Ошибки гипотезы Опарина

Самопроизвольное возникновение сложной органической молекулы противоречит законам термодинамики. Всякая система стремится к минимуму своей потенциальной энергии и к наибольшему беспорядку в себе. Иногда минимум потенциальной энергии требует установки некоего порядка: так образуется красивая шестилучевая снежинка или монокристалл алмаза. При этом порядке расположение молекул или атомов в решетке наиболее энергетически выгодно. Чтобы растопить снежинку или кристалл, надо затратить энергию. Но снежинка и кристалл несут в себе очень мало информации. По ним можно разгадать лишь пространственную структуру молекулы воды или кристаллической решетки. Кстати, при абсолютном нуле упорядоченность всех атомов максимальна, никакого хаоса нет – в этом состоит третье начало термодинамики, которое не проходят в школе. Но порядок этот таков, что в нем практически нет информации, и ее невозможно передать. Это казарменный порядок, внутри которого не может быть разнообразия идей.

Совсем не так обстоит дело с любыми сложными органическими молекулами. Все они высокоэнергичны. Сжигая в топке дрова или уголь, мы легко в этом убеждаемся. На синтез любых органических веществ требуется энергия, – при их распаде она выделяется. А со снежинкой и с кристаллом все происходит наоборот: на растопку нужна энергия, при кристаллизации она выделяется.

Итак, если органическая молекула будет предоставлена сама себе, она устремится к минимуму энергии – то есть к распаду. К распаду она устремится и потому, что это более беспорядочное состояние. Если снежинка устремится к минимуму энергии – возникает простенький порядок. Беспорядок и минимум энергии как бы борются между собой за структуру снежинки: чья возьмет, еще неизвестно, это зависит от подвода или отвода тепла.

Но с органической молекулой происходит не так. И стремление к беспорядку, и стремление к минимуму энергии здесь не борются, а дружными усилиями разваливают молекулу на возможно более мелкие части. Потому синтез сложной органической молекулы очень сложен: он требует и подвода энергии и своевременного вывода случайно образовавшейся молекулы из-под действия этой энергии, иначе она развалит синтезированное образование и при том с большей охотою, чем вынуждена была его строить.

Итак, главная ошибка Опарина состоит в том, что он не учел гораздо большую интенсивность реакций распада (обратных реакций) по сравнению с реакциями синтеза. Если есть какая-то вероятность, что молекула, положим, некой аминокислоты может возникнуть в условиях «первобытного бульона» из неорганических веществ, то гораздо больше вероятность того, что эта молекула в этих же условиях распадется. Синтезировать такую молекулу природа должна по принципу: получилось – унеси, спрячь и никому не показывай, а не то рассыплется.

Совершенной сказкой звучат рассуждения о том, как крупные молекулы собираются в коацерватные капли и начинают взаимодействовать друг с другом по образу будущего питания. Видал ли где-нибудь кто-нибудь в лаборатории что-то подобное? К тому же для синтеза молекул предполагались задействованными разряды электричества, молнии, а для коацервации требуются спокойные условия. Как выполнить эти требования одновременно?

Но предположим невероятное: необходимое количество биологических аминокислот собралось в одном месте и они не распадаются, каждую секунду вступая друг с другом по сто раз в реакцию. Какова вероятность того, что самопроизвольно в результате этих реакций составится простенький белок из 100 аминокислот, подобранных в строгой последовательности? Если вспомнить пример из первого урока и повторить расчет, то мы легко получим, что вероятность этого события равняется (1/20)^100, поскольку в белках используется 20 видов аминокислот, и вероятность того, что именно нужная молекула встанет на каждое конкретное место, равна 1/20.

Для того, чтобы представить себе, как мала полученная вероятность, проведем следующие расчеты. Во всей видимой Вселенной приближенно насчитывают 10^80 элементарных частиц. Представим себе, что это не элементарные частицы, а только биологические аминокислоты, которые вступают во взаимодействие миллиард раз в секунду на протяжении тридцати миллиардов лет (самый большой из предполагаемых возрастов Вселенной). Но и тогда произойдет только 10^107 реакций. В миллиарде миллиардов таких Вселенных не произойдет при таких условиях достаточного количества реакций, чтобы их хватило на перебор нужного количества комбинаций, и то при условии, что каждая неудачно построенная комбинация тотчас разбирается и возвращается в исходное положение. Что говорить тогда о капле в этом космосе – о земном океане. Сколько миллиардов миллиардов лет понадобилось бы ему, чтобы даже при таких фантастически удобных условиях собрать самую простейшую из биологических макромолекул? Между тем в самой примитивной клетке этих молекул сотни и тысячи!

На этом, кажется, вполне можно остановиться в подсчетах вероятности и под грудой сверхастрономических цифр навсегда похоронить гипотезу Опарина. Самые условия для расчета вероятностей выбраны нами благоприятными до невозможности. Тем не менее, даже имея возможность сделать указанный простенький расчет, очень солидные ученые тратили годы и десятилетия, чтобы доказать гипотезу Опарина экспериментально.

ОПЫТЫ С. МИЛЛЕРА

Школьный учебник упоминает об экспериментах Миллера по синтезу аминокислот и белков в условиях предполагаемой первичной атмосферы земли. К сожалению, ничего не говорится о реальных результатах этого очень сложного эксперимента, а они весьма показательны.

Миллер, пропустил разряды электричества в 60 киловольт через кипящую смесь воды, метана, водорода и аммиака. Как и следовало ожидать, продукты реакции тут же разлагались ее обратным ходом. Миллер использовал холодильный сепаратор, позволявший быстро удалить продукты из зоны реакции. (Где и какой слепой случай создал бы такой аппарат на первобытной земле? А без него у эксперимента не было бы вообще никакого результата.)

Из продукта реакции – клейкой дегтеобразной смеси – удалось выделить две простейших аминокислоты, содержащихся в белках – глицин и аланин. Прочих 18 видов аминокислот, содержащихся в белках, так и не удалось получить. Впрочем, были получены аминокислоты, вообще не содержащиеся в белках.

Были и другие подобные попытки, но не более удачные.

Следует отметить, что искусственный синтез хотя бы какого-то «фрагмента живого» из неорганических веществ свидетельствовал бы о высокой точности и грамотной постановке тончайшего и сложнейшего эксперимента, а вовсе не о неизбежности случайного возникновения жизни. В книгах по креационной науке часто встречается такой рисунок (рис. 11). Это свидетельство против самого себя!

Нет нужды говорить о том, как далеки результаты этих опытов от самого простейшего белка и как далек был бы сам этот белок от простейшей живой клетки.