คำถาม 3
ชุดคำสั่งมาจากไหน?
ทำไมคุณจึงมีหน้าตาอย่างนี้? อะไรเป็นตัวกำหนดสีผิว ตา และผมของคุณ? อะไรทำให้คุณมีส่วนสูง รูปร่าง หรือหน้าตาละม้ายไปทางพ่อหรือแม่? อะไรสั่งให้ปลายนิ้วด้านหนึ่งนิ่มและอีกด้านหนึ่งมีเล็บแข็ง ๆ งอกขึ้นมาปกป้องไว้?
ในสมัยชาลส์ ดาร์วิน คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้เป็นเรื่องลึกลับ. ดาร์วินเองก็รู้สึกทึ่งกับการถ่ายทอดลักษณะต่าง ๆ จากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป แต่เขาไม่รู้อะไรมากเกี่ยวกับกฎการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม และแทบไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับกลไกในเซลล์ที่กำหนดกรรมพันธุ์. แต่ในปัจจุบัน นักชีววิทยาใช้เวลาหลายสิบปีแล้วในการศึกษาด้านมนุษยพันธุศาสตร์และชุดคำสั่งอย่างละเอียดที่บรรจุอยู่ในโมเลกุลอัศจรรย์ที่เรียกกันว่าดีเอ็นเอ (กรดดีออกซิไรโบนิวคลีอิก). แน่นอน คำถามที่สำคัญคือ ชุดคำสั่งเหล่านี้มาจากไหน?
นักวิทยาศาสตร์หลายคนอ้างอย่างไร? นักชีววิทยาและนักวิทยาศาสตร์อื่น ๆ หลายคนคิดว่า ดีเอ็นเอและรหัสคำสั่งของมันเกิดจากเหตุบังเอิญที่ไร้การควบคุมซึ่งดำเนินมาอย่างต่อเนื่องนานหลายล้านปี. พวกเขากล่าวว่า ไม่พบหลักฐานว่ามีการออกแบบ ไม่ว่าจะในโครงสร้างของโมเลกุลนี้ หรือในข้อมูลที่มันเก็บไว้และถ่ายทอด หรือในวิธีที่มันทำงาน.17
คัมภีร์ไบเบิลกล่าวอย่างไร? คัมภีร์ไบเบิลบอกว่าอวัยวะต่าง ๆ ในร่างกายเราเป็นรูปเป็นร่างขึ้นมาตามกำหนดเวลา เสมือนเขียนไว้แล้วในสมุดของพระเจ้า. ขอสังเกตถ้อยคำที่กษัตริย์ดาวิดพรรณนาไว้เมื่อท่านกล่าวถึงพระเจ้าโดยการดลใจว่า “พระเนตรของพระองค์เห็นข้าพเจ้าเมื่อยังเป็นตัวอ่อนอยู่ด้วยซ้ำ และรายละเอียดของอวัยวะทุกส่วนของข้าพเจ้าถูกเขียนไว้ในสมุดของพระองค์ แม้แต่เรื่องเวลาที่อวัยวะเหล่านั้นเป็นรูปเป็นร่างขึ้นมา ก็เขียนไว้แล้วในตอนที่ข้าพเจ้ายังไม่มีอวัยวะใดเลย.”—บทเพลงสรรเสริญ 139:16, ล.ม.
หลักฐานเผยอะไร? ถ้าวิวัฒนาการเป็นความจริง อย่างน้อยก็น่าจะเห็นความเป็นไปได้มากพอที่ดีเอ็นเอจะเกิดขึ้นจากเหตุบังเอิญหลาย ๆ ครั้งต่อกัน. ถ้าคัมภีร์ไบเบิลเป็นความจริง ก็น่าจะมีหลักฐานที่หนักแน่นว่าดีเอ็นเอเกิดขึ้นจากความคิดอันชาญฉลาดที่เป็นระบบ.
เมื่ออธิบายด้วยภาษาง่าย ๆ ดีเอ็นเอก็เป็นเรื่องที่เข้าใจได้และน่าสนใจอย่างยิ่ง. ดังนั้น ให้เราเข้าไปสำรวจเซลล์กันอีกครั้ง. แต่คราวนี้จะสำรวจเซลล์ของมนุษย์. ขอให้จินตนาการว่า คุณกำลังจะเข้าไปในพิพิธภัณฑ์ที่สร้างขึ้นเพื่อสอนเรื่องการทำงานของเซลล์โดยเฉพาะ. พิพิธภัณฑ์ทั้งหลังคือแบบจำลองของเซลล์ทั่ว ๆ ไปเซลล์หนึ่งของมนุษย์ แต่มีขนาดใหญ่กว่าเซลล์ของจริงประมาณ 13,000,000 เท่า. พิพิธภัณฑ์นี้ใหญ่พอ ๆ กับสนามฟุตบอลขนาดยักษ์ที่จุผู้ชมได้ประมาณ 70,000 ที่นั่ง.
คุณเข้าไปในพิพิธภัณฑ์และตะลึงกับที่ที่น่าพิศวงนี้ ซึ่งเต็มไปด้วยโครงสร้างและรูปทรงแปลก ๆ. รูปทรงกลมที่อยู่ใกล้ใจกลางเซลล์นั้นคือนิวเคลียส มีความสูงเท่าตึก 20 ชั้น. คุณเดินตรงไปที่นั่น.
“ผลงานยอดเยี่ยมทางวิศวกรรม”—สายดีเอ็นเอขดตัวอย่างไร การขดตัวของสายดีเอ็นเอภายในนิวเคลียสเป็นผลงานยอดเยี่ยมทางวิศวกรรม เปรียบได้กับการขดด้ายเส้นเล็กความยาว 40 กิโลเมตรไว้ในลูกเทนนิส
คุณเดินเข้าทางประตูตรงผิวด้านนอกของนิวเคลียส ซึ่งเป็นเยื่อหุ้มนิวเคลียส แล้วมองไปรอบ ๆ. สิ่งที่โดดเด่นที่สุดในห้องคือโครโมโซม 46 แท่ง. มีการจัดโครโมโซมที่เหมือนกันมาวางไว้ด้วยกันเป็นคู่ ๆ แต่ละคู่สูงไม่เท่ากัน คู่ที่อยู่ใกล้คุณที่สุดสูงพอ ๆ กับตึก 12 ชั้น (1). โครโมโซมแต่ละแท่งมีลักษณะเป็นคอคอดตรงกลาง มันจึงดูคล้ายกับไส้กรอกสองท่อนที่ต่อติดกัน แต่มีความหนาพอ ๆ กับต้นซุงขนาดใหญ่. คุณเห็นสายมากมายพันเป็นวงรอบแท่งโครโมโซมจำลองนั้นตลอดทั้งแท่ง. เมื่อเข้าไปดูใกล้ ๆ ก็เห็นว่าแต่ละวงนั้นมีเส้นในแนวดิ่งตัดลงมาตลอดสาย. ระหว่างเส้นเหล่านั้นมีเส้นสั้น ๆ ในแนวนอนเรียงลงมาเป็นแถว (2). นี่คือหนังสือที่วางซ้อนกันเป็นตั้ง ๆ หรือ? ไม่ใช่. แต่เป็นขอบด้านนอกของห่วงที่แต่ละห่วงอัดชิดกันแน่นตามแนวตั้ง. คุณดึงห่วงนั้นออกมาอันหนึ่ง ห่วงนั้นก็คลี่ออกเป็นสาย. คุณประหลาดใจที่เห็นว่าห่วงนั้นยังประกอบไปด้วยขดม้วนเล็ก ๆ (3) ซึ่งก็เรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบเช่นกัน. สิ่งที่อยู่ในขดเหล่านี้คือส่วนสำคัญที่สุดของโครโมโซม มันดูคล้ายกับเชือกที่ยาวมาก ๆ. มันคืออะไร?
โครงสร้างของโมเลกุลอันน่าทึ่ง
เราขอเรียกส่วนของแท่งโครโมโซมจำลองนั้นง่าย ๆ ว่าเชือก. เชือกนี้หนาประมาณหนึ่งนิ้ว. เชือกพันแน่นอยู่รอบลูกปัด (4) ซึ่งช่วยให้มันม้วนเป็นขดเล็ก ๆ อยู่ภายในขดวงใหญ่. ขดเหล่านี้เชื่อมต่อกับโครงที่ยึดพวกมันให้อยู่ในตำแหน่งของมัน. ป้ายนิทรรศการอธิบายว่า เชือกนี้ม้วนทบไปมาแบบที่ใช้เนื้อที่อย่างมีประสิทธิภาพ. ถ้าคุณดึงเชือกทั้งเส้นออกจากโครโมโซมจำลองแท่งหนึ่งแล้วขึงให้ตึง ความยาวจากปลายข้างหนึ่งถึงอีกข้างหนึ่งจะประมาณครึ่งหนึ่งของระยะทางรอบโลก!a
หนังสือวิทยาศาสตร์เล่มหนึ่งเรียกระบบขดม้วนทบไปมาด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพนี้ว่าเป็น “ผลงานยอดเยี่ยมทางวิศวกรรมที่น่ามหัศจรรย์.”18 คุณคิดว่ามีเหตุผลไหมที่บอกว่า ไม่มีวิศวกรผู้ใดอยู่เบื้องหลังผลงานที่น่าทึ่งนั้น? ถ้าพิพิธภัณฑ์นั้นมีร้านค้าขนาดใหญ่ที่มีสินค้านับล้าน ๆ ชิ้นวางขาย และจัดวางของไว้อย่างเป็นระเบียบจนทำให้หาสิ่งที่คุณต้องการได้ง่าย ๆ คุณจะคิดว่าไม่มีใครจัดร้านนั้นไหม? คุณไม่คิดอย่างนั้นแน่! แต่การจัดร้านนั้นก็เป็นเรื่องง่ายมากเมื่อเทียบกันแล้ว.
ในพิพิธภัณฑ์มีป้ายเชิญคุณให้จับเชือกนั้นมาดูใกล้ ๆ (5). ขณะที่คุณจับเชือกดู คุณก็เห็นว่านี่ไม่ใช่เชือกธรรมดา ๆ. เชือกนี้ประกอบด้วยสาย 2 เส้นตีเกลียวกันอยู่ มีแท่งเล็ก ๆ ทำหน้าที่ยึดสายทั้งสองไว้ด้วยกัน โดยเว้นระยะห่างเท่ากันตลอดเส้น. เชือกนี้ดูคล้ายกับบันไดที่ถูกบิดจนมีลักษณะเป็นเกลียวเหมือนบันไดเวียน (6). ตอนนี้คุณรู้แล้วว่า สิ่งที่ถืออยู่ในมือคุณก็คือโมเลกุลดีเอ็นเอจำลอง ซึ่งเป็นสิ่งน่าอัศจรรย์ที่ยิ่งใหญ่อย่างหนึ่งของชีวิต!
โมเลกุลดีเอ็นเอหนึ่งสายพันกับเม็ดลูกปัดและโครงค้ำที่ขดทบกันไปมาหลายชั้นจนเป็นแท่งโครโมโซม. ส่วนที่เปรียบเหมือนขั้นบันไดของสายดีเอ็นเอนั้นเรียกกันว่า “คู่เบส” (7). คู่เบสนี้มีบทบาทอะไร? ทั้งหมดนี้ทำหน้าที่อะไร? ป้ายนิทรรศการมีคำอธิบายง่าย ๆ ประกอบ.
ระบบเก็บบันทึกข้อมูลที่เหนือชั้น
ป้ายนั้นบอกว่า สิ่งสำคัญที่จะช่วยไขความเข้าใจเรื่องดีเอ็นเออยู่ที่ขั้นบันได หรือแท่งที่ยึดสายสองข้างนั้นไว้. ขอให้นึกภาพบันไดที่แยกสองข้างออกจากกัน. แต่ละข้างมีขั้นบันไดส่วนหนึ่งยื่นออกมา. ขั้นบันไดส่วนที่ยื่นออกมานี้มีเพียงสี่ชนิด. นักวิทยาศาสตร์ให้ชื่อมันว่า A, T, G, และ C. นักวิทยาศาสตร์รู้สึกทึ่งเมื่อค้นพบว่า การนำอักษรสี่ตัวนี้มาเรียงสลับกันไปมาบนสายดีเอ็นเอเป็นการเก็บบันทึกข้อมูลในรูปของรหัส.
คุณอาจรู้จักรหัสมอร์สที่คิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 เพื่อให้ผู้คนติดต่อกันได้ทางโทรเลข. รหัสมอร์สใช้ “อักษร” แค่สองตัว คือจุดและขีด. แต่เราสามารถนำรหัสดังกล่าวมาสร้างเป็นคำหรือประโยคได้นับไม่ถ้วน. ส่วนดีเอ็นเอใช้อักษรสี่ตัวในการสร้างรหัส. การนำอักษรสี่ตัวคือ A, T, G, และ C มาเรียงสลับกันไปมา จะประกอบขึ้นเป็น “คำ” ที่เรียกกันว่าโคดอน. หลาย ๆ โคดอนร้อยเรียงกันเป็น “เรื่องราว” ที่เรียกว่ายีน. ยีนแต่ละยีนมีอักษร 27,000 ตัวโดยเฉลี่ย. ยีนและส่วนยาวเหยียดที่คั่นอยู่ระหว่างยีนเหล่านั้นบนสายดีเอ็นเอประกอบกันเป็น “บท” ได้แก่โครโมโซมแต่ละแท่ง. โครโมโซมทั้ง 23 แท่งรวมกันเป็น “หนังสือ” เล่มหนึ่งซึ่งก็คือจีโนม หรือข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง ๆ.b
ถ้าจีโนมเป็นหนังสือ ก็คงเป็นเล่มมหึมา. หนังสือเล่มนี้มีข้อมูลอยู่มากขนาดไหน? รวมทั้งหมดแล้ว จีโนมของมนุษย์ประกอบด้วยคู่เบสหรือขั้นบันไดราว ๆ สามพันล้านขั้นบนสายดีเอ็นเอ.19 ลองนึกภาพสารานุกรมชุดหนึ่งที่แต่ละเล่มหนากว่าพันหน้า. เพื่อบรรจุข้อมูลจีโนมจะต้องใช้หนังสือเล่มหนาขนาดนั้น 428 เล่ม. เมื่อรวมข้อมูลจีโนมชุดที่สองในเซลล์แต่ละเซลล์เข้าไปอีก ก็จะต้องใช้หนังสือทั้งสิ้น 856 เล่ม. ถ้าคุณพิมพ์ข้อมูลจีโนมนี้ด้วยตัวเอง คุณจะต้องทำงานเต็มเวลาโดยไม่ลาพักเลยเป็นเวลาประมาณ 80 ปี!
แน่นอน สุดท้ายสิ่งที่คุณพิมพ์ไว้ทั้งหมดก็คงไม่มีประโยชน์อะไรต่อตัวคุณ. คุณจะเอาหนังสือเล่มโต ๆ หลายร้อยเล่มใส่เข้าไปในเซลล์แต่ละเซลล์ที่มีขนาดเล็กจนมองไม่เห็นจำนวน 100 ล้านล้านเซลล์ได้อย่างไร? การอัดข้อมูลมากมายขนาดนั้นเป็นเรื่องที่ไกลเกินความสามารถของเรา.
ศาสตราจารย์สาขาชีวโมเลกุลและวิทยาการคอมพิวเตอร์คนหนึ่งกล่าวว่า “ดีเอ็นเอหนึ่งกรัม ซึ่งเมื่อทำให้แห้งจะมีปริมาตรประมาณหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตร สามารถจุข้อมูลได้เท่ากับแผ่นซีดี [คอมแพ็กต์ดิสก์] ประมาณหนึ่งล้านล้านแผ่น.”20 นี่หมายความว่าอะไร? อย่าลืมว่าดีเอ็นเอมียีนบรรจุอยู่ ซึ่งเป็นรหัสคำสั่งที่ใช้สำหรับสร้างร่างกายมนุษย์คนหนึ่ง ๆ. แต่ละเซลล์มีรหัสคำสั่งครบชุดอยู่ภายในเซลล์. ดีเอ็นเอจุข้อมูลได้มากถึงขนาดที่ดีเอ็นเอหนึ่งช้อนชาสามารถเก็บรหัสคำสั่งสำหรับสร้างมนุษย์ได้มากกว่าจำนวนผู้คนที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบันประมาณ 350 เท่า! ดีเอ็นเอที่ต้องการใช้สำหรับประชากรเจ็ดพันล้านคนบนโลกในเวลานี้คงมีปริมาตรน้อยมากจนแทบไม่พอที่จะเคลือบเป็นผิวบาง ๆ บนช้อนชา.21
หนังสือที่ไม่มีผู้แต่งหรือ?
ดีเอ็นเอหนึ่งกรัมจุข้อมูลได้เท่ากับซีดีหนึ่งล้านล้านแผ่น
ทั้ง ๆ ที่มีความก้าวหน้าในการย่อสิ่งต่าง ๆ ให้มีขนาดเล็กลง แต่ก็ยังไม่มีอุปกรณ์เก็บบันทึกข้อมูลใด ๆ ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นสามารถจุข้อมูลได้มากเท่ากับดีเอ็นเอ. ถึงกระนั้น ก็นับว่าเหมาะที่จะเปรียบดีเอ็นเอกับแผ่นซีดี. ขอพิจารณาตัวอย่างนี้: แผ่นซีดีรูปวงกลม มีผิวมันวาว ซึ่งออกแบบให้จุข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ อาจทำให้เรารู้สึกประทับใจ. เราเห็นหลักฐานชัดว่า ผู้ประดิษฐ์แผ่นซีดีต้องเป็นคนฉลาดปราดเปรื่อง. แต่ถ้ามีข้อมูลคำสั่งอย่างละเอียดเป็นขั้น ๆ และสอดคล้องลงรอยกัน ทั้งในเรื่องวิธีสร้าง บำรุงรักษา และซ่อมแซมเครื่องจักรที่ซับซ้อนบรรจุอยู่ในแผ่นนั้นด้วยล่ะ? ข้อมูลเหล่านั้นแทบไม่ได้ทำให้น้ำหนักหรือขนาดของแผ่นซีดีเปลี่ยนไป. แต่สิ่งสำคัญที่สุดก็คือข้อมูลคำสั่งที่บรรจุอยู่ในแผ่นซีดีนั้น คำสั่งที่บรรจุไว้ในแผ่นนั้นจะทำให้คุณลงความเห็นไหมว่าต้องมีผู้ที่มีเชาวน์ปัญญาเขียนขึ้น? ข้อความจะเกิดขึ้นเองโดยไม่มีผู้เขียนได้หรือ?
ไม่ใช่การกล่าวเกินจริงที่จะเปรียบดีเอ็นเอกับแผ่นซีดีหรือกับหนังสือ. ที่จริง หนังสือเล่มหนึ่งที่เขียนเรื่องจีโนมบอกว่า “ตามจริงแล้ว ความคิดที่ว่าจีโนมเป็นหนังสือไม่ใช่แค่การเปรียบเทียบ แต่มันเป็นอย่างนั้นจริง ๆ. หนังสือเป็นข้อมูลเชิงดิจิตอล . . . จีโนมก็เป็นอย่างนั้นด้วย.” ผู้เขียนยังเสริมว่า “จีโนมเป็นหนังสืออัจฉริยะ เพราะในสภาพที่เหมาะสม มันสามารถถ่ายสำเนาและอ่านตัวเองได้.”22 และนั่นทำให้เรานึกถึงลักษณะสำคัญอีกอย่างหนึ่งของดีเอ็นเอ.
เครื่องจักรเคลื่อนที่
ขณะยืนอยู่ในห้องที่เงียบนี้ คุณเกิดสงสัยขึ้นมาว่า นิวเคลียสของเซลล์อยู่ในสภาพนิ่งสนิทจริง ๆ เหมือนในพิพิธภัณฑ์นี้หรือ. แต่แล้วคุณก็เห็นตู้กระจกที่มีสายดีเอ็นเอจำลองเส้นหนึ่งอยู่ในนั้น เหนือตู้มีป้ายบอกว่า “กดปุ่มเพื่อชมการแสดง.” คุณกดปุ่มนั้น และมีเสียงบรรยายว่า “ดีเอ็นเอมีหน้าที่สำคัญมากอย่างน้อยสองอย่าง. อย่างแรกเรียกว่า การถ่ายแบบ. ต้องมีการถ่ายสำเนาดีเอ็นเอขึ้นมาเพื่อว่าเซลล์ใหม่ทุก ๆ เซลล์จะมีข้อมูลพันธุกรรมทั้งหมดเหมือนกับเซลล์เดิม. ตอนนี้ขอเชิญชมการถ่ายแบบที่เราจำลองขึ้น.”
มีเครื่องจักรที่ซับซ้อนเคลื่อนเข้ามาจากประตูข้างหนึ่ง. จริง ๆ แล้วเครื่องจักรนี้ก็คือกลุ่มหุ่นยนต์ที่ทำงานประสานกัน. เครื่องจักรนั้นตรงไปที่สายดีเอ็นเอ เข้าไปเกาะกับสายนั้น แล้วก็เริ่มวิ่งไปบนสายดีเอ็นเอเหมือนกับรถไฟที่แล่นไปบนราง. เครื่องจักรเคลื่อนตัวค่อนข้างเร็วจนคุณดูไม่ทันว่ามันทำอะไร แต่คุณเห็นได้ว่าเกิดอะไรขึ้นกับสายดีเอ็นเอเมื่อมันเคลื่อนผ่านไปแล้ว มีดีเอ็นเอที่สังเคราะห์เสร็จแล้วเกิดขึ้นสองสาย จากเดิมมีแค่สายเดียว.
เสียงบรรยายอธิบายว่า “นี่เป็นการจำลองให้เห็นอย่างง่าย ๆ ว่าเกิดอะไรขึ้นขณะมีการถ่ายแบบดีเอ็นเอ. กลุ่มเครื่องจักรโมเลกุลที่เรียกว่าเอนไซม์ เคลื่อนไปบนสายดีเอ็นเอ โดยขั้นแรกมันจะแยกดีเอ็นเอออกเป็นสองสาย แล้วก็ใช้แต่ละสายเป็นแม่พิมพ์สำหรับสร้างสายใหม่ที่เป็นคู่สมกัน. เราไม่สามารถแสดงกลไกทุกอย่างที่เกี่ยวข้องให้ดูได้. ตัวอย่างเช่น มีเครื่องขนาดจิ๋วที่วิ่งนำเครื่องจักรถ่ายแบบ และตัดสายข้างหนึ่งของดีเอ็นเอให้ขาด เพื่อดีเอ็นเอจะคลายเกลียวได้อย่างอิสระ แทนที่จะยิ่งบิดเป็นเกลียวแน่นขึ้น. และเราก็ไม่สามารถแสดงให้คุณเห็นได้ว่า มีการ ‘ตรวจแก้’ ดีเอ็นเอหลาย ๆ ครั้งอย่างไร. ข้อผิดพลาดที่ตรวจพบได้รับการแก้ไขอย่างถูกต้องแม่นยำในระดับที่น่าทึ่งทีเดียว.”—ดูภาพในหน้า 16 กับ 17 ประกอบ.
เสียงบรรยายกล่าวต่อไปว่า “สิ่งที่เราแสดงให้คุณเห็นได้อย่างชัดเจนคือความเร็ว. คุณสังเกตว่าเครื่องจักรนี้วิ่งเร็วพอดูใช่ไหม? เครื่องจักรเอนไซม์ของจริงวิ่งบนสายดีเอ็นเอได้วินาทีละประมาณ 100 ขั้นบันไดดีเอ็นเอหรือคู่เบส.23 ถ้าสายดีเอ็นเอมีขนาดเท่ารางรถไฟ ‘เครื่องจักร’ เอนไซม์จะวิ่งด้วยความเร็วสูงกว่า 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง. ในแบคทีเรีย เครื่องจักรถ่ายแบบขนาดเล็ก ๆ เหล่านี้เคลื่อนตัวได้เร็วกว่านั้นถึงสิบเท่า! ในเซลล์มนุษย์ มีเครื่องจักรถ่ายแบบนับร้อยหน่วยทำงานตามจุดต่าง ๆ บนสายดีเอ็นเอ. เครื่องจักรเหล่านี้ทำสำเนาจีโนมทั้งชุดเสร็จสิ้นภายในเวลาแค่แปดชั่วโมง.”24 (ดูกรอบ “โมเลกุลที่อ่านและทำสำเนาได้” ในหน้า 20.)
“การอ่าน” ดีเอ็นเอ
เครื่องจักรถ่ายแบบดีเอ็นเอเคลื่อนออกไป แล้วก็มีเครื่องจักรอีกชนิดเข้ามาแทน. เครื่องจักรนี้วิ่งไปบนสายดีเอ็นเอเช่นกัน แต่วิ่งช้ากว่า. คุณเห็นสายดีเอ็นเอเข้าไปในเครื่องจักรด้านหนึ่ง แล้วโผล่ออกมาอีกด้านหนึ่ง โดยไม่เห็นว่ามีอะไรเปลี่ยนแปลง. แต่ว่ามีสายเส้นใหม่ เป็นสายเดี่ยวโผล่ออกมาจากช่องเปิดตรงกลางเครื่องนั้น มีลักษณะเหมือนหางที่ยาวออกมาเรื่อย ๆ. เกิดอะไรขึ้นหรือ?
เสียงบรรยายอธิบายต่อว่า “หน้าที่อย่างที่สองของดีเอ็นเอเรียกว่าการถอดรหัส. ดีเอ็นเอจะไม่ออกไปนอกนิวเคลียสซึ่งเป็นที่ที่ปลอดภัยของมัน. ถ้าอย่างนั้น ยีนบนดีเอ็นเอ ซึ่งมีชุดคำสั่งที่ใช้ในการสร้างโปรตีนทุกชนิดสำหรับร่างกายของคุณ จะถูกอ่านและเอาไปใช้ได้อย่างไร? เครื่องจักรเอนไซม์นี้จะทำหน้าที่ค้นหาตามสายดีเอ็นเอเพื่อหายีนที่ถูกสั่งให้ทำงานโดยสัญญาณเคมีจากภายนอกนิวเคลียส. จากนั้น เครื่องจักรนี้จะใช้โมเลกุลที่เรียกว่าอาร์เอ็นเอ (กรดไรโบนิวคลิอิก) คัดลอกยีน. อาร์เอ็นเอมีลักษณะที่เหมือนกับดีเอ็นเอสายเดี่ยวมาก แต่มีความแตกต่างกันอยู่. อาร์เอ็นเอทำหน้าที่ดึงข้อมูลที่เป็นรหัสในยีนออกมา. อาร์เอ็นเอถอดรหัสข้อมูลออกจากดีเอ็นเอขณะอยู่ในเครื่องจักรเอนไซม์ แล้วก็ออกจากนิวเคลียสมุ่งไปยังไรโบโซมตัวหนึ่งซึ่งจะใช้ข้อมูลนั้นเพื่อสร้างโปรตีน.”
คุณรู้สึกทึ่งมากขณะที่ชมนิทรรศการนี้. ทั้งพิพิธภัณฑ์และผู้ออกแบบที่ฉลาดปราดเปรื่องซึ่งสร้างเครื่องจักรเหล่านี้ทำให้คุณประทับใจจริง ๆ. จะเป็นอย่างไร ถ้าสามารถทำให้พิพิธภัณฑ์และทุกสิ่งในนั้นทำงานตามกลไกที่ตั้งไว้ เพื่อแสดงให้เห็นภาพการทำงานนับล้าน ๆ อย่างที่เกิดขึ้นพร้อม ๆ กันในเซลล์มนุษย์? นั่นคงเป็นภาพที่ตื่นตาตื่นใจทีเดียว!
แต่คุณก็รู้ดีว่า เครื่องจักรโมเลกุลขนาดจิ๋วที่มีความซับซ้อนกำลังดำเนินการทั้งหมดนี้อยู่แล้วจริง ๆ ภายในเซลล์นับ 100 ล้านล้านเซลล์ในตัวคุณ! ดีเอ็นเอของคุณกำลังถูกอ่าน เพื่อคัดลอกคำสั่งสำหรับใช้สร้างโปรตีนชนิดต่าง ๆ หลายแสนชนิดที่ประกอบเป็นตัวคุณ ไม่ว่าจะเป็นเอนไซม์ เนื้อเยื่อ หรืออวัยวะ. ขณะนี้กำลังมีการถ่ายสำเนาและการตรวจทานแก้ไขดีเอ็นเอในตัวคุณ เพื่อเซลล์ใหม่แต่ละเซลล์จะมีชุดคำสั่งชุดใหม่ไว้ให้อ่าน.
ทำไมข้อเท็จจริงเหล่านี้จึงสำคัญ?
ขอให้คิดถึงคำถามในตอนแรกอีกทีว่า “ชุดคำสั่งเหล่านี้มาจากไหน?” คัมภีร์ไบเบิลชี้ว่า ดีเอ็นเอและข้อมูลที่บรรจุอยู่ข้างในซึ่งเปรียบเสมือนหนังสือนั้น มาจากผู้ประพันธ์ที่มีความสามารถเลิศล้ำเหนือมนุษย์. นั่นเป็นข้อสรุปที่คร่ำครึหรือว่าไม่เป็นไปตามหลักวิทยาศาสตร์ไหม?
ขอพิจารณาเรื่องนี้: มนุษย์จะสร้างพิพิธภัณฑ์อย่างที่ได้พรรณนาไปก่อนหน้านี้ได้ไหม? พวกเขาคงจะเจอปัญหามากมาย ถ้าจะสร้างมันขึ้นมาจริง ๆ. มีอีกหลายสิ่งเกี่ยวกับจีโนมของมนุษย์และหน้าที่ของมันที่เรายังเข้าใจไม่มากนัก. นักวิทยาศาสตร์ยังพยายามค้นหาตำแหน่งและหน้าที่ของยีนทั้งหมดอยู่. นอกจากนี้ ยีนเป็นเพียงส่วนเล็กน้อยบนสายดีเอ็นเอ. จะว่าอย่างไรกับส่วนที่ยาวเหยียดบนสายดีเอ็นเอที่ไม่ใช่ยีน? นักวิทยาศาสตร์เรียกส่วนเหล่านั้นว่าดีเอ็นเอขยะ แต่เมื่อไม่นานมานี้พวกเขาได้ปรับทัศนะใหม่. ดีเอ็นเอส่วนดังกล่าวอาจทำหน้าที่ควบคุมว่าจะใช้ยีนอย่างไรและมากน้อยแค่ไหน. และแม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสามารถ สร้างดีเอ็นเอจำลองที่สมบูรณ์ครบถ้วนกับสร้างเครื่องจักรถ่ายสำเนาและตรวจแก้ได้ สิ่งที่จำลองขึ้นนี้จะทำงานได้จริง ๆ เหมือนกับดีเอ็นเอของจริงไหม?
ริชาร์ด ไฟน์แมน นักวิทยาศาสตร์ผู้มีชื่อเสียงทิ้งข้อความสั้น ๆ นี้ไว้บนกระดานดำไม่นานก่อนที่เขาจะเสียชีวิตว่า “สิ่งใดที่ผมสร้างไม่ได้ แสดงว่าผมไม่เข้าใจสิ่งนั้น.”25 ความถ่อมใจที่เขาพูดออกมาตรง ๆ เช่นนั้นทำให้ชื่นใจ และเห็นได้ชัดว่าคำกล่าวของเขาเป็นความจริงในกรณีของดีเอ็นเอ. นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถสร้างดีเอ็นเอกับกลไกที่ทำหน้าที่ถ่ายแบบและถอดรหัสได้ และพวกเขาก็ยังไม่เข้าใจดีเอ็นเออย่างถ่องแท้. ถึงกระนั้น บางคนก็ยังยืนยันว่า พวกเขารู้ว่าดีเอ็นเอเกิดจากเหตุบังเอิญหลาย ๆ ครั้งที่ไร้การควบคุม. หลักฐานที่คุณได้พิจารณาไปสนับสนุนข้อสรุปเช่นนี้จริง ๆ หรือ?
ผู้มีความรู้หลายคนสรุปว่า หลักฐานชี้ไปในทางตรงกันข้าม. เพื่อเป็นตัวอย่าง ฟรานซิส คริก นักวิทยาศาสตร์ที่มีส่วนร่วมในการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอเกลียวคู่ลงความเห็นว่า โมเลกุลนี้มีระเบียบระดับสูงมากจนเกินกว่าที่จะเกิดขึ้นโดยเหตุบังเอิญซ้ำ ๆ ที่ไร้การควบคุม. เขาเสนอความคิดว่า สิ่งมีชีวิตที่มีเชาวน์ปัญญาจากนอกโลกอาจส่งดีเอ็นเอเข้ามาเพื่อช่วยให้มีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นบนโลกนี้.26
ไม่นานมานี้ แอนโทนีย์ ฟลู นักปรัชญาผู้มีชื่อเสียงที่สนับสนุนแนวคิดเรื่องอเทวนิยมมาเป็นเวลา 50 ปี ได้เปลี่ยนความคิดของตนไปมากทีเดียว. ตอนที่อายุ 81 ปี เขาเริ่มแสดงความเชื่อว่าต้องมีเชาวน์ปัญญาที่สูงส่งเข้ามาเกี่ยวข้องกับการสร้างสิ่งมีชีวิต. อะไรทำให้เขาเปลี่ยนความคิด? ก็คือการศึกษาเรื่องดีเอ็นเอ. ตามที่มีการรายงานไว้ เมื่อมีคนถามว่า แนวความคิดใหม่ของเขาอาจไม่เป็นที่นิยมในหมู่นักวิทยาศาสตร์ ฟลูตอบว่า “น่าเสียดายนะถ้าเป็นอย่างนั้น. หลักการที่ผมยึดมาตลอดชีวิต . . . ก็คือต้องว่ากันตามหลักฐาน ไม่ว่าหลักฐานจะชี้นำไปทางไหน.”27
คุณคิดอย่างไร? หลักฐานชี้ไปในทางใด? ขอให้นึกภาพว่าคุณพบห้องคอมพิวเตอร์ห้องหนึ่งอยู่กลางโรงงาน. เครื่องคอมพิวเตอร์กำลังใช้โปรแกรมหลักที่ซับซ้อนควบคุมการทำงานทั้งหมดภายในโรงงาน. นอกจากนี้ โปรแกรมดังกล่าวยังส่งคำสั่งออกไปไม่ขาดสายเกี่ยวกับวิธีผลิตและบำรุงรักษาเครื่องจักรทุกเครื่องในโรงงาน และโปรแกรมนี้ก็กำลังทำสำเนาตัวเองและตรวจแก้คำสั่งเหล่านั้น. หลักฐานทำให้คุณได้ข้อสรุปเช่นไร? สรุปว่า คอมพิวเตอร์และโปรแกรมสร้างตัวเองขึ้นมา หรือว่าสิ่งเหล่านี้เป็นผลที่เกิดจากความคิดอันชาญฉลาดและเป็นระบบ? หลักฐานก็บอกชัดอยู่แล้ว.
a ตำรา Molecular Biology of the Cell (ชีววิทยาระดับโมเลกุลของเซลล์) ใช้มาตราส่วนอีกแบบหนึ่ง. ตำรานี้กล่าวว่า การพยายามขดเชือกยาว ๆ นี้เข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ คงจะเปรียบได้กับการพยายามใส่ด้ายเส้นเล็ก ๆ ยาว 40 กิโลเมตรเข้าไปในลูกเทนนิส แต่ด้วยวิธีขดทบกันไปมาอย่างประณีตและเป็นระเบียบมากถึงขนาดที่สามารถเข้าถึงแต่ละส่วนได้ง่าย.
b เซลล์หนึ่ง ๆ มีจีโนมสองชุด ในโครโมโซมทั้งหมด 46 แท่ง.