W przypadku wody wnioskowanie o inteligentnym projekcie jest niezależne od twierdzeń religijnychCzas czytania: 18 min

Woda jest najbardziej niezwykłą substancją! Praktycznie wszystkie jej właściwości są anomalne i to właśnie dzięki temu organizmy żywe wykorzystują wodę jako materiał budulcowy dla swojej maszynerii. Życie to woda tańcząca do melodii ciał stałych.

– Albert Szent-Györgyi (1972)¹

Często przeoczany jest fakt, że słynna podwójnie spiralna struktura DNA nie jest nieodłączną cechą tej cząsteczki, lecz zależy od subtelnej równowagi różnych energii działających w roztworze wodnym. Gdyby woda nie ekranowała odpychania elektrostatycznego między grupami fosforanowymi, to klasyczna, uporządkowana helisa nie mogłaby istnieć.

– Philip Ball (2008)²

Nawet w bardzo małych ilościach woda w istotny sposób wpływa na różnorodne właściwości fizyczne i chemiczne materiałów geologicznych, takie jak temperatura topnienia, chemia topnienia, lepkość i gęstość, równowagi fazowe i kinetyka reakcji. Właśnie dlatego woda oddziałuje na podstawowe procesy magmatyczne, od [topnienia] po wznoszenie się magmy, od krystalizacji po erupcję.

– Roberto F. Weinberg, Pavlína Hasalová (2015)³

W niniejszym artykule wyjaśnię, dlaczego – jako ktoś, kto ma agnostyczny stosunek do wielu twierdzeń religijnych – uważam, że wniosek o inteligentnym projekcie jest nieodparty. Ma to związek z rozważaniami nad precyzyjnym dostrojeniem właściwości materii do możliwości istnienia takiego życia, jakie występuje na Ziemi. W szczególności opiszę tutaj różne właściwości wody, które wywołują silne wrażenie, że są precyzyjnie dostrojone do ziemskiego życia. Chodzi o różne unikalne właściwości wody, które umożliwiają zachodzenie cyklu hydrologicznego (umożliwiającego z kolei istnienie ziemskiego życia); unikalne dostosowanie wody do bycia nośnikiem w układzie krążenia; jej unikalne dostosowanie do tworzenia macierzy komórkowej, wliczając w to hydrofobowość, która odgrywa istotną rolę w produkcji supramolekularnych struktur komórkowych wyższego rzędu; a także różne unikalne termiczne właściwości wody, które umożliwiają istnienie organizmów stałocieplnych i odgrywają kluczową rolę w melioracji klimatu. Ten doprawdy zdumiewający zbiór dostosowanych właściwości jednej prostej substancji molekularnej może mieć tylko jedno sensowne wyjaśnienie – inteligentny projekt.

Mimo że przez większość swojego życia byłem względnym agnostykiem i obecnie nie należę do żadnego kościoła ani nie uczestniczę w żadnych nabożeństwach, uważam, że wniosek o projekcie nasuwa się nieodparcie, gdy racjonalnie podchodzimy do kwestii precyzyjnego dostrojenia środowiska naturalnego. Jak wskazywali liczni zwolennicy teorii inteligentnego projektu, wnioskowanie o projekcie jest stosowane w licznych odrębnych dyscyplinach badających wiele różnych zjawisk. Specjaliści w dziedzinie archeologii i kryminalistyki oraz naukowcy poszukujący świadectw inteligentnego życia w przestrzeni kosmicznej muszą w wielu sytuacjach uznać, że jakiś artefakt, konkretny wzorzec albo zjawisko stanowią skutek projektu, nie zaś przypadku. W takich sytuacjach jest ewidentne, że wnioskowanie o projekcie nie ma absolutnie nic wspólnego z przekonaniami religijnymi.

Precyzyjne dostrojenie stałych fizycznych do możliwości istnienia zamieszkiwalnego Wszechświata, czyli takiego, w którym występują stabilne układy słoneczne i planety podobne do Ziemi, również silnie skłania wielu świeckich kosmologów do przyjęcia wniosku o projekcie. Paul Davies uznał, że ze względu na precyzyjne dostrojenie stałych fizycznych „wrażenie projektu jest uderzające”⁴. Przypomnijmy też sobie słynną wypowiedź Freda Hoyle’a:

Zdroworozsądkowa interpretacja faktów wskazuje, że jakiś superintelekt manipulował fizyką, a także chemią i biologią, a w przyrodzie nie istnieją żadne ślepe siły, o których warto mówić. Liczby obliczane na podstawie tych faktów wydają mi się tak uderzające, że ten wniosek znajduje się niemal poza wszelką dyskusją⁵.

Podobna sytuacja dotyczy wody.

Cykl hydrologiczny

Rozważmy najpierw unikalne dostosowanie wody do możliwości zachodzenia cyklu hydrologicznego, który ma kluczowe znaczenie dla wszystkich form życia na Ziemi, włącznie z nami. Przede wszystkim woda to jedyna substancja, która może istnieć w trzech stanach skupienia – ciekłym, gazowym i stałym – w zakresie temperatur otoczenia występujących na powierzchni Ziemi. To właśnie ta wyjątkowa zdolność umożliwia zachodzenie wielkiego cyklu hydrologicznego, dzięki któremu ciekła woda paruje z oceanów w postaci gazu (pary wodnej), ulega kondensacji w formie kropel wody w chmurach i spada na ziemię jako deszcz (woda w stanie ciekłym) lub śnieg (woda w stanie stałym), by ostatecznie spłynąć w postaci rzek ciekłej wody lub lodowców (rzek wody w stanie stałym) z powrotem do oceanów.

Ze względu na swoją unikalną zdolność do występowania w trzech stanach skupienia woda jest wyjątkowo dobrze dostosowana do możliwości zachodzenia cyklu hydrologicznego, a tym samym do ciągłego zaopatrywania ziemskich form życia w wodę.

Oprócz wody życie na lądzie wymaga jednak również ciągłych dostaw niezbędnych pierwiastków. Cztery główne atomy materii organicznej – C, H, O i N – są czerpane z atmosfery i wody, ale inne istotne atomy – w tym Na, P, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Cu oraz Zn – muszą być wypłukiwane ze skał (jest to jedyne źródło dla lądowych form życia), gdy woda powraca za pośrednictwem rzek do oceanów. Następnie trafiają one do ziemskiej hydrosfery i stają się dostępne dla organizmów lądowych. Naprawdę zdumiewające – to określenie dobrałem starannie – jest jednak to, że woda ma dodatkowy zbiór właściwości, które są w pełni dostosowane do powodowania erozji i wypłukiwania istotnych minerałów ze skał.

Oto niektóre z tych dodatkowych elementów dostosowania: (1) woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem; (2) woda ma niską lepkość, a w rezultacie jest bardzo mobilna, co przy udziale maleńkich odłamków skał, które niesie ze sobą, wzmacnia erozję skał; (3) woda ma wysokie napięcie powierzchniowe (jedno z najwyższych pośród znanych nam cieczy), dzięki czemu wypełnia szczeliny w skałach; (4) w wyższych szerokościach geograficznych i na większych wysokościach woda rozszerza się po zamarznięciu (co jest cechą niemal unikalną), powodując dalsze kruszenie skał i wzmacniając w ten sposób oddziaływanie procesu erozji; (5) kiedy woda wchodzi w reakcje z CO₂ w powietrzu, powstaje łagodny roztwór kwasowy (kwas węglowy), który wspomaga rozpuszczanie i wietrzenie skał.

To jednak jeszcze nie wszystko. Dostarczanie wody wzbogaconej minerałami istotnymi dla życia nic by nie dawało, gdyby nie było zatrzymujących wodę gleb, które są niezbędne do wzrostu wszystkich roślin i drzew potrzebujących niezawodnego i ciągłego zaopatrywania w wodę. W takich glebach woda utrzymywana jest w mikroporach (zapobiegających szybkiemu osuszaniu i utracie wód gruntowych) dzięki jej wysokiemu napięciu powierzchniowemu (które, jak przed chwilą wspomniałem, wspomaga proces erozji poprzez wypełnianie wąskich szczelin i pęknięć w skałach).

Jest niemal niewyobrażalne, że ten sam proces erozji, który ostatecznie prowadzi do wypłukiwania minerałów ze skał, jednocześnie tworzy zatrzymujące wodę gleby, wzbogacone niezbędnymi dla organizmów żywych składnikami pokarmowymi. Jaka siła fizyczna zatrzymuje wodę w mikroporach w glebie? Otóż tą siłą jest wysokie napięcie powierzchniowe wody!

Wreszcie, być może najbardziej niezwykłym aspektem cyklu hydrologicznego jest to, że unikalne elementy dostosowania wody do procesów erozji i wietrzenia są możliwe do wykorzystania wyłącznie dzięki bardziej podstawowemu elementowi dostosowania, którym jest wyjątkowa zdolność wody do występowania w trzech stanach skupienia w ziemskich warunkach otoczenia. I również w tym przypadku dostosowanie zatrzymujących wodę gleb, tak istotne dla roślinnych form życia, jest możliwe tylko dzięki wcześniejszemu dostosowaniu wody do możliwości zachodzenia procesu erozji skał.

Właściwości wody, które są wykorzystywane w cyklu hydrologicznym, tworzą w rezultacie teleologiczną hierarchię dostosowania. W tej hierarchii jedna unikalna właściwość wody umożliwia wykorzystanie zbioru kolejnych właściwości, aby osiągnąć pewien kluczowy dla istnienia życia cel. Nie znam żadnego innego zbioru faktów w całej nauce, który wyraźniej wskazywałby na projekt.

Krążenie krwi

Co ciekawe, inny cykl życiowy – krążenie krwi w ciałach złożonych organizmów – także zależy od różnych unikalnych właściwości wody, która stanowi podstawowy nośnik krwi. Doskonałość wody jako rozpuszczalnika jest nie mniej ważna dla jej roli w procesie krążenia krwi niż w procesie wypłukiwania minerałów ze skał w cyklu hydrologicznym. Jak wspomniałem wyżej, niska lepkość wody umożliwia jej mobilność w ramach cyklu hydrologicznego (co przyspiesza proces erozji) i ta sama właściwość wody stanowi istotny element dostosowania do krążenia krwi, ponieważ wraz ze względnie niską gęstością wody umożliwia sercu pompowanie krwi przez łożysko włośniczkowe. To oczywiste, że gdyby lepkość krwi była choćby tylko nieco większa, podobna do lepkości innych cieczy, pompowanie krwi przez łożysko włośniczkowe byłoby niemożliwe. Tak się składa, że energia, która musi być wydatkowana na pompowanie krwi przez układ krążenia, stanowi około 10 procent całkowitej energii wydatkowanej przez człowieka i wiele innych kręgowców.

Komórka

Teraz rozważmy dostosowanie wody do procesu tworzenia macierzy komórkowej. Również w tym przypadku ma to związek z niską lepkością wody (dzięki której otrzymujemy wysoce ciekły nośnik umożliwiający szybki ruch cząsteczek wewnątrz komórki) i jej doskonałymi zdolnościami jako rozpuszczalnika (umożliwia to przenoszenie w roztworze ogromnej liczby rodzajów cząsteczek). Woda ma jednak również inną kluczową właściwość, mniej znaną, ale istotną dla generowania uporządkowania strukturalnego wyższego rzędu w komórce. Chodzi o hydrofobową właściwość wody (lub oddziaływanie hydrofobowe). Bierze się ona ze względnej elektorujemności (przyciągania elektronów) wodoru (H) i tlenu (O), przy czym tlen ma większą elektroujemność niż wodór i silniej od niego przyciąga elektrony, przez co atom tlenu w cząsteczce wody (H₂O) ma ładunek ujemny, a atomy wodoru mają ładunek dodatni. Ponieważ woda ma zarówno ładunek ujemny, jak i dodatni, więc określana jest mianem związku polarnego. Ma to pewne poważne następstwo, ponieważ oznacza, że inne polarne lub naładowane związki są przyciągane elektrostatycznie do naładowanego tlenu i naładowanych wodorów i są – by tak rzec – lubiane przez wodę i łatwo rozpuszczalne. Natomiast – przykładowo – łańcuchy węglowodorów są połączone wiązaniami C–H i mają charakter niepolarny. Ze względu na to, że elektroujemność składających się na nie atomów węgla i wodoru jest zbliżona, zarówno atomy węgla, jak i atomy wodoru w wiązaniach C–H równie silnie przyciągają elektrony i dlatego nie są naładowane. A przez to, że atomy w węglowodorach nie mają ładunku, nie są przyciągane elektrostatycznie ani do ujemnie naładowanego tlenu, ani do dodatnio naładowanych atomów wodoru w cząsteczce wody i nie są lubiane przez wodę. Tym samym atomy w węglowodorach są nierozpuszczalne i – za sprawą tak zwanego oddziaływania hydrofobowego – zmuszane do gromadzenia się w kompleksach wypierających cząsteczki wody.

To właśnie oddziaływanie hydrofobowe powoduje tworzenie dwuwarstwy lipidowej błony komórkowej, wymuszając przejście nierozpuszczalnych (niepolarnych) łańcuchów węglowodorów w fosfolipidach do środka błony komórkowej, tak aby znajdowały się z dala od fazy wodnej wewnątrz i na zewnątrz komórki. To samo oddziaływanie zmusza niepolarne łańcuchy boczne aminokwasów do gromadzenia się wewnątrz białek w trakcie procesu fałdowania i stabilizuje dojrzałą, natywną formę sfałdowanego białka. Oddziaływanie hydrofobowe odgrywa też rolę w stabilizowaniu helisy DNA oraz w kompleksach enzymów i substratów.

Trudno przecenić znaczenie oddziaływania hydrofobowego w tworzeniu błon i innych struktur wyższego rzędu w komórce. Niełatwo bowiem wyobrazić sobie, jak mogłoby powstać uporządkowanie strukturalne wyższego rzędu, jeśli nie dzięki wykorzystaniu oddziaływania hydrofobowego wody. Inaczej mówiąc, życie i w gruncie rzeczy samo istnienie opartej na związkach węgla komórki jest krytycznie zależne od tego właśnie oddziaływania. Poniższego twierdzenia Charlesa Tanforda, specjalisty w zakresie chemii białek, nie można uznać za wyolbrzymienie:

We wszystkich procesach życiowych oddziaływanie hydrofobowe jest z energetycznego punktu widzenia oddziaływaniem dominującym w zakresie odgraniczania, adhezji i tym podobnych. […] Oznacza to, że natura znanego nam życia jest w pełni zależna od utworzonej za pomocą wiązań wodorowych struktury wody w stanie ciekłym⁶.

Dostosowanie wody do tworzenia macierzy komórkowej jest – o ile nam wiadomo – zupełnie wyjątkowe. Żadna inna ciecz nie może zastąpić wody w tej roli. Co więcej, w ciągu 3,5 miliarda lat żadna inna ciecz nie została użyta jako macierz komórkowa w żadnym organizmie. Gdyby woda nie posiadała dokładnie tego zbioru właściwości, to nie istniałaby żadna oparta na związkach węgla komórka, a Ziemia – z absolutną pewnością – byłaby pozbawiona życia.

Endotermia

Rozważmy teraz kolejne, zupełnie inne zjawisko – endotermię – które przynosi wiele korzyści zaawansowanym lądowym formom życia, takim jak my sami. Endotermia jest krytycznie zależna od zbioru unikalnych termicznych właściwości wody.

Po pierwsze, wysokie ciepło właściwe wody (jedno z najwyższych pośród znanych nam cieczy) chroni ciało przed zmianami temperatury. Stanowi to kluczowy element dostosowania każdego organizmu stałocieplnego utrzymującego temperaturę swojego ciała na stałym poziomie (37–40°C u ptaków i ssaków), ponieważ woda składa się na około 60 procent masy ciała.

Po drugie, woda ma wysokie ciepło utajone parowania (najwyższe w porównaniu ze wszystkimi substancjami molekularnymi). Jest to kolejny kluczowy element dostosowania w sytuacjach, gdy temperatura środowiska jest większa od temperatury ciała – zdarza się to w wielu obszarach geograficznych, nie tylko w tropikach. Dlaczego wysokie ciepło utajone parowania wody jest tak bardzo ważne? Otóż dlatego, że jedynym sposobem na obniżenie temperatury ciała, gdy temperatura środowiska przekracza 37°C, jest chłodzący efekt parowania wody na skórze. Człowiek może żyć na ogromnych obszarach Ziemi tylko dzięki temu chłodzącemu efektowi.

A jeśli to nie jest jeszcze dostatecznie niezwykłe, to inna termiczna właściwość wody – przewodność cieplna – ma najwyższy stopień pośród pospolitych cieczy. Ten element dostosowania pomaga w przenoszeniu ciepła z tkanek do naczyń włosowatych, a z nich do krańcowych warstw skóry. Wszystkie trzy wspomniane termiczne właściwości wody są więc unikalnie dostosowane do możliwości endotermii u takich zaawansowanych lądowych kręgowców, jak my.

Czyż nie jest w najwyższym stopniu niezwykłe, że oprócz unikalnego dostosowania do cyklu hydrologicznego, krążenia krwi i macierzy komórkowej woda ma również odpowiednie właściwości, które umożliwiają endotermię? Czy mogą być jakieś bardziej odmienne zjawiska niż te?

Można by sądzić, że trzy termiczne właściwości wody, które umożliwiają endotermię, są jedynymi termicznymi właściwościami wody dostosowanymi do możliwości istnienia życia na Ziemi. To jednak NIEPRAWDA, ponieważ woda ma jeszcze jedną termiczną właściwość, która odgrywa zupełnie inną kluczową rolę u ziemskich form życia – słodka woda rozszerza się w temperaturach niższych niż 4°C (a woda morska – poniżej 1,8°C). Dzięki temu najzimniejsza woda znajduje się przy powierzchni, co – w połączeniu z rozszerzaniem się wody po zamarznięciu (jest to kolejna niemal unikalna właściwość ciekłej wody) – zapobiega zamarzaniu wody od dna, co umożliwia występowanie morskich i słodkowodnych form życia w wyższych szerokościach geograficznych.

Właściwości wody odgrywają istotną rolę w procesach życiowych i zjawiskach umożliwiających rozkwit życia na Ziemi pod jeszcze wieloma innymi względami. Liczne przykłady omówiłem w monografii Fenomen wody⁷. Chodzi między innymi o sposób, w jaki termiczne właściwości wody odgrywają kluczową rolę w wielkich prądach atmosferycznych i oceanicznych, które przenoszą ciepło z tropików do chłodniejszych, wyższych szerokości geograficznych, co prowadzi do melioracji klimatu na Ziemi. Wiemy ponadto, że woda odgrywa kluczową rolę w obniżaniu gęstości skał w płaszczu Ziemi, co wspomaga tektoniczny recykling skał w skorupie ziemskiej zapewniający (teraz i przez minione kilka miliardów lat) stałe uzupełnianie źródła minerałów dla lądowych form życia.

Podsumowując, zdumiewająca jest sama różnorodność i wielość elementów dostosowania wody do możliwości istnienia życia na Ziemi. W przypadku właściwości wody – jednej prostej substancji molekularnej, H₂O – największe zdumienie budzi niewątpliwie zbiór elementów dostosowania, które umożliwiają realizowanie wielu różnych celów we Wszechświecie oraz są elegancko i oszczędnie zawarte w jednej prostej substancji molekularnej. Nie jedna, lecz niezliczone właściwości wody są nadzwyczaj dobrze dostosowane do realizowania różnorodnych, kluczowych dla możliwości istnienia życia celów: od tworzenia macierzy komórkowej do recyklingu tektonicznego i od krążenia krwi do erozji skał. Konkretne uprzedzenia filozoficzne lub teologiczne nie mają żadnego znaczenia, ponieważ fakty przemawiają same za siebie. Nie ma racjonalnej ucieczki od wnioskowania o projekcie. Jedynym sensownym wyjaśnieniem faktów jest to, że właściwości wody zostały precyzyjnie dostrojone przez istotę inteligentną.

Z dostosowaniem właściwości wody można powiązać jeszcze jedną niezwykłą ideę. Po pierwsze, to, że te właściwości nie uległy zmianie od samego początku czasu, wskazuje, iż projektant musiał mieć je na myśli i ustanowić w momencie stworzenia. I po drugie, zważywszy na dostosowanie tych właściwości do tak wielu różnorodnych zjawisk i procesów, należy przyjąć frapujący wniosek, że w momencie stworzenia projektant musiał mieć na myśli również życie na Ziemi i w gruncie rzeczy nawet tak zaawansowane istoty, jak my. Inaczej mówiąc, nasze istnienie było zamierzone od samego początku czasu. Jak ujął tę kwestię Freeman Dyson: „Wszechświat w jakimś sensie musiał wiedzieć o naszym nadejściu”⁸.

Michael Denton

Oryginał: In the Case of Water, an Inference to Intelligent Design Is Independent of Any Religious Claim, „Evolution News & Science Today” 2024, July 24 [dostęp: 16 VII 2025].

Przekład z języka angielskiego: Dariusz Sagan

Literatura: