3. Kezdetben teremtette Isten…
• A világegyetem keletkezése – már az
internetet megnézhető: http://kezdet.jesus.hu
• Az élet keletkezése – EZ MOST VAN!
• Az emberi faj keletkezése – május 23.
4. Az előadás vázlata
• A probléma megfogalmazása
• Kémia kísérletek
• Az „ősleves mítosz”
• A kémiai reakciók matematikai
valószínűsége
• A thermodinamika és az idő kérdése
• Az információ kérdése
• Összefoglalás
6. Az alapvető elmélet
• Egy meleg „ősleves”-ben – hosszú idő alatt
kiformálódott egy sejt.
• Mi volt ennek az alapja?
– Tudományos felfedezés? NEM!
– Filozófiai elképzelés: Az evolúció elmélet
népszerűsége
• Mi az előfeltétele a tudományos
megközelítésnek?
– Nem tételezzük fel a végeredményt!
7. Charles Darwin - 1871
„Gyakran mondják, hogy az élő szervezet
kialakulásához szükséges feltételek ma is
éppen úgy adottak, mint bármikor korábban.
De amennyiben (és jaj, milyen súlyos
feltételezés is ez!) egy pocsolyában, ahol
ammónia, különféle foszfortartalmú sók,
fény, hő, elektromosság, stb. rendelkezésre
állnak, egy további még bonyolultabb
átalakulásokra kész fehérjét hozhatnánk is
létre, az azonnal felemésztődne vagy
felszívódna. Az élőlények létrejötte előtt
ennek másként kellett történnie.”
8. Felmerülő kérdések
• Hogyan lett élő az élettelenből?
• Milyen körülményekre volt szükség?
• Reprodukálható-e mindez?
9. A sejt összetétele
• Molekulák:
– aminosavak (fehérjék)
– nukleinsavak (DNS)
– lipidek (sejtmembrán)
– Szénhidrátok (cukrok)
• Hogyan alakulhatnak ezek ki
önmaguktól?
12. Kémiai kísérletek
• Próbáljuk meg laboratóriumi körülmények
között szimulálni a Föld akkori légkörét, és
az ott uralkodó hatásokat, nézzük meg mi
történik, létre jönnek-e az élet alkotóelemei?
• 1950-es évek kutatási láz
13. Milyen hatásokkal számolhatunk?
• A Föld ma hozzáférhető energiaforrásai (J/cm2/év):
– Napsugárzás: 1.090.000
– Ibolyántúli sugárzás
• Hosszúhullám 14.200
• Középhullám 172
• Rövidhullám 7,1
– Elektromos kisülések 16,7
– Kozmikus sugárzás 0,0063
– Radioaktivitás 3,3
– Vulkanikus működés 0,54
– Lökéshullámok 4,6
– Napszél 0,8
14. Harold C. Urey és Stanley L. Miller - 1953
• NH3, CH4, és H2
összetételű gázban
elektromos kisülést
produkálunk (villám)
• Eredmény:
– 98% kátrányt
– 2% aminosav
16. További kísérletek
• Stanley L. Miller – 1974 – szikra
• K. Harada és S. Fox -1964 – hőhatás (forró
láva)
• Kenyon és Steinman – 1969 – ultraibolya
sugárzás
• Melvin Calvin – 1951 – alfa-részecskék
• Eredmény: Aminosavak (kis mennyiségben)
17. John Keosian:
Az élete eredetei - 1978
• „Az utóbbi évtizedek kísérletes
bizonyítékai alapján bizton állíthatjuk,
hogy az életet megelőző időkben már
nagyszámú szerves vegyület létezett,
amelyekből aztán az első élő
szervezetek kialakultak.”
18. Richard Lemmon: Kémiai
evolúció - 1970
• „A kutatási eredmények nyilvánvalóvá
tették, hogy e vegyületek a prebiotikus
Földön lassú felhalmozódással jöttek
létre – kialakulásuk a korai Föld
légkörében működő nagy intenzitású
energiaforrások elkerülhetetlen
eredménye”
19. Stanley Miller – 1974
• “Bizonyosra vesszük, hogy a kémiai evolúciós
folyamat helytálló. Olyan biztosak vagyunk
ebben, hogy elkerülhetetlennek látszik, hogy
hasonló eseménysor a Naprendszer más
bolygóin is bekövetkezett… Az élet eredetével
kapcsolatos elképzeléseinkről kellő mértékben
meg vagyunk győződve ahhoz, hogy 1976-
ban űrhajót küldjünk a Marsra azzal az
elsődleges céllal, hogy annak felszínén élet
nyomait mutassa ki.”
20. Viking 1 és 2
• “A szerves analitikai vizsgálatok eredményei…
nem bíztatóak azok számára, akik élet myomat
remélték a Marson.”
22. A Föld korai légköre
• A kísérletekben feltételezett korai légkör
összetételek:
– CO2, H2O légkör: Fox, Calvin
– NH3, CH4, és H2O légkör: Urey, Miller, és sokan
mások
– CO2, N2 légkör: Walker
• Egyik sem tartalmaz oxigént!
23. Az oxigén problémája
• A kísérletek az oxigén TELJES HIÁNYÁT
feltételezik és igénylik a sikerhez!
• Urey és Miller: „A szerves molekulák nem-
biológiai úton történő szintézise lehetetlen,
ha a Földön oxidáló (szabad oxigént
tartalmazó) körülmények voltak.”
24. A Föld légkörének mai összetétele
N2 (nitrogén) 78.08%
O2 (oxigén) 20.95%
H2O (víz) 0-5%
Ar (argon) 0.934%
CO2 (széndioxid) 0.034%
Ne (neon) 0.0018%
He (hélium) 0.0005%
Kr (kripton) 0.0003%
CH4 (metán) 0.00017%
H2 (hidrogén) 0.00006%
N2O (Dinitrogén-oxid,) 0.00003%
Xe (xenon) 0.000009%
O3 (ózon) 0.000004%
Szilárd részecskér (por és hamu) 0.000001%
25. A redukáló közeg nyomai a kőzetekben
• Brooks és Shaw: „Ha valaha is volt egy ősleves,
akkor valahol ezen a bolygón találnunk kéne
nagy mennyiségű kőzetet, ami nagy
mennyiségben nitrogén tartalmú szerves
vegyületeket tartalmaz, aminosavakat, purinokat,
pirimideket, stb., vagy pedig nitrogéntartalmú
kokszot. Az igazság az, hogy ilyen kőzeteket
egyáltalán nem lehet találni a Földön.”
26. A korai légkör oxigén-forrásai
• Vulkanikus működés
– A vulkanikus gázok tartalmaztak oxigént
• A víz fotódisszociációja
– 2 H2O + ultraibolya = 2 H2+O2
• Az ózonréteg problémája
– Kialakulásához O2-re van szükség
– Nélküle elpusztulnak az élő szervezetek.
27. Két cikk 1980-81-ből
• „Az elmúlt harminc év geológiai vizsgálatai
semmilyen módon nem támasztják alá erősen
redukáló korai atmoszféra feltételezését...
Ennek lehetőségére kizárólag a laboratóriumi
kísérletek sikere utal.” – R. A. Kerr
• „A kutatóknak újra kell gondolniuk a korábbi
feltételezéseket. A vegyészek azért kedvelték
a redukáló légkört, mert az az evolúciós
kísérletek szempontjából kedvező volt.” – R.
C. Coven
28. Thaxton, Bradley és Olsen: Az élet eredetének rejtélye
• „A korai Föld légkörében és a különféle vízgyűjtőkben
egyaránt ható destruktív folyamatok olyan erőteljes – ha
nem teljes! – pusztító hatást gyakoroltak volna az
alapvető prekurzor vegyületekre, ami a kémiai evolúció
előrehaladását gyakorlatilag elhanyagolható mértékűre
korlátozta volna...
Emellett semmiféle geológiai bizonyíték nem támasztja
alá, hogy az ősleves – akár kis szerves tavak
formájában – valaha is létezett volna bolygónkon. Mind
egyértelműbbé válik, hogy bármilyen úton is keletkezett
az élet a Földön, az ősóceán vizében a szerves
vegyületekből történő evolúció meglehetősen
valószínűtlennek tűnik. E feltételezést tehát méltán
nevezhetjük ‘az ősleves mítoszának’.”
29. Egyéb gondok az elmélettel
• Fontos: a négy különböző molekula teljesen
más körülmények között jön létre
• Fontos: az első sejtnek léteznie kellett,
MIELŐTT a darwini evolúciós folyamatok
elkezdhettek MŰKÖDNI!
– Más szóval, először kell, hogy létrejöjjön az élet,
hogy utána ebben változások állhassanak be.
31. A fehérjék
• A fehérjék nagyon összetett molekulák.
• Aminosavak peptid kötéssel kapcsolódnak
össze fehérjévé.
• Minden aminosavnak két változata van. D és L
40. Gondolatkísérlet
• Tegyük fel , hogy ha egy sejtnek csak egy fehérjére
lenne szüksége (lehetetlen)
• Tegyük fel, hogy az összes szénmolekula
aminosavvá válhat (más részecskék nem
számítanak)
– Engedjük meg a legnagyobb reakciósebességet –
1012/másodperc (lehetetlen)
– Adjunk neki 1 milliárd évet (nem is volt ennyi idő a Föld
kihűlésétől az élet megjelenéséig)
• Ezekkel a feltételekkel az esély egy fehérje
kialakulására: 10-65
• Borel valószínűségi törvénye: a 10-50 valószínűségnél
kisebb valószínűségű esemény lehetetlen
esemény!
41. Dr. Carl Sagan
• „Annak az esélye, hogy az élet kifejlődjön
egy adott bolygón, mint a Föld 1 a
102,000,000,000-hoz. Tudod, hogy mekkora ez a
szám? Ha le szeretnénk írni, 6.000 darab
300 oldalas könyvre lenne szükségünk.
Ha valami tényleg lehetetlen akkor az
az élet spontán létrejötte a galaxisban.”
43. A termodinamika főtételei
• I. főtétel - Energiamegmaradás törvénye
– Energia nem keletkezik vagy semmisül meg,
csupán egyik formájából más formákba alakul
• II. főtétel
– Magára hagyott rendszer entrópiája nem
csökkenhet. Az I. főtételnek szab korlátot a
valóságban tapasztaltak alapján. Vagyis a
valóságban nem lehetséges, hogy egy rendszer
belsőenergiáját teljesen át tudjuk alakítani
mechanikai munkává.
44. Mekkora energia kell egy
fehérje létrehozásához?
• Maradjunk még mindig az előző
valószínűségi példában elkészített 100
aminosavból álló fehérjénél.
• Ennek létrehozásához tudósok számításai
szerint 1922 kJ/mol energiára van szükség.
• Egy 1 M koncentrációjú aminosav oldatban
mennyi fehérje alakul ki? 10-338 M
• Ez eredménytelen reakciót jelent.
45. Ilya Prigogine (Nobel díjas kémikus)
• „Annak valószínűsége, hogy normál
hőmérsékleti körülmények között egyes
molekulák makroszkópikus számban összeállva
nagymértékben szervezett és az élő
szervezetek összehangolt tevékenységeit
mutató rendszerekbe tömörüljenek,
elenyészően kicsi. Az élet jelenlegi formájában
történő spontán kialakulása tehát rendkívül
valószínűtlen, még a prebiotikus evolúcióhoz
rendelkezésre álló évmilliárdok leforgása alatt
is.”
46. Harold F. Blum
• „Tárgykörünk [a kémiai evolúció]
tekintetében a termodinamika második
főtétele az irányadó: a szereplő folyamatok
az egyensúly felé mutatnak, tehát a kissebb
szabadenergia és értelemszerűen a
nagyobb entrópia felé. E tekintetben a
rendelkezésre álló bőséges időtartam
csupán azt tehette volna lehetővé, hogy a
rendszer még közelebb jusson az
egyensúlyhoz.”
47. Mennyi idő állt rendelkezésre?
• Feltételezések: 1,5-2 milliárd év
• Mikor keletkezett a Föld?
– Föld keletkezése: 4,6 milliárd évvel ezelőtt
– Legrégebbi szilárd kőzet kora: 3,98 milliárd év
• Mikor jelent meg az élet?
– 1967. Dél Afrika – Fig Tree Series 3,1 milliárd éves
– 1977. Dél Afrika – Swaziföld 3,4 milliárd éves
– 1979. Grönland – Isua 3,8 milliárd éves
– 1980. Ausztrália – North Pole 3,8 milliárd éves
– 1980. Ausztrália – Pilbara Block 3,5 milliárd éves
• Valóság: 180-200 millió év
48. Brooks és Shaw
• „Ez az időszak a kémiai evolúcióhoz, de még
az alapvető elővegyületek képződéséhez is
meglehetősen rövid”.
• Az élet létrejöttére legjellemzőbb kifejezés:
„geológiailag pillanatszerű”
50. Az információ kérdése
• Mi az információ?
• Példa: egy könyv, egy word fájl és egy e-mail
• Mennyi információt tartalmaz egy sejt?
– 30 kötetnyi enciklopédiának megfelelő
• Van-e példa arra, hogy információ egy
véletlen folyamat eredményeképpen jöjjön
létre?
51. Egy sejt belső élete
• Harvard biológiai oktatófilm
– Alain Viel, Ph.D. – Harvard University
– John Liebler - XVIVO
52. F. Hoyle: Intelligens világegyetem
• „A mai elképzelés az élet eredetéről
annyira valószínű, mint az, hogy egy
szeméttelepen áthaladó tornádó
összeállít egy Boeing 747-es
repülőgépet a szemétből.”
53. Francis Crick – A DNS molekula
felfedezője
• „Az élethez egy olyan kémiai lépéssorra van
szükség, ahol a lépések nagy többsége soha
nem valósul meg... Egy őszinte ember, a
számára jelenleg rendelkezésre álló tudás
alapján csak azt mondhatja ki, hogy az élet
eredete jelen pillanatban majdhogynem
csodának tűnik, mivel túl sok feltételnek kéne
beteljesülnie, hogy ez a folyamat beinduljon.”
55. Panspermia
• Az első sejt az idegenektől egy űrhajóval
jutott a Földre
• Francis Crick: „Bármi furcsa elképzelés is
jobb, minthogy elhiggyük, hogy Isten
teremtett bennünket!”
• Freeman Dyson (fizikus, földön kívül élet
kutató): „Szerintem az élet keletkezése egy
elkülöníthető esemény volt, ami nagyon
rövid idő alatt játszódott le.”
56. 50 évvel később
• 2003. június 10-én A San Diego-i
egyetemen megünnepelték Stanley Miller
híres kísérletének 50. évfordulóját.
• Leslie Orgel és Gerald Joyce: „Szerintünk a
bázispárok (a DNS molekulák
alkotóelemei) megjelenése világunkban
nem lehet más, mint csoda. Az idő majd
megmutatja, hogy igazunk van-e.”
58. Összefoglalás
• Az 50-es években kezdődött kutatási láz
során felvetett elmélet nem nyert
bizonyítást.
• A tudósok mai álláspontja az, hogy nem
tudjuk hogyan jött létre az élet.
• Az hogy az élet magától jött volna létre
LEHETETLEN!
• A legjobb válasz: CSODA!
59. Összefoglalás
• Mit jelent az, ha nem “magától” jött létre az élet?
• „Ha kiárasztod lelkedet, új teremtmények
keletkeznek, és megújítod a termőföld felszínét.”
104. zsoltár 30. vers
• „…hiszen ő ad mindenkinek életet, leheletet és
mindent.”
Apostolok Cselekedetei 17:25
60.
61. További elérhetőségek
• Az előadás internetes oldala:
http://kezdet.jesus.hu
• Az előadó elérhetősége:
peti@jesus.hu
Bevezetés Köszönöm, hogy eljöttek, és megtisztelnek a figyelmükkel a következő egy órára. Szabad Péternek hívnak és én fogom ezt a mai előadást tartani. A mai előadás a második a „Kezdetben teremtette Isten...” című három részes sorozatunkban, aminek az első része a világegyetem keletkezéséről szólt, a mai előadás pedig az élet keletkezéséről fog szólni.
Nem tudom, hogy ki mit vár ettől a mai előadástól, de egy dolgot leszögezhetek: NEM ILYEN LESZ! Ennek oka: Ki vagyok, és ki nem. Nem vagyok tudós! Villamosmérnökként végeztem a BME-n és jelenleg lelkészként dolgozom . „Sokkal érdekesebb emberekkel dolgozni, mint számítógépekkel. Sokkal nhezebb is. ” Nagyon érdekel a tudomány! Imádok új dolgokat megtudni. Érdekel, hogy hol áll a kutatás ezeken a területeken, amikről ma és a többi előadáson beszélni fogok. Megpróbálom laikusok számára érthető nyelvre lefordítani mindazt, amit a tudomány mai állása szerint tudunk. Az előadás valóban tudományos -ismeretterjesztő előadás lesz, elmondom a tudósok felfedezéseit és megállapításait, majd mindenkinek magának kell levonni a következtetést!
Diákok és egerek!
Hát persze, hogy a tudomány egyből azt kérdezi, hogy hogyan alakulhattak ezek ki ÖNMAGUKTÓL!
Ezen hatások legtöbbje pusztító az élő szervezetekre (pl. ibolyántúli sugárzás, radioaktivitás)
98% kátrányt 2% aminosav – kevés fehérjealkotó Glicin, alanin
Szürke a szén Kék az oxigén A zöld a Nitrogén és a világoskék a hidrogén. Az „alsó” szénatom egyik hidrogénjének a helyére más vegyületek is akaszkodhatnak, ezek alkotnak más aminosavakat. Például, ha egy metil ( CH3 ) csoport kapcsolódik, akkor azt alanin-nak hívjuk. Ez a két vegyület volt, amit Urey és Miller legnagyobb mértékben állított elő a kísérlete során.
Tudósok lekesedése határtalan, nézzünk meg egy-két idézetet ebből az időszakból.
Biokémikus, zoológus
A hetvenes évek végére a vegyészek nagy többségének meg volt győződve, hogy a kutatás jól halad, és megtalálták az élet létrejöttének módját!
1976-ban leszált az első űrszonda a Marsra Viking 1 majd 2 leszállóegységei.
Carl Sagan – exobiológus
Valóban ilyen hatalmas áttörés volt ez? Vannak-e vele problémák?
Ha a földön redukáló légkör volt, ami évmilliárdokig tartott, és ami miatt létrejött az élet, akkor a várakozások szerint egy ilyen légkörnek hatással kellett lennie a Föld geológiájára is. Ahogyan Richard Lemmon írta: „ A korai Föld kémiájáról szóló vita a légkörnél kezdődik, ami pedig az oceánok és felszíni kőzetek kémiai összetételére kellett, hogy hatással legyen ." Ibid. , p. 96 Várakozások: Azt várnánk, hogy oxidált kövületeket nem találunk az élet előtti kövületek mélységében, mert ez azt jelentené, hogy oxigént tartalmazó légkör volt már az élet létrejötte előtt is, ami hatással volt a kőzetre az élet létrejötte előtt. Azt is várnánk, hogy a kőzetekben találunk „szerves polymereket”, ami a kémiai kísérletek eredményének 98%-át tették ki, ezek megkövesült maradványait meg kéne találnunk a kövületekben, ha tényleg így halmozódtak fel az aminosavak a Földön.
Nem Budapest belvárosi adatok. Föld 71%-át víz borítja. A Föld felszínének vegyi összetétele a következő: Iron34.6% Oxygen29.5% Silicon15.2% Magnesium12.7% Nickel2.4% Sulfur1.9% Titanium0.05%
Brooks and Shaw, Az élő szervezetek eredete és fejlődése Maga Urey mondta a következőt: „ A nagy mennyiségű oxidálódott vas jelenléte a korai (élet előtti) kőzetekben ellentmond a redukáló légkör elméletének.”
Dr Charles B. Thaxton: kémikus, Walter L. Bradley: Gépészmérnök, anyagtudományok doktora Roger L. Olsen: kémikus, a geokémia tudományok doktora Röviden nem volt „Ősleves”, amiben az első sejt kialakulhatott volna. „ Semmilyen langyos tavacska nem volt” a meteroresőben inkább „egy háborgó tűzvihar volt”, amiben minden folyamatosan elpárolgott és keringett” – McKay: Science
A megfelelő környezet a fehérjék kialakulásához egy erősen lúgos környezet. Ezzel szemben a szénhidrátok csak savas környezetben jönnek létre. A kétfajta környezet nem létezhet együtt. A darwini vagy evoluciós mechanizmus – természetes kiválasztódás, véletlenszerű mutációkkal együttműködve – öröklésen alapszik. A molekulán nem szaporodnak, és nem örökölnek. Kell, hogy legyen egy élő szervezet, mielőtt az evolúció módszereit alkalmazhatnánk.
Eddig arról beszéltünk, hogy létrejöhettek-e az „őslevesben” – ami nagy valószínűséggel nem létezett – az élet alapvető alkotóelemei. Aminosavak, nukleinsavak. Az aminosavak az élő szervezetekben fehérjéket alkotnak. Beszéljünk a fehérjék kialakulásának valószínűségéről. Ugyanis aminosavak még nem elégségesek az élethez, fehérjékre van szükség. Nukleinsavak sem elégségesek az élethez, RNS-re és DNS-re van szükség.
Aminosavakból állnak, amikből 20 különböző található fehérjékben . Minden aminosavnak két térbeli fromációja van? ( D és L) – élő szervezetekben csak L aminosavak fordulnak elő . Két irányban kapcsolódhat össze két aminosav .
Hemoglobin egy kisebb fehérje. 146 aminosavból áll, több, mint 9000 atom van benne és ezeknek mindenek a megfelelő módon kell kapcsolódniuk. A képlete : C2952,H4664,O832,N812,S8,Fe4 Csináljunk most egy valószínűségszámítási gyakorlatot.
Mennyi az esélye, hogy a megfelelőt választod?
Mennyi az esély?
Mennyi az esélye, hogy a helyes irányban működik a dolog?
De a tudósok erre azt mondják, hogy hosszú idő alatt ez megtörténik .
Csináljunk egy gondolatkísérletet . Mi történik hosszú idő alatt. A következő feltevésekkel : Egy sejtnek csak egy fehérjére van szüksége a működéshez ( valóság kb. 100) Minden szénatom aminosavakban található (remember Urey and Miller’s case only 2% Engedjük meg a legnagyobb reakciósebességet – 10 12 / másodperc ( lehetetlen ) Adjunk neki 1 milliárd évet (nem is volt ennyi i d ő a Föld kihülésétől az élet megjelenéséig) Ezekkel a feltételekkel az esély ( egy fehérjére ) , ami a feltevéseinkből kifolyóan nem lenne életképes 1 x 10 -65 Lehetetlen . Borel valószínűségi törvénye. 1 x 10 -5 0 -nél kisebb valószínűségű esemény lehetetlen esemény , ami soha nem történik meg. Dr. Emile Borel, one of the world’s foremost experts on mathematical probability, formulated what scientists and mathematicians alike refer to as the basic “law of probability”. The law states that the occurrence of any event in which the chances are beyond one in one followed by 50 zeroes, is an event that we can state with certainty will never happen, no matter how much time is allotted and no matter how many conceivable opportunities could exist for the event to take place. Hogy képbe tudd tenni : a világegyetemben becslések szerint összese 1 x 10 80 elektron van van. Még csak arról beszéltünk, hogy egy sejtnek fehérjére van szüksége. Mi van a többi molekulával?
Dr Carl Sagan – evolúció hívő, asztronómus exobiológus.
Mi van, ha a kémia kérdését meg is oldjuk... Mi van az információ bonyolultságával?
* Ezt a kérdést az Információelmélet segítségével válaszoljuk meg. . * MI az információ ? * Egy jó példa : book, word file, e-mail or papír szilikonkristályok, eletromágneses hullámok * Bár az információt más vegyi anyagok tárolják (paper vs. silicon vs. light projected on a screen * Ugyanaz az információ * A kémia és az információ más kérdés . Mennyi információ van egy sejtben ? Annak a valószínűsége, hogy egy működőképes sejt minden összetevője összeálljon: 1 x 10 -40000 Bármi bizonyíték arra, hogy információ létrejön egy véletlen folyamat eredményeképpen ? SEMMI!
PANSPERMIA Miért ez a feltevés ? Az élet olyan hirtelen jelent meg a Földön F reeman Dyson (fizikus, földön kívül élet kutató) : rendben, de újra, mi a mechanizmus, F. Dyson „Az Élet Eredetei” – Szerintem az élet keletkezése egy elkülöníthető esemény volt, ami nagyon rövid idő alatt játszódott le. Egy gond a Panspermia -val : hogyan alakult ki az élet az űrben ?