Proč držet neudržitelnou hypotézu?

Chemická evoluce - samovolný vznik života z neživé hmoty

Celá hypotéza zvaná evoluce (chemická i biologická) není vědou, ale vírou (ideologií). Věda je o pozorovatelném, opakovatelném, testovatelném, vyvratitelném. Velmi zlé však je, že tato evoluční víra v sebezdokonalování neživých a živých soustav “kdysi kdesi jaksi ” je dnes už v silném protikladu k tomu, co věda od doby Clausia, Darwina, Pasteura a Mendela poznala a bezpečně ověřila. Roger Caillois to vyjádřil slovy: "Clausius a Darwin nemohou mít oba pravdu”. (R. Caillois, 1976. Coherences Aventureuses. Paris: Gallimard – Tajemství vzniku života, Dr. Charles Thaxton)

Evolučním ideologům se přihodilo to, co se často stává zamilovaným. Zamilovali se do evoluční hypotézy natolik, že už nevidí fakta, která tuto hypotézu jednoznačně vyvrací. Oslepli. A podle míry svědomí toho kterého vědce se chovají: od ochoty diskutovat o pravdivosti této hypotézy, přes neochotu, až k úplné zuřivosti a dokonce falšování řady dat a faktů. Mimo tyto postoje se ovšem evoluční teorie učí vesele na školách jako jediné seriózní vědecké vysvětlení toho, proč jsme tady, proč je tu vesmír, svět a všechny druhy rostlin, živočichů a člověk. Evoluční fantazie se vytrubují do veřejnosti; téměř se nesetkáte s programem o přírodě, kde by se slovo evoluce neskloňovalo ve všech pádech. Ostatní možné alternativy vzniku přírody, byť jsou mnohem prokazatelnější než evoluční procesy, jsou odsouvány do říše mýtů, metafyziky či náboženství. Evoluční ideologie pronikla téměř do všech oblastí, kde se ateista neobejde bez víry. Víra v evoluci nahradila víru v Boha. Problémem zůstává, zda lze prokázat, že nemyslící, náhodné procesy a děje v přírodě mají sílu a schopnost vytvořit to, co je schopna vytvořit inteligence, potažmo program. Podstatnou otázkou tedy není, zda víra v evoluci může nahradit víru v Boha (to už se stalo), ale zda uváděné evoluční mechanizmy dokáží zkonstruovat to, co by dokázal Bůh nebo jiná myslící bytost. Zda tedy skutečnost, ta vědecky popsatelná, svědčí spíše o evoluci nebo o Bohu! A právě zde všechny poznatky, nashromážděné od doby Darwina a jeho knihy O vzniku druhů ukazují, že evoluční hypotéza je čirou fantazií. Stále jasněji se ve vědě ukazuje, že svět nemohl vzniknout evolucí!! Kdyby byla jakási “věčná” hmota či energie ponechána jen dlouhému času a samovolným procesům, nebyli bychom tu ani my, lidé, ani příroda, ani vesmír.

Co vlastně dělá věda a základní výzkum?

Odhaluje věci, které nejsou na první pohled patrné, a tak nám umožňuje dělat si pravdivější pohled na svět.

Chemická evoluce

Chemická evoluce vyžaduje splnění velkého množství podmínek (kámen nezasklí okno)

Současné poznatky o možnostech vzniku nejjednoduššího živého organizmu spontánní cestou dávají jednoznačně za pravdu Pasteurovi. Všechny pokusy a výpočty končí konstatováním, že ve sterilním prostředí něco tak složitého, jako je i ta nejpředstavitelněji nejjednoduší protobuňka, vzniknout nemůže – i ten nejjednodušší živý organizmus, aby byl schopen dalších adaptací, musí mít alespoň možnost se reprodukovat. Nyní podrobněji.

Redukční (tj. bezkyslíkatá, neoxidační) atmosféra

Ta je jednou z obrovského množství klíčových podmínek pro uskutečnění chemické evoluce na bázi uhlíku. Proč?

A – Rozklad: všechny nezbytné chemické prekurzory (uhlovodíky) podléhají v přítomnosti kyslíku rychlému rozkladu.

B – Inhibice: pokud by byl molekulární kyslík přítomen i jen ve stopovém množství, organické molekuly by se nemohly vůbec tvořit. Shklovskii a Sagan k tomu poznamenali: "Pokud se podmínky laboratorního pokusu změní na oxidující, organické syntézy se skutečně zastaví."( I.S. Shklovskii a C. Sagan, 1966. Intelligent Life in the Universe. New York: Dell, str. 231 )

C – Ozónová ochranná vrstva: Už jen jedna setina současné úrovně (21%) kyslíku by postačila k vytvoření účinné ozónové clony. Tím by byla Země chráněna před vešerým ultrafialovým zářením o vln. délce < 300nm, které je považováno za jednu z možných energií pro syntézu biomakromolekul. Pokud by dávná atmosféra byla i jen trochu oxidující, (na Marsu je silně oxidující), chemická evoluce by se nemohla uskutečnit – ozón by tomu zabránil. Většina z předpokládaných složek prebiotické atmosféry (CH₄, CO, N₂, CO₂, H₂S, NH₃, H₂O, H_2, HCN, HCHO aj.) absorbuje sluneční světlo téměř výlučně při vlnových délkách pod 200 nm. Jen malá část (0,015 %) energie slunečního záření je tvořena zářením tak krátké vlnové délky.

Možné zdroje volného kyslíku v atmosféře dávné Země:

(sopečné exhalace (komety/meteority) = nepravděpodobný zdroj molekulárního kyslíku) – současné sopeč. plyny neobsahují volný kyslík, jen CO₂, H₂O, H₂S aj. Je to tím, že při vysokých teplotách (nad 600°C) reaguje kyslík s minerál. látkami v zemi, výsledkem je neoxidující směs plynů.

(fotosyntéza – sice až po vzniku života, ale některé nálezy ukazují na existenci života již velmi záhy, viz níže)

fotodisociace vody: (2 H₂O + (hn ) energie ultrafialového světla = 2 H₂ + O₂.) Výpočty množství prebiotického kyslíku v dávné atmosféře se sice různí, od 10^-15 až k 0,1 PAL (=present atmospheric level), ale všeobecný jasný závěr současných vědeckých debat zní: dávná atmosféra obsahovala mnohem více kyslíku, než si dosud kdokoliv představoval. Na této představě mají důležitý podíl měření hvězd podobajících se Slunci, které emitují 10⁴ krát více UV záření než Slunce. Tím by koncentrace kyslíku vlivem fotodisociace (na prvotní Zemi) silně stouply. Vysoký odhad koncentrace kyslíku je též podporován údaji z Apolla 16. UV spektrografická kamera  Apolla 16 odhalila masivní mrak atomárního vodíku obalujícího Zemi a sahajícího až asi 65 000 km do prostoru. Je tu cyklický paradox: život potřebuje ochranu před UV zářením, ale chemická evoluce k jeho vzniku potřebuje UV záření. UV záření rozkládá vodní páru na kyslík a vodík, což by způsobilo, že by život nemohl vzniknout a tudíž by následná ozónová vrstva neměla ani co ochraňovat a jediné, co by vlastně ochraňovala, by bylo, aby život vzniknout nemohl, protože by pro svůj vznik díky ní neměl dostatek UV energie na svoji syntézu.

Geologické nálezy /neukazují na bezkyslíkovou atmosféru/

1. Pre – biotický kyslík ve svědectví geologic. nálezů

Úvahy o volném atmosférickém kyslíku, odvozované z nálezů minerálů, se opírají o oxidační stupeň prvků ve vrstvách minerálů, které se utvořily během různých geologických fází.

Oxidy železa jsou nepochybným důkazem přítomnosti kyslíku v dávné atmosféře.V sedimentech všech stáří byly nalezeny oxidační stupně železa od FeO, přes Fe₂O ₃ (krevel-hematit, oxid železitý) k  FeS₂ což ukazuje spíše na místní podmínky, ne všeobecné. Vyvozuje se z toho, že geologické důkazy nemohou být použity k utvoření všeobecného závěru týkajícího se zemské atmosféry. Erich Dimroth a Michael Kimberley prozkoumali řadu minerálů včetně sloučenin uranu a železa, a uzavírají:

V rozložení uhlíku, síry, uranu nebo železa v sedimentech jsme nenalezli žádný důkaz o tom, že by kdykoli během celé geologické historie, zaznamenané v dobře konzervovaných naplavených horninách, existovala bezkyslíkatá atmosféra. (1976, Can. J. Earth Sci. 13,1161).

2. Kyslík z fotosyntézy ve svědectví geolog. nálezů

Kyslík produkující organizmy (cyanobakterie a sinice/Cyanobacteria/pochází od nich dnes např. vodní květ na rybnících) existovaly dle evoluč. odhadů už asi před 3mlrd. let. (Říše Eubacteria/nadříše Prokaryota/ se dělí na dvě podříše: Baktérie(Bacteria) a Sinice(Cyanobacteria). Na aktivitu živých organizmů lze soudit:

Podle množství vápence (vytvořeného kyslík produkujícími organizmy, např. metabolizmem řas) ve starých ložiscích (např. Bulawayan, 2,7-3,0 mlrd. let) lze usuzovat na to, že tehdejší hladina O₂ byla významná. (Některý vápenec pochází též ze schránek mořských živočichů.)

Walker tvrdí, že kyslík z fotosyntézy se objevil před více než 3,8mlrd let a doba existence prebiologické atmosféry musela být z ”geologického hlediska krátká”.

Dle zastoupení izotopů síry v prakambrických minerálech usuzují Churkov a spol. na ”...existenci organizmů redukujících sírany a přítomnost podstatného množství kyslíku v pozemské atmosféře před 3 mlrd. let nebo dříve.”

Metabolizmus živých organizmů selektivně upřednostňuje izotop uhlíku ¹²C před ¹³C. Zvýšený poměr ¹²C ku ¹³C v chemických látkách může tedy ukazovat na vztah k životním procesům. Na základě výzkumu izotopů uhlíku Eichmann a Schidlowski ukázali, že “již před více než 3 mlrd. let byla fotosyntézou vyprodukována většina z kyslíku...ten je nyní vázán ve formě Fe₂O₃ (hematit) a SO₄ (sírany).

Začínají se nyní provádět pokusy s podstatně neutrálnější prebiotickou atmosférou, složenou z CO₂, N₂, H₂O a snad z 1 % H₂ a slabě oxidačními podmínkami. Jejich výsledkem jsou ovšem méně rozmanité a méně koncentrované produkty než v redukční atmosféře.

Doplňující údaje a shrnutí Pomalá oxidace většiny organických sloučenin probíhá i při nízké koncentraci kyslíku a její rychlost ještě značně vzroste za přítomnosti ultrafialového záření. Toto je tak závažné, že se zdá být nemožné dlouhodobější zachování organických sloučenin v prebiotickém oceánu poté, co se kyslík stal součástí zemské atmosféry.

Berkner a Marshall (J.Atmos.Sci., str. 225.) předpokládají, že při koncentraci O_{2 =} 0,1 PAL by vznikla koncentrace O₃ dostatečně velká, aby zabránila průniku smrtícího UV o vlnové délce menší než 300 nm. Jinde se uvádí 0,01 – 0,1 PAL.

Neodostatek času “Nejnápadnějším rysem evoluce života na Zemi je, že proběhla tak rychle.”(Richard E. Dickerson, 1978, Sci. Am. 239, 70) Cyril Ponnamperuma z univerzity v Marylandu a Carl Woese z univerzity v illinois předpokládají, že život může být stejně starý jako Země a že se doba jeho vzniku možná shoduje se zrodem naší planety. (“How Did Life Begin?” Aug.6, 1979, Newsweek, p.77) Pomocí radiometrických metod bylo odhadnuto stáří kamenných meteoritů na 4,6 mlrd let. (Dickerson, Sci. Am., p. 70) Pokud se Slunce, planety, meteority a jiné úlomky slunce vytvořily z téhož primordiálního prachu zhruba ve stejnou dobu, byla by Země stará přibližně 4,6 mlrd let. Až do konce šedesátých let byl za nejstarší důkaz života považován výskyt zkamenělých stromatolitů (fotosyntetizující řasy) ve 2,7 mlrd. let starých vápencích v jižní Rhodesii. (S. Fox a K. Dose, 1972. Molecular Evolution and the Origin of Life. San Francisco: W.H.Freeeman & Co., p. 286). Koncem 60 let byly nalezeny molekulární fosilie a mikrofosilie v horninách 3,2mlrd. let. Předtím se většina vědců domnívala, že chemická evoluce probíhala 2mlrd. let. V současné době se doba pro chemickou evoluci zkrátila na 170mil. let (někteří hovoří o 100 mil. let), což je podle některých vědců doba příliš krátká i pro abiogenní syntézy nezbytných prekurzorů, natož pro chemickou evoluci. (od 4,6 do 3,98mlrd. let Země chladla, první život se objevuje 3, 81mlrd let, tj. 170mil. let zbývá na chem. evoluci).

Problém vzniku velkého množství prekurzorů života – tzv. chemické prapolévky

1. Koncentrace důležitých složek prvotní atmosféry byla patrně snižována fotodisociací vlivem krátkovlnného UV záření (< 200 nm). Atmosférický metan by polymeroval a komplikované uhlovodíky by vytvořily skvrnu 1-10m hlubokou. 99% atmosférického formaldehydu by bylo fotolýzou rychle odbouráno na oxid uhelnatý a vodík. Oxid uhelnatý by byl v alkalickém oceánu rychle a ireversibilně přeměňován na mravenčan. Rychle by proběhla i fotolýza amoniku na dusík a vodík, jeho koncentrace by klesla na hodnotu bezvýznamnou pro chemickou evoluci. Kdyby veškerý dusík současné atmosféry existoval v dávné atmosféře ve formě amoniaku, byl by odbourán ultrafialovým zářením během 30 000 let. (Pokud by poměrné zastoupení amoniaku ve směsi plynů při povrchu Země bylo řádově

10^-5 , jak určil Sagan, byl by poločas rozkladu amoniaku v atmosféře pouze 10 let). Fotolýza sirovodíku na volnou síru a vodík by netrvala déle než 10 000 let. V oceánu by koncentrace sirovodíku klesala tvorbou sulfidů kovů, které jsou dobře známé svou nízkou rozpustností. Fotodisociace by působila rozklad vody na vodík a kyslík (jak už o tom byla řeč výše). Metan by již ve výšce asi 30 km absorboval všechno sluneční záření vlnové délky 145 nm i při současné koncentraci. (v prvotní atmosféře se počítá s několikanásobně vyšší koncentrací metanu). Proto musely syntézy zahrnující fotolýzu metanu probíhat ve velkých výškách. V těchto výškách by byly produkovány i aminokyseliny, ale trvalo by jim tři roky než by se z těchto výšek dostaly do oceánu. Během této cesty by byly vystaveny destruktivnímu ultrafialovému záření větších vlnových délek (> 200 nm). Tato část UV spektra je intenzívněšjí než jeho krátkovlnná část (< 200 nm), užívaná při syntézách. Ultrafialové světlo by rozložilo také mnoho organických sloučenin v oceánu, protože prostupuje desítky metrů pod jeho hladinu a mořské proudy vynášejí na povrch i hlubinnou vodu.

Tepelný rozklad a “concerto effect”

Problém tepelného rozkladu Pokud by oceány měly větší teplotu než asi 25°C, došlo by k rozpadu různých organických sloučenin prebiotické polévky a chemická evoluce by se nemohla uskutečnit. Uvažuje se o teplotách podstatně nižších, kolem nuly i pod ní, kdy by byly oceány zamrzlé.

Tím by ale bylo podstatně méně bouřek (jsou závislé na odparu vody) a tak by chemická evoluce ztratila důležitý zdroj energie: blesk. Ten je však dnes už méně uvažován za zdroj potřebné energie.

V produkci aminokyselin jsou povážovány tlakové vlny za více než milionkrát učinnější než ultrafialové záření. Problémem je tzv. “Concerto Effect” – tj., že všechny zdroje energie a chemické látky působí ve skutečnosti společně, v součinnosti – a to jak při syntéze, tak i destrukci organických sloučenin. Jeden zdroj energie ničí to, co druhý vytvořil. Převažuje destrukce.

Hydrolýza kyanovodíku (HCN) a nitrilů (RCN). Podle Ponnamperumy mohl být kyanovodík “nejdůležitějším intermediátem na cestě vedoucí ke vzniku života.” Umožňuje produkci aminokyselin (Streckerova syntéza), je výchozí sloučeninou při syntéze adeninu a množství jiných biomolekul. Jeho význam se zvyšuje tím, že v atmosféře nepodléhá rychlé destrukci ultrafialovým zářením. Měl vzniknout nejprve působením elektrických výbojů v atmosféře, a pak se shromažďovat v oceánu. Hlavní potíž při reakcích HCN a jeho nitrilových derivátů působí však voda. HCN aduje vodu na svou trojnou vazbu za vzniku formamidu, který následnou hydrolýzou poskytuje kyselinu mravenčí. Těžko by v obrovském množství vody existovala rovnovážná koncentrace HCN, protože hydrolýza na kyselinu mravenčí by trvala jen několik let. Je velmi nepravděpodobné, že by HCN sehrál významnou roli v syntéze biologicky významných molekul v prebiotickém oceánu. Od něj odvozené nitrily by mohly působit jako kondenzační činidla, protože dobře reagují s vodou. Odstraňovaly by vodu při kondenzačních reakcích. Např. při tvorbě dipeptidu ze dvou aminokyselin se uvolňuje jedna molekula vody. Tvorba dimeru je termodynamicky nevýhodná, může být rovnováha reakce posunuta ve prospěch jeho tvorby odsraněním vody pomocí kondenzačního činidla. Potíž je v tom, že tato činidla nerozlišují, z jakého zdroje voda pochází.

Dalším rozkladným elementem v oceánu by byly reakce sloučenin obsahující karbonylovou skupinu (>C=O) se sloučeninami obsahujícími volnou aminoskupinu (-NH₂). Těmito reakcemi (jsou to adice, jejichž produkt je značně nestabilní) by se hodně snižovaly koncentrace důležitých organických sloučenin (tzv. dehydratačně-kondensační reakce). Tímto by aminoskupiny (-NH₂) aminů (včetně volných aminoskupin purinů a pyrimidinů) a aminokyselin reagovaly s karbonylovou skupinou (>C=O) redukujících cukrů, aldehydů a několika ketonů. Tím by bylo odstraněno velké množství nezbytných organických sloučenin. Tyto reakce by vedly k poklesu koncentrace jak aminokyselin, tak aldehydů. Přítomnost dostatečné koncentrace aldehydů, zejména formaledehydu, byla však důležitá pro primordiální syntézu cukrů. Polymerací formaldehydu v alkalickém prostředí vzniká mnoho životně nezbytných cukrů, včetně glukózy, ribózy a deoxyribózy. Ze studia jejich termodynamické a kinetické stability však vyplývá, že v primordiálním oceánu mohlo existovat jen zanedbatelné množství těchto látek.

Dále: následkem reakce cukrů s aminosloučeninami by výsledná koncentrace cukrů byla tak nízká, že by tvorba nukleových kyselin, které obsahují cukr ve své molekule, byla velmi nepravděpodobná.

Při syntéze amidů nahrazuje aminoskupina (-NH₂) aminokyseliny hydroxylovou skupinu (-OH) karboxylové kyseliny (RCOOH). Ke karboxylovým kyselinám patří i aminokyseliny. Probíhá-li tato reakce mezi aminokyselinami, dochází ke vzniku polypeptidů a vyloučí se jedna molekula vody. Je to opět dehydratačně-kondenzační reakce.

Podle většiny scénářů chemické evoluce tvoří právě tato reakce základ primordiální syntézy polypeptidů a proteinů. V primordiální polévce však bylo přítomno mnoho různých aminokyselin. Většina z nich zřejmě nepatřila mezi proteinogenní aminokyseliny. Např. při Millerových pokusech s elektrickým výbojem vzniklo mnohem více neproteinogenních než proteinogenních aminokyselin (vznikl více než jeden izomer, tj. sloučenina se stejným souhrnným vzorcem, ale odlišnou stavbou molekuly). Například tři aminokyselinové izomery, z nichž dva jsou neproteinogenní, mají stejný souhrnný vzorec C₄H₉NO₃. Ke vzorci C₄H₉NO₂ patří osm izomerů, které všechny představují neproteinogenní aminokyseliny. Je zřejmé, že výběr dvaceti aminokyselin, které nyní nalézáme v proteinech, byl závislý na něčem jiném než na jejich dostupnosti.

Racemáty Při modelových experimentech navíc vznikaly racemické směsi aminokyselin, to znamená, že formy D- a L- byly zastoupeny stejnou měrou. Ve směsi proteinogenních i neproteinogenních aminokyselin nedochází při chemické syntéze polypeptidů k žádnému upřednostňování. Souhrnem: V proteinech nalézáme výhradně L-aminokyseliny a navíc jen ty, které patří do zvláštní skupiny dvaceti proteinogenních. Pro biologickou funkci proteinu je navíc nezbytné, aby byla dodržena přesná sekvence aminokyselin. Je také důležité, že se aminokyseliny nemohou spojovat spontánně, nýbrž pouze při dodání energie. (Viz kap. 8, 9) Takže rostoucí polypeptidy by byly ukončeny reakcemi s aminy, ketony, redukujícími cukry (např. při diabetu tvoří karbonylová skupina glukózy chemickou vazbu s aminoskupinou buněčných proteinů v procesu nazývaném glykosylace) nebo karboxylovými kyselinami. Pokud by nějakou velkou zvláštní náhodou vznikl v oceánu skutečný protein, byla by jeho životaschopnost krátká.

Formaldehyd by pohotově reagoval s volnými aminoskupinami dvou proteinů za vzniku metylenových můstků. Tím by se znepřístupnila reakční místa, takže by byla zpomalena další interakce proteinu s chemickými látkami. Ireversibilní reakce formaldehydu s amidickou skupinou asparaginu by například vedla ke vzniku sloučeniny, která je stabilní ve vroucí zředěné kyselině fosforečné. Tento proces je podstatou dobře známé taninové reakce a je využíván ke konzervaci mrtvol. “Všeobecně řečeno, reakce s formaldehydem zpevní strukturu proteinu tak, že se sníží jeho citlivost k hydrolýze a zvýší se jeho odolnost vůči chemikáliím a enzymům.”

Nukleové kyseliny Pokud by se vytvořilo určité malé množství nukleových kyselin, reagoval by formaldehyd i s těmito látkami zejména na volných aminoskupinách adeninu, guaninu a cytosinu. Některé takto utvořené vazby by byly tak stabilní, že k opětovnému uvolnění formaldehydu by došlo jen za varu s koncentrovanou kyselinou sírovou. Stejně jako u proteinů, i v případě nukleových kyselin je obtížné si představit, že by byly v primordiální polévce přítomny delší dobu.

Kdyby v prebiotické polévce polypeptidy a jiné biopolymery přece jen vznikly, ve vodném prostředí by poločas jejich života byl dny až měsíce, což je z geologického hlediska nepodstatná doba. Kromě stěpení polypeptidů v místě peptidických vazeb by hydrolýza poškodila i mnohé aminokyseliny. V kyselém prostředí by se rozložila většina molekul tryptofanu a část serinu a treoninu. Cystein by se vlivem kyselé hydrolýzy přeměnil na cystin a z molekul glutaminu a asparaginu by se odštěpily amidické skupiny. Naproti tomu v alkalickém prostředí (které je obvykle přisuzováno primordiálnímu oceánu) by se hydrolyzoval serin, treonin, cystin, cystein a arginin a docházelo by k řadě deaminací. Destrukce organických látek vlivem křížových reakcí a UV záření by byla veliká.

Geologické nálezy po organické prapolévce Uhlovodíky vznikající v atmosféře (např. z metanu) vlivem UV záření by se dostávaly do oceánu a klesaly ke dnu adsorbovány na sedimentující hlínu. Ve skutečnosti ložiska z ranného prekambria neobsahují uhlíkaté zbytky. Také dusíkaté organické sloučeniny by byly odstraněny z oceánu adsorpcí na částice hlíny. Pokud skutečně někdy existovala prebiotická polévka, měli bychom alespoň někde na této planetě nalézt masivní sedimenty obsahující ohromné množství různých organických dusíkatých sloučenin, aminokyselin, purinů, pyrimidinů, atd., nebo dusíkatého koksu (=materiál podobný grafitu obsahující dusík). Nic takového nikde nebylo nalezeno. Přitom Sagan odhaduje, že během miliardy let by vlivem ultrafialového záření vzniklo v prebiotické atmosféře tolik organických látek, že by po rozpuštění v oceánech tvořily až 3% roztok. To se ale neuvažuje destrukce organických sloučenin vlivem UV záření a křížovými chemickými reakcemi. Současná koncentrace aminokyselin v Severním atlantickém oceánu je asi 10^-7 M. Realističtější odhady (Dose), které počítají s destrukcí chemických látek v praoceánu, uvádí koncetrace menší než 10^-7 M, asi 10 000krát větší zředění než u předchozích odhadů. Je ale zanedbáno UV záření a jeho destrukční účinky. V úvahu je bráno jen odstraňování aminokyselin z polévky a následná polymerace. Polymer je pak odstraněn sedimentací. Prvním krokem polymerace je dehydratačně-kondenzační reakce mezi aminoskupinou (-NH₂) aminokyselin a karbonylovou skupinou (>C=O) redukujících cukrů, uvedená dříve. Tímto způsobem jsou v dnešních oceánech odstraňovány cukry a aminokyseliny, které se tam dostávají nepřímo, rozkladem složitější organické hmoty dříve živých objektů. Dávný oceán byl podle předpokladů teorie chemické evoluce přímo zásobován aminokyselinami a cukry abiotického původu. Není důvod pochybovat, že proces odstraňování organických látek existoval i v dávném oceánu. Jiný odhad maximální rovnovážné koncentrace aminokyselin v prebiotickém oceánu je 10^-12 M. V této malé koncentraci by nedocházelo k tvorbě biopolymerů a nemohla by v ní probíhat chemická evoluce.

Zájem se tedy přesunul k menším nádržím, tůním a lagunám, kde by docházelo k zahušťování monomerů a jejich větší koncentraci. Podle zákona o působení aktivní hmoty by došlo ke zvýšení reakčních rychlostí, neboť podle tohoto zákona je rychlost chemické reakce přímo úměrná koncentraci reagujících látek. Pravděpodobnost tvorby polymerů se v nádrži s vysokou koncentrací chemických látek zvyšuje. Mohla by se tak zvýšit koncentrace fosfátu v rezervoáru s nedostatkem vápenatých a hořečnatých solí. Zvýšená koncentrace fosfátu je nezbytná, protože fosforylace, kterými se aktivují aminokyseliny pro další reakce, vyžadují jeho dostatek. Tuto představu můžeme považovat za přijatelnou, protože byla objevena přirozená naleziště vysoce rozpustného fosfátu NaBePO₄ a dokonce naleziště dihydrogenfosforečnanu sodného NaH₂PO₄, která jsou pravděpodobně nebiologického původu. Ke zvyšování koncentrace v jezerech, tůních či lagunách mohlo docházet: odpařováním a vymražováním vody. Při odpařování mohlo dojít k zahušťování netěkavých látek, jakými jsou aminokyseliny, puriny atd. Nemohlo dojít ke koncentraci HCN a aldehydů, ty by se při odpařování odpařily také. K polymeraci HCN může podstatnou měrou dojít jen při jeho koncentraci větší než 0,01 M.

HCN se mohl též zahušťovat pod ledem a zde se ho mohlo 10% přeměnit na organické látky. Tak se mohl nahromadit materiál molární koncentrace.

Kritika možnosti koncentračních mechanizmů Není známý žádný geologický důkaz existence rezervoáru organického materiálu, který by vznikl tím či oním mechanizmem na této planetě. Naproti tomu existuje mnoho důkazů, že v dávných dobách existovaly rezervoáry anorganického materiálu, jak je tomu např. v Yelowstoneském

národním parku. To není závažná námitka, protože malé rezervoáry mají malou pravděpodobnost, že budou nalezeny jejich stopy. Protože však tyto malé rezervoáry musely být stále zásobovány zředěnou chemickou prebiotickou polévkou (aby se v nich mohly monomery zahušťovat miliony let), musel fungovat zředěný oceán, pro který by měly být stopy ve starších usazeninách prekambria. Žádné však nebyly nalezeny. Organické zbytky by musely být prakticky po celé zemi v sedimentech velkého stáří. Nic takového se nenašlo.

Dále: zahušťovaly by se nejen žádoucí sloučeniny, ale i nečistoty. Tedy i např. mořské soli, NaCl. Při vymražování vody a koncentrování HCN by docházelo ke stejnému efektu. Pak by ale nedošlo k významnému zahuštění organických sloučenin v nádrži v důsledku jejich “vysolení”. Při tomto jevu dochází ke kompetici NaCl a ostatních mořských solí s organickými sloučeninami, např. aminokyselinami, o molekuly vody. Sůl má větší afinitu k vodě než tyto organické sloučeniny. Aby soli zůstaly rozpuštěné, musejí se organické sloučeniny z roztoku vysrážet.

Existuje však ještě jiný druh “nečistot”, který mohl být největší překážkou úspěšného zahuštění organických sloučenin v omezeném prostoru. Tím je ono velké množství organických sloučenin pospolu, jako jsou aminy, aminokyseliny, aldehydy, ketony, cukry, karboxylové kyseliny atd. To vše by vzájemně reagovalo za vzniku nefunkčních produktů. Důsledkem jejich zahuštění by podle zákona působení aktivní hmoty bylo urychlení mnoha destruktivních reakcí (i reakcí žádoucích). Vyjímkou by byl kyanovodík, protože u něj s rostoucí koncentrací převažuje polymerace. Hydrolýza HCN by tedy probíhala snáze ve zředěném oceánu. Polymery HCN by však po hydrolýze poskytovaly zranitelné aminokyseliny. jestliže v atmosféře vznikaly peptidy přímo z polymerovaného HCN, bylo by po vymytí do moře jejich prodlužování ukončeno reakcí s aminy, karboxylovými kyselinami atd., jak uvedeno dříve. Musel by tedy existovat přirozený třídící mechanizmus. Tj. selekce organických sloučenin a jejich izolace od statních chemikálií. Nic takového však není známo. (Musel by tedy u toho být Bůh i z tohoto důvodu...)

Termodynamika

Zákony termodynamiky jsou považovány za sjednocující prvek fyzikálních věd. V biologii má podobnou roli teorie evoluce. Je zajímavé, že předpovědi z jedné oblasti popírají předpovědi z druhé oblasti. Druhé věta termodynamiky svědčí o tom, že fyzikální svět postupuje od pořádku k nepořádku, od složitosti k jednoduchosti – naproti tomu biologická evoluce představuje vývoj ke stále složitějším formám živých systémů.

Makromolekuly živých systémů (DNA, bílkoviny atd.) jsou podstatně bohatší na energii než jejich prekurzory (aminokyseliny, heterocyklické báze, fosfáty a cukry) – stejně tak jsou zase oxid uhličitý a voda chudší na energii než uhlovodíky např. benzínu, spalovaného v motorech. Roger Caillois řekl: “Clausius a Darwin nemohou mít oba pravdu.”

Morowitz odhadl vzrůst chemické vazebné energie k tvorbě bakterie Escherichia coli z jednoduchých prekurzorů na 0,27eV/atom pro 2x10¹⁰ atomů v jedné bakteriální buňce. (1eV=10^-19J). To by se termodynamicky rovnalo samovolnému ohřátí vody ve vaně na 360°C, což je naštěstí velmi nepravděpodobné. Ilja Prigogine uvedl: Pravděpodobnost, že se při obvyklých teplotách shromáždí makroskopické množství molekul tak, že umožní vznik vysoce organizovaných struktur s funkcemi charakteristickými pro živé organismy, je extrémně malá. Myšlenka samovolného vzniku života v jeho současné formě je tedy nepravděpodobná i v rámci miliard let, během nichž probíhala prebiotická evoluce.( I. Prigogine, G. Nicolis a A. Babloyantz, listopad 1972. Physics Today, str. 23.)

K využití energie přicházející do systému je třeba převodový mechanizmus, konvertibilní systém. Potrava by sotva prospěla člověku, který by sice jedl, ale měl odstraněný žaludek, střeva, játra nebo slinivku. Jistě by zemřel.

Je možné provést termodynamickou úvahu o tom, jak funguje metabolický motor živých systémů. Vysvětlit jeho vznik (vznik DNA, enzymů atd.) pomocí termodynamiky je ale podstatně složitější, protože není znám mechanismus přeměny toku energie na práci působící vznik struktur v předbiologických systémech.

Složitost versus uspořádanost

Pro živé systémy je charakteristická spíše složitost než uspořádanost. Toto odlišení vyplynulo z poznání, že nezbytné součásti replikačního systému – enzymy a nukleové kyseliny – jsou všechno molekuly nesoucí informaci.

Nylon (polymer s periodickou strukturou – polyamid) nebo krystaly jsou vysoce uspořádaná, prostorově se opakující uskupení atomů či molekul, s periodickou uspořádaností, ale nesou jen malé množství informace. Nukleové kyseliny a proteiny jsou aperiodické polymery a právě tato aperiodicita jim umožňuje přenášet velké množství informace. Periodická struktura se vyznačuje uspořádaností a pro aperiodickou strukturu je typická složitost.

(příklad: kniha, kde se opakuje stále jen jedna věta: miluji tě, na 100 stranách, a kniha, kde je tato věta třeba jen jednou, ale je na 100 stranách rozvedena. Miluji tě, a tím myslím, že tě neopustím, že se o tebe budu starat, ...). Ale i aperiodické systémy nemusejí nutně obsahovat smysluplnou informaci nebo mít biologicky užitečné funkce. Náhodné uspořádání písmen v knize je aperiodické, ale obsahuje málo užitečných informací (pokud vůbec), protože toto uspořádání postrádá smysl. Proto informační makromolekula je definována jako aperiodická a se specifickou sekvencí. Specifitou se myslí významová určitost, souvisí to s překladem.Význam je přiřazen sekvenci z vnějšku, libovolně, a je závislý na určité konvenci symbolů. Např. slovo “gift” znamená v angličtině dárek, v němčině jed a v češtině nemá žádný význam. Dokonce informační makromolekuly vykazují nízký stupeň uspořádanosti, ale vysoký stupeň specifické složitosti. (možná právě to, že nevypadají na první pohled “krásně periodicky uspořádané, jako třeba krystal” pomáhá k víře v jejich evoluci). Např. syntetizovat DNA bakterie E. coli by važadovalo kolem 4 000 000 instrukcí, písmeno za písmenem. To by zabralo celou velkou knihu. Vytvoření makromolekuly bílkoviny je energeticky nevýhodné, musí být tedy soustavě dodávána práce prostřednictvím toku energie. Je obtížné představit si průběh polymeračních reakcí za rovnovážných podmínek, tj. za nepřítomnosti tohoto toku energie.

Pro zdůvodnění řádu a jeho smyslu nemá přírodní věda nástroje

Uspořádanost nukleotidů v molekule DNA nebo aminokyselin v molekule proteinu nelze vysvětlit nějakou zvláštní afinitou či chemickým upřednostňováním určitých vazeb oproti jiným. Vazebné preference nehrají žádnou roli při kódování proteinu, ani při syntéze DNA. V opačném případě bychom očekávali převahu jedné nebo několika málo sekvencí místo obrovského množství, jaké nalézáme v živých systémech. Chemické vazebné síly mají zjevně minimální vliv na tvorbu sekvence nukleotidů v polynukleotidu. (proto jsou navrhovány vrstvy jílu, které měly udělat konfigurační práci, ale žádný efekt nebyl pozorován – minerální katalýza není schopna konat chemickou nebo tepelnou entropickou práci a udělit biomonomerům nějaký podstatný informační obsah.) Nízký stupeň uspořádanosti v minerálech nemůže zajistit vysoký stupeň uspořádanosti při kódování polymerů.

Stále je nutné mít na paměti (i při Prigoginových experimentech) rozdíl mezi uspořádaností a složitostí. Prigoginovy a Eigenovy experimenty vytváří uspořádanost, nikoli složitost. Místo uspořádané struktury je zapotřebí spíše vysoce nepravidelná, ale specifická struktura. Druhým důvodem skepse (vůči Prigoginovým experimentům) je to, že uspořádání utvořené uvnitř systému je determinováno omezením (hranicemi) tohoto vlastního systému. A tak nelze dosáhnout vyšší informace v otevřeném systému než je informační obsah okolní struktury, která je jejím zdrojem. Prigoginovy experimenty jsou ireverzibilní, kondenzace peptidů a polypeptidů jsou ale vysoce reverzibilní, pokud není odstraňována voda.

Požadavky na biologicky funkční molekulu bílkoviny: 1. pouze L-aminokyseliny, 2. pouze a - vazby, 3. specifická sekvence.

Požadavky na biologicky funkční molekulu DNA: Prebiotická syntéza DNA je ještě obtížnější než syntéza proteinu. Vazby 3´-5´mezi molekulami curků jsou nezbytné k utvoření šroubovicové struktury DNA. Při většině prebiotických modelových pokusů vznikaly však převážně 2´- 5´vazby. Sekvence bází v DNA má stejně důležitý význam, jako sekvence aminokyselin v bílkovinách.

S H R N U T Í

1. Hromadí se důkazy, že na dávné Zemi a v její atmosféře byly oxidující podmínky.

2. V atmosféře a v oceánu prebiotického světa převládal rozklad nad syntézou.

3. Doba mezi zchladnutím Země a prvními známkami života se neustále zkracuje (nyní je < 170 milionů let).

4. Geochemická analýza dokazuje, že prekambrické sedimenty obsahují velmi málo dusíku i uhlíku.

5. Existuje pozorovatelná hranice mezi tím, co vzniklo v laboratoři jako výsledek samotného přírodního procesu a tím, co vzniklo jako důsledek zásahu badatele.

6. Podle naší zkušenosti pouze biotické procesy (enzymy, DNA atd.) a vliv badatele umožňují využití toku energie k tvorbě biospecifických makromolekul.

7. Skutečné živé buňky jsou pozoruhodné komplexy dobře sehraných dynamických struktur obsahujících enzymy, DNA, fosfolipidy, sacharidy atd., jimž se tzv. protobuňky podobají jen povrchně.

Nelze se pak podivovat Crickovu lamentování: "Pokaždé, když píšu článek o vzniku života, zapřísahám se, že už nikdy žadný nenapíšu, protože existuje příliš mnoho spekulací, které vycházejí z příliš malého množství faktů..."

Zde bych si dovolil pana Francise Cricka, (1916), brit. biochemika, profesora na univerzitě v Cambridge, nositele Nobelovy ceny za objev molekulové struktury nukleových kyselin a jejich význam pro přenos genetické informace, trochu poopravit: je to jako se zkamenělinami: máme velmi mnoho faktů a informací, ale nelíbí se nám a zdráháme se přijmout a vyvodit z nich jasné závěry. Proto spekulujeme, ne proto, že nemáme dost faktů. Vadná hypotéza, aby se udržela, potřebuje množství spekulací.

Sir Francis Crick říká ve své knize Life Itself:

"Vznik života vypadá téměř jako zázrak, protože pro své uskutečnění vyžaduje splnění velkého množství podmínek." – viz ještě Crick níže

Závěr:

Domněnky o existenci života nejrpve na Měsíci, pak na Venuši, Marsu, Jupiteru a nyní na Saturnu a jeho měsíci Titanu zklamaly. Titan je zřejmě studený a mrtvý a jeho atmosféra obsahuje asi 85% dusíku, 15% argonu a méně než 1% metanu. Ukazuje se, že víra, že život povstal náhodou, je poněkud extrémní.

Pravděpodobnost, že kamenem rozbiju jedno ze dvou oken na domě není malá. Ale pravděpodobnost, že to okno opět kamenem zasklím, je extrémně malá. Je to proto, že si nedovedeme představit mechanizmus, kterým by to ten kámen, nebo celá sprška kamení, dokazál. A pak jde kolem sklenář: řešení pro slaboduché, berlička, levné vysvětlení. Ale pravdivé. Co s tím naděláme?

Tak zřejmě uvažoval Mora, když řekl: "...lituji, ale otázka vzniku života není od Pasteurových dob záležitostí vědy." 3. P.T. Mora, 163. Nature 199, 212.

Pravděpodobnost, že se za normálních teplot shromáždí makroskopické množství molekul, aby mohly vzniknout vysoce uspořádané struktury s funkcemi, které jsou vlastní živým organismům, je mizivá. Představa spontánního vzniku života v jeho současné formě je tedy vysoce nepravděpodobná i v časovém horizontu miliard let, během nichž probíhal prebiotický vývoj. (Ilya Prigogine, G. Nicolis a A. Bablojantz, listopad 1972. Physics Today, str. 23-31.)

Zpět