Vratké opory evolučnej teórie I.

Millerov-Ureyov experiment. Dokázala veda,
že život na Zemi povstal „chemickou evolúciou“?

Evolučnej teórii britského vedca Charlesa Darwina sme sa venovali na stránkach Logosu už neraz. V seriáli článkov na pokračovanie, taktiež s touto tematikou, postupne preskúmame hodnovernosť tzv. evolučných ikon. Tam, kde to bude možné, budeme konfrontovať tieto ikony a skutočnosti s nimi spojené s tvrdeniami Božieho slova – Biblie. Nakonci nášho seriálu, v nadväznosti na dovtedy zistené závery o ikonách, zhodnotíme dôveryhodnosť evolučnej teórie ako celku. Tiež sa z biblickej perspektívy pokúsime odpovedať na otázku, ako a hlavne prečo je možné, že evolučná teória je ešte stále a pomerne často mnohými (predovšetkým vedcami a vedúcimi osobnosťami verejného života) predkladaná verejnosti ako nespochybniteľná, vedou dokázaná pravda. A to aj napriek tomu, že hlasov proti nej, najmä z kruhov kresťanských vedcov, je čoraz viac...

Čo sú evolučné ikony?

Povedané stručne a jasne, pod evolučnými ikonami rozumieme vo svete vedy, no hlavne medzi laickou verejnosťou široko spopularizované argumenty, prevažne z odboru biológie, no napríklad aj chémie, archeológie či geológie, ktoré podľa zástancov evolúcie predstavujú hlavné oporné dôkazy potvrdzujúce pravdivosť evolučnej teórie. Ako také potom majú človeku silno svedčiť v prospech jej hodnovernosti. Tieto ikony sú ľuďom predkladané vo forme písaného textu, hovoreného slova, ale samozrejme aj vo forme vizuálnych obrazov. Stretneme sa s nimi napríklad v učebniciach biológie človeka, populárno-vedeckých knihách pre deti, dokumentárnych filmoch o vzniku a vývoji života na Zemi atď. Zrejme každému známou ikonou je kresba znázorňujúca tvora podobného opici, ktorý sa pomaly, v dôsledku dlhého evolučného vývoja premieňa na človeka. Ďalšími sú Millerov-Ureyov experiment, Darwinov strom života, obrázok vývoja embryí rôznych stavovcov od nemeckého embryológa E. Haeckela, „Darwinove“ galapágske pinky, homológia[1] končatín stavovcov, obrázok nočného motýľa Drsnokrídlovca brezového odpočívajúceho na kmeni stromu, štvorkrídle muchy octomilky, archeopteryx a  fosílne nálezy údajných predchodcov koňa. V jednotlivých častiach nášho seriálu si každú menovanú ikonu rozoberieme podrobnejšie[2]. V tejto prvej časti to bude Millerov-Ureyov experiment.

Millerov-Ureyov experiment

V dvadsiatych rokoch minulého storočia formulovalo britsko-ruské vedecké duo J.B.S. Haldane a A. I. Oparin vedeckú hypotézu o tom, ako povstal život na našej planéte. Táto teória bola inšpirovaná Darwinovými predstavami o počiatkoch života. Hoci Darwin samotný nijako netvrdil, že rozumie počiatkom života, predstavoval si, že život mohol vzniknúť v nejakom „malom teplom rybníčku“ prostredníctvom chemického zlučovania prvkov. Oparin a Haldane vypracovali svoju hypotézu na podobnom princípe. Tvrdili, že chemické látky, ktoré obsahovala prvotná atmosféra Zeme, sa rozpustili v moriach a vytvorili „zriedenú horúcu polievku“. V tejto sa za pomoci elektrických výbojov, prostredníctvom bleskov a vzájomných chemických reakcií prvkov, vytvorili základné stavebné prvky živých buniek. No a odtiaľ bol potom k vzniku jednobunkového života naozaj „už len krôčik“. Stačilo len, aby sa tieto prvky poskladali tým správnym spôsobom.

Teória Oparina a Haldana podnietila predstavivosť mnohých vedcov a na niekoľko desaťročí sa stala tým, „čo si veda myslí“ o počiatkoch života na Zemi. Dlho však zostávala len nepotvrdenou hypotézou. No v roku 1953 sa Američan Stanley Miller, v tom čase postgraduálny študent Harolda Ureya – nositeľa Nobelovej ceny za chémiu, rozhodol, že podrobí túto teóriu skúške. V laboratórnych podmienkach skonštruoval uzavretý sklený prístroj, vyčerpal z neho vzduch a nahradil ho metánom, čpavkom, vodíkom a vodou. Teda plynmi, resp. látkami, o ktorých vedci v tom čase predpokladali, že tvorili prvotnú atmosféru Zeme. Potom ohrial vodu a nechal obiehať plyny cez elektrický výboj s vysokým napätím, aby tak napodobnil blesky.

„Koncom týždňa,“ hlásil Miller, „bola voda tmavo červená a zakalená.“ Po odobratí vzoriek v nej Miller identifikoval niekoľko organických zlúčenín. Medzi ne patril glycín a alanín, dve najjednoduchšie aminokyseliny obsiahnuté v proteínoch. Pri opakovaní pokusu dokázal on aj iní experimentátori získať malé množstvá niektorých biologicky veľmi dôležitých aminokyselín i niektorých ďalších organických zlúčenín, ktoré sa dajú nájsť v živých bunkách. Na prvý pohľad by sa teda mohlo zdať, že Millerov-Ureyov experiment potvrdil možnosť „chemickej evolúcie“, resp. Oparinovu-Haldanovu hypotézu o prvom kroku pri vzniku života, a tak zadosťučinil Darwinovej predstave. Avšak tento pokus naráža z vedeckého hľadiska minimálne na jeden podstatný problém, ktorý môžeme označiť ako „kyslíkový“.

„Kyslíkový problém“, no zďaleka nielen on

O čo ide? V čase uskutočnenia pokusu, pri svojej simulácii atmosféry prvotnej Zeme totiž Miller vychádzal z Ureyových atmosferických teórií, v tom čase vedcami uznávaných. Tie predpokladali, že atmosféra prvotnej Zeme neobsahovala voľný, tzn. neviazaný plynný kyslík, ktorý je súčasťou ovzdušia dnes. V čase Millerovho pokusu totiž väčšina vedeckej obce prijímala názor, že Zem pôvodne vznikla z kondenzujúceho oblaku medzihviezdneho prachu a plynu, takže bolo logické sa domnievať, že pôvodná atmosféra sa podobala medzihviezdnym plynným mračnám, ktoré obsahujú prevažne vodík. Urey z toho vyvodil, že prvotná atmosféra sa skladala hlavne z vodíka, metánu, čpavku a vodných pár. Z toho logicky vyplýva, že kyslík sa v nej mohol nachádzať len vo viazanej forme, vo vodnej pare. Tieto komponenty použil pri svojej laboratórnej simulácii aj Miller. Už v 60-tych rokoch minulého storočia však vedci, páni Holland a Abelson, prišli nezávisle od seba k názoru, že prvotná atmosféra nečerpala svoje zloženie z oblakov medzihviezdnych plynov, ale z plynov uvoľnených vulkanickou činnosťou. Samozrejme, rovnako ako aj pri iných názoroch na prvotnú atmosféru Zeme, aj tu ide z vedeckého hľadiska len o teóriu a nemožno presne povedať, do akej miery majú Holland a Abelson pravdu. Podľa mienky autora článku však do veľkej, pretože v súvislosti s prvopočiatkami Zeme veda ráta s búrlivou sopečnou činnosťou, a teda vplyv sopečnej činnosti na zloženie prvotnej atmosféry musel byť značný. No a nie je žiadny rozumný dôvod sa domnievať, že sopky v minulosti sa nejako odlišovali od tých dnešných. Tieto uvoľňujú pri svojej činnosti okrem iných látok (oxid uhličitý, dusík, vodík) predovšetkým vodné pary. To znamená, že pri intenzívnej vulkanickej činnosti koncentrácia (množstvo) vodnej pary v prvotnej atmosfére musela byť značne vysoká.[3] To, že prvotná atmosféra Zeme obsahovala vodnú paru v hojnom množstve, tvrdí aj Biblia, aj keď samozrejme v inom kontexte, lebo v biblickom zázname o stvorení čítame, že „para vystupovala zo zeme a zvlažovala celú tvár zeme“. (Gen 2,6)

Teória Oparina a Haldana sa na niekoľko desaťročí stala tým, „čo si veda myslí“.

Prítomnosť vodných pár však znamená, že prvotná atmosféra musela nevyhnutne obsahovať aj voľný plynný kyslík. Vedci skúmajúci atmosféru totiž vedia, že ultrafialové žiarenie vo vyšších vrstvách atmosféry vodné pary rozkladá. Tento proces, nazývaný fotolýza, delí molekuly vody na vodík a kyslík. Vodík, pretože je veľmi ľahký, uniká do kozmického priestoru a kyslík necháva za sebou v atmosfére. Hoci sú vedci toho názoru, že Zem získala silne kyslíkatú atmosféru, veľmi podobnú tej dnešnej, ktorá obsahuje okolo 21℅ plynného kyslíka, predovšetkým vďaka procesu fotosyntézy[4], je naozaj veľmi ťažké spochybniť to, že prvotná atmosféra Zeme vďaka procesu fotolýzy obsahovala určité množstvo voľného plynného kyslíka už pred svojím vznikom. Belgický biochemik Marcel Florkin už v roku 1975 oznámil, že predstava o bezkyslíkatej prvotnej atmosfére Zeme už bola prekonaná a v roku 1982 označili britskí geológovia Harry Clemmey a Nick Badham tvrdenie, že prvotná atmosféra Zeme bola bezkyslíkatá, za púhu dogmu. Ako o tom hovorí Wells: „Dôkazy poukazujúce na voľný plynný kyslík v prvotnej atmosfére sa neustále hromadia[5]. Paleobiológ Smithsonovho vedeckého inštitútu Kenneth Tow ich v roku 1996 znova všetky prešiel a došiel k tomuto záveru: „Prvotná Zem veľmi pravdepodobne mala atmosféru, ktorá obsahovala voľný kyslík.“

Ak teda prijmeme to, na čo dôkazy poukazujú, tak potom skutočne závažnou nezodpovedanou otázkou, na ktorú sa odpovede rôznia, dnes už nie je to, či v prvotnej atmosfére bol voľný plynný kyslík, ale koľko ho bolo. Tie najpesimistickejšie názory hovoria, že fotolýzou sa nemohlo – čo do jeho množstva – v prvotnej atmosfére vytvoriť viac, ako je jedna tisícina jeho súčasného stavu, tie najoptimistickejšie zase, že to mohla byť až štvrtina jeho súčasného stavu.

Prečo je veľmi vysoko pravdepodobná prítomnosť voľného plynného kyslíka v prvotnej atmosfére Zeme pre Millerov pokus vlastne problémom? Pretože, ak by ste v tomto ohľade chceli v Millerovom pokuse dať veci na poriadok a k zmesi vodíka, čpavku, metánu a vody, resp. vodnej pary, by ste pridali voľný plynný kyslík, bol by takýto pokus zrejme vaším posledným. Miller – ako dobrý chemik – veľmi dobre vedel, prečo zo svojho pokusného prístroja najprv vyčerpal vzduch a až potom doň dal spomínané plyny a vodu. Kombinácia metánu a kyslíka je totiž explozívna. Wells o tom hovorí: „Elektrický výboj v uzavretej nádobe z metánom môže vytvoriť určité zaujímavé organické molekuly, ale pokiaľ sa do reakcie dostane čo i len malé množstvo kyslíka, spôsobí výbuch.“ Millerov pokus však potom samozrejme nie je uskutočniteľný. Respektíve, s trochou irónie môžeme povedať, že uskutočniteľný je, ale na to, aby ste verili, že explózia dokáže vyprodukovať niektoré jednoduché organické zlúčeniny, potrebujete naozaj veľmi veľkú vieru, podľa názoru autora článku neporovnateľne väčšiu, ako keď sa rozhodnete veriť Biblii, ktorá hovorí, že život povstal vedomým rozhodnutím inteligentného Stvoriteľa. Výsledkom Millerovho pokusu boli niektoré základné stavebné prvky živých buniek a nie explózia preto, že pri svojom pokuse použil na simuláciu prvotnej zemskej atmosféry podľa všetkého nesprávnu, tzn. nereálnu plynovú zmes. A nereálnu nielen preto, že vynechal kyslík.

Totiž, aj prítomnosť metánu a čpavku ako dominantných plynov v prvotnej atmosfére je z vedeckého hľadiska veľmi problematická. Čpavok totiž pohlcuje ultrafialové žiarenie a to by ho rýchlo zničilo. A pokiaľ ide o metán, ak by to tak bolo, obsahovali by najstaršie horniny vysoké množstvo organických molekúl, tie tam však obsiahnuté nie sú. Už spomínaný vedec Abelson celú situáciu okolo Millerovej simulácie prvotnej atmosféry Zeme zhrnul slovami: „Aké máme dôkazy pre prvotnú metánovú a čpavkovú atmosféru na Zemi? Odpoveď znie, že žiadne, objavuje sa však mnoho dôkazov proti tejto teórii.“ „Inými slovami,“ dodáva Wells, „Oparinov-Haldanov scenár bol chybný a prvotná atmosféra sa v žiadnom prípade nepodobala silne odkysličenej zmesi použitej v Millerovom experimente.“

Hmota sama osebe neobsahuje život, to znamená, že nie je jeho zdrojom.

Navyše, aj keby sme v úplnom rozpore s doteraz povedaným predsa len nejako pristali na to, že Miller pri svojej simulácii zloženia prvotnej atmosféry použil – pokiaľ ide o metán a čpavok – predsa len správnu plynovú zmes a jeho pokusný aparát by pri strete metánu a kyslíka nejakým zázrakom nevybuchol, výsledkom jeho pokusu by tak či tak neboli organické zlúčeniny. K tomu, aby mohli vzniknúť, je totiž potrebné, aby došlo k organickej syntéze. Wells o tom hovorí: „My potrebujeme kyslík, pretože naše bunky produkujú energiu prostredníctvom dýchania (na rozdiel od niektorých organizmov, napr. baktérií, ktoré prospievajú v neprítomnosti kyslíka). Organizmy, ktoré dýchajú kyslík, ho používajú na získanie energie z organických molekúl v podstate rovnakým spôsobom ako automobilové motory, ktoré využívajú kyslík, aby získali energiu z benzínu. Ale naše telo musí tiež syntetizovať (spájať) organické molekuly, inak by nemohlo rásť, uzdravovať sa ani sa rozmnožovať. Dýchanie, ktoré rozkladá organické molekuly, je opakom syntézy, ktorá ich buduje. Chemici nazývajú proces dýchania oxidácia a proces syntézy redukcia. Preto neprekvapí, že ten istý kyslík, ktorý je základom pre dýchanie, je pre organickú syntézu zničujúci.“ Samotný Stanley Miller, ako účastník vedeckej konferencie z roku 1982, ktorá niesla názov O vzniku života, súhlasil s tým, že v prvotnej atmosfére nemohol byť voľný plynný kyslík, pretože „pre syntézu organických zlúčenín potrebných pre vývoj života treba redukčné prostredie“. Vo svetle doteraz povedaného môžeme teda dôveryhodnosť Millerovho-Uyerovho pokusu – ako evolučnej ikony, ktorá mala potvrdiť reálnu možnosť „chemickej evolúcie“ ako predchodcu evolúcie biologickej a takto svedčiť v prospech evolučnej teórie – považovať z vedeckého hľadiska ak nie za úplne nulovú, tak potom „s prižmúrením oboch očí a so zapchatými ušami a nosom“ za naozaj veľmi, ale veľmi, veľmi slabú.

Ako ďalej Wells v tejto súvislosti spomína, niektoré učebnice zvyknú zavádzať tvrdením, že keď použijete realistickú atmosféru, dostanete niektoré organické molekuly. „Lenže,“ hovorí k tomu Wells, „viete, čo to vlastne je? Formaldehyd! Kyanid! To môžu byť organické molekuly, ale v mojom laboratóriu na Berkley by ste nemohli mať ani len zazátkovanú fľašu formaldehydu, pretože je taký toxický. Keby ste ju otvorili, už len výpary by spálili proteíny v celej miestnosti. To zabíja embryá. Myšlienka, že použitie skutočnej atmosféry vás privedie k prvému kroku života, je jednoducho na smiech“.

Pohľad na pokus Stanleyho Millera a na podobné pokusy z biblickej perspektívy

Ak máme zhodnotiť pokus Stanleyho Millera z biblickej perspektívy, je potrebné zamerať sa na to, čo tento pokus, ako aj pokusy jemu podobné, predstavuje vo svojom jadre. Ide o snahu dokázať alebo aspoň podporiť materialistickú myšlienku, že z pôvodne mŕtvej hmoty, či už za pomoci chemických alebo iných procesov, možno nejakým spôsobom vyprodukovať život. To sa však doteraz nikomu ešte nepodarilo. Aj keby ste mali všetky komponenty, ktoré potrebujete k tomu, aby ste dali dokopy napr. jednu živú bunku, nedokážete túto bunku oživiť. Autor článku už trochu dávnejšie čítal o experimente, kedy vedci v laboratórnych podmienkach chemicky namiešali obilné zrnko, no to napriek tomu nevyrástlo. Prečo? Jednoducho preto, že človek sám nie je stvoriteľom života, tzn. že nevie vyprodukovať úplne nový život[6] ani oživiť to, čo je mŕtve. A ani hmota sama osebe neobsahuje život, to znamená, že nie je jeho zdrojom.

Čo nám o počiatkoch, o prvej príčine života na Zemi hovorí Božie slovo, Biblia? Hneď na začiatku prvej knihy Biblie, knihy Genezis čítame, že „Na počiatku stvoril Boh nebesia a Zem.“ (Gen 1,1) ako aj to, že „... Duch Boží sa oživujúci vznášal nad vodami.“ (Gen 1,2) Prvá príčina života je teda po prvé osobná a po druhé duchovná. Najmä druhú časť tohto biblického zjavenia vedci svojimi nepodarenými pokusmi stvoriť život z mŕtvej hmoty, ako bol aj Millerov-Ureyov experiment, v podstate potvrdili. Všetok život, tak ako ho poznáme, bol podľa svedectva Biblie stvorený osobným, večným, trojjediným Bohom prostredníctvom Jeho Slova a Jeho Ducha[7], a to v priebehu šiestich dní. Kresťania veria, že toto večné Slovo sa v istom konkrétnom momente ľudských dejín za účelom záchrany hriešneho ľudstva vtelilo, narodilo sa ako človek Ježiš Kristus Nazaretský, prežilo bezhriešny život, položilo život za hriešnikov a na definitívne potvrdenie svojej identity vstalo z mŕtvych. Všetko uprostred na to Bohom vyvoleného národa – Izraela. „A On, to Slovo, stalo sa telom a prebývalo medzi nami a hľadeli sme na Jeho slávu ako na slávu jednorodeného od Otca a bol plný milosti a pravdy.“ (Ján 1,14)

V budúcom pokračovaní nášho seriálu o evolučných ikonách sa budeme zaoberať Darwinovým stromom života.

Zdroj:

L. STROBEL,: Kauza Stvoriteľ. Bratislava: Porta Libri, 2005. s. 37-40.
SVÄTÁ BIBLIA. Preklad Prof. J. Roháčka. Slovenská biblická spoločnosť, 2007.
S. ŠALING et. al.: Veľký slovník cudzích slov. Veľký Šaris: SAMO–AAMM, 1997. s. 409.
J. WELLS: Ikony evoluce. Praha: Návrat domů, 2005. s. 15 -25.