שאלה 3
מניין באו הוראות ההפעלה?
מה קובע את המראה החיצוני שלך? לפי מה נקבע צבע עיניך, שערך ועורך? ומה לגבי גובהך, מבנה גופך או מידת הדמיון שלך להוריך? מה גורם לקצות אצבעותיך להיות רכים מצידם האחד ולהצמיח ציפורניים קשיחות ומגינות מצידם השני?
בימיו של צ׳ארלס דרווין היו התשובות לשאלות האלה אפופות מסתורין. דרווין עצמו הוקסם מהדרך שבה תכונות מועברות מדור לדור, אך הוא ידע מעט מאוד לגבי חוקי התורשה, ואף פחות מכך לגבי המנגנונים בתא האחראים על התורשה. אולם מאז הקדישו ביולוגים עשרות שנים לחקר גנטיקת האדם וללימוד הוראות ההפעלה המפורטות המצויות במולקולה המדהימה הנקראת דנ״א (חומצה דֶאוֹקסיריבּוֹנוּקלֵיאית). כמובן, השאלה הגדולה היא: מניין באו הוראות ההפעלה הללו?
מה טוענים מדענים רבים? ביולוגים רבים ומדענים אחרים סבורים שהדנ״א והוראות ההפעלה המוצפנות שבו נוצרו כתוצאה מאירועים אקראיים לא מכוונים שהתרחשו במשך מיליוני שנים. הם טוענים שאין הוכחה לתכנון כלשהו במבנה של המולקולה הזו, במידע שהיא מכילה ומעבירה הלאה ובאופן תפקודה.17
מה אומר המקרא? לפי המקרא היווצרות איברי גופנו השונים — ואפילו תזמון היווצרותם — קשורים שניהם למעין ספר שמקורו באלוהים. שים לב כיצד תיאר זאת דוד המלך כשאמר על אודות אלוהים: ”עיניך ראוני עוד בהיותי עובר; בספרך נכתבו כל איבריו באשר לימים שבהם נוצרו, בטרם היה קיים אחד מהם” (תהלים קל״ט:16).
מה חושפות הראיות? אם תיאוריית האבולוציה נכונה, צריכות להיות הוכחות סבירות לכך שהדנ״א מסוגל להיווצר כתוצאה מסדרת אירועים אקראיים. אם מה שכתוב במקרא נכון, צריכות להיות הוכחות מוצקות לכך שהדנ״א הוא תוצר של תכנון תבוני מאורגן.
כשדנים בנושא הדנ״א במושגים פשוטים, הוא די מובן ואפילו מרתק. אם כן, נוכל לערוך סיור נוסף בפנים התא. אך הפעם נבקר בתא אנושי. דמיין לעצמך
שאתה הולך למוזיאון הממחיש איך תא כזה פועל. המוזיאון כולו הוא דגם של תא אנושי טיפוסי — אך מוגדל פי 000,000,13. גודלו הוא כשל אצטדיון ענק בעל 000,70 מקומות.אתה נכנס למוזיאון ומתבונן בתדהמה במקום המופלא הזה, שכולו מלא בצורות ומבנים משונים. ליד מרכז התא ניצב הגרעין, מבנה עגול בגובה בניין בן כ־20 קומות, ואתה ניגש לשם.
אתה נכנס דרך פתח במעטפת החיצונית, או הקרום, של הגרעין, ומסתכל סביב. המאפיין העיקרי באולם הזה הוא 46 כרומוזומים. הם מאורגנים בזוגות זהים, בגבהים שונים. הצמד הקרוב אליך הוא בגובה של בניין בן כ־12 קומות (1). לכל כרומוזום יש אזור צר ליד מרכזו, ולכן הוא אולי נראה כמו נקניקיות המחוברות זו לזו, אך הוא עבה כמו גזע עץ גדול. אתה רואה כל מיני רצועות מלופפות על הכרומוזומים. כשאתה מתקרב, אתה רואה שכל רצועה אופקית מחולקת לפסים אנכיים. ביניהם יש פסים אופקיים קצרים יותר (2). האם אלו מדפי ספרים? לא; אלו הקצוות החיצוניים של לולאות הארוזות בטורים צפופים. אתה מושך אחת מהן והיא משתחררת. אתה נדהם לראות שהלולאה מורכבת מלולאות
קטנות יותר, (3) המאורגנות גם הן להפליא. בתוך הלולאות האלו נמצא המרכיב העיקרי בכל המבנה הזה — משהו שדומה לחבל ארוך מאוד. במה מדובר?המבנה של מולקולה מדהימה
לשם הפשטות נתייחס לחלק הזה בדגם הכרומוזום כאל חבל. עוביו הוא כ־5.2 סנטימטרים. הוא מלופף בצפיפות סביב גלילים, (4) המסייעים ליצור מבנה של לולאות בתוך לולאות. הלולאות האלו מחוברות למעין פיגומים המקבעים אותן במקומן. ליד המיצג תלוי שלט המסביר שהחבל ארוז בצורה יעילה מאוד. אילו היית לוקח את החבל מכל אחד מן הכרומוזומים האלה ופורש אותו, אורכו מקצה אחד לקצה השני היה מקיף כמחצית מכדור הארץ! *
ספר מדעי אחד מכנה את שיטת האריזה היעילה הזו ”פלא הנדסי יוצא מן הכלל”.18 האם ההנחה שאף מהנדס לא תכנן את הפלא ההנדסי הזה נשמעת לך הגיונית? אם במוזיאון הייתה חנות עצומה המוכרת מיליוני פריטים, וכולם היו מסודרים יפה כך שאתה יכול למצוא בקלות כל פריט שאתה צריך, האם היית מניח שאף אחד לא סידר את החנות? מובן שלא! אך הסדר בחנות זו פשוט בהשוואה לכך.
שלט אחר במוזיאון מזמין אותך לקחת בידיך חלק מהחבל ולהתבונן בו מקרוב (5). כשאתה מעביר אותו בין אצבעותיך, אתה רואה שלא מדובר בחבל רגיל. הוא מורכב משני גדילים המלופפים יחד. הגדילים מחוברים בעזרת מוטות קטנים שביניהם יש מרווחים שווים. החבל נראה כמו סולם מפותל המזכיר מדרגות לולייניות (6). פתאום אתה מבין שאתה מחזיק דגם של מולקולת הדנ״א — אחת מתעלומות החיים הגדולות ביותר!
מולקולת דנ״א בודדת הארוזה בצורה מופתית בעזרת גלילים ופיגומים מהווה כרומוזום. שלבי הסולם מכונים זוגות בסיסים (7). מה תפקידם? מהי מטרת כל המבנה הזה? שלט נוסף מסביר זאת בפשטות.
המערכת האולטימטיבית לאחסון מידע
השלט מסביר שהמפתח להבנת הדנ״א טמון בשלבים, או במוטות, המחברים את שני צידי הסולם. דמיין לעצמך שהסולם מתפצל לשניים. מכל צד של הסולם
מזדקרים כעת מוטות חלקיים. ישנם רק ארבעה סוגים. המדענים מכנים אותם G ,T ,A ו־C. המדענים נדהמו לגלות שרצפים שונים של האותיות האלה מכילים מידע בדומה לקוד.אתה אולי יודע שקוד מורס הומצא במאה ה־19 כדי לאפשר תקשורת באמצעות טלגרף. קוד זה מורכב משתי ”אותיות” בלבד — נקודה וקו. עם זאת, ניתן ליצור באמצעותו אין־ספור מילים או משפטים. הדנ״א, לעומת זאת, מורכב מקוד בן ארבע אותיות. הרצף שבו מופיעות האותיות הללו — G ,T ,A ו־C — יוצר ”מילים” המכונות קודונים. הקודונים יוצרים ”סיפורים” הקרויים גנים. כל גן מכיל בממוצע 000,27 אותיות. הגנים האלו והמקטעים הארוכים שביניהם מרכיבים מעין פרקים — הכרומוזומים השונים. דרושים 23 כרומוזומים ליצירת ה”ספר” השלם — הגנום, כלומר כלל המידע הגנטי של האורגניזם. *
הגנום הוא ”ספר” ענק. כמה מידע הוא מכיל? בסך הכול הגנום האנושי מורכב מכשלושה מיליארד זוגות בסיסים, או שלבים, בסולם הדנ״א.19 תאר לעצמך סדרת אנציקלופדיות שבה כל כרך מכיל למעלה מאלף עמודים. הגנום היה ממלא 428 כרכים כאלה. אם נוסיף גם את ההעתק השני המצוי בכל תא, נגיע ל־856 כרכים. אילו היית צריך להקליד את הגנום בעצמך, זו הייתה עבודה במשרה מלאה — ללא חופשות — במשך כ־80 שנה!
אך מה שהיה מתקבל מכל ההקלדה הזאת היה חסר ערך לגופך. איך היית יכול להכניס מאות כרכים עבי כרס אל תוך כל אחד מ־100 טריליון תאיך הזעירים? דחיסת כמות גדולה כל כך של מידע היא הרבה מעבר ליכולתנו.
20 מה משמעות הדבר? כאמור, הדנ״א מכיל את הגנים, כלומר את הוראות ההפעלה לבניית גוף אנושי ייחודי. לכל תא יש מערכת שלמה של הוראות הפעלה. כמות המידע שבדנ״א כה דחוסה שכפית אחת בלבד של דנ״א יכולה להכיל את ההוראות ליצירת פי 350 מאוכלוסיית העולם הנוכחית! כמות הדנ״א הדרושה ליצירת שבעה מיליארד האנשים החיים כיום עלי אדמות בקושי תיצור שכבה דקיקה על גבי הכפית.21
פרופסור לביולוגיה מולקולרית ומדעי המחשב אמר: ”גרם אחד של דנ״א, שנפחו במצב יבש הוא כסנטימטר מעוקב, יכול להכיל אותה כמות מידע כמו בטריליון תקליטורים בערך”.ספר ללא מחבר?
חרף הקדמה בתחום המזעור, האדם לא הצליח לייצר מכשיר לאחסון מידע שאפילו מתקרב לקיבולת זו. בכל זאת, התקליטור הוא השוואה מתאימה. חשוב על כך: התקליטור אולי נראה מרשים בצורתו הסימטרית, בפני השטח המבריקים שלו ובעיצובו היעיל. ברור לנו שהוא נוצר בידי אנשים נבונים. אבל מה אם יש בו מידע — לא נתונים סתמיים, אלא הוראות מפורטות וברורות ליצירה, תחזוקה ותיקון של מכונות מורכבות? המידע הזה לא ממש משנה את משקלו או את גודלו של התקליטור. אך הוא המאפיין החשוב ביותר שלו. האם ההוראות הכתובות בו לא היו משכנעות אותך שחייב לעמוד מאחוריהן מתכנן תבוני? האם מידע כתוב לא מצריך כותב?
לא מופרך להשוות את הדנ״א לתקליטור או לספר. למעשה, בספר אחד על הגנום נאמר: ”ההשוואה של הגנום לספר היא אפילו לא מטפורה. היא נכונה פשוטו כמשמעו. ספר הוא אוסף של נתונים... כך גם הגנום”. הוא מוסיף ואומר: ”הגנום הוא ספר מתוחכם ביותר, מכיוון שבתנאים הנכונים הוא יכול גם להעתיק את עצמו וגם לקרוא את עצמו”.22 זה מביא אותנו למאפיין חשוב נוסף של הדנ״א.
מכונות בפעולה
כשאתה עומד במוזיאון השקט, פתאום אתה תוהה אם גרעין התא באמת דומם כמו המוזיאון. ואז אתה מבחין במיצג נוסף. מעל תיבת זכוכית המכילה דגם של מקטע דנ״א מופיע השלט: ”לחץ על הכפתור להדגמה”. אתה לוחץ על הכפתור ושומע את ההסבר של הקריין: ”לדנ״א יש לפחות שני תפקידים חשובים מאוד. הראשון נקרא שכפול. יש להעתיק את הדנ״א כדי שלכל תא חדש יהיה העתק שלם של אותו מידע גנטי. צפה כעת בהדמיה”.
מאחת הדלתות בקצה המיצג יוצאת מכונה משוכללת ביותר. היא למעשה מורכבת ממספר רובוטים המחוברים ביניהם. המכונה מתקרבת אל הדנ״א, נקשרת אליו ומתחילה לנוע לאורכו כמו רכבת על גבי
מסילה. היא נעה מהר מדי מכדי שתוכל לראות בדיוק מה היא עושה, אבל אתה יכול להבחין שכעת מאחוריה יש שני חבלי דנ״א שלמים במקום אחד.הקריין מסביר: ”זהו דגם מפושט ביותר של מה שמתרחש כשהדנ״א משוכפל. קבוצה של מכונות מולקולריות הנקראות אנזימים נעה על פני הדנ״א. הן קודם כול מפצלות אותו לשניים, ואחרי כן הן משתמשות בכל גדיל כתבנית ליצירת גדיל משלים חדש. איננו יכולים להראות לך את כל שלבי התהליך — למשל, את ההתקן הזעיר שמתקדם לפני מכונת השכפול וחותך את הדנ״א בצד אחד כדי שיוכל להסתלסל בחופשיות ולא להתפתל ולהתהדק יותר מדי. גם לא נוכל להראות לך איך הדנ״א עובר ’הגהה’ מספר פעמים כדי לגלות ולתקן טעויות בדייקנות מדהימה” (ראה תרשים למטה).
הקריין ממשיך להסביר:”אך את מהירות התהליך נוכל להראות לך בבירור. ודאי שמת לב שהרובוט נע בקצב די מהיר. למעשה, המכונה האנזימית האמיתית נעה לאורך ’מסילת’ הדנ״א בקצב של כ־100 23 אילו הייתה ה’מסילה’ בגודל של מסילת רכבת, ה’מנוע’ הזה היה נע במהירות של למעלה מ־80 קילומטר לשעה. בחיידקים נעות מכונות השכפול הזעירות הללו במהירות גבוהה פי 10! בתא אנושי פועל צבא של מאות מכונות שכפול כאלה בנקודות שונות לאורך ’מסילת’ הדנ״א. הן מעתיקות את הגנום כולו בשמונה שעות בלבד”24 (ראה התיבה ” מולקולה שאפשר לקרוא ולהעתיק” בעמוד 20).
שלבים, או זוגות בסיסים, בשנייה.”קריאת” הדנ״א
כעת עוזבות מכונות שכפול הדנ״א את הבמה, ומופיעה מכונה אחרת. גם היא נעה לאורך מקטע הדנ״א, אך לאט יותר. אתה רואה את חבל הדנ״א נכנס אל המכונה מצידה האחד ויוצא מהצד השני — ללא שינוי. אך גדיל בודד חדש יוצא כעת מפתח אחר של המכונה, כמו זנב שהולך ומתארך. מה מתרחש כאן?
הקריין מסביר: ”תפקידו השני של הדנ״א נקרא תעתוק (שעתוק). הדנ״א לעולם אינו עוזב את הגרעין המגונן עליו. אם כן, כיצד ניתן לקרוא ממנו את הגנים — המתכונים ליצירת כל החלבונים המרכיבים את גופך — ולהשתמש בהם? ובכן, המכונה האנזימית מוצאת נקודה לאורך הדנ״א שבה הופעל גן על־ידי סמנים כימיים שהגיעו מחוץ לגרעין התא. אחרי כן היא משתמשת במולקולה הנקראת רנ״א (חומצה ריבּוֹנוּקלֵיאית) ליצירת העתק של אותו הגן. רנ״א נראה דומה מאוד במבנהו לגדיל בודד של דנ״א, אך הוא שונה ממנו. תפקידו לקחת את המידע המקודד בגנים. הרנ״א מקבל את המידע כשהוא בתוך המכונה האנזימית, אחרי כן הוא יוצא מהגרעין ועושה דרכו אל אחד הריבוזומים, שם ישמש המידע לבניית חלבון”.
כולך נפעם בעודך מתבונן בהדמיה. אתה מתרשם מאוד מהמוזיאון ומהתחכום של מי שתכננו ובנו את המכונות האלה. אבל מה אם היה אפשר להפעיל את כל המיצגים במוזיאון, ולהמחיש את אין־ספור המשימות המתרחשות בתא האנושי בו־זמנית? איזה מחזה מרשים זה יכול היה להיות!
אך אתה מבין שכל התהליכים האלה למעשה מתבצעים ממש ברגע זה על־ידי מכונות מורכבות זעירות בכל 100 טריליון תאיך! המידע בדנ״א שלך נקרא כדי לספק הוראות לבניית מאות אלפי החלבונים המרכיבים את גופך — אנזימים, רקמות, איברים ועוד. בשנייה זו הדנ״א שלך מועתק
ועובר בדיקה ותיקון טעויות כדי להכין מערכת הנחיות חדשה שתהיה זמינה לקריאה בכל תא חדש.למה העובדות הללו חשובות?
נשאל שוב: ’מניין באו הוראות ההפעלה?’ לפי המקרא, ”הספר” הזה והמידע הכתוב בו נובעים ממחבר על־אנושי. האם מסקנה זו מיושנת ולא מדעית?
חשוב על כך: האם בני אדם יכולים בכלל לבנות את המוזיאון שתיארנו? אם הם ינסו, הם ייתקלו בקשיים רציניים. הרבה מאוד פרטים לגבי הגנום האנושי ואופן תפקודו עדיין אינם מובנים לנו. מדענים עדיין מנסים להבין היכן נמצאים כל הגנים ומהו תפקידם. והגנים מהווים רק חלק קטן ממולקולת הדנ״א. מה לגבי כל אותם מקטעים ארוכים שאינם מכילים גנים? בעבר מדענים קראו לחלקים אלה ”דנ״א זבל”, אך לאחרונה הם שינו את עמדתם.
ייתכן שחלקים אלה מווסתים את אופן והיקף השימוש בגנים. וגם אם המדענים היו יכולים ליצור דגם שלם של דנ״א ושל כל המכונות שמעתיקות ובודקות אותו, האם הם היו יכולים לגרום לו לתפקד כמו הדנ״א האמיתי?המדען המפורסם ריצ׳רד פיינמן רשם את המשפט הזה על לוח זמן קצר לפני מותו: ”את מה שאני לא יכול ליצור, אני לא מבין”.25 צניעותו וכנותו מרעננות, והצהרתו בהחלט נכונה לגבי הדנ״א. המדענים אינם יכולים ליצור את הדנ״א ואת כל מכונות השכפול והתעתוק שלו, וגם אינם יכולים להבין אותם לגמרי. אולם כמה מהם קובעים שכל זה הופיע במקרה כתוצאה מתאונות לא מתוכננות. האם הראיות שבחנת כעת באמת תומכות במסקנה זו?
מספר חוקרים הגיעו למסקנה שהראיות מלמדות אחרת. לדוגמה, פרנסיס קריק, מדען שסייע בגילוי מבנה הסליל הכפול של הדנ״א, הסיק שמולקולה זו יותר מדי מאורגנת מכדי שתיווצר על־ידי אירועים בלתי מתוכננים. הוא העלה את הסברה שאולי יצורים תבוניים מן החלל החיצון שלחו דנ״א לכדור הארץ כדי לסייע לחיים להתחיל כאן.26
לפני זמן לא רב הפילוסוף הנודע אנטוני פלוּ, שדגל באתאיזם במשך 50 שנה, שינה את דעתו מן הקצה אל הקצה. בגיל 81 הוא החל להצהיר שתבונה כלשהי הייתה חייבת להיות מעורבת ביצירת החיים. מהי הסיבה לשינוי? חקר הדנ״א. לשאלה אם השקפתו החדשה תתקבל בהסתייגות על־ידי הקהילה המדעית, לפי אחד הדיווחים הוא השיב: ”חבל מאוד. כל חיי פעלתי על־פי העיקרון... [לפיו צריך] ללכת אחרי הראיות ואין זה משנה לאן הן מוליכות אותך”.27
מה דעתך? לאן מוליכות הראיות? תאר לעצמך שאתה מוצא בתוך מפעל חדר מחשבים. המחשב המרכזי מריץ תוכנה ראשית מורכבת שאחראית על כל פעולות המפעל. נוסף על כך, התוכנה כל הזמן שולחת הוראות לגבי בנייה ותחזוק של כל המכונות במפעל, יוצרת העתקים של עצמה ובודקת ומתקנת אותם. לאור העובדות הללו, מה היית מסיק: שהמחשב והתוכנה יצרו את עצמם, או שהם נוצרו בצורה מאורגנת על־ידי מישהו תבוני? העובדות מדברות בעד עצמן.