ЧЯД. Глава 9. 2

                НА ГРАНИ

Кто-нибудь может говорить, что гора Рашмор* есть результат замысла, но, как часто повторял король Сиама, это тоже пройдет. С течением времени, в результате дождей и порывов ветра, гора Рашмор изменит свою форму. Через тысячелетия в будущем люди могут пройти мимо бывшей горы и увидеть только самый слабый намек на лица в скалах. Может ли человек сделать вывод, что размытая гора Рашмор была кем-то создана? Это зависит от обстоятельств. Вывод о дизайне требует идентификации отдельных компонентов, которые были упорядочены для достижения цели, и силу такого вывода нелегко количественно оценить. Размытая гора Рашмор могла бы вызвать у будущих археологов истерику, если бы они могли увидеть только то, что выглядело как ухо, нос, нижняя губа и, возможно, подбородок разных  президентских изображений. Части на самом деле не упорядочены друг с другом и могут быть просто необычным скальным образованием.

С Земли кажется, что на поверхности Луны есть лицо человека. Можно указать на затемненные участки, похожие на глаза и рот. Это могло быть спроектировано, возможно, инопланетянами, но количество и специфичность компонентов недостаточны, чтобы определить, действительно ли была задумана цель, приписываемая рисунку. Италия, возможно, была намеренно спроектирована так, чтобы выглядеть как сапог, но, возможно, и нет. Недостаточно данных, чтобы прийти к уверенному выводу. Газета National Enquirer однажды опубликовал статью, в которой якобы было показано человеческое лицо на поверхности Марса, однако сходство было незначительным. В таких случаях мы можем просто сказать, что, как и все остальное, это могло быть спроектировано, но мы не можем сказать это наверняка.

По мере того, как увеличивается количество и качество компонентов, которые подходят друг другу для формирования системы, мы можем быть все более и более уверены в разумном замысле. Несколько лет назад сообщалось, что изображение Элвиса Пресли было сформировано плесенью, растущей на холодильнике леди из Теннесси. Сходство можно было увидеть, но оно было небольшим. Предположим, однако, что сходство было на самом деле очень хорошим. Предположим, что изображение было составлено не только из черной плесени. Предположим, что есть также Serratia marcescens – бактерия, которая растет красными листами. И предположим, что есть колонии дрожжей Saccharomyces cerevisiae, которые блестяще-белые. И есть также Pseuodomonas aeruginosa, которая зеленая, и Chromobacterium violaceum, которая фиолетовая, и Staphylococcus aureus, которая желтая. И предположим, что зеленые микроорганизмы росли в форме брюк Элвиса, а фиолетовые бактерии образовывали его рубашку. А очень маленькие точки чередующихся красных и белых бактерий придавали его лицу телесный вид.

Предположим, что бактерии и плесень на холодильнике сформировали образ Элвиса, который был почти идентичен одному из тех бархатных плакатов, которые вы видите в магазинах. Можем ли мы тогда заключить, что это изображение есть результат дизайна? Да, можем – с той же уверенностью, с которой мы заключаем, что плакаты из дешевых магазинов были кем-то созданы.

Если бы у «человека на луне» была борода, уши, очки и брови, мы бы сделали вывод, что он есть результат замысла. Если бы в Италии были петлицы и шнурки, а Сицилия напоминала бы футбольный мяч с цветными полосками и логотипом, мы бы подумали, что они были спроектированы. По мере того, как увеличивается количество или качество частей взаимодействующей системы, наше суждение о дизайне также увеличивается и может приобрести уверенность. Трудно количественно оценить эти вещи. Но легко прийти к выводу, что система такой детализации, как завершенный бактериальный Элвис, была спроектирована.

                БИОХИМИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН

Дизайн легко увидеть на плакатах Элвиса, мышеловках и в игре «Scrabble». Но биохимические системы – это не неодушевленные объекты. Они являются частью живых организмов. Могут ли живые биохимические системы быть разумно спроектированы? Не так давно считалось, что жизнь состоит из особой субстанции, отличной от материи, из которой состоят неживые объекты. Фридрих Вёлер развенчал эту идею. В течение долгого времени после этого сложность жизни сводила на нет большинство попыток понять ее и манипулировать ею. Однако в последние десятилетия биохимия добилась таких больших успехов, что ученые могут проектировать основные изменения в живых организмах. Давайте рассмотрим несколько примеров биохимического дизайна.

Когда система свертывания крови дает сбой, сбившийся с пути тромб может заблокировать ток крови через сердце, подвергая жизнь опасности. При современном лечении пациенту вводится естественный белок, чтобы помочь разрушить тромб. Но у естественного белка есть некоторые недостатки, поэтому инновационные исследователи пытаются создать новый белок в лабораторных условиях, который может выполнять эту работу лучше. Вкратце, стратегия заключается в следующем.

Многие белки системы свертывания крови активируются другими факторами которые вырезают часть целевого белка, активируя его. Вырезаемая часть нацелена только на активатор и ни на что другое. Плазминоген – предшественник плазмина, белка, который разрушает тромбы, – содержит активный участок, который обрезается очень медленно, после того, как тромб сформировался и началось заживление. Однако для лечения сердечного приступа плазмин необходим немедленно в месте образования тромба, который препятствует циркуляции крови.

Чтобы сделать плазмин доступным немедленно в нужном месте, исследователи выделили и изменили ген, кодирующий плазминоген. Часть гена, кодирующая участок в плазминогене, который расщепляется для активации белка, заменяется. Она заменяется частью гена другого компонента системы свертывания крови (например, предшественника тромбопластина плазмы, или РТА), который быстро активируется тромбином. Идея заключается в следующем: сконструированный плазминоген, несущий расщепляемый тромбином фрагмент, будет быстро разрезаться и активироваться в непосредственной близости от сгустка, потому что тромбин всегда присутствует в месте сгустка.  Но быстро высвобождаемая активность не является активностью тромбопластина; скорее, это действие плазмина. Если такой белок быстро ввести жертве сердечного приступа, есть надежда, что плазмин поможет ему или ей выздороветь с минимальными необратимыми повреждениями.

Новый белок является продуктом разумного замысла. Кто-то, обладающий знаниями о системе свертывания крови, сел за свой стол и набросал способ производства белка, который сочетал бы в себе свойства растворения тромбов плазмином со свойством быстрой активации белков, расщепляемых тромбином. Дизайнер знал, к чему приведет конечный продукт его работы, и работал над достижением этой цели. После составления плана дизайнер (или его аспирант) отправлялся в лабораторию и предпринимал шаги для его реализации. Результатом стал белок, который никто в мире никогда раньше не видел – белок, который будет выполнять замысел дизайнера. Биохимические системы действительно можно проектировать.

Разумный дизайн биохимических систем довольно распространен в наши дни. Чтобы обеспечить диабетиков труднодоступным человеческим инсулином, исследователи десять лет назад выделили ген человеческого инсулина. Они поместили его во фрагмент ДНК, который мог выжить в бактериальной клетке, и вырастили модифицированные бактерии. Клеточный механизм бактерий вырабатывал человеческий инсулин, который был выделен и используется для лечения пациентов. Некоторые лаборатории в настоящее время модифицируют высшие организмы, встраивая измененную ДНК непосредственно в их клетки. Сконструированные растения, устойчивые к морозу или насекомым-вредителям, уже существуют. Более новым является проектирование коров, которые дают молоко, содержащее большое количество полезных белков. (Люди, которые делают это, вводя посторонние гены в эмбрионы коровы, любят называть себя «фармерами», сокращение от фармацевтических фермеров.)

Можно заметить, что, хотя описанные выше системы являются примерами биохимического дизайна, в каждом случае дизайнер не делал ничего, кроме перестановки частей природы. Он или она не создавали новую систему с нуля. Это правда, но, вероятно, это не будет правдой очень долго. Ученые сегодня активно работают над раскрытием секретов того, что придает белкам особую активность. Прогресс медленный, но устойчивый. Пройдет совсем немного времени, и белки, предназначенные для конкретных, новых целей, будут созданы с нуля. Еще более впечатляет то, что химики-органики разрабатывают новые химические системы, имитирующие жизнедеятельность. В популярных СМИ это обыгрывается как «синтетическая жизнь». Хотя это грубое преувеличение, предназначенное для продажи журналов, работа показывает, что разумный агент может спроектировать систему, проявляющую биохимические свойства, без использования биохимических веществ, которые, как известно, встречаются в живых системах.

В последние годы некоторые ученые даже начали разрабатывать новые биохимические вещества, используя принципы микроэволюции – мутации и отбора. Идея проста: химическим путем создать большое количество различных фрагментов ДНК или РНК, а затем вытащить из смеси несколько кусочков, которые обладают свойством, которое хочет дизайнер, например, способностью связываться с витамином или белком. Это делается путем смешивания твердых частиц, к которым присоединен витамин или белок, с раствором, содержащим смесь кусочков ДНК или РНК, а затем смывания раствора. Кусочки ДНК или РНК, которые связывают витамин или белок, остаются прилипшими к твердому телу. Все части, которые не связываются, смываются. После выбора правильных кусочков экспериментатор использует ферменты, чтобы сделать множество их копий. Джеральд Джойс, лидер в этой области, сравнивает этот процесс с селекционным разведением: «Если кто-то хочет более красную розу или более пушистую персидскую породу, он выбирает в качестве племенного поголовья тех особей, которые лучше всего иллюстрируют желаемый признак. Точно так же, если кто-то хочет получить молекулу, которая проявляет определенный химический признак, то он выбирает из большой популяции молекул те, которые лучше всего проявляют это свойство». Как и селекция, этот метод имеет преимущества микроэволюции, но также имеет свои ограничения. Можно произвести простую биохимическую активность, но не сложные системы, которые мы обсуждали в этой книге.

Во многих отношениях этот метод похож на клональный отбор антител, обсуждавшийся в главе 7. Действительно, другие ученые используют способность иммунной системы вырабатывать антитела практически против любой молекулы. Ученые вводят животному интересующую молекулу (например, лекарство) и выделяют антитела, которые вырабатываются против нее. Затем антитела могут быть использованы в качестве клинических или коммерческих реагентов для обнаружения молекулы. В некоторых случаях могут вырабатываться антитела, которые ведут себя как простые ферменты (они называются «ab-zymes»). Оба этих подхода: ДНК/РНК или антитела обещают найти множество промышленных и медицинских применений в ближайшие годы.

Тот факт, что биохимические системы могут быть спроектированы разумными агентами для их собственных целей, признают все ученые, даже Ричард Докинз. В своей новой книге Докинз представляет гипотетический сценарий, в котором ведущего ученого похищают и заставляют работать над биологическим оружием для злой, милитаристской страны. Ученый получает помощь, закодировав сообщение в последовательности ДНК вируса гриппа: он заражает себя измененным вирусом, чихает на толпу людей и терпеливо ждет, когда грипп распространится по всему миру, уверенный, что другие ученые изолируют вирус, секвенируют его ДНК и расшифруют его код. Поскольку Докинз согласен с тем, что биохимические системы могут быть спроектированы, и что люди, которые не видели и не слышали о проектировании, тем не менее, могут его обнаружить, то вопрос о том, была ли данная биохимическая система спроектирована, сводится к простому представлению доказательств в поддержку замысла.

Мы также должны учитывать роль законов природы. Законы природы могут организовывать материю – например, поток воды может накапливать ил в достаточной степени, чтобы запрудить часть реки, заставляя ее изменить русло. Наиболее важными законами являются законы биологического размножения, мутации и естественного отбора. Если биологическая структура может быть объяснена в терминах этих естественных законов, то мы не можем заключить, что она была спроектирована. На протяжении всей этой книги, однако, я показывал, почему многие биохимические системы не могут быть построены естественным отбором, работающим над мутациями: не существует прямого, постепенного пути к этим неснижаемо сложным системам, а законы химии решительно работают против ненаправленного развития биохимических систем, которые создают молекулы, такие как АМФ.  Альтернативы градуализму, которые работают через неразумные причины, такие как симбиоз и теория сложности, не могут (и даже не пытаются) объяснить фундаментальные биохимические машины жизни. Если естественные законы, свойственные жизни, не могут объяснить биологическую систему, то критерии для заключения о замысле становятся такими же, как и для неодушевленных систем. Не существует магической точки нередуцируемой сложности, в которой дарвинизм логически невозможен. Но препятствия для градуализма становятся все выше и выше по мере того, как структуры становятся более сложными, более взаимозависимыми.

Может ли существовать еще не открытый естественный процесс, который объяснил бы биохимическую сложность? Никто не будет настолько глуп, чтобы категорически отрицать такую возможность. Тем не менее, мы можем сказать, что если такой процесс и существует, никто не имеет ни малейшего понятия, как он работает. Более того, это противоречило бы всему человеческому опыту, как постулирование того, что естественный процесс может объяснить компьютеры.  Заключение о том, что такого процесса не существует, так же научно обосновано, как и вывод о том, что ментальная телепатия невозможна или что Лохнесское чудовище не существует. Перед лицом огромного количества доказательств, которые у нас есть в пользу биохимического дизайна, игнорирование этих доказательств во имя фантомного процесса означало бы играть роль детективов, которые игнорируют слона.

Разобравшись с этими предварительными вопросами, мы можем заключить, что биохимические системы, обсуждаемые в главах с 3 по 6, были спроектированы разумным агентом. Мы можем быть так же уверены в наших выводах для этих случаев, как и в выводе о том, что мышеловка была разработана, или что гора Рашмор или плакат Элвиса были спроектированы. Для этих систем нет вопроса о степени, как и для человека на луне или формы Италии. Наша способность быть уверенным в дизайне ресничек или внутриклеточного транспорта основана на тех же принципах, что и наша способность быть уверенными в дизайне чего бы то ни было: упорядочивание отдельных компонентов для достижения идентифицируемой функции, которая резко зависит от компонентов.

Функция реснички заключается в том, чтобы быть моторизованным веслом. Для достижения этой функции микротрубочки, линкеры нексина и моторные белки должны быть упорядочены точным образом. Они должны узнавать друг друга и точно взаимодействовать. Функция отсутствует, если какой-либо из компонентов отсутствует. Более того, для того, чтобы сделать систему полезной для живой клетки, требуется еще много факторов, помимо перечисленных: ресничка должна быть расположена в правильном месте, правильно ориентирована и включаться или выключаться в соответствии с потребностями клетки.

Функция системы свертывания крови заключается в том, чтобы быть прочным, но преходящим барьером. Компоненты системы упорядочены с этой целью. Фибриноген, плазминоген, тромбин, протеин С, фактор Кристмаса и другие компоненты пути вместе делают то, что ни один из компонентов не может сделать в одиночку. Когда витамин К недоступен или антигемофильный фактор отсутствует, система выходит из строя так же часто, как машина Руба Голдберга выходит из строя, если отсутствует компонент. Компоненты режут друг друга в точных местах, точно выравниваются друг с другом. Они действуют, образуя элегантную структуру, выполняющую определенную задачу.

Функция внутриклеточных транспортных систем заключается в перевозке грузов из одного места в другое. Для этого посылки должны быть маркированы, пункты назначения распознаны, а транспортные средства оборудованы. Должны быть установлены механизмы, позволяющие покинуть одну замкнутую область клетки и войти в другую. Сбой системы оставляет дефицит критически важных поставок здесь и удушающий избыток там. Ферменты, которые полезны в одном ограниченном пространстве, наносят ущерб в другой области.

Функции других биохимических систем, которые я обсуждал, легко идентифицируемы, и их взаимодействующие части могут быть перечислены. Поскольку функции критически зависят от сложных взаимодействий частей, мы должны заключить, что они, как и мышеловка, были спроектированы.

Проектирование, которое в настоящее время ведется в биохимических лабораториях по всему миру – деятельность, необходимая для планирования нового плазминогена, который может быть расщеплен тромбином, или коровы, которая дает гормон роста в своем молоке, или бактерии, которая выделяет человеческий инсулин, – аналогично проектированию, которое предшествовало системе свертывания крови. Лабораторная работа аспирантов, собирающих воедино кусочки генов в преднамеренной попытке создать что-то новое, аналогична работе, которая была проделана, чтобы возникла первая ресничка.

                ПРОВЕДЕНИЕ РАЗЛИЧИЙ

То, что мы можем сделать вывод о том, что некоторые биохимические системы были спроектированы, не означает, что все субклеточные системы были явно спроектированы. Кроме того, некоторые системы, возможно, были спроектированы, но доказать их дизайн может быть сложно. Лицо Элвиса может быть ясным и отчетливым, в то время как его (предполагаемая) гитара – импрессионистское размытие. Обнаружить дизайн в ресничке может быть проще простого, но дизайн в другой системе может быть пограничным или необнаруживаемым. Оказывается, клетка содержит системы, которые охватывают диапазон от очевидно спроектированных до отсутствия очевидного дизайна. Имея в виду, что все могло быть спроектировано, давайте кратко рассмотрим пару систем, в которых дизайн трудно увидеть.

Основой жизни является клетка, в которой биохимические процессы, поддерживающие существование клетки, изолированы от окружающей среды. Структура, которая инкапсулирует клетку, называется клеточной мембраной. Она состоит в основном из молекул, которые химически похожи на моющие средства, которыми мы моем посуду и стираем одежду. Точный тип молекул, похожих на детергенты, которые используются в мембранах, широко варьируется от одного вида клеток к другому: некоторые длиннее, другие короче; некоторые более мягкие, другие более жесткие; некоторые имеют положительные заряды, другие – отрицательные, а некоторые — нейтральные. Большинство клеток содержат смесь различных типов молекул в своих мембранах, и эта смесь может быть разной для разных типов клеток.

Когда молекулы моющего средства оказываются в воде, они имеют тенденцию ассоциироваться друг с другом. Хороший пример этой ассоциации можно увидеть в пузырьках, которые плещутся в стиральной машине, пока вы стираете. Пузырьки состоят из очень тонких слоев моющего средства (плюс немного воды), в которых молекулы упакованы бок о бок. Сферическая форма пузырьков обусловлена физической силой, называемой поверхностным натяжением, которая уменьшает площадь пузырька до наименьшей площади, способной вместить моющее средство. Если вы возьмете молекулы из клеточной мембраны, очистите их от всех других компонентов клетки и растворите в воде, они часто будут собираться вместе в сферическую, замкнутую форму.

Поскольку эти молекулы образуют пузырьки сами по себе, поскольку ассоциация молекул неизбирательна, и поскольку конкретная отдельная молекула не является необходимой для формирования мембраны, трудно сделать вывод о разумном замысле клеточных мембран. Как и камни в каменной стене, каждый из компонентов легко заменяется другим компонентом. Как и в плесени на моем холодильнике, дизайн не обнаруживается.

Или рассмотрим гемоглобин – белок в наших красных кровяных тельцах, который переносит кислород из легких в периферические ткани. Гемоглобин состоит из четырех отдельных белков, слипшихся вместе, и каждый из четырех белков может связывать кислород. Два из четырех белков идентичны друг другу, как и два других. Оказывается, из-за особенностей сцепления четырех белков-компонентов гемоглобина друг с другом первый присоединяющийся кислород связывается менее прочно, чем последние три. Разница в силе связывания кислорода приводит к поведению, называемому «кооперативностью». Проще говоря, это означает, что количество кислорода, связанного большим количеством гемоглобина (как это происходит в крови), не увеличивается непосредственно с количеством кислорода в воздухе. Напротив, когда количество кислорода в окружающей среде низкое, кислород практически не связывается с гемоглобином – гораздо меньше, чем связывался бы, если бы не было кооперативности. С другой стороны, когда кислород в окружающей среде увеличивается, количество кислорода, связанного с гемоглобином в крови, увеличивается очень быстрыми темпами. Это можно рассматривать как что-то вроде эффекта домино. Требуется некоторое усилие, чтобы опрокинуть первую костяшку домино (связать первый кислород), но остальные костяшки домино затем автоматически падают. Кооперативность имеет важные физиологические последствия: она позволяет гемоглобину полностью насыщаться там, где много кислорода (например, в легких), и легко сбрасывать кислород туда, где он необходим (например, в периферические ткани).

Другой белок, называемый миоглобином, очень похож на гемоглобин, за исключением того, что он имеет только одну белковую цепь, а не четыре, и поэтому связывает только один кислород. Связывание кислорода с миоглобином не является кооперативным. Вопрос в том, если мы предположим, что у нас уже есть кислородсвязывающий белок, такой как миоглобин, можем ли мы сделать вывод о разумном замысле из функции гемоглобина? Аргументы в пользу дизайна слабы. Отправная точка, миоглобин, уже может связывать кислород. Поведение гемоглобина может быть достигнуто довольно простой модификацией поведения миоглобина, а отдельные белки гемоглобина сильно напоминают миоглобин. Таким образом, хотя гемоглобин можно рассматривать как систему с взаимодействующими частями, взаимодействие не делает ничего такого, что явно выходило бы за рамки отдельных компонентов системы. Учитывая как отправную точку миоглобин, я бы сказал, что гемоглобин демонстрирует те же доказательства замысла, что и человек на Луне: интригующе, но далеко не убедительно.

Последняя биохимическая система – это система, о которой я уже говорил в главе 7 – система, которая создает AMФ. Заключение о дизайне здесь похоже на вывод о том, что картина, приписываемая известному, но умершему художнику, на самом деле является подделкой другого человека из той же эпохи. Возможно, вы видите, что на картине имя знаменитого художника напечатано в левом нижнем углу, но мазки кисти, сочетание цветов, сюжет, материал холста и сама краска – все это отличается.

Поскольку для создания АМФ требуется так много последовательных этапов, поскольку промежуточные продукты не используются, и поскольку наши лучшие химические знания убедительно выступают против пути ненаправленного производства, аргументы в пользу проектирования пути АМФ представляются очень сильными. Теоретически вывод о проектировании здесь уязвим для сценария типа Стюарта Кауфмана. Однако, теория сложности в настоящее время не более чем фантом, и известное химическое поведение молекул решительно диктует против этого сценария. Более того, вывод о разумном проектировании для других биохимических систем укрепляет доверие к привлечению дизайна и для этой системы.

Поскольку все что угодно может быть спроектировано, и поскольку нам нужно представить доказательства для демонстрации замысла, неудивительно, что мы можем быть более успешными в демонстрации замысла с одной биохимической системой и менее успешными с другой. Некоторые особенности клетки, по-видимому, являются результатом простых естественных процессов, другие, вероятно, являются таковыми. Другие функции почти наверняка были разработаны. И с некоторыми функциями мы можем быть уверены, что они были спроектированы, как и все остальное.


*Гора Рашмор (илл.) - гора в горном массиве Блэк-Хилс, юго-западнее города Кистоун в Южной Дакоте, США. Известна тем, что в её гранитной горной породе высечен барельеф высотой 18,6 метра, содержащий скульптурные портреты четырёх президентов США: Джорджа Вашингтона, Томаса Джефферсона, Теодора Рузвельта и Авраама Линкольна. Вики.

Продолжение http://proza.ru/2024/09/16/1633