Размисли върху книгата "Великият дизайн" – или един задочен дебат със Стивън Хокинг

Пета част

ПОЯВА И ЕВОЛЮЦИЯ НА ЖИВОТА

Виж IV част: http://kosmos-21.blogspot.bg/2015/08/blog-post.html

В последната, осма, глава на "Великият дизайн" авторите ни уверяват, че възникването на живота е съвсем закономерно явление и не е особено трудно да се осъществи. Те пишат: "Пример, който може да ни помогне да осмислим проблемите на реалността и сътворението, е Играта на живот, изработена през 1970 г. от младия математик Джон Конуей от Кеймбридж.

Думата "игра" в името е подвеждаща. Тук няма победители и губещи; всъщност няма и играчи. Играта на живот не е точно игра, а набор от закони, управляващи двумерна вселена. Тази вселена е детерминистична - щом нагласим началната конфигурация или състояние, законите определят какво ще се случи в бъдеще. Светът на Конуей представлява разграфено на квадрати поле, подобно на шахматна дъска, но простиращо се безкрайно във всички посоки. Всеки квадрат може да бъде в едно от две състояния - жив (показан на илюстрациите в зелено) или мъртъв (показан в черно).

...........................

В Играта на живот, както и в нашия свят, самовъзпроизвеждащите се форми са сложни обекти. Според една от преценките, основаващи се на по-ранен труд на математика Джон фон Нойман, минималният размер на самовъзпроизвеждаща се фигура в Играта на живот е десет трилиона квадрата, което приблизително отговаря на броя молекули в една човешка клетка.

Живите същества могат да се определят като сложни системи с ограничен размер, които са стабилни и се възпроизвеждат. Описаните по-горе обекти отговарят на условията за възпроизвеждане, но трудно могат да се нарекат стабилни - и най-малката намеса отвън най-вероятно ще направи на пух и прах деликатния механизъм. Не е трудно обаче да си представим, че малко по-сложен набор от закони може да даде на тези системи всички атрибути на живота. Да си представим система от такъв тип - обект в свят като този на Конуей. Подобен обект ще отговаря на дразнителите на средата и съответно сякаш ще взема решения. 

Дали подобен живот ще си дава сметка за собственото си съществуване? Дали ще бъде съзнателен? Това е въпрос, по който мненията се разделят. Някои твърдят, че самосъзнаването е уникално за хората. То им дава свободна воля - способността да избират между различни възможни действия."[1]

Понеже в настоящето изследване правим съпоставка между теизма и съвременния натурализъм, таблицата по-долу е представена, за да ни увери в съвършената несъвместимост между еволюционното учение и библейския разказ за Сътворението.

Описание на Сътворението	Еволюционни предположения
1. Бог създава в началото Земята, а после Слънцето, Луната и звездите.	1. Галактични облаци, в които се зараждат звездите, а някъде и планетни системи около тях.
2. Планета, покрита с вода, която по заповед от Бога се отдръпва и се появяват континентите. Тоест океаните предшестват издигането на сушата.	2. Нагорещено огнено кълбо с водни пари в атмосферата. При охлаждането се образува сушата, а по-късно водата пада във вид на дъжд и изпълва моретата.
3. Растенията съществуват преди Слънцето.[2]	3. Растенията са възникнали много след Слънцето.
4. Сътворението на сухоземните животни е след това на птиците.	4. Земноводните и влечугите са се развили преди птиците.
5. Морските бозайници (делфини, тюлени, китове и др.) се появяват преди сухоземните си събратя.	5. Някои сухоземни бозайници се връщат вторично за живот във водата.
6. Живите същества са създадени според родовете си.	6 "Висшите" организми са еволюирали от по-прости форми.
7. Бог сътворява човека от пръст, по Свой образ и подобие.	7.Човекът има общи предшественици с шимпанзето, орангутана и горилата.

Табл. 1

А) 1. Диалектически материализъм

Накратко ще проследим възгледа на материализма, според който първата жива клетка е възникнала в резултат на абиогенеза, а по-нататък е еволюирала до растения, животни и хора.

Понятието "живо" е твърде общо (използва се във философията, биологията, религията, теорията на живите системи и пр.), поради което е трудно да се намери всеобхватно и, в същото време, строго конкретизирано определение за него. От теоретико-биологична гледна точка можем да го формулираме по следния начин. Живите организми са:

а) Отворени системи, способни да осъществяват непрекъсната обмяна на вещества, енергия и информация с околната среда;

б) Единни системи, които самостоятелно се възпроизвеждат, регулират, организират и обновяват;

в) Йерархични системи, поддържащи своите вътрешни условия (хомеостазис) и подреденост, адаптирайки се към изменящите се условия на средата.

Подобно определение изключва кристалите, вирусите, биодатчиците, роботите и пр. от категорията "живо", защото не отговарят едновременно на цялата съвкупност от посочените критерии. Днес на Земята за най-просто организирани същества, способни да изпълняват всички жизнени функции, се считат бактериите и археите, които са прокариоти (безядрени).

Фиг. 1 а) Понеже прокариотите са най-просто устроените организми допуска се, че тяхната структура напомня (без да е точно копие) на хипотетичната праклетка. б) Схема на процесите репликация (удвояване на ДНК), транскрипция (копиране на мРНК върху участък от ДНК) и транслация (синтез на белтъци върху матрица от иРНК).

Няма да се спираме на възгледа за произволното всекидневно самозараждане, понеже той беше отхвърлен от Л. Пастьор още през 1859 г. До настоящия момент не са открити екзопланети с наличен живот върху тях, поради което няма да разглеждаме и шансовете за панспермия. По-нататък ще маркираме само най-съществените етапи на хипотезите за земния произход на живота, известно време след формирането на нашата планета.

Приема се, че преди около 4, 400 млрд. год. Земята е започнала постепенно да изстива. Когато след стотици милиони години средната температура на повърхността ѝ достигнала около 25^oС, водните пари кондензирали и падали под формата на дъжд. Образували се реки, езера и недълбоки морета, като водата навсякъде била мътна от вулканична пепел и в нея били разтворени най-разнообразни неорганични вещества и газове.

І етап – Синтез на малки органични молекули и мономери

Високоенергетичните ултравиолетови лъчи на Слънцето, електрическите разряди на облаците, високата радиоактивност и топлината от вулканите създавали необходимите условия за химичен синтез. Първичната атмосфера, освен водни пари, съдържала още амоняк (NH3), метан (CH4), въглеродни оксиди (СО и CO2), водород (H2), азот (N2) и други газове. В моретата се образували органични вещества с малко молекулно тегло – циановодород (HCN), формалдехид (HCHO), мравчена киселина (HCOOH) и др. Те, на свой ред, дали началото на мономерите - аминокиселини, мастни киселини, глюкоза и нуклеотиди.

Почти всички тези органични съединения са получени в апарати, имитиращи условията на първичната Земя още при експериментите на Stanley Miller и Harold Urey през 1952 г. (фиг. 2), а по-нататък и на редица други изследователи.

Фиг. 2 а) Опит на Miller – Urey. б) Молекули на мономери – глюкоза, нуклеотид (аденозин), висши мастни киселини и аминокиселина (аланин).

Въпреки това резултатите не са задоволителни - дължината на веригите от мономери е твърде малка, десните изомери на аминокиселините са около 50%, получените органични структури трябва незабавно да бъдат извадени от разтвора, защото твърде бързо се разграждат и пр.

II етап - Свързване на мономерите в полимери

Следващият етап в химическата еволюция е съединяването на мономерите в биополимери. Например аминокиселините се свързват в полипептидни, а нуклеотидите - в полинуклеотидни вериги, монозахаридите (глюкоза, фруктоза и пр.) - във въглехидрати и т.н. Необходимо е да отбележим, че в този случай при полимеризацията (по-точният термин тук е "поликондензация") на мономерите връзките се осъществяват изключително чрез отделянето на вода. Така се образуват и по-голямата част от връзките между компонентите на липидите (макар при тях да не се говори за полимеризация).

Cyril Ponnamperuma и Sidney Fox през шестдесетте години на ХХ век, независимо един от друг, успяват да осъществяват безматричен синтез на полипептиди, съединявайки няколко аминокиселини в къси нерегулярни последователности. Fox получил също и нуклеотиди, които се свързали в полинуклеотидна верига (фиг. 3). Такава еволюция обаче се извършва на молекулно ниво и би могла да стигне само до хаотично струпване на органични съединения в определени зони на Земята.

Фиг. 3 а) Свързване между две аминокиселини в дипептид. Връзката е между карбоксилната киселина на едната и аминогрупата на другата аминокиселина, като се отделя вода. б) Полинуклеотидната верига се осъществява чрез ковалентна връзка между фосфата на единия нуклеотид и пентозата на другия нуклеотид. Нарича се 3^I - 5^I фосфодиестерна връзка (или мост), като при нея също се отделя вода.

III етап - Възникване на протобионти

Протобионтите се считат за междинно звено, намиращо се между химичните съединения и живите системи. Множеството хипотези в тази област се различават главно по вижданията си относно начините за създаване на достатъчно високи концентрации от органични съединения необходими за появата на протобионтите.

Според Александър Опарин при определено рН, концентрация на солите и температура на водата моретата се превърнали в "първичен бульон" от смеси на колоидни частици - коацервати (фиг. 4). Коацерватите били способни да поглъщат органични съединения от окръжаващата ги среда, в резултат на което отделяли продукти, нараствали и се разпадали на части.

Фиг. 4 Коацерватите според Опарин.

John Bernal модифицирал малко тази хипотеза като изказал становището, че простите органични молекули се адсорбирали върху глинести материали. Между слоевете глина могат да се разположат както различни мономери – аминокиселини, нуклеотиди, олигозахариди и пр., - така и метални йони, играещи ролята на катализатори. Bernal допуска, че е възможно високата им концентрация да води до образуването на полимери, а по-нататък и на някакъв вид протобионти (фиг. 5).

Фиг. 5 Кристали на глината увеличени съответно 3750 и 16 000 пъти.

При други такива експерименти Sidney Fox описва подобни на коацерватите самоорганизиращи се структури и ги нарича микросфери (фиг. 6 а). При охлаждане на нагрети концентрирани разтвори на протеиноиди възниквали малки сферични капки с двуслойна обвивка, реагираща на промяна в осмотичното налягани и със способност за делене. За съжаление, получените пептидни молекули не можели да се копират и да предават информация на потомците-микросфери в „естествената си среда”.

 

Фиг. 6 а) Микросферите на Sidney Fox. б) Глинените частици, носещи флуоресцентно белязана РНК (в оранжево) помагат при оформянето на мембраната на везикулите (в зелено). Глинените частици обаче остават изолирани в границите на везикулите.

Учените Martin Hanczyc, Shelly Fujikawa и Jack Szostak открили, че глината монтморилонит е способна рязко да ускори формирането на мембранни мехурчета, изградени от мастни киселини и течност, наречени “везикули” (фиг. 6 б). Поглъщайки допълнителни мастни киселини, везикулите можели да растат до сто пъти по-бързо, а също и да се делят, което им придава свойства на примитивни клетки. 

Освен това монтморилонитът евентуално би могъл да способства за сглобяването на генетичния материал на РНК от нуклеотиди. Отрицателно заредените слоеве на кристалите и положителните заряди между тях създават своеобразен многослоен сандвич – привлекателна среда за концентрация и обединение на нуклеотидите в дълги вериги.

Макар да представляват открити системи, сходството на коацерватите, адсорбентите, микросферите и везикулите с живите организми е само външно. Обмяната на веществата е на принципа на дифузията, а разделянето им е чисто механично, т.е. те нямат действително самовъзпроизводство.[3]

M. Eigen за пръв път предложил възможен път за получаване на структура, която не само била отворена система (т.е. през нея протичал поток от енергия, както и обмяна на вещества с околната среда), но съдържала и информативна молекула РНК, осигуряваща ѝ възможност за самовъзпроизводство. В най-опростен вид, според него, нещата протекли така:

а) Чрез случайно комбиниране на свободни нуклеотиди била образувана РНК, способна да се удвоява.

б) РНК направлявала синтеза на белтък Х, катализиращ удвояването ѝ.

в) Накрая се образувала и липидна мембрана около РНК и белтъка Х (фиг. 7).[4]

Фиг. 7 Протобионт според M. Eigen.

В края на 70-те години на ХХ век M. Eigen и P. Schuster дефинирали синтеза като процес от хиперцикли, всеки един от който може да се опише със система нелинейни диференциални уравнения (фиг. 8). Анализът обаче показал, че, ако броят на елементите на хиперцикъла е по-голям от четири, системата е неустоичива.[5]

Фиг. 8 Хиперцикълът е самовъзпроизвеждаща се система, в която РНК и ферментите действат съгласувано. М. Айген смятал, че по аналогия с дарвиновата еволюция при хиперциклите има химически отбор, водещ до конкурентна борба помежду им за мономерни молекули, т.е. за "храна".

По-късно (1990 г.) М. Boerlijst и Р. Hogeweg успели до голяма степен да разрешат този проблем, като създали модел поддържащ минимално ниво на цялостност за дълъг период, достатъчен за да се задейства естественият отбор.[6]

Руският професор V. Ratner през 1983 г. създал друг модел на примитивни самовъзпроизвеждащи се системи – т. нар. syser (фиг. 9). Проведените теоретични изследвания показали, че сайзерът има богат набор от еволюционно-динамични свойства, полезни за изучаване на ранните етапи на биологичната еволюция.[7]

Фиг. 9 Схема на syser.

Но изброените експериментални и теоретични модели не дават конструктивно решение на въпроса ДНК или РНК е по-вероятният първичен носител на генетичната информация в протобионтите. Също остава нерешен проблема за нематричния синтез на генетичните макромолекули.

Още през 1970-1971г. Howard Temin и David Baltimore се натъкнали на фермент (ревертаза), който синтезира ДНК на матрицата от РНК. А през 1989 г. Sidney Altman и Thomas Cech устанавили, че някои РНК-и могат да изпълняват и функция на ензими (т. нар. "рибозими"), благодарение на което да създават нова РНК без да са им необходими белтъци. Тези открития позволили да бъде създадена хипотезата за РНК-свят, която се опитва да намери отговор на горните две затруднения.

Според тази хипотеза първичната матрица била РНК, защото тя би могла да се репликира без участието на специализирани ензимни системи. Тъй като е единична спирала, отделни части от веригата може да са били в състояние да се сдвояват, благодарение на принципа на комплементарност, и така да се е осъществявал синтез на нови вериги (фиг. 10).

Фиг. 10 а) Принципът на комплементарност (допълнителност) се осъществява чрез възникване на водородни връзки между азотните бази. Съответно: гуанин и цитозин (G - C); аденин и урацил (А - U). б) РНК чрез авторепликация създава копия на самата себе си.

Следващия процес е транслацията. На РНК започнали да се синтезират белтъци. Групи от аминокиселини се прехващали във вдлъбнатините на молекулите РНК, като така позиционирани те по-лесно се свързвали в полипептидните вериги на белтъците (фиг. 11).

Фиг. 11 а) Близкото разположение на аминокиселините върху молекулата на РНК е предпоставка за по-лесното възниквани на пептидни връзки между тях. б) При свързване на множество аминокиселини се получават полипептиди (белтъци, протеини).

Смята се, че последна се е появила ДНК. Възможно е отначало нейните две вериги да са се транскрибирали върху РНК, а после по пътя на комплементарността на базите да са се събрали в молекула ДНК. На някакъв етап се осъществила и репликация на ДНК без РНК-матрица. Накрая ДНК като по-стабилна започнала да изпълнява функците на геном, а РНК станала посредник при синтеза на белтъците (фиг. 12).[8]

Фиг. 12 а) Синтез на ДНК върху матрица от РНК. б) При съвременните организми преносът на информация е преимуществено: ДНК -> РНК -> Белтъци.[9] Белтъците, обаче, също участват в тези процеси, но като ензими (катализатори) или изпълняват структурни функции (при изграждането на рибозомите, например).

Засега хипотезата за РНК-света все още не е експериментално потвърдена, понеже е много трудно да бъде синтезирана абиотично молекулата на РНК. В природата не е открит рибозим (РНК с ензимни свойства), който да може да се саморепликира. Не само критиците, но и поддръжниците на тази хипотеза отбелязват, че тя не може да бъде проверена поради значителния брой дупки в най-важните ѝ части.[10] Затова ентусиазмът около РНК-света напоследък значително е спаднал.

През 2009 г. беше направен известен пробив в тази насока. John Sutherland успя по заобиколен път да синтезира абиотично нуклеозидите цитидин и уридин с висока степен на ефективност и възможност за натрупване на крайните продукти - нещо, което все още не може да се каже за пуриновите нуклеозиди аденозин и гуанозин (фиг. 13).

Фиг. 13 а) Горе: Отначало монозахаридът (D-рибоза) трябва да се свърже с някоя от азотните бази (в случая - цитозин) и да се стигне до нуклеозид (цитидин), при което се отделя вода. Долу: За да се присъедини фосфорната киселина към нуклеозида и да се получи нуклеотид (цитидин монофосфат) е необходим ензим[11]. б) Свързването между нуклеотидите в молекулата на РНК е линейно чрез ковалентна фосфодиестерна връзка. Вдясно са означени азотните бази: пирамидинови - цитозин C и урацил U; пуринови - аденин А и гуанин G. в) Изглед на единичната спирала на РНК.

Малко по-късно (2012 г.) Matthew Powner изказа предположението, че по твърде подобен начин би могло да се стигне и до възникването на ДНК нуклеотиди (фиг. 14). Впоследствие той и Jack Szostak стигат до идеята, че животът може да е започнал от хибридни молекули, съставени от ДНК и РНК нуклеотиди. А Stephen Benner допълни, че първичните организми би трябвало да са използвали чисти ДНК и РНК, възможно най-рано, защото те работят значително по-добре от хибридните молекули.[12]

Фиг. 14 а) Молекулата на ДНК е почти същата, но монозахаридът е дезоксирибоза, а вместо урацил (U) е включен тимин (Т). Веригите са свързани с допълнителни водородни връзки между азотните бази според принципа на комплементарност: с две A = T и с три G≡C. б) Изглед на двойноверижната спирала на ДНК.

Съвсем наскоро (2014 г.) група учени от Кеймбридж съобщиха, че са успели да пресъздадат в лаборатория химичния състав на най-ранните океани на нашата планета (фиг. 15). Те вярват, че са разбрали как са възникнали метаболитните процеси, т.е. каскадите от реакции, осигуряващи необходимите вещества за оцеляване на клетките.

 

Фиг. 15 Ранната Земя.

“Мнозина смятат, че това е един много сложен процес, – казва ръководителят на изследването Markus Ralser. – Но нашите резултати показват, че много от тези реакции са ставали спонтанно в първичния бульон на Земята, благодарение само на металните йони, а не на ензимите, които контролират метаболитните процеси днес. Ако обърнете внимание върху метаболизма на различните организми, ще видите, че веригата реакции изглежда почти еднакво. Трябва метаболизмът да е започвал в много ранен етап на еволюцията, но никой не знае точно кога и как се е случило това”.[13]

IV етап - Поява на праклетката

Счита се, че протобионтите преди около 4, 1 млрд. год. чрез примитивен естествен отбор са дали началото на праклетката. (Според последните проучвания обаче, преди 4, 1 млрд. год. вече е имало живи организми, което говори, че произходът на праклетката трябва да се измести още по-назад във времето.)[14]

Тяхното усъвършенстване най-общо включва:

а) Усложняване на биохимичните реакции и възникване на множество от метаболитни пътища.

б) Поява на ензими, ускоряващи реакциите милиони пъти и осъществяващи контрол върху метаболизма.

в) ДНК става утвърден носител на наследствената информация, а РНК поема синтеза на белтъците.

Праклетката по този начин получава и способност за преодоляване на нарастващата ентропия. Тя би трябвало да е имала малки размери, но да е притежавала целия набор от структури и биохимични реакции, които са необходими и достатъчни за осъществяването на всички жизнени процеси. Учените са нарекли хипотетичния прародител на всички живи същества, обитавали планетата Земя "Last universal common ancestor" (LUCA) (фиг. 16).

Фиг. 16 а) Днес повечето биолози отнасят живите организми към три империи: Bacteria, Archaea и Eukaryota. Последната империя на свой ред се разделя на четири царства: Protista (едноклетъчни), Plantae (растения), Fungi (гъби) и Animalia (животни). Клетките на Bacteria и Archaea са прокариоти (безядрени), а тези на еукариотните царства - притежават ядро. б) Приема се, че всички те са се развили от едноклетъчен прародител, който е живял преди повече от 4, 1 млрд. год. и представлява междинна връзка между неживата природа и първите микроорганизми.

Преди няколко години еволюционният биолог William Martin, заедно с неговия екип се заели да анализират кои протеини се кодират от генома на прокариотите. Те избирали тези, които отговарят основно на два критерия. На първо място, протеинът трябва да присъства както у бактерии, така и в археи. Второ, ако се изгради филогенетичното дърво (диаграма, показваща еволюционните връзки), то бактериите и археите, които имат един и същ протеин, образуват монофилетична група, т.е. имат общ предшественик. Това условие увеличава вероятността, че същите тези протеини са присъствали в LUCA и от него са се прехвърлили към потомството. Анализирани били около 6 милиона гени, кодиращи протеини и присъстващи в геномите на 1847 бактерии и 134 археи. От тях учените оформят 286 514 групи (клъстери), от които само около 11 000 съдържат протеини на бактерии и археи.

Когато построяват филогенетичните дървета и проверяват протеиновите групи дали следват монофилетичния принцип, останали само 335 клъстера, които отговарят на първоначалните условия. Тези 355 генни групи са широко разпространени във всички съвременни организми, което означава, че вероятно са гени, предадени от LUCA.[15]

V етап - Еволюция на праклетката

Според Koch, Ouzounis и Kyrpides общият прародител (LUCA) е имал богат аминокиселинен, нуклеотиден, въглехидратен и липиден метаболизъм, което предполага и разнообразен набор от ензими.[16]

Редица модели дават възможности за описание на нововъзникващите метаболитни пътища в последващата еволюция. Ще се спрем на три от тях:

а) Според първия модел, съществуващ метаболитен път се удвоява и впоследствие дивергира, при което включването на повече ензими го превръща в нововъзникнал път.[17]

б) При друг модел се проследява еволюцията на протеините в метаболитната мрежа. Той предполага, че широко използваните ензими участват в подобни реакции в различни метаболитни пътища.[18]

в) Третият модел допуска, че някои части на метаболизма съществуват като „модули“, които са използвани в нови пътища и извършват подобни реакции при различни молекули.[19]

Учените считат, че еволюционният път до възникването на прокариотите е протекъл главно чрез адаптация към изменящите се условия на средата без съществени усложнения в структурите и функциите на праклетката.

VI етап - Поява на еукариотната клетка

Днес се смята, че бактериите и археите след приблизително 2-2,5 млрд. год. са дали началото на първите еукариоти от царство Protista. Към него принадлежат познатите ни от училище едноклетъчни (амеба, зелена еуглена и чехълче) и колониални (пандорина, волвокс и пр.) организми.

Ееукариотната клетка е около хиляда пъти по-обемна от прокариотната и съдържа значителен брой допълнителни органели - ендоплазмен ретикулум, комплекс на Голджи, митохондрии, пластиди (в растителните клетки), ядро, ограничено с мембрана и още много други (фиг. 17).

Фиг. 17 а) Животинска клетка. б) Растителна клетка - съдържа допълнително клетъчна стена, вакуола и пластиди (хлоропласти, хромопласти и левкопласти). Клетките на гъбите са същите като тези на растенията, но при тях липсват пластиди.

Съществуват няколко хипотези за произхода на еукариотната клетка.

Според автогенната концепция някои прокариоти, в резултат на своята специализация, развиват мембранен комплекс. Това става чрез последователни вгъвания (инвагинации) на външната мембрана, при което част от новообразуваните органели (пластиди, митохондрии и др.) включват в себе си генетичен материал, разсеян в цитоплазмата и се обвиват с двойна мембрана.

Хипотезата за пряка филиация твърди, че всички организми на Земята са произлезли от цианобактериите чрез мутации и еволюционно съхранение на по-благоприятните гени. Фотосинтезиращите бактерии дали началото на еукариотните едноклетъчни и многоклетъчни водорасли, а те на свои ред - на растенията, гъбите и животните (последните две царства претърпели отпадане на хлоропластите).

Като най-правдоподобно се приема схаващането за ендосимбиоза. Според него се появила симбиоза (сътрудничество) между анаеробни и аеробни прокариотни клетки, в резултат на която първите получавали енергия, а вторите - органични съединения. След време анаеробната клетка обгърнала и включила в цитоплазмата си аеробната, като я превърнала в митохондрий. Този организъм дал началото на гъбните и животинските клетки. При по-следваща симбиоза с цианобактерии и съответното им поглъщане се появили и растителните клетки.[20]

Руските биохимици А. Марков и А. Куликов макар да предлагат еволюционен модел в тази насока, в крайна сметка обаче установяват, че над половината от конструктивните и функционални подсистеми на еукариотните клетки са уникални, т.е. не са били наследени от бактериите и археите или някакъв друг общ предшественик.[21]

VII етап - Еволюция на организмите

През 1942 г. Джулиан Хъксли публикува своя труд "Еволюция: Съвременният синтез", в който се стреми да постигне по-добро органично свързване между теорията на Дарвин и генетиката, чието начало е положено още от Мендел. В тази връзка Хъксли за първи път предлага термина "синтетична теория на еволюцията", повсеместно възприет впоследствие. Най-общо сега се смята, че еволюцията се дължи на генетична изменчивост (посредством мутации) и естествен отбор, свързан с унаследяването на геномите на най-приспособените индивиди. Видообразуването настъпва постепенно, когато популациите са репродуктивно изолирани, например при наличие на географски прегради. В съвременната теория за еволюцията са залегнали идеи от множество биологични дисциплини като цитология, генетика, систематика, ботаника, зоология, екология и палеонтология.[22]

През 2011 г. бяха оповестени резултатите от последното най-мащабно "преброяване", според което в момента на Земята има над 8,74 млн. еукариотни вида. Статистиката се базира на иновативен, валидиран аналитичен метод за категоризация, който драстично стеснява границите на досегашните замервания, колебаещи се между 3 и 100 млн. вида живи организми.

Резултатите са следните: Животни - 7 770 000 вида; растения - 298 000 вида; гъби - 611 000 вида; протозои (едноклетъчни) - 36 400 вида. (Днес са изучени около 3 000 вида прокариоти, но действителният им брой вероятно е хилядократно по-голям.)

Фиг. 18 През 2015 г. беше представено най-новото "родословно дърво", изобразяващо връзките и отношенията между 2, 3 млн. вида организми. По-рано тези дървета са били съставяни чрез морфологични методи, които се базират на анатомични и ембриологични сходства. Отскоро се използват молекулярни данни, т.е. прилики в генните и протеиновите секвенции (последователности). За последното дърво, например, биолозите са прибегнали до съпоставката на повече от 7500 филогенетични изследвания.[23]

Палеонтолозите смятат, че 99 % от видовете са изчезнали, т.е. всички живи същества, които някога са обитавали планетата Земя трябва да са се отнасяли към един милиард вида. Учените са описали около 250 000 от изкопаемите видове, принадлежащи към 60 000 рода, а те на свой ред - към 7 000 семейства. Всеки вид, род и семейство има добре дефинирано стратиграфско разпределение (фиг. 19).

Фиг. 19 Съвременната геохронологична скала разделя историята на Земята на 115 интервала, всеки от които се характеризира с уникален набор на "ръководни вкаменелости". Биостратиграфията е наука, в която геологията е тясно свързана с еволюционната теория.

Средната продължителност на съществуването на един вид се определя приблизително на 2-3 милиона години, на родовете - десетки милиони години, а на семействата – стотици милиони години. Палеонтоложкият анализ на изкопаемите показва, че средната продължителност на родовете и семействата е нараствала постоянно през последните 550 милиона години. Посоченото се смята за блестящо потвърждение на еволюционната теория, според която в биосферата се натрупват най-адаптивните групи от организми, успешно нагаждащи се към промените в околната среда.

Б) 2. Критика на хипотезите за появата на Земята, абиогенния произход на живота и еволюцията на организмите.

а) В началото ще кажем няколко думи относно формирането на планетата Земя, на нейната хидросфера и атмосфера.

Според най-разпространената напоследък версия, Слънчевата система се е образувала от газово-прахова мъглявина преди 4, 567 млрд. год. Под въздействието на собствената си гравитация мъглявината приема формата на въртящ се диск, в центъра на който се намира младото Слънце. Когато колапсиращият облак става толкова гъст, че вече е непрозрачен за видимата светлина, това предизвиква нещо като соларен парников ефект. Лъчите на протослънцето не успяват да проникнат в космоса, така че в радиус около 2 - 3 AU[24] (т.е. до астероидния пояс), температурата достига 1700^oС. Това означава, че летливите елементи, намиращи се близко до звездата, „мигрират“ към централните части и периферията на протопланетарния диск.

Вследствие на продължаващото свиване и акреция (нарастване чрез гравитационно привличане на материя) Слънцето става достатъчно масивно и плътно. В неговото ядро започват да текат термоядрени реакции, пораждащи слънчев вятър и високоенергетично електромагнитно лъчение. Те още повече допринасят в околностите на Слънцето да оцелеят само най-тежките и най-малко летливи елементи от първичния облак, които ще оформят планетите от земен тип - Меркурий, Венера, Земя, Марс. На по-голяма дистанция, по-леките материали като водород, хелий, вода (вече под формата на лед) и др. образуват газообразните планети - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Веднага след образуването си Земята била хладно космическо тяло (с температура средно 0^oС) и представлявала сравнително еднородна смес от тежки и леки елементи. Преди 4, 54 млрд. год. започнала гравитационна диференциация на материалите, от които е съставена: тежките съединения потъвали към центъра, а леките – изплували на повърхността. По изчисления на геофизиците енергията от този процес, заедно с тази от радиоактивния разпад и ударите с други тела, била колосална. Тази енергия се оказала напълно достатъчна, за да нагрее планетата до разтопено състояние и да я превърне буквално в океан от магма, с температура достигаща над хиляда градуса (фиг. 20). Земята постепенно се оформила с метално, най-вече желязно-никелово ядро, мантия от силикати, богати на желязо и магнезий, а след 150 млн. год. придобила и скална кора от натриеви, калиеви и алуминиеви силикати.

Фиг. 20 Според теорията, над 130 млн. год. повърхността на нашата планета е била магмен океан, непрестанно бомбардиран от метеорити и комети. За този огромен период от време поради бурната конвекция, избухващите вулкани и пр. би трябвало всичката вода от магмата да се е отделила в атмосферата.

Радиоактивното датиране на скали от лунната повърхност, донесени по време на програмата Аполо, показва, че те са на 4, 527 млрд. год. Според една възприета напоследък (но все още непотвърдена!) хипотеза протопланета, наречена Тея, с размери почти колкото днешния Марс, се сблъскала със Земята преди 4, 533 млрд. год. При удара, металното ядро на Тея потънало и се съединило със земното, а огромно количество от мантиите на двете планети било изхвърлено в космоса. Част от този материал впоследствие създава Луната, която не след дълго застава на стабилна орбита. Импактът активира засилени конвенкционни потоци в мантията на Земята, поради които магменият океан се нажежава още повече, а освободената енергия изцяло разпръсва първичната земна атмосфера.

В средата на 2015 г. под ръководството на геофизика John Tarduno група учени установяват, че земно магнитно поле с интензивност от порядъка на съвременната трябва да се е появило преди около 4 млрд. год. "Без него планетата би била необитаема - отбелязва ученият. - Преди 4 милиарда години слънчевият вятър е бил много по-силен (около 100 пъти), а неговата разрушителна способност е била 10 пъти по-висока отколкото е днес... Без магнитния си щит атмосферата на Земята не би се съхранила и водата на нейната повърхност би изчезнала."[25] 
Някои негови колеги връщат времето назад до преди 4, 2 млрд. год. (за което обаче не разполагат с никакви доказателства!), защото иначе всички теории за появата на водата и живота на Земята ще се разпаднат. Ние ще приемем, че това е действителната възраст на магнитното поле, което е изключително в полза на еволюционизма, понеже в противен случай ще се стигне до пълен хаос в геохронологичната скала.

Фиг. 21 По-значими събития от геологичната и биологичната еволюция. (Мащабът не е действителен.)

Макар в тези хипотези нещата да са нагласени в твърде голяма степен "ad hoc" (лат. - специално за случая), те съвсем не са толкова издържани, колкото изглеждат на пръв поглед. За улеснение по-нататък ще използваме времевата скала от фиг. 21.

Приема се, че нашата протопланетарна мъглявина е била съставена на 98% от водород и хелий, дошли още от Големия взрив, а делът на всички останали елементи е бил "само" 2% (подобен състав имат и звездите от Главната последователност в Млечния път). Такъв дял обаче никак не е малък, а е направо огромен! Ако тези два процента от състава на Слънцето бяха употребени за строеж на космически тела, от тях биха се образували близо 6 000 планети с масата на Земята. (Процентното разпределение на химичните елементи в нея е: желязо - 32%; кислород - 28%; силиций - 17%; магнезий - 15%; никел - 1, 6 %; калций - 1, 6 %; алуминий - 1, 5 %; сяра - 0, 70 %; натрий - 0, 25 %; всички други елементи са между 3 и 4%.)

Според астрофизиците експлозиите на свръхнови са източник на практически всички химични елементи след водорода и хелия във Вселената (единствено свръхновите произвеждат атомите по-тежки от желязото, а по-леките атоми, освен в тях, могат да се синтезират и в някои други звезди). Но броят на свръхновите през цялата история на Галактиката, дори според най-оптимистичните прогнози, е най-много до 200 милиона[26], а броят на звездите - 200 милиарда. Оттук излиза, че всяка свръхнова е обогатила с (почти) цялата гама химични елементи от Менделеевата таблица средно по хиляда звезди и то на цели два процента. Като се има предвид колко е огромно едно такова пространство, подобна концепция е напълно абсурдна!

Нека да допуснем, че дадена свръхнова е експлодирала недалеч от протопланетарната ни мъглявина, така че да ѝ придаде 2% от елементите си. В такъв случай обаче, взривът трябва да е бил толкова близо, че да е разпръснал мъглявината в космоса, или най-малко да я е деформирал значително, така че от нея по никакъв начин да не може да се породи планетна система като нашата. С други думи, разнообразието от атоми в състава на Земята, което е в основата на живота (в телата на организмите влизат атомите на над 60 химични елемента), изобщо не намира добро обяснение в натуралистичните хипотези!

Според теорията, Земята се е формирала от газово-праховия облак в близките подстъпи до младото Слънце, където водните молекули са се разпадали под действието на неговата радиация. Поради тази причина се приема, че водата на нашата планета може да се е появила само от външни източници - например от ледени комети и метеорити.

Водата събрала се до преди 4, 533 млрд. год., при сблъсъка с Тея, би трябвало да е напуснала мантията поради бурната ѝ конвекция, а после да е била отнесена, заедно със земната атмосфера.

Ще направим кратко отклонение, за да кажем няколко думи относно Луната. Още през 50-те години на ХХ век R. A. Lyttleton изказва становището, че слънчевата радиация превръща лунните скали в прах (реголит), с темп няколко десетохилядни от сантиметъра на година[27], макар сега да се приема, че в този процес участват и микро-метеорити. При подобна скорост лунният реголит днес би имал дебелина поне 10 км., но в действителност той е едва 5 - 10 м., като не малка част от него идва и от космическия прах, отломки от сблъци с други тела и пр. Това означава, че или Луната е доста по-млада, или, че радиоизотопното датиране не е особено надеждно, или - и двете!

Във времето от преди 4, 533 до преди 4, 400 млрд. год. повърхността на Земята е била магмен океан с температура между 1000 и 2000^oС и всичкият лед от падналите метеорити и комети се е изпарявал в атмосферата (виж фиг. 20). Посоченото обаче не се съгласува с факта, че съвременните вулканични газове съдържат средно 75% водни пари. Наличието на такова огромно количество вода в мантията на Земята все още си остава пълна загадка!

Не намираме за особено адекватно и обяснението на някои учени, според които водата на Земята е внесена от сблъсъците ѝ с малки ледени протопланети - обекти с размери подобни на планетите джуджета, - намиращи се във външния астероиден пояс.[28] Подобен сценарий също не се справя с посочената трудност, но и допълнително предполага днес около Земята да кръжат значителен брой спътници, образували се от избитото при колизиите вещество!

Оказва се, че в леда на кометите съотношението на тежката към обикновената вода е неколкократно по-голямо от това на океаните, което автоматично ги дисквалифицира като източник на земната вода.[29] Засега се приема, че водата на нашата планета е доставена от метеорити, с астероиден произход от района на Юпитер, макар да не разполагаме с достатъчно данни, които да потвърждават това предположение. Но тук остава открит въпросът: "как така избирателно на Земята са падали метеорити, но не и комети?".

В края на периода започва да се създава базалтова кора. Когато след стотици милиони години тя изстива достатъчно, Земята би трябвало да притежава твърда повърхност, която е почти идеално сферична. Няма открит достоверен механизъм, който да обяснява появата на гигантските океанските легла, заемащи над две трети от площта на планетата, с дълбочина средно от няколко километра. За да се инициира такъв процес кората трябва да е с дебелина поне 10-15 км., поради което това би могло да стане не по-рано от преди 4, 200 млрд. год. (дори много по-късно, но ние отново ще проявим великодушие към натурализма). Тогава се формира и магнитният ни щит, без който Земята не би могла да задържи хидро- и атмосферата си.
Затова истинското събиране на вода в океаните може да се е случило най-вече в периода преди 4, 200 - 3, 800 млрд. год. (към неговия край "дъждът" от ледени тела, според теорията, е спрял почти напълно). 

Но дори след образуването на магнитния щит многократно по-интензивният от днес слънчев вятър и ултравиолетовото лъчение неминуемо са водели до разлагането на изобилното количество водни пари до кислород и водород. Водородът, поради своята лекота, е бил отнасян в космоса, а кислородът се натрупвал в атмосферата, като относителният му дял с времето трябва да е станал твърде значим процент.

Към края на 2013 г. група канадски и датски учени публикуваха изследване на древни скали от Южна Африка, според което кислородът се е появил в земната атмосфера не преди около 2, 3 млрд. год., както се смяташе доскоро, а цели 700 млн. год. по-рано, т.е. преди 3 млрд. год.[30] Само три години след това (2016) Robert Frei и неговият екип направиха изотопен анализ на най-старите планински скали на планетата – ивичести железни формации в Западна Гренландия, чиято възраст е 3,7–3,8 млрд. год. Те констатираха, че типовете изотопи на хрома и урана свидетелстват, че тези метали още тогава са подлагани на окисление, а най-очевидното обяснение на този факт е присъствието на кислород в атмосферата (т.е. появата на кислорода се измества с цели 1, 4 - 1, 5 млрд. год. напред във времето). Robert Frei признава, че все още не може да се твърди със сигурност какво е било процентното съдържание на кислорода в атмосферата по онова време, поради което е необходимо допълнително да се изучат и изотопите на сярата и фосфора в състава на утаечни проби от гренландската формация Isua.[31] Засега ще оставим тази информация без коментар, за да видим какво ще ни поднесе близкото бъдеще! 
(В началото на 2017 г. Tim Lenton и Stuart Daines създават компютърен модел, с който се опитват да обяснят движенията в нивата на кислорода на един по-късен етап, отпреди 3, 5 млрд. год. и насам.[32] Трябва да отбележим обаче, че голяма част от допусканията им не се базират на сигурни данни, поради което са твърде проблемни и спорни!)

По-напред споменахме за открити следи от прокариоти преди над 4, 100 млрд. год., което стеснява времето за появата на общия прародител (LUCA) на по-малко от 100 млн. год. (ако се съгласим с общоприетото становище, че абиогенезата се е осъществила предимно в океана). Един от най-известните еволюционисти - Stephen Jay Gould от Харвард, - още преди близо половин век изразява удивлението си по този повод:

“Имаме твърде малко време между появата на подходящи условия за живота на повърхността на Земята и произхода на живота. . . . Животът очевидно се е появил веднага след като Земята се е охладила достатъчно, за да го поддържа.”[33]

През последните сто години, откакто се разработва хипотезата за биохимичната еволюция на живота, тя е променяла параметрите си редица пъти. Периодите между събитията, отразени на фиг. 21, обаче остават сходни, а нейните проблеми, изтъквани още в самото начало, и досега не намират убедителен отговор.

б) Накратко ще изброим по-съществените недостатъци на абиогенетичната хипотеза.

Както току-що отбелязахме преди 4, 200 млрд. год., когато са започнали да се запълват океаните, процентното съдържание на кислорода в атмосферата трябва непрекъснато да е нараствало. Поради тази причина, за протичането на ендотермичните реакции на синтез, при които неорганичните вещества се превръщат в органични, е била необходима колосална енергия. Засега не разполагаме с никакви данни за източник, който би могъл да осигури подобна енергийна мощ за осъществяването на такива процеси в обширни водни басейни (понеже на сушата органичните вещества твърде бързо ще бъдат унищожени от кислорода и/или ултравиолетовото лъчение).

Francis Hitching твърди:

“Под повърхността на водата не може да има достатъчно енергия, за да активира по-нататъшни химични реакции; във всеки случай водата възпира растежа на по-сложните молекули.”[34]

Stanley Miller и Harold Urey признават, че не са имали никакви научни основания да изберат безкислородна атмосфера при своите опити.[35] Но двамата учени са били наясно, че с кислород във въздуха е изключително трудно, а на практика - дори невъзможно, да се синтезират по-сложни органични вещества.

Miller на едно място пише:

“Синтезът на съединения с биологично значение става единствено в редуцирани условия (тоест без свободен кислород в атмосферата).”[36]

Francis Hitching потвърждава същото:
“С кислород във въздуха появата на първата аминокиселина никога не би могла да се осъществи. Без кислород тя би била унищожена от космическата радиация.”[37]

Но нека да допуснем, че в атмосферата на ранната Земя не е присъствал кислород. Според геохимиците, обаче, тя изобщо не е била богата на метан, амоняк и водород, както предполагат първите експериментатори. 

Теоретикът David Deamer, който се занимава с хипотезите за произхода на живота пише: 

"Тази оптимистична картина започва да се променя в края на 70-те години, когато става все по-ясно, че ранната атмосфера вероятно е била вулканична по произход и състав, състояща се предимно от въглероден диоксид и азот, а не смес от редуциращи газове, възприета според модела Miller-Urey. Въглеродният диоксид не поддържа богатия набор от синтетични пътища, водещи до възможни мономери ..."[38]
От началото на ХХI век редица научни колективи представиха геохимични доказателства, че състоянието на мантията не се е променило през последните 3, 8 млрд. год., т.е. първичната атмосфера на Земята е съдържала изключително ниски концентрации на метан, амоняк или други редуциращи газове.[39] (Вулканичните газове съдържат: 50-85% - водни пари, над 10 % - въглероден диоксид, 5 % - серен диоксид, 2-5 % — хлороводород, 0,02-0,05 % — флуороводород и съвсем нищожни количества водород, сероводород, въглероден оксид, метан и газообразна сяра.[40] Амоняк не присъства, а водородът, както и по-напред отбелязахме, твърде бързо е отлитал в космоса.)

Оттук се правят три извода: а) Проучванията не потвърждават съществуването на изначална супа.[41] б) За произхода на живота трябва да се намерят други механизми и различна среда.[42] в) А "Съветът по космически изследвания" на САЩ дори препоръчва "преразглеждане на хипотезите за биологичния синтез на мономери в примитивни земни среди".[43]
Друг, твърде значим проблем, е, че колкото повече е водата в разтвора, толкова химичното равновесие се измества към хидролизата. Тоест в океаните биополимерите (ако въобще се образуват?), твърде бързо ще се хидролизират обратно до своите мономери, впоследствие те ще се разложат до по-прости органични вещества, а накрая - до неорганични молекули.

Както правилно е отбелязал още Richard Dickerson:

“Следователно е трудно да се види как би могла да протече полимеризацията в течната среда на първобитния океан, тъй като присъствието на вода подпомага деполимеризацията, а не полимеризацията.”[44]

А George Wald допълва:

“Спонтанното разпадане е много по-вероятно, и затова протича много по-бързо от спонтанния синтез. . . . (Този факт) е най-упоритият проблем, пред който сме изправени.”[45]

Нека предположим, че синтезът се е случил в малки термални водни източници, осигуряващи необходимата енергия. Но в един от епизодите на National Geographic, посветен на тази тема, д-р David Deamer нагледно показа, че в топли извори ДНК се разрушава, не може да се осъществи свързване между свободните нуклеотиди в разтвора, а по такъв начин и РНК (макар да не се разлага за краткото време на експеримента) все пак е неспособна да се авторепликира.[46]

Геолозите са на мнение, че във водата никога не е имало достатъчна концентрация на азот, фосфор, както и на редица други елементи, за да се образуват мономерите (на което обръщат внимание и такива учени като John Bernal и Carl Sagan). Да не говорим, че в присъствието на калциеви йони, изобилстващи в океаните (както и в сладководните басейни), фосфатната група се утаява, което блокира образуването на фосфодиестерните връзки при нуклеотидите.

През 1973 г. J. Brooks and G. Shaw заявяват:

“Ако някога е имало първобитна супа, тогава трябва да очакваме да намерим някъде на тази планета или масивни утаечни депозити, съдържащи огромни количества от различните азотни органични съединения, аминокиселини, пурини, пиримидини и други, или в много метаморфни утайки трябва да намерим огромни количества азотни коксове. . . . Всъщност такива материали не са намерени никъде по земята. С други думи, има доста негативни данни, че на тази планета някога е имало първобитна супа, която да е оцеляла за по-дълго от един кратък миг.”[47] Днес биохимиците са категорични, че теорията за първобитната супа трябва да се изхвърли от учебниците.[48] 
Нека да допуснем, че в даден водоем с изключително наситени разтвори на всевъзможни прости и сложни вещества, при необходимото нагряване и пр., се е стигнало до синтез на протеин. Заедно с него обаче ще се образуват и редица съпътстващи химични съединения - силни киселини или основи, концентрирани солеви разтвори, йони на тежки метали, органични разтворители и др. Като прибавим високата температура и интензивните лъчения, всички тези фактори не само ще водят до денатурация[49] на белтъка, но по-нататък ще го разложат и на съставните му части. Същото ще сполети и всеки случайно образуван биополимер. Експериментаторите, които твърдят, че са получили полипептиди, полинуклеотиди и пр., обикновено пропускат да уведомят почитателите си, че веднага са ги отделили от разтвора, за да ги предпазят от подобна участ!

Самият Sidney Fox споделя, че изобщо не е бил обнадежден от опитите си с т. нар. микросфери (виж фиг. 6 а):

“Настоящите физични закони . . . не са достатъчни за да обяснят произхода на живота. Това отваря път за телеология, и дори по подразбиране за сътворение от разумно Същество. . . . Ако се доказва изчерпателно, че животът не може да е възникнал по случайност, остават само две разумни алтернативи. Първата е, че той въобще не е възникнал, и че всичко, което изследваме, е илюзия.”[50]

Като визира всички опити, направени до скоро, заслужилият професор по химия от Нюйоркският университет, Robert Shapiro, макар и материалист, изразява своята скептичност:

"Няма сведения нуклеотиди от какъвто и да било вид да са били произвеждани чрез експерименти с пропускане на електричество или (да са били намерени) при изследване на метеорити."[51]

Когато, за пореден път, през 2009 г. група учени (в случая от Манчестърския университет) оповестяват, че са успели да създадат нуклеотиди, Shapiro изразява дълбокото си неудовлетворение от широко използвания подход при такива случаи: "(Той) не отговаря на моя критерий за правдоподобен път към света на РНК."[52]

На същото мнение е и Carol Cleland, член на Института за астробиология на НАСА, която заявява:

"... те (учените) се съсредоточават върху другото препятствие: да произвеждат аминокиселини и нуклеотиди и да ги полимеризират в протеини и нуклеинови киселини (обикновено РНК). Нито една от тях (абиогенните теории) не ни предлага удовлетворяваща история как се е случило това.

Всички сценарии, които са предложени за производство на РНК при приемливи природни условия, нямат експериментална демонстрация и това включва РНК света, глинените кристали и везикулите. Никой не е могъл да синтезира РНК без помощта на протеинови катализатори или шаблони на нуклеинови киселини, а освен това трябва да се справим и с проблема за крехкостта на РНК молекулата.

Но аз все още мисля, че по-сериозният проблем е следващият етап от процеса, координирането чрез генетичен код на протеините и РНК в саморазмножаваща се каталитична система от молекули. Вероятността това да стане случайно (да се появи произволна смес от протеини и РНК) изглежда астрономически ниска. И все пак повечето изследователи явно предполагат, че ако могат да разберат самостоятелното производство на протеини и РНК при естествени първични условия, координацията някак си ще се погрижи сама за себе си."[53]

По-голямата част от органичните молекули на живите същества са огледално асиметрични (хирални). Например аминокиселините (с изключение на глицина) имат два стереоизомера: L- и D-форма (фиг. 22). Първите въртят равнината на плоско поляризирана светлина наляво, а вторите - надясно. Биологично активни (т.е. тези които участват в изграждането на организмите) са само молекулите на единия изомер, например L-формите на аминокиселините и фруктозата, D-формите на глюкозата, стандартната ДНК има дясноориентирана спирала и пр.

Фиг. 22 L- и D-форма на аминокиселината аланин. Органичните съединения, които имат асиметричен (хирален) въглероден атом обикновено са с две огледални структури наречени енентиоморфи (гр. ез. енентио - противоположен ; морф - форма). Оттук, този вид оптична изомерия е позната като енантиомерия. Енантиомер е един от два стереоизомера, които са огледални образи един на друг, но не са идентични, така както лявата ръка е огледална на дясната но не е същата, тоест лявата ръкавица не става на дясната ръка.

Смес от равни проценти на леви и десни форми се нарича рацематна и е оптически неактивна. Рацематните полипептиди обаче не могат да формират специфичните структури на ензимите, защото ще се образуват странични вериги. Малко по-продължителен прием на D-изомер на аминокиселината фенилаланин например, води до психично разтройство. При лекарствата обикновено само единият от енантиомерите допринася за желания физиологичен ефект. Основната форма на ДНК става нестабилна, ако в нея присъства само един-единствен огледален мономер (в ДНК обаче има специални участъци с лява спирала). С други думи, живите същества се отличават с изключителна хирална чистота на органичните си молекули (като само малка част от тях не са енантиоморфни).

Но в природата, в състава на падналите метеоритите, както и при изкуствен синтез (опитите на Miller и др.), наличните оптични изомери на веществата винаги са в приблизително равни пропорции, т.е. сместа е рацематна. Затова проблемът как ще се отделят мономерите с необходимата ориентация се сочи като един от най-значимите пред абиогенния синтез на биополимерите!

Ето как някои теоретици се опитват да разрешат този проблем по отношение на аминокиселините. В началото на ХХI век австралийски астрономи открили в района на Голямата мъглявина M42 в Орион и NGC 6334 високо поляризирана инфрачервена светлина. Те предположили, че вероятно там присътстват и поляризирани вълни от ултравиолетвия спектър, но остават невидими поради дебелите облаци прах.

Според проф. James Hough от Университета Hertfordshire в Англия, такава светлина със сигурност би унищожила един от типовете огледални молекули, а наблюдавания район би трябвало да е твърде подобен на мъглявината, от която се е формирала Слънчевата система.[54]

Негови колеги от други университети допълват, че по такъв начин кометите и метеоритите, образувани в покрайнините на планетната ни система, сигурно са имали излишък на L-аминокиселини, които са посели на Земята. Но тези предположения не се потвърждават, защото на посочените тела не се наблюдава някакъв значим превес на леви аминокиселини, което да осигури достатъчно чиста (от десните им изомери) среда.

Същото може да бъде отговорено и на Robert M. Hazen и Timothy Filley, които съобщават, че кристали калцит адсорбират 10%-тов излишък на лявоориентирани аминокиселини на някои от повърхностите си.[55] Това обаче е съвсем недостатъчно, за да се смята, че за нуждите на абиогенезата те са успели да се разделят от огледалните си варианти по случаен път!

В крайна сметка, дори да се получат мономери в първобитната среда, те винаги ще съществуват под формата на рацематна смес. Затова хиралната чистота на белтъците, различните видове въглехидрати, нуклеиновите киселини и пр., би трябвало да е в резултат на поредица от гигантски флуктуации. Цялата съвкупност от необходимите хирално чисти биополимери обаче, трябва да е била налична по едно и също време и на едно и също място. Обективно мислещите биолози винаги са признавали, че този проблем е напълно достатъчен, за да сложи кръст на цялата концепция за абиогенезата. 

Малко математика

Мнозина учени са се опитвали да изчислят минималната генетична информация, необходима за реализирането на най-простата организмова форма и общото мнение е за 250 до 300 гена.[56] Известните прокариоти с най-малко количество генетичен материал съдържат близо 500 гена, ДНК-молекулата им е с над 500 000 базови двойки нуклеотиди, броят на ензимите им достига няколко стотици, а поне още толкова са и другите им видове белтъци. Вече отбелязахме, че структурите и функциите на прокариотите напомнят (без да са точно копие) на хипотетичния прародител (LUCA), което предполага, че той е имал и подобен набор от гени, ензими и пр.

Ще направим съвсем елементарни изчисления, като ще се постараем да бъдем изключително щедри в полза на еволюционизма. Нека да предположим, че първият жив организъм (който би трябвало да се е появил едва няколко десетки милиона години преди LUCA) е притежавал само десет различни протеина. Броят на аминокиселините в полипептидните вериги на белтъците варира от стотина (рядко по-малко) до десетки хиляди, но ние ще съкратим този брой средно на тридесет. Както е добре известно една аминокиселина се кодира от кодон, съставен от три нуклеотида (виж фиг. 1 - транслация), т.е. за всичките 300 аминокиселини ще са необходими 900 нуклеотида. Понеже нуклеодитите (независимо дали геномът е разположен в ДНК или в РНК) са четири различни вида, то вероятността те да се подредят по правилния начин ще бъде: 4⁹⁰⁰ ≈ 10⁵⁴⁰. (Някои биолози допускат, че тогава е било възможно кодоните да са били от по два нуклеотида, като в такъв случай ще получим: 4⁶⁰⁰ ≈ 10³⁶⁰) 

Преди около десетина години, колектив от физици, математици и други учени от Руската академия на науките публикува твърде екзотична хипотеза, според която дори сложните органични вещества са се образували заедно със Слънчевата система, още в протопланетния облак, като след формирането на Земята много бързо са дали началото на живота.[57]
Разбира се, тази хипотеза не може да бъде взета насериозно, защото всички такива съединения щяха да се разрушат след време в магмения океан на планетата ни, а и не се наблюдават в състава на кометите, метеоритите, както и на другите тела от планетната система.
Ние обаче ще разширим обхват на посочената идея, като ще допуснем, че органични съединения, и по-специално нуклеотиди, могат да се образуват из цялата Вселена. Ако в нея няма празни пространства и тя е здраво натъпкана с елементарни частици, според изчисленията техният брой ще бъде около 10¹³⁰. Ще приемем, че на мястото на всяка частица е разположен нуклеотид и той взаимодейства с околните средно по един трилион (10¹²) пъти в секунда, за време 30 милиарда години (т.е. 10¹⁸ секунди). В такъв случай, комбинациите от нуклеотиди, които ще се получат ще са:

10¹³⁰х10¹²х10¹⁸ = 10¹⁶⁰

За незапознатите с математиката ще поясним, че 10¹⁶¹ е броят на комбинациите, случващи се в десет такива вселени, 10¹⁶⁹ - в един милиард, 10¹⁷⁸ - в един милиард милиарда, 10¹⁸⁷ - в един милиард милиарда милиарда и т.н. По такъв начин става ясно, че съществува огромна бездна(!) до необходимите 10⁵⁴⁰ (респективно 10³⁶⁰) броя комбинации, които трябва да се извъртят, за да се получи действителна възможност да възникне и най-простия жив организъм! При това ние бяхме прекалено щедри - реално информацията за организъм, способен самостоятелно да извършва всички жизнени процеси, би могла да се запише на не по-малко от 50 000 нуклеотида, от което следва, че вероятността за правилната им подредба е 4^{50 000} ≈ 10^{30 100}. Както се казва, коментарът е излишен!!

Отново ще направим кратко отклонение, за да отговорим на молекулярния фармаколог д-р Musgrave, който твърди, че креационистите (и Фред Хойл) подвеждат аудиторията, че абиогенезата е статистически невъзможна.[58] (В бележката се съдържа критика на неговата статия.) Работата е там, че това становище е изказано от водещи математици, непосредствено след първите опити в тази насока, а техните "наследници" го поддържат и до ден днешен. Достатъчно е да се паразровим малко в интернет, за да открием десетки и стотици подобни тези на учени, които нямат нищо общо с религията. Ние ще се задоволим с цитат от професора по математика Murray Eden, от Масачузетския технологичен институт. В своя доклад, изнесен още през 1966 г. в института Уистър, Филаделфия, той пише: "Ние твърдим, че ако терминът "случайност" се подложи на сериозна и критична интерпретация от гледна точка на теорията на вероятностите, постулатът за случайност става крайно неправдоподобен и за да бъде научно адекватна теорията за еволюцията (към нея той включва и зараждането на живота - б.а. В.В.), тя трябва да изчака откриването и изясняването на нови естествени закони – физични, физико-химични и биологични"[59].

Затова, ако д-р Musgrave, вместо да опровергава креационистите, се беше заел да проучи мненията на професионалните математици, едва ли щеше с такава убеденост да защитава реалността на абиогенезата.

Математическият апарат днес е неотменима част от всяка научна хипотеза. Да твърдиш, че при такива резултати е възможно да се самозароди живот (а още повече - да отпускаш огромни средства за експерименти, свързани с подобна кауза!) е сигурен показател, че си воден изключително от идеологическата си предубеденост, а не от критериите за научна обективност! 

Накрая ще кажем няколко думи относно възможността за координация между нуклеиновите киселини и аминокиселините, ако допуснем, че те случайно са се образували в някакъв водоем.

При съчетанията от нуклеотиди не съществуват секвенции, които да са по-енергетично изгодни от други, т.е. няма място за предпочитания от страна на "естествения отбор". Същото се отнася и за веригите от аминокиселини, което означава, че и в двата случая свързването между техните мономерите се осъществява изключително на случаен принцип.

Изниква въпросът: не е ли възможно по-нататък да бъде открито и друго изключение от централната догма в молекулярната биология (виж бел. [9]), според което подредбата на аминокиселините по някакъв начин да обуславя правилната нуклеотидна верига? Например, срещу всяка аминокиселина, в даден разтвор, да се подреждат трите нуклеотида, които я кодират.[60] 

Още през 1989 г. O. Davydov лансира хипотезата за "обратен генетичен код", т.е. за зависимост между структурните и химичните свойства на аминокиселините и съответните кодони.[61] Малко по-късно (1993) Ю. Колясников, въз основа на свой тетрамерен модел на водните молекули, предлага нестандартната идея, че водата е служила като матрица за полимеризация на аминокиселините и нуклеиновите киселини.[62] Макар, до настоящия момент, да са били експериментално проверени значителен брой такива предположения, досега обаче нито едно от тях не се е увенчало дори с най-малък успех.

Затова трябва да признаем, че Carol Cleland от НАСА е права, когато твърди, че дори да са се получили полинуклеотидни и полипептидни вериги в първичния бульон, е немислимо да се стигне до генетичен код чрез координация между РНК (или ДНК) и белтъците.

в) Възможна ли е еволюцията на организмите?

Посока на естествения отбор.

Според Дарвин естественият отбор е “преживяване на най-приспособените”. От съвременна гледна точка естественият отбор запазва положителните и отстранява вредните изменения в генофонда на популацията. В този смисъл естественият отбор се приема за най-важната движеща сила на еволюцията.

Най-добре адаптирани и адаптивни към изключително разнообразните условия на земната среда обаче са т. нар. екстремофили. Те в огромното си мнозинство са прокариотни организми (бактерии и археи), макар към тях да принадлежат и няколко безгръбначни животни - помпейският червей, насекомото Grylloblattodea, ракообразният арктичен Крил и др.

Екстремофилите виреят в най-враждебните среди (т.е. много отвъд оптималните граници за растеж и размножаване на организмите). Те се срещат в геотермални извори и подводни вулкани, кисели и алкални басейни, солени езера, нефтени и радиоактивни отпадъци, на дъната на океаните и няколко километра под земната повърхност и др.

Така наречения “Щам 121″ (“Strain 121″) живее близо до дълбоководни вулкани при температура от 130^oС, а са известни микроорганизми, за които се смята, че в състояние на анабиоза са се съхранили няколко милиона години при - 57^oС.

Археите от рода Sulfolobus произвеждат сярна киселина, а тези от род Haloarcula издържат на соленост от 33% (т.е. 330 грама сол, разтворени в литър вода). Бактериите от щам CFAJ-1 виреят в среда богата на арсен, като включват този елемент на мястото на фосфора в скелетите на ДНК и РНК, в протеините и клетъчните си мембрани.

Raul Cano твърди, че е съживил древна бактерия от стомаха на пчела, запечатана в кехлибар на около 25-45 милиона години, а по-късно е успял да "възкреси" между 30 и 40 вида бактерии от древни спори, най-вече близки на вид, широко разпространен днес – Bacillus thuringiensis.[63]

За рекордьор сред екстремофилите се счита бактерията Deinococcus radiodurans, която издържа нива на радиация до 1.5 милиона рада (т.е. 3000 пъти повече от хората), въздействие на генотоксични химически реактиви, свръхустойчива е на окисляване, йонизация и ултравиолетово лъчение и пр.

Нека да си припомним и изключителната пластичност на прокариотите. Бактериите, например, са способни на бърза резистентност към антибиотиците. За твърде кратко време те развиват приспособителни механизми за неутрализиране на антибиотика, за извърлянето му във външната среда или дори се адаптират към него до степен, в която той не нарушава жизнените им функции.

От една страна естественият отбор се приема за неуправляем процес, базиран на случайни мутации, но от друга - той води до преживяване на най-приспособените. Възниква въпросът: не би ли трябвало в такъв случай неговият селекционен натиск да е насочен "надолу" към най-просто устроените прокариотни организми, защото те са най-устойчиви и най-пластични в своята адаптивност към условията на средата? Поради тази причина измененията в генома, които водят до усложняване на организацията, ще се елиминират като вредни. Тоест естественият отбор непрестанно ще дърпа назад всеки случайно появил се прогрес, защото най-приспособените, които са способни да преживеят (и са преживели!) и най-екстремните промени на средата, през геоложката история на планетата, са именно бактериите и археите.

Диференциация при многоклетъчните. 

Многоклетъчните живи същества обикновено се развиват от една оплодена яйцеклетка, наречена зигота. При нейното делене отначало се образуват неспециализирани ембрионални клетки, които постепенно се диференцират в тъкани, а те на свои ред изграждат органите и системите на организма. Процесът на диференциране е изключително сложен и се дължи на различната времева и пространствена реализация на генетичната информация. Все още знаем твърде малко за механизмите, които определят тази разлика в генната експресия, но е ясно че процесът се регулира от множество вътрешни и външни фактори.

Докато представителите на един и същи вид прокариоти и протисти имат идентични по форма и устройство клетки (с малки изключения при колониалните), то при многоклетъчните се наблюдава добре очертана диференциация на клетките по състав и функции.

Зелената хидра (Hydra viridissima – фиг. 23) например, е представител на най-просто устроените двупластни животни - Мешестите. При деленето на зиготата (или някоя соматична клетка, когато размножаването ѝ е безполово) на определени стадии (морула, бластула, гаструла[64]) се образуват различните видове клетки от тялото на хидрата - епително-мускулни, нервни, жлезисти, копривни, полови и др. Във всяка ембрионална клетка обаче се съдържа целия геном, и ако го оприличим на клавишите на един роял, това означава, че при всяко делене "се свири различна страница от партитурата, по която се изпълнява ембриогенетичната симфония".
Такива "партитури", макар и в по-опростен вид, явно се намират и в прокариотните клетки. Нека да си припомним, че техните органели и ензимните комплекси, които осъществяват репликацията, транскрипцията, транслацията, репарацията (поправките на ДНК), метаболизма и пр., също изискват диференцирана експресия на генетичния материал. При извършването на тези функции вземат участие и десетки молекулярни машини, като през 2006 г. в дрождите (които са само две-три йерархични стъпала над бактериите) бяха открити още над 250 от тях.[65] (В бел. [66] сме посочили линк към компютърна анимация, която представя действието на някои от молекулярните машини в клетките.) Натуралистите едва ли някога ще могат да обяснят как цялата тази невъобразима сложност е била постигната още при самата поява на живите организми!

Фиг. 23 а) Устройство на Зелена хидра. б) Действие на копривна клетка (книдоцит). Когато малко водно животно се допре до някое от пипалата ù, то закача кукичката и капачето на копривната клетка се отваря. Оттам се показват шила, които се забиват в жертвата, шипове я задържат и между тях се изстрелва нишка с каналче (т.е. маркуче) в раната. По нея в тялото на жертвата се инжектира нервно-паралитична отрова, която я обездвижва, а после пипалата я поднасят към устния отвор.

В "партитурата" би трябвало да се съдържа огромно количество информация относно формата, функцията и биохимичния състав на клетките. Например всяка една от тях се различава, макар и съвсем малко, по своята форма от останалите, функцията на епително-мускулните не съвпада с тази на нервните клетки, жлезистите клетки от гастралната празнина отделят храносмилателни сокове, докато копривните върху пипалата – паралитични вещества и пр. (На фиг. 23 сме показали връзката между устройството и функцията на книдоцитите.)
Изключително сложен, от информационна гледна точка, е въпросът с пространствената организация в анатомията и морфологията на организмите. Не може да не ни изуми начинът, по който се осъществяват инструкциите за построението на стените на маркучето от книдоцита на хидрата или един прешлен от гръбначния стълб на висшите животни, например.

А съвсем наскоро беше открито, че архитектониката на човешкия мозък, от която се определят сензорните възприятия и функциите на нашето съзнание, е структурирана в цели 11 "измерения" (равнища) (фиг. 24). Водещият на изследователският екип, невробиологът Henry Markram, споделя: „Открихме свят, който не сме си представяли... Има десетки милиони от тези (многоизмерни геометрични) обекти дори в едно малко зрънце от мозъка ни и те достигат седем измерения. В някои мрежи открихме структури и до 11 измерения.“[67]

Фиг. 24. а) Прешлени на гръбначния стълб. б) Структура на човешкия мозък в 7 "измерения".

При всяко делене на ембрионална клетка пред нея се разгръща нова страница от "партитурата", която е различна не само от предишните, но и от тези, които се отварят пред всяка от останалите делящи се клетки. Изчисленията показват, че броят на страниците на партитурата е равен на броя на клетките на младия организъм.[68] В човешкото тяло клетките са над 200 различни вида, общият им брой в новороденото е около 5 трилиона (т.е. толкова са и "партитурите"), а при зрелия индивид - над 100 трилиона (10¹⁴).
Епигенетиката е науката, която се старае да открие пътищата, по които се извършва клетъчната диференциация. Ако съчетаем определенията на R. Holliday и A. Riggs: "епигенетиката се занимава с изследване на механизмите на времеви и пространствен контрол на генната експресия при развитието на организмите, като промените в активността на гените не се дължат на промени в последователността на ДНК".[69]
Молекулната основа на епигенетичния код е доста сложна и се осъществява посредством разнообразни химични и биологични маркери. Най-добре изследвани засега са механизмите на ДНК метилирането, модификацията на хистони, хроматиновото ремоделиране, както и регулация чрез приони, некодираща (белтъци) РНК, т. нар. "отпадъчна ДНК" (поставили сме термина в кавички, защото все по-убедително се доказва, че тази ДНК е напълно функционална[70]) и пр. През 2015 г. учени от Вашингтонския университет създадоха първата подробна карта на човешкия епигеном, която съдържа описания на над 111 типа клетки и тъкани.[71]

При прехода от едноклетъчни към многоклетъчни организми е необходима появата на качествено ново, да го наречем мета ниво на информация, което трябва да ръководи диференциацията на различните видове клетки по време на ембриогенезата. Засега не ни е известно в подробности как се осъществява този процес, но той е изключително сложен и не съществува възможност да се обясни с механизмите на Дарвиновата или Синтетичната теория на еволюцията. Изпълнението на ембриогенетичната симфония обаче, прекрасно се вписва в теорията за Божественото сътворение. 

Видова специфичност на белтъците

При комбинирането на аминокиселините се получават огромен брой варианти, което създава възможност за видовата и дори за индивидуалната специфичност на белтъците. Тя се изразява в броя и последователността на аминокиселините в първичната структура на хомоложните (т.е. с еднаква функция) белтъци при различните видове, от което се извличат и данни за таксономичното родство между тях. Например инсулинът, изолиран от различни бозайници се различава само по няколко от аминокиселинните остатъци в определен участък от молекулата си (фиг. 25).

Фиг. 25 Инсулинът е полипептид, изграден от две вериги. Едната е съставена от 21, а другата - от 30 аминокиселинни остатъка. При различни бозайници - (А) говедо, (B) овца, (C) кон, (D) свиня и кит - той се различава само по някои от аминокиселините в участъка, който образува бримка.

Класификацията на организмите днес се извършва по максимален брой признаци, взети от най-различни области на биологията - от морфологията до биохимията. Таксономия е една от бързо развиващите се науки за живота, базираща се на все повече и повече нови методи: на математическата статистика, на молекулярната систематика (сравнителен анализ на ДНК и РНК), анализ на клетъчните ултраструктури и много други. При по-големите таксономични единици се увеличава и видовото различие в аминокиселинното съдържание.
Например при цитохром с (сложен ензим, който участва в дихателната елетронно-транспортна верига) е изследвана аминокиселинната секвенция за 104 аминокиселинни остатъка (при повечето гръбначни те са точно толкова, а при безгръбначните и други организми веригата е удължена към N-края). При близките помежду си гръбначни животни разликите са малки, а между по-отдалечените таксономично организми разликата се увеличава и може да достигне до 50% от аминокиселинните остатъци, но въпреки това всички цитохроми с са идентични във функционално отношение.
При редица ензими и хормони се оказва, че само определени участъци от молекулата са причина за проява на биологичната им активност (при ензимите това са т. нар. "активни центрове"), а останалите части не играят роля, но тъкмо в тях са изразени видовите различия.
От друга страна съвсем малки "грешки" в секвенцията на аминокиселините от активните области водят до тежки последици. Например в основния хемоглобин на възрастния човек са познати голям брой структурни варианти, почти всички от които се свеждат до замяна само на една аминокиселина в алфа или бета веригата. Не малка част от тези хемоглобини са патологични, т.е. манифестират се с болестни синдроми, макар да има и някои, които не се отличават във функционално отношение от нормалните.
Казаното до тук може да ни подведе да мислим, че д-р Musgrave е прав, заявявайки, че "фактически е възможно да се заменят не еднакви по своята структура белтъци на бактерии с белтъци на дрожди и белтъци на червей с белтъци на човек и при това организмите ще продължат да живеят, все едно че нищо не е било" (виж бел. [58]).
Ако обаче увеличаваме броя на подменените белтъци (които може и да не са от други видове, а да са някакви с произволна секвенция на аминокиселините), според парадигмата, която развихме във втора глава би трябвало да се стигне до все по-тежки нарушения, понеже те все по-малко и по-малко ще се съгласуват с работата на видово специфичните белтъци на организма.
Нека повторим казаното по този повод:
"Когато един предмет постепенно се преобразува в друг такъв от същия вид, но в нещо различен – по големина, друг модел и т.н. (например механичен ръчен часовник в будилник) - функцията се затруднява или дори спира. А при трансформацията на предмет от един вид в предмет от друг вид (механичен часовник в компютър), функция изобщо не може да се осъществи. Затова или “всичко” е наред и системата функционира нормално, или, ако дори едно нещо не е наред, все едно “нищо” не е наред и функцията е нарушена...

Фиг. 26 Системите І, ІІ, ІІІ и т.н. могат да бъдат както други светове, така и физичните и биологични структури, които се формират в тях.

Като анализираме фиг. 26 можем да направим следния извод относно възможността за еволюция на йерархичните системи: Не е възможен нито постепенен, нито скокообразен („квантов”) преход на една работеща система в друга.
В първият случай, т.е. при постепенен преход, ако един от нейните параметри промени стойността си, той вече няма да бъде съгласуван с другите ѝ параметри и системата ще излезе от строя. Но докато не бъдат изградени напълно всички необходими параметри на другата система, тя също няма да бъде годна за работа. Както пояснихме, тук важи принципът “или всичко, или нищо“.
Вторият случай, на внезапно преобразуване, отново няма как да се реализира. Вероятността всички параметри на системата изведнъж да се променят и да добият точно необходимите стойности на параметрите на която и да е друга действаща система е нищожно малка и практически абсолютно неосъществима...
Както е добре известно, при живите същества белтъците играят много важна роля – изграждат клетъчните структури, изпълняват каталитични функции, участват в реализирането на генома и др. Но една част от тях са тясно видово специфични, затова ако се появи мутация, която да доведе до образуването на различен белтък, неговото действие няма да бъде в унисон с работата на останалите белтъци. По такъв начин, генетичните мутации пречат на синхронизацията на системите в организма и затова на практика се явяват вредни за индивида, т.е. не му помагат в борбата за съществуване. (Още първите генетици, като например Hugo de Fries, заключават, че и в най-примитивният организъм се осъществяват толкова сложни взaимовръзки между отделните жизнени процеси, че практически всяка по-значима мутация разстроива тяхната регулация, поради което основателно се приема за вредна.)
С други думи, принципът „всичко или нищо” не способства и за постепенната еволюция на организмите, а няма никакви сведения и за „квантова” (т.е. внезапна) поява на нови видове."
През 2010г. успешно беше осъществено "конструирането" на първата самовъзпроизвеждаща се синтетична бактериалната клетка (казваме "конструиране", защото не се тръгва от началните етапи на абиогенезата, а се вземат предварително изградени структури).[72] Това ще позволи именно при прокариотите двете парадигми - християнската и еволюционната - лесно да бъда проверени. 
Нека приемем, че кръговете, квадратите, триъгълниците на фиг. 26 са видово специфични белтъци, а очертанията, които ги ограждат - I, II, III и т.н. - обозначават различни видове бактерии (а при по-висшите организми това може да са родове, семейства и пр.). Необходимо е просто между тях последователно да заменяме различни типове белтъци (например каталитични, мембранни, двигателни, структурни и др.), за да се проследи как ще се отразят тези манипулации върху функциите на клетките.
Нещо повече, лесно бихме могли да изчислим каква е вероятността един вид бактерии да се превърне в друг. Например още в началото на ХХI век Douglas Axe на два пъти публикува експериментални изследвания върху мутационната чувствителност на каталитичните белтъци в бактериите. Той установи, че аминокиселинните секвенции, които дават стабилни и функционални ензими са изключително редки - 10^-38.[73] Можем да предположим, че с подобна вероятност се появяват и другите типове протеини, което говори, че за да се трансформира един вид организъм в друг общата вероятност ще бъде 10^(-38).n (където n е броя на различните белтъците в един вид бактерии). Понеже n при бактериите е от порядъка на хиляди, не ще и дума, че трансформацията им от един вид в друг е абсолютно невъзможна.
Тоест ние предлагаме универсална мирогледна теория, която се отнася до параметрите на Вселената, атомите, космическите системи и живите организми и обяснява много по-добре научната картина на света от теорията на Дарвин! Нещо повече, тази теория позволява емпирична проверка и отговаря на всички критерии, свързани с научния метод на работа.
Ако днес искаме да наблюдаваме еволюционния механизъм в действие, то това би било възможно при прокариотите, защото те се размножават изключително бързо, оставят огромно поколение и са най-просто устроени.
Ето какво пише в учебника по микробиология, дело на професорите С. Влахов и А. Иванов: "Скоростта на размножаването при бактериите е огромна. За 24 h при тях се сменят толкова поколения, колкото у човека за 5000 години. Това зависи от редица условия и при отделните бактерийни видове скоростта на размножаване е различна. При наличие в средата на необходимите хранителни вещества, при оптимална температура и pH на средата клетките на E. coli се делят през всеки 20-30 min. За едно денонощие от 1 клетка се получават 472.10¹⁹ клетки (72 поколения; 2⁷² = 472.10¹⁹). Като се вземе под внимание, че 1 милиард бактерийни клетки тежат 1 mg, то 472.10¹⁹ клетки ще тежат 4720 t."[74] (Не е трудно да се изчисли, че само за две денонощия общото им маса ще е около 2500 пъти по-голяма от тази на Земята, а по-нататък цифрите стават колосални. Затова, предвид огромното потомство на бактериите, би трябвало да се внесе поправка и "човешките години" да станат значително повече, но ние ще продължим с щедростта си към еволюционизма и ще приемем, че са само 5000 - б.а. В.В.)
Бактерията Escherichia coli е била наблюдавана и описана за пръв път през 1885 г., т.е. преди 132 години, от австрийския педиатър Theodor Escherich, който се е занимавал и с микробиология (по специално с изследване на чревната микрофлора). Ако преобразуваме това време в "човешки години" се получават:

5000 х 365 х 132 = 240 900 000 години.

С други думи трябва да върнем еволюцията на предците на човека към края на развитието на земноводните и първите етапи от появата на влечугите. И ако за този отрязък от време далеч по сложни организми са претърпели трансформации не само в хоризонтално, но и във вертикално направление до десетки и стотици милиони форми, то необяснимо е, че тази просто устроена бактерия изобщо не си е променила вида?! Същото се отнася и за милионите видове прокариоти, които са си останали на това ниво от времето на своята поява до днес.[75]
(Редица учени често подвеждат читателите, че антибиотичната резистентност при прокариотите, всъщност е нагледна демонстрация на еволюцията.

Резистентността се осъществява, понеже клетките, които оцеляват носят информация за синтез на защитни механизми против антибиотиците, която се разпространява под формата на плазмид - фиг. 1. Плазмидите са малки участъци двойноверижна ДНК, които почти винаги съществуват отделно от бактериалната хромозома и се реплицират самостоятелно, макар в редки случаи това да става под неин контрол. Те произвеждат биологични молекули, унищожаващи антибиотиците, като например срещу действието на пеницилина се синтезира ензима бета-лактамаза, който успешно го разгражда. Броят на плазмидите в една клетка варира от два-три до десетки и стотици. Размерите им са от порядъка на хиляди до милиони базови двойки нуклеотиди, а броят на протеините, кодирани от тях е от няколко до около двеста.

Ензимите от групата на бета-лактамазите са с дължина от близо 300 аминокиселини. Повече от ясно е, че няма никаква вероятност случайно да се стигне до техния синтез - шансът е едва 10^-380. Посоченото ни навежда на мисълта, че съществува механизъм, анализиращ състава и структурата на антибиотика и предаващ информация за препрограмиране на плазмидната ДНК. В резултат тя формира участъци, способни да синтезират противодействащи ензими - може би по подобен начин стоят нещата и с имунния отговор при висшите животни и човека. Ако се прекрати действието на антибиотика или той бъде заменен с друг, нуклеотидните секвенции на плазмидната ДНК отново се преструктурират.
Оттук могат да се направят следните изводи: а) Гените на плазмидите се променят програмирано. б) В поколенията те бързо могат да се препрограмират, ако бъдат поставени в стерилна среда или такава с различен антибиотик. 
С други думи, плазмидите изпълняват строго специфични функции, а не участват в генотипа на бактериите, т.е. съвкупността от наследствените им заложби. По такъв начин излиза, че резистентността няма нищо общо с еволюционния процес, но напротив гореспоменатия механизъм за нейната реализация свидетелства за интелигентно планиране!)

Теоретиците на движението Интелигентен дизайн издигат концепцията за т. нар. "нередуцируемо сложна система", чието определение е следното: "единна система… като отстраняването на която и да било от частите прави системата неспособна да функционира". Най-популярният пример, който дават, е с двигателя на бактериалното камшиче (флагелум). Но те допускат елементарна грешка като твърдят, че "няма данни неговите части да изпълняват и други функции". Може би, когато са направили това изявление наистина да не е имало данни, че в живия свят се случва нещо подобно, но при машините, създадени от човека, е възможно редица части да бъдат взаимозаменяеми или конструкциите им да са твърде подобни, макар да изпълняват различни функции.
Натуралистите, разбира се, веднага се възползват, за да обърнат нещата в полза на дарвиновата еволюция. Те излизат с опростенческото обяснение, че "доказателството за редуцируемостта на флагеларния двигател се състои в това, че някои от съставните му части могат да функционират на друго място - например под формата на игличките на секреторната система тип III (injectisome, T3SS - Type III secretion system), срещаща се при болестотворни бактерии". Тази молекулярна машина има иглоподобна структура и се използва като сензорна сонда за откриване на еукариотни организми - пробива дупка в клетките на гостоприемника и отделя протеини, с които бактериите го заразяват (фиг. 27).

Фиг. 27 Флагелумът (вляво) изпълнява съвсем друга функция от игличките на секреторна система T3SS (вдясно), но и двата израстъка съдържат идентични части (изградени обаче от различни протеини). Това са: С-пръстенът, MS-пръстенът и експортният апарат, който изнася протеини извън клетъчната стена, където те се самоорганизират, за да образуват флагелум или игла. 

Но въпреки сходството между двете структури учените не са в състояние да докажат, че игличките могат да се превърнат в камшиче. Когато прави внимателно проучване на проблема Robert Macnab, въпреки че говори в контекста на дарвинизма, все пак заключава, че няма смесване, т.е. двете системи са еволюирали отделно.[76] С други думи, макар флагеларният мотор да споделя някои елементи с T3SS, двете молекулярни машини не могат да се трансформират една в друга.
Оказва се обаче, че всеки вид бактерия има уникален биологичен двигател, който се различава от тези на другите видове по форма, големина, сложност, мощност, стойност на въртящия момент, скорост и други параметри (фиг. 28). Протеините, които ги изграждат не са едни и същи, което означава, че аминокиселините им са способни да се пренареждат в хиляди и милиони различни бактериални (и не само) флагеларни системи. Понеже компонентите на тези двигатели са изградени от различни видово специфични белтъци имаме всички основания да смятаме, че постепенния еволюционен преход тук е невъзможен.
Археите, например, плуват с ротационен двигател, който няма връзка с бактериалните мотори. Двигателите на археите понякога използват и други източници на енергия, а тяхното витло расте от основата, вместо от върха. (През последните две десетилетия на ХХ век биолозите установиха, че археите, макар и прокариоти, са фундаментално различна форма на живот от бактериите. Този извод беше направен въз основа на филогенетичен анализ на рибозомната им РНК, наличието на етерни липиди в клетъчната им мембрана и отличаващи се ензими и биохимични пътища.)

Фиг. 28 Чрез електронна криотомография е получен висококачествен 3D модел на молекулярната структура на бактериалните двигатели.[77] Те изключително напомнят обикновен електромотор, като механизмите им на същия принцип предават въртящ момент на флагелумите (витлата), движещи бактериите напред. (Виж анимацията, към която е посочен линк в бел. [78]).

В отговор на предизвикателството на привържениците на интелигентния дизайн, еволюционните биолози Mark Pallen и Nicholas Matzke пишат "или има хиляди или милиони отделни акта на създаване ... или трябва да се приеме, че изключително разнообразните съвременни флагеларни системи са еволюирали от общ прародител".[79]
На това място трябва дебело да подчертаем, че натуралистите окончателно губят играта, защото не само двигателите, но и големият брой молекулярни машини при всеки отделен вид бактерии и археи са уникални (а така е и при всички останали "по-висши" организми). По такъв начин еволюцията не може да произведе не само стотиците и хиляди молекулярни машини, но и да постигне милионите техни вариации в организмите с колкото и години да разполага! Както отбелязахме по-напред, до същия извод бяха стигнали математиците още в средата на ХХ век (виж бел. [59]). В Библията обаче е записано, че организмите са били създадени според родовете им!

Колкото до "Играта на живот" на Конуей, при нея намесата на човека се изчерпва със задаването на началните стойности на клетките в полето, наблюдението на развитието ѝ и евентуалното ѝ прекъсване след определен брой итерации (поколения). Тя е пример за това как от прилагането на прости правила се генерират способности за пораждане и самоорганизация на сложни структури.

След публикацията си през 1970 г. играта привлича голям интерес с изненадващите начини, по които могат да еволюират създадените модели. От произволна начална мозайка от живи клетки на полето, наблюдателите виждат как популацията се сменя постоянно поколение след поколение. Програмистите от цял свят се надпреварват да пишат програми, с които да проследят развитието на формите от играта. За да се симулира еволюцията на голям брой клетки в дългосрочен план, в употреба влизат по-сложни алгоритми.
През 2010 г. Andrew J. Wade успява да стигне до самопострояваща се мозайка, наречена Близнаци, която създава копия на себе си и унищожава оригинала. Тази мозайка се възпроизвежда в 34 милиона поколения и използва наръчник от глайдери (плъзгачи), които осцилират между две стабилни конфигурации, направени от Chapman-Greene с функцията на "строителни ръце". Те на свой ред създават копия на мозайката и унищожават предишното копие. А в края на 2013 г. Dave Greene построява първия репликатор в „Играта на живот“, който създава завършено копие на себе си, включително и наръчника.
Съществуват и допълнителни клетъчни автомати, въпреки че по-голямата част от тях създават вселени, които или са твърде хаотични, или твърде пусти, за да представляват интерес. Някои модификации на играта променят както геометрията на вселените, така и самите правила. Daniel Dennett, философ и когнитивен учен, използва аналогията с Вселената на „Играта на живот“, за да покаже възможната еволюция на сложни философски конструкции като съзнание и свободна воля от относително простия набор детерминистични физически закони, които действат в нашата Вселена.[80]
Човек взема решения след като внимателно обмисли множество различни алтернативи, заедно със следствията, които произтичат от тях. Затова смятаме, че да сведеш съзнанието и свободната воля до предварително програмиране на условията и действието на природните закони (да припомним, че квантовите системи изобщо не са детерминистични), или до шеметния танц на химични молекули в мозъка ни, си е чист редукционизъм, т.е. твърде опростенческо решение, което не подхожда на учени от ранга на Daniel Dennett.[81] А не бива да забравяме, че структурите в двуизмерна вселена изобщо не са устойчиви, както отбелязва и Хокинг в цитата, посочен в началото на тази глава. Всъщност хипотезата, че участваме в симулация е изказана от шведския философ Nick Bostrom през 2003 г., но техническите ни постижения все още не ни позволяват да проверим дали живеем в "матрица".[82]

За един интелигентен Творец е 100% възможно да създаде огромното разнообразие на организмовия свят. Всичко, което ние се опитваме да проверим е дали до този резултат би могло да се стигне и по случаен път! Данните обаче все по-ясно очертават принципна невъзможност за такъв път, поради което не след дълго ще се наложи и на най-разгорещените адепти на абиогенезата и еволюцията да преосмислят поддръжката си за тези напълно обезсилени вече теории.

......................................

БЕЛЕЖКИ

[1] Хокинг, Ст., Л. Млодинов, "Великият дизайн", София: Бард, 2012, с. 204, 211-212.

[2] Естествено възниква въпросът “как са живели растенията без Слънцето?”. Нека да си припомним обаче, че Бог е създал светлината още на първия ден. Както отбелязахме в трета глава, остатък от тази първична светлина навярно е т. нар. реликтово лъчение. Неговата температура по онова време трябва да е била около 25^oC, за да бъдат осигурени оптимални условия за фотосинтезата.

[3] Experimental models of primitive cellular compartments: encapsulation, growth, and division.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14576428

[4] Посоченият от М. Айген синтез намира известно основание в процесите, описани в статията: Clay May Have Been Catalyst For Life

http://www.scienceagogo.com/news/20030927030005data_trunc_sys.shtml

[5] Hypercycles

http://pespmc1.vub.ac.be/HYPERC.html

[6] Spiral Wave Structure in Pre-Biotic Evolution: Hypercycles Stable Against Parasites*

goo.gl/GRs4d7

[7] Sysers

http://pespmc1.vub.ac.be/SYSERS.html

[8] The Origins of the RNA World

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3331698/#!po=36.7021

[9] Централна догма в молекулярната биология гласи, че информацията в живия свят винаги е в посока от нуклеиновите киселини към белтъците. С други думи белтъците не могат да съхраняват информация и да я предават на поколенията.

Видове пренос на информация според центалната догма:

Общи	Специални	Забранени
ДНК → ДНК	РНК → ДНК (при ретровируси)	белтък → ДНК
ДНК → РНК	РНК → РНК (при РНК вируси)	белтък → РНК
РНК → белтък	ДНК → белтък (в лаб. условия)	белтък → белтък

В дискусионна статия от 1990 г. В. Кордюм, като анализира резултатите от изследванията на прионите (инфекциозни белтъци), стига до извода, че съществува и втора форма на биологичната информация, а именно, че пространствената структура на белтъците е способна на възпроизводство.
Той пише: "Оказва се, че чисто белтъчни молекули, без наличието на нуклеинови киселини, могат по някакъв начин да обезпечат в клетката собствено мултиплициране, натрупване, реализация на патологичния процес и са способни при попадане в здрав организъм да осъществят целия този цикъл отначало."
Кордюм, В.А., "Самовоспроизводящиеся белки, некоторые следствия и прогнозы. - Биополимеры и клетка", 6, 1990, 5-20.
През 1996 г. група учени (Lee DH, Granja JR, Martinez JA, Severin K, and Ghadri MR) съобщават, че в щамове на дрожди са открили самовъпроизвеждащ се пептид.
A self-replicating peptide
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8700225?dopt=Abstract
По такъв начин централната догма в биологията се оказва, че е необходимо да бъде коригирана като се приеме, че е възможно предаване на информация от белтък към белтък.

[10] As a Solution to the Origin of Life, RNA World Model Comes Under Attack
https://evolutionnews.org/2015/06/on_the_origin_o_7/
[11] Казано най-общо, ензимите катализират само термодинамично възможни процеси, задавайки ниска активираща енергия, което прави по-лесно протичането на съответната реакция.

Например, веществата (A и B) се нуждаят от голямо количество енергия (E1) за да достигнат междинното състояние A…B, което след това преминава в краен продукт (AB). Ензимът (E) образува микросреда, в която A и B могат да реагират до междинното състояние (A…E…B) по-лесно, намалявайки необходимата енергия (E2). Като резултат се повишава вероятността за осъществяване на тази реакция и по този начин се повишава скоростта ѝ.

Ензимите могат да ускорят реакциите от десетки милиарди до трилиони (10¹⁰ - 10¹²) пъти в сравнение с протичането им в природата. (За сравнение, металните йони повишават скоростта на реакциите едва до стотина пъти.) Затова се счита за практически (почти) невъзможно катализираните от ензими реакции да протекат при нормални условия в неживата природа.

[12] RNA-catalysed nucleotide synthesis

http://www.nature.com/nature/journal/v395/n6699/full/395260a0.html

Nature

http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7244/abs/nature08013.html

DNA could have existed long before life itself

https://www.newscientist.com/article/mg21528795.500-dna-could-have-existed-long-before-life-itself/#.U2sd5_mSxio

[13] Molecular Systems Biology

http://m.msb.embopress.org/content/10/4

[14] Scientists may have found the earliest evidence of life on Earth

http://www.sciencemag.org/news/2015/10/scientists-may-have-found-earliest-evidence-life-earth?rss=1

Според един епизод на National Geographic животът трябва да се е появил преди 4, 400 млрд. год., едновременно с началото на образуването на океаните. С оглед на съвременната научната картина, чиито пъзел ще наредим след малко в текста, тази версия изглежда съвършено неприемлива.

National Geographic - How Life Began Part

https://www.youtube.com/watch?v=lpgoDYI7fdQ

[15] Behold LUCA, the Last Universal Common Ancestor of Life on Earth

http://www.smithsonianmag.com/smart-news/behold-luca-last-universal-common-ancestor-life-earth-180959915/

[16] How did bacteria come to be?

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9889982The emergence of major cellular processes in evolutionhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8706840

[17] Metabolites: a helping hand for pathway evolution?

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0968000403001142?via%3Dihub 

[18] MANET: tracing evolution of protein architecture in metabolic networks

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1559654/

[19] A metabolic network in the evolutionary context: Multiscale structure and modularity

https://www.google.bg/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.rtcb.iitp.ru/PDF/16731630.pdf&ved=0ahUKEwiDgffX7cvTAhWC2RoKHacjDjkQFggdMAA&usg=AFQjCNErneUaOikRfNPZKwUrYD4QEuhoKw&sig2=p3_qp0qXwsZdD-ih1d0raQ

[20] Endosymbiosis and Eukaryotic Cell Evolution

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982215008891

[21] Происхождение эукариот как результат интеграционных процессов в микробном сообществе

http://www.evolbiol.ru/dok_ibr2009.htm

[22] 29+ Evidences for Macroevolution

http://www.talkorigins.org/faqs/comdesc/

[23] ‘TREE OF LIFE’ FOR 2.3 MILLION SPECIES RELEASED

https://today.duke.edu/2015/09/treeoflife

[24] AU – астрономическа единица се нарича средното разстояние от Земята до Слънцето, което е около 150 млн. км.

[25] Researchers find that Earth’s magnetic shield is 500 million years older than previously thought

http://www.rochester.edu/newscenter/researchers-find-that-earths-magnetic-shield-is-500-million-years-older-than-previously-thought-112772/
[26] Като се има предвид, че според скорошен анализ на обсерваторията на щатския университет в Охайо, между 10% и 30% от всички масивни звезди стават черни дупки без да преминат фаза на супернова, това още повече намалява суперновите в Млечния път на едва около 140-180 милиона.
Supernova Fail: Giant Dying Star Collapses Straight into Black Hole
https://www.space.com/37001-black-hole-born-from-collapsing-star-video-images.html

[27] „Лунната повърхност е изложена на пряка слънчева светлина, и силната ултравиолетова светлина и рентгенови лъчи (от Слънцето) могат да унищожават повърхностните слоеве от голи скали и да ги правят на прах с темп няколко десетохилядни от сантиметъра на година. Но за възрастта на Луната дори този миниатюрен темп може да е достатъчен да образува върху нея слой дебел няколко километра.”

R. A. Lyttleton, цитиран в R. Wysong, Creation-Evolution Controversy, p. 175.

[28] Source regions and timescales for the delivery of water to the Earth

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1945-5100.2000.tb01518.x/abstract

[29] Rosetta Instrument Reignites Debate on Earth's Oceans

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-423

[30] Atmospheric oxygenation three billion years ago

https://www.nature.com/nature/journal/v501/n7468/full/nature12426.html

[31] Oxidative elemental cycling under the low O2 Eoarchean atmosphere

https://www.nature.com/articles/srep21058

[32] Atmospheric oxygen regulation at low Proterozoic levels by incomplete oxidative weathering of sedimentary organic carbon
https://www.nature.com/articles/ncomms14379
[33] S. J. Gould, “An Early Start,” in Natural History, February 1978.

[34] Francis Hitching, The Neck of the Giraffe (1982), p. 65.

[35] Stanley L. Miller, “Production of Some Organic Compounds under Possible Primitive Conditions,” in Journal of the American Chemical Society, 7, 1955, p. 2351). Harold Urey, “On the Early Chemical History of the Earth and the Origin of Life,” in Proceedings of the National Academy of Science, 38, 1952, p. 352).

[36] Stanely L. Miller and Leslie E. Orgel (1974), p. 33.

[37] Francis Hitching, The Neck of the Giraffe (1982), p. 65.
[38] David W. Deamer, "The First Living Systems: a Bioenergetic Perspective," Microbiology & Molecular Biology Reviews, 61:239 (1997).
[39] Jon Cohen, "Novel Center Seeks to Add Spark to Origins of Life," Science, 270: 1925-1926 (December 22, 1995).
Kevin Zahnle, Laura Schaefer, and Bruce Fegley, "Earth's Earliest Atmospheres," Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2(10): a004895 (October, 2010) ("Geochemical evidence in Earth's oldest igneous rocks indicates that the redox state of the Earth's mantle has not changed over the past 3.8 Gyr"); Dante Canil, "Vanadian in peridotites, mantle redox and tectonic environments: Archean to present," Earth and Planetary Science Letters, 195:75-90 (2002).
[40] Вулканические газы
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Вулканические_газы
[41] Antonio C. Lasaga, H. D. Holland, and Michael J. Dwyer, "Primordial Oil Slick," Science, 174: 53-55 (October 1, 1971).
[42] Dante Canil, "Vanadian in peridotites, mantle redox and tectonic environments: Archean to present," Earth and Planetary Science Letters, 195:75-90 (2002) (internal citations removed).
[43] National Research Council Space Studies Board, The Search for Life's Origins (National Academy Press, 1990).

[44] Richard E. Dickerson, “Chemical Evolution and the Origin of Life,” Scientific American, September 1978, p. 75.

[45] George Wald, “The Origin of Life,” Scientific American, August 1954, pp. 49-50.

[46] National Geographic - How Life Began Part

https://www.youtube.com/watch?v=cc5pRenJZhc

[47] J. Brooks and G. Shaw, Origins and Development of Living Systems (1973), p. 360.

[48] Deborah Kelley, "Is It Time To Throw Out 'Primordial Soup' Theory?," NPR (February 7, 2010).
[49] Денатурацията е процес, при който се променя естествената пространствена структура на белтъка (нативната конформация), в резултат на което той губи биологичната си активност.

[50] S. W. Fox, The Origins of Prebiological Systems and Their Molecular Matrices (1965), pp. 35-55.

[51] Robert Shapiro. “A Simpler Origin for Life,” Scientific American, June 2007, p. 48.

[52] Nicholas Wade. “A Leading Mystery of Life’s Origins Is Seemingly Solved,” The New York Times, May 14, 2009, p. A23.

[53] NASA’s Astrobiology Magazine, “Life’s Working Definition—Does It Work?”

(https://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/life%27s_working_definition.html), accessed 3/17/2009.

[54] High Circular Polarization in the Star Forming Region NGC 6334

http://adsabs.harvard.edu/full/2000ASPC..213..355M

[55] Hazen, R.M., T.R. Filley, and G.A. Goodfriend. 2001. Selective adsorption of L- and D-amino acids on calcite: Implications for biochemical homochirality. Proceedings of the National Academy of Sciences 98(May 8):5487.

[56] Design and synthesis of a minimal bacterial genome

http://science.sciencemag.org/content/351/6280/aad6253

[57] Жизнь создаёт планеты?

http://evolution.powernet.ru/library/lifecreate.htm

[58] Lies, Damned Lies, Statistics,and Probability of Abiogenesis Calculations http://www.talkorigins.org/faqs/abioprob/abioprob.html 

В тази статия д-р Musgrave прави няколко твърде значими грешки: 

1. Тръгва от вече получени полипептиди и полинуклеотиди, а ние показахме, че нито един от етапите на абиогенезата не е възможен. 

2. Твърди, че никой няма ориентация колко малък трябва да е бил първия жив организъм. Вече беше отбелязано, че сред учените има консенсус, че за да извършва всички жизнени функции, протоклетката трябва да има поне 250 - 300 гена (виж [56]). Дори да предположим, че всеки ген е съставен едва от десетина нуклеодита (което е абсурдно!), пак такава статистическа вероятност е немислимо да се осъществи: 4²⁵⁰⁰ ≈ 10¹⁵⁰⁰

3. Като разсъждава, че: "първият жив обект може да е бил една-единствена самовъзпроизвеждаща се молекула подобна на “самовъзпроизвеждащ се” пептид от групата Ghadiri, или самовъзпроизвеждащ се хексануклеотид, или полимераза на РНК, която се самокопира", той по-нататък прави изчисления, че е напълно възможно всеки един от тези компоненти да възникне в първичния океан.
Работата е там, че за "жив организъм" се приема обект, способен да изпълнява поне основните жизнени процеси - хранене, дишане, отделяне и размножаване. В началото на първа точка ние изрично посочихме трите теоретико-биологични критерия за понятието "живо", които включват дори повече изисквания. Кристалите, например, също могат да се "самовъзпроизвеждат" - те нарастват, разпадат се на части, които пак започват да растат и т.н.
(Най-общо казано, без да притежава собствен метаболизъм нито един обект не би могъл да се нарече "жив". Тук е необходимо да споменем, че още през 1991 г. Christian De Duve в книгата си "Blueprint for a Cell: The Nature and Origin of Live" се опитва да прокара тезата, че химическата еволюция е довела до формиране на протометаболизъм, катализиран от случайно образувани олигопептиди. Неговата идея обаче още същата година е подложена на унижощителна критика от страна на Thomas Cavalier-Smith - виж "Cells evolving", Nature, 351, 1991, 110.)
Затова трябва да се пресметне общата вероятност за спонтанно образуване на всички компоненти, които осигуряват най-основните жизнени процеси. Ние отново ще бъдем изключително щедри, като ще допуснем, че праклетката е притежавала само пет различни белтъка, средно от по 30 аминокиселини (колкото е споменатия от него свръх малък ензим-лигаза от групата на Ghadiri). Макар едва ли някой учен да се съгласи, че е възможно устройството на праклетката да е било толкова опростено, то пак вероятността за нейната поява ще е: 20¹⁵⁰ ≈ 10¹⁹⁵, т.е. абсолютно непостижима. А вероятността да се получи правилния ред нуклеотиди, осигуряващи възпроизводството дори на такъв нищожен "организъм" е: 4⁴⁵⁰ ≈ 10²⁷⁰. Без коментар! 

4. Musgrave пише още: "Що се отнася до твърденията, че последователността на белтъците не може да бъде изменена, това е отново безсмислица. В много белтъци съществуват области, където почти всяка аминокиселина може да бъде заменена и други области, където консервативната замяна (заредените аминокиселини могат да бъдат заменени с други заредени аминокиселини, неутралните – с други неутрални аминокиселини и хидрофобните аминокиселини с други хидрофобни аминокиселини) може да бъде направена. Някои функционално еквивалентни молекули могат да се различават по своите аминокиселини с 30-50%. Фактически е възможно да се заменят не еднакви по своята структура белтъци на бактерии с белтъци на дрожди и белтъци на червей с белтъци на човек и при това организмите ще продължат да живеят, все едно че нищо не е било." 

Ключовата фраза тук е "в много белтъци съществуват взаимозаменяеми области", от което следва, че: 

а) в повечето белтъци такива взаимозаменяеми области не съществуват. 

б) в белтъците с взаимозаменяеми области, има области, в които нито една аминокиселина не може да бъде заменена с друга. 

Добре известен е учебникарският пример със сърповидно-клетъчната анемия, където на 6-тото място в бета веригата на хемоглобина, само една аминокиселина е заместена от друга (глутаминът е заменен с валин). Последствията са трагични - болните имат кратка продължителност на живота. Друг подобен пример дава математикът Murray Eden - виж следващата бележка. 

Явно д-р Musgrave, воден от своето нетърпение по-скоро да надвие креационистите, твърде много е насилил фактите!

[59] През 1965 г. в Швейцария се организира среща между неодарвинисти и математици. На нея последните изразяват сериозни съмнения относно статистическата възможност за еволюция. След разгорещени спорове е решено на следващата година да се подготви конференция, на която обстойно да се дискутират въпросите, свързани с тази проблематика. 

Ранната пролет на 1966 г. се провежда симпозиум в Wistar Institute (Филаделфия) продължил четири дни. На него се изказват редица водещи световни математици, запознати с проблемите на биологията. В докладите им са включени изчисления, направени с най-мощните по онова време компютри. Като отчитат сложността на ДНК, протеините, ензимите и другите фактори, обуславящи пораждането и развитието на живота, те недвусмислено доказват, че статистически абиогенезата и еволюцията е невъзможно да се осъществят, независимо какъв период от време имат на разположение. 

Колкото до доклада на проф. Murray Eden в него се отбелязва, че животът не може да започне чрез „случаен отбор”. Той подчертава, че ако се премахне факторът на случайността, остава само „дизайнът” – а това изисква целенасочен замисъл от висш Разум. По-нататък проф. Eden посочва математическата невъзможност белтъците да се формират по случайност. Той също се позовава на своите обширни изследвания, свързани с генетичните данни относно белтъкът хемоглобин. Хемоглобинът има две вериги, наречени алфа и бета. Необходими са минимум 120 мутации, за да може алфа формата да се превърне в бета. Поне 34 от тези мутации изискват промяна в два или три нуклеотида. Но, посочва Идън, ако само една от тези мутации се отрази на аминокиселинния състав на хемоглобина, последствието ще направи кръвта неспособдна да осъществява своите функции и по-такъв начин организмът ще загине! 

Murray Eden. Inadequacies of Neo-Darwinian Evolution as a Scientific Theory, p. 109. 

Повече сведения относно симпозиума в института Уистар, можете да намерите в книгата: "Paul Moorhead and Martin Kaplan (eds.), Mathematical Challenges to the Neo-Darwinian Interpretation of Evolution, Wistar Institute Monograph No. 5." 

[60] Всъщност на почти всички аминокиселини съответства повече от един кодон. Например глицина отговаря на кодоните GGU, GGC, GGA и GGG. Това допълнително усложнява нещата, свързани с координацията между белтъците и нуклеиновите киселини. 

[61] Davydov, O. V. The reverse genetic code: Specification of the doublet part. - Orig. Life Evol. Bios., 19, 1989, 374-375.

[62] Колясников, Ю. А. Тайна генетического кода в структоре воды. Вестн. РАН, 63, 1993, 730-732.

[63] Nature's preservative

http://whyfiles.org/008amber/index.html

[64] Ембриогенезата е процес на pacтeж и paзвитиe нa зapoдишa (eмбpиoнa) oт мoмeнтa нa oбpaзyвaнeтo нa зигoтaтa дo формирането на младия организъм. Тя обикновено се разделя на четири стадия:

1) На стадий морула се извършва дpoбeнe, при ĸoeтo чpeз митoтичнo дeлeнe зигoтaтa ce пpeвpъщa в мнoгoĸлeтъчнo oбpaзyвaниe. Рeгyлиpa се пpeдимнo oт гeнeтичнaтa инфopмaция в зиготата.

2) Стадий бластула се характеризира с подготовка за обpaзyвaнe нa зapoдишни плacтoвe. B неговия край гeнeтичнo eднaĸвитe ядpa зaпoчвaт дa фyнĸциoниpaт paзличнo. В отделни клетки започват да се синтезират белтъци със специфичен характер.

3) Гаструлацията се съпровожда с морфогенетични промени - усилено делене и растеж на клетките, които се подреждат в групи и пластове. През този стадий се осъществява диференциране, което се извъpшвa чрез aĸтивизиpaнe или peпpecиpaнe нa гeни в paзличнитe ĸлeтĸи.

При мешестите се образува само двупластна гаструла с външен пласт – ектодерма, и вътрешен – ендодерма. При останалите многоклетъчни животни и при човека се развива трипластна гаструла, която има междинен пласт – мезодерма.

4) Органогенеза. След възникването на трислойната организация на зародиша развитието продължава с изграждане на определени съвкупности от тъкани, залагане на зачатъчни органи и тяхното обособяване – органогенеза. Това е сложен процес на диференциране и промяна на връзки и взаимоотношения между отделните клетъчни групи на зародишните пластове. В този процес се засилват различията във формата, функцията и биохимичния състав на клетките. В резултат се оформят тъканите и се моделират органите, а като цяло и тялото на индивида.
[65] See "The Closest Look Ever at the Cell's Machines," ScienceDaily.com (January 24, 2006), at
http://www.sciencedaily.com/releases/2006/01/060123121832.htm
[66] Inner Life of the Cell (Full Version - Narrated)
https://www.youtube.com/watch?v=FzcTgrxMzZk&t=8s
[67] Cliques of Neurons Bound into Cavities Provide a Missing Link between Structure and Function
http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fncom.2017.00048/full

[68] Деленето на първичната клетка е в растяща геометрична прогресия с първи член 1 и частно 2:

1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 и т.н.

Броят на страниците на "партитурата" до последното делене ще бъде съответно:

0, 1, 3, 7, 15, 31, 63, 127, 255, 511,

което е с единица по-малко от броя на клетките на окончателно завършения зародиш. За организми, изградени от огромен брой клетки – милиони, милиарди и пр., казваме, че те са равни.
[69] Holliday, R., 1990. Mechanisms for the control of gene activity during development. Biol. Rev. Cambr. Philos. Soc. 65, 431—471
Riggs A. D., Martienssen R. F., Russo V. E. A. Introduction // Epigenetic Mechanisms of Gene Regulation / V. E. A. Russo et al. — N. Y.: Cold Spring Harbor Laboratory Press. — С. 1-4.

[70] ENCODE: the rough guide to the human genome
http://blogs.discovermagazine.com/notrocketscience/2012/09/05/encode-the-rough-guide-to-the-human-genome/#.WZRXI1zsZcs

[71] Integrative analysis of 111 reference human epigenomes
http://www.nature.com/nature/journal/v518/n7539/full/nature14248.html

[72] FIRST SELF-REPLICATING SYNTHETIC BACTERIAL CELL
http://www.jcvi.org/cms/research/projects/first-self-replicating-synthetic-bacterial-cell/overview
[73] Douglas A. Axe, "Extreme Functional Sensitivity to Conservative Amino Acid Changes on Enzyme Exteriors," Journal of Molecular Biology, 301: 585-595 (2000).
Douglas A. Axe, "Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds," Journal of Molecular Biology, 341: 1295-1315 (2004);

[74] Влахов, С., Александър Иванов, "Обща микробиология", УИ "Св. Климент Охридски", 1996, стр. 149-150.

[75] Scientists discover organism that hasn’t evolved in more than 2 billion years

http://newsroom.ucla.edu/releases/scientists-discover-organism-that-hasnt-evolved-in-more-than-2-billion-years
[76] Type III flagellar protein export and flagellar assembly
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167488904001016

[77] High-power biological wheels and motors imaged for first time
http://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Parvite-podrobni-izobrazheniia-na-zagadachnite-estestveni-biodvigate_41059.html

[78] Bacterial Flagellum - A Sheer Wonder Of Intelligent Design – video
https://www.youtube.com/watch?v=fFq_MGf3sbk
[79] From The Origin of Species to the origin of bacterial flagella

https://www.ocf.berkeley.edu/~matzke/matzke_cv/_pubs/Pallen_Matzke_2006_NRM_origin_flagella.pdf

[80] Conway's Game of Life

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Conway%27s_Game_of_Life
[81] Of Course You Aren’t Living in a Computer Simulation. Here’s Why
https://evolutionnews.org/2017/07/of-course-you-arent-living-in-a-computer-simulation-heres-why/
[82] Whoa: Physicists testing to see if universe is a computer simulation
https://www.yahoo.com/news/blogs/sideshow/whoa-physicists-testing-see-universe-computer-simulation-224525825.html