvyšší pravděpodobností mezi oběma variantami.
Jaká
současná pozorování jsou klíčem k minulosti?
Viděli jsme legitimnost metody analogie, která
směřuje od současného pozorování do minulosti. Aplikací tohoto stylu uvažování
na otázku vzniku života chceme zjistit, zda je život výsledkem přirozených nebo
inteligentních příčin. Hledáme důkaz, že tento jev má tytéž charakteristiky
jako objekty, které známe z naší zkušenosti. Má objekt, jehož původ chceme
objasnit, typickou vlastnost, o níž ze zkušenosti víme, že označuje produkty
působení inteligence? Pokud ano, pak mu můžeme přisoudit inteligentní příčinu.
Nalezneme-li charakteristiku, která ze zkušenosti ukazuje na přirozenou
příčinu, pak mu přisoudíme přirozenou příčinu. Jinak jednoduše přiznáme, že
nemáme dostatek informací pro to, abychom mohli rozhodnout.
Princip analogie vyžaduje pouze, aby příčina
pozorovaná v přítomnosti byla podobného druhu jako příčinu předpokládaná pro
minulost. Např. není nutné nalézt v současnosti život spontánně vznikající z
neživého materiálu, abychom předpokládali, že se tak stalo v minulosti. Vše, co
je třeba pro přijatelný scénář přirozeného původu života, je nalézt podobný
příklad, kde je nějaký charakteristický rys života vytvořen přirozeně (a to je
hlavní cíl laboratorních modelových pokusů). Podobně nemusíme chytit při činu
intelekt v současnosti působící, který by byl identický s intelektem
předpokládaným v minulosti, abychom učinili scénář inteligentní příčiny
věrohodným. Vše, co je nutné, je pozorovat podobné druhy inteligentních příčin,
které regulérně vytvářejí nějaký charakteristický rys života.85 Na
základě čeho lze rozhodnout o podobnosti příčin? Na základě "nápadné a důkladné" podobnosti
jevů.86
V současnosti pozorovatelnou inteligentí příčinou je
zpravidla člověk. Ale lze předpokládat i ostatní formy inteligence. Vracíme-li
se zpět od jevu k příčině, je domnělá inteligence druhově specifická:
teoreticky by mohla být z této Země nebo být mimo ni. Vědci pracující na
programu SETI nepotřebují předpokládat lidskou inteligenci, která vysílá radivá
poselství z vesmíru. Na základě analogie potřebujeme pouze předpokládat
inteligenci podobnou lidské.
Postulujeme-li inteligentní přičinu vzniku života, nemůže to být lidská
inteligence, protože lidé tehdy ještě neexistovali. Nicméně, jestliže dokážeme
vykonstruovat přijatelný analogický případ, můžeme předpokládat podobnou
inteligentí příčinu.
Jaká spojení příčiny a jevu jsou v současnosti
pozorována, která by opravňovala příznivce chemické evoluce usuzovat na
přirozenou příčinu vzniku života? Co nám umožňuje usuzovat na inteligentní
příčinu? Stejně jako v jiných oblastech vědy i zde spoléháme na prubířský kámen
získané smyslové zkušenosti.
Základní rozdíl mezi hlediskem hypotézy chemické
evoluce a hlediskem hypotézy inteligentního původu je, že odlišná vybraná
pozorování ze současnosti tvoří základ pro použití analogie směrem do
minulosti. Chemická evoluce vychází z laboratorních experimentů, které, jak
uvádějí její příznivci, jsou přijatelnými nápodobami událostí, jež se
uskutečnily na dávné Zemi. Jenže ani život ani nic jiného, co by se podstatným
způsobem podobalo základním rysům života, nebylo při těchto laboratorních
pokusech získáno. Hodně optimismu vzniklo kolem návrhů přijatelných cest
vedoucích k životu (jako v Millerově původní práci), tento optimismus však
postupně vytěkal.
Klasické
teologické důkazy
Jaká pozorování v současnosti vedou zastánce
inteligentního vlivu při tvorbě analogie do minulosti? Názor o vlivu
inteligence vychází ze soudobého pozorování, že lidský intelekt je potřebný k
tvorbě složitého uskupení hmoty, s jakým se můžeme setkat např. v počítačích, v
literárních dílech, malbách a mostech. Je-li současnost klíčem k minulosti, pak
za všechna odpvídajícím způsobem podobná složitá uskupení z minulosti musí
odpovídat inteligentní příčina podobná lidské.
Názor inteligentního vlivu na vznik života byl
dominujícím názorem inteligence po většinu dějin západu až do konce
devatenáctého století. Typický teologický argument směřoval přímo od uspořádání
vesmíru k existenci inteligence (boha) zodpovědné za toto uspořádání. Od
nepaměti krása ptáků a květin, střídání ročních dob a význačná přizpůsobivost
živých tvorů vedla lidi k předpokladu existence jakési inteligentní příčiny,
která se za tím vším nachází.
Během vědecké revoluce v sedmnáctém století nabyl
tento argument uspořádanosti ještě na síle. Vědci studovali spletité struktury
do hloubky a detailu, což bylo doposud neobvyklé. Mnozí se stali
přesvědčenějšími než kdy před tím, že taková uspořádanost vyžaduje inteligentní
příčinu. Isaac Newton vyjádřil všeobecný názor slovy: "Tento nejkrásnější
systém slunce, planet a komet mohl vzniknout pouze z rad a působení nějakého
inteligentního a mocného jsoucna."87 Teologický důkaz
jsoucnosti boží byl vždy většinou vědců přijímán. Je njempiričtější z
argumentů, neboť je založen na výzkumných předpokladech o druhu uspořádanosti
jakou nalézáme v přírodě.88
Ironií osudu to byla opět vědecká revoluce která
nakonec způsobila, že mnozí zavrhli teologický důkaz. Vědci opakovaně nalézali
přirozené příčiny pro události, které byly do té doby záhadné. Mohou-li
přirozené příčiny vysvětlit tyto věci, usuzovali, snad mohou vysvětlit také
všechno ostatní. Potřebujeme skutečně inteligentní příčinu k vysvětlení
uspořádanosti světa?
Vězměme si strukturu sněhové vločky. Složitá krása
sněhové vločky vedla mnohého věřícího k protestu proti moudrosti Stvořitele.
Nicméně struktura sněhové vločky není záhadná ani nadpřirozená. Vzniká
přirozeným procesem dendritického růstu, který provází fázovou změnu vody z
kapalného do pevného skupenství.
Klasickým argumentem teologických tvrzení je, že
uspořádanost existující kolem nás nemohla vzniknout z přirozených příčin.
Sněhová vločka dokazuje nesprávnost tohoto tvrzení. Je dokladem toho, že
alespoň některé druhy uspořádanosti mohou vznikat z přirozených příčin. A pokud
hmota sama může dát vzniknout uspořádanosti v nějakém případě, proč by to tak
nemohlo být i v jiných případech? Proč se ještě potřebujeme zaměřovat na
inteligentní Jsoucno kvůli vysvětlení vzniku života a světa? Potřebujeme pouze
pokračovat v hledání přirozených příčin. Trend směřující od teologie vyvrcholil
v Darwinových důkazech, že přirozený výběr vytvořil "zjevné uspořádání
světa"; to znamenalo, že odpadla potřeba inteligentního Tvůrce. Tak tento
problém nalezl své místo ve vědecké komunitě a ve světě na více než jedno
století.
Díky aplikaci informační teorie si nyní uvědomujeme,
že skutečně existují dva druhy uspořádanosti. První druh (sněhová vločka)
vzniká v důsledku vlastností materiálu, z něhož je daná věc tvořena (v tomto
případě z molekul vody). Nemůžeme z toho usuzovat na inteligentní příčinu, snad
kromě čehosi, co je obrazně řečeno kdesi nad přirozenou příčinou. Druhý druh
není však důsledkem ničeho, co je v hmotě samé. To je v principu protikladné k
čemukoliv, co vzniká přirozeně. Tento druh uspořádanosti tvoří důkaz inteligentní
příčiny.
Moderní
teologické argumenty
Nyní mnohem podrobněji vysvětlíme dva zmiňované druhy
uspořádanosti. Při putování různými částmi Spojených států můžete narazit na
neobvyklé skalní útvary. Turistický průvodce by vám vysvětlil, že tyto tvary
vznikají, když je skála tvořena více než jedním druhem minerálu. Díky tomuto
proměnlivému složení jsou některé části skály měkčí než ostatní. Déšť a vítr
způsobí erozi rychleji v měkých částech útvaru, kdežto tvrdší místa zůstanou
nedotčena a vyčnívají do prostoru. Tímto způsobem vznikne skalní útvar
nepravděpodobného tvaru. Může dokonce připomínat nějaký známý objekt, např.
tvář. Na druhou stranu může útvar vypadat, jako kdyby byl takto úmyslně otesán.
Při bližším prozkoumání z různých úhlů si povšimnete, že podobnost je jen
povrchní. Tvar vždy odpovídá tomu, co dokáže eroze s přirozenou kvalitou skály
(měkké části odstranila, tvrdé části vyčnívají). Po té dospějete k závěru, že
skála vznikla přirozenou cestou. Za to, co vidíte, skutečně nesou zodpovědnost
přírodní síly.
Nyní si uvedeme příklad odlišného druhu
uspořádanosti. Řekněme, že na svých cestách navštívíte Mount Rushmor. Narazíte
tam v žulové stěně na čtyři tváře. Hrany těchto tváří nesledují přirozenou
skladbu skály; odštípnutá místa vypovídají, že byla odseknuta měká i tvrdá
část. Tyto tvary nepřipomínají nic, o čem jsme se přesvědčili, že vzniklo
erozí. V tomto případě není tvar skály výsledkem přirozeným procesů. Spíše na
základě jednoznačné zkušenosti budeme předpokládat, že vše je dílem nějakého
řemeslníka. Tyto čtyři tváře vytvořila ve sklní stěně inteligence.
Nikomu znás nepřipadá obtížné rozlišit od sebe tyto
dva druhy uspořádanosti, z nichž jeden vznikl vlivem přirozených sil a druhý v
důsledku inteligence. Vrátíme-li se zpět k teologickému argumentu, otázka zní:
"S jakým druhem uspořádanosti se setkáváme v přírodě?" Pokud bychom
nalezli pouze prvý druh, pak bychom mohli říci, že k vytvoření vesmíru, tak jak
ho dnes známe, stačily pouze přirozené síly. Pokud ovšem narazíme na nějaký
příklad druhého druhu uspořádanosti, druhu vytvořeného inteligencí, bude to
důkaz působení inteligentní příčiny. Věda sama by pak směřovala za hmotný svět
směrem k jeho vzniku, který umožnila inteligentní síla.
Existuje v současném biologickém světě něco, co by podle
výše zmiňovaných kriterií svým charakterem ukazovalo na inteligentní příčinu?
Existuje něco, co by mohlo na základě zkušenosti potvrdit, že život vznikl v
minulosti vlivem působení inteligence?
Moderní
teologický argument a informace
Jednou z největších událostí ve vědě dvacátého
století je jistě odhalení struktury DNA a vyřešení genetického kódu. DNA je
známou molekulou dědičnosti. Každý z nás začal jako maličký míček velikosti
tečky za větou. Všechny naše fyzické vlastnosti - výška, barva vlasů, barva očí
atd. - byly zapsány v naší DNA. Ta určovala náš vývoj až do dospělosti.
Základní struktura DNA je celkem jednoduchá, ačkoliv
z hlediska funkčnosti je neuvěřitelně složitá. Nyní většina gramotných lidí ví
o dvojšroubovicové struktuře molekuly DNA. Vypadá jako žebřík stočený do
spirály. Molekuly cukru a fosfátu tvoří strany tohoto žebříku. Jako příčky
slouží čtyři druhy bází. Jsou to adenin, thymin, guanin a cytosin. To jsou
písmena genetické abecedy. Jejich kombinováním do různých sekvencí vznikají slova,
věty a odstavce. V pořadí těchto bází jsou ukryty veškeré instrukce potřebné
pro existenci funkční buňky.
Zastánci inteligentního původu života tvrdí, že
molekulární biologie odkryla analogii mezi DNA a jazykem a dala tím vzniknout sekvenční hypotéze. Sekvenční hypotéza
předpokládá, že přesným uspořádáním symbolů je zaznamenána informace. Základní
sekvence v DNA kódovaně hláskují instrukce, jak např. buňka tvoří proteiny.
Funguje to stejným způsobem, jako v tomto textu poskytují písmena abecedy v určitém
pořadí informaci o vzniku života. Genetiký kód funguje naprosto stejně jako
jazykový kód - skutečně to je kód. Je
to molekulární komunikační systém: v sekvenci chemických "písmen" je
v každé živé buňce uložena a přenášena komunikace.
Komunikace je možná bez ohledu na to, jaké symboly
tvoří abecedu. Dvacet šest písmen používaných v angličtině, třicet dva písmen
azbuky používaných v ruském jazyce a čtyři písmena genetické abecedy - všechny
slouží srovnatelně při komunikaci.
Informační teorie je vědou přenosu zpráv vytvořenou
Claudem Shannonem a dalšími inženýry v Bellových telefonních laboratořích
koncem čtyřicátých let. Zabývá se matematickými prostředky měření informace.
Informační teorie je použitelná pro jakýkoliv systém symbolů bez ohledu na
kvalitu prvků tohoto systému. Tzv. Shannonovi informační zákony jsou stejně
dobře použitelné v lidském jazyce, Morseově kódu i genetickém textu.
Existuje strukturní identita mezi základními
sekvencemi zprávy v DNA a sekvencemi písmen abecedy v napsané zprávě a to nás
ujišťuje o tom, že analogie je "nápadná a důkladná", jak zněla
Herschelova podmínka. Tato strukturní identita je základem pro aplikaci
informační teorie v biologii. Jak uvedl Hubert P. Yockey v Journal of Theoretical Biology: "Sekvenční hypotéza je použitelná
přímo pro proteiny a genetický text stejně jako pro psaný jazyk, a tedy i
matematický aparát je v obou případech identický."89
Tento závěr je velmi důležitý pro současnou diskusi o
vzniku života a je v současné době zastánci inteligentního počátku života
využíván jako klíč k minulosti. Pokud jde o napsané poselství, víme, že za ním
stojí inteligentní příčina. Použitím analogie dospějeme k závěr, že pozoruhodné
sekvence v DNA mají také inteligentní původ. Na základě analogie také
usuzujeme, že tato inteligence se podobá lidské inteligenci. Protože je DNA
nezbytnou molekulární složkou každé formy života, který známe, dospějeme
podobně k závěru, že život na Zemi má inteligentní příčinu.
Objev, že DNA je nositelem genetické zprávy, dává
teologickému argumentu nový význam. Protože život je ve své podstatě systém
chemických zpráv, je počátek života počátkem informace. Genetické poselství je
velmi specifickým druhem uspořádanosti. Představuje specifickou
složitost".90 Abychom porozuměli tomuto výrazu, musíme se
stručně zmínit o informační teorii a její aplikaci v biologii.
Informační teorie umožňuje měřitelnost informace, a
tak realizuje jeden důležitý cíl matematiků. Nalézá své místo v biologii díky
svojí schopnosti kvantifikovat uspořádanost a vyjádřit ji číselně. Biologové
již dávno pochopili důležitost pojmu uspořádanosti. Dokud neexistoval způsob,
jak uspořádanost měřit, nebyl v tomto ohledu možný téměř žádný další vývoj.
Uspořádanost, hovoříme-li řečí informace, to dokáže. "Hrubě řečeno,"
říká Leslie Orgel, "informační obsah struktury představuje minimální počet
instrukcí potřebných pro specifikaci této struktury."92 Složitost
struktury roste s počtem instrukcí nezbytných pro její specifikaci a s
množstvím informace, kterou obsahuje.
Náhodné struktury vyžadují jen velmi málo instrukcí.
Chceme-li např. napsat skupiny písmen, které nedávají smysl, potřebujeme pouze
dvě nezbytné instrukce: "Napiš písmeno mezi A a Z" a "Opakuj
předchozí příkaz," opakované až do konce. Vysoce uspořádaná struktura jako
je např. skupina neustále se opakujících písmen nebo čísel vyžaduje také jen
několik instrukcí. Kniha, v níž se neustále opakuje věta "Miluji tě,"
představuje vysoce uspořádanou skupinu písmen. Je potřeba několik instrukcí,
které specifikují, jaká písmena je třeba zvolit a jaké je jejich pořadí. Tyto
instrukce doplněné o výzvu "Opakuj předchozí" tolikrát, kolikrát je
třeba, umožňují vytvořit knihu. Na rozdíl od náhodných nebo uspořádaných
sekvencí vyžadují složité struktury množství instrukcí. Chceme-li, aby počítač napsal
např. báseň, musíme specifikovat každé písmeno. To znamená, že báseň má vysoký
informační obsah.
Specifikování
sekvence
Informace v tomto kontextu znamená přesné určení
neboli specifikování pořadí písmen. Již jsme uvedli, že zpráva představuje
"specifickou složitost." Nyní již rozumíme pojmu specifická. Nejspecifičtější je věc, u níž je možná volba při
vyplnění každé instrukce.
V náhodném případě jsou možnosti volby neomezené,
každá z nich má stejnou pravděpodobnost. Např. při tvorbě souboru náhodně
zvolených písmen není výběr písmen v kterémkoli kroku nijak omezován. Písmena
nejsou specifikována.
Naproti tomu je uspořádaná struktura, jako např. naše
kniha plná výrazů "Miluji tě," vysoce specifická, ale zpráva se
neustále opakuje, takže celek není složitý, ačkoliv je každé písmeno
specifikováno. Jak již bylo řečeno, má nízký informační obsah, protože k jejímu
specifikování je potřeba jen málo instrukcí. Uspořádané struktury a náhodné
struktury jsou si podobné v tom, že obě mají nízký informační obsah. Liší se
tím, že uspořádané struktury jsou vysoce specifické a náhodné struktury jsou
nespecifické.
Složitá struktura, jako je báseň, je rovněž vysoce
specifická. Liší se však od uspořádané struktury tím, že je nejen vysoce
specifická, ale má i vysoký informační obsah. Napsání básně vyžaduje nové
instrukce pro specifikace každého písmene.
Stručně řečeno, informační teorie nám poskytuje
nástroj k rozlišení dvou druhů uspořádanosti, o nichž jsme hovořili v předchozí
části. Nedostatek uspořádanosti - nahodilost - není jevem ani specifickým ani
nemá vysokou informační hodnotu.
První druh uspořádanosti nalezneme např. u sněhových
vloček. Použijeme-li výrazy informační teorie, je sněhová vločka specifická, má
ale nízký informační obsah. Její uspořádanost vzniká neustálým opakováním
jednoduché struktury. Je to týž případ jako kniha plná výrazů "Miluji
tě." Druhý druh uspořádanosti, s nímž jsme se setkali na tvářích na Mount
Rushmore, je jak specifický, tak má i vysoký informační obsah.
Život
obsahuje informaci
Molekuly charakterizované specifickou složitostí
tvoří živé objekty. Tyto molekuly jsou zejména DNA a proteiny. Naproti tomu
spadají objekty neživé přírody do jedné ze dvou následujících kategorií. Jsou
buď nespecifické a náhodné (kusy žuly a směs náhodných nukleotidů) nebo
specifické ale jednoduché (sněhové vločky a krystaly). Krystal nelze posuzovat
jako živý objekt, protože postrádá složitost. Podobně tak nelze pohlížet na
řetězec náhodných nukleotidů, protože ten není specifický.93 Žádné
neživé objekty s výjímkou DNA a proteinů živých objektů, lidských výtvorů a
psaného jazyka, nemají specifickou složitost.
Biologové dlouhou dobu přehlíželi rozdíl mezi těmito
dvěma druhy uspořádanosti (jednoduchá, periodická uspořádanost versus
specifická složitost). Až nyní si uvědomili, že charakteristickým rysem živých
systémů není uspořádanost ale specifická složitost.94 Sekvence
nukleotidů v DNA nebo aminokyselin v bílkovinách není opakující se uspořádanost
typická pro krystaly. Podobá se spíše písmenům v napsané zprávě.
Zpráva není složena z neustále se opakující sekvence
písmen. Nepředstavuje jinak řečeno první druh uspořádanosti. Ve skutečnosti
jsou písmena, která tvoří zprávu, v určitém smyslu náhodná. V písmenech g-i-f-t není ukryto nic, co by
napovědělo, že toto slovo v angličtině znamená "dar." Ve skutečnosti
totéž slovo znamená v němčině "jed." Ve francouštině nemá tato
sekvence písmen žádný význam. Budete-li procházet skupiny písmen řecké abecedy
a neznáte-li řečtinu, nedokážete je přečíst. Nedokážete ani říci, zda písmena
tvoří řecká slova, nebo zda jsou jen náhodně uskupena. Tam neexistuje žádný
detegovatelný rozdíl.
To, co odlišuje zprávu, je, že určité náhodné
uskupení písmen má nějaký význam podle dané konvence symbolů. Nic neodlišuje
sekvenci a-n-d od n-a-d nebo n-d-a pro člověka, který neumí anglicky. V angličtině je však
sekvence a-n-d vysoce specifická a má
zvláštní význam. Jak barvitě vyjádřil Henry Quastler, je to "zapamatovaný
náhodný výběr."95
Nyní víme, že neexistuje žádná souvislost mezi
pravidelně se opakující sekvencí a specifickou složitostí v proteinech a DNA.
Nemůžeme, tak jako někteří nesprávně činili, hledat analogii mezi tvorbou
krystalu a vznikem života. Nelze dokázat, že protože přirozené síly vytvářejí
krystal, tak jsou zodpovědné i za vznik živých objektů. Uspořádanost, s níž se
setkáváme v krystalech a sněhových vločkách, není analogická specifické
složitosti, kterou nalézáme u živých objektů.
Nedostali jsme se zpět ke komplikovanější formě
teologického argumentu? Na základě pochopení informační teorie už dále
nepotřebujeme diskutovat o uspořádanosti v obecném smyslu. Uspořádanost s
nízkým obsahem informace (první druh) vzniká při přirozených procesech.
Neexistuje však přesvědčivý experimentální důkaz, že uspořádanost s vysokým
informačním obsahem (druhý druh neboli specifická složitost) může vzniknout
přirozenými procesy. Jediný důkaz, který nyní ve skutečnosti máme, je, že
tvorba druhého druhu uspořádanosti vyžaduje inteligenci.
Vědci mohou syntetizovat proteiny odpovídající
přírodním proteinům. Chemici vyrábějí ve velkém množství sloučeniny, jako např.
insulin, pro lékařské účely. Otázka zní, jak to dělají? Jistě ne pomocí náhody
nebo přirozených příčin. Pouze za dodržení přesných podmínek pokusu mohou
chemici syntetizovat proteiny identické s těmi, které se nacházejí v živé
přírodě. Použitím určitých podmínek při experimentu se omezuje možnost
"výběru" v každém kroku procesu. To je způsob, jakým je dodávána
informace.
Chceme-li uvažovat o tom, jak vznikly první
informační molekuly, nejrozumnější se zdá úvaha, že v té době působila nějaká
forma inteligence. Nemůžeme identifikovat tento zdroj pomocí pouhé vědecké
analýzy. Věda nedokáže doplnit jméno této inteligentní příčiny. Nemůžeme se
ujistit z empirických dat uložených na DNA, zda se jednalo o inteligenci z
tohoto vesmíru, ale mimo tuto Zem, jak prohlašovali Hoyle a Wikramasinghe.96
Povšimněte si, že nedokazují inteligentní příčinu per se, ale popírají
přirozenou příčinu. Tato příčina může ležet mimo kosmos, jak uvádí historický
teismus. Vše, co můžeme říci, je, že je jistě rozumné předpokládat, že za
tvorbu informace v molekule DNA odpovídá inteligentní síla. Život vznikl z
"někoho," nikoliv z "něčeho."
Snad bychom mohli identifikovat tuto sílu dosti
podrobně pomocí dalších argumentů. Mohli bychom např. použít náhled
historických, filozofických nebo teologických argumentů nebo vzít do úvahy řady
důkazů, které se k tomuto problému vztahují, z jiných oblastí vědy. Ale vědecké
zkoumání vzniku života nás jednoznačně dovedlo k závěru, že inteligentní
příčina může v konečné analýze být jedinou rozumnou možností vysvětlení záhady
vzniku života: informace.
Obrátíme-li se na sporné otázky týkající se vzniku
hlavních taxonomických skupin, nalezneme další důkaz pro inteligentní sílu.
Literatura
1. A.I. Oparin, Origin of Life, do angličtiny přeložil S. Morgulis (New York:
Macmillan, 1924).
2. Stanley
L. Miller, "Production of Amino Acids Under
Possible
Primitive Earth Conditions," Science
117(1953): 528-29.
3. Citováno v: R. Shapiro, Origins (New York: Summit Books, 1986), str. 99.
4. William Day, Genesis
on Planet Earth (East Lansing, Mich.: House of Talos, 1979), str. 7.
5. Citováno v: S. Tax, ed., Evolution After Darwin (Chicago: University of Chicago Press,
1960), 1: 57.
6. K. Dose, "The Origin of Life: More Questions
Than Answers," Interdisciplinary
Science Reviews 13 (1988): 348.
7. D. Kenyon a G. Steinman, Biochemical Predestination (New York:
McGraw-Hill, 1969).
8. J. Horgan, "In the
Beginning..." Scientific American,
únor 1991, str. 17.
9. S.W. Fox a K. Dose, Molecular Evolution and the Origin of Life (New
York: Marcel Dekker, 1977).
10. B.L. Bass a T.R. Cech, "Specific Interaction
Between Self-Splicing of RNA of Tetrahymena
and Its Guanosine Substrate," Nature
308 (1984): 820; T.R. Cech, A.J.
Zaug a P.J. Grabowski," In Vitro Splicing
of the Ribosomal RNA Precursor of Tetrahymena,"
Cell 27 (1981): 487.
11. R. Shapiro," Prebiotic Synthesis: A Critical
Analysis," Origins of Life and
Evolution of the Biosphere 18 (1988):
71.
12. Horgan," In the Beginnig," str. 117.
13. J.S.Levine, ed., The Photochemistry of Atmospheres" Earth, the Other Planets and
Comets (Orlando, Fla.: Academic, 1985).
14. Horgan," In the Beginnig," str. 117.
15. Dose, "Origin of Life"
16. I. Barbour, Science
Ponders Religion (New York: Appleton-Century-Crofts, 1960), str. 200.
17. W.L. Bradley, "Theromodynamics and the
Origin of Life," Perspectives on
Science and Christian Faith 40 (1988):
72.
18. L. von Bertalanffy, Robots, Men and Minds (New York: George Braziller, 1967), str. 82.
19. A.L. Lehninger, Biochemistry (New York: Worth, 1970).
20. C.B. Thaxton, W.L. Bradley a R.L. Olsen, The Mystery of Life's Origin: Reassessing
Current Theories (Dallas: Lewis a Stanley, 1992).
21. Citováno v R. Vallery-Radot, The Life of Pasteur, přeložil R.L. Devonshire (New York: Doubleday,
1920), str. 109.
22. F. Darwin, The
Life and Letters of Charles Darwin (New York: Appelton, 1887), 2: 202.
23. Oparin, Origin
of Life.
24. J.B.S. Haldane v Rationalist Annual 148 (1929):
3.
25. J.P. Ferris, "Prebiotic Synthesis: Problems
and Challenges," Cold Spring Harbor
Symposia on Quantitative Biology 52 (1987):
30.
26. Shapiro, "Prebiotic Ribose Synthesis."
27. Dose, "Origin of Life."
28. Horgan, "In the Beginning."
29. Thaxton, Bradley a Olsen, Mystery of Life's Origin, str. 43.
30. Citovánio v Shapiro, Origins, str. 112.
31. Fox a Dose, Molecular
Evolution; I. Shklovskii a C. Sagan, Intelligent
Life in the Universe (New York: Dell, 1966), str. 231.
32. Levine, Photochemistry
of Atmospheres.
33. O těchto pokusech bylo referováno v několika
abstraktech a přednáškách na: Fifth ISSOL Meeting, Berkeley, Calif., 1986.
34. Bradley, "Thermodynamics"; Thaxton,
Bradley a Olsen, Mystery of Life's Origin.
35. H. Borsook a E.H.M. Huffman v: Chemistry of Amino Acids and Proteins,
ed. C.L.A. Shmidt (Springfield, Mass.: Charles C. Thomas, 1944), str. 822.
36. Fox a Dose, Molecular
Evolution.
37. Bradley, "Thermodynamics"; Thaxton,
Bradley a Olsen, Mystery of Life's Origin,
kap. 8.
38. P.A. Temussi a spol., "Structural
Characterization of Thermal Prebiotic Polypeptides,: Journal of Molecular Evolution 7
(1976): 105.
39. Bradley, "Thermodynamics"; Thaxton,
Bradley a Olsen, Mystery of Life's Origin,
kap. 9.
40. Tamtéž.
41. Tamtéž.
42. J.S. Wicken, Evolution,
Thermodynamics and Information: Extending the Darwinian Program (New York:
Oxford University Press, 1987).
43. Thaxton, Bradley a Olsen, Mystery of Life's Origin.
44. B.O. Kuppers, Information
and the Origin og Life (Cambridge, Mass.: MIT Press, 1990), str. 170-72.
45. Wicken, Evolution,
Thermodynamics; Shapiro, Origins; A.E.
Wilder Smith, The Creation of Life (Wheaton
Ill.: Harold Shaw, 1970); Hubert P. Yockey, "On the Information Content of
Cytochrome C," Journal of
Theoretical Biology 67 (1977):
345; Hubert P. Yockey, "A Calculation of the Probability of Spontaneous
Biogenesis by Information Theory,"Jouranl
of Theoretical Biology 67 (1977):
377; Hubert P.Yockey, "Self-Organization Origin of Life Scenarios and
Information Theory,"Journal of
Theoretical Biology 191 (1981):
13.
46. H.P. Yockey, "A Calculation of the
Probability of Spontaneous Biogenesis by Information Theory," Journal of Theoretical Biology 67 (1981): 377.
47. F. Hole, The
Inteligent Universe (London: Michael Joseph, 1983); Kenyon a Steinman, Biochemical Predestination.
48. Shapiro, "Prebiotic Ribose Synthesis."
49. Citováno v: Horgan, "In the Beginning."
50. F. Crick, Life
Itself (New York: Simon a Schuster, 1981ä.
51. Dose, "Origin of Life."
52. Horgan, "In the Beginning."
53. Wicken, Evolution,
Thermodynamics.
54. W.L. Bradley, "Thermodynamics and the Origin
of Life," rukopis.
55. Fox a Dose, Molecular
Evolution.
56. Wicken, Evolution,
Thermodynamics; G. Steinman a M.N. Cole, "Synthesis of Biologically
Pertinent Peptides Under Possible Primordial Conditions," Proceedings of the National Academy of
Science 58 (1967): 753.
57. R.A Kok, J.A. Taylor a W.L. Bradley, "A
Statistical Examination of Self-Ordering of Amino Acids in Protein," Origins of Life and Evolution of the
Biosphere 18 (1988): 135.
58. Kuppers, Information
and the Origin.
59. A.G. Cairns-Smith, Genetic Takeover and the Mineral Origins of Life (New York:
Cambridge University Press, 1982); Thaxton, Bradley a Olsen, Mystery of Life's Origin; Shapiro,
Origins.
60. Horgan, "In the Beginning."
61. Tamtéž.
62. J.M. Edmond, K.L. von Damm, R.E. McDuff a C.I.
Measures, "Chemistry of Hot Springs on the East Pacific Rise and Their
Effluent Dispersal," Nature 297 (1982): 187.
63. S.L. Miller, "Which organic Compound Could
Have Occurred on Prebiotic Earth?" Cold
Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 52 (1987): 17.
64. Horgan, "In the Beginning."
65. C. de Duve, Blueprint
for a Cell (Burlington, N.C.: Patterson, 1991).
66. I. Prigogine, From
Being to Becoming (San Francisco: W.H. Freeman, 1980); G. Nicolis a I.
Prigogine, Self Organization in
Non-equilibrium Systems (New York: John Wiley a Sons, 1977).
67. G. Nicolis, I. Prigogine a A. Babloyantz,
"Thermodynamics of Evolution," Physics
Today, listopad 1972, str. 23.
68. M. Eigen a P. Schuster, "The Hypercycle-A
Principle of Natural Self Organization," Naturwissenschaften 65 (1978):
341.
69. Citováno v: Horgan, "In the Beginning."
70. Dose, "Origin of Life."
71. Shapiro, Origins.
72. Hilde Hein, On
the Nature and Origin of Life (New York: McGraw-Hill, 1971), str. 93-95;
Paul de Vries, "Naturalism in the Natural Sciences: A Christian
Perspective," Christian Scholars
Review 15, č.4: 388-96.
73. David Bohm, "Some Remarks on the Notion of
Order," v Toward a Theoretical
biology, ed. C.H. Waddington (Chicago: Aldine, 1969).
74. Ludwig Wittgenstein, Tractatus Logico-Philosophicus, do angličtiny přeložili D.F. Pears
a B.F. McGuinness (London: Routledge a Kegan Paul, 1974; německý originál z
roku 1921).
75. Daniel Boorstin, The Discoveries (New York: Random House, 1983), str. 86.
76. David Hume, An
Inquiry Concerning Human Understanding (1748; znovu vydáno v Chicago: Great
Books of the Western World, 1952), str. 462, 499.
77. Citováno v I.J. Hester, Introduction to Archeology (New York: Holt, Rinehart a Winston,
1976), str. 29.
78. J.F.W. Herschel, Preliminary Discourse on the Study of Natural Philosophy (London:
Longman, Rees, Orme, Brown a Green, 1831), str. 149. Zdůraznění v textu dodáno
autory knihy.
79. C. Lyell, Principles
of Geology (1830; znovu vydáno v New York: D. Appleton, 1887), 1: 319.
80. C. Sagan, Contact
(New York: Simon a Schuster, 1985), str. 51.
81. F. Drake a D. Sobel, Is Anyone Out There? The Scientific Search for Extraterrestrial
Intelligence (New York: Delacorte, 1992); T.R. McDonough, "Project
Sentinel to Grow," The Planetary
Report 4 (leden/únor 1984): 3;
P. Horowitz, "A Status Report on the Planetary Society's SETI
Project," The Planetary Report 7 (červenec/srpen 1987): 8-10.
82. P. Horowitz, "A Status Report on the
Planetary Society's SETI Project," The
Planetary Report 6 (leden/úor
1986): 17.
83. Dava Sobel, "Is Anyone Out There?" Life, září 1992, str. 60-69.
84. C. Sagan, Broca's
Brain (New York: Random House, 1979), str. 275.
85. A.D. Kline, "Theories, Facts and Gods:
Philosophical Aspects of the Creation-Evolution Controversy," v Did Devil Make Darwin Do It? ed. D.B.
Wilson (Ames: Iowa State University Press, 1983), str. 37-44.
86. Herschel, Preliminary
Discourse, str. 149.
87. I. Newton, "General Schohum," v Mathematical principles of Natural
Philosophy (1687; znovu vydáno v Chicago: Great Books of the Western World,
1952), str. 360.
88. F. Ferre, "Design Argument," v Dictionary of the History of Ideas (New
York: Charles Scribner's Sons, 1973), 1:
673.
89. Yockey, "Self-Organization Origin of Life
Scenarios," str. 13-31.
90. L. Orgel, The
Origins of Life (New York: John Wiley and Sons, 1973), str. 189.
91. G.J. Chaitin, "Algorithmic Information Theory,"
IBM Journal of Research 21 (1977): 350.
92. Orgel, Origins
of Life, str. 189.
93. Tamtéž.
94. H.P. Yockey, "A Calculation of the
Probability of Sponaneous biogenesis by Information Theory," Journal of Theoretical Biology 67 (1977): 377.
95. H. Quastler, The
Ememrgence of Biological Organization (New Haven, Conn.: Yale University
Press, 1964).
96. F. Hoyle a C. Wickramasinghe, Evolution from Space (New York: Simon a
Shuster, 1981).