Chemie náhodou – rovnice pro neživot

Charles McCombs, Ph.D.

(Z icr.org řeložil M. T. – časopis Acts & Facts, roč. 38, č. 2, str. 30-31).

Aby vědci určili, jaké procesy působily při vzniku života na téhle planetě, pozorují dnešní život. Je to jako když se díváme na 100 let starou fotografii, abychom určili, jakým aparátem byla zhotovena. Nejlepším výsledkem, který může tenhle typ analýzy poskytnout, je dohad – a dohad je také tím nejlepším, co může vyprodukovat chemická evoluce. Evolucionisté vyprávějí pohádku o tom, že život vznikl z chemických sloučenin, v nějaké prvotní polévce, ze které se život náhodně vynořil.

Mohou náhodné chemické „příhody“ vytvořit stavební kameny života? Následujících osm překážek v chemii dokazuje, že vznik života náhodou je konceptem neudržitelným.

1. Problém nereaktivity

Složky potřebné pro život se mohou vytvořit pouze jistými chemickými reakcemi odehrávajícími se ve specifickém prostředí. Voda je nereaktivní prostředí pro všechny přirozeně se vyskytující chemikálie. Ve vodním prostředí se nemohou slučovat aminokyseliny a nukleotidy, aby vytvořily polymerovou páteř nutnou pro bílkoviny a DNA/RNA. V laboratoři je jedinou cestou, jak spustit reakci ke vzniku polymeru, dát chemikálie aktivovat, a pak umístit do reaktivního prostředí. Proces musí být zcela bezvodý, jelikož by aktivované sloučeniny reagovaly s vodou. Jak mohly bílkoviny a DNA/RNA vzniknout v nějaké prvotní, vodní polévce, když jsou v ní přirozené složky nereaktivní a když nezbytné aktivované složky nemohou ve vodě existovat?

2. Problém ionizace

Problém ionizace souvisí s problémem nereaktivity. Aby vznikla bílkovina, musí aminová skupina jedné aminokyseliny reagovat s kyselinovou skupinou jiné aminokyseliny a vytvořit amidovou vazbu. K takovým reakcím musí dojít několiksetkrát, aby vznikla bílkovina. Jak jsme se již dříve zmínili, aminokyselina musí být chemicky aktivována, aby vznikl polymer, protože bez aktivace by byla každá aminokyselina ionizována vzhledem k reakci kyselina-zásada. Aminová skupina je zásaditá a bude rychle reagovat se skupinou kyselinovou, která je též přítomna. Tahle reakce kyselina-zásada u aminokyselin probíhá ve vodě okamžitě a složky nezbytné pro vytvoření bílkoviny nejsou k dispozici ve formě, v níž mohou reagovat. Tohle je problém ionizace.

3. Problém Le Chatelierova zákona (princip akce a reakce)

Existuje další vážný problém, se kterým se setkáme, budeme-li se pokoušet vytvořit polymerickou páteř proteinu či DNA/RNA. Pokaždé, když při tvorbě polymeru jedna složka reaguje s druhou složkou, vytváří chemická reakce také vodu jako vedlejší produkt reakce. U chemických reakcí platí zásada (založená na Le Chatelierově principu) zvaná zákon akce hmoty, která praví, že všechny reakce probíhají ve směru od nejvyšší k nejnižší koncentraci. To znamená, že jakákoli reakce, která produkuje vodu, nemůže být uskutečněna v přítomnosti vody. Tento zákon akce hmoty znamená zásadní překážku pro tvorbu proteinu, DNA/RNA i polysacharidů, protože i kdyby došlo ke kondenzaci, voda z předpokládané prvotní polévky by je okamžitě hydrolyzovala. Takže kdyby vznikaly podle evoluční teorie, musela by být z produktů odstraňována voda, což je nemožné ve „vodní“ polévce.

Le Chatelierův princip = princip akce a reakce; zvýšení teploty posouvá rovnovážné složení chemicky reagující soustavy u exotermních reakcí na stranu výchozích látek a u endotermních reakcí na stranu reakčních zplodin. Henry-Louis Le Chatelier (1850 – 1936), francouzský chemik a fyzik. (pozn. překl.)

4. Problém reaktivity

Chemická reaktivita se týká rychlosti, s níž složky reagují. Začal-li život v nějaké prvotní polévce přirozenými chemickými reakcemi, pak musí být zákony chemie schopny předpovědět sled těchto polymerových řetězců. Sešla-li se v tomto prostředí zásoba aminokyselin či nukleotidů a reagovala-li a vytvořila polymerový řetězec proteinu či DNA/RNA, pak by musel existovat chemický mechanizmus, který by určoval sled jednotlivých složek.

U chemických reakcí existuje pouze jediný způsob, jakým všechny chemikálie reagují: podle svých relativních reakčních rychlostí. Jelikož mají všechny aminokyseliny i nukleotidy různé chemické struktury, ona odlišnost ve struktuře způsobí, že každá složka bude reagovat odlišnou rychlostí. Každá ze známých aminokyselin i každý nukleotid mají tedy známou relativní rychlost reakce, ale tento fakt znamená pro evoluci vážný problém. Relativní rychlost reakce nám říká, jak rychle reagují, nikoli kdy reagují.

V náhodné chemické reakci může být sled aminokyselin vymezen pouze jejich relativními reakčními rychlostmi. Polymerový řetězec přítomný v přírodních bílkovinách i DNA/RNA má sled, který se neshoduje s reakčními rychlostmi jednotlivých komponentů. Ve skutečnosti mají všechny aminokyseliny relativně podobné struktury, a proto mají všechny podobné reakční rychlosti. Totéž platí pro polymerizaci nukleotidů při vytváření DNA/RNA. Problém je ten, že jelikož všechny aminokyseliny či nukleotidové složky by reagovaly přibližně touž rychlostí, všechny bílkoviny a všechny DNA/RNA by měly sled polymerů odlišný od toho, který pozorujeme ve svých tělech. Produkt přírodních čili náhodných reakcí by nikdy nemohl poskytnout přesné sekvence (sledy) přítomné v bílkovinách a DNA/RNA.

5. Problém selektivity

Chemická selektivita se týká místa, kde složky reagují. Jelikož má každý řetězec dva konce, mohou se reagující složky přidat na kterýkoli konec řetězce. I kdyby nějakým čarovným procesem jedna složka reagovala jako první následovaná složkou druhou, výsledné produkty by byly směsí nejméně čtyř izomerů, protože existují dva konce řetězce. Existuje-li stejná šance na to, že jedna složka bude reagovat na dvou různých místech, pak jich polovina bude reagovat na jednom konci a polovina na druhém konci. Přidá-li se složka druhá, bude reagovat na obou koncích řetězce obou produktů již přítomných.

Jelikož reakční rychlosti aminokyselin jsou podobné stejně jako rychlosti nukleotidů, viděli byste, jak se všechny složky připojují náhodně na oba konce vznikajícího řetězce. Výsledkem je směs několika izomerů, z nichž je požadovaná sekvence pouze menšinovým produktem, a tohle je problém s připojováním pouhých dvou aminokyselin. Kdyby se začala připojovat aminokyselina třetí, mohla by teď reagovat na obou koncích čtyř produktů, a tak dále.

Ale jelikož mohou bílkoviny obsahovat stovky aminokyselin v přesném pořadí, představte si to obrovské množství nežádoucích izomerů přítomných vinou náhodného procesu. DNA/RNA obsahují miliardy nukleotidů v přesném pořadí. Evolucionisté by mohli namítat, že veškeré DNA/RNA i proteiny byly vytvořeny tímto náhodným způsobem a příroda prostě vybrala ty, které fungovaly. Avšak toto tvrzení ignoruje fakt, že v lidském těle neexistují miliardy „přebytečných“ DNA/RNA a proteinů.

6. Problém rozpustnosti

Jak se polymerový řetězec prodlužuje a jak jsou další složky k řetězci přidávány, reaktivita čili rychlost tvoření polymeru se stále snižuje a chemická rozpustnost polymeru ve vodě klesá. Rozpustnost je životně důležitým faktorem, protože jak aktivovaná složka tak polymerový řetězec, k němuž je připojována, musí být rozpustné ve vodě, aby požadovaná reakce fungovala. Ve skutečnosti však existuje bod, za nímž délka polymeru sníží jeho rozpustnost a nakonec způsobí, že polymer je ve vodě nerozpustný. Když k tomu dojde, připojování dalších složek se zastaví a řetězec se už nerozrůstá. Požadované proteiny a DNA/RNA přítomné v těle by se nikdy nevytvořily, protože složky jsou nerozpustné.

7. Problém cukru

Nukleotidy nezbytné pro DNA a RNA jsou tvořeny reakcí molekuly cukru s jedním ze čtyř různých heterocyklů. Evoluční teorie vyžaduje, aby byl cukr přítomen ve zmiňované prvotní polévce. Avšak přítomnost cukru vytváří další problém. Cukry nutné pro syntézu DNA a RNA nazýváme redukujícími cukry. Tyto cukry mohou způsobovat vytváření nežádoucích produktů reakcí, navíc také odstraňují složky nezbytné pro reakci. Kdyby byly aminokyseliny (k tvorbě bílkovin) a cukry (k tvorbě nukleotidů) přítomny v oné polévce, okamžitě by spolu reagovaly, a tak by odstraňovaly obě složky ze směsi. Produkt téhle nežádoucí reakce nemůže reagovat s aminokyselinami a vytvářet proteinový řetězec ani s heterocykly a vytvářet nukleotidy vedoucí k DNA či RNA.

Heterocykly, heterocyklické sloučeniny = organické sloučeniny, jejichž molekuly obsahují cykly, v nichž je vedle uhlíku zabudován alespoň jeden další řetězotvorný atom, zejména dusík, síra, kyslík, fosfor (pozn. překl.).

8. Problém chirality

Chiralita je vlastnost mnoha molekul s trojrozměrnými strukturami. Mnoho molekul může mít shodný počet a typ atomů i vazeb, ale liší se pouze tím, že jsou zrcadlovými obrazy jedna druhé. O takových molekulách říkáme, že jejich vlastností je chiralita čili „asymetrie jako je asymetrická ruka“. Jedna každá aminokyselina každého přírodního proteinu je tvořena „levotočivými“ molekulami a každý nukleotid každé molekuly DNA/RNA je tvořen „pravotočivými“ molekulami. Proteiny i DNA/RNA fungují v lidském těle tak jak fungují, protože disponují chiralitou; fungují, protože jim chiralita dává tu správnou trojrozměrnou strukturu. Pouze jedna konfigurace funguje; ty ostatní ne. Kdyby byly proteiny a DNA/RNA vyvinuty evolucí, pak by výsledné produkty měly nesprávnou chiralitu, a proto nesprávnou trojrozměrnou strukturu. Molekuly s nesprávnou chiralitou nepodporují život v našich tělech.

Řešení problémů

Chemické řízení nezbytné pro vytvoření specifické sekvence v polymerovém řetězci není prostě možné náhodou. Syntéza bílkovin a DNA/RNA v laboratoři vyžaduje, aby chemik kontroloval podmínky reakce, důkladně rozuměl reaktivitě i selektivitě každé složky a pečlivě řídil pořadí doplňovaných složek s tím, jak řetězec nabývá na objemu. Úspěšné vytvoření bílkovin i DNA/RNA v nějaké pomyslné prvotní polévce by vyžadovalo tutéž úroveň řízení jako v laboratoři, ta však není možná bez chemika, který řídí celý proces a dohlíží na něj.

Každý z uvedených osmi problémů by mohl bránit evolučnímu procesu ve vytváření chemikálií důležitých pro život. Jenom samotná chiralita by ho vykolejila. Evolucionisté proto skrytě doufají, že chemii takto neznáte. Darwin tvrdil, že život vznikl náhodnými přírodními procesy, nicméně zákony chemie tuto domněnku vyvracejí. Stavební kameny života jednoduše nemohou vznikat náhodou.