Scheikunde, evolutie en controle

Volgens de moderne evolutietheorie bestaat het ‘ontstaan-van-het-leven’-recept uit de ophoping van koolstof (C), waterstof (H), stikstof (N) en zuurstof (O). Voeg daarnaast nog wat fosfor (P) en zwavel (S) toe, laat het een paar miljoen jaar pruttelen en herhaal deze procedure wanneer dat nodig blijkt. Met een doctoraat in de organische chemie ben ik getraind om chemische principes te begrijpen, maar het hierboven beschreven proces is niet hoe scheikunde werkt.

Wanneer moleculen met andere moleculen reageren noemen we dat een chemische reactie, en chemische reacties kunnen geen leven maken: Leven komt namelijk alleen voort uit leven. In de scheikundeliteratuur is er geen enkel voorbeeld bekend van een chemische reactie waaruit leven is ontstaan. Leven vanuit chemicaliën zouden we ‘spontane generatie’ noemen. Wetenschappers dachten vroeger dat het leven op deze manier was ontstaan.

Broodkruimels
Eeuwen geleden veronderstelden wetenschappers dat broodkruimeltjes in muizen veranderden. Want, zo redeneerden ze, als je broodkruimels op tafel liet liggen, zag je als je later terugkwam alleen nog maar muizen op tafel; de kruimels waren weg. Op het moment dat het wetenschappelijk werd onderzocht, leerden ze dat muizen worden aangetrokken door kruimels. Deze wetenschappers ontwierpen heel snel een theorie die geloofwaardig klonk (kruimels veranderen in muizen), maar toen ze het proces goed bestudeerden, kwamen ze tot een heel andere conclusie (muizen komen op kruimels af en eten ze op).

In ons lichaam bevinden zich complexe moleculen, zoals eiwitten en DNA. Waar DNA de blauwdruk voor al het leven is, zijn eiwitten de moleculen die biochemische processen reguleren (het repareren van DNA, het transporteren van voedingsstoffen, etc.). Beiden bevinden zich in de cel. Toonaangevende wetenschappers denken dat deze belangrijke moleculen daarom de oorzaak van het leven zijn. Natuurlijk klopt het dat alle levende organismen eiwitten en DNA hebben, maar dode organismen hebben dat natuurlijk ook! Deze moleculen zijn wel van essentieel belang voor het leven, maar kunnen het leven niet ‘maken’. Ze ‘onderhouden’ slechts wat reeds aanwezig is. Maar dit is niet het enige wat mis is met de theorie van ‘spontane generatie’.

Foto
Waarom kondigen evolutionisten deze theorie toch zo heftig af? Omdat iets anders het ontstaan van het leven moet hebben bereikt, als DNA en eiwitten slechts leven onderhouden in plaats van het ook echt doen ontstaan. Deze observatie wijst naar een Almachtige Schepper, maar evolutionisten willen dat koste wat het kost vermijden.

Hedendaagse wetenschappers kunnen alleen naar leven kijken zoals dat tegenwoordig bestaat, en zodoende proberen ze de oorsprong ervan te bepalen. Ze beredeneren hoe het zou hebben kunnen ontstaan door het eindproduct te bestuderen. Dat is eigenlijk hetzelfde als dat je het merk van een camera zou kunnen achterhalen door naar een foto van dat apparaat te kijken. Evolutionisten hebben hetzelfde probleem wanneer ze claimen dat leven uit chemicaliën voort zou komen. Ze bestuderen het leven als eindproduct en stellen een theorie voor zonder het daadwerkelijke proces te onderzoeken.

Wetenschappers kunnen het verleden niet bestuderen. Ze kunnen alleen huidige fenomenen observeren en met theorieën over het verleden komen die het heden zou hebben gevormd zoals het is. Wanneer evolutionistische wetenschappers de oorsprong van het leven bestuderen, opperen ze dat al het leven is voortgekomen uit natuurlijke, chemische reacties. Hierbij laten ze wel het feit buiten beschouwing dat chemische processen zich helemaal niet op deze ‘natuurlijke’ manier gedragen.

Eiwitten en DNA
Als je kijkt naar hoe chemische reacties tegenwoordig plaatsvinden, en dat aanvaardt als waar, zou je niet kunnen geloven dat leven uit levenloze moleculen komt. Is het gegrond om te zeggen dat het leven is begonnen in een oersoep, als de vorming van lange polymeerketens (polymeren zijn hele grote, lange moleculen) in eiwitten en DNA zo gecompliceerd is dat de chemische controle ver buiten het bereik ligt van natuurlijke chemie?

Laten we inzoomen op eiwitten (ook wel proteïnen), DNA en wat de problemen zijn bij de synthese (letterlijk: samen [syn-] plaatsen/voegen [thesis]) volgens evolutionaire processen. Eiwitten bestaan uit lange polymeerketens opgebouwd uit aminozuren. In het menselijk lichaam bevinden zich duizenden proteïnen die allemaal een andere volgorde van verschillende aminozuren in hun keten hebben.

Figuur 1. Voorbeeld van een nucleotide. Hier is Guanosine afgebeeld. Het blauwe deel is de heteroring, met in dit geval twee ringen (guanine). Alle nucleotiden hebben dezelfde suiker (oranje) en fosfaatgroep (groen), maar de heteroring is verschillend. Een lange keten van precies geordende nucleotiden aan elkaar vormt een DNA-molecuul.

DNA (DeoxyriboNucleic Acid, ofwel Deoxyribonucleïnezuur in het Nederlands) is een polymeer van nucleotiden. Nucleotiden zelf zijn ingewikkelde moleculen die bestaan uit een soort suikermolecuul en een fosfaatgroep die samen vastzitten aan een van de volgende heteroringen (moleculen die niet alleen uit C-atomen bestaan en een of meer ringen hebben, zie Figuur 1): guanine, cytosine, thymine of adenine. Hoewel er maar vier verschillende zijn, is een DNA-keten opgebouwd uit miljarden nucleotiden die aan een zeer geordende streng vastzitten.

De individuele componenten van proteïnen en DNA hebben een unieke volgorde. Die volgorde herhaald zich niet in een patroon, zoals ABABAB of AABBAABB, maar het is ook niet echt willekeurig. In deze natuurlijke polymeren is de volgorde zelfs heel precies, en die specifieke volgorde stelt hen in staat om hun functies in het menselijk lichaam uit te oefenen. Als de reeks van deze natuurlijke polymeren ook maar enigszins verandert, kunnen ze hun oorspronkelijke doel niet meer volbrengen zoals hun intacte equivalent.

Drievoudig Probleem
Als deze polymeren op evolutionaire wijze in een of andere primordiale (oer)soep zouden zijn gevormd, dan zouden we in staat moeten zijn om de specifieke aminozuurvolgorde (en diens ontstaan) te verklaren met slechts natuurlijke chemische processen en fenomenen tot onze beschikking. Evolutionisten zouden zeggen dat aminozuren uiteindelijk zouden combineren tot proteïnen, en nucleotiden tot DNA, en van die twee samen zou dan leven komen. Voor niet-chemici klinkt deze redenering misschien aannemelijk, maar dit is niet hoe moleculen zich gedragen.

Chemici hebben veel onderzoek gedaan zodat ze reactiemechanismes van moleculen kunnen begrijpen, en hoe je moleculen kan activeren zodat ze voorspelbaar reageren zoals zij dat willen. Als een chemicus een polymeerketen van proteïnen of DNA wil maken (synthetiseren), moeten de beginstoffen eerst geactiveerd worden voordat ze beginnen met een reactie. Daarna moet hij of zij de stabiliteit en de reactiviteit van de stoffen zó reguleren dat het gewenste product zal vormen.

Leven dat zou ontstaan uit chemicaliën heeft een drievoud aan problemen: bij het maken van een keten ontstaat het probleem van chemische stabiliteit, chemische reactiviteit en chemische selectiviteit. Maar evolutionisten opperen dat deze complexe polymeerketens zichzelf bouwden in een nauwgezet, onwaarschijnlijk patroon zonder een intelligente chemicus die de reacties onder controle heeft.

Chemische Stabiliteit
Bij chemische stabiliteit is het de vraag of de verschillende componenten überhaupt wel reageren. Per definitie moeten alle bestanddelen in de hypothetische oersoep stabiel zijn; is dat niet het geval, dan zouden ze allemaal al aan een reactie hebben deelgenomen. Aminozuren zijn relatief stabiel in water en reageren dus ook helemaal niet tot eiwitten, evenals nucleotiden niet reageren tot DNA. Om aminozuren te maken en nucleotiden te laten reageren tot een polymeerketen, moeten ze chemisch geactiveerd worden. Dat betekent dat ze chemisch gezien reactiever worden op de juist plek in het molecuul. Maar deze chemische activatie moet gebeuren in de afwezigheid van water, omdat de meer reactieve moleculen reageren met water en uit elkaar vallen. Daarom doen chemici dit soort koppelreacties in een andere oplossingsvloeistof dan water. Hoe kunnen eiwitten en DNA dan vormen in een hypothetische oersoep als de geactiveerde bestanddelen niet in water kunnen bestaan? Dit is het probleem van Chemische Stabiliteit.

Chemische Reactiviteit
Chemische reactiviteit gaat over hoe snel componenten in een gegeven reactie reageren. Als het leven begon in een oersoep door natuurlijke, chemische reacties, dan zouden de scheikunderegels de volgorde van deze ketens moeten kunnen voorspellen. Maar als aminozuren reageren, doen ze dat volgens hun reactiviteit, en die hangt niet af van de specifieke volgorde die noodzakelijk is om leven voort te brengen. Bij het langer worden van eiwit- of DNA-ketens door chemische reacties, zouden we logisch gezien het meest reactieve aminozuur als eerste moeten zien aanvallen op de keten. Vervolgens het op een na meest reactieve aminozuur, enzovoorts.

Laten we met een denkbeeldige chemische reeks R-T-X

Figuur 2. Dit is de ‘blauwdruk’ van een aminozuur: een amine groep aan de ene kant (oranje) en een zuurgroep aan de andere kant (blauw). De R kan voor verschillende molecuulgroepen staan, afhankelijk van welk aminozuur het is.

beginnen. Aan deze reeks voegen we tegelijk twee aminozuren “A” en “B” toe in een koppelingsreactie. Als A reactiever is dan B, dan zou de volgorde R-T-X-A-B worden. Als B daarentegen het meest reactieve aminozuur is, dan wordt de volgorde: R-T-X-B-A. In een chemische reactie wordt de reeks dus bepaald door de relatieve reactiviteit van de verschillende aminozuren. De polymeerketens die we in biologische proteïnen en DNA tegenkomen hebben een zeer specifieke sequentie (volgorde). Deze sequentie komt niet overeen met de reactiesnelheden van de individuele componenten. De natuurlijke aminozuren hebben door de grote overeenkomsten (Figuur 2) in hun structuur ook overeenkomstige reactiesnelheden: ze reageren allemaal met ongeveer dezelfde snelheid, wat ervoor zorgt dat de precieze volgorde in bijvoorbeeld DNA onmogelijk onwaarschijnlijk wordt zou het door willekeurige chemische reacties plaatsvinden. Dit is het probleem van de Chemische Reactiviteit.

Chemische Selectiviteit
Chemische selectiviteit brengt licht op de kwestie van waar de componenten reageren. Omdat een keten twee uiteindes heeft, kan een aminozuur in theorie ook aan beide kanten reageren. Zelfs als er eerst door een magisch proces één aminozuur B zou reageren in een vooraf bepaalde volgorde die leven ondersteunt, waarna één aminozuur A zou reageren, dan nog zou er een mengsel van minstens vier isomeren (verschillende vormen van hetzelfde molecuul) kunnen ontstaan. Als namelijk de kans dat aminozuur B op één van de twee verschillende plaatsen reageert even groot is, zal de ene helft van de B-moleculen aan de ene kant reageren en de andere helft aan de andere kant. Hierdoor ontstaan dus twee verschillende producten. Wanneer daarna de additie van aminozuur A plaatsvindt, kan dit weer aan beide uiteindes van beide producten plaatsvinden.

In deze reacties krijgen we dus verschillende producten, waaronder R-T-X-B-A (gewenste product), A-R-T-X-B, A-B-R-T-X, B-R-T-X-A, en meer. Het resultaat is dus een mix van uiteenlopende isomeren waarin de juiste volgorde maar zelden voorkomt. En dit probleem doet zich al voor met slechts twee aminozuren. Als er een derde aminozuur wordt toegevoegd, kan die ook aan beide kanten van alle reactieproducten reageren, en dit kan zo op een oneindige wijze doorgaan. Al deze reacties hebben onsystematische producten als gevolg, en geenszins de precieze volgorde.

Proteïnen, die een vaste volgorde hebben, kunnen uit wel honderden tot duizenden aminozuren bestaan. Stel je dan nu eens het enorme aantal ongewenste producten voor dat zou ontstaan als deze grote eiwitten in een willekeurig proces zouden moeten ontstaan. Evolutionisten zullen misschien beweren dat alle eiwitten op deze manier zijn ontstaan en dat de natuur simpelweg die eiwitten selecteerde die goed functioneerden. Maar dit is slechts een ad hoc aanname en negeert het feit dat we geen miljarden ‘extra’ eiwitten in ons lichaam hebben.

Daarnaast bezit de natuur ook geen intelligentie. Er is niets in de natuur dat het selecteerwerk kan verrichten, terwijl ‘het’ knip-en-plak-werk verricht met niet-functionerende (en dus niet-selecteerbare) aminozuren om er een werkend geheel van te maken. Evolutionisten zeggen enerzijds dat de natuur blind is, geen doel en geen bedoeling heeft, maar anderzijds dat er nauwkeurige selectie nodig is voor elke stap. Dit is het probleem van Chemische Selectiviteit.

Denken
Het vormen van een specifieke volgorde in een polymeerketen is gewoon onmogelijk in een proces zonder chemische controle. De chemicus die een eiwit of DNA-molecuul synthetiseert in het lab moet de reactiecondities zorgvuldig onderhouden, heel goed weten wat de reactiviteit en selectiviteit van de componenten zijn, en precieze controle hebben over de volgorde waarin de moleculen met elkaar reageren met het langer worden van de keten.

Bij de succesvolle vorming van proteïnen of DNA in de zogenaamde oersoep, zou dezelfde mate van controle over reactiviteit en selectiviteit aanwezig moeten zijn, en dat zou alleen door een chemicus kunnen worden gedaan. Chemicaliën kunnen namelijk niet denken, geen plannen maken of zelf ook maar iets anders ‘intelligents’ doen. Hoe zouden ze moeten weten wat ze aan het maken zijn? Hoe kan een chemische reactie een eiwit of DNA-molecuul maken en het vervolgens in een oog, hart of hersencel stoppen zonder gecontroleerd mechanisme? En hoe heeft een chemische reactie ook maar enig besef van wat zijn eindproduct moet worden?

Dit klinkt meer als het werk van een Alwetende Schepper, de Hoofd-Chemicus. Evolutionisten concluderen vaak maar al te snel dat het leven uit chemicaliën komt, maar hun ontstaanstheorie valt in duigen bij kritisch onderzoek. De evolutie claimt dat willekeurige, natuurlijke toevalsprocessen het ontstaan van het leven verklaren, maar vergeet te vermelden dat de theorie allesbehalve toevallig of natuurlijk is. Dit is de foutieve logica van de evolutie. Evolutionisten hopen gewoon dat je niks weet van scheikunde!

Dr. Charles McCombs heeft een doctoraat in de organische chemie, is geschoold in de wijze van wetenschappelijk onderzoek, en heeft twintig chemische patenten op zijn naam staan.

Het Probleem van Isomerisatie

Moleculen bestaan uit een verzameling van atomen, die in een specifieke volgorde zijn gerangschikt. De hoeveelheid en de volgorde van de atomen bepaalt wat voor molecuul het is. Ook moleculen met precies dezelfde atomen kunnen verschillen van elkaar. Neem het molecuul propanol (zie Figuur 3) als voorbeeld.

Figuur 3. Twee verschillende vormen (isomeren) van het molecuul propanol. A. 1-propanol: hier zit de OH-groep op de eerste plek van het molecuul; B. 2-propanol: hier zit de OH-groep op de tweede plek van het molecuul. Dit verschil zorgt onder andere voor een verschil in kook- en smeltpunt.

Propanol (C3H7OH) is een klein kool-waterstofmolecuul met een ‘OH’-groep, in scheikundige termen een alcohol- of hydroxy-groep genoemd. Er bestaan twee vormen van propanol: 1-propanol en 2-propanol. Het verschil zit hem in de plaats van de OH-groep. Bij het ene molecuul zit de OH-groep aan het begin van de keten en bij het andere zit het in het midden (zie respectievelijk Figuur 3A en 3B). Ook al lijken deze twee moleculen heel erg op elkaar, toch hebben ze beiden andere eigenschappen. 1-Propanol heeft bijvoorbeeld zowel een lager vriespunt als een hoger kookpunt dan 2-propanol. Wanneer twee moleculen wel dezelfde atomen hebben maar toch anders gerangschikt zijn, dan zijn ze isomeren van elkaar (isos = “hetzelfde”, méros = “deel”).

Er bestaan verschillende soorten isomeren. 1-Propanol en 2-propanol zijn structuurisomeren, omdat ze in hun structuur verschillen (de OH-groep zit op een andere plek). Een andere vorm zie je in Figuur 4. Dit zijn spiegelbeeldisomeren van het aminozuur Alanine (zie ook Figuur 2). Als je spiegelbeeldisomeren met bepaalde meetapparatuur bekijkt, zie je dat ze verschillende kanten op draaien. Op deze manier kan je ze uit elkaar houden. Links zie je S-alanine: dit molecuul draait linksom. Het spiegelbeeld hiervan is R-alanine; dit molecuul draait rechtsom.

Het bijzondere in de natuur (en waarschijnlijk een grapje van de Schepper) is dat van de aminozuren alleen de linksdraaiende variant voorkomt (met een enkele uitzondering). De rechtsdraaiende variant wordt ook niet door het lichaam verwerkt, en kan op deze manier zelfs schadelijk zijn. Als aminozuren echter volledig via natuurlijke wijze zouden zijn ontstaan, is het onmogelijk om maar één variant te krijgen. Bij het maken van aminozuren wordt namelijk altijd een mengsel van zowel rechtsdraaiende als linksdraaiende moleculen gemaakt, mits een (intelligente) wetenschapper de reactiecondities zo uitkiest dat er maar één ontstaat.

De grootste grap is dat dit ook voor suikermoleculen in het lichaam geldt, alleen dan precies andersom: suikers komen in het lichaam vrijwel alleen maar voor in hun R-variant. De evolutietheorie geeft geen goede verklaring voor deze twee fenomenen. Dit is het probleem van isomerisatie.

Figuur 4. Spiegelbeeldisomeren van het aminozuur Alanine. Links is linksdraaiend (S-)alanine afgebeeld, rechts is rechtsdraaiend (R-)alanine afgebeeld. De dikke lijn ‘steekt de pagina uit’, en de gestreepte lijn ‘gaat de pagina in’. Als R-alanine op dezelfde manier wordt getekend als S-alanine (meest rechtse tekening), dan zie je dat de H en CH3 zijn omgedraaid.