Происхождение жизни и проблема гомохиральности: является ли магнетохиральный дихроизм решением?

Джонатан Сарфати

Вступление

Большой барьер для тех, кто хочет быть ‘интеллектуально зрелым атеистом’ 1, - найти натуралистическое объяснение происхождения первых живых организмов. Несмотря на некоторые увиливания со стороны главных пропагандистов эволюции, это все таки является частью ‘Общей Теории Эволюции’, которой эволюционист Керкут дал следующее определение: ‘теория о том, что все живые формы в мире возникли с единого источника, который, в свою очередь, произошел из неорганического вещества.’2 Действительно, предположительное происхождение жизни из безжизненных химикатов обычно называется химической или добиологической эволюцией. Фактически, читатели должны знать, что большинство исследователей уже предположили, что химическая эволюция произошла – она просто должна была произойти, так как мы здесь (и не толкайте мне этот хлам о Дизайнере, так как это не наука – не зависимо от того, поддерживают ли это научные свидетельства)!

Однако, так как даже самые простые самовоспроизводящиеся организмы чрезвычайно сложны,3 то существуют огромные препятствия у теории химической эволюции.5,6

Один из основных барьеров - это происхождение гомохиральности, то есть, все жизненно важные молекулы имеют одинаковую хиральность. Практически все протеины состоят из «левых» аминокислот, в то время как нуклеиновые кислоты, крохмал, гликоген и т.д., содержат сахара только «правой» формы. Гомохиральность необходима для производтсва точных форм энзимов и двойной спирали ДНК. Но обычная химия всегда производит смесь 50/50 из левых и правых форм (энантиомеров) - такая смесь называется рацематом или рацемической смесью. Химики обычно используют ранее существовавшую гомохиральность, обычно из биологического источника, для синтеза гомохиральных соединений, что иллюстрирует проблему изначального происхождения биологической гомохиральности.7

Магнетохиральный дихроизм

Недавняя попытка решить проблему гомохиральности жизни, предпринятая Риккеном и Раупахом из Лаборатории Сильного магнитного Поля в Гренобле, вовлекает магнетохиральный дихроизм (МХД).8,9 Это решение было предложено в 1983 Вагниером и Мейером.10 Основа этого, как и с большинством отраслями науки, была открыта учеными- креационистами.11 В данном случае тремя учеными в 19 веке. В 1846 Фарадей вращал плоскость линейно поляризованного света магнитным полем, параллельным лучу.12 Но Луи Пастеру, которому первому удалось разрешить рацемическую смесь в ее энантиомеры (1848), не удалось использовать магнетизм для выращивания гомохиральных клисталлов. Лорд Кэльвин, который ввел термин хиральность, указал на то, что магнитное поле само по себе не имеет хиральности (в геометрическом смысле диссиметрии), как это также понял Фарадей. Бэроон показал теоритически, что магнитное поле само не может произвести энантиометрический избыток, и на том момент назвал магнитную оптическую активность «ложной хиральностью».13

Естественная оптическая активность, впервые открытая в 1811 Арагом,14 возникает в результате разных взаимодействий «левостороннего» и «правостороннего» света с круговой поляризацией с диссиметрическими молекулами.

Но магнитная оптическая активность (MOA) возникает из-за обратимого во времени нарушения симметрии магнитным полем, которое вызывает изменения в оптических свойствах среды/материала. Бэррон сейчас предлагает расширить определение хиральности, чтобы включить как временную реверсию, так и диссиметрию.

В 1982 Вагниер и Мейер предсказали, что хиральный материал/среда будет поглощать свет, идущий параллельно к магнитному полю, отличительно от света, идущему антипаралельно15 — этот эффект был позже назван магнетохиральным дихроизмом.16 Ему не требуется даже поляризованный свет. Было предсказано, что эффект будет слабым, но самым сильным с ионами редкого и переходного металла. Таким образом, только в 1997 Риккен и Раупах наблюдали его в хиральном комплексе редкого элемента европия.17

Решая проблему биологической гомохиральности?

Так как только фотоны, поглощенные молекулой, могут иметь разрушительный эффект, Риккен и Раупах предложили, что МХД мог вызвать избыток энантиомеров (и.э) Они продемонстрировали это эксперементально посредством подвержения иррадиации света лазера диссиметрического комплекса [Cr(ox)3]3–в очень сильном магнитном поле. В их кратком обзоре они заявили, что МХД ‘мог сыграть роль в происхождении гомохиральности жизни.’

Проблемы с решением вопроса гомохиральности

  • Есть небольшое сходство с фоторезолюцией светом с круговой поляризацией (СКП). Риккен и Роупах заявляют, что это ‘могло произвести и.э. [избыток энантиометров] близкий к единству.’ Но это не так из-за причин упомянутых в ссылке 7, и многие из них были бы также актуальными здесь. Один важный упущенный фактор – это то, что этот гипотетический и.э. единства был бы достигнут в асимптотической точке, где не остается никакого материала.
  • Риккен и Роупах намекают на проблемы МХД с расширением, которые похожи на проблемы с СКП. Например, величина и знак МХД зависит от длины волны света. Это значит, что разрешение может происходить только со светом с узким диапазонов длины волны. При более широком диапазоне, эффекты энантиоселективности исчезают. Риккен и Раупах показывают, что и.э. достиг бы максимума в негативе со светом 695.5 nm, при этом достиг бы максимума в позитиве (всего на половину) всего лишь при 3.5 nm выше.18 Таким образом, для достижения лучших результатов использовался лазер, настроенный на оптимальную длину волны 695.5 nm, но это едва ли есть доказательством того, что этот еффект мог возникнуть без разумного участия. Только очень узкое окно возможности было обнаружено для одного, аккуратно отобранного состава. Просто нереалистично предполагать, что D-энантиомеры всех 20 существенных аминокислот и L-энантиомеры существенных сахаров, включая все биологические полимеры этих форм были бы устранены при таких узких ограничениях.
  • Риккен и Роупах соглашаются с тем, что вопрос пространственного усреднения ‘должен быть решен’. То есть, неизбежным является то, что свет скорее будет идти во всех направлениях относительно линий магнитного потока, нежели выстроенным вдоль него, так что эффект аннулируется. Фактически, на типичной планете с магнитным полем, и вращающейся вокруг звезды, свет был бы перпендикулярным к полю, что не имеет никакого эффекта.
  • Чрезвычайно сильное магнитное поле, до 15 T.19 Но поле на поверхности Земли всего лишь 3.1 x 10–5 T, и даже Юпитер, планета с самым сильным магнитным полем имеет поле всего лишь 4.3 x 10–4 T на своем экваторе.20 Даже солнечные пятна, с их интенсивными магнитными полями, доходят «только» до ~4 T. Нейтроновые звезды имеют магнитное поле в 108 T на поверхности, но нейтроновые звезды едва ли подходящее место для химической эволюции!
  • Была необходима сильная лазерная иррадиация — 100 mW, настроенная на оптимальную волновую длину, поглащаемую только в 50 μl раствора. Это просто неприемлемое заключение исследователя для эксперимента, претендующего продемонстрировать, что гомохиральность может возникнуть без разумного участия.
  • Эффект чрезвычайно слабый — реакция достигла равновесия после 20 минут с и.э. достигая максимума около 1.6 x 10–4, несмотря на нералистично высокое магнитное поле и иррадиацию. Так как малейшее отклонение и.э. единства катострофично для биологических молекул, МХД едва ли оставляет след. Необходимо еще установить, будет ли вообще обнаружен какой-либо и.э. для биологически существенного строительных материалов.
  • Комплекс начинает рацемизироваться после остановки иррадиации с постоянным временем 21 - 70 минут. Так что даже при оптимальных условиях для производства крошечного и.э., маловероятно, чтобы слабая хиральность длилась достаточно долго, чтобы повлиять на какие-либо биологически существенные молекулы. Хотя много эволюционистов постулируют долгие эпохи для решения их проблем, в действительности, длинные эпохи означали бы больше времени для деградации.

Обсуждение и вывод

Эксперимент - это большая экспериментальная химия, но, как обычно, разница между креационистами и эволюционистами заключается не в данных, а в интерпретации из-за их разных исходных предпосылок. Креационисты не оспаривают наблюдений эволюционистов, но часто решительно противостоят выводам, которые эволюционисты делают из наблюдений. И здесь снова креационист будет интерпретировать наблюдение стереоселективной магнетохиральной фотохимии как показывающей еще раз, что проблема гомохиральности для химической эволюции все еще не решена. Как было показано, эта осторожность более чем оправдана существующими проблемами, некоторые из которых были похвально признаны авторами. В своих заключительных комментариях Риккен и Раупах признают (вопреки их оптимистическому вступлению):‘Ясно, что проблема происхождения гомохиральности жизни далека от решения.’

Заставят ли непреодолимые барьеры против химической эволюции отказаться атеистов от их веры? Навряд ли, принимая во внимание количество средств, выделяемых на эксперименты по химической эволюции. Необходимо отметить, что у атеистов есть система исходных предпосылок, хотя они и безосновательны и вводят в заблуждение, в то время как Библейские предпосылки твердо укоренены в непротиворечивости Писания и учениях Христа. И все же, эволюционисты часто упрекают креационистов за то, что они не отказываются от своей веры из-за некоторых предположительно «неопровержимых доказательств» эволюции. Более того, многие христианские лидеры ‘реинтерпретируют’ Бытие, чтобы подогнать его под теистические эволюционные взгляды просто из-за того, что у них нет быстрых ответов на аргументы эволюционистов.

Ссылки и примечания

  1. Один из самых активных пропагандистов эволюции Ричард Докинс благодарит Дарвина за то, что сделал это возможным. Докинс является автором книги «Слепой часовщик: почему свидетельства эволюции выявляют вселенную без дизайна», W W Norton & Company, New York, p. 6, 1986. Вернуться к тексту.
  2. Kerkut, G.A., Implications of Evolution, Pergamon, Oxford, UK, p. 157, 1960. Он продолжил: ‘свидетельства, которые поддерживают это, не достаточно сильные, чтобы мы могли считать ее чем-то более рабочей гипотезы.’ Вернуться к тексту.
  3. Fraser, C.M. et al., The minimal gene complement of Mycoplasma genitalium, Science, 270(5235):397–403, 1995; perspective by Goffeau, A., Life with 482 genes, same issue, pp. 445–6. Вернуться к тексту.
  4. Aw, S.E., The origin of life: A critique of current scientific models, CEN Tech. J. 10(3):300–314, 1996. Вернуться к тексту.
  5. Thaxton, C.B., Bradley, W.L. and Olsen, R.L., The Mystery of Life’s Origin, Philosophical Library Inc., New York, 1984. Вернуться к тексту.
  6. Bird, W.R., The Origin of Species: Revisited, Thomas Nelson Inc., Nashville, Tennessee, Vol. I Part III, 1991. Вернуться к тексту.
  7. Для более детальной информации о проблеме хиральности и неадекватности предлагаемых решений смотрите Происхождение жизни: проблема хиральности. Вернуться к тексту.
  8. Rikken, G.L.J.A. and Raupach, E., Enantioselective magnetochiral photochemistry, Nature 405(6789):932–5, 22 June 2000. Вернуться к тексту.
  9. Barron, L.D., Chirality, magnetism and light, Nature 405(6789):895–6, 22 June 2000; comment on Ref. 8. Вернуться к тексту.
  10. Wagniere, G. and Meier, A., Difference in the absorption coefficient of enantiomers for arbitrarily polarized light in a magnetic field—a possible source of chirality in molecular evolution, Experientia 39:1090–91, 1983. Вернуться к тексту.
  11. Lamont, Ann, 21 Great Scientists who Believed the Bible, Creation Science Foundation, Australia, pp. 120–131, 1995. Вернуться к тексту.
  12. According to Barron, Ref. 9. Вернуться к тексту.
  13. Barron, L.D., Can a magnetic field induce absolute asymmetric synthesis? Science 266(5190):1491–1492, 2 December 1994. Вернуться к тексту.
  14. Arago, according to Rikken and Raupach, ref. 17. Вернуться к тексту.
  15. Wagniere, G. and Meier, A., Chem. Phys. Lett. 93:78–81, 1982; cited in Barron, Ref. 9. Вернуться к тексту.
  16. В более общих терминах эффект зависит относительной ориентации волнового вектора света (k) и магнитного поля (B), т.е. пропорциональный к k•B. Вернуться к тексту.
  17. Rikken, G.L.J.A. and Raupach, E., Observation of magneto-chiral dichroism, Nature 390(6659):493–4, 4 December 1997. Вернуться к тексту.
  18. Риккен и Раупах, ссылка 8, Fig 3b. Вернуться к тексту.
  19. T = тесла, международная единица измерения плотности магнитного потока. 1 T = 104 гауссов. Вернуться к тексту.
  20. Solar System, The New Encyclop?dia Britannica 27:504–603, 15th Ed. 1992; p. 561. Вернуться к тексту.
  21. Постоянная времени (τ) – время для экспоненциально распадающегося количества (в этом случа, э.и.), чтобы уменьшиться до 1⁄e (~36.8%) своего изначального значения. Период полураспада (t½) соотноситься к постоянной времени следующим уравнением t½ = ln2.τ (~0.693τ). Вернуться к тексту.

Источник -www.creationontheweb.com





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта