Chemická polievka nie je váš predchodca

Väčšina študentov na stredných školách sa učí, že počiatok života nastal v momente, keď blesk prechádzal určitým typom atmosféry a vyprodukoval chemikálie nazývané aminokyseliny. Tie sú základnými stavebnými prvkami proteínov, ktoré tvoria hlavnú zložku buniek. Stanley Miller svojím známym experimentom v roku 1953 ukázal, že týmto spôsobom je možné niektoré aminokyseliny skutočne vytvoriť.

Získať stavebné prvky je však jedna vec, no zostaviť ich do funkčných a zložitých štruktúr je úplne iná výzva. Podľa hypotézy sa aminokyseliny mali hromadiť v oceáne, v akejsi organickej polievke, kde sa navzájom spájali a vytvorili proteíny. Tie sa mali následne nejakým spôsobom spojiť s DNA a vytvoriť prvú jednoduchú bunku. Takto toto vysvetlenie znelo a spočiatku presvedčilo mnohých, ktorí verili, že život vznikol bez Stvoriteľa. Dnes ho však opúšťajú dokonca aj ateisti. Prečo?

• Aminokyseliny sa v oceáne nekoncentrujú, ale naopak sa rozpúšťajú.
• Aminokyseliny by boli výrazne kontaminované inými chemikáliami, ktoré by zastavili tvorbu proteínov.
• V prírodných podmienkach nevznikajú proteíny ani z čistých aminokyselín vytvorených v laboratóriu; naopak, proteíny sa rozkladajú späť na aminokyseliny.
• Millerove aminokyseliny obsahovali rovnaké množstvo pravotočivých aj ľavotočivých foriem, zatiaľ čo živé organizmy využívajú výlučne ľavotočivé aminokyseliny.
• Aj keby sa podarilo vytvoriť čisté ľavotočivé aminokyseliny, neboli by v správnom poradí. V živých organizmoch je toto usporiadanie zakódované v DNA a čítané zložitými molekulárnymi strojmi, ktoré samy vyžadujú už existujúce proteíny.
• DNA ani jej stavebné bloky – nukleotidy – sa nevytvárajú samovoľne.

Argumentácia, ktorá presvedčila mnohých, že život nepotreboval Stvoriteľa, bola takmer v každom bode mylná, s výnimkou jedného faktu – že v prírode sa môžu vytvoriť niektoré aminokyseliny. V posledných rokoch však prebehla tichá revolúcia. Proteíny ustúpili do úzadia a do popredia sa dostala iná chemická látka. Dokonca aj školské učebnice dnes priznávajú, že v organickej polievke sa proteíny nemohli vytvoriť.

„Vedcom sa nepodarilo dosiahnuť, aby sa aminokyseliny rozpustené vo vode spojili a vytvorili proteíny. Chemické reakcie vyžadujúce energiu, ktoré zlučujú aminokyseliny, možno ľahko zrušiť a vo vode k nim samovoľne nedochádza. Väčšina vedcov už netvrdí, že sa prvé proteíny vytvorili spontánne. Skôr sa dnes navrhuje, že počiatočné makromolekuly boli zložené z RNA a že RNA neskôr vyvolala tvorbu proteínov.“

Príbeh sa zmenil, no ústredné dogma, že život nepotreboval inteligentného Stvoriteľa, zostalo rovnaké. Nový návrh, že počiatočné makromolekuly boli zložené z RNA, je však rovnako problematický. RNA, podobne ako DNA, sa nevytvára mimo už existujúcich živých buniek. Nech má kto na pôvod života akýkoľvek názor, proteíny zostávajú základnými zložkami živých buniek a zaslúžia si vážnu pozornosť. Väčšina ľudí si neuvedomuje, aký silný vedecký dôkaz proteíny poskytujú pre tvrdenie, že živé organizmy mali inteligentného Stvoriteľa.

Aby mohol každý proteín plniť svoju úlohu v bunke, musí byť presne zložený do svojho komplexného trojrozmerného tvaru. Keď bunka vytvorí nový proteín, počas svojej cesty sa skladá do presnej formy, ktorá mu umožňuje spolupracovať s inými proteínmi či cukrami. Tento proces možno prirovnať ku kľúču, ktorý presne zapadne do zámku.

IBM vybudovala najvýkonnejší superpočítač na svete, prezývaný Blue Gene, dokončený v roku 2005, s cieľom riešiť mimoriadne náročný problém skladania proteínov. Oficiálna stránka IBM vysvetľuje, prečo je tento problém taký zásadný:

„Vedecká komunita považuje skladanie proteínov za jednu z najvýznamnejších veľkých výziev – ide o zásadný problém vo vede, ktorého riešenie je možné len s nasadením vysokovýkonných výpočtových technológií.“

Proteíny riadia takmer všetky bunkové procesy v ľudskom tele. Každý proteín pozostáva z reťazca aminokyselín, ktoré sú spojené ako články reťaze, no výsledkom musí byť vysoko komplexný trojrozmerný tvar, ktorý priamo určuje jeho funkciu. Akákoľvek zmena tvaru dramaticky ovplyvňuje funkciu proteínu a dokonca aj minimálna chyba v procese skladania môže viesť k ochoreniu.

Napriek obrovskému výpočtovému výkonu sa odhadovalo, že by trvalo približne jeden rok, kým by Blue Gene dokázal dokončiť výpočty a vytvoriť aspoň model skladania jednoduchého proteínu. A ako dlho to trvá živej bunke, aby zložila jeden proteín? Menej než sekundu! Jeden z výskumníkov IBM to vystihol slovami:

„Tá zložitosť problému a zároveň ľahkosť, s akou to telo robí každý deň, je úplne ohromujúca.“

Ukázalo sa, že pre správne skladanie mnohých proteínov sú nevyhnutné špeciálne proteíny nazývané chaperóny alebo chaperoníny. Tieto proteíny sprevádzajú novovytvorené proteíny na presné miesta v bunke, kde musia presne zapadnúť, aby mohli spolupracovať s ostatnými proteínmi. Chaperóny im pomáhajú nielen so správnym poskladaním, ale aj s presným umiestnením.

Otázka však znie: ako sa správne poskladajú samotné chaperóny? Aj ony totiž potrebujú svoje vlastné chaperóny. Pre evolucionistov tu vzniká vážny problém: ako sa mohli prvé chaperóny vôbec správne poskladať bez už existujúcich pomocníkov?

Vedci dokážu v laboratóriu spájať aminokyseliny a vytvárať malé proteíny, no pokiaľ nie sú správne poskladané, v živých organizmoch nefungujú. Nesprávne poskladané proteíny môžu byť chemicky identické, no z hľadiska biologickej aktivity sú bezcenné – pripomínajú len miniatúrne špagety. Navyše môžu spôsobovať vážne ochorenia, ako je napríklad smrteľná Creutzfeldtova-Jakobova choroba (CJD), príbuzná chorobe „šialených kráv“.

Aj keď existuje obrovské množstvo miest, kde by sa proteín mohol nachádzať, len veľmi málo z nich – niekedy len jedno jediné – umožňuje správnu funkciu. Problém spočíva v tom, že proteíny sa netvoria na mieste, kde budú použité, a každý proteín je neužitočný, pokiaľ nenájde presne to miesto, kam patrí. Ako teda proteíny nájdu svoju cestu? Odpoveď je jasná:

„Nové proteíny obsahujú reťazec aminokyselín, ktorý určuje ich konečné umiestnenie.“

Tento reťazec aminokyselín funguje ako adresný štítok a často je pridaný ako chvost na koniec proteínu. Je to podobné ako adresa na obálke. Ak pošlete list bez adresy, šanca, že dorazí správnemu príjemcovi, je minimálna. Rovnako aj proteín bez správnej adresy zlyhá. Nesprávne umiestnenie proteínu však môže mať oveľa vážnejšie následky než stratený list.

„Ak proteíny v bunke minú svoj cieľ, vznikajú ochorenia.“

V roku 1999 získal Nobelovu cenu Dr. Guenter Blobel z Rockefeller University v New Yorku za objav aminokyselinových adresných štítkov, ktoré smerujú každý proteín na jeho presné miesto v bunke. Aby mohla prvá bunka fungovať, nestačilo len vedieť vytvárať proteíny. Bolo nevyhnutné vyriešiť mimoriadne zložité problémy správneho skladania proteínov a ich označovania presnou adresou tak, aby na danom mieste pasovali a fungovali. Aj najmenšia chyba v ktoromkoľvek kroku môže viesť k ochoreniu.

Pre bunkové proteíny však nestačí len správne zloženie a presné umiestnenie. Bunky musia mať aj presne regulované množstvo každého proteínu. Ak by bunka neustále vytvárala viac a viac kópií jedného proteínu, rýchlo by spotrebovala svoje suroviny. Je to podobné ako rozdiel medzi spaľovaním primeraného množstva dreva v krbe a zapálením celého domu. Ak by sa v bunke objavil čo i len jeden proteín, ktorého tvorbu by nebolo možné zastaviť, bunka by sa ním rýchlo naplnila a praskla by.

Preto musí byť tvorba každého jednotlivého proteínu presne zapínaná a vypínaná v správnom čase. Aj keby sa prvá bunka objavila so všetkými dokonale zloženými proteínmi na správnych miestach, musela by byť schopná každý proteín okamžite nahradiť, keď sa spotrebuje, aby mohla pokračovať v živote.

Jedným z najdôležitejších mechanizmov na zapínanie a vypínanie tvorby proteínov sú regulačné sekvencie DNA. Tieto úseky DNA informujú bunku, kedy má začať a kedy zastaviť produkciu konkrétnych proteínov. Samotná DNA však nedokáže automaticky regulovať tvorbu bielkovín. Spolupracuje so špeciálnymi regulačnými proteínmi, z ktorých každý zodpovedá presnému regulačnému úseku DNA.

Regulačný proteín sa musí presne zložiť, aby dokonale zapadol na konkrétne miesto DNA. Spoločne vytvárajú funkčný prepínač. Bez tejto presnej súčinnosti by nefungovali ani regulačné sekvencie DNA, ani regulačné proteíny. Oba prvky museli existovať súčasne a byť dokonale zosúladené už v momente, keď bolo potrebné zapnúť alebo vypnúť tvorbu prvého proteínu.

Proteíny sú natoľko zložité, že sa – s výnimkou živých buniek – nikde inde v prírode netvoria. Vo vnútri buniek sú pokyny na stavbu proteínov uložené v DNA. Aby však proteín mohol plniť svoju úlohu, jeho tvorba musí byť presne riadená. Ani to však nestačí, ak nemá správny adresný štítok a nie je správne zložený. Všetky tieto systémy museli existovať už na začiatku, inak by „prvá bunka“ nemohla fungovať.

Tieto systémy predstavujú len špičku ľadovca. Slúžia ako ilustrácia množstva vzájomne spolupracujúcich systémov, ktoré museli byť prítomné ešte predtým, než mohla prvá bunka fungovať. Teória, že sa prvá bunka objavila náhodne bez účasti Stvoriteľa, má korene v mýtoch z čias pred vznikom modernej vedy, keď sa predpokladalo, že jednobunkové organizmy sú jednoduché.

Tento pohľad však dnes neobstojí. Vytvoriť DNA, RNA, membrány a proteíny je extrémne náročné. A aj po ich vzniku musia byť proteíny správne zložené, označené adresou a presne zapínané či vypínané v správnom čase. Žiadne z týchto riešení nemohlo vzniknúť samovoľne. Je zrejmé, že bez nich by žiadna „prvá bunka“ nemohla existovať. Takýto zložitý systém si vyžaduje vysoko inteligentného Stvoriteľa.

Božie riešenia týchto problémov sú nesporne lepšie než čokoľvek, čo by dokázal navrhnúť aj ten najvýkonnejší superpočítač. Pripomínajú, aký mocný a inteligentný je Stvoriteľ. Je preto rozumné spoliehať sa na Neho aj v osobnom živote.

Biochemik a vedúci nukleárnej medicíny v Singapurskej všeobecnej nemocnici Dr. Aw uvádza, že je čoraz ťažšie uveriť, že prvá bunka vznikla čisto evolúciou.

Carl Wieland (CW): Dr. Aw, ako ste sa stali kresťanom?

Dr. Aw (AS): Istý čas som premýšľal o hodnotách. Hľadal som pravdu a čítal som rôzne náboženské knihy ako Korán, Bhagavadgítu, Upanišády, Rigvédu a tiež niektoré spisy Konfucia. Tieto ma však duchovne nenasýtili, až kým som nečítal Bibliu a nevšimol si zásadný rozdiel medzi Božím slovom a inými písmami. Po tom, čo som sa stal kresťanom, som prechádzal veľmi ťažkým obdobím, pretože ma nikto neviedol v štúdiu Biblie, v spoločenstve ani v modlitbe. Bol som ponechaný sám na seba.

Na konci môjho prvého roka na univerzite som sa stretol s niekoľkými kresťanmi, ktorí poznali Pána, milovali Jeho slovo a ukázali mi, čo to v praxi znamená. Tiež mi ukázali, čo znamená byť dobrým učeníkom. Následne som mal veľké ťažkosti so snahou zladiť to, čo som poznal zo sveta vedy, s tým, čo učí Písmo v Genezis. Vtedy sa začal môj hlboký proces porozumenia Božiemu slovu vo svetle toho, čo vidíme v prírode – v Božom diele.

Skrze tento proces som prišiel do kontaktu s prácou Creation Science Foundation (dnes Answers in Genesis) a s Creation Magazine, za čo som veľmi vďačný.

CW: Dr. Aw, vo vašom odbore biochémie ste určite oboznámený s teóriami o tom, ako sa chemikálie údajne vyvinuli do „prvej bunky“. Ako by ste z vedeckého pohľadu hodnotili tie najlepšie z nich?

AS: Považujem ich za veľmi slabé. Od najstarších čias až po súčasnosť vzniklo mnoho takýchto evolučných teórií. Problémy sa však nezmenšili, práve naopak, výrazne sa zvýšili. Čím viac vieme o bunke, tým je ťažšie si predstaviť, že by sa taká extrémne zložitá štruktúra mohla náhodne vyvinúť v priebehu času bez nejakej riadiacej sily.

CW: Sú medzi sekulárnymi evolucionistami ľudia, ktorí si toto uvedomujú?

AS: Obávam sa, že mnohí z nich si uvedomili márnosť myslenia v čisto chemických evolučných pojmoch. Zároveň sa však zdráhajú zmeniť svoj náhľad, aspoň verejne, kvôli náboženskému charakteru svojich presvedčení.

CW: Myslíte tým, že pre nich je chemická evolúcia niečo ako náboženstvo?

AS: Áno, presne tak. Pre mnohých z nich je to kotva, ktorá ich drží v realite sveta, v ktorom si myslia, že žijú. Opustiť túto predstavu je pre nich mimoriadne bolestivé.

CW: Ak by priznali, že bola potrebná veľká inteligencia, aby vložila poriadok a informáciu do prvých živých foriem, znamenalo by to, že by sa museli postaviť čelom k svojej zodpovednosti voči Stvoriteľovi?

AS: Presne tak. Myslím, že sú dostatočne inteligentní, aby si uvedomili, že existujú len dva pohľady na svet. Buď sa všetko udialo tak, ako sa to propaguje, teda náhodným pohybom hmoty počas dlhých časových období, alebo existuje alternatíva – špeciálne stvorenie, o ktorom hovorí Písmo. Mnohí z najlepších mysliteľov dospievajú k tomuto záveru, pretože kompromisné príbehy mnohým ľuďom jednoducho neimponujú.

„CW: Mnohí teistickí evolucionisti, ktorých poznám, nepripúšťajú ani to, aby Boh stvoril aspoň prvú bunku. Držia sa teórií ‚náhodnej‘ chemickej evolúcie, ale zároveň do toho nejako zahrnujú Boha.“ Carl Wieland

AS: To je veľmi zaujímavý postreh. Myslím si, že je to preto, lebo ak by uznali, že Boh priamo stvoril prvú bunku, museli by rovnako priznať, že Boh priamo stvoril všetko.

„CW: Prečo je to tak?“ Carl Wieland

AS: Pretože už samotná bunka je tak extrémne zložitá, že čím viac o nej vieme, tým viac nás ohromuje jej komplexnosť, regulačné mechanizmy a schopnosť sebazáchrany, ktoré sú do nej zabudované ako súčasť jej dizajnu.

„CW: Niektorí tvrdia, že dnešné bunky sú veľmi komplexné, ale prvá bunka nemusela byť taká zložitá. Je toto logický pohľad?“ Carl Wieland

AS: Tento koncept „prvobunky“ je úplný nezmysel, pretože bunka podľa definície musí mať enormnú metabolickú komplexnosť, inak neprežije. Nie je to len vak protoplazmy s tekutinou, niekoľkými soľami a kúskami výbavy plávajúcimi okolo. Bunka je navrhnutá tak, aby sa sama kontrolovala a rozmnožovala. Na to musí disponovať minimálnou komplexnosťou, čo predstavuje zásadný problém pre chemickú evolúciu.

„CW: Môžete prirovnať minimálnu komplexnosť samorozmnožujúcej sa prvej bunky k nejakému stroju, s ktorým sme dobre oboznámení?“ Carl Wieland

AS: Neexistuje žiadne prirovnanie, pretože aj tá „najjednoduchšia“ známa bunka, napríklad baktéria, je podľa najlepších mikrobiológov a biochemikov extrémne komplexná. Disponuje systémami sebadiagnostiky a opravnými mechanizmami, ktoré dodnes nie sú úplne pochopené. Ľudia môžu stráviť celý život len štúdiom bunkovej membrány a celé univerzitné katedry sa venujú výlučne chemickým pumpám, ktoré udržiavajú celistvosť membrány.

Preto je nepochopiteľné tvrdenie, že existovalo niečo ako prvobunka. Takýto organizmus nikdy neexistoval a ani nemohol existovať.

„CW: Mnohí ľudia si stále pamätajú experiment Stanleyho Millera z roku 1953, keď zmiešal niekoľko chemikálií a pomocou iskry získal veľmi jednoduché ‚stavebné bloky‘ života. Nedávno som čítal rozhovor, v ktorom sám priznal, že sa od tej doby nikam ďalej neposunul.“ Carl Wieland

AS: To nazývam čestnosťou. V pôvodnom experimente vznikli pomocou iskrenia len niektoré aminokyseliny, navyše ako zmes ľavotočivých a pravotočivých foriem. Problém je v tom, že život je postavený výlučne na ľavotočivých formách. Očakávať, že sa zmes ľavých a pravých foriem samovoľne spojí do funkčných proteínov, je nereálne.

„CW: Rozumiem, že existujú aj iné dôvody, prečo tento experiment nemohol dosiahnuť väčší pokrok.“ Carl Wieland

AS: Áno. Ak by sa v zahrievaní aminokyselinovej zmesi pokračovalo, vznikol by len hnedastý nános, teda nebiologický polymér. Miller musel experiment po niekoľkých dňoch zastaviť, pretože ďalší priebeh reakcií by už neprodukoval nič použiteľné pre vznik života.

CW: V každom prípade je bunka zložená z viac než len z aminokyselín – zahŕňa aj tuky, karbohydráty, DNA, RNA a ďalšie.

AS: Presne tak. Vedci, ktorí sa zaoberajú otázkou pôvodu života, dobre vedia, že experimenty zamerané na produkciu aminokyselín neprodukujú cukry. A experimenty, ktoré produkujú cukry, neprodukujú nič iné. Existuje tu aj zásadný problém uchovávania molekúl – mimo bunky podliehajú nepravidelnej deštrukcii. V bunkovom prostredí sú všetky tieto zložky presne koordinované, zatiaľ čo mimo bunky sa molekuly rýchlo rozkladajú.

Myšlienka, že by sa všetky tieto prvky spontánne spojili do funkčného systému, je vysoko nepravdepodobná.

Carl Wieland (CW): Čo keby ste mali všetky základné materiály potrebné na stavbu bunky a len by ste ich nahádzali do náhodnej neusporiadanej hromady? Zložili by sa samy od seba podľa svojich vlastností?

AS: Nie. Samotná prítomnosť stavebných materiálov je jedna vec, ale nevyhnutná je aj existencia plánu, ktorý určuje umiestnenie týchto materiálov na presných miestach a ich vzájomnú spoluprácu. Práve preto je bunka tak nádherná a komplexná. A žasnú nad tým aj ne-kresťanskí vedci. Už len náhodné zloženie jednej funkčnej bielkovinovej molekuly predstavuje matematickú absurditu.

Sir Fred Hoyle to výstižne ilustroval, keď ironicky odporúčal svojim kolegom nasypať všetky surové ingrediencie do bazéna a sledovať, či vznikne jediná potrebná molekula. Nikto to však nebral vážne, pretože bolo jasné, že to nebude fungovať.

CW: Počul som o experimente Sidneyho Foxa, kde zahrieval suché aminokyseliny, ktoré sa spojili do malých reťazcov. Keď ich dal do vody, vytvorili sa malé guľaté objekty, ktoré ľudí nadchli, pretože vyzerali ako bunky – a niektoré dokonca akoby sa rozdeľovali. Nazval ich „prvobunky“.

AS: To je veľmi nevhodné pomenovanie. Tieto objekty nemajú s bunkami nič spoločné. Vyzerajú ako bunky len preto, že sú guľaté, no guľatých útvarov existuje mnoho a nie všetky sú bunky.

CW: Ako napríklad mydlové bubliny?

AS: Presne tak, ako mydlové bubliny alebo podobné útvary. To, že niečo vyzerá ako bunka, ešte neznamená, že má funkcie živých buniek. Ide o typické zjednodušenie, ktoré však neodráža realitu skutočného bunkového života.

Carl Wieland (CW): Ale čo hrudky tuku v kuracej polievke? Tie sa tiež „rozdeľujú“ vplyvom jednoduchého povrchového napätia.

AS: Presne tak. Tieto údajné „prvobunky“ možno prirovnať k takýmto hrudkám tuku. Oparin, známy ruský teoretik pôvodu života, vytvoril tzv. koacerváty – zhluky kvapalných častíc, ktoré majú okrúhlu štruktúru. Do týchto koacervátov vložil určité enzýmy a tieto útvary potom vykazovali isté automatické reakcie. Produkty týchto reakcií prechádzali cez membránu do okolitého roztoku a vplyvom jednoduchých fyzikálno-chemických faktorov sa látky pohybovali tam a späť.

To však len povrchne napodobňovalo bunku. Podobný efekt dosiahnete, keď nafúknete celofánový balón a vložíte doň enzým. Ide o umelo vytvorený a extrémne zjednodušený systém, ktorý sa nedá porovnávať so skutočnou bunkou.

CW: Používate vedu stvorenia, keď svedčíte?

AS: Áno, pravidelne. Zisťujem, že mnohí ľudia majú problém s Genesis a stvorením. Nehovoria to priamo, no v rozhovore sa to časom ukáže. Vtedy sa otvára príležitosť svedčiť zo Slova.

Otázka vzniku života a tvrdenie, že chemická polievka nemohla byť predchodcom života, prirodzene zapadá do širšieho rámca stvorenie vs. evolúcia, kde sa porovnáva náhodný vznik života s konceptom inteligentného Stvoriteľa; vedecké problémy abiogenézy úzko súvisia aj s témou DNA a genetika, pretože bez existujúcich molekulárnych informácií nie je možné vysvetliť vznik funkčných proteínov, a celý argument sa opiera o oblasť Biblia a veda, kde sa ukazuje, že moderná biológia a chémia života čoraz viac poukazujú na zámerný dizajn; tento pohľad dopĺňa aj tematika Stvoriteľ vs. darwinisti, ktorá rozoberá hranice evolučných vysvetlení a silu vedeckých dôkazov v prospech inteligentného pôvodu života.