Глава 4. Гены, генная инженерия и генный инженер

 

Скелетные останки, отпечатки ног и артефакты свидетельствуют о том, что похожие на нас люди населяли планету на протяжении сотен миллионов лет и что мы не происходим от примитивных обезьяноподобных существ. Но как насчет биохимических и генетических свидетельств? Многие сторонники эволюционной теории заявляют о полученных в результате исследований ДНК убедительных свидетельствах того, что человек как вид появился сравнительно недавно – примерно 100–200 тысяч лет назад в Африке. Эволюционисты также утверждают, что с помощью генетики и биохимии можно проследить историю происхождения человека вплоть до зарождения жизни на Земле. Такого рода свидетельства считаются более надежными, чем ископаемые свидетельства. Но при ближайшем рассмотрении видно, что генетические свидетельства неоднозначны и выводы, полученные на их основании, сомнительны.

Среди людей бытует мнение, что ученые как по писанному читают информацию, заключенную в генах. Но генетическая информация представляет собой всего лишь чередующиеся буквы A, T, G и C, обозначающие последовательность молекул, именуемых нуклеотидами (аденин, тимин, гуанин и цитозин), в цепи ДНК. В попытках составить из этих последовательностей букв картину происхождении человека ученые опираются на многочисленные умозрительные заключения и допущения. Поэтому, по словам антрополога Джонатана Маркса, «представление о том, что сам по себе… генетический код может дать необходимую информацию [о происхождении человека], псевдонаучно и пагубно» (Marks. 1994. P. 61). Маркс утверждает, что генетика – это одна из областей науки, в которой «небрежность в вычислениях и выводах может пройти незамеченной» и поэтому «другим остается только гадать об эпистемологических основаниях любых научных заключений, основанных на генетических данных» (Marks. 1994. P. 61). Маркс также отмечает: «как показывает история биологической антропологии, с самого начала XX века наивнейшие заключения получали широкое признание только потому, что были сделаны на основе генетических данных» (Marks. 1994. P. 59). В свете сказанного выше, ископаемые свидетельства, краткий обзор которых был представлен в предыдущей главе, сохраняют свою важность в качестве противовеса умозрительным рассуждениям, основанным на генетике. Я признателен Стефану Мьеру, Уильяму Дембски, Майклу Бехе и другим современным приверженцам идеи разумного сотворения, на чьи работы я опирался при подготовке материала для этой главы.

 

Возникновение жизни

 

Изъяны генетической теории эволюции человека сразу бросаются в глаза. Строго говоря, понятие эволюции не имеет отношения к происхождению жизни. Сторонники теории эволюции изучают изменения в воспроизведении биологических видов, каждый из которых обладает своей генетической системой, помогающей точно определить его природу. Изменения в генетической системе приводят к изменениям у последующих поколений биологических видов. Однако эволюционисты понимают, что им также нужно объяснить происхождение первых биологических видов и их генетических систем из добиологических химических элементов. Поэтому представление о естественном возникновении первых биологических организмов стало неотъемлемой частью современной эволюционной мысли.

В наше время простейшими независимыми биологическими организмами являются одноклеточные, и большинство ученых сходятся во мнении, что первые настоящие живые организмы тоже были одноклеточными. Ранние эволюционисты, такие, как Эрнст Хекель и Томас Генри Гексли, считали, что клетки представляют собой сгустки протоплазмы, и давали относительно простые объяснения их происхождения (Haeckel. 1905. P. 111; Huxley. 1869. Pp. 129–145). Они полагали, что углекислый газ, азот и кислород могли самопроизвольно образовать желеобразную живую массу (Haeckel. 1866. Pp. 179–180; Haeckel. 1892. Pp. 411–413).

Со временем ученые стали осознавать, что даже простейшие клетки представляют собой нечто большее, чем просто сгустки протоплазмы. Они обладают сложной биохимической структурой. В XX веке русский биохимик Александр Опарин подробно описал химические стадии, предшествующие образованию первой клетки. Он полагал, что этот процесс занял огромный промежуток времени – сотни миллионов, а может быть, и миллиарды лет. Опарин выдвинул предположение, что аммиак (соединение азота), метан, водород, углекислый газ и водяной пар соединились с металлами, растворенными в воде, используя в качестве источника энергии ультрафиолетовый свет. Это привело к образованию богатого азотом первичного бульона, в котором образовались простейшие молекулы углеводорода (Oparin. 1938. Pp. 64–103). Соединяясь, эти молекулы, в свою очередь, образовали аминокислоты, углеводы и фосфаты, а из последних образовались белки (Oparin. 1938. Pp. 133–135). Молекулярные соединения, участвовавшие в этих реакциях, группировались и окружали себя стенками из химических элементов, что привело к появлению первых клеток. Опарин назвал их «коацерватами» (Oparin. 1938. Pp. 148–159). Эти примитивные клетки боролись за выживание, все более усложняясь и стабилизируясь.

Идеи Опарина оставались, по большому счету, теорией, пока Стэнли Миллер и Генри Урей не провели свой знаменитый эксперимент. Как и Опарин, они предполагали, что атмосфера Земли к моменту зарождения жизни состояла из метана, аммиака, водорода и водяного пара. Они воссоздали эту атмосферу в своей лаборатории и стали пропускать сквозь нее электрические разряды. Эти разряды соответствовали молниям и были источником энергии, необходимой для того, чтобы относительно стабильные химические компоненты, используемые в опыте, прореагировали друг с другом. Полученный в результате эксперимента смолянистый осадок оседал в специальной колбе с водой. Когда через неделю был проведен анализ воды, в ней обнаружили, помимо прочего, три аминокислоты в малой концентрации (Miller. 1953). Аминокислоты являются теми «кирпичиками», из которых строятся белки, необходимые для образования живых организмов.

Новые эксперименты, проводимые другими учеными, позволили получить 19 из 20 биологических аминокислот. В результате дальнейших опытов были получены жирные кислоты и нуклеотиды – необходимые компоненты ДНК и РНК (рибонуклеиновой кислоты). Но в ходе этих экспериментов не были синтезированы другие важные составляющие ДНК и РНК – сахарная дезоксирибоза и рибоза (Meyer. 1998. P. 118). Тем не менее, многие ученые утвердились во мнении, что из химических элементов первичного бульона могла возникнуть жизнеспособная клетка.

Однако это представление грешит многими недостатками. Геохимики, проводящие анализ древнейших отложений, не могут обнаружить следы богатого азотом первичного бульона, о котором говорил Опарин. Другие исследователи определили, что в ранние эпохи существования Земли ее атмосфера состояла не из опаринской смеси водяного пара с восстановительными газами аммиаком, метаном и водородом, а из смеси воды и таких нейтральных газов, как углекислый газ и азот (Walker. 1977. P. 210, 246; Kerr. 1980). В атмосфере также присутствовало некоторое количество кислорода (Kerr. 1980; Dimroth, Kimberley. 1976). В наше время ученые считают, что большая часть кислорода в земной атмосфере образовалась в результате фотосинтеза растений, но еще до их появления кислород мог выделяться и при делении молекул H2O из газов, выбрасываемых в атмосферу вулканами. Даже небольшое количество кислорода помешало бы образованию аминокислот и других необходимых для жизни молекул. Кислород помешал бы протеканию химических реакций, а окисление разрушило бы любые органические молекулы, которым удалось бы сформироваться.

Несмотря на эти доводы, эволюционисты продолжают считать, что компоненты живых организмов могли сформироваться сами по себе на ранних этапах истории Земли. Давайте более подробно рассмотрим некоторые из их спекулятивных теорий о том, как это могло произойти. Данные теории можно разделить на три категории: теории происхождения жизни в результате случайности, в результате естественного отбора и самоорганизации.

 

Случайность

 

Некоторые эволюционисты утверждают, что белки, состоящие из длинных цепочек блоков‑аминокислот, возникли в результате случайных совпадений на молекулярном уровне. Но это утверждение вызывает несколько очень серьезных возражений. Представим себе простую молекулу белка, состоящую из 100 блоков‑аминокислот. Чтобы белок мог нормально функционировать в живом организме, все связи между аминокислотами должны быть пептидными. Аминокислоты могут быть связаны друг с другом разными способами, из которых пептидный способ связи встречается лишь в половине случаев. Таким образом, вероятность получения 100 аминокислот с пептидными связями равна 1:1030 (1 к 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000). Кроме того, каждая молекула аминокислоты имеет левостороннюю L‑форму (от латинского laevus – «левый») и правостороннюю D‑форму (от латинского dexter – «правый»). Эти две формы являются как бы зеркальными отражениями друг друга, как левый и правый ботинки или левая и правая перчатки. Все белки в живых существах состоят из блоков левосторонних аминокислот. Но в природе левосторонние и правосторонние аминокислоты встречаются одинаково часто. Вероятность получения цепочки из 100 левосторонних аминокислот опять же равна 1:1030. Такова же вероятность выпадения монеты одной стороной 100 раз подряд. Аналогичным образом, вероятность возникновения цепочки из 100 левосторонних аминокислот с пептидными связями между ними равна 1:1060, что на доступном отрезке времени практически сводит эту вероятность на нет.

Но даже если все аминокислоты связаны пептидными связями и все они левосторонние, этого все равно недостаточно, чтобы получить функциональный белок. Неверно считать, что любая комбинация аминокислотных блоков дает в сумме белок, который может функционировать в составе клетки. Нужные аминокислоты должны соединяться в строго определенном порядке (Meyer. 1998. P. 126). Вероятность того, что это произойдет, сама по себе невероятно низка – около 1:1065 (1065 – таково количество атомов в нашей галактике). Иллюстрируя эту вероятность на наглядном примере, биохимик Майкл Бехе утверждает, что получить последовательность из 100 аминокислот, которые функционировали бы в качестве белка, – все равно, что отыскать одну помеченную песчинку в пустыне Сахара три раза подряд (Behe. 1994. Pp. 68–69). Если же учесть и другие факторы (необходимость наличия исключительно пептидных соединений и левосторонних аминокислот), то вероятность снижается до 1:10125. Излишне говорить, что такая вероятность ставит под вопрос случайное возникновение жизни из химических элементов.

Чтобы избежать такого заключения, некоторые ученые призывают на помощь теорию существования бесконечного множества вселенных. Но у них нет никаких доказательств существования даже одной вселенной, помимо нашей. Не объясняют они и то, как могут стабильные молекулы образоваться в этих воображаемых вселенных (стабильные молекулы необходимы для существования жизни, наблюдаемой в этой вселенной). В дальнейшем мы рассмотрим данную тему более подробно.

 

Eстественный отбор

 

Некоторые ученые, такие, как Опарин (Oparin. 1968. Pp. 146–147), выдвинули предположение, что появлению функциональных белков способствовал естественный отбор аминокислотных цепочек (из которых они состоят), повышающий вероятность их возникновения. Другими словами, формирование протеинов в этом случае не является полностью случайным. Но эта теория имеет два серьезных недостатка. Во‑первых, такой первичный естественный отбор должен оперировать уже готовыми цепочками аминокислот, возникновение которых, опять же, списывается на случай. Как мы уже убедились, вероятность возникновения даже простых цепочек аминокислот с исключительно пептидными соединениями и левосторонними аминокислотами настолько ничтожна, что не заслуживает внимания. Во‑вторых, естественный отбор подразумевает некую молекулярную репродуктивную систему. Вероятность формирования такой системы в результате случайности еще меньше, чем вероятность появления нескольких видов аминокислотных цепочек, на которые мог бы распространяться естественный отбор. Сама по себе репродуктивная система должна состоять из комбинации вполне определенных сложных молекул белка. Следовательно, предположения, подобные тому, что высказал Опарин, содержат неразрешимое противоречие. Предполагается, что в результате естественного отбора возникнут сложные белковые соединения, но сам по себе такой отбор требует наличия надежной молекулярной репродуктивной системы, а все известные системы такого рода сами состоят из сложноорганизованных молекул белка совершенно определенной структуры. Опарин предположил, что первые репродуктивные системы не обязательно были надежными и могли состоять из белковых молекул, не имеющих столь определенной структуры, как белки в современных организмах. Однако Мейер указывает на то, что «недостаток… определенности в структуре белка приводит к катастрофическим ошибкам, которые сводят на нет точность репродуцирования и, в конечном счете, делают естественный отбор невозможным» (Meyer. 1998. P. 127).

Несмотря на эти проблемы, Ричард Доукинс в своей книге «Слепой часовщик» берется утверждать, что случайность и естественный отбор (представленный в виде простого вычислительного алгоритма) могут привести к возникновению сложных биологических структур (Dawkins. 1986. Pp. 47–49). Чтобы наглядно продемонстрировать возможность этого, он ввел в компьютер программу, которая выдает произвольные сочетания букв и сравнивает их с заданной буквенной последовательностью, образующей грамматически правильное и внятное предложение. Те комбинации букв, которые ближе всего к желаемой комбинации, сохраняются в памяти компьютера, тогда как другие стираются. Через определенное количество циклов компьютер выдает желаемое предложение. Доукинс рассматривает это как доказательство того, что случайная комбинация химических элементов может при помощи естественного отбора произвести на свет биологически функциональные белки. Однако это доказательство в корне неверно. Во‑первых, эксперимент Доукинса предполагает наличие в природе сложного компьютера, чего мы не встречаем. Во‑вторых, этот эксперимент предполагает наличие желаемой последовательности молекул. В природе не могло существовать заранее известной последовательности аминокислот, с которой сравнивались бы случайно образовавшиеся аминокислотные цепочки. В‑третьих, предварительные буквенные сочетания, отбираемые компьютером, сами по себе не имеют никакого превосходства над другими сочетаниями с точки зрения лингвистического значения, за исключением того, что они на одну букву ближе к желаемой последовательности. Для того чтобы аналогия между компьютерным алгоритмом и реальной жизнью была правомерна, каждое сочетание букв, отобранное компьютером, должно обладать значением. В реальных условиях сочетание аминокислот, служащее материалом для образования сложного белка с определенной функцией, должно само по себе нести какую‑нибудь функцию. Если такой функции нет, то естественному отбору не из чего выбирать. Мейер отмечает, что «в опыте Доукинса вплоть до десятого цикла не появляется ни одного значимого английского слова… Отбор сочетаний на основании их функциональности среди сочетаний, не обладающих никакими функциями, представляется невозможным. Такой отбор возможен только в том случае, если он происходит осознанно, путем рассмотрения близости полученных результатов к желаемому результату, что не под силу молекулам» (Meyer. 1998. P. 128). Иными словами, результаты, полученные Доукинсом, возможны только в том случае, если происходит осмысленный отбор.

 

Самоорганизация

 

Некоторые ученые выдвинули предположение, что на формирование белков из аминокислот влияет нечто большее, чем случайность и естественный отбор. Они полагают, что некоторые химические системы обладают способностью или тенденцией к самоорганизации. Штейнман и Коул предположили, что аминокислоты могу притягивать друг друга, причем аминокислоты разных типов притягиваются друг к другу с разной силой (Steinman, Cole. 1967). Тому есть экспериментальное подтверждение. Между аминокислотами действительно существует разное по силе притяжение. Штейнман и Коул утверждают, что порядок расположения аминокислот, который они наблюдали в процессе экспериментов, соответствовал их порядку в 10 реально существующих белковых молекулах. Но, когда Брэдли и его коллеги (Kok et al. 1988) сравнили последовательности, полученные Штейнманом и Коулом, с последовательностями в 250 реально существующих белковых молекулах, то обнаружили, что им «гораздо точнее соответствуют случайные статистические варианты, чем полученные Штейнманом и Коулом последовательности в дипептидных соединениях» (Bradley. 1998. P. 43). Верно и то, что если бы свойства 20 биологических аминокислот строго определяли структуру белковых молекул, то в результате мы имели бы лишь небольшое количество разновидностей молекул белка, тогда как на самом деле их тысячи (Bradley. 1998. P. 43).

Другая форма самоорганизации наблюдается, когда разобщенные молекулы вещества формируют кристаллы. В научной литературе это называется «спонтанное упорядочивание при изменениях в фазе равновесия». Формирование кристаллов имеет довольно простое объяснение. К примеру, когда температура воды опускается ниже точки замерзания, прекращается беспорядочное взаимодействие молекул воды, и они образуют упорядоченные соединения. В этом фазовом переходе молекулы воды тяготеют к состоянию равновесия, стремясь к наименьшему уровню потенциальной энергии и отдавая при этом свою энергию. Представьте, что посередине бильярдного стола образовалось широкое углубление. Если двигать стол из стороны в сторону, то бильярдные шары окажутся в этом углублении вплотную один к другому и в неподвижном состоянии. Это сопровождается потерей энергии, то есть процесс является экзотермическим. Но формирование сложных биологических молекул (биополимеров) проходит несколько иначе. Это эндотермический процесс, то есть тепло не выделяется, а поглощается, и происходит это вне всякого термического равновесия. Полимеры обладают более высоким энергетическим потенциалом, чем их отдельные компоненты. Это все равно как если бы посреди бильярдного стола находилось возвышение, а не углубление. Гораздо сложнее представить себе, как в результате произвольного движения стола бильярдные шары оказываются на этом возвышении, чем как они попадают в углубление в состоянии термального равновесия. Для того чтобы они оказались на возвышении и не скатились вниз, потребуется дополнительная энергия. Брэдли утверждает: «Все живые системы обладают энергией, которая выше точки равновесия, и нуждаются в постоянном притоке энергии, чтобы поддерживать это положение… В биосфере равновесие ассоциируется со смертью, что сводит на нет любое объяснение происхождения жизни, основанное на термодинамике в состоянии равновесия… фазовые изменения, такие как превращение воды в лед или снег, не могут служить примером для объяснения биологических процессов».

Порядок, который существует в кристаллах, представляет собой повторение несложных элементов, тогда как живые существа обладают гораздо более сложной структурой, в которой повторение элементов не играет большой роли. Упорядоченная структура биохимических компонентов тел живых существ не только невероятно сложна, но и очень специфична. Эта специфичная сложность несет в себе большой объем информации, которая позволяет биохимическим компонентам выполнять специфические функции, поддерживающие жизнедеятельность организма. Сравните буквенные последовательности АВАВАВАВАВАВАВ, РЧЗБМЬБПРМЖГМЬ и БОЛЬШОЙ КРАСНЫЙ ДОМ. Первая последовательность упорядочена, но не сложна и поэтому не информативна. Вторая последовательность сложна, но тоже неинформативна. Что же касается третьей последовательности букв, то она и сложна, и информативна. Последовательность букв содержит информацию, которая позволяет этому предложению выполнять специфическую коммуникативную функцию. Это свойство можно назвать «специфичной сложностью». Биологическая сложность белковых и других молекул, о которой идет речь, определяет их функцию (подобно белковому коду ДНК). Такие образцы сложных структур в корне отличаются от простых повторяющихся элементов, возникающих в процессе кристаллизации (Meyer. 1998. P. 134).

Илья Пригожин выдвинул теорию, согласно которой самовоспроизводящиеся организмы могли возникнуть вследствие реакций химических соединений, собранных воедино конвекционными потоками термальных источников, которые далеки от термального равновесия. Это несколько отличается от процесса кристаллизации, который подразумевает фазовые переходы в точке термического равновесия или близкой к ней. Брэдли, тем не менее, приходит к выводу, что, хотя упорядоченное поведение химических веществ в системах Пригожина имеет более сложную природу, чем в системах, находящихся в термальном равновесии, их порядок все же «более напоминает порядок в кристаллах и лишь в незначительной степени – порядок, который наблюдается в биополимерах» (Bradley. 1998. P. 42). К тому же, наблюдаемый в процессе экспериментов порядок можно отнести на счет сложного технического оснащения данных экспериментов. Цитируя Уолтона (Walton. 1977), Мейер утверждает: «даже самоорганизация, которую Пригожин наблюдал в конвекционных потоках, не превосходит по сложности организацию или информацию, заданную техническими средствами, которые используются для создания этих потоков при проведении данных экспериментов» (Meyer. 1998. P. 136).

Манфред Эйген полагает, что этапом на пути к возникновению самовоспроизводящихся живых организмов было появление групп взаимодействующих химических веществ, которые он именует «гиперциклами» (Eigen, Schuster. 1977; Eigen, Schuster. 1978a; Eigen, Schuster. 1978b). Однако Джон Майнард‑Смит и Фриман Дайсон выявили недостатки в этом предположении (Maynard‑Smith. 1979; Dyson. 1985). Мейер пишет: «Прежде всего, они показывают, что гиперциклы Эйгена предполагают наличие длинной молекулы РНК и около 40 специфичных белков. И, что более важно, они показывают, что, поскольку гиперциклам недостает безошибочного механизма самовоспроизведения, они подвержены разного рода катастрофическим ошибкам, а это в конечном итоге приводит к сокращению, а не к увеличению информационного содержания системы с течением времени».

Стюарт Кауфман из института Санта Фе применил другой подход к исследованиям сложноорганизованных молекул и проблемы самоорганизации. Он определил жизнь как сеть катализированных химических реакций, которые репродуцируют каждую молекулу в сети. Сами по себе молекулы не участвуют в воспроизведении себе подобных. Но, по его утверждению, в системе, состоящей по крайней мере из миллиона белковообразных молекул, велика вероятность того, что каждая из них катализирует формирование другой молекулы в системе. Поэтому в целом система способна воспроизводить саму себя. Достигнув определенной стадии, она, предположительно, претерпевает фазовое превращение, давая начало новому уровню сложности в организации всей системы. Однако концепция Кауфмана целиком основана на компьютерных моделях, имеющих мало общего с реально существующими живыми системами вступающих в реакцию химических веществ (Bradley. 1998. P. 44).

Прежде всего, следует отметить, что названная Кауфманом цифра в один миллион молекул слишком мала для создания условий, при которых каждая из них смогла бы катализировать формирование в системе молекулы другого вида. Но даже если бы миллиона видов молекул было достаточно, вероятность того, что определенная катализирующая молекула вызовет появление химических компонентов, нужных для возникновения другой молекулы, ничтожно мала (Bradley. 1998. P. 45).

Кроме того, компьютерные модели Кауфмана должным образом не учитывают экзотермическую природу формирования биополимеров – реакции берут энергию у системы и быстро истощают ее, приводя систему к «смерти». Кауфман предполагает, что энергообразующие реакции в системе компенсируют энергию, затраченную на формирование биополимеров. Однако Брэдли указывает, что эти реакции тоже требуют нахождения определенных молекул в нужном месте в нужное время для участия в реакциях (Bradley. 1998. P. 45). Модели Кауфмана не дают удовлетворительного объяснения, как это должно происходить. Брэдли добавляет: «Дегидрация и конденсация с преобразованием в субстраты – два возможных решения термодинамических проблем – только усложняют картину того, как 1 000 000 молекул могут организоваться в систему, в которой все катализаторы находятся на своих местах относительно реагентов, что позволило бы осуществиться их каталитическим функциям» (Bradley. 1998. P. 45). Иными словами, система Кауфмана не дает реалистичного объяснения того, как все молекулярные элементы могут оказаться на своих местах для осуществления всех необходимых каталитических и энергообразующих реакций. Это может не представлять важности в компьютерной программе, но только не в реальной жизни.

 

Мир РНК

 

Величайшая проблема, с которой сталкиваются все сценарии возникновения жизни – это подробное объяснение происхождения первой репродуктивной системы ДНК, присутствующей в современных клетках. Попытки объяснить, как репродуктивная система ДНК могла возникнуть непосредственно из молекулярных блоков, оказались связаны с такими трудностями, что ученые были вынуждены от них отказаться. В наше время многие исследователи сосредоточивают свои усилия на объяснении возникновения основанной на РНК репродуктивной системы, которая играет вспомогательную роль в процессах воспроизведения современных клеток. Согласно их представлениям, в ранние периоды истории жизни на Земле существовал так называемый «мир РНК», который предшествовал нынешнему миру ДНК. РНК – это нуклеиновая кислота, обладающая способностью к самовоспроизведению при определенных условиях. Белки не могут репродуцировать себя без помощи энзимов, которые катализируют процесс самовоспроизведения. Решить эту проблему и позволяет молекула РНК. Остается предположить, что система репродуцирования, заложенная в молекулах РНК, на определенном этапе начала воспроизводить белки, строительные блоки организма.

Основная проблема, связанная с миром РНК, заключается в том, что ученые не могут дать удовлетворительного объяснения спонтанного возникновения РНК. Джералд Джойс и Лесли Орджел, два выдающихся исследователя РНК, признали тот факт, что трудно представить себе, как РНК могла самоорганизоваться на ранних этапах существования Земли. Две главные составляющие РНК – нуклеиновые кислоты и сахара – обладают свойством взаимооталкивания. Джойс и Орджел называют идею самоорганизации РНК «маловероятной в свете современного понимания добиологической химии» и говорят о «мифе возникновения самовоспроизводящейся молекулы РНК из первичного бульона, состоящего из хаотичного набора полинуклеотидов» (Joyce, Orgel. 1993. P. 13). Они также обращают внимание на главный парадокс теории происхождения жизни: «Трудно представить себе, как могла возникнуть самовоспроизводящаяся рибосома [РНК]; между тем, без изначального присутствия в первых примитивных рибосомах системы самовоспроизведения никакая эволюция невозможна». Следует также учитывать, что РНК способна самовоспроизводиться только в строго определенных лабораторных условиях, в существование которых на ранней стадии истории Земли поверить трудно. Другая проблема заключается в том, что есть много видов молекул РНК и не все они способны катализировать собственное самовоспроизведение. Бехе отмечает: «Одного чуда возникновения химически целостной РНК недостаточно. Потребовалось бы второе чудесное совпадение, чтобы получилась вторая дееспособная молекула РНК, поскольку большинство РНК не обладают способностью к самовоспроизведению» (Behe. 1996. P. 172).

Некоторые исследователи расширили свой поиск, предположив, что первая нуклеотидная молекула обладала способностью к репродуцированию без помощи энзимов, относящихся к РНК. Но пока все их усилия не дали результата, и такая молекула не была обнаружена. Например, Стэнли Миллер и другие предложили пептидонуклеиновую кислоту (ПНК) как альтернативу РНК в качестве первой самовоспроизводящейся молекулы. Согласно Миллеру, ПНК – более стабильная молекула, чем РНК. Но в ходе экспериментов Миллер смог произвести лишь некоторые компоненты ПНК, а не саму молекулу (Travis. 2000b). В результатах исследования, опубликованных в журнале «Science», Эшенмозер утверждает: «…опытным путем не было продемонстрировано, что какая‑либо олигонуклеотидная система обладает способностью к эффективному и надежному неэнзимному воспроизведению в естественных условиях» (Eschenmoser. 1999. P. 2118). Говоря о РНК и других олигонуклеотидных молекулах, Эшенмозер утверждает, что «шансы их формирования в абиотических естественных условиях остаются под вопросом». Он признает, что, хотя большинство ученых считают формирование некоего подобного РНК олигонуклеотида ключевым шагом в появлении жизни, «убедительные экспериментальные доказательства возможности такого процесса в потенциально естественных условиях до сих пор отсутствуют».

 

Биология развития

 

Даже если мы согласимся с приверженцами теории эволюции и допустим возникновение первых простейших организмов, мы столкнемся с вопросом, как эти организмы постепенно превратились в различных живых существ, включая человека. Одним из исторических свидетельств такого постепенного развития являются ископаемые. Но исследовав историю ископаемых останков человека, мы обнаружим, что люди существовали с самого возникновения жизни на Земле. Другой тип свидетельств предоставляет биология развития. Большинство животных начинает свое существование с оплодотворенной яйцеклетки, которая затем превращается в зародыш, а тот, в свою очередь, – в новорожденный организм и взрослую особь. Исследованием того, как это происходит, и занимается биология развития. Дарвинисты утверждают, что биология развития предоставляет неопровержимые доказательства существования эволюции.

Дарвинисты часто ссылаются на тот факт, что на определенной стадии развития человеческий зародыш напоминает эмбрион рыбы, и это, по их мнению, доказывает существование эволюции. В действительности, на определенной стадии все эмбрионы позвоночных напоминают рыб, а следовательно, сходны друг с другом. Сам Дарвин утверждал: «эмбрионы млекопитающих, птиц, рыб и рептилий… обладают близким сходством». Он видел в этом указание на то, что взрослые особи этих видов являются «видоизменившимися потомками единого древнего предка». Он также предположил, что «на стадии зародыша организм имеет сходство с единым взрослым предком данной группы организмов» (Darwin. 1859. Pp. 338, 345). Иными словами, рыбообразный зародыш позвоночных сходен с взрослой особью позвоночного, от которого мы все произошли – то есть рыбы. Но это предположение основано на ошибочной предпосылке, что все эмбрионы сходны между собой.

Процесс развития взрослого организма из зародыша именуется онтогенезом, а процесс эволюции, в ходе которого единый предок, предположительно, развивается в различных по виду потомков, называется филогенезом. Многие дарвинисты в большей или меньшей степени полагали и полагают, что развитие эмбриона позвоночных отражает эволюционный процесс, который привел к их появлению. По выражению немецкого дарвиниста Эрнста Хекеля, «онтогенез повторяет филогенез». В качестве иллюстрации Хекель опубликовал серию изображений эмбрионального развития нескольких позвоночных, на которых видно, что сначала все они напоминают рыбу, а потом постепенно приобретают свойственные им особенности. Позже выяснилось, что Хекель подкорректировал изображения ранних стадий развития эмбрионов таким образом, чтобы увеличить их сходство с рыбой. Хекель был официально обвинен в этом подлоге академическим судом Иенского университета. Тем не менее, его иллюстрации эмбрионов позвоночных и по сей день широко используются в учебниках по эволюции.

С упомянутыми иллюстрациями связан еще один обман. Первые иллюстрации, на которых изображены сходные по форме эмбрионы, в действительности соотносятся со средней стадией развития зародыша. Если бы присутствовали изображения более ранних стадий, включая стадию яйцеклетки, то создалось бы совсем другое впечатление.

Яйцеклетки, представляющие собой одноклеточные образования, с которых начинается развитие эмбриона, существенно отличаются у разных видов. Яйца птиц и рептилий имеют большой размер. Икра рыб, как правило, меньше, но все еще различима невооруженным глазом. Человеческая же яйцеклетка имеет микроскопический размер.

Первая стадия эмбрионального развития – деление яйцеклетки. У каждого вида этот процесс протекает по‑своему. На стадии деления происходит дифференциация задней и передней части тела. Затем на стадии гаструляции намечается общее расположение частей тела. На этом этапе клетки начинают образовывать разные по назначению ткани тела. Как и на стадии деления, формы гаструляции отличаются большим разнообразием среди различных видов позвоночных. Поэтому на этой стадии развития эмбрионы имеют большое количество различий между собой (Nelson. 1998. P. 154; Wells. 1998. P. 59; Elinson. 1987).

Только на следующем этапе эмбрионального развития – на стадии фарингулы – эмбрионы рыб, рептилий, птиц и млекопитающих временно обладают некоторым сходством, напоминая маленьких рыбок. На этой стадии все эмбрионы имеют небольшие складки ткани в горловой области, напоминающие жабры. У рыб они действительно становятся жабрами, тогда как у других позвоночных из них формируются внутреннее ухо и щитовидная железа. Таким образом, эмбрионы человека и других млекопитающих ни на какой стадии не имеют жабр, так же как и эмбрионы птиц и рептилий (Wells. 1998. P. 59). После стадии фарингулы эмбрионы утрачивают сходство.

Всеобъемлющий обзор эмбрионального развития позвоночных отнюдь не свидетельствует в пользу теории эволюции. Скорее, он дает серьезные основания усомниться в ней. Согласно этой теории, все многоклеточные организмы происходят от одного предка. Этот организм обладал телом определенного вида и, чтобы изменилась форма его тела, потребовались изменения в генах, которые управляют ранними стадиями развития эмбриона. Но согласно теории эволюции, гены, контролирующие ранние стадии эмбрионального развития, не должны были претерпевать значительных изменений. Любые подобные изменения привели бы к значительным сдвигам в развитии организма, приводя к его смерти или существенным уродствам. Именно это мы и видим сегодня. По словам Нельсона, «все полученные экспериментальным путем свидетельства указывают на то, что при возникновении помех развитие организма либо приостанавливается, либо возвращается альтернативными или короткими путями к своей прежней траектории» (Nelson. 1998. P. 159). Поэтому, по мнению большинства биологов‑эволюционистов, позитивные мутации могут происходить только в тех генах, которые отвечают за поздние фазы развития организма.

Согласно теории эволюции, можно было бы ожидать, что самые ранние стадии развития организмов схожи друг с другом. Но, как мы уже видели, ранние стадии развития эмбрионов значительно различаются (Nelson. 1998. P. 154). Например, после того как яйцеклетка начинает делиться, она может развиваться несколькими путями до достижения ею стадии гаструлы, и у разных животных эти пути разные. Эрик Дэвидсон, занимающийся вопросами биологии развития, назвал эти пути деления яйцеклетки «неподдающимися объяснению» (Davidson. 1991. P. 1). Остается загадкой, как виды с совершенно разными путями раннего развития эмбриона могли произойти от одного предка. Ричард Элинсон спрашивает: «Если исключать возможность мутаций на стадии эмбриогенеза, то как объяснить такие значительные вариации на ранних стадиях развития эмбриона?» (Elinson. 1987. P. 3). Он называет это «головоломкой».

Некоторые ученые (Thomson. 1988. Pp. 121–122) предположили, что изменения на ранних стадиях развития вполне возможны, ибо они очевидно имели место. Это типичный пример слепой веры в эволюционную теорию. Нельсон утверждает: «Заметьте, такая позиция основывается целиком на предположении о существовании единого предка всех позвоночных. Не существует никаких весомых доказательств того, что „изменения на ранних стадиях развития вполне возможны“. Мне известен только один пример наследуемого генетического изменения такого рода у многоклеточного организма» (Nelson. 1998. P. 158). Иными словами, существует один‑единственный экспериментально доказанный пример генетического изменения на ранних стадиях развития организма, которое перешло к его потомкам. Оно сводится к мутации у улитки Limenaea peregra, которая выражается только в изменении направления закручивания ее раковины справа налево (Gilbert. 1991. P. 86. Цитируется по: Nelson. 1998. P. 170). Это изменение нельзя назвать значительным. Оно не содержит никаких новых биологических особенностей.

Таким образом, на данный момент не существует никаких экспериментальных доказательств того, что изменения на ранних стадиях развития организма могут привести к появлению новых видов. Некоторые ученые полагают, что, хотя такие изменения невозможны в наше время, они случались на ранних этапах эволюции, приводя к значительным видоизменениям живых существ. Фут и Гоулд выдвинули теорию, согласно которой этот предполагаемый ранний период многовидового развития закончился сотни миллионов лет назад с завершением так называемого «кембрийского взрыва», во время которого, предположительно, появились все основные виды жизни, наблюдаемые в наше время. После «кембрийского взрыва» случилось то, что эти ученые называют «генетической или эволюционной блокировкой». В качестве доказательства Фут и Гоулд приводят тот факт, что после кембрийской эры на Земле не происходило никаких значительных изменений в формах жизни. Кроме того, они ссылаются на то, что в наше время значительные изменения в генах, контролирующих ранние стадии развития организма, приводят к смерти (Foote, Gould. 1992. P. 1816). Однако существование «кембрийского взрыва» ничем не доказано и является лишь предположением. Ученые не могут привести ни одной убедительной причины, почему обитатели кембрийской эры были способны выносить значительные изменения на биомолекулярном уровне.

Нельсон пишет: «Золотые эпохи эволюции (например, „кембрийский взрыв“) суть не что иное, как предположения, – ввиду полного отсутствия понимания механизмов, стоящих за ними. Они возникли в ответ на необходимость объяснения разнообразия жизни с помощью теории, согласно которой все существующие формы жизни возникли в результате случайных мутаций и естественного отбора среди более примитивных форм жизни, хотя эта теория вынуждена мириться с огромным количеством противоречащих ей свидетельств. Однако сколь бы неправдоподобными они ни казались, дарвинисты предпочитают верить в эти золотые эпохи, закрывая глаза на очевидные ограничения в структуре и функциях организмов, ибо эти ограничения подразумевают невозможность происхождения одних видов от других» (Nelson. 1998. P. 168). Это, в свою очередь, подразумевает наличие разумного творения отдельных видов.

Ученые испытывают большие затруднения, пытаясь сколько‑нибудь подробно объяснить, как разнообразные формы жизни (или так называемые биологические схемы) произошли от одного общего предка в процессе эволюции. Брюс Уоллес рассказывает о некоторых проблемах, связанных с изменением конкретной биологической схемы: «Биологическую схему организма… можно представить в виде системы генетических переключателей, которые контролируют эмбриональное и последующее развитие индивидуума. Этот контроль должен осуществляться должным образом как в отношении всего организма на данном промежутке времени, так и в отношении отдельных тканей в нужной последовательности. Отбор, как естественный, так и искусственный, который ведет к морфологическим изменениям и другим модификациям, происходит благодаря работе этих переключателей… Сложнейшая проблема, возникающая при попытке представить, каким образом один организм видоизменяется в другой, столь же функциональный, возникает в связи с необходимостью задействовать множество таких переключателей для нормального [соматического] развития индивидуума» (Wallace Bruce. 1984. Цитируется по: Nelson. 1998. P. 160). Как утверждает Артур, «в конечном итоге мы должны признать, что не имеем ясного представления о том, как возникают те или иные биологические схемы» (Arthur. 1987. Цитируется по: Nelson. 1998. P. 170).

Что говорить о понимании того, как гены управляют масштабными изменениями биологических схем, приводящими к появлению новых организмов, если ученые даже не могут до конца понять, как гены управляют развитием биологических схем уже существующих видов. Р. Рафф и Т. Кауфман говорят о «существующем в данный момент очень смутном представлении о том, как гены управляют морфогенезом даже простейших одноклеточных организмов» (Raff, Kaufman. 1991. P. 336). Человеческий организм начинает свое развитие с одной‑единственной клетки – оплодотворенной яйцеклетки, которая делится на много клеток. Каждая новая клетка содержит ту же ДНК, что и первая, но сами клетки образуют совершенно разные ткани и структуры. Как это происходит даже на уровне примитивных многоклеточных организмов, до сих пор неизвестно.

Некоторые ученые полагают, что за спецификацией биологических схем и их развитием в организме стоят так называемые гомеотические гены. В конце XIX века ученые заметили, что одни части тела некоторых организмов иногда напоминают по форме другие части тела. Например, у насекомых усики иногда имеют форму ножек (данная аномалия именуется антеннопедией). Такие формы именуются гомеотическими. Приставка «гомео» означает «подобный», так что гомеотическая нога – это часть тела, напоминающая по форме ногу. В XX веке был выявлен ген, отвечающий за мутацию, вызывающую антеннопедию у мушек‑дрозофил. Он получил название Antp. Но теперь, когда ученые поняли, почему ножка может вырасти вместо усика, им предстоит разрешить вопрос, каким образом вообще возникли усики и ножки, – то, чего генетики и биологи до сих пор не объяснили.

Помимо Antp у дрозофил существуют другие гомеотические гены, такие, как Pax‑6, отвечающие за развитие глаз. В 1995 году Вальтер Геринг и его коллеги сумели видоизменить этот ген, что привело к появлению глаз на ножках и усиках у дрозофил. Pax‑6 имеется как у мушек, так и у млекопитающих, включая человека. Частично этот ген (связующий сегмент ДНК) также обнаружен у червей и кальмаров (Quiring et al. 1994). Исследователи пришли к выводу, что Рах‑6 является «основным геном, контролирующим глазной морфогенез» и что он имеется у всех многоклеточных организмов (Halder et al. 1995. P. 1792).

Однако Уэллс замечает: «Если один и тот же ген может „определять“ структуру таких различных органов, как… глаз насекомого, глаз человека и кальмара, это значит, что данный ген мало что определяет» (Wells. 1998. Pp. 56–57). Он добавляет: «Гомеотические гены не дают нам никакой информации о том, как формируются биологические структуры, за исключением того, как эмбрион направляет различные клетки по тому или иному пути развития».

В случае с глазом, эволюционистам предстоит объяснить, как такая сложная биологическая структура вообще могла возникнуть, и при том не один раз, а многократно. Видные эволюционисты Л. фон Сальвини‑Плевен и Эрнст Майер утверждают, что «ранние беспозвоночные, по крайней мере, те из них, что положили начало более развитым филогенетическим линиям, не обладали световыми рецепторами» и что «фоторецепторы возникли независимо не менее чем у 40 (а возможно у 65 и более) различных филогенетических линий» (Salvini‑Plawen, Mayer. 1977).