stephen c.meyer.pdf

Filozoficzne Aspekty Genezy

— 2005/2006, t. 2/3

http://www.nauka-a-religia.uz.zgora.pl/index.php?action=tekst&id=114

Stephen C. Meyer

DNA a pochodzenie życia.

Informacja, specyfikacja i wyjaśnienie *

Teorie dotyczące pochodzenia życia z konieczności zakładają

wiedzę o cechach komórek żywych. Historyk biologii Harmke Kam-

minga zaobserwował, że „W samym sercu problemu pochodzenia ży-

cia znajduje się fundamentalne pytanie: czego właściwie pochodzenie

usiłujemy wyjaśnić?”. 1 Albo jak wyraził to pionierski teoretyk ewo-

lucji chemicznej, Aleksander Oparin: „Problem natury życia i problem

jego powstania stały się nieodłączne”. 2 Badacze pochodzenia życia

chcą wyjaśnić powstanie pierwszej i przypuszczalnie najprostszej –

lub przynajmniej minimalnie złożonej – komórki żywej. W kon-

sekwencji osiągnięcia w dziedzinach, które objaśniły naturę jedno-

komórkowego życia, w sposób historyczny wyznaczyły pytania, na

które muszą odpowiedzieć scenariusze pochodzenia życia.

Od lat 50-tych i 60-tych XX wieku badacze pochodzenia życia w

coraz większym stopniu poznawali złożoną i specyficzną naturę jed-

nokomórkowego życia oraz makrocząsteczki biologiczne, od których

Stephen C. M EYER , „DNA and the Origin of Life: Information, Specification, and Expla-

nation”, w: John Angus C AMPBELL and Stephen C. M EYER (eds.), Darwinism, Design and

Public Education , Michigan State University Press, East Lansing 2003, s. 223-285. Z języka

angielskiego za zgodą Autora przełożył Dariusz S AGAN . Recenzent: Grzegorz N OWAK , Zakład

Biochemii UMCS, Lublin.

H. K AMMINGA , „Protoplasm and the Gene”, w: A.G. C AIRNS -S MITH and H. H ARTMAN (eds.),

Clay Minerals and the Origin of Life , Cambridge University Press, Cambridge 1986, s. 1.

A. O PARIN , Genesis and Evolutionary Development of Life , Academic Press, New

York 1968, s. 7

134

Stephen C. Meyer, DNA a pochodzenie życia

takie układy są zależne. Biologowie molekularni i badacze pocho-

dzenia życia opisali ponadto ową złożoność i specyficzność w kate-

goriach informatycznych. Biologowie molekularni stale mówią o

DNA, RNA i białkach jako o nośnikach lub magazynach

„informacji”. 3 Wielu badaczy pochodzenia życia uważa obecnie, że

powstanie informacji w makrocząsteczkach biologicznych stanowi

centralne zagadnienie w ich badaniach. Jak stwierdził Bernd-Olaf

Kuppers: „Problem pochodzenia życia jest wyraźnie zasadniczo rów-

noważny problemowi powstania informacji biologicznej”. 4

Niniejszy esej jest oceną rywalizujących wyjaśnień pochodzenia

informacji koniecznej do zbudowania pierwszej komórki żywej. Do-

konanie tej oceny wymagało będzie określenia, co biologowie ro-

zumieją przez termin informacja w zastosowaniu do makrocząsteczek

biologicznych. Jak wielu badaczy zauważyło, „informacja” może

oznaczać kilka teoretycznie odmiennych pojęć. W niniejszym eseju

postaram się usunąć tę wieloznaczność i dokładnie określę, jakiego

rodzaju informacji badacze pochodzenia życia muszą wyjaśnić „po-

wstanie”. Najpierw należy scharakteryzować informację zawartą w

DNA, RNA i białkach jako explanandum (fakt wymagający

wyjaśnienia), a następnie ocenić skuteczność rywalizujących klas

wyjaśnień pochodzenia informacji biologicznej (czyli rywalizujących

explanansów ).

W części I postaram się wykazać, że biologowie molekularni

stosowali termin informacja konsekwentnie w odniesieniu do łącz-

F. C RICK and J. W ATSON , „A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid”, Nature 1953, vol.

171, s. 737-738; F. C RICK and J. W ATSON , „Genetical Implications of the Structure of Deoxyri-

bose Nucleic Acid”, Nature 1953, vol. 171, s. 964-967, zwłaszcza 964; T.D. S CHNEIDER , „In-

formation Content of Individual Genetic Sequences”, Journal of Theoretical Biology 1997,

vol. 189, s. 427-441; W.R. L OEWENSTEIN , The Touchstone of Life: Molecular Information,

Cell Communication, and the Foundations of Life , Oxford University Press, New York

1999.

B.O. K UPPERS , Information and the Origin of Life , MIT Press, Cambridge 1990, s.

170-172 [tłum. pol.: Bernd-Olaf K UPPERS , Geneza informacji biologicznej , przeł. Włodzi-

mierz Ługowski, PWN, Warszawa 1991].

Filozoficzne Aspekty Genezy — 2005/2006, t. 2/3

135

nych właściwości złożoności i funkcjonalnej specyficzności lub specy-

fikacji . Biologiczne zastosowanie tego terminu zostanie porównane z

jego klasycznym informatyczno-teoretycznym zastosowaniem w celu

wykazania, że termin „informacja biologiczna” niesie bogatszy sens

słowa „informacja” niż klasyczna teoria matematyczna Shannona i

Wienera. W części I znajdą się również argumenty przeciwko próbom

traktowania „informacji” biologicznej jako metafory, pozbawionej tre-

ści empirycznej i/lub statusu ontologicznego. 5 Wykażę, że termin in-

formacja biologiczna odnosi się do rzeczywistych cech układów ży-

wych, złożoności i specyficzności, cech, które łącznie wymagają

wyjaśnienia.

W części II ocenię rywalizujące rodzaje wyjaśnień pochodzenia

wyspecyfikowanej informacji biologicznej, koniecznej do wytwo-

rzenia pierwszego układu żywego. Pomocną heurystykę dla zro-

zumienia nieodległej historii badań nad pochodzeniem życia zapewnią

kategorie „przypadku” i „konieczności”. Od 20-tych do połowy 60-

tych lat XX wieku badacze pochodzenia życia w bardzo dużym stop-

niu posiłkowali się teoriami podkreślającymi twórczą rolę losowych

zdarzeń – „przypadku” – często w połączeniu z jakąś formą

prebiotycznego doboru naturalnego. Od późnych lat 60-tych teoretycy

zaczęli w zamian kłaść nacisk na deterministyczne prawa lub właści-

wości samoorganizacyjne – czyli na „konieczność” fizyko-chemiczną.

Część II obejmie także krytykę adekwatności przyczynowej teorii

ewolucji chemicznej, opartych na „przypadku”, „konieczności” i na

mieszance tych dwu.

W konkludującej części III zawrę sugestię, że zjawisko informacji

rozumianej jako wyspecyfikowana złożoność wymaga radykalnie od-

miennego ujęcia eksplanacyjnego. Będę w szczególności argumen-

5 L.E. K AY , „Who Wrote the Book of Life? Information and the Transformation of

Molecular Biology”, Science in Context 1994, vol. 8, s. 601-634; L.E. K AY , „Cybernetics, In-

formation, Life: The Emergence of Scriptural Representations of Heredity”, Configurations

1999, vol. 5, s. 23-91; L.E. K AY , Who Wrote the Book of Life? , Stanford University Press,

Stanford, California 2000, s. xv-xix.

136

Stephen C. Meyer, DNA a pochodzenie życia

tował, że nasza aktualna wiedza na temat sił przyczynowych nasuwa

hipotezę inteligentnego projektu jako lepsze, bardziej adekwatne przy-

czynowo wyjaśnienie powstania wyspecyfikowanej złożoności

(zdefiniowanej tak informacji), występującej w dużych molekułach

biologicznych, takich jak DNA, RNA i białka.

Część I

A. Od prostoty do złożoności:

Definicja biologicznego explanandum

Po opublikowaniu przez Darwina O powstawaniu gatunków w

1859 roku wielu naukowców zaczęło zastanawiać się nad problemem,

którego Darwin nie poruszył. 6 Choć teoria Darwina ma wyjaśnić, jak

życie mogło stopniowo nabierać coraz większej złożoności, począw-

szy od „jednej lub kilku prostych form”, nie wyjaśnia, lub nie próbuje

wyjaśnić, jak życie najpierw powstało. Mimo to, w latach 70-tych i

80-tych XIX wieku biologowie ewolucyjni, tacy jak Ernst Haeckel i

Thomas Huxley, zakładali, że opracowanie wyjaśnienia pochodzenia

życia będzie dość łatwe. Myśleli tak w dużej mierze dlatego, że zakła-

dali, iż życie jest – w swej istocie – prostą pod względem chemicznym

substancją zwaną „protoplazmą”, którą bez trudu można skonstruować

Jedyna spekulacja Darwina w kwestii pochodzenia życia znajduje się w nie opubli-

kowanym liście z 1871 roku do Josepha Hookera. W liście Darwin zarysowuje ideę ewolucji

chemicznej, mianowicie, że życie mogło najpierw wyewoluować w serii reakcji chemicznych.

Darwin tak to sobie wyobrażał: „gdybyśmy (och! jakież to wielkie gdybyśmy!) mogli dostrzec

w jakimś ciepłym małym stawie, w którym znajdują się wszystkie rodzaje amoniaku i soli

fosforowych, przy udziale światła, ogrzewania, elektryczności itd., że w sposób chemiczny

utworzył się jakiś związek białkowy, gotowy do przejścia dalszych złożonych zmian” (Cam-

bridge University Library, Manuscripts Room, Darwin Archives, dzięki uprzejmości Petera

Gautreya).

Filozoficzne Aspekty Genezy — 2005/2006, t. 2/3

137

poprzez łączenie i rekombinację prostych substancji chemicznych,

takich jak dwutlenek węgla, tlen i azot.

W ciągu następnych sześćdziesięciu lat biologowie i biochemicy

stopniowo rewidowali swój pogląd na naturę życia. W latach 60-tych i

70-tych XIX wieku biologowie postrzegali komórkę, by użyć słów

Haeckela, raczej jako niezróżnicowaną i „jednorodną kulkę plazmy”.

Jednak w latach 30-tych XX wieku większość biologów zaczęło po-

strzegać komórkę jako złożony system metaboliczny. 7 Teorie pocho-

dzenia życia odzwierciedliły ową coraz większą świadomość złożono-

ści komórki. Podczas gdy dziewiętnastowieczne teorie abiogenezy

przewidywały, że życie powstaje niemal natychmiast w jedno- lub

dwuetapowym procesie „autogenii” chemicznej, wczesne teorie dwu-

dziestowieczne, takie jak Oparina teoria ewolucyjnej abiogenezy,

mówiły o trwającym wiele miliardów lat procesie transformacji od

prostych substancji chemicznych do złożonego systemu metaboliczne-

go. 8 Nawet jednak w 20-tych i 30-tych latach XX wieku większość

naukowców wciąż w dużym stopniu nie doceniała złożoności i specy-

ficzności komórki oraz jej składników funkcjonalnych, co wkrótce

wykaże dalszy rozwój biologii molekularnej.

B. Złożoność i specyficzność białek

W pierwszej połowie dwudziestego wieku biochemicy dostrzegli

centralną rolę białek w utrzymywaniu życia. Choć wielu z nich błęd-

nie sądziło, że białka są również źródłem informacji dziedzicznej,

biologowie ciągle niedoceniali złożoności białek. Na przykład w la-

tach 30-tych XX wieku Anglik William Astbury, zajmujący się kry-

E. H AECKEL , The Wonders of Life , na jęz. ang. przeł. J. McCabe, Watts, London 1905;

T.H. H UXLEY , „On the Physical Basis of Life”, Forthnightly Review 1869, vol. 5, s. 129-145.

A.I. O PARIN , The Origin of Life , na jęz. ang. przeł. S. Morgulis, Macmillan, New York

1938; S.C. M EYER , Of Clues and Causes: A Methodological Interpretation of Origin of

Life Studies , dysertacja doktorska, Cambridge University 1991.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: