Завирити у оно што се не види — шта је откривено?

ШТА су људи постигли тиме што су помоћу нових изума померили завесу, да тако кажемо, и видели оно што раније нису могли? Тако се с извесном мером тачности може упознати оно што је раније било непознато. (Видите доњи оквир.)

Некада се навелико веровало да је Земља центар свемира. Али онда се уз употребу телескопа показало да планете, укључујући и Земљу, круже око Сунца. У скорије време, кад су изумљени снажни микроскопи, људи су истражили сам атом и видели како се извесне врсте атома спајају с другим врстама како би формирали оно што је названо молекул.

Осмотримо састав молекула воде, материје која је неопходна за живот. Захваљујући свом облику, два атома водоника се на јединствен начин спајају с једним атомом кисеоника како би формирали молекуле воде — којих у свакој капи има на  милијарде! Шта можемо научити ако истражимо молекул воде и осмотримо како се понаша под различитим околностима?

Чудо звано вода

Иако појединачне капи воде изгледају веома једноставно, вода је изузетно сложена материја. У ствари, др Џон Емсли, научни писац на Државном универзитету у Лондону, рекао је да је она „једна од најистраженијих хемикалија, али је још увек хемикалија која се најмање разуме“. У часопису New Scientist је стајало: „Вода је најпознатија течност на Земљи, али и једна од најмистериознијих течности.“

Др Емсли је објаснио да упркос томе што вода има једноставну структуру, „ништа друго се не понаша тако компликовано“. На пример, он је рекао: „Требало би да је H₂O гас... али то је течност. Осим тога, кад се замрзне... она у чврстом стању, у облику леда, плута уместо да потоне“, као што бисмо обично очекивали. У погледу овог необичног понашања воде, др Пол Е. Клопстег, бивши председник Америчког удружења за унапређивање науке, приметио је:

„То изгледа као једна изванредна конструкција која омогућује живот у води, као на пример опстанак риба. Замислите шта би се десило кад се вода, док се хлади до тачке смрзавања, не би понашала на описани начин. Лед би се стварао и стварао све док не би испунио рецимо цело језеро, те би тако угасио целокупни живот у води или бар већи део живота у њој.“ Др Клопстег је рекао да необично понашање воде представља „доказ о томе да у свемиру делује неки велики и сврсисходни ум“.

Према часопису New Scientist, истраживачи сада мисле да знају који је разлог за то необично понашање воде. Они су разрадили први теоретски модел на основу кога се може тачно предвидети ширење воде. „Кључ те мистерије“, схватили су научници, „лежи у распореду атома кисеоника у молекулима [воде и леда].“

Зар то није изванредно? Један на изглед тако једноставан молекул пркоси људској способности схватања. Помислимо само да се наше тело највећим делом састоји од воде! Да ли и ви у том чуду од молекула, који се састоји од само три атома и два елемента, видите „доказ о томе да у свемиру делује неки велики и сврсисходни ум“? Па ипак, молекул воде је изузетно мали и много мање сложен у односу на многе друге молекуле.

Много сложенији молекули

Неки молекули су сачињени од хиљада атома многих од 88 елемената који се у природном облику јављају на земљи. На пример, молекул ДНК (скраћеница за дезоксирибонуклеинску киселину), који садржи шифроване информације о наследним особинама сваког живог бића, може имати на милионе атома само неколико елемената!

Упркос невероватној сложености, молекул ДНК у пречнику има само 0,0000025 милиметара, тако да је премали да би се видео, осим помоћу снажног микроскопа. Научници су тек 1944. године открили да ДНК одређује наследне особине неке особе. То откриће је покренуло интензивно истраживање овог изузетно сложеног молекула.

Међутим, ДНК и вода су само две врсте молекула од многих врста које улазе у састав материје. И пошто постоје многи молекули који се могу наћи и у живим и у неживим стварима, да ли треба да закључимо да на неки начин постоји само једноставан корак, то јест прелаз, између онога што је живо и онога што је неживо?

Многи људи су дуго веровали у тако нешто. „Током 1920-их и 30-их многи научници су се много надали да ће растуће знање из области биохемије премостити тај јаз“, објаснио је микробиолог Мајкл Дентон. Па ипак, шта су на крају показала открића?

Живот је нешто посебно и јединствено

Иако су научници очекивали да ће пронаћи прелазне карике, или низове постепених корака, између живог и неживог, Дентон је приметио да је постојање дефинитивне празнине  „коначно доказано након револуционарних открића у области молекуларне биологије раних 1950-их“. Говорећи затим о једној изванредној чињеници коју су научници данас јасно утврдили, Дентон је објаснио:

„Сада знамо не само то да постоји јаз између живог и неживог света, већ и то да тај јаз представља најупечатиљивију и најосновнију празнину од свих празнина у природи. Између живе ћелије и најсложенијег небиолошког система, као што је кристал или пахуљица, постоји огроман понор, толико огроман и апсолутан колико се уопште може замислити.“

То не значи да је лако створити молекул. Књига Molecules to Living Cells објашњава да је „синтеза градивних блокова с малим бројем молекула сама по себи сложена“. Међутим, она додаје да је стварање таквих молекула „мачји кашаљ у поређењу с оним што се догађало приликом стварања прве живе ћелије“.

Ћелије могу постојати саме за себе као независни живи организми, као што су бактерије, или могу функционисати као део вешећелијског организма, као што је човек. Тачка на крају ове реченице велика је колико 500 ћелија просечне величине. Зато није никакво чудо што се функције ћелије не могу видети голим оком. Шта се онда открило када се помоћу микроскопа завирило у само једну ћелију људског тела?

Ћелија — да ли је настала случајно или намерно?

Пре свега, човек не може а да не буде запањен сложеношћу живе ћелије. Један научни писац је приметио: „Нормалан раст чак и најједноставније живе ћелије изискује да се на координиран начин одвија на десетине хиљада хемијских реакција.“ Он је питао: „Како је могуће да се у једној сићушној ћелији истовремено контролише 20 000 реакција?“

Мајкл Дентон је и најсићушнију живу ћелију упоредио с „правом микроминијатуризованом фабриком која садржи на хиљаде изванредно конструисаних делова компликоване молекуларне  машинерије, а све то је сачињено од стотину милијарди атома, што је далеко компликованије од било које машине коју је направио човек и апсолутно је без премца у неживом свету“.

Научнике и даље збуњује сложеност ћелије, као што је примећено у листу The New York Times од 15. фебруара 2000: „Што биолози више разумеју живе ћелије, то им више страха улива задатак да утврде шта све оне раде. Просечна људска ћелија је премалена да би се видела, а ипак у сваком тренутку пали се и гаси и до 30 000 од њених 100 000 гена, који обављају нормалне функције ћелије или реагују на поруке из других ћелија.“

Times је питао: „Како је уопште могуће анализирати једну тако сићушну и тако компликовану машину? Чак и ако уз огромне напоре једног дана потпуно разумемо једну људску ћелију, у људском телу има најмање 200 врста ћелија.“

Часопис Nature је у чланку под насловом „Праве машине стварања“, известио о открићу сићушних мотора унутар сваке ћелије тела. Они се врте како би створили аденозин трифосфат, извор енергије у ћелијама. Један научник се питао: „Шта бисмо постигли кад бисмо открили како да конструишемо и направимо молекуларне машинске системе сличне молекуларним системима које налазимо у ћелијама?“

Помислите само колики стваралачки капацитет поседује ћелија! Информације које садржи ДНК у само једној ћелији нашег тела испуниле би око милион оваквих страница! И не само то, сваки пут кад се ћелија подели како би створила нову ћелију, те исте информације се преносе на ту нову ћелију. Шта мислите, како је могуће да су у свакој ћелији — а у вашем телу их има 100 билиона — упрограмиране те информације? Да ли се то догодило случајно или је за то одговоран неки Врхунски Конструктор?

Можда сте дошли до истог закључка као и биолог Расел Чарлс Артист. Он је рекао: „Суочени смо с огромним, чак несавладивим тешкоћама, у настојању да објаснимо како је настала [ћелија] и, што се тиче тога, како она функционише, уколико на темељу разума и логике не закључимо да ју је створила нека интелигенција, неки ум.“

Чудесан поредак

Пре доста година, Киртли Ф. Матер, који је тада био професор геологије на Универзитету Харвард, дошао је до следећег закључка: „Ми живимо у свемиру у коме не влада случај или хир, већ Закон и Ред. Управљање свемиром је потпуно рационално и достојно највећег поштовања. Погледајте само чудесну математичку шему природе која нам омогућује да сваком елементу у природи дамо наредни атомски број.“

Осмотримо кратко ту „чудесну математичку шему природе“. У древна времена људи су од елемената a познавали злато, сребро, бакар, калај и гвожђе. У Средњем веку алхемичари су открили арсен, бизмут и антимон, а касније током 1700-их пронађени су и многи други елементи. Године 1863. употребљен је спектроскоп, који може издвојити карактеристични опсег боје коју емитује сваки елеменат, чиме је идентификован индијум, који је био 63. откривени елеменат.

У то време је руски хемичар Дмитриј Иванович Мендељејев закључио  да елементи нису створени насумце. На крају је 18. марта 1869. године пред Руским хемијским друштвом прочитана његова расправа „Шема система елемената“. Он је у њој објавио: „Желим да направим један систем који није одређен случајем већ неким конкретним и тачним начелом.“

У том чувеном документу Мендељејев је предсказао: „Треба очекивати да ћемо тек открити још многе непознате елементе; на пример, елементе сличне алуминијуму и силицијуму, који ће имати атомске тежине од 65 до 75.“ Мендељејев је оставио празна места за 16 нових елемената. Кад су га питали које доказе има за своја предвиђања, он је одговорио: „Нису ми потребни никакви докази. Закони природе нису попут граматичких правила, јер не дозвољавају никакве изузетке.“ Затим је додао: „Мислим да ће нам више људи обратити пажњу кад буду пронађени моји непознати елементи.“

И баш то се десило! „У наредних 15 година“, објашњава Encyclopedia Americana, „открићем галијума, скандијума и германијума, чије су особине потпуно одговарале особинама које је предсказао Мендељејев, потврђена је ваљаност периодног система елемената и слава аутора тог система.“ До првих деценија 20. века откривени су сви познати елементи.

Сасвим јасно, као што је приметио хемичар и истраживач Елмер В. Маурер, „таква предивна сређеност тешко да је случајна“. Професор хемије Џон Кливеленд Котран је у вези с могућношћу да је тај складни ред елемената случајан, рекао следеће: „Свака таква могућност успешно је елиминисана каснијим открићем свих елемената чије је постојање [Мендељејев] предсказао и тиме што имају готово управо оне особине које је он предсказао. Његово велико генерализовање никада није названо ’Периодни случај‘. Уместо тога, то је ’Периодни закон‘.“

Темељно испитивање елемената и тога како се они међусобно уклапају како би сачињавали све што постоји у свемиру, навело је чувеног физичара П. А. М. Дирака, који је био професор математике на Универзитету Кембриџ, да каже: „Човек би ту ситуацију можда могао описати речима да је Бог математичар највишег ранга, и да је приликом конструисања свемира применио веома напредна математичка знања.“

Заиста је задивљујуће завирити у тај невидљиви свет — свет бесконачно сићушних атома, молекула и живих ћелија и огромних звезданих галаксија које су далеко ван домашаја голог ока! То искуство нас чини понизним. Како то утиче на вас лично? Шта по вама одражавају те ствари? Да ли видите више него што можете видети дословним очима?

[Фуснота]

[Оквир⁄Слике на 5. страни]

Пребрзо да би се оком видело

Пошто се коњ у галопу креће тако брзо, људи су у 19. веку дебатовали око тога да ли су у неком моменту сва његова копита истовремено изнад тла. На крају је Едвард Мјубриџ 1872. године почео с фотографским експериментима који су касније решили то питање. Он је измислио једну технику за израду првих филмова велике брзине.

Мјубриџ је на малим размацима поставио 24 фотографска апарата. Са затварача сваког апарата је преко стазе била пружена једна жица, тако да је коњ, док је галопирао том стазом, откидао те жице и тако окидао затвараче апарата̂. Анализа тих фотографија је открила да је коњ у одређеним тренуцима био потпуно изнад тла.

[Извор]

Љубазношћу George Eastman House

[Слика на 7. страни]

Зашто смрзнута вода плута уместо да потоне?

[Слика на 7. страни]

Један молекул ДНК има у пречнику 0,0000025 милиметара, а ипак би информације које он садржи заузеле милион страница

[Извор]

Компјутеризовани модел ДНК: Donald Struthers/Tony Stone Images

[Слика на 8. страни]

У свакој ћелији тела — у свих 100 билиона ћелија — на координиран начин се одвија на десетине хиљада хемијских реакција

[Извор]

Copyright Dennis Kunkel, University of Hawaii

[Слике на 9. страни]

Користећи свој периодни систем, Мендељејев је закључио да елементи нису створени насумце

[Извор]

Љубазношћу National Library of Medicine