Несколько фокусов с монеткой, немножечко лжи и отмена теории вероятностей.

Небольшая заметка, написанная для форума.

 

Введение.

 

Вопрос жизни актуален. Видимо актуальней этого вопроса для человека нет.

Автор этих правдивых строк J достаточно давно интересуется жизнью во всех её проявлениях, начиная от её самозарождения, эволюции вплоть до тех законов и закономерностей, что правят социумом на протяжении веков. Отдельный интерес автора этих строк составляет человек, как явление уникальное. Но в данной заметке речь пойдет не обо всем этом необъятном поле вопросов, а о достаточно узком, но, пожалуй, одним из важнейших вопросов – вопросе возникновения жизни, как таковой. Ведь читатель, скорее всего, согласится, что не возникни жизнь, то не было бы и предмета изучения. Да что там, не было бы ни автора этих строк, ни читателя.

Читатель скажет мне, мол, если вы образованный человек, то должны были прочесть учебники, а там эти вопросы освещены, и вообще «наука доказала». Попробую пошатнуть эту уверенность.

 

Все мы видим, как за последние десятилетия наука делает гигантские шаги в материально-техническом прогрессе. Даже на бытовом уровне. Ранее были просто немыслимы ни такие достижение электроники, которые сейчас продаются на каждом углу, ни сложнейшие операции, проводимые в наших клиниках, ни многое другое, на чем я не буду останавливаться. Действительно это так. Это резкий скачок технологического прогресса. По-видимому, он носит экспоненциальный характер. Обусловлен он, прежде всего, фундаментальными открытиями, многие из которых совершались еще в веке прошлом, а то и позапрошлом. Эти открытия заложили базис для развития прикладных технологий, которые своим бурным ростом обеспечили тот прогресс, что мы наблюдаем вокруг себя. Развитие технологий дало многое. В том числе и науке. Наука получила новые инструменты для исследований, и эти инструменты позволили делать ей новые открытия.

 

Одним из таких открытий, вернее рядом таких открытий являются открытия в биологии. В связи с усовершенствованием инструментов появилась возможность исследовать живое на молекулярном уровне, возникли новые научные дисциплины вроде молекулярной биологии и молекулярной генетики. Выяснилось, что живая клетка очень сложно устроена. От «пузырька протоплазмы» не осталось и следа.

Ранее, достаточно давно, считалось, что это некий пузырек протоплазмы с ядром и оболочкой. Потом (1850) удалось разглядеть органеллы, например митохондрии, как некие вкрапления. Затем, гораздо позже, раскрылось их назначение. Митохондрии – это такие как бы  мини заводики по переработке энергии или её производству. Это они «подогревают» наше тело, перерабатывая поступающие питательные вещества в энергию, в основном химическую, для дальнейшего питания элементов живой клетки. На этом их функция не заканчивается, но речь не о них, они были упомянуты, как этап в изучении клетки. Можно было бы остановиться на «комплексе Гольджи», но рассмотрение всей клетки не есть цель данного опуса.

Теперь же, буквально в последние десятилетия, выяснилось, что вся клетка, это сложнейшая машина, начиная от внешней оболочки и заканчивая ядром (у тех клеток, где оно есть). Вместо того, чтобы это описывать, я предложу посмотреть 3D анимацию выполненную в Гарвардском университете, а затем продолжить чтение http://rutube.ru/tracks/1265252.html . Это 8 секунд из жизни одной клетки – лейкоцита.

Удаление хотя бы одной из деталей приводит к нефункциональности (смерти) клетки, как удаление одного маленького диода на материнской плате компьютера приведет к выходу из строя всей машины, один процессор которой насчитывает миллионы деталей в виде транзисторов. Замечательная машина станет просто хламом. Клетка же состоит не из транзисторов, транзистор достаточно прост, а из полимеров, в основном белков, что сами по себе на порядки сложнее. Таким образом, выяснилось, что живая клетка очень сложна, сложнее, наверное, орбитальной станции, но в отличие от орбитальной станции она не столь защищена от повреждений.

 

Но феномен клетки не только и не столько в этом. Хотя и этого уже достаточно, чтобы поразить воображение своей сложностью. Феномен живой клетки, не знаю более он сложный, чем её устройство или менее сложный, но он уникален – это феномен размножения. Только живая клетка может размножаться «сама по себе». При этом сохраняя свою сложность. Только клетка, может, используя неорганические и органические вещества воспроизводить (делать копии) сама себя. Если говорить просто, то была одна клеточка, а стало две. А за тем четыре. Это феномен жизни, как таковой.

Вы мне скажете: а вирусы? Ведь они более просты и размножаются. Правильно, они менее сложные, чем клетка, но, тем не менее, они очень и очень сложны. А главное их отличие – они не могут размножаться сами по себе – им нужна живая клетка. То есть, с точки зрения самозарождения жизни (далее абиогенеза) клетка должна была появиться раньше. Вообще, механизм размножения (репликации) также очень и очень сложен.

И вот, в связи с новыми открытиями разразилась буря. Сторонники теории эволюции, коих большинство, вынуждены были срочно пересматривать в очередной раз свою теорию. В итоге было решено вынести абиогенез за скобки. Теория эволюции  теперь рассматривает эволюцию уже готового живого в более сложное живое. Кроме того они были подло атакованы сторонниками «разумного замысла» (креационистами) всех мастей. Но рассмотрение теории эволюции не поместится в рамки данной статьи. Остановимся на абиогенезе.

 

Постановка проблемы.

 

На этом поле, поле абиогенеза сторонники эволюции получили наиболее подлый удар от маргиналов-креационистов. И вся беда состоит в основном в том, что последние используют математический аппарат, в частности теорию вероятностей, которая доступна даже школьникам. Достаточно быстро оценив минимальную сложность живой клетки и вероятность её возникновения из случайных фрагментов органики, на которых я остановлюсь ниже, они заявили – это невозможно. Эволюционисты и сами это понимают, а потому теория абиогенеза мутировала от опаринских опытов в сторону постепенного усложнения неорганики в органику, затем усложнения последней, а затем уже случайного появления хоть какого-то подобия жизни, что тоже является эволюцией. Натяжки данной модели будут вскользь рассмотрены.

Основное же предназначение статьи – выполнить обещание, данное на одном из форумов.

Рассмотрим битву, разгоревшуюся на поле абиогенеза, и ограничившись рамками небольшой статьи – рассмотрим её частное проявление: заочную полемику, а именно одно из её звеньев – статью Яна Масгрева (Ian Musgrave) под названием «Ложь, проклятая ложь, статистика и вероятность вычислений абиогенеза». С самой статьей вы можете ознакомиться по адресу http://www.talkorigins.org/faqs/abioprob/abioprob.html , русский перевод доступен здесь  http://atheo-club.ru/evolution/statistic.htm

 

Дискуссия.

 

Статью Масгрева (далее статья и автор) можно разбить на несколько частей. В первой автор в пяти пунктах выставляет креационистов невеждами, во второй вводит читателя в азы теории абиогенеза и микробиологии, в третьей касается теории вероятностей, в четвертой открывает нам мир «праземли» и затем делает заключение.

Наверное можно было бы ограничиться чтением заключения, чтобы все понять. Там автор заявляет открытым тестом, что

 

На сегодняшний день, так как мы не знаем, какова вероятность жизни, практически невозможно приписать какие бы то ни было осмысленные вероятности шагам возникновения жизни, за исключением первых двух […] Для перехода из гиперцикла в протобионт вероятность зависит от теоретических концепций, которые все еще находятся в стадии разработки и пока неизвестны.

И наконец, возможность возникновения жизни зависит от химии и биохимии, которые мы все еще постигаем, а не от подбрасывания монеток. (выделено мной)

 

Интересный абзац сам по себе. Мы не знаем и не постигаем, а посему оставьте свою критику и теорию вероятностей. Зато у нас будут когда-нибудь теоретические концепции.

Хочется спросить автора, а зачем же он подкидывал монетки и вообще делал выкладки и построения, что бы в заключении сказать, что всё это ерунда. Видимо, не ерунда и автор об этом знает или догадывается.

Наличие гиперцикла в абиогенезе, как доказанной данности выглядит такой же натянутостью, как и «все теоретические концепции», которые априорно исходят из того, что жизнь обязательно должна была самозародиться. Исходя из этого постулата составлено большинство трудов, на которые так любит ссылаться автор. То есть теоретические исследования заранее ложатся в русло самозарождения и исходят только из него, подгоняя свои построения под заранее известный результат. Проще говоря, они являются ad hoc (лежащими в заранее заданном русле) теориями и гипотезами. В данном случае строго в русле случайности. Неудивительно, что они почти ничего не добились.

Раз уж я заговорил о ссылках, то стоит посмотреть, что автор ссылается на 29 различных источников, не приводя при этом ни одной цитаты из них в подтверждение своих слов. Банально взяв калькулятор мы можем увидеть, что он предлагает нам прочесть минимум 257 страниц из статей, из которых далеко не все размещаются на страницах рецензируемых журналов, большинство же содержат 2-3 страницы, являются, видимо, материалом дискуссионным, а иногда и устаревшим (Опарин) и целую монографию на закуску. Вряд ли такое поведение можно считать корректным при написании научно популярной статьи. Далее мы увидим, что некорректностью пронизана вся статья автора.

 

Начнем с заголовка. «Ложь, проклятая ложь…» Автор обвиняет кого-то во лжи. Прямым текстом он не говорит, кому достается столь увесистая плюха, это не принято в научной среде, но в первом же абзаце мы видим имя сэра Фреда Хойла http://ru.wikipedia.org/wiki/Fred_Hoyle который получил рыцарское звание за вклад в науку, профессор, воспитавший нескольких известных докторов наук (PhD). Все регалии вы можете найти сами, дело не в них. И упоминание это не случайно. Автор полемизирует именно с ним, это видно по тексту, в частности по упоминанию Хойловского «тайфуна на свалке производящего Боинг 747». То есть один ученый может врать, а другой не может, потому что он ученый (это камень в огородик персонажа за скобками данной статьи). По-видимому, такой вывод ошибочен или просто нонсенс, т.к. врать могут все, в том числе и автор этих правдивых строк. Но Масгрейв обвинил во лжи, и давайте посмотрим, так ли он сам кристально честен.

 

В первой части своей статьи он оглашает целых пять ошибок креационистов, обвиняя их в невежестве. Затем проводит нас через некоторые из них.

 

2) Они предполагают, что существует установленное количество белков с установленными последовательностями для каждого белка, которые необходимы для жизни.

 

Вообще-то так и есть. Необходимо некое количество белков и то, что автор затем снижает их число с 400 до 256 ничего, по сути, не меняет. Кроме того, это очередное весьма вольное допущение. Но мы и его примем как допущение. Тем более что автор далее будет рассматривать вероятность зарождения лишь одного белка.

 

Далее автор сообщает, что первые живущие объекты были гораздо проще. Объектов этих никто никогда не видел и скорее всего не увидит. Откуда же они взялись? Взялись они из тех самых ad hoc теорий, которые просто постулируют самозарождение, то есть они (объекты) не имеют ничего общего с действительностью. Они просто придуманы, проще говоря. Хорошенькое начало. В оправдание возможности случайного абиогенеза мы приводим фрагмент из теории случайного абиогенеза. Вот таким вот образом автор, жонглируя вымыслами, пытается обвинить в невежестве своих оппонентов.

 

Так же автор сообщает, что «формирование биологических полимеров из мономеров это функция законов химии и биохимии и эти законы решительно не случайны» ловко вводя в заблуждение неискушенного читателя словом «биологические». Можно подумать, что почти живые или живые. Корректней было сказать «органические».

Действительно, полимеры формируются из мономеров, но не все условия для этого подходящи. Они не будут формироваться ни на неостывшей Земле, ни на Луне. Для этих «законов химии и биохимии» необходимы достаточно узкие диапазоны внешних условий, о чем автор скромно умалчивает, хотя не может этого не знать. И это только начало статьи, а нас уже несколько раз ввели в заблуждение различными способами. Уже хочется спросить, кто больше врет, обвиняемый или обвинитель? Но мы пока воздержимся.

 

Послушаем лучше дальше

 

Что касается утверждения, что последовательность белков не может быть изменена, это снова бессмыслица. Во многих белках существуют области, где почти любая аминокислота может быть заменена и другие области, где консервативная замена (заряженные аминокислоты могут быть заменены другими заряженными аминокислотами, нейтральные - другими нейтральными аминокислотами и гидрофобные аминокислоты - другими гидрофобными аминокислотами) может быть сделана.

 

Посмотрите, как ловко автор перепрыгнул с последовательности белков, на составляющие белков – аминокислоты. Ему для этого не потребовалось даже связующих предложений. Назвал бессмыслицей одно, а опровергает совсем другим.

Подозрение крепнет – автор наловчился передергивать. Значит, стоит взять его под микроскоп. Далее в том же абзаце:

 

Некоторые функционально эквивалентные молекулы могут отличаться своими аминокислотами на 30-50%. Фактически, возможно заменить не одинаковые по своей структуре белки бактерии на белки дрожжей и белки червя на белки человека и при этом организмы продолжают жить, как ни в чем не бывало.

 

При этом ссылки на работы, которыми так часто сыпет автор в местах гипотетических, чисто теоретических, вот на этом очень практическом примере почему-то ни одной нет. Ни одной.  Почему? Потому, что не всё так гладко, далеко не гладко. Результаты подобных экспериментов спорны и неоднозначны, а вовсе не факт, как нам говорит Ян. Подозрение превращается в уверенность.

 

Перейдем к математике. Автор приводит некие расчеты, которые я, честно говоря, не проверял с калькулятором. Думаю, что в этом смысла нет. Основная заковыка тут не в верности расчетов, а в тех посылах и допущениях, что делает автор.

 

Рассмотрим их. Автор берет для рассмотрения маленький пептид, состоящий из 32 аминокислот. Сложность аминокислот он не рассматривает, вместо этого отпускает шпильку креационистам. Шпилька состоит из carboxypeptidase, а не из «пептида группы Генри». Возможно, что это такая ирония. То, что автор называет этот пептид самовоспроизводителем я рассмотрю в заключении этой части, а пока рассмотрим его опыты с монетками.

 

Вероятность выпадения четырёх решек подряд равна (1/2)^4 или 1 шанс из 16. Значит ли это, что нам придется проделать 16 попыток, чтобы выпало 4 решки (РРРР)? Нет, в последовательных экспериментах я проделал 11, 10, 6, 16, 1, 5, и 3 попытки, прежде чем выпало РРРР.

 

Берем калькулятор и считаем. Автор проделал 52 попытки и получил 7 удачных результатов. Таким образом, он получил 13,46% , тогда, когда должно быть 1/16 = 6,25% Разница больше, чем в два раза (ура, теорвер не работает, нет препятствий к абиогенезу). Изумительно, но может быть автор везунчик, а может быть просто статистика попыток мала? Возможно и то и другое. Но нас интересует не везучесть автора. Учитывая вышеописанные примеры склонности автора к натяжкам и передергиваниям такой эксперимент не может не вызывать подозрений. Тем более что когда автор перейдет к полевым работам, а именно перенесет нас в первобытный океан, то цифры станут совсем другими. Он будет оперировать значениями со степенями от 24 до 130, а при таких числах теория вероятностей надежно работает.

 

И всё же, в чем суть этого эксперимента или зачем он был проведен? Эволюционная мысль может управлять результатом и вызывать нужные отклонения? Да. Эволюционная мысль может управлять результатом и не может, а вызывает отклонения, но в мозгу, что выливается потом на бумагу и страницы журналов. Управлять полетом монеты она вряд ли может. Так в чем же соль. А в том, дорогой читатель, что автор упустил одну «маленькую» деталь. Посмотрите, как у него легли «карты». И единичка есть и 16. Весь диапазон вероятностей 1/16. Но нет 17. Почему же? Ведь если вероятность выигрыша один к десяти и есть неограниченное число попыток, то нет никакой гарантии, что вы получите выигрыш, сделав 10 попыток или менее. Вы можете сделать их 50 и ничего не выиграть – не повезло. Тем не менее, автор этот вариант не рассматривает, но выигрыш с первой попытки написать не забыл. Вот в чем соль. Отсюда мы делаем мягко говоря неутешительный вывод: эксперимент недостоверен. Автор перешел к прямому жульничеству.

Вы скажите, как можно? Доктор наук и такие обвинения. Но он же обвиняет другого доктора во лжи, а, следовательно, знает, что доктора могут лгать. Разве он такой уникум? Да вовсе нет. Смотрите.

 

Для примера, я буду использовать, упомянутый ранее, самовоспроизводящийся пептид из группы Гадири [7]. Я мог бы выбрать другие примеры: самовоспроизводящийся гексонуклеотид (hexanucleotide) [10], самовоспроизводитель Sun Y [24] или полимераза РНК, описанная группой Экланда (Eckland) [12], но для исторической последовательности с креационными утверждениями маленький пептид идеален.

 

В англоязычной версии есть даже картинка, где пептид «самовоспроизводится». На сайте атеоклуба её убрали. Хоть какая-то корректура есть. Дело в том, что пептид не самовоспроизводится, то есть из одной копии не получаются две. Данный фермент катализирует образование связи между своими половинками и может «склеиваться» и расклеиваться. То есть, будучи полимером, он может расти, но, во-первых, минимальное основание для склейки так и остается на уровне 32, а во-вторых, и главное – никаких копий не получается. Он не размножается. Это можно сравнить с наклейкой, у которой две половинки: основание и липкая составляющая.  Сколько вы их не склеивайте и не расклеивайте - число наклеек не увеличивается. Или со спичечными коробками, поставленными один на другой. Теоретически можно ставить коробки друг на друга до бесконечности, но для этого нужны сами коробки. То есть «самовоспроизведение» есть банальная ложь.

Докатились. Передергивали передергивали, натягивали натягивали, да и соврали. Для убедительности.

В таком свете дальнейшие рассуждения автора теряют смысл, ибо он пытается доказать, что достаточно появления одного пептида и «пошло-поехало». Как видим это не так.

Но всё-таки рассмотрим его дальнейшие построения.

Далее у него из ничего появляются тонны аминокислот. Их появление он никак не обосновывает. Появились и всё.

 

Если вы возьмете грузовик, загруженный аминокислотами и вытряхнете его груз в озеро среднего размера, то у вас будет достаточно молекул, чтобы создать наш воспроизводитель за несколько десятков лет, учитывая, что белки длиной в 55 аминокислот создаются за одну, две недели

 

Тут показательно появление грузовика с аминокислотами и появление уже некоего другого воспроизводителя. Какого воспроизводителя – автор не уточняет. Видимо на другом качественном уровне. Поистине, фантазия неисчерпаемая. Это замечательно. Для фантаста. Собственно, весь описанный в статье абиогенез фантастикой и является.

Далее в тексте идут фантазии на заданную тему, которые выдаются за факты.

 

Не удивительно, что на данную статью никто из серьезных биологов не прореагировал, да и опубликована она не на страницах солидных журналов.

 

Заключение.

 

Как я уже писал, основа живого оказалась крайне сложна. При этом даже при моделировании самообразования простейшего фермента надо проявить максимум фантазии и кое на что закрыть глаза, а кое-где и подтасовать результаты. Но фермента для появления жизни мало. Это винтик в Боинге и, как видим, даже его самообразование весьма проблематично. Сам фермент не живет «миллионы лет» он распадается. Даже такой стойкий полимер, как полиэтилен имеет срок жизни не сопоставимый с тысячами и тем более миллионами лет. Белок за это время разрушится, даже если ему и посчастливится самособраться. Эти и другие проблемы в статье не упомянуты ни единым словом.

Кроме того – мало и белка. Должно быть несколько белков. Сам автор пишет про 256. Должна быть ДНК, как хранилище кода. Белки должны выстроиться в механизм считывания кода, защитить ДНК от разрушения внешней средой. Все это должно получиться случайно, но функционально. Должно произойти еще немало случайных и практически одновременных с точки зрения эволюционной модели событий, чтобы появилась даже мифическая протоклетка как нечто живое и способное к размножению. Я не говорю уже о том, что до сих пор не ясно, что такое жизнь, есть только формальные описания.

 

Оставляю читателю возможность подумать самому и самому себе ответить на вопрос: это возможно?