Возникновение жизни в лаборатории
Но ученые уже более полувека настойчиво занимаются лабораторными экспериментами, чтобы доказать, что жизнь возникла из неживой материи. Поводом для этих экспериментов послужил труд русского биохимика А. И. Опарина, который в 1920- е годы, а впоследствии и другие ученые, разработали нечто вроде сценария драмы в трех актах, которая, по их утверждению, разыгралась на подмостках планеты Земля.
В первом акте элементы Земли, или сырье, превратились в группы молекул. В следующем акте произошел скачок к макромолекулам. И в последнем акте этой драмы - еще один скачок, уже к первой живой клетке.
В 1953 году ученый Стенли Миллер решил проверить теорию А. И. Опарина экспериментально. Он смешал водород, аммиак, метан и водяной пар (из этих веществ, по его мнению, состояла первичная атмосфера Земли), запаял эту смесь в сосуд, в нижней части которого кипела вода (представляющая океан), и стал пропускать через пары электрические разряды (играющие роль молний).
Не прошло и недели, как в сосуде появились первые следы красноватого липкого вещества, и когда Миллер их исследовал, оказалось, что оно богато аминокислотами, - а это основа для построения белков. Это была сенсация!
Многие годы о нем рассказывали в научных трудах и в школьных учебниках, как об эксперименте, объясняющим возникновение жизни на Земле.
Успех этого эксперимента подтолкнул ученых к проведению других, в ходе которых удалось создать даже компоненты, обнаруживаемые в нуклеиновых кислотах (ДНК) и (РНК). Это окрылило специалистов в этой области, ведь им казалось, что они воспроизвели первый акт молекулярной драмы. Создавалось впечатление, что скоро будут воспроизведены в лабораторных условиях и два других акта. Многие полагали, что тайна самопроизвольного зарождения жизни была разгадана. После того, как Миллер и другие синтезировали аминокислоты, ученые задались целью получить белки и ДНК, без которых жизнь на Земле невозможна. К чему же привели бесчисленные эксперименты, для проведения которых в лабораториях воспроизводили, так называемые, первичные условия Земли или густой «первичный бульон»?
Наблюдается впечатляющий контраст между значительным успехом в синтезе аминокислот и постоянными неудачами в попытках синтезировать белок.
Тайной окутано не только то, как возникли первые молекулы белка и нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК), но более таинственно то, как они сотрудничают. Только благодаря сотрудничеству этих двух молекул на Земле сейчас существует жизнь, а появление такого сотрудничества остается «важнейшей и нерешенной проблемой в вопросе о возникновении жизни. Процессы, происходящие в наших клетках настолько сложны и точны, что встает вопрос — откуда такое паразительное взаимодействие белков и нуклеиновых кислот в наших клетках? Как все это возникло? Кто управляет процессом?
Давайте подробно рассотрим все «чудеса», которые ежесекундно происходят в кождом из нас, чтобы как можно глубже прояснить вопрос. Как возникла жизнь на Земле???
Слаженная работа для жизни
Жизнь на Земле невозможна без слаженной работы белка и молекул нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) в живой клетке. Давайте вкратце рассмотрим некоторые особенности этого паразительного молекулярного взаимодействия, ведь именно из-за них многим трудно поверить в то, что живые клетки возникли не по воле слепого случая.
Тчательно изучая человеческое тело вплоть до уровня микроскопических клеток, мы обнаружим, что состоим в основном из белковых молекул. Большинство этих молекул состоят из, похожих на ленты звеньев, аминокислот, которые изогнуты и скручены в разнообразные формы. Одни свернуты в шарики, другие сложены в гармошку.
Определенные белки вместе с липидами образуют мембраны клеток. Другие помогают разносить кислород из легких в другие части тела. Есть белки, которые действуют как пищеварительные ферменты (катализаторы), расщепляя содержимые в пище белки на аминокислоты. Это лишь несколько функций белков. Мы не ошибемся, если скажем, что белки - это мастеровые жизни, без них жизнь невозможна. Но белки, в свою очередь, не могли бы существовать, не будь они связаны с ДНК.
Что такое ДНК? Что она собой представляет? Как она связана с белками? За ответы на эти вопросы выдающиеся ученые удостоились Нобелеевской премии. Но чтобы понять основы, не нужно быть великим биологом.
Управляющая молекула
Клетки в основном состоят из белков, и поэтому для поддержания жизни клеток, для образования новых клеток и для ускорения химических реакций в клетках постоянно нужны новые белки. Инструкции, необходимые для синтеза белков, содержатся в молекулах ДНК (дедоксирибонуклеиновой кислоты). Чтобы лучше разобраться в том, как синтезируется белок, давайте поближе познакомимся с ДНК.
Молекулы ДНК находятся в ядре клетки. Помимо того, что ДНК содержит инструкции, необходимые для синтеза белков, она хранит и передает от одного поколения клеток к другому генетическую информацию. По форме молекулы ДНК напоминают скрученную веревочную лестницу (она называется двойной спиралью). Каждая из двух нитей «лестницы» ДНК состоит из огромного числа более мелких составляющих, называемых нуклетидами, у которых бывает четыре типа оснований; аденин (А), гуамин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). А этом «алфавите» ДНК пара букв - либо А и Т, либо Г и Ц - образуют одну ступеньку двухспиральной «лестницы». Эта «лестница» содержит тысячи генов, основных носителей наследственной информации.
В гене находится информация, необходимая для синтеза белка. Цепочка букв в гене образует генетический код, или «конструкционный план», который указывает, какой вид белка нужно синтезировать. Таким образом, ДНК со всеми входящими в нее составляющими является управляющей молекулой жизни. Без содержащих в них закодированных инструкций не было бы различных белков, а значит и жизни.
Связующие звенья
План синтеза белка хранится в ядре клетки, а непосредственно синтез происходит вне ядра, и поэтому необходима помощь для доставки закодированного плана из ядра к месту синтеза. Такую помощь оказывают молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты).
Химически молекулы РНК подобны молекулам ДНК, и в синтезе белка участвуют несколько видов РНК. Давайте посмотрим, как с помощью РНК происходят чрезвычайно сложные процессы синтеза так неоходимых нам белков.
Работа начинается в ядре клетки с того, что раскручивается и открывается часть «лестницы» ДНК. Благодаря этому буквы РНК образуют связи с открытыми буквами одной из нитей ДНК. Фермент переносит буквы РНК, чтобы соединить их в нить. Так буквы ДНК, «переписываются» в буквы РНК, образуя нечто вроде «диалекта» ДНК. Новообразованная цепочка РНК отделяется, и «лестница» ДНК снова закручивается.
После дальнейших изменений этот вид закодированной РНК готов. РНК выходит из ядра и направляется к месту синтеза белка, где буквы РНК расшифровываются. Каждый набор из трех букв РНК образует «слово», обозначающую одну конкретную аминокислоту. Другой вид РНК отыскивает эту аминокислоту, захватывает ее с помощью фермента и доставляет к месту синтеза белка. По мере прочтения и перевода сообщения РНК цепочка аминокислот растет. Эта цепочка закручивается и укладывается в уникальную форму, создавая один вид белка. И таких видов в нашем теле может быть свыше 50 000.
Примечателен даже сам процесс укладки белка. В 1996 году ученые всего мира, вооружившись лучшими компьютерными программами, состязались в решении одной из сложнейших проблем биологии; они пытались понять, как белок, состоящий из длинной цепочки аминокислот, укладывается в замысловатую форму, которая определяет роль этого белка в жизни.
Результаты этого состязания в двух словах можно выразить так; белки одержали полную победу над компьютерами. По оценкам ученых, на то, чтобы просчитать все возможности укладки белка среднего размера, состоявшего из 100 аминокислот, потребовалось бы (миллиард миллиардов миллиардов) лет.
Мы лишь вкратце посмотрели, как синтезируется белок, и, вероятно, уже поняли, какой это неимоверно сложный процесс. Сколько требуется времени для образования цепочки из 20 аминокислот? Около одной секунды! И этот процесс происходит непрерывно во всех клетках нашего тела от макушки, до пяток.
Какой же из всего этого следует сделать вывод? Хотя есть еще и другие факторы, слишком многочисленные, чтобы рассказать о них всех, но слаженная работа, без которой невозможно создать и поддерживать жизнь, поражает воображение. И выражение «слаженная работа» не передает полностью того, насколько точное взаимодействие необходимо для создания молекулы белка, ведь белку необходима информация от молекул ДНК, а ДНК необходимо несколько видов специальных молекул РНК.
Не следует забывать и о различных ферментах, каждый из которых играет свою и очень важную роль. Когда в нашем организме создаются новые клетки (а это происходит миллиарды раз в день и без нашего сознательного участия), необходимы копии всех трех «участников» этого процесса; ДНК, РНК и белков.
Понятно, почему ученые говорят: «Отнимите одну из трех составляющих, и жизнь угаснет». Или, развивая эту мысль, можно сделать следующий вывод. Жизнь не могла бы возникнуть, не будь этой полной и работоспособной «бригады».
Разумно ли полагать, что все три члена этой «молекулярной бригады» самопроизвольно возникли в одно время и в одном месте, при этом, так точно подошли друг к другу, что смогли объединиться, чтобы начать свою чудесную работу???
Известный генетик Польской Академии наук, Мачей Гиертих сказал; «Нам стало известно о том, как много информации содержится в генах. Наука не в состоянии объяснить, как эта информация могла возникнуть самопроизвольно.
Для этого необходим разум, информация не может возникнуть случайно. Простой набор букв не создает слов. Например, сложнейшая система воспроизведения ДНК, РНК и белков в клетке должна быть совершенна с самого начала. В противном случае живые организмы не могли бы существовать. Единственное логическое объяснение заключается в том, что источником всего неисчерпаемого объема информации был Разум. Разве математические вычисления, о которых было сказано выше, не говорят о том же самом?
Чем больше становится известно о чудесах жизни, тем более логичным кажется вывод; для возникновения жизни необходим источник, обладающий Разумом. Что это за источник???
Как мы уже говорили, миллионы образованных людей приходят к выводу, что жизнь на Земле создал Высший Разум, некий конструктор, знающий все и обо всем. После беспристрастного изучения этого вопроса такие люди понимают, что даже в век научно-технического прогресса разумно согласиться с псалмопевцем, который очень давно сказал в Библии о Боге; «Ибо у Тебя источник жизни». (псалом 35-10)
Но, несмотря ни на что, многие ученые до сих пор с упорством, достойным похвалы, работают в своих лабораториях над созданием живой материи из неживой. И хотя ученые зашли в тупик при объяснении взаимодействия ДНК-РНК-белок, некоторые исследователи предложили теорию «мира РНК». Что это такое? Эти исследователи уже не доказывают, что ДНК, РНК и белки возникли одновременно, а говорят, что первой «искрой» жизни была сама РНК.
В 1980-е годы исследователи обнаружили в своих лабораториях, что молекулы РНК могут выступать в роли ферментов, разрезаясь на две одинаковые части и сращиваясь снова. Поэтому была выдвинута теория о том, что молекулы РНК были, возможно, первой саморазмножающейся молекулой.
Предполагают, что со временем эти молекулы РНК «научились» создавать клеточные мембраны (у кого?) и что в конце концов микроарганизм РНК образовал ДНК. Сторонники мира РНК полагают, что их теорию нужно рассматривать, если не как доктрину, то как наиболее приближенную к истине.
Предположим, что первые саморазвивающие молекулы РНК самопроизвольно появились из неживой материи. И тут опять встает один и тот же вопрос; «А кто их «научил» создавать самих себя, затем клеточные мембраны и образовывать ДНК с уже готовой генетической информацией, ведь информация не может возникнуть из ничего»???
Ведь чтобы создать прибор или машину с заранее заданными свойствами и характеристиками, нужен разум c огромным объемом информации!!! А какой должен быть объем информации у Того, Кто создал Вселенную и все сущее в ней, включая и самого человека??? Наверняка Он должен знать все и обо всем!!!
Даже обезьяна, обладающая среди животного мира самым лучшим разумом, не сможет собрать детский конструктор, не говоря уже о молекуле РНК, якобы могущей создать клетку, а затем и целый человеческий организм с потрясающимися характеристиками.
Насколько мы уникальны
Давайте вкратце рассмотрим человека, как наиболее сложную биологическую систему из всех существующих на Земле, и мы поймем., что он не мог появиться случайно. Даже при беглом изучении системы кровообращения, выделения, иммунитета, органов обоняния, осязания, вкуса и, особенно, зрения и слуха трудно удержаться от вывода, что сложные функции и структуры этих систем и органов свидетельствуют; они создавались целенаправленно.
Правда некоторые животные лучше видят в темноте, лучше чуют запахи или слышат, но сочетание этих органов чувств у человека делает его во многих отношениях непревзойденным. Давайте подумаем, благодаря чему мы можем использовать эти возможности и способности?
Все они связаны с органом, который находится в нашей голове и весит всего 1,4 килограмма - головным мозгом. У животных тоже есть мозг, но мозг человека намного превосходит мозг животного, делая человека уникальным!!!
Ученые называют мозг человека «самой сложной из всех известных систем» и «самым сложным объектом во Вселенной».
Чем же уникален наш мозг???
Годами мозг человека уподобляли компьютеру, однако последние открытия показывают неправомерность такого сравнения. Возможно ли постичь работу органа, в котором насчитывается порядка 50 миллиардов нейронов с квадриллионом синапсов (соединений), а общая частота переключения составляет примерно 10 квадриллионов в секунду.
«Не будет приувеличением сказать, что производительность даже самых производительных компьюторов сопоставима с одной тысячной умственных способностей комнатной мухи, не говоря уже о человеческом мозге», -заявляют многие ученые.
Вот что сказал профессор Дейви Гелернтер; «Как бы не совершенствовался компьютер, как бы не росла его производительность - это всегда будет только машина, и у нее не больше ума, чем у цветочного горшка. А все дело в том, что люди - непревзойденные создатели этих машин. И главное отличие в том, что мозг - это орган, который способен формировать осознание своего «Я», благодаря которому, мы обладаем богатым воображением, а компьютеры- нет».
Он сделал вывод; «Пропасть между человеком и компьютером всегда была и никогда не исчезнет, и одна из причин этого заключается, конечно, в их чисто вычислительном действии. Машины и дальше будут упрощать, оздоровлять и обогащать жизнь человека и делать ее более захватывающей. А люди будут и дальше думать о том, о чем думали всегда; о себе, друг о друге, о прекрасном, о смысле жизни, о Боге и о многом другом. Машины на это никогда не влияли и не будут влиять».
Мозг -это очень гибкий биологический механизм или система, - он может изменяться в зависимости от того, как его используют. Видимо, на развитие мозга в течении жизни влияют два основных фактора; что мы пропускаем в мозг через наши органы чувств и о чем мы думаем, мыслим.
Ученые обнаружили, что в мозге умственно активных людей число соединений (синапсов) между нервными клетками (нейронами) может быть на 40% больше, чем число соединений в мозге умственно ленивых людей. И даже у пожилых людей, если они остаются умственно активными, в их мозге все так же могут образовываться новые соединения и сохраняться старые.
В Библии об этом говорится так; «Преобразуйтесь обновлением ума вашего или облекитесь в нового человека, который обновляется в познании», получаемым через разум (Римляном 12 : 6; Коллосянам 3 : 10).
Ярким примером «обновления ума», являются люди умственных профессий и, в особенности, ученые, занимающиеся фундаментальной или прикладной наукой.
Мозг человека
Мозг человека состоит в основном из коры головного мозга. Кора головного мозга - это поверхностный слой мозга, который наиболее тесно связан с интеллектом, позволяющий нам думать, вспоминать, представлять. Именно, по существу, благодаря ей (коре), мы и являемся людьми.
Если бы кору головного мозга человека распрямили, то она бы покрыла четыре машинописных листа бумаги, кора шимпанзе покрыла бы только один лист, а кора крысы покрыла бы только почтовую марку.
Почему у людей есть области коры головного мозга, которые участвуют в высшей нервной деятельности, а у животных эти области либо недоразвиты, либо они вообще отсутствуют? Контраст настолько велик, что биологи — эволюционисты говорят о «загадочном скачке в размерах головного мозга».
Отмечая необычное увеличение коры головного мозга человека, профессор биохимии Ричард Томпсон сказал; «Мы до сих пор не понимаем, почему это произошло. Может причина заключается в том, что человек был создан с этими бесподобными возможностями мозга?»
Важной отличительной особенностью нашего мозга, является способность общения, которым нет равных среди животных. В общении играют некоторую роль руки (мы можем писать, жестикулировать, разговаривать на языке жестов), но главную роль обычно играет рот. Человеческая речь - будь то первое слово младенца или слово пожилого человека - это чудо!!!
Чтобы произнести несчетное множество различных звуков, работают совместно около 100 мышц языка, челюсти, горла и грудной клетки.
Почему по интеллекту люди намного превосходят животных, например, обезьян? Нейрофизиолог Уильям Кальвин объясняет; «Дикие шимпанзе используют около трех дюжин звуков, которые передают около трех дюжин различных значений. Шимпанзе могут повторять звук для усиления его значения, но они не соединяют вместе три звука, чтобы пополнить свой «словарный запас» новым словом. Мы, люди, тоже используем около трех дюжин звуков, называемые фонемами. Но только их комбинации имеют смысл; мы соединяем вместе бессмысленные звуки и получаем несущие смысл слова».
Уильям Кальвин отметил, что «никто еще не объяснил», как прошел скачок от языка животных «один звук - одно значение», к присущей только людям способность использовать синтаксис. И это присуще всем народам на Земле, соединять звуки в слова, придавая им смысл, а потом эти слова соединять по правилам граматики в предложения, - нигде не было найдено безмолвное племя.
Человеческий язык - это помеха на пути теории зволюции, потому что, он обладает слишком большими возможностями, которые ничем нельзя объяснить, между человеческой речью и способами общения животных огромная пропасть и профессор Людвиг Келер выразился об этой разницы так; «Человеческая речь — тайна; это Божий дар, чудо!!!».
Даже трехлетний ребенок, который стремясь понять окружающий мир, обрушивает на нас лавину вопросов, - обезьяны же вопросов не задают. Да, только людям свойственно задавать вопросы, в том числе, и вопросы о смысле жизни.
Память и не только
В отличии от животных, которые живут и действуют, в основном, в соответствии с насущными потребностями, люди могут размышлять о прошлом и планировать будущее. Мы это можем делать благодаря, практически, безграничной способности мозга запоминать информацию. Правда, животные тоже имеют определенную память, и это позволяет им отыскивать дорогу домой или вспоминать, где можно найти еду. Но память животных несравнима с памятью человека.
По оценкам ученых, «наш мозг может хранить информацию, которая заняла бы около 20 миллионов томов - столько же, сколько насчитывается в крупнейших библиотеках мира». Некоторые неврологи полагают, что за жизнь средней продолжительности человек использует только сотую долю одного процента потенциальных возможностей своего мозга. Почему наш мозг обладает такими огромными возможностями, а мы используем лишь ничтожную их часть? Зачем клеткам нужна была такая расточительность???
А ведь наш мозг - не просто огромный склад информации, подобный суперкомпьютеру. Профессор биологии Роберт Орнштейн пишет; «Способность человеческого разума учиться - накапливать и вспоминать информацию - самое потрясающее явление в биологическом мире. Все, что делает нас людьми; язык, мысли, знания, культура, - является проявлением этой необыкновенной способности». Более того, мы обладаем сознанием, что по-истине делает нас уникальными.
Ум описывается как «загадочная субстанция, которой присущи интеллект, способность принимать решения, восприятие, осведомленность и самосознание». Как ручьи, протоки и реки питают море, так и воспоминания, мысли, образы, звуки и чувства постоянно пополняют наш ум или проходят через него. По определению, «сознание, - это восприятие того, что поступает в ум человека».
В наши дни исследователи достигли больших успехов в понимании физического строения мозга и отдельных происходящих в нем элекрохимических процессов. Ученые могут также объяснить схемотехнику и принципы работы самого новейшего компьютера. Но между мозгом и компьютером существует огромная разница. Благодаря мозгу мы обладаем сознанием и осознаем свое существование, что не скажешь о компьютере. Чем объяснить такую разницу???
По правде говоря, остается тайной то, как и почему происходящие в нашем мозге физические процессы порождают сознание. «Я не могу представить, чтобы какая-нибудь наука сумела объяснить это», - сказал один нейробиолог. Профессор Джеймс Трефил также отметил; «Единственный крупный вопрос в науке, который мы не знаем даже, как сформулировать... Это вопрос о том, что точно означает для человека обладать сознанием».
Одна из причин, почему это так, заключается в том, что ученые стараются понять мозг с помощью мозга. А простого изучение физиологии мозга может оказаться недостаточно. Ученый Дейвид Чамерз отметил, что сознание это «одна из наиболее трудных для понимания тайн бытия, но одних лишь знаний о том, как работает мозг, возможно, мало, чтобы постичь ее».
Как бы то ни было, каждый из нас обладает сознанием. Напрмер, яркие воспоминания о событиях прошлого - это не просто хранимые в памяти факты, подобные битам информации в компьютере. Мы можем размышлять о событиях нашей жизни, извлекать из него уроки и учитывать их, когда строим планы. Мы можем представить себе несколько вариантов развития событий в будущем и оценивать возможные последствия каждого. Мы умеем анализировать, творить, ценить и любить. Нам приятно говорить о прошлом, настоящем и будущем. Мы знаем о нравственных принципах и можем учитывать их, когда принимаем решения, которые не всегда приносят пользу сразу же. Нас влечет к прекрасному в сикустве и в вопросах морали. Мы можем создавать в уме идеи и совершенствовать их, а также предвидить, какой будет реакция других людей, если мы воплотим эти идеи в жизнь.
Из таких факторов складывается осведомленность, которая отличает людей от других форм жизни на Земле. Ученый Ричард Рестак говорит; «Только человеческий мозг обладает способностью отстраняться, исследовать собственную работу и благодаря этому достигать каких-то новых высот. Безусловно, именно способность изменить план своих действий и пересмотреть свое положение в мире, отличает нас от других созданий на Земле».
Некоторых человеческое сознание озадачивает. В одной книге, хотя и поддерживается чисто биологическое объяснение сознания, все же говорится; «Мы заходим в тупик, когда задумываемся о том, как процесс эволюции, напоминающий игру случая, в которой на проигравших налагаются баснословные штрафы, мог создать такие качества, как любовь к прекрасному и к истине, сочувствие, свободу, и самое главное, - необъятность человеческого восприятия. Чем больше мы размышляем о своих духовных возможностях, тем больше это нас поражает». Как справедливы эти слова.
И так, можно заканчивать разговор об уникальности человека, приведя несколько фактов о нашем сознании, которые показывают, почему многие люди убеждены, что должен существовать Разумный Конструктор, заботливы Творец.
Искуство и красота
Почему люди занимаются искуством, какая у них польза от него? Люди преодолевают огромные расстояния, чтобы посетить какую-нибудь выставку или концерт. А кто не сможет этого сделать, вешают картины в своих домах и слушают музыку дома или в машине того или иного стиля. Почему? Уж конечно не потому, что некогда музыка способствовала выживанию сильнейших. Профессор Майкл Лейтон по этому поводу говорит; «Возможно, искуство - это самое необъяснимое явление в жизни рода человеческого».
И все же, мы знаем, что наслаждаться искуством и красотой - это часть того, что позволяет нам чуствовать себя «людьми». Животное тоже может сидеть на склоне горы и смотреть на прекрасное небо, но привлекает ли его красота, как таковая? Мы смотрим на сверкающий в лучах Солнца горный поток, удивляемся поразительному разнообразию жизни в тропическом лесу, любуемся видом побережья, вдоль которого выстроились пальмы, восторгаемся звездами, рассыпанному по черному бархату неба. Как часто охватывает нас чувство благоговения! Эта красота волнует наше сердце, одухотворяет нас. Почему???
Продолжение »