Метаинформация — неразрешимая головоломка для эволюции

Источник: origins.org.ua

Эволюционисты никогда не могли дать удовлетворительного ответа на проблематичный вопрос относительно того, откуда появилась новая информация, необходимая для эволюции, чтобы превратить микроб в миксомицеты или сложное млекопитающее животное. Лучшее, что они смогли предположить – это дупликация генов (что дает им дополнительную длину ДНК, но не содержит никакой новой информации), за которой следуют случайные мутации, которые предположительно превращают дуплицированную (удвоенную) информацию во что-то новое и полезное.

Процесс деления клетки некогда считался простым процессом. Сегодня известно, что это невероятно сложный и организованный процесс, который громко свидетельствует в пользу “разумного замысла”.

У них нет никакого экспериментального подтверждения этому заявлению (наоборот, существует множество доказательств против этого ^[1] ), поэтому они вынуждены основываться на непрямом доказательстве, так называемом ‘семействе генов’. Некоторые гены похожи по своей структуре и функции на другие гены, и эволюционисты используют это, заявляя, что эти гены произошли в результате копирования и мутации некоего общего предкового гена. Но это всего лишь эволюционное предположение, и оно не имеет под собой никакого экспериментального основания.

Семейство генов глобинов – один из любимых примеров. Гемоглобин переносит в нашей крови кислород и может состоять из различных комбинаций разных видов глобиновых протеинов. Например, гемоглобин в человеческой фетальной крови (кровь плода) содержит не такую комбинацию глобинов как постнатальная кровь (кровь уже родившегося ребенка). По мнению эволюционистов, это является следствием того, что первоначальная молекула глобина дуплицировалась в организме раннего животного, в жилах которого текла кровь, и образовала в результате мутации семейство других видов глобинов. И именно эти глобины впоследствии и привели к увеличению сложности процессов, в которых используется кислород — процессы, которые мы наблюдаем у современных животных. ^[2]

Но этот пример можно объяснить намного лучше с точки зрения разумного замысла.^[3] Человеческий плод, находящийся в материнской утробе, вынужден конкурировать за кислород в кровеносной системе матери со спросом из двух других мест — плацента, которая питает плод, и материнской утробы, которая его окружает. Поэтому гемоглобин крови плода должен иметь (среди всего прочего) более высокое сродство с кислородом, чем гемоглобин крови матери. И наоборот, когда ребенок рождается и может самостоятельно вдыхать кислород из воздуха в свои легкие, конкуренция за кислород прекращается, и возникает необходимость в другой системе поглощения кислорода. Мудрый Создатель устроил так, что гемоглобин может изменять свою форму и функцию, чтобы соответствовать этим сильно отличающимся условиям, и включил это изменение в другие огромные сложности почти сверхъестественного репродуктивного процесса. Идея о том, что такие сложные взаимодействующие изменения могли образоваться случайно, является просто неправдоподобной.

Информация об информации

Но проблема происхождения информации в биологии намного сложнее, чем могут представить себе большинство людей. Сама по себе информация бесполезна, если клетка не знает, как использовать эту информацию. Для эволюции нужна не только новая информация, но и дополнительная информация о том, как использовать эту новую информацию.

Информация об информации называется метаинформацией. Мы можем увидеть это на примере изготовления пирога. Если вы хотите испечь пирог, вам потребуется рецепт, который состоит из: (a) списка ингредиентов, и (б) инструкции, как смешивать и подготавливать ингредиенты, чтобы получить желаемый результат. Список ингредиентов является основной информацией, а инструкция относительно того, что делать с этими ингредиентами, является метаинформацией.

Человеческий геном содержит огромное количество информации, намного больше, чем мы когда-либо могли представить (вплоть до недавнего времени).^[4] Но теперь мы знаем, что большая часть этой информации является не основной информацией (гены, кодирующие протеины), а метаинформацией, которую должны иметь клетки, чтобы превращать эти кодирующие протеины гены в функциональный человеческий организм и поддерживать и воспроизводить этот функциональный организм. Эта метаинформация хранится и используется различными способами:

• ДНК состоит из двойной спирали – две длинные нити молекул, закрученные одна вокруг другой. Каждая нить состоит из цепи, составленной из четырех разных видов нуклеотидов (сокращенные символы этих нуклеотидов — T, A, Г и Ц). Около 3% этой нити у человека состоит из генов, кодирующих протеины, а остальные 97% несут регулирующую метаинформацию.

• ДНК – это молекула, которая хранит информацию, как закрытая книга. Эта сохраняемая информация используется путем копирования в молекулы РНК, а РНК молекулы вводят информацию ДНК в действие в клетке. Для каждой молекулы РНК, производящей протеины (основная информация), существует примерно 50 молекул регулирующей РНК (метаинформация).

• Внизу по сторонам двойной спирали ДНК, несколько разных видов химических цепей прикреплены в такой комбинации, которая кодирует метаинформацию для преобразования неспециализированных эмбриональных стволовых клеток в специализированные клетки, которые необходимы для пальцев рук, ног, ногтей, копчика и т.д.

• ДНК представляет собой очень длинную, тонкую молекулу. Если бы мы раскрутили один хромосомный набор человека, длина ДНК составила бы примерно 2 метра. Для того чтобы упаковать её внутри крошечного ядра крошечной человеческой клетки, она сматывается в 46 хромосом четырьмя уровнями хроматиновой структуры. Эта смотанная хроматиновая структура содержит дополнительные уровни метаинформации. Первый уровень (гистоновый код) кодирует информацию об истории клетки (т.е. это клеточная память).^[5][6] Три других уровня кодируют другую информацию, часть которой описана ниже, и нет никаких сомнений в том, что нам предстоит разгадать еще немало тайн.

Таким образом, количество метаинформации в человеческом геноме воистину огромное по сравнению с количеством основной информации, которая кодирует гены.

Самореплицирующиеся молекулы?

В своей колоссальной работе «Рассказ прародителя»^[7] Ричард Докинз проследил предполагаемого предка человечества через все эволюционные эпохи до самого первого предполагаемого общего прародителя всей жизни на земле. По его мнению, этот первоначальный прародитель имел форму жизни РНК-типа, хотя он признается, что не знает точных деталей.^[8] Его выбор пал на РНК форму жизни не случайно, ведь РНК – это единственная известная молекула, которая может выполнять все три основные функции жизни: (a) хранить закодированную информацию, (б) объединяться сама с собой и другими РНК для того, чтобы создавать молекулярные механизмы, и (в) самореплицироваться (но только очень определенным образом и в очень особых условиях).

Однако недавние исследования, показывающие как на самом деле реплицируются (воспроизводятся) живые клетки, сделали концепцию «РНК мира» абсурдно-нереальной.

Основной проблемой в процессе деления клеток (т.е. то, что живые клетки фактически делают, в противоположность воображаемой саморепликации Докинза) является то, что для нормальной работы клетки необходима большая часть целого генома — вероятно, по меньшей мере, 50% — в неспециализированных клетках организма и до 70–80% — в сложных клетках мозга и печени. Когда подходит время для клетки делиться, ДНК не только должна продолжать поддерживать нормальную работу клетки, но также она должна поддерживать дополнительную активность, связанную с клеточным делением.

В результате этого возникает огромная логистическая проблема — как избежать столкновений между механизмом транскрипции (который должен постоянно копировать информацию для непрерывного использования в клетке) и механизмом репликации (который должен «расстегивать» всю двойную спираль ДНК и реплицировать ‘застегнутую’ копию обратно на каждую из отделенных нитей).

То, каким образом клетка решает эту огромную проблему, поистине удивительно. ^[9] Репликация начинается не в одной какой-то точке, а в тысячах разных точках. Но из тысячи этих потенциальных начальных точек, только подгруппа используется в каждом клеточном цикле — различные подгруппы используются в разное время и в разных местах. Видите, как это может решить логистическую проблему?

Мы еще полностью не понимаем, как все это происходит, так как система невероятно сложная; однако в этом был достигнут некоторый прогресс:

• Большое количество потенциальных точек инициации (начала) репликации является не существенным, а произвольным. Например, в период раннего эмбриогенеза, до того, как начинается транскрипция, весь геном реплицируется множество раз без какого-либо упоминания специального набора потенциальных точек инициации.

• структура репликации и в поздний эмбриональный период, и в организме взрослого человека зависит от типа ткани. Это означает, что клетки в определенной ткани группируются и управляют процессом репликации так, что пока часть ДНК в одной клетке реплицируется, соответствующая часть в соседней клетке транскрибируется. Таким образом, транскрипты (копии) могут использоваться совместно, так что пока разные части ДНК реплицируются, нормальные функции могут сохраняться во всей ткани.

• ДНК, которая транскрибируется в начале цикла деления клетки, также и реплицируется на ранней стадии (но механизмы транскрипции и репликации осторожно отделены друг от друга). Транскрибируемая в начале ДНК — это именно то, что наиболее часто необходимо для функционирования клетки. Соотношение между транскрипцией и репликацией на этой ранней стадии позволяет клетке снизить до минимума «время простоя» в период транскрипции наиболее важных молекул, пока происходит репликация.

• Процессы происходят в определенной очередности. Подготовка к репликации может происходить в тысячах разных мест, но как только репликация начинается в каком-то определенном месте, она подавляет репликацию в расположенных рядом местах, так что образуется только одна копия ДНК. Если случается так, что по соседству происходит транскрипция, репликация задерживается до тех пор, пока не завершится транскрипция. Это четко показывает то, что жизнь клетки и её правильное функционирование превосходят по важности процесс деления клетки.

• В клетках существует встроенная система исправления ошибок, называемая «контрольные точки цикла деления клетки». Если репликация происходит без каких-либо проблем, то в исправлении нет необходимости. Однако, если одновременно происходит слишком много событий репликации, возможность столкновения между процессами транскрипции и регуляции увеличивается, и это может указывать на то, что из-за ошибок некоторые репликаторы задерживаются. Как только превышается пороговое число, активируется система контрольных точек, весь процесс приостанавливается и ошибки исправляются. Если повреждение слишком большое, поврежденные клетки мутируют или активируется механизм самоуничтожения (апоптоз) для того, чтобы разрушить клетку и утилизировать её компоненты.

• Явное преимущество того, что схема инициации репликации никогда не повторяется точь-в-точь от одного деления клетки к следующему, заключается в снижении до минимума влияния ошибок, которые не были исправлены.

Такое великолепное решение огромной логистической проблемы могло исходить только от Главного Создателя

Неразрешимая головоломка

Теперь мы подошли к неразрешимой головоломке. Вспоминая тот пример с пирогом, давайте вспомним, что огромная часть информации в человеческом организме — это не информация об ингредиентах (код для протеинов), а метаинформация — инструкция о том, как использовать ингредиенты, чтобы создавать, поддерживать и воспроизводить человеческий организм.

Эволюционисты утверждают, что вся эта информация возникла в результате случайных мутаций, но это невозможно. По своему определению, случайные события не зависят друг от друга. Но метаинформация (по своему определению) полностью зависит от информации, к которой она относится. Было бы совершенно нелогично, если бы взяли инструкцию для приготовления пирога и использовали бы её для сборки, скажем, детской пластмассовой игрушки (в противном случае, стадия выпекания превратила бы игрушку в деформированную массу). Инструкция для приготовления пирога имеет смысл только тогда, когда она применяется относительно ингредиентов для выпекания пирога. Подобным образом логистическое разрешение проблемы деления клетки уместно только для проблемы клеточного деления. Если мы применим логистическое решение к проблеме привлечения пары с помощью феромонов (специфический аромат) у мотыльков, из этого ничего не получится. Все огромное количество метаинформации в человеческом организме имеет значение только, если эта информация применяется к содержимому генов в геноме человека.

Даже если бы мы допустили, что первая биологическая информация возникла в результате случайного процесса, метаинформация, необходимая для использования этой информации, не могла появиться в результате того же самого случайного (независимого) процесса, потому что метаинформация неразрывно связана с информацией, к которой она относится.

Таким образом, нет никакого возможного решения этой головоломки, которое основывалось бы на случайных мутациях. Может ли естественный отбор спасти положение? Нет. На каждый бит основной информации (генов, кодирующих протеины) человеческого генома приходится, по меньшей мере, 100 (и вероятно намного больше) бит метаинформации. Организм, который должен создавать, сохранять и тянуть эту массу бесполезной информации в ожидании того, что произойдет случайное изменение значимости этой информации и может получиться что-то полезное — это организм, который естественный отбор отберет для вымирания, а не для выживания! Более того, организм, который может выживать достаточно долго для того, чтобы накапливать массу бесполезной информации – это организм, которому не нужна бесполезная информация. Он уже должен иметь всю информацию, которая ему необходима для выживания!

Какой организм имеет уже всю информацию, необходимую ему для того, чтобы выживать? Есть только один ответ на этот вопрос – организм, который был сотворен с самого начала с той информацией, которая была ему необходима для выживания.

Ссылки:

1. Бергман, Д., (Ссылка на источник www.creationontheweb.com/images/pdfs/tj/j20_1/j20_1_99-104.pdf» Может ли дупликация генов быть двигателем эволюции? Журнал Journal of Creation 20(1):99–104, 2006.
2. Существует проблема, что экспрессия глобиновых генов должна точно контролироваться, в противном случае может развиться такая болезнь, как талассемия. Смотрите www.creationontheweb.com/content/view/3268 Аргумент: некоторые мутации являются полезными, глава 5, Опровергая эволюцию 2
3.У разных животных типы гемоглобина отличаются. Биохимик доктор Боб Хоскен говорит: «В исследовании взаимосвязи между структурой и функцией гемоглобина у разных видов сумчатых и однопроходных яйцекладущих, я счел более важным описывать структуру гемоглобина по отношению к уникальным физиологическим потребностям каждого вида. Сумчатая мышь имеет более высокий уровень метаболизма, чем крупный кенгуру, поэтому маленьким сумчатым животным необходим гемоглобин с такой структурой, которая предназначена для того, чтобы поставлять кислород в ткани более эффективно, чем это необходимо в организме крупных животных, и я понял, что на самом деле все так и происходит. Я также исследовал связь структуры гемоглобина и переноса кислорода у ехидн и утконосов, и снова я обнаружил, что система распределения кислорода у утконосов прекрасно приспособлена к их ныряющему под воду образу жизни, тогда как у ехидн она идеально подходит для рытья нор». Вернуться к тексту.
4.Вилльямс, A.,Раскрыта удивительная сложность ДНК, 20 июня, 2007; Самые последние новости об удивительной сложности ДНК, 3 июля, 2007.
5.Сегал, E., Фондюф-Миттендорф, У., Чен, Л., Тастром, A, Филд, У., Мур, И.K., Вонг, Д.П. З. и Видом, Д., Геномный код расположения нуклеосом, журнал Nature 442(7104):772–778, 17 августа, 2006; DOI: 10.1038/nature04979.
6. Спящая память клеток возвращается к жизни, Physorg.com, 17 мая, 2007.
7. Докинз, Р., Рассказ прародителя: путешествие к истокам эволюции, издательство Houghton Miflin, Бостон, 2004.
8.РНК является неустойчивой молекулой и не может выживать естественным образом вне специальных условий клетки или протеин-стабилизирующего вируса. В экспериментах, о которых говорит Докинз, были использованы ингредиенты с высокой чистотой и созданы специальные, не похожие на жизнь, условия; иначе, РНК быстро распалась бы. Также смотрите Миллс, Г.К. и Кеньон, Д.Х., РНК-мир: критический анализ, журнал Origins and Design 17(1): 9–16, 1996; Эволюционисты критикуют предположение об РНК-мире, Карнс-Смит, A.Г., Генетический переворот и минеральное происхождение жизни, издательство Cambridge University Press, Нью-Йорк, 1982.
9. Аладжем, M.И., Репликация в контексте: динамическая регуляция структуры репликации ДНК у многоклеточных животных, журнал Nature Reviews Genetics 8:588–60, 2007.