پرسش ۳
دستورالعملها از کجا آمدهاند؟
چه چیز تعیینکنندهٔ شکل و ظاهرتان، رنگ چشم، رنگ مو یا رنگ پوستتان بوده است؟ فرم بدن، قد یا شباهت با والدینتان چطور؟ چگونه است که یک طرف انتهای انگشتانتان بالشتکهایی نرم دارد و طرف دیگر آن با ناخن، جنسی سخت محافظت شده است؟
پاسخ چنین پرسشهایی در زمان چارلز داروین روشن نبود. داروین بسیار کنجکاو بود که چطور صفات از یک نسل به نسل دیگر منتقل میشود، اما دانش کمی از قوانین ژنتیک داشت و کمتر از آن از عملکرد سلول در وراثت. اکنون دهها سال است که زیستشناسان در مورد علم ژنتیک و مادهٔ وراثتی انسان تحقیق کردهاند، یعنی مولکول شگفتانگیز DNA (دئوکسیریبونوکلئیک اسید) که دستوراتی با جزئیات در آن نهفته است. در اینجا این پرسش مهم مطرح است، این دستورالعملها از کجا آمدهاند؟
بسیاری از محققان چه نظراتی دادهاند؟ بسیاری از زیستشناسان و دیگر دانشمندان بر این باورند که DNA و کدهای اطلاعاتی آن خودبهخود طی میلیونها سال به وجود آمدهاند. آنان معتقدند در ساختار DNA، در حمل و انتقال اطلاعات و عملکرد آن هیچ شواهدی دیده نمیشود که نشان دهد این مولکول طراحی شده است.17
کتاب مقدّس چه میگوید؟ در کتاب مقدّس به صورت استعاری به ‹دفتری نوشتهشده› اشاره شده؛ دفتری که منشأ آن خداست و در شکل گرفتن اعضای مختلف بدن ما و زمانبندی ساخته شدن آنها دخیل است. توجه کنید داوود تحت الهام خدا چگونه این مطلب را گفته است. او در مورد خدا میگوید: «چشمان تو جنین مرا دیده است و در دفتر تو همهٔ اعضای من نوشته شده، در روزهایی که ساخته میشد، وقتی که یکی از آنها وجود نداشت.»—مزمور ۱۳۹:۱۶، ترجمهٔ قدیم.
شواهد نشانگر چیست؟ اگر تکامل درست باشد، حداقل باید احتمال به وجود آمدن DNA طی یک سری رویدادهای تصادفی تا حدّی منطقی به نظر رسد. اگر کتاب مقدّس درست باشد باید در DNA شواهدی محکم وجود داشته باشد که این مولکول حاصل طرحی منظم از ذهنی هوشمند است.
مولکول DNA بسیار شگفتانگیز است. با نمایش آن به شکلی ساده میتوان ساختار و عملکرد آن را درک کرد و به شگفتی آن پی برد. بیایید بار دیگر به درون سلول سفر کنیم. این بار گشتوگذاری در سلولِ بدن انسان خواهیم داشت. برای این منظور نمایشگاهی بزرگ را مجسم کنید که عملکرد سلول را به نمایش میگذارد. کل نمایشگاه مدلی از یکی
از سلولهای معمول در بدن انسان است، البته با ۱۳٬۰۰۰٬۰۰۰ برابر بزرگنمایی، یعنی تقریباً به بزرگی یک استادیوم ورزشی ۷۰٬۰۰۰ نفره.وارد سلول میشوید، سرزمینی شگفتانگیز، مملو از شکلهای عجیب و ساختمانهای غریبِ مبهوتکننده. در مرکز سلول ساختمانی کروی به ارتفاع یک ساختمان ۲۰ طبقه میبینید، این هستهٔ سلول است. به آن سمت میروید.
برای عبور از پوسته یا غشای هسته از دری میگذرید. وارد هسته میشوید. به اطراف نگاه میکنید. در آنجا بیش از هر چیز ۴۶ کروموزوم با ارتفاعهای مختلف توجه شما را جلب میکند که جفتجفت همچون دوقلوهای مشابه و یکاندازه کنار همند. نزدیکترین جفت به شما ارتفاعی حدود یک ساختمان ۱۲ طبقه دارد (۱). میان هر کروموزوم فرورفتگیای است که به آن فرمی شبیه دو سوسیسِ متصل به هم داده، البته سوسیسهایی به کلفتی تنهٔ درختی بزرگ. روی مدل کروموزومها راههای افقی با ضخامتهای مختلف دیده میشود. وقتی نزدیک میشوید متوجه میشوید آنها با خطوط عمودی تقسیمبندی شده و بین خطوط عمودی، خطهای افقی کوتاهتری دیده میشود (۲). انگار ستونی از کتابهای بیشمار روی هم قرار گرفته است. اما در واقع آنچه این ستون را ساخته طنابی است که به صورت مارپیچی و متراکم کنار هم قرار گرفته است و شما فقط لبهٔ
طناب را میبینید. یکی از این لبهها را میکشید، طناب آزاد میشود. متوجه میشوید این طناب خود از مجموعهای از شکلهایی سیمپیچمانند تشکیل شده (۳) که منظم کنار هم قرار گرفتهاند. در واقع نواری بسیار بسیار بلند این شکلهای سیمپیچمانند را ساخته که بخش اصلی این مدل است. این نوار چیست؟ساختار مولکولی شگفتانگیز
روی تابلوی توضیحات آمده است که این نوار به صورتی بستهبندی شده که جای کمی بگیرد. قطر این نوار حدود ٫۶۲ سانتیمتر است و محکم دور قرقرههایی بسته شده (۴). داربستی این قرقرهها را منظم در کنار هم قرار داده که همان شکلهای سیمپیچمانند را تشکیل دادهاند. اگر این نوارها از تمامی مدلهای کروموزوم بیرون کشیده شود و سر هر یک به سر نوار دیگر وصل شود، طول آن حدوداً نصف دور زمین خواهد بود. *
کتابی علمی این سیستم بستهبندیِ کمجا و بهینه را «شاهکار شگفتانگیز مهندسی» خوانده است.18 آیا میتوانید بپذیرید که در پس این شاهکار، دست هیچ طراحی در کار نبوده نباشد؟ فرض کنید در فروشگاه بزرگ این نمایشگاه میلیونها کالا با نظم خاصّی چیده شده و شما میتوانید بهراحتی به کالای مورد نظرتان دسترسی داشته باشید. آیا این نتیجهگیری منطقی است که این نظم خودبهخود به وجود آمده و کسی در پس آن نبوده است؟ مسلّماً نه! البته باید گفت در مقایسه با نظمی که در کروموزومها دیده میشود، نظم و ترتیب یک فروشگاه بسیار پیشپا افتاده است.
در تابلوی توضیحات از شما خواسته میشود یکی از این نوارها را بگیرید و به آن نگاهی دقیق بیندازید (۵). وقتی آن را میان انگشتانتان میگیرید متوجه میشوید نواری ساده نیست. این نوار از دو رشتهٔ به همتابیده تشکیل شده که همچون نردبان با پلههایی ظریف و با فاصلهٔ یکسان به هم وصل شدهاند و طرح پلهای مارپیچی دارد (۶). ناگهان متوجه میشوید مدلی که در دست دارید، مدل مولکول DNA است، یکی از بزرگترین اسرار حیات!
یک کروموزوم در واقع از یک مولکول DNA ساخته شده که با قرقرهها و داربستهایش منظم بستهبندی شده است. پلههای این نردبان، بازهای مکمّل یا جفتباز نامیده میشود (۷). پلهها چه نقشی دارند؟ تمامی اینها برای چیست؟ نقش آنها به صورتی سادهشده روی تابلویی توضیح داده شده است.
بهترین سیستم ذخیرهٔ اطلاعات
در تابلوی توضیحات آمده است که راز DNA در همین پلههای نردبان است. تصوّر کنید که نردبان را از روی پلههایش به دو نیم کنید. هر طرف بخشی از پلهها را در خود خواهد
داشت. جالب این که این نیمپلهها تنها چهار نوع هستند. دانشمندان آنها را با حروف A، T، G و C نامگذاری کردهاند. ترتیب این حروف، کدهایی را میسازند که اطلاعاتی در خود دارند! این کشف دانشمندان را شگفتزده کرد.شاید با کد مورس آشنا باشید. این سیستم کدگذاری در قرن ۱۹ ابداع شد که از طریق آن ارتباط با تلگراف انجام میشد. در این سیستم فقط دو نشانه یا حرف وجود دارد، خط و نقطه. اما از کنار هم گذاشتن تنها این دو نشانه میتوان کلمات و جملات بیشماری را منتقل کرد. حال DNA دارای ۴ حرف برای کدگذاری است. ترتیبی که حروف A، T، G و C کنار هم قرار میگیرند «کلمات» را میسازند که کُدون خوانده میشود. همان طور که هر «بند» از کلماتی کنار هم ساخته میشود، یک سری کُدون در کنار هم ژن را تشکیل میدهد. هر ژن به طور متوسط حدود ۲۷٬۰۰۰ حرف دارد. یک سری ژن و فاصلههای بلند بین آنها، تکتک کروموزومها را میسازد. میتوان گفت، هر کروموزوم یک «فصل کتاب» را تشکیل میدهد. برای کامل شدن این «کتاب» به ۲۳ فصل، یعنی ۲۳ کروموزوم نیاز است و این «کتاب» ژنوم نامیده شده است. * در واقع ژنوم هر موجود زنده، تمامی اطلاعات ژنتیکی آن موجود زنده است.
بیایید ببینیم اگر اطلاعات ژنوم در کتابی نوشته میشد، این کتاب چه حجمی میداشت؟ روی هم رفته ژنوم انسان از حدود سه میلیارد بازهای مکمّل یعنی همان پلههای روی نردبان DNA تشکیل شده است.19 بجای یک کتاب، بهتر است مجموعهٔ چند جلدی دایرهٔالمعارفی را مجسم کنید که هر جلد آن بیش از هزار صفحه دارد. یک ژنوم ۴۲۸ جلد از این مجموعه خواهد بود. حال بیایید نسخهٔ دوم از ژنوم را هم که در هر سلول موجود است به آن اضافه کنیم، با این کار به ۸۵۶ جلد میرسیم. اگر شغل شما تایپ اطلاعات ژنوم باشد، باید حدود ۸۰ سال تماموقت بدون تعطیلی کار کنید.
البته در نهایت بعد از تایپ طاقتفرسای این اطلاعات
کار دیگری ضرورت دارد، این که این جلدهای پر حجم را در هر یک از ۱۰۰ تریلیون سلول میکروسکپیتان جای دهید! فشرده کردن این حجم اطلاعاتِ عظیم درون هستهٔ سلول از توان ما خارج است.در این مورد پروفسوری در زیستشناسی مولکولی و علم کامپیوتر میگوید: «اگر DNA را خشک کنید یک گرم از آن حجمی حدود یک سانتیمتر مکعب خواهد داشت و برای ذخیرهٔ اطلاعات آن نیاز به یک تریلیون CD یا لوح فشرده است.»20 این به چه معنی است؟ میدانیم DNA حاوی ژن است؛ یعنی دستورالعمل ساخت بدن منحصربفردِ هر انسان. هر سلول شامل مجموعهٔ کامل دستورالعملهاست. تراکم اطلاعات در DNA چنان است که یک قاشق چایخوری از آن، حاوی مقدار کافی دستورالعمل برای ساخت ۳۵۰ برابر جمعیت امروز کل زمین است! حتی اگر قاشق چایخوریتان را با لایهای نازک از DNA پر کنید، باز هم اطلاعات آن بیش از DNA لازم برای ساخت هفت میلیارد جمعیت روی زمین است.21
کتابی بدون نویسنده—آیا ممکن است؟
بشر در ساخت دستگاههای ظریف با ظرفیت بالا برای ذخیرهٔ اطلاعات پیشرفت بسیاری داشته است، اما ساختار DNA بسیار فراتر از آنها است. با این حال لوحفشرده از جهتی مقایسهای مناسب است. به این نکته توجه کنید: شکل لوحفشرده، تقارن و سطح درخشان و برّاق و طراحیِ آن بسیار جالب است. جای شک نیست که افرادی هوشمند آن را ساختهاند. حال اگر در کنار ساختار آن، اطلاعات موجود در آن را نیز در نظر بگیرید چطور؟ اگر اطلاعات لازم برای ساخت، نگهداری و ترمیم دستگاهی پیچیده با تمام جزئیات در آن باشد، به چه نتیجهای میرسید؟ هر چند اطلاعات موجود در آن تأثیر محسوسی بر وزن و اندازهٔ آن ندارد، اما این اطلاعات مهمترین جنبهٔ کاربرد آن است. آیا اطلاعات ذخیرهشده، به شما اطمینان نمیدهد که ذهنی هوشمند در پس آن است؟ آیا هر نوشته نویسندهای ندارد؟
مقایسهٔ DNA با لوحفشرده یا با کتاب، مقایسهای دور از ذهن نیست. نویسندهای در کتابش در مورد ژنوم گفته است: «در واقع این که ژنوم همچون یک کتاب در نظر گرفته میشود، یک تشبیه نیست، واقعیت است. کتابها به صورت کد نوشته میشوند . . . ژنوم نیز چنین است.» همین نویسنده میگوید: «ژنوم کتابی بسیار هوشمندانه است، چون در شرایط مناسب، هم میتواند از خود نسخهبرداری کند و هم میتواند خود را بخواند.»22 همین ما را به جنبهٔ مهم دیگری از عملکرد DNA میرساند.
ماشینهایی در حرکت
همچنان که در نمایشگاه ایستادهاید، با خود فکر میکنید، آیا داخل هسته همچون آن محیط ساکن است. متوجهٔ ویترینی میشوید که در آن قطعهای از نوار مولکول DNA قرار دارد. بالای ویترین نوشته شده است: «برای نمایش دکمه را فشار دهید.» دکمه را فشار میدهید و چنین توضیح داده میشود: «DNA حداقل دو نقش خیلی مهم دارد. اولین همانندسازی خوانده میشود. DNA باید کپی شود، طوری که هر سلول جدید نسخهای کامل از همان اطلاعات ژنتیکی را دارا باشد. لطفاً این شبیهسازی را تماشا کنید.»
از یک سمت ویترین دستگاهی پیچیده وارد میشود. این دستگاه مجموعهای از ماشینهاست که با فاصلهای کم به یکدیگر متصلند. دستگاه به سمت DNA میرود، به آن وصل میشود و در طول آن مثل قطاری روی ریل حرکت میکند. شما نمیتوانید دقیقاً متوجه شوید چه روی میدهد، چون سرعت آن بالاست. اما متوجه میشوید پشت دستگاه بجای یک نوار، دو نوار DNA کامل پدید آمده است.
در ادامه چنین توضیح داده میشود: «آنچه میبینید شبیهسازیای بسیار ابتدایی و سادهشده از همانندسازی DNA است. گروهی آنزیم یا ماشینهای مولکولی در امتداد DNA حرکت میکنند، اول آن را به دو قسمت، یعنی دو رشته تقسیم میکنند، سپس از هر یک از این دو رشته به عنوان الگو استفاده میشود تا دو رشتهٔ جدید که مکمّلِ آنهاست، ساخته شود. البته نمایش تمامی ماشینها و قطعات در روند همانندسازی ممکن نیست. مثلاً یکی از آنها ماشین کوچک دیگری است که برای جلوگیری از درهمتنیدگی و پیچشهای شدید DNA جلوتر از دستگاه همانندسازی حرکت میکند و یک طرف DNA را میچیند. همچنین در اینجا نمیتوان به نمایش گذاشت که چگونه با تشخیص و تصحیح اشتباهات، DNA چندین بار ‹ویرایش› میشود تا همانندسازی با دقت بسیار بالا انجام شود.»—تصویر صفحات ۱۶ و ۱۷ ملاحظه شود.
23 اگر بتوان DNA را به اندازهٔ ریل قطار بزرگ کرد، سرعت این قطار روی آن ۸۰ کیلومتر در ساعت میبود. در باکتریها دستگاه همانندسازی میتواند ده برابر سریعتر حرکت کند! در سلول انسان، صدها فروند از این دستگاههای همانندسازی در نقاط مختلف روی DNA همزمان کار میکنند. این دستگاهها فقط در ۸ ساعت از کل ژنوم نسخهبرداری میکنند.» 24 (کادر « مولکولی که میتواند خوانده و نسخهبرداری شود» در صفحهٔ ۲۰ ملاحظه شود.)
سپس چنین توضیح داده میشود: «در اینجا آنچه میتوان بهروشنی به نمایش گذاشت سرعت است. همان طور که میبینید این دستگاه با سرعتی بالا حرکت میکند. بله، ماشینهای آنزیمی همچون قطاری در امتداد ریل DNA با سرعت ۱۰۰ پله یا جفتباز در ثانیه حرکت میکنند.«خواندن» DNA
دستگاه همانندسازی DNA از صحنه خارج میشود و دستگاه دیگری وارد صحنه میشود. این دستگاه نیز در امتداد DNA حرکت میکند، اما بسیار آرامتر. متوجه میشوید نوار DNA از یک طرف این دستگاه وارد میشود و از طرف دیگر بدون تغییر خارج میشود. اما تکرشتهای جدید از قسمت دیگر این دستگاه، مثل یک دُم رشد میکند و خارج میشود. چه روی داده است؟
این طور توضیح داده میشود: «نقش دوم DNA رونویسی نامیده میشود. مولکول DNA هیچ گاه از پناهگاه امن هسته بیرون نمیآید. پس ژنهایش یعنی دستورالعملهای لازم برای ساختن تمامی پروتئینهای بدن شما، چطور خوانده و استفاده میشود؟ این دستگاه آنزیمی که میبینید به دنبال نقطهای خاص روی DNA میگردد. این نقطه مربوط به ژنی است که از طریق موادی شیمیایی که از خارج از هستهٔ سلول وارد شدهاند، روشن شده است. دستگاه روی این نقطه قرار میگیرد و از مولکولی به نام RNA (ریبونوکلئیک اسید) استفاده میکند تا از آن ژن نسخهبرداری کند. ساختار RNA بسیار شبیه تکرشتهٔ DNA است، اما با آن تفاوتی دارد. وظیفهٔ RNA این است که حینی که در دستگاه آنزیمی قرار دارد کدهای اطلاعاتی روی ژن را بردارد. سپس از هسته خارج شود و به سمت یکی از ریبوزومها برود؛ جایی که از آن اطلاعات برای ساخت پروتئین استفاده میشود.»
آنچه در این شبیهسازی میبینید شما را متعجب میکند. تحت تأثیر این نمایشگاه قرار میگیرید، ابتکار طراحان و سازندگان دستگاههای آنجا برایتان تحسینبرانگیز است. تصوّرش را بکنید کل آن فضا در حرکت بود و تمامی هزاران هزار فعالیتی که در سلولهای بدن انسان در آنِ واحد انجام میشود به نمایش گذاشته میشد! بهراستی چه حیرتآور و مبهوتکننده میبود.
آنگاه با خود فکر میکنید در واقع تمامی این فرایندها در همان لحظه از طریق دستگاههای ریز و کوچکی در ۱۰۰ تریلیون سلول بدن شما انجام میشود! DNA شما خوانده میشود و دستورالعملهای لازم برای ساخت صدها هزار
پروتئین مختلف بدن شما را فراهم میکند؛ دستورالعملِ ساخت آنزیمها، بافتها، اندامها و غیره. هر لحظه از DNA شما نسخهبرداری میشود و نسخهها ویرایش میشوند تا مجموعهای از دستورالعملها برای سلولهای جدید آماده شوند.چرا این مطالب اهمیت دارد؟
بجاست بار دیگر به این سؤال فکر کنید، ‹تمامی این دستورالعملها چطور به وجود آمده است؟› کتاب مقدّس گفته است این «کتاب» و محتوای نوشتهشده در آن نویسندهای فرای انسانی دارد. آیا واقعاً این نتیجهگیری غیرعلمی یا بدوی است؟
به این موضوع فکر کنید: آیا اصلاً انسان میتواند نمایشگاهی که در بالا توصیف شد بسازد؟ برای این کار با مشکلات فراوانی مواجه خواهد شد. در حال حاضر دانش ما از ژنوم انسان و عملکرد آن بسیار اندک است. محققان هنوز در تلاشند که تشخیص دهند تمامی ژنها کجا پنهانند و چگونه عمل میکنند. علاوه بر این، ژنها تنها بخش کوچکی از رشتهٔ DNA هستند. در مورد آن بخشهای بلند DNA که تعدادشان بسیار
است و حاوی ژن نیستند چه میتوان گفت؟ دانشمندان اینها را DNA بیمصرف مینامیدند، اما اخیراً دیدشان تغییر کرده است. احتمالاً این بخشها چگونگی و مقدار مصرف ژنها را کنترل میکنند. حتی اگر محققان میتوانستند مدلی کامل از DNA شبیهسازی کنند و ماشینهای نسخهبرداری و ویرایش را در آن تعبیه کنند، آیا میتوانستند آن را به گونهای بسازند که درست همچون DNA واقعی عمل کند؟دانشمند مشهور، ریچارد فاینمن پیش از مرگش این یادداشت را روی تخته سیاه نوشت: «آنچه را نتوانم بسازم، درکش هم نمیکنم.»25 چنین صداقت و تواضعی کمتر دیده میشود و ظاهراً این گفتهٔ او در مورد DNA کاملاً مصداق دارد. محققان نه میتوانند DNA را با تمامی دستگاههای همانندسازی و رونویسیاش بسازند و نه میتوانند آن را کاملاً درک کنند. اما برخی بر این ادعای خود صحه میگذارند که میدانند همه چیز تصادفی و خودبهخود به وجود آمده است. آیا شواهدی که تا به حال بررسی کردید واقعاً این ادعا را تأیید میکند؟
برخی افراد مطلع شکی ندارند که شواهد کاملاً عکس این موضوع را ثابت میکند. برای نمونه، فرانسیس کریک، دانشمندی که در کشف ساختار دو رشتهٔ مارپیچی DNA همکاری کرد، به این نتیجه رسید که سازماندهی این مولکول بسیار دقیقتر از آن است که خودبهخود به وجود آمده باشد. او فکر کرد شاید موجوداتی فضایی و هوشمند مولکول DNA را به زمین فرستادهاند تا حیات بر زمین آغاز شود.26
اخیراً آنتونی فلو، فیلسوفی مشهور که برای ۵۰ سال از چهرههای مدافع آتیئیسم و خداناباوری بود، تغییر عقیده داد. او از ۸۱ سالگی دیگر بر این باور بود که قاعدتاً چیزی هوشمند باید در پس آفرینش حیات وجود داشته باشد. دلیل این تغییر عقیده چه بود؟ دلیل آن مطالعهٔ DNA بود. او در پاسخ این پرسش که آیا این طرز فکر جدید ممکن است در میان دانشمندان پسندیده نباشد، گفت: «متأسفم اگر چنین باشد. در تمام زندگیام این اصل را پیشه کردهام . . . باید شواهد را دنبال کرد، حال به هر کجا ما را ببرد.»27
نظر شما چیست؟ شواهد ما را به کجا میبرد؟ تجسّم کنید که در قلب یک کارخانه، اتاق کامپیوتر را پیدا میکنید. این کامپیوتر در حال اجرای برنامهای بسیار پیچیده است که تمامی فعالیتهای کارخانه را کنترل میکند. افزون بر این، این برنامه مرتباً برای ساخت و نگهداری از تمامی دستگاهها دستورالعملهایی نیز میفرستد، همچنین از خود نسخههایی تولید میکند و خود را ویرایش و اصلاح میکند. از این شواهد چه نتیجه میگیرید؟ این که این کامپیوتر و برنامهٔ آن خودبهخود به وجود آمده یا افرادی هوشمند و نظمدهنده آن را ترتیب دادهاند؟ جواب این پرسش واضح است.
^ بند 12 در کتاب «بیولوژی مولکولی سلول» (Molecular Biology of the Cell) از مقیاس دیگری استفاده شده است. در این کتاب قرار دادن این نوارهای بلند در هستهٔ سلول به بستهبندی ۴۰ کیلومتر نخی بسیار ظریف در یک توپ تنیس تشبیه شده است، طوری که چنان منظم و مرتب کنار هم قرار گیرد که هر قسمت نخ بهراحتی قابل دسترس باشد.
^ بند 18 هر سلول شامل دو نسخهٔ کامل از ژنوم، یعنی ۴۶ کروموزوم است.