Proteiny a krevní vlásečnice dinosaurů: jsou velkým problémem?

Link na článek v angličtině: The origin of life: a critique of current scientific models

Scott W z USA píše v souvislosti s naším nedávným článkem Dinosauří měkké tkáně a bílkoviny – další potvrzení!

Buňky a pojivová tkáň jsou jasně viditelné.(obrázek)

Doktoři Carl Wieland a Jonathan Sarfati odpovídají:

Jistě.

Tento blogger musí být asi jediný, ať už kreacionista nebo evolucionista, který v tom NEvidí problém milionů let. Proč by jinak doktorka Schweitzerová říkala, že jeden experiment sedmnáctkrát předělala, než by uvěřila svým očím?¹ Proč by tolik jiných vyjadřovalo nedůvěru, že tyto struktury mohly přežít tak dlouho, a proč by se vymýšlely zoufalé teorie, jako jsou biofilmy?

I ty nejoptimističtější předpovědi předpokládaly, že kolagen nepřežije ani 3 miliony let při teplotě pod bodem mrazu a <200 000 let při teplotě pouhých 10 ºC a <15 000 let při 20 ºC.

Nikdy jsme neslyšeli žádného kreacionistického geologa, který by navrhoval, že všechny zkameněliny plavaly rok, než byly pohřbeny. To zdaleka ne. Mnohé zkameněliny, jako například fosilní ryby, vykazují pozoruhodnou zachovalost odpovídající rychlému pohřbení.² V komplexním souboru vzájemně propojených katastrof, jakou byla potopa, by se dalo očekávat rychlé pohřbení všemi druhy sedimentační činnosti, která mohla být v kterékoli fázi potopy – například turbulentní proudy (podmořské sesuvy) by byly schopny pohřbít tvory, a to i ve velmi raných fázích potopy.

I kdyby byla dinosauří mršina vystavena několik týdnů nebo měsíců před pohřbením, tvor tak značné velikosti by v žádném případě nevystavil všechny své organické složky rozkladu, ať už kyslíkem, působením bakterií nebo vodou. Na mrtvolách velkých mořských živočichů jsou často patrná kolagenová vlákna, pokud se tvor jako celek zjevně rozkládal na pláži, vystaven vodě při každém přílivu, po celé měsíce. To není překvapivé, nebo dokonce kontroverzní zjištění.

Nejpravděpodobnější situace v tomto sedimentárním pískovci, který podle zpráv obaloval tuto konkrétní dinosauří mršinu, je, že se pískovec usazoval poměrně krátkou dobu a že tvor zemřel nedlouho předtím, nebo dokonce v době, kdy byl obalován sedimentem, který následně ztvrdl.

„Dodatečná voda v době záplavy by sotva ovlivnila rovnováhu; KAŽDÝ vodní roztok by měl tolik vody navíc, že by reakce byla dovedena do konce.”

Tvrzení, že oba modely předpovídají totéž, nás opravdu překvapuje. Zdá se, že autor se nezabývá (nebo si není vědom) tvrzeními v článcích na našich stránkách (a těch, které citujeme z laických časopisů) o tom, že se takové křehké molekuly rozpadají, i když jsou hermeticky uzavřené, pouze z termodynamických úvah. Rozdíl v předpovědích je markantní – i ty nejoptimističtější předpovědi předpokládaly, že kolagen nepřežije ani 3 miliony let při teplotě pod bodem mrazu a méně než 200 000 let při teplotě pouhých 10 ºC a méně než 15 000 let při teplotě 20 ºC (obecně platí, že rychlost reakce roste exponenciálně s teplotou3 a dinosauři měli žít v teplém klimatu).

Ale další vysvětlení, proč je tento blogger v omylu, vyžaduje poměrně základní fyzikální chemii (specializace druhého autora JS) a organickou chemii (kterou také intenzivně studoval).

Ve vodných roztocích je voda o tolik koncentrovanější než cokoli jiného a příliš se nemění (~55,5 mol/kg), že se její aktivita považuje za konstantní, pokud jde o rovnováhy. Takže voda navíc v době záplavy by sotva ovlivnila rovnováhu; KAŽDÝ vodný roztok by měl tolik vody navíc, že by reakce byla dovedena do konce. S aktivitou vody se počítá pouze tehdy, když je směs téměř suchá, takže pak záleží na rozdílech koncentrace vody.

Obecný diagram potenciální energie znázorňující vliv katalyzátoru na hypotetickou exotermickou chemickou reakci X + Y za vzniku Z. Přítomnost katalyzátoru otevírá jinou reakční cestu (znázorněno červeně) s nižší aktivační energií. Konečný výsledek a celková (čistá) termodynamika jsou stejné. (Schéma z Wikipedie.org)
Obrázek

Nejdůležitější je však reakční kinetika, tj. rychlost, s jakou systém směřuje k rovnováze. Termodynamická rovnováha závisí pouze na rozdílech volných energií mezi výchozími a koncovými látkami (reaktanty a produkty), zatímco kinetika (rychlost reakce) závisí na rozdílech volných energií mezi výchozí látkou a přechodným stavem nebo meziproduktem reakce (tj. aktivační energie). Zjednodušeně řečeno, aby reakce proběhla, musí se přerušit některé vazby reaktantů, a k tomu je zapotřebí energie. Abychom to aplikovali: diamant vystavený působení vzduchu při pokojové teplotě je velmi daleko od rovnováhy (která by spočívala ve vzniku CO₂), ale reakce je příliš pomalá na to, aby se dala změřit, protože k přerušení velmi silných vazeb je zapotřebí velmi vysoká aktivační energie [diamant v izolaci také není v rovnováze, ale opět je přeměna na grafit příliš pomalá na to, aby se dala zaznamenat].

Hydrolýza bílkovin probíhá velmi pomalu, i když rovnováha je daleko směrem k monomerům, protože aktivační energie je příliš vysoká. Jak ale ukázal výzkum, reakce by byla dokončena za dobu výrazně nižší než 70 milionů let. A opět, v již vodném roztoku by další záplava vody nic nezměnila.

Co však má význam, je pH: hydrolýza probíhá mnohem rychleji, pokud je katalyzována kyselinou nebo zásadou (proto jsou tyto látky tak leptavé na kůži, která je tvořena bílkovinou keratinem). Všimněte si, že katalyzátor nemění rovnováhu, ale poskytuje jinou meziproduktovou cestu s nižší aktivační energií, což reakci exponenciálně urychluje (viz schéma). Jeden experiment například ukázal, že „rychlost reakce se zvyšuje úměrně s koncentrací hydroxidových iontů“ ⁴, tj. se zvyšujícím se pH nebo zásaditostí.

Neutrální pufrované vody slouží ke zpomalení kyselé nebo zásadité hydrolýzy.

Nejhorší pro hydrolýzu je tedy neutrální pH (~7), ani kyselé (pH < 7), ani zásadité (pH > 7).⁵ A podzemní a geotermální vody jsou obvykle neutrální. A nejen to, často jsou to neutrální pufrovací roztoky. Pufr obsahuje slabě kyselé a zásadité složky, které reagují s přidanou silnou kyselinou nebo zásadou, takže má tendenci odolávat změnám pH. Podzemní vody mají tendenci rozpouštět jak uhličitany (slabé zásady), tak CO₂ (slabé kyseliny), a proto jsou pufry⁶ – krev má podobně tento pufrový roztok, který ji udržuje v úzkém rozmezí pH, v tomto případě velmi slabě zásaditém.⁷ Takže tyto neutrální pufrované vody by v rozporu s tvrzením tohoto bloggera sloužily ke zpomalení kyselé nebo zásadité hydrolýzy.

Osvědčená pravidla chemie tedy ukazují, že jak mainstreamoví kreacionisté, tak mainstreamoví evolucionisté mají pravdu, když považují tyto zbytky dinosaurů za velký problém. Pro evolucionisty je to však problém, který je třeba vysvětlit, zatímco v biblickém rámci je to vítaný vývoj.

Reference

1. Mary Schweitzer, Science 307:1852, 25 March 2005.
2. Daniel Woolley, Fish preservation, fish coprolites and the Green River Formation, J. Creation 15(1): 105–111, 2001.
3. Jedná se o jednoduchou Arrheniovu rychlostní rovnici k=Aexp(^-Ea ∕_RT), kde k je rychlostní konstanta, A je konstanta nezávislá na teplotě (často se nazývá frekvenční faktor), exp je funkce e^x, E_a je aktivační energie, R je univerzální plynová konstanta a T je absolutní teplota.
4. Bruce Robinson and Jefferson Tester, Kinetics of alkaline hydrolysis of organic esters and amides in neutrally-buffered solution, International Journal of Chemical Kinetics 22(5):431–448, 30 Sep 2004.
5. Pro chemiky, pH ≈−log₁₀[H⁺] (v hranatých závorkách průměrná koncentrace) a ve vodě [H⁺][OH^–] = 10⁻¹⁴. Neutrální voda má tedy nepatrnou koncentraci obou H⁺ a OH^–, obojí 10⁻⁷ M (25°C).
6. Kirk Nordstrom, Pre-mining ground-water quality in debris fans developed from pyrite-mineralized erosional scars in the Red River Valley, New Mexico: comparison between mined and unmined areas, Geological Society of America Abstracts with Programs 37(7):395, 18 October 2005: „Podzemní vody v horninovém podloží mají neutrální pH, tlumené rozpouštěním uhličitanových minerálů… .“ A Ref. 4 se odkazuje na „… neutrálně pufrované roztoky, jako jsou mnohé podzemní vody a geotermální tekutiny“.
7. Hodnota pH pufru závisí na složkách kyselosti a jejich poměru. Pro chemicky zaměřené zájemce použijte Hendersonovu-Hasselbalchovu rovnici. pH = pK_a + log₁₀(^{[konjugovaný základ]}∕_[kyselina]), kde pKa is −log(K_a) kde K_a je disociační konstanta kyseliny.