Od redakcji Science & Culture Today: Mamy przyjemność zaprezentować serię artykułów Waltera Bradleya i Caseya Luskina dotyczącą zagadnienia „Czy pierwsze życie powstało w sposób w pełni naturalny?”. Niniejszy artykuł stanowi zmodyfikowaną część rozdziału opublikowanego w książce The Comprehensive Guide to Science and Faith: Exploring the Ultimate Questions About Life and the Cosmos [Wyczerpujący przewodnik po nauce i wierze. Rozważania dotyczące podstawowych pytań o życie i kosmos] i ukazuje się jako siódmy w serii.
Względnie niedawno fizyk z Massachusetts Institute of Technology, Jeremy England, przykuł uwagę mediów, ponieważ zaproponował termodynamiczny model rozpraszania energii jako wyjaśnienie pochodzenia życia. England sam podsumował swój pogląd słynnymi już słowami, że powstanie i ewolucja życia „powinny być równie niezaskakujące, jak to, że kamienie staczają się ze zboczy”. Dodał też: „Na początku masz losową grupkę atomów i jeśli będziesz ją dostatecznie długo oświetlał, to nie powinno cię dziwić, że w końcu powstanie roślina”1. Badania Englanda skrytykował inny fizyk, zwolennik teorii inteligentnego projektu Brian Miller.
Miller wykazał, że rodzaj energii, która rozprasza się wskutek oświetlania Ziemi przez Słońce albo w wyniku działania innych procesów naturalnych, nie może wyjaśnić, dlaczego układy ożywione mają zarówno niską entropię (małe nieuporządkowanie), jak i wysoką energię. Jak stwierdził Miller: „Są to nienaturalne okoliczności. Układy naturalne nigdy nie zyskują niższej entropii i wyższej energii – a przynajmniej nie jednocześnie”. Komórki żywe robią to „dzięki wykorzystaniu złożonej maszynerii molekularnej oraz precyzyjnie dostrojonych sieci chemicznych, które przekształcają jedną formę energii ze środowiska w wysokoenergetyczne cząsteczki” – te cechy nie mogły istnieć przed powstaniem życia, ponieważ musiały się pojawić wraz z jego zaistnieniem. Bez maszynerii komórkowej, która ujarzmia energię ze środowiska i obniża entropię, zaproponowane przez Englanda modele rozpraszania energii nie są w stanie wypełnić wyznaczonego im zadania. Zdaniem Millera model Englanda nie potrafi wyjaśnić powstania informacji biologicznej, która „jest niezbędna do tworzenia i utrzymywania struktur i procesów komórkowych”2.
Kluczowa słabość
Miller zwrócił uwagę na kluczową słabość modeli pochodzenia życia: jak powstała maszyneria komórkowa oraz informacja kodująca tę maszynerię, która odpowiada za działanie nawet najprostszej komórki? Od utworzenia samoreplikującej się cząsteczki RNA, co najwyraźniej jest zadaniem niemożliwym w naturalnych warunkach ziemskich, wciąż daleko jest do wytworzenia całej skomplikowanej maszynerii niezbędnej do istnienia komórek. Ostatnią przeszkodą dla hipotezy świata RNA – i każdego naturalistycznego wyjaśnienia pochodzenia życia – jest więc niezdolność do wyjaśnienia powstania kodu genetycznego i molekularnej maszynerii życia.
Istnieje istotna różnica między kodem genetycznym a informacją zawartą w DNA lub RNA: kod genetyczny jest zasadniczo językiem, w którym zapisana jest informacja genetyczna w DNA lub RNA. Aby móc wyewoluować we współcześnie istniejące życie, które opiera się na DNA i białkach, świat RNA musiałby wykształcić zdolność do przekształcania informacji genetycznej w białka. Ten proces transkrypcji i translacji wymaga jednak dużego zespołu białek i maszyn molekularnych – a one również są kodowane przez informację genetyczną. Mamy więc tutaj do czynienia z problemem typu „co było pierwsze: jajko czy kura?” – odpowiednie enzymy i maszyny molekularne są niezbędne do pełnienia funkcji, dzięki której same powstają.
Aby zrozumieć, jak wielką stanowi to przeszkodę dla materialistycznych wyjaśnień pochodzenia życia, rozważmy następującą analogię. Jeśli kiedyś oglądałeś jakieś nagranie na płycie DVD, to wiesz, że na płycie zapisana jest duża ilość informacji. Gdyby jednak nie istniała maszyneria odtwarzacza płyt DVD, która odczytuje dysk, przetwarza zapisaną na nim informację oraz konwertuje ją na obraz i dźwięk, to dysk byłby bezużyteczny. Co jednak gdyby instrukcje do skonstruowania pierwszego odtwarzacza płyt DVD były zakodowane wyłącznie na płycie DVD? Nie mógłbyś odtworzyć płyty DVD, aby dowiedzieć się, jak zbudować odtwarzacz płyt DVD. Jak więc powstał system pierwszego dysku i odtwarzacza płyt DVD? Odpowiedź jest oczywista: istoty inteligentne jednocześnie zaprojektowały odtwarzacz oraz dysk i celowo zapisały informację na dysku językiem możliwym do odczytania przez odtwarzacz.
Odpowiednia maszyneria
Z tego samego powodu informacji genetycznej nie da się przekształcić w białka bez udziału odpowiedniej maszynerii. Maszyny wymagane do przetwarzania informacji genetycznej w RNA lub DNA są jednak kodowane przez te same cząsteczki genetyczne – wykonują one i kierują zadaniem, dzięki któremu same powstają. Ten system nie może istnieć bez jednoczesnej obecności informacji genetycznej oraz maszynerii transkrypcyjnej i translacyjnej, które muszą ponadto mówić tym samym językiem. Funkcjonalna komórka żywa nie może więc wyewoluować stopniowo, ale prawdopodobieństwo jej jednoczesnego powstania wskutek niekierowanych procesów naturalnych jest zbyt niskie, by można to było uznać za realistyczny model.
Biolog Frank B. Salisbury objaśnił ten problem w 1971 roku na łamach czasopisma „American Biology Teacher”, względnie niedługo po odszyfrowaniu kodu genetycznego:
Łatwo jest mówić o replikowaniu się cząsteczek DNA powstających w gęstym jak zupa morzu, ale we współczesnych komórkach ta replikacja wymaga obecności odpowiednich enzymów. […] Związek między DNA a enzymem jest bardzo złożony i obejmuje RNA oraz enzym potrzebny do jego syntezy na matrycy DNA, rybosomy, enzymy aktywujące aminokwasy oraz cząsteczki RNA transportującego. […] Jak przy braku finalnego enzymu selekcja może oddziaływać na DNA i wszystkie mechanizmy umożliwiające replikację DNA? Wygląda na to, że wszystko musiało zdarzyć się jednocześnie: cały system musiał powstać jako jedna jednostka, ponieważ w przeciwnym razie byłby bezużyteczny. Być może istnieją sposoby na rozwiązanie tego dylematu, ale w chwili obecnej ich nie dostrzegam3.
Nierozwiązany problem
Ten sam problem trapi współczesnych badaczy świata RNA i wciąż pozostaje nierozwiązany. Jak w artykule opublikowanym w 2004 roku na łamach czasopisma „Cell Biology International” zauważyło dwóch teoretyków:
Sekwencja zasad azotowych nukleotydów nie ma znaczenia również wtedy, gdy nie istnieje ani konceptualny schemat translacyjny, ani fizyczny „hardware” z odpowiednimi zdolnościami. Rybosomy, tRNA, syntetazy aminoacylo-tRNA oraz aminokwasy są składowymi hardware’u shannonowskiego „odbiornika” wiadomości. Instrukcje dla tej maszynerii są jednak kodowane w DNA i wprowadzane w życie przez białkowych „robotników” produkowanych przez tę maszynerię. Bez tej maszynerii i białkowych robotników wiadomości nie sposób odebrać i zrozumieć. A bez instrukcji genetycznych nie da się zbudować tej maszynerii4.
Jeśli badacze pochodzenia życia nie potrafią wytłumaczyć (1) molekularnej maszynerii komórki, (2) informacji kodującej tę maszynerię ani (3) zdolności komórek do przetwarzania tej informacji, aby zbudować tę maszynerię z użyciem kodu genetycznego, to powstanie nawet najprostszej komórki pozostaje niewyjaśnione. Niewykluczone jednak, że istnieje pewne rozwiązanie tych na pierwszy rzut oka nieustępliwych, fundamentalnych problemów: duża ilość czasu.
Walter Bradley, Casey Luskin
Oryginał: Still Unexplained: The First Living Cell, „Science & Culture Today” 2022, September 27 [dostęp: 22 X 2025].
Przekład z języka angielskiego: Dariusz Sagan
Źródło zdjęcia: Pixabay
Ostatnia aktualizacja strony: 22.10.2025
Przypisy
- Cyt. za: N. Wolchover, A New Physics Theory of Life, „Quanta Magazine” 2014, January 22 [dostęp: 16 IX 2025].
- B. Miller, J. England, Hot Wired, „Inference Review: International Review of Science” 2020, Vol. 5, No. 2 [dostęp: 16 IX 2025].
- F.B. Salisbury, Doubts About the Modern Synthetic Theory of Evolution, „American Biology Teacher” 1971, Vol. 33, No. 6, s. 338 [335–338], https://doi.org/10.2307/4443526.
- J.T. Trevors, D.L. Abel, Chance and Necessity Do Not Explain the Origin of Life, „Cell Biology International” 2004, Vol. 28, No. 11, s. 735 [729–739], https://doi.org/10.1016/j.cellbi.2004.06.006.
Literatura:
1. Miller B., England J., Hot Wired, „Inference Review: International Review of Science” 2020, Vol. 5, No. 2 [dostęp: 16 IX 2025].
2. Salisbury F.B., Doubts About the Modern Synthetic Theory of Evolution, „American Biology Teacher” 1971, Vol. 33, No. 6, s. 335–338, https://doi.org/10.2307/4443526.
3. Trevors J.T., Abel D.L., Chance and Necessity Do Not Explain the Origin of Life, „Cell Biology International” 2004, Vol. 28, No. 11, s. 729–739, https://doi.org/10.1016/j.cellbi.2004.06.006.
4. Wolchover N., A New Physics Theory of Life, „Quanta Magazine” 2014, January 22 [dostęp: 16 IX 2025].