P ř e d m l u v a
Kniha Tajemství vzniku života nám nabízí novou pozoruhodnou analýzu prastaré otázky: Jak vznikl život na Zemi? Autoři v ní otevřeně a velmi jasně pojednávají o hlavních problémech, s nimiž se dnes potýkají vědci při pátrání po původu života. Domnívají se, že se současný experimentální i teoretický výzkum ocitl ve slepé uličce, a naznačují jinou cestu. Jejich argumenty jsou přesvědčivé, původní a výstižné. Tato kniha vyvolá jistě mnoho živých diskuzí mezi vědci i laiky. Je velmi pravděpodobné, že po té, co se s ní odborníci seznámí, se bude výzkum vzniku života ubírat poněkud jinými směry.
Moderní experimentální studie týkající se vzniku života na Zemi vstupují nyní do čtvrtého desetiletí své existence, pokud za výchozí bod tohoto výzkumu považujeme průkopnickou práci Stanley Millera z počátku padesátých let. Od té doby, kdy Miller získal pomocí elektrického výboje několik racemických proteinogenních aminokyselin, bylo provedeno mnoho podobných prací. Při těchto pokusech, které se do různé míry řídily tzv. "simulačním paradigmatem", byl pozorován vznik detegovatelného množství většiny druhů biochemických sloučenin a rovněž rozmanitých organických mikroskopických struktur, o kterých se předpokládalo, že se podobají historickým předchůdcům prvních živých buněk.
Tento výzkumný progam můžeme považovat za skutečné pokračování Darwinových evolučních myšlenek minulého století. Jeho cílem je nalezení přijatelných, obecně rozšířených mechanismů, kterými se postupně a spontánně formovala živá hmota z relativně jednoduchých molekul, o nichž se soudí, že se hojně vyskytovaly na povrchu tehdejší Země.
Doposud získané výsledky vedly u řady vědců k přesvědčení, že se podaří nalézt přirozené vysvětlení vzniku života; některé důležité údaje však toto jednoznačné přesvědčení zpochybňují. Od té doby, kdy byla uveřejněna práce Biochemical Predestination mě stále více a více zarážel charakteristický rys mnoha pokusů publikovaných v této oblasti. Nezmiňuji se nyní o těch studiích, které se více či méně podobaly původní Millerově práci, ačkoliv jsou rovněž živnou půdou pro kritiku. Mám na mysli experimenty, které směřovaly k objasnění možných cest prebiotické syntézy určitých biologicky důležitých organických látek, jakými jsou puriny, pyrimidiny nebo polypeptidy.
Podmínky, za kterých byla většina těchto experimentů provedena, byly uměle zjednodušeny takovým způsobem, že se skutečně nemohly vztahovat k žádnému z konkrétních pochodů, jež snad probíhaly na tehdejší Zemi. Kdybychom například chtěli nalézt možný mechanizmus prebiotické kondensace volných aminokyselin za vzniku polypeptidů, pravděpodobně bychom do reakční směsi nepřidávali cukry nebo aldehydy. Nicméně, jaká je pravděpodobnost, že se aminokyseliny (nebo nějaké jiné předpokládané prekurzory) objevily někde na prebiotické Zemi volně bez kontaminujících látek, ať již v roztoku nebo v pevném stavu? Problém spočívá v tom, že kdyby cukry nebo aldehydy byly přítomny, nedošlo by ke vzniku polypeptidů. Místo nich by interferující křížová reakce mezi aminokyselinami a cukry poskytla komplex nerozpustného polymerního materiálu, jehož vztah k chemické evoluci je velmi nejasný. Popsaný problém interferujících křížových reakcí, které přicházejí v úvahu, byl v mnoha pracech o chemické cestě vzniku života do značné míry zanedbán. Možné důsledky takového opominutí si zasluhují pečlivé prozkoumání.
Ještě další aspekty výzkumu vzniku života přispěly k mému rostoucímu nesouhlasu s teorií chemické evoluce. Jedním z nich je obrovská propast ležící mezi nejsložitějším modelovým systémem získaným v laboratoři, "protobuňkou", a nejjednodušší živou buňkou. Kdokoli obeznámený např. s ultrastrukturou a biochemickou složitostí rodu Mycoplasma, bude vážně pochybovat o vztahu rozličných laboratorních "protobuněk" ke skutečnému historickému předchůdci buněk. Podle mého názoru je možnost překlenutí této propasti napodobováním chemických pochodů, které pravděpodobně proběhly na tehdejší Zemi, zcela nepatrná.
Jiná otázka, jejíž rozřešení je obtížné, se týká samovolného vzniku optických izomerů, které se všeobecně vyskytují v živé hmotě vždy přednostně v jedné z obou možných forem (např. v proteinech nalézáme téměř výhradně L- a ne D-aminokyseliny, v nukleových kyselinách spíše D- než L-cukry). Přesvšechno ohromné úsilí po léta vynakládané na rozřešení této důležité otázky nejsme dnes cíli o nic blíže, než jsme byli před třiceti lety.
Na závěr tohoto stručného výčtu důvodů, které posilují mou nedůvěru k samovolnému formování života na Zemi pouhou chemickou a fyzikální cestou, uvádím ještě problém vzniku genetické, tj. biologicky relevantní, informace v biopolymerech. Žádná doposud vyvinutá metoda nás nepřivedla na stopu toho, jak se mohly v prebiotických polynukleotidech nebo polypeptidech utvářet biologicky smysluplné sekvence podjednotek. Důkaz o spontánním vzniku určitého stupně sekvenčního uspořádání byl sice již publikován, nelze však tomuto uspořádání připisovat biologický význam. Dokud nebude otázka vzniku genetické informace zodpovězena, nemůžeme s jistotou tvrdit, že život vznikl přirozenou cestou.
Z hlediska problematiky, která zde byla právě částečně diskutována, se objevuje již po několik let potřeba detailní systematické analýzy všech hlavních aspektů týkajících se výzkumu vzniku života. Nastal čas přehodnotit základy tohoto výzkumu a shromáždit všechny významné kritické připomínky. Tuto potřebu obdivuhodně splňuje kniha Tajemství vzniku života. Její autoři se věnovali téměř všem již zmíněným problémům a rovněž některým dalším otázkám. Domnívají se, a v tom jsme nyní zajedno, že všechny současné teorie chemické cesty vzniku života mají značné mezery. Ačkoliv je kniha laděna kriticky, autoři ji psali v dobré víře, že jejich analýza nám pomůže nalézt nějakou lepší teorii vzniku života. Tento přístup je, samozřejmě, zcela v souladu se způsobem, jakým se odedávna ubírá vědecké poznání.
Jednou z nejhodnotnějších částí knihy je její diskuze (Kap.6) o relativní geochemické věrohodnosti různých typů v literatuře uvedených modelových experimentů. Pokud vím, jedná se o první systematický pokus nalézt formální kriteria hodnocení těchto experimentů z hlediska míry vlivu badatele. Další zvláště užitečnou pasáží je detailní rozbor důsledků zákonů termodynamiky pro řešení otázky vzniku života (kapitoly 7, 8 a 9). Tento důležitý námět je ve většině jiných knih pojednávajících o chemické cestě vzniku života buď zcela opomíjen, nebo je zpracováván povrchně. Autoři by se mohli podrobněji zabývat problémem preferencí optických isomerů, ale tento nedostatek ubírá jen velmi málo z celkové váhy jejich argumentů.
Jsou-li kritické postoje autorů opodstatněné, lze namítnout, proč je odborníci z této oblasti neuznávají a nezmiňují se o nich? Domnívám se, že se mnoho vědců zdráhá přijmout závěry autorů, které naznačují značnou nepravděpodobnost samovolné organizace hmoty a energie do živých systémů. Snad se tito vědci obávají, že přijetím takového tvrzení by byli nuceni připustit možnost (nebo nutnost) nadpřirozeného vzniku života. Při takové vyhlídce mnoho z nich raději pokračuje ve výzkumu, jenž je záležitostí několika posledních desetiletí a směřuje k nalezení přirozené cesty vzniku života, a to i přes množství vážných obtíží, na které jsme právě upozornili. Možná, že je falešná vědeckost rozšířena více, než bychom si pomysleli.
Představy týkající se vzniku života a zejména předpoklad, že tento problém bude nakonec vyřešen díky vytrvalému působení současné metodologie, mohou jistě ovlivnit výběr důkazů a argumentů, tedy to, které z nich jsou podporovány, které jsou zlehčovány a které jsou zcela opomíjeny. Autoři této knihy však před nás předkládají souvislý přehled v podstatě všech důležitých přístupů kritiky a je nyní na nás, abychom je zodpovědně posoudili.
Všichni vědci zabývající se problémem vzniku života by měli pečlivě prostudovat tuto knihu a přehodnotit svou vlastní práci ve světle uvedených argumentů.
Dean H. Kenyon,Profesor biologie, Státní univerzita, San Francisco