Intuitiv, ipoteza apariţiei vieţii în mod spontan pare a presupune probabilităţi insurmontabile. Într-adevăr, prin modelări matematice simple, dar corecte, găsim probabilităţi infime, indiferent de adâncimea timpului disponibil. Cum se justifică teoria evoluţiei în faţa acestor argumente matematice? Este problema apariţiei spontane a vieţii singurul aspect improbabil al teoriei?

Acum aproximativ 3,8 miliarde de ani, imediat după ultimul mare bombardament meteoric, Pământul era pustiu și gol… și acoperit în întregime cu apă. Oceane au mai existat și înainte, dar impacturi meteorice gigantice le-au vaporizat regulat, urmând ca, de fiecare dată, la câteva mii de ani, apa din atmosferă să se adune la loc în oceane și tot așa. Abia acum 3,8 miliarde de ani, condiţiile de pe Pământul nostru primitiv și din sistemul nostru solar, în general, au devenit suficient de stabile pentru a permite apariţia vieţii. Oceanul planetar a fost locul ideal care să permită reacţiile chimice complexe care stau la baza chimiei organice și care pot, în timp, să producă molecule tot mai complicate. Acestea au dus, într-un final, la apariţia spontană a primei celule vii primitive, capabile să se multiplice și să-și transmită informaţia mai departe, la început cel mai probabil doar sub formă de ARN.

Aceasta este, pe scurt, abiogeneza, sau naraţiunea evoluţionistă a începuturilor vieţii, naraţiune care a găsit cea mai largă acceptare astăzi.

La început…

Charles Darwin a fost primul care a gândit în astfel de termeni. El a speculat că viaţa a apărut cel mai probabil în băltoace călduţe, de diferite dimensiuni, care conţineau tot felul de compuși de amoniac, săruri fosforice și alţi compuși organici, unde, sub influenţa căldurii, a descărcărilor electrice de la fulgere și a altor factori, s-au dezvoltat primele proteine, gata să se acumuleze şi să se lege în structuri tot mai complexe.

Aceste condiţii ale Pământului primitiv ar fi fost complet diferite de cele de azi și astfel s-ar explica de ce nu se mai poate obţine abiogeneză în prezent[1]. În timp, această gândire a evoluat la ideea pe care am descris-o mai sus, aceea a unei „supe primordiale” de compuși organici, într-un ocean planetar, numit și „oceanul prebiotic”. Teoria a fost pusă la punct în anii 1924-1925 prin munca biochimistului Alexander Oparin și prin contribuţiile geneticianului J.B.S. Haldane, urmând ca, în 1952, să apară și primele dovezi experimentale în sprijinul ideilor lor, prin renumitul experiment Miller-Urey.

Biochimiștii Stanley Miller și Harold Urey au conceput un experiment în care o combinaţie de gaze, în principal metan, amoniac și hidrogen, supuse la descărcări electrice și la variaţii de căldură, au produs cantităţi măsurabile de diverși monomeri. Monomerii sunt „cărămizile” din care sunt alcătuite proteinele, care, la rândul lor, stau la baza alcătuirii și funcţionării oricărei celule vii, inclusiv a ADN-ului. De atunci, nici Miller, Urey sau altcineva nu a mai produs „viaţă în eprubetă”. Nici pe departe. Dar ceea ce ei au demonstrat că se poate obţine naturalist, anume monomeri și mai târziu chiar diverși polimeri, constituie chimia de la baza vieţii, așa cum o cunoaștem astăzi, și principala validare experimentală a idelor de supă primordială și ocean prebiotic.[2]

Aceste descoperiri l-au impulsionat, în 1954, pe laureatul Nobel George Wald să fie optimist în legătură cu apariţia vieţii în miliarde de ani: „Într-o perioadă atât de îndelungată, imposibilul devine posibil, posibilul – probabil, iar probabilul – aproape sigur. Nu trebuie decât să așteptăm: timpul însuși înfăptuiește miracole.”[3] Aceasta este, în esenţă, gândirea evoluţionistă care prevalează și astăzi.

…ceva de neconceput

Dar este acest „miracol” al apariţiei spontane a vieţii, propus de Wald, analizabil matematic, probabilistic? Cu siguranţă că este și iată care sunt rezultatele:

Hubert Yockey, fizician și informatician la Universitatea din California – Berkley, a estimat cam cât timp ar fi necesar pentru apariţia, la întâmplare, a unei anumite proteine specifice pe un Pământ pe care încă nu a apărut viaţa.[4] Pentru aceasta, el a presupus că acest eveniment se poate produce oriunde și oricând în volumul unui ocean planetar prebiotic deja împănat cu aminoacizi, adică exact scenariul supei primordiale. Calculele sale au arătat că ar fi nevoie de cel puţin 1023 ani pentru ca hazardul să producă acea singură și primă proteină pe întreaga planetă.

Ce înseamnă numărul acesta? Dacă e să ne raportăm la cei aproape 5 miliarde de ani pe care geologii îi propun ca vârstă a Pământului, atunci chiar și această cifră enormă este de 10 mii de miliarde de ori mai mică decât timpul necesar pentru producerea unei singure proteine specifice prin reacţii chimice la întâmplare. Mai mult, pentru a forma și cea mai primitivă celulă, e nevoie ca enorm de multe astfel de proteine, în forme specifice foarte diverse, să se adune la un loc și, prin șansă, să cadă într-o configuraţie biologic funcţională. Iar toate acestea ignoră complet problemele create de faptul că proteinele sunt construcţii chimice fragile ce pot avea cerinţe de mediu total opuse: un mediu chimic propice unei anumite proteine poate fi total distructiv pentru alte tipuri de proteine, toate tipurile de proteine fiind necesare în același timp și loc pentru a forma o celulă.

Estimând și acești factori, într-o manieră binevoitoare cu teoria evoluţiei, Yockey concluzionează că, pentru apariţia spontană a unei singure celule primitive, întregul univers (nu doar Pământul!) este de 1010.000.000.000 prea mic. Acesta este un număr imens, complet în afara puterii imaginaţiei noastre de a-i da un înţeles la care să ne putem raporta.

Se poate obiecta că metodologia folosită pentru calcul nu este cea mai adecvată sau că estimările de la care s-a pornit pot fi inexacte, că studiul nu este suficient de recent etc. Dar mesajul transmis de aceste ordine de mărime uluitoare este neafectat de ajustări relativ minore.

Fie că se propun câteva mii de ani sau câteva miliarde de ani, fie că ne limităm la Pământ sau luăm tot universul în calcul, apariţia spontană a vieţii este probabilistic imposibilă!

Să vedem însă dacă această afirmaţie radicală poate fi probată și cu rezultatele altor cercetători.

Renumitul astronom britanic Sir Fred Hoyle, deși ateu și evoluţionist, nu s-a ferit să respingă ca imposibilă posibilitatea abiogenezei pe Pământ. El a calculat că probabilitatea obţinerii a doar 2.000 de proteine în același timp este de 1 din 1040.000. Şi nici măcar nu s-a referit la o întreagă celulă[5]. Doar ca să scriem acest număr pe hârtie am avea nevoie de cel puţin 13 pagini. Spre comparaţie, numărul tuturor atomilor din univers este estimat la „doar” 1080, adică un număr ce s-ar putea scrie pe maximum 2 rânduri pe o foaie.

Alţi cercetători arată că Sir Hoyle e posibil să fi fost chiar mult prea optimist în calculele sale. Biochimistul american Harold J. Morowitz calculează probabilitatea apariţiei spontane a unei singure celule primitive la 1 din 105.000.000.000, un număr comparabil cu cel al lui Yockey[6]. Morowitz este evoluţionist și nu se lasă descurajat de astfel de probabilităţi, promovând în schimb ideea că energia care curge printr-un sistem este un factor important în organizarea acelui sistem și astfel s-ar putea înfrânge aceste improbabilităţi astronomice. Chiar și așa, improbabilităţile vehiculate sunt aproape de neconceput. Confruntat cu astfel de numere, cosmologul Chandra Wickramsinghe, colaborator apropiat al lui Sir Fred Hoyle, este creditat cu următoarea ilustraţie, care a devenit în timp reprezentativă pentru problema abiogenezei: „Șansa ca viaţa să fi apărut din senin pe Pământ este la fel de mare ca și cea a apariţiei unui avion Boeing 747 în urma unui taifun care răscolește o groapă de gunoi.”[7]

Panspermia, multivers și principiul antropic

Wickramsinghe, la fel ca Hoyle, sunt susţinătorii unei teorii alternative a abiogenezei, numită panspermie. Pentru a mai îndulci puţin șansele ca viaţa să apără spontan, se speculează că ea nu a apărut pe Pământ, ci undeva în imensitatea universului și a fost transportată pe Pământ (și, posibil, pe alte planete) prin intermediul cometelor, al meteoriţilor sau al prafului cosmic. Problema acestei teorii este că universul nu este suficient de mare pentru a aduce improbabilităţile vehiculate într-un orizont cât de cât imaginabil.

Dar poate că răspunsul nu stă în universul nostru, ci într-o infinitate de universuri paralele, fiecare cu propriile legi fizice și constante fundamentale, apărute spontan și la întâmplare. Aceasta este teoria multiversului. În acest caz, noi și restul vieţii de pe pământ am fi doar „norocoșii” locuitori ai unui univers care nu este doar propice pentru viaţă, dar în care viaţa s-a întâmplat să și apară. Până la urmă, ar fi numai logic ca noi, ca observatori conștienţi ai lumii înconjurătoare, să trăim într-un univers care a generat viaţă. Aceasta deoarece pentru restul de universuri nu există observatori care să-și pună întrebări despre sensul existenţei și originea vieţii, datorită faptului că acestea nu permit viaţa sau nu au generat viaţă conștientă. În aceasta constă, în mare, principiul antropic, ce se împletește cu teoria multiversului pentru a furniza singura justificare aparent plauzibilă pentru abiogeneza naturalistă. Însă dincolo de faptul că avem de-a face cu o gândire tautologică evidentă, problema acestei perspective este că se constituie într-un imens cec în alb pentru a justifica orice observaţie (sau lipsă a ei) în natură. Deci teoria nu este falsificabilă în sensul în care o teorie știinţifică ar trebui să suporte experimente care să o poată pună la încercare.

În plus, în afară de speculaţii, nu există niciun fel de dovadă la momentul actual care să susţină teoria multiversului.

Totuși…

Toate aceste probleme probabilistice cu care se confruntă abiogeneza sunt până la urmă acceptate de comunitatea știinţifică evoluţionistă ca având o rezolvare doar parţială astăzi… dar și una potenţial completă în viitor, încă necunoscută, dar „cu siguranţă” naturalistă. Indiferent că prima celulă a apărut pe un Pământ norocos sau undeva într-un univers norocos din multivers, dacă evoluţia darwiniană este acceptată ca un fapt (iar Dumnezeu nu este o opţiune de luat în calcul), atunci trebuie ca la un moment dat nonviaţa să fi devenit viaţă. Indiferent care sunt probabilităţile, noi existăm, deci abiogeneza trebuie să se fi întâmplat – pare a fi filosofia de bază a evoluţionismului.

Există astăzi încercări foarte sofisticate de a „îndulci” cât mai mult posibil improbabilităţile astronomice de pe drumul de la nonviaţă la viaţă, căutând tot felul de stări intermediare plauzibile care să producă echipamentele și componentele acelei prime celule primitive (pagina „The Origin of Life” a site-ului „Talk Origins” oferă o introducere excelentă). De ajutor este faptul că se pot imagina orice condiţii chimice și de mediu pentru a înlesni procesul, iar acea protocelulă nu trebuie să fie foarte complexă, așa cum sunt organismele unicelulare azi. Se consideră suficient să aibă o membrană, un set minimal de enzime și un centru de stocare și de multiplicare a datelor bazat pe ARN[8] ca să constituie o primă unitate biologică capabilă de automultiplicare. Iar de aici urmează să preia controlul evoluţia prin selecţie naturală.

Gândirea evoluţionistă privește abiogeneza nu neapărat ca pe o parte a problematicii teoriei evoluţiei, ci ca pe acel „unic obstacol” care, odată depășit prin apariţia primei celule primitive, permite întregului proces evoluţionist să demareze în trombă. Cu alte cuvinte, teoria evoluţiei nu s-ar referi, în sens strict, la abiogeneză, ci doar la problema evoluţiei vieţii „după” ce aceasta a apărut, cumva, oricum ar fi apărut.

Problema abiogenezei este atât de dificilă pentru evoluţioniști pentru că nu se poate invoca acel mecanism aproape magic ce îi ajută în situaţii similare de probabilităţi imposibile, în procesul general al evoluţiei: selecţia naturală. Mutaţiile și schimbările spontane în orice sistem biotic sau prebiotic sunt aleatorii, dar selecţia naturală este considerată a fi exact opusul aleatoriului, este forţa creditată cu puterea de a învinge orice improbabilităţi, așa cum am văzut și în articolul precedent, „Simularea evoluţiei”. Dar selecţia naturală nu poate acţiona decât peste entităţi biologice capabile să se autoînmulţească cu variaţie, așa că este fără putere într-o supă prebiotică, fie ea mare cât tot Pământul.

Totuși… ce s-ar întâmpla cu teologia și credinţa multora dacă într-un viitor nu prea îndepărtat s-ar descoperi nu numai că moleculele și reacţiile organice sunt ubicue în sistemul solar (sau chiar în univers), dar poate și că viaţa bacteriană există sau a existat în trecut pe corpuri cerești apropiate (planete, asteroizi, comete)? Sau ce s-ar întâmpla dacă, într-o zi, o echipă de cercetători ar anunţa în auzul lumii întregi crearea unei celule vii simple, dar cu totul artificială? Asemenea evenimente, deocamdată doar ipotetice, ar zdruncina probabil din temelii credinţa multora că viaţa este un miracol ce nu poate apărea de la sine (deși atât crearea de viaţă „primitivă” artificială, cât și posibilitatea existenţei extinse a vieţii în univers nu rezolvă de fapt problema abiogenezei naturaliste). Dar poate că nu abiogeneza este cea mai mare problemă probabilistică a evoluţiei prin selecţie naturală…

De la celulă la elefant

După cum am subliniat, teoria evoluţiei recunoaște problemele de improbabilitate pentru apariţia unei simple celule vii din componente nevii, însă, în același timp, consideră că „evoluţia” mai departe a acelei celule vii, într-un elefant (de exemplu), este o simplă chestiune de timp, chiar dacă e vorba de miliarde de ani. Însă cum se poate ca apariţia unei celule microscopice să fie văzută că un eveniment mult mai dificil probabilistic decât transformarea acesteia într-un organism imens și enorm de complex, format din mii de miliarde de celule strâns coordonate?

Răspunsul teoriei pentru această poziţie aparent absurdă este selecţia naturală. Prin selecţia naturală, teoria are la îndemână o unealtă prin care justifică ordonarea haosului de schimbări la întâmplare, pe direcţii cu un nivel tot mai mare de adaptare și de complexificare funcţională. Această complexificare se referă, în ultimă instanţă, la informaţia genetică stocată în ADN. În felul acesta, prin pași mici de adaptare continuă, se presupune că ar fi învinse problemele mari de improbabilitate a apariţiei de informaţie nouă sau de complexificare a celei existente deja în genom. Chiar și acceptând această premisă, există mai multe neajunsuri care decurg de aici.

În primul rând, peste 95% din genomul unei specii (am ales un procent general și aproximativ, dar reprezentativ) NU evoluează prin selecţie naturală, ci prin drift genetic, așa cum am detaliat într-un articol precedent, care s-a ocupat de genetica populaţiilor. Desigur, vorbim de acea parte a genomului considerată nefuncţională. Dar rămâne un fapt că și aceasta evoluează sincron și coerent cu părţile considerate funcţionale ale genomului, însă fără nicio implicare a selecţiei naturale. Drift genetic înseamnă, în esenţă, modelarea unor procese dominate de hazard pur, adică presupune exact aceleași probleme de probabilitate ca și abiogeneza, doar că de data aceasta cu mult mai mari.

Apoi, pentru restul de 5%, evoluţia prin selecţie naturală trebuie să aibă loc la nivel de specie, nu la nivelul indivizilor, la care apare câte o mutaţie individuală. În termeni simpli, aceasta înseamnă că, pentru ca toţi indivizii să evolueze împreună, este nevoie ca mutaţiile benefice să se propage eficient între toţi membrii şi să devină fixate în genomul speciei, iar mutaţiile detrimentale, dăunătoare, să fie eliminate la fel de eficient, prin insucces selectiv sau morţi selective. Dar pentru un individ viabil, care nu suferă moarte selectivă, cum poate selecţia naturală să recompenseze diferit multitudinea de mutaţii care trebuie să se afle în genomul acestuia (câteva posibil benefice, majoritatea dăunătoare sau neutre) prin singurul criteriu al numărului de urmași? Dincolo de acceptarea unanimă a acestui model în teoria evoluţiei, aceste aspecte ale geneticii populaţiilor nu au fost până acum modelate matematic cuprinzător sau simulate convingător.

Problema de fond

Dar problema de fond pentru puterea selecţiei naturale de a înfrânge improbabilităţi imense este aceea a entropiei (sau dezordinii) informaţionale. Este un fapt al fizicii și matematicii că orice agent aleatoriu care acţionează constant asupra unui sistem organizat ajunge să erodeze, mai repede sau mai încet, gradul de organizare al acelui sistem, dar niciodată să îl crească. De exemplu, cum ar fi să eliminăm, să adăugăm sau să înlocuim la întâmplare tranzistori într-un calculator si să ne așteptăm ca acel calculator nu doar să continue să funcţioneze, dar să funcţioneze chiar mai bine? Dacă acest exemplu este absurd, de ce ar fi mai puţin absurd să ne așteptăm ca mutaţii aleatorii să îmbunătăţească un sistem mult mai complex decât un calculator, precum un organism viu?

Este un fapt al fizicii și matematicii că orice agent aleatoriu care acţionează constant asupra unui sistem organizat ajunge să erodeze, mai repede sau mai încet, gradul de organizare al acelui sistem, dar niciodată să îl crească.

Dar exemplul este greșit – ar obiecta un evoluţionist. Şi parţial ar avea dreptate. Într-adevăr, teoria evoluţiei nu propune așa ceva, ci faptul că – mergând pe firul aceleiaşi analogii – un mare număr de calculatoare sunt supuse în același timp acţiunilor aleatorii și doar cele care se întâmplă să continue să funcţioneze, eventual cu îmbunătăţiri, sunt cele care produc generaţia următoare de calculatoare. Totuși exemplul este bun într-un aspect crucial și nedisputat: la orice pas, probabilitatea ca o schimbare la întâmplare să aducă îmbunătăţiri sistemului este infimă comparativ cu probabilitatea ca modificarea să fie în rău sau nesesizabilă. Trecem peste faptul că pur și simplu nu se observă în natură astăzi sau în raportul fosil cantitatea uriașă de organisme neviabile sau mai mult sau mai puţin diforme, bolnave sau prost adaptate necesară unui astfel de scenariu, în care majoritatea mutaţiilor care apar sunt dăunătoare.

Din perspectiva evoluţionistă, este suficient ca selecţia naturală să „reţină” acele puţine schimbări bune şi să le elimine pe celelalte și astfel să învingă entropia galopantă a întregului proces. Fixarea unei mutaţii bune înseamnă ca ea să se extindă de la individ la grup şi să devină parte a genomului speciei. Totuși este o astfel de achiziţie evolutivă un bun câștigat pentru totdeauna? Bineînţeles că nu. Chiar dacă mutaţia se consideră acum „fixată”, acest lucru este înșelător.Aceleași forţe aleatorii care au produs acea mutaţie acţionează în continuare cu și mai mare putere pentru a o distruge, deoarece raportul dintre mutaţiile bune și celelalte este infim – fapt de nedisputat.

Remarcabil este că nici nu ar fi o mare pierdere pentru organism inversarea acestei mutaţii, deoarece tot teoria evoluţiei insistă că schimbările se produc în pași mici aproape insesizabili, iar organismul era viabil și înainte! Desigur, nu este de așteptat ca o mutaţie bună fixată în genomul unei specii să fie imediat inversată, dar dacă generalizăm aceste procese în timp, procesul de distrugere de informaţii și structuri funcţionale prin mutaţii este net superior ca putere procesului de acumulare a acestora, oricum am presupune parametrii.

Distrugerea continuă a genomului prin mutaţii aleatorii este o consecinţă de neocolit proprie premiselor evoluţioniste în esenţă, atâta timp cât proporţia dintre mutaţiile potenţial bune și restul de tipuri de mutaţii este atât de catastrofală. Iar selecţia naturală este în realitate lipsită de puterea de a se opune acestui proces.

Concluzii

Există indicii temeinice în știinţe de bază, ca matematica și fizica, pentru concluzia că gândirea evoluţionist-naturalistă nu are capacitatea de a rezolva misterul originii vieţii și al dezvoltării ei ulterioare. Nu doar că probabilităţile par să excludă categoric scenariile evoluţioniste, dar chiar premisele acestora implică o degradare accentuată a speciilor și nu o continuă și graduală dezvoltare a lor. Faptul că genomurile speciilor sunt într-o condiţie așa de bună astăzi este, astfel, foarte surprinzător. Faptul acesta indică ori spre posibilitatea ca procesele mutaţiilor și selecţiei naturale să nu funcţioneze așa cum le descrie teoria evoluţiei, ori spre posibilitatea ca viaţa pe pământ să aibă în realitate o vârstă foarte mică (prin comparaţia cu miliardele de ani ale evoluţiei). Ori spre amândouă.

Dacă atât problema apariţiei spontane a vieţii, cât și problema evoluţiei ei ulterioare sunt chiar și din punct de vedere teoretic imposibil de rezolvat plauzibil în termenii teoriei evoluţiei, este de aşteptat ca acest lucru să se vadă în numeroase neconcordanţe ale teoriei cu realitatea observabilă. Şi aparent acest lucru nu se observă. Un motiv ar putea fi acela că, deși lumea știinţifică a acceptat în general teoria evoluţiei ca validă, acest lucru s-a realizat cu preţul acceptării ca „normale” a unor aspecte importante în care teoria nu prezice realitatea, ba chiar o contrazice. Această serie de articole a urmărit să scoată la lumină cele mai importante dintre aceste aspecte, dintr-o perspectivă a biologiei moleculare și a informaţiei. În articolul următor, și ultimul, ne vom concentra asupra celui mai puternic argument care poate fi adus în favoarea teoriei evoluţiei: aparenta convergenţă de dovezi valide din domenii știinţifice distincte și independente.

DISTRIBUIE: