III. У истоков живого Внедрение в клетку Mycoplasma mycoides in vitro синтезированного и вполне работающего генома ( http://www.jcvi.org/cms....verview ), уже названное журналистами «созданием искусственной клетки» ( ) вроде бы - свидетельство в пользу незамысловатости основ того, что мы называем жизнью. В конце концов, и в мире кристаллов существуют тяготеющие к саморепликации затравочные структуры (как то возбудители «оловянной чумы»), и вопрос можно было бы свести к «борьбе» подобных структур «за выживание» с выходом на «негэнтропийный пакет». С другой стороны, сегодняшние картины абиогенеза весьма обскурны. Наилучший, на мой взгляд, русскоязычный обзор самых обскурных областей этого поля дается в публикации К. Виолована и А. Лисовского «Проблемы абиогенеза как ключ к пониманию несостоятельности эволюционной гипотезы» - http://shestodnev.narod.ru/articles/violovan_abiogenesis.html#5
Далее приводится показавшаяся нам наиболее значимой пространная цитата этой работы.
«И действительно, исследуя большое количество гипотез о предбиологической и предпредбиологической эволюции (рибозимы, алюмосиликаты, соли тяжелых металлов, белково-нуклеиновые гибриды), понимаешь, что нет смысла спорить с каждой из них. Хотя бы потому, что на их место всегда может встать новая гипотеза. Для всех этих моделей остаются нерешенными два вопроса:
1. механизм перехода к современной биохимии и, главное,
2. механизм образования информации.
Во всех учебниках по биологии или эволюции, ставящих перед собой последний вопрос, он решается довольно просто: информация - это мера упорядоченности, а упорядоченность, в соответствии с выводами синергетики, вполне может спонтанно образоваться в неравновесных открытых системах.
Однако информация и упорядоченность не тождественны!
Информация - всегда упорядоченна, а упорядоченность далеко не всегда информативна. Определяя информацию как негэнтропию - энтропию ("меру беспорядка") со знаком минус, мы проходим мимо очевидной нелепости, когда снижение температуры понижает энтропию, и, следовательно, повышает информацию. Все же, кристаллизация или плавление ДНК меняет ее энтропию, но не влияет на информацию, которая записана (или не записана) в ней. Если говорить об упорядоченности, то упорядоченность последовательности типа "ааааааааааааааааааааааааа" может показаться выше чем упорядоченность текста данного доклада. Однако, надеемся, что информативность нашего доклада все же выше указанной последовательности!
Как же может самозародиться информация? В эволюционном наборе гипотез на критику в этом направлении призвана ответить модель квазивидов Нобелевского лауреата Манфреда Эйгена [3].
Не вдаваясь в математику этой модели, мы лишь поверхностно проанализируем ее основные посылки и выводы. Исходные посылки модели квазивидов следующие:
1. Имеется набор самовоспроизводящихся последовательностей, состоящих из N различных мономеров - "букв".
2. Имеется некая "оптимальная последовательность", к которой все последовательности должны эволюционировать.
3. Из различия "оптимальной последовательности" и любой другой последовательности вычисляется некая функция удаленности, которая направляет естественный отбор в нужном направлении.
Рассмотрим важные выводы из этой модели:
1. Скорость мутаций в последовательностях не должна быть слишком высокой, иначе последовательности к оптимуму не сойдутся;
2. Число различых последовательностей должно быть большим, в идеале (в нашем случае 100-членных пептидов) - 10130.
3. В этом случае все последовательности сойдутся к "оптимальной" за максимум 1040 шагов.
Как мы видим условия достаточно жесткие, и в условиях высокого уровня ошибок спонтанной редупликации РНК (а белки самоудваиваться не могут - это признают даже эволюционисты) -практически невыполнимые.
Тем не менее главной проблемой этой модели, на наш взляд, является существование естественного отбора в сторону "оптимальной последовательности".
Еще Добжанский признавал, что естественный отбор без наследования информации - это нонсенс, противоречие в терминах. А в нашем случае естественный отбор происходит без существования информации вовсе.
Мы часто задавали своим оппонентам вопрос, что такое "оптимальная последовательность"? Вразумительного ответа мы не получили. "Оптимальность" также всплывала под другими названиями: "лучшее", "хорошее", "прогрессивные признаки" и т.д. Но что "хорошо" для нуклеиновой кислоты? Если под оптимальностью подразумевать стабильность, то самой стабильной, возможно, является последовательность ГЦГЦГЦГЦГЦГЦ, образующая сама с собой или со своей копией тройные водородные связи между аз. основаниями, не содержащая смежных ЦЦ нуклеотидов, образующих мутантные димеры. Если говорить о лабильности, то хороша последовательность АТАТАТАТА, которая способна образовывать только двойные водородные связи, и поэтому двойная цепь легко плавится. Однако ни в том, ни в другом случае ни о какой информации речи не идет.
Сам Манфред Эйген допускал "отбор" информации из бессмысленных последовательностей, демонстрируя, как в последовательности букв, сгенерированной программой-автоматом, появляются "осмысленные" последовательности типа слов и фраз на английском языке.
На наш взгляд это - типичный пример неспособности вычленить экспериментатора из условий эксперимента. Мы считаем, что информация, записанная в ДНК - типичный пример любой семантической информации. Для передачи семантической информации необходимы пять компонентов:
1. Источник информации ---> 2. Текст ---> 5. Приемник информации.
3. Алфавит (код)
4. Язык
Эволюционисты считают Хаос или Случай источником информации, но им необоходимо еще объяснить появление алфавита, языка и приемника информации. В случае с ДНК алфавитом является генетический код, языком - биологический смысл синтезированных белков/РНК, приемником информации - аппарат трансляции белков.
Необходимо признать, что, как и текст без интерпретации является лишь типографской краской на листе бумаги, так и любое содержание ДНК без знания кода и умения транслировать текст в структуру белка является белым шумом. Поставим себя на место Приемника информации и проведем несколько экспериментов.
1. Если нам показать последовательность "Кто не работает, тот не ест", все мы сможем распознать ее, понять ее смысл, и, может быть, даже допустить возможность ее самозарождения. Однако если заменить кодировку, скажем с исходной Windows Кириллица 1250 на КОИ-8R, то последовательность примет вид "йРН МЕ ПЮАНРЮЕР, РНР МЕ ЕЯР", и догадаться об ошибке смогут лишь те, кто имеет опыт работы с интернетом. Наконец, если записать этот текст во внутреннем двоичном формате ЭВМ, то испытывать проблемы будут все. Таким образом, проблема алфавита реальна.
2. Анализируя случайно сгенерированные последовательности, англоязычные читатели будут находить английские слова, украинцы - украинские и русские слова и т.д. Вероятно, большинство из читателей пройдут мимо последовательности члпъхвлтлплсквцъ, а ведь это слово на индейском языке нухалк, означающее "он получил куст дерна канадского". Таким образом, априорное знание какого-либо языка необходимо!
3. Анализируя текст мы вольно или невольно фильтруем его на предмет смысла и нашего понятия об истинности. Например, мы можем обрадоваться, обнаружив среди белого шума запись 5х5=25, однако пройдем мимо записи 6х6=куку. Еще пример. Число пи бесконечно и следовательно эволюционист можем предполагать, что количество информации, записанное в ней также бесконечно. Однако выбор алфавита, языка и понятий об истине также заставляет нас становиться не беспристрастным экспериментатором, а субъективным подопытным образцом. Можно, например, подобрать кодировку, в соответствие с которой первые буквы "транслированного" числа пи будут образовывать текст "БОГ ЕСТЬ! Покайтесь.", однако мы сомневаемся, что такое откровение заставит наших неверующих коллег поменять свое мировоззрение.
Все это ставит неразрешимые в рамках самозарождения вопросы о биологическом коде. Видимо поэтому и Манфред Эйген и один из отцов синергетики признавали существование некоего "первичного кода", на основе которого осуществлялась дальнейшая эволюция. Видимо поэтому в 800-страничном учебнике "Концепции современного естествознания" Дубнищевой, посвященного эволюционной модели мироздания, генетическому коду посвящены три строчки, но какие!
"Проблема "понимания" макромолекул трансляции сводится к установлению соответствия. Ключ к такому пониманию дает генетический код. Непонятно, откуда он, есть ли промежуточные правила соответствия. Но возникновение генетического кода и аппарата трансляции - решающий шаг к ... самоорганизации живых молекул."
Аналогично в двухтомнике "Биология" для мед. вузов под ред. В.Н. Ярыгина (М. 1999) мелким шрифтом написано следующее [1, т. 1, стр. 156-157]:
"Существует предположение, что ... первым шагом явилось образование нуклеиновых кислот, не несущих первоначально функции кодирования аминокислот в белках. ... Позднее некоторые участки ДНК приобрели функции кодирования, т.е. стали структурными генами."
Не является ли все это мифотворчеством, подобным космогоническому мифу папуасов, начинающегося словами: "В начале на Земле никого не было - только два брата. И вот пошли как-то братья в соседнее селение выбирать себе жен..."
Необходимо подчеркнуть, что материально генетический код выражается не в листе бумаге, на котором нарисована таблица преобразования троек нуклеотидов ДНК в одну аминокислоту белка. Носителем информации о ген.коде является совокупность 23-40 транспортных РНК, 20 аминоацил-тРНК-синтетаз (АРСаз) и >60 компонентов рибосом - рРНК и белков. Выведение из строя хотя бы одного из этих компонентов блокирует трансляцию. Но самым важным и поразительным является то, что материальный носитель ген. кода для самовоспроизведения должен быть закодирован в ДНК с использованием этого же самого генетического кода! Это условие является главным замкнутым кругом в гипотезе абиогенеза. Поэтому самозародиться должны не просто эти 100 белков/РНК, но и соответствующая ДНК.
Такое событие описывается вероятностью порядка десяти в минус 400 000-й степени. Постепенное же самозарождение ген. кода легко смоделировать на каких либо двух участниках конференции, предложив одному (г-ну Случаю) сначала закодировать какой-либо текст одной-тремя буквами, а другому (м-м Природе) - расшифровать его.
Подводя итог под моделью квазивидов Эйгена можно сказать, что она может адекватно описывать небольшие отклонения в ДНК от эталона и действие на нее консервативного естественного отбора, но не может служить моделью самозарождения информации. Выражаясь аллегорически, можно сказать, что модель квазивидов показывает, как мячик скатывается в ямку, и на основании этого предсказывает: "Вот таким же образом мячик и попал вон на ту гору!". Квазивиды Эйгена можно считать разновидностью самовоспроизводящихся автоматов фон Неймана, однако самовоспроизводящиеся автоматы и самозарождающиеся автоматы - это несколько разные вещи. Другие модели - гиперциклы Эйгена и Шустера, сайзеры Ратнера и Шамина рассматривают уже более поздние этапы эволюции клетки».