Серия «Биология»

Биологические роботы?

В клетках живых организмов белки и другие компоненты должны доставляться в нужное место и время. Этот процесс сложен и скоординирован.

Сначала в ядре клетки с ДНК считывается информация о нужном белке и передается рибосоме в виде РНК. Рибосома, как завод, производит белок по этому "чертежу".

Затем аппарат Гольджи упаковывает белок в везикулу (пузырек) и "подписывает" ее адресом доставки внутри клетки.

Наконец, белок кинезин, словно курьер, подхватывает везикулу и доставляет ее по назначению, двигаясь по внутриклеточным "дорожкам" - микротрубочкам.

Этот процесс схож у разных организмов, от дрожжей до человека, хотя детали могут отличаться.

Вид сверху

Представьте, как работает кинезин в клетке, сравнив его с ситуацией из обычной жизни:

У Васи сломалась машина. Он звонит производителю и заказывает новую деталь. Производитель запрашивает чертеж у другой компании. По чертежу изготавливают деталь и отправляют курьером к Васе.

Этот процесс кажется сложным: нужны технологии, знания, связь и координация между людьми. Однако работа кинезина в клетке намного сложнее.

Кинезин выполняет похожие задачи, но на молекулярном уровне, без участия разума. Он находит, транспортирует и доставляет нужные вещества в клетке с невероятной точностью и эффективностью.

Всё за один рабочий день

Исследования показали, что кинезины выполняют больше функций, чем считалось раньше. Они участвуют в делении клеток и переносят важные вещества, включая нейротрансмиттеры для связи между нейронами. Некоторые кинезины могут разбирать микротрубочки после движения по ним, что важно для контроля клеточного деления и предотвращения рака.

Профессор Маттиас Риф отмечает, что молекулярный двигатель должен не только перемещать грузы, но и выполнять множество других задач. Он должен включаться и выключаться, а также доставлять нужные вещества в определенные места клетки.

Быстро и эффективно

Кинезиновые роботы - удивительные молекулярные машины с впечатляющими характеристиками:

1. Мощность: КПД около 50%, вдвое выше бензинового двигателя.

2. Скорость: 100 шагов в секунду, что сравнимо со сверхзвуковым автомобилем в масштабе человека.

3. Энергоэффективность: Используют АТФ как топливо, экономя энергию в "спящем режиме".

4. Командная работа: Объединяются для перемещения тяжелых грузов и передают их друг другу.

5. Адаптивность: Способны обходить препятствия, меняя маршрут.

6. Экологичность: Могут быть переработаны или возвращены в центр клетки.

Эти микроскопические помощники эффективно выполняют множество задач, демонстрируя удивительные возможности природных технологий.

Преданность идее натурализма

Сложные биотехнологии в клетках явно указывают на разумный замысел. Однако в научных публикациях заслуга часто приписывается "природе", а не Богу.

Многие отрицают существование Творца из-за распространенного атеистического мировоззрения. Наука не исключает идею разумного создателя, это делает атеизм, считая ее ненаучной. Идея Творца Вселенной не противоречит, а наоборот согласовывается с научными законами. На это обращают внимание многие ученые, что приводит к статистике: многие великие ученые прошлого - верующие, многие ученые настоящего - верующие, большая часть лауреатов Нобелевской премии - верующие.

Эволюционисты полагают, что сложнейшие клеточные механизмы возникли без участия разума. Однако эти технологии намного превосходят все, что когда-либо создавали самые умные научные умы на планете!

Является ли «эволюция» ответом на вопрос о началах?

Движение клеток - признак жизни.

Ученые не могут объяснить, как постепенно возникли такие невероятно сложные механизмы. В повседневной жизни сложные системы (роботы, компьютеры) всегда создаются разумно. Логично предположить, что и живые организмы, превосходящие по сложности и роботов и компьютеры, созданы высшим разумом - Богом.

В клетках происходят сложные процессы: ДНК переписывается в РНК, которая превращается в белки. Для этого нужны специальные молекулы и энергия АТФ. Но сами эти механизмы закодированы в ДНК, которую нельзя прочитать без них. Получается замкнутый круг.

Это видится возможным только при намеренном проектировании высшим разумом, трансцендентным ко Вселенной, но невероятно близким для каждого человека - Господом Богом.

Источник

Шея жирафа - популярный пример эволюционной теории. Считалось, что более длинная шея давала преимущество в добыче пищи или привлечении партнеров, что передавалось потомству. Однако исследования показывают, что это не так просто.

Статья в Nature называет эволюцию длинной шеи жирафа "головоломкой". Длинная шея создает проблемы: требуется высокое кровяное давление и его контроль. Это энергозатратно, но жираф хорошо приспособился.

Распространенная теория о том, что длинная шея нужна для добычи пищи с высоких деревьев, опровергается наблюдениями: жирафы часто едят с низких уровней. Идея о сексуальной конкуренции тоже сомнительна, так как у самцов шеи не длиннее, чем у самок.

Таким образом, причины эволюции длинной шеи жирафа остаются загадкой, требующей дальнейшего изучения.

Ископаемые фантазмы

Ископаемые не дают четкой картины эволюции жирафов. Генетик Вольф-Эккехард Лённиг отмечает отсутствие плавного ряда переходных форм от короткошеих к длинношеим жирафам. Многие исследователи подтверждают, что происхождение жирафов и окапи остается спорным.

Окапи, современный родственник жирафа, внешне напоминает крупного оленя. Между ним и жирафом существует значительное морфологическое различие.

В 2015 году была обнаружена окаменелость Samotherium major, которую назвали "недостающим звеном" в эволюции жирафов. Однако позже выяснилось, что это животное не считается прямым предком современного жирафа.

Несмотря на попытки найти переходные формы, вопрос эволюции жирафов остается открытым.

Растягивание истины

Исследования физиологии жирафа показывают, что для его эволюции потребовались бы сотни или тысячи одновременных генетических изменений, происходящих многократно в течение миллионов лет. Хотя естественный отбор мог бы сохранить такие мутации, они должны были сначала возникнуть.

Ричард Докинз характеризует разницу между шеей жирафа и его предка как "незначительную", утверждая, что структура осталась той же, лишь с удлинением позвонков и связанных частей. Однако Вольф-Экхард Лённиг считает такую оценку чрезмерно упрощенной, не учитывающей сложность биологических фактов.

Этот пример иллюстрирует разногласия в оценке сложности эволюционных процессов между сторонниками теории эволюции и ее критиками.

Впечатляющий жираф

Лённиг описывает сложности эволюции жирафа от короткошеего предка. Жирафам, как жвачным животным, требуется особый мускулистый пищевод для отрыгивания пищи.

Гордон Рэттрей Тейлор в книге "Великая загадка эволюции" отмечает ряд проблем:

1. Необходимость перекачивать кровь на 2,4 метра вверх, что решается быстрым сердцебиением и высоким давлением.

2. Механизм снижения давления при опускании головы (rete mirabile).

3. Дыхание через длинную трахею без отравления CO2.

4. Предотвращение разрыва капилляров в ногах из-за высокого давления.

5. Новые рефлексы осанки и стратегии бегства.

Персиваль Дэвис и Дин Кеньон подчеркивают, что жираф - это комплекс взаимосвязанных адаптаций, а не просто набор отдельных признаков. Трудно объяснить, как случайный процесс мог создать такой интегрированный пакет адаптаций через естественный отбор. Это ставит под сомнение теорию макроэволюции жирафа от другого вида животного.

Монстр, выигравший в лотерею

Эволюционная теория развития шеи жирафа предполагает не просто удачу одного вида, а одновременный "выигрыш" множества предков в течение миллионов лет. Это сравнимо с ситуацией, когда президент США выигрывает джекпот в лотереях 45 штатов подряд. Такое совпадение вызвало бы подозрения и расследование.

Слепая эволюция не может предвидеть будущее или координировать группу изменений для получения отдаленного преимущества. Она действует постепенно, шаг за шагом. Однако некоторые биологические переходы требуют одновременных множественных изменений.

Сложная конструкция жирафа - его длинная шея и сопутствующие адаптации - указывает на разумный замысел, а не на случайность и естественный отбор. Это единственное известное нам объяснение для таких комплексных и взаимосвязанных изменений.

Таким образом, аргументы против разумного замысла ВГН не убедительны, а его структура имеет рациональные объяснения.

Анатомия ВГН

Левый возвратный гортанный нерв (ВГН) млекопитающих имеет необычную анатомическую траекторию. Вопреки распространенному мнению, он не идет напрямую от мозга к горлу, а спускается в грудную клетку.

ВГН ответвляется от блуждающего нерва чуть ниже аорты, огибает ее и поднимается к гортани, иннервируя по пути несколько органов. Это отличается от эмбрионального развития, когда правый гортанный нерв ответвляется в области шеи.

У взрослых левый блуждающий нерв спускается в грудную клетку для иннервации внутренних органов. ВГН отходит от него там, огибает аорту и возвращается к гортани. Правый ВГН короче и огибает подключичную артерию.

Важно отметить, что несмотря на бóльшую длину, левый ВГН функционирует согласованно с правым, что опровергает идею о его "ошибочности". Такая анатомия имеет физиологическое значение.

Причины такого дизайна

Дизайн возвратного гортанного нерва (ВГН) обусловлен особенностями эмбрионального развития, а не эволюционными ограничениями. Эмбриолог Эрих Блехшмидт отмечает, что в отличие от искусственных устройств, живые организмы должны функционировать на всех стадиях развития от зиготы до взрослого состояния.

Формирование нервных путей определяется иннервируемыми органами и молекулярными движениями материала. Блехшмидт сравнивает этот процесс с течением реки, зависящим от топографии местности. Аналогично, ход ВГН зависит от "ландшафта" тела млекопитающих и может варьироваться, что подтверждается вскрытиями человеческих трупов.

Интересно, что необычный путь ВГН может служить индикатором сосудистых заболеваний. Например, аневризма аорты или подключичной артерии может сжимать левый ВГН, вызывая нарушения голоса. Таким образом, дизайн ВГН, кажущийся неоптимальным, имеет функциональное значение в диагностике.

Аспекты развития

ВГН ответвляется от блуждающего нерва в грудной клетке, огибает аорту и возвращается к гортани. Это позволяет ему иннервировать несколько органов по пути.

Такая траектория обусловлена эмбриональным развитием. Сердце опускается из шеи в грудную клетку, увлекая за собой нервы. ВГН должен функционировать на всех стадиях, поэтому не может быть просто перемещен.

Длинный путь ВГН также позволяет ему служить индикатором сосудистых заболеваний. Его сжатие аневризмой аорты вызывает дисфункцию голоса.

Сходство ВГН у всех позвоночных объясняется общими ограничениями развития, а не эволюцией от рыб, как утверждают некоторые.

Дизайн ВГН оптимален с учетом ограничений развития и выполняемых функций. Это свидетельствует о разумном замысле, а не об эволюции.

Другие функции ВГН

Возвратный гортанный нерв иннервирует не только гортань, но и верхний отдел пищевода, трахею, нижнюю часть глотки и рожково-перстневидную связку. Такое расположение позволяет структурам ниже гортани подготовиться к её активации заранее.

Иннервация гортани очень сложна, и нейроанатомы до сих пор изучают специфику её нервных ветвей. Левый ВГН также связан с сердечным сплетением, что указывает на ограничения развития.

Формирование нервно-мышечной системы гортани из нервного гребня и дорсальных сомитов эмбриона - сложный процесс, требующий дальнейшего изучения. Утверждения о неэффективности конструкции ВГН без учёта его развития от эмбриона до взрослого состояния необоснованны. Нет причин считать, что нерв должен проходить иначе.

Конструкция окольного пути

Обходной путь возвратного гортанного нерва имеет преимущества в виде перекрытия сенсорной и моторной иннераций. Различные ветви ВГН контролируют разные функции голоса, включая высоту тона, громкость и артикуляцию.

Повреждение верхнего гортанного нерва затрудняет повышение громкости и высоты голоса. Паралич ветвей ВГН может привести к слабому голосу или параличу голосовых связок. Например, пациент с поврежденным левым ВГН после операции имел слабый голос, но сохранил артикуляцию.

Расположение ветвей гортанного нерва выше и ниже гортани обеспечивает резервный путь в случае повреждения одного из нервов. Существующий путь ВГН также занимает относительно безопасное положение, снижая риск травм.

ВГН у жирафов

Жираф часто приводится как пример "плохого дизайна" из-за длинного пути возвратного гортанного нерва (ВГН). Критики, такие как Протеро и Докинз, утверждают, что этот путь неэффективен и указывает на отсутствие разумного замысла.

Докинз отмечает сложность выделения ВГН у жирафа из-за его длины и тонкости. Он считает, что "разумный конструктор" сделал бы нерв короче.

Однако, как и у людей, длинный путь ВГН у жирафа объясняется эмбриональным развитием: шея удлиняется, смещая нерв вниз. Мозг компенсирует разницу в длине правого и левого ВГН, обеспечивая синхронную работу гортани.

Докинз признает, что мутация для "прямого" соединения ВГН маловероятна и потенциально вредна. И этот аргумент против теории эволюции путем мутаций.

Выводы

Левый возвратный гортанный нерв (ВГН) не является примером плохого дизайна, как утверждают некоторые эволюционисты. Напротив, его структура отражает разумный замысел, учитывающий ограничения эмбрионального развития и необходимость тонкой настройки функций гортани.

Аргументы о "плохом дизайне" ВГН игнорируют сложность онтогенеза. Утверждение о неоптимальности строения нерва подразумевает существование лучшей альтернативы, что не доказано. Любой альтернативный путь эмбрионального развития, вероятно, привел бы к своим ограничениям.

Важно отметить, что нет доказательств вредных последствий существующей конструкции ВГН. Объяснение его строения через онтогенез не менее обоснованно, чем эволюционные аргументы, основанные на филогенезе.

Таким образом, критика дизайна ВГН часто основана на неполном понимании его функций и развития, что может препятствовать дальнейшим исследованиям его истинного назначения и происхождения.

Источник
Автор: Др. Джерри Бергман
Перевод: Алена Недоступ
Редактура: Елена Бондаренко, Владимир Силенок
Подготовлено для pikabu

Подумайте, сколько раз молекула ДНК воспроизводилась не только с начала вашей жизни, но и с появления первого человека. Чтобы понять, насколько удивителен этот процесс, представьте, что вы делаете ксерокопию документа, а потом с каждой копии создаёте новую и новую и так далее, качество будет ухудшаться, и документ станет нечитабельным.

Однако молекулы ДНК не теряют качества и не изнашиваются при делении клеток, потому что клетки исправляют ошибки при копировании ДНК. В противном случае человечество давно перестало бы существовать.

Славлю тебя Боже, что мы так дивно устроены!

Источник

Если сложить все бактерии и археи (другой тип одноклеточных микробов) в мире, их общее количество превысило бы 10^30 отдельных клеток. Несмотря на то, что большинство из них имеет длину всего около одного микрометра (0,001 мм), их невероятное количество позволило бы создать цепочку длиной 10 миллиардов световых лет!

Чтобы представить этот масштаб иначе: если бы мы обернули эту бактериальную нить вокруг Млечного Пути, она обогнула бы его более 20 000 раз, создав ленту шириной 2 см, которая, возможно, была бы видна невооруженным глазом. Однако если бы мы собрали все бактерии в куб, его сторона составила бы всего около 10 км.

Источник

Учёные создали самую подробную карту мозга плодовой мушки, включающую почти 140 000 нейронов и более 54,5 миллионов связей между ними. Эта работа заняла более 4 лет и потребовала использования искусственного интеллекта и ручной проверки данных тысячами волонтеров.

Карта выявила неожиданную сложность мозга мушки:

- Обнаружено 8453 типа нейронов, что намного больше ожидаемого

- Многие нейроны оказались связаны с несколькими органами чувств, а не только с одним

- Выявлены сложные схемы, управляющие даже простыми действиями мухи

Исследователи создали компьютерную модель мозга мухи, которая с точностью более 90% предсказывает реакции настоящей мухи.

Такая невероятная сложность даже крошечного мозга мухи указывает на разумный замысел в природе. Случайная эволюция вряд ли могла создать настолько совершенную систему. Это говорит в пользу существования Творца, заложившего в живые организмы сложнейшие механизмы.

Дальнейшее изучение мозга мухи поможет лучше понять работу более сложных нервных систем, включая человеческий мозг, и приблизиться к пониманию замысла Создателя.

Анимация нейрона CT1 в мозге плодовой мушки. Их два; каждый охватывает весь глаз и имеет более 148 000 синапсов. Кредит: Эми Стерлинг, лаборатории Мурти и Сына, Принстонский университет

Источник