הקדמה:
על מה שיש או אין מאחורי מנגנוני החיים.
פרופ׳ מישל רבל, איש המחלקה לכימיה ביולוגית של מכון ויצמן, עוסק בבעיית הפיסוק של הצופן הגנטי. כלומר, פיענוח אותם אותות כימיים, המורים למערכת האחראית לתרגום הצופן הגנטי לחלבונים, היכן מתחילים ומסתיימים הקטעים האמורים לבוא לביטוי בתוך התא, בנסיבות המתאימות.
העולם הישן האמין אמונה תמימה בכוחו של החומר הדומם לחולל חיים מתוכו. אריסטו גרס, כי המעבר בטבע בין דומם לצומח ובין צומח לחי הוא כה חלק עד כי אין כלל להבחין בקו הגבול העובר ביניהם.
אפשר שגם כיום איננו יודעים הרבה יותר מאריסטו על המעבר בין צומח לחי, אך ברי לנו, כי לא קיים מעבר בין דומם לחי, אף כי מוצא שניהם הוא מקבוצת האטומים ממנה בנוי התבל כולו.
ועדיין איננו יודעים גם כיצד נוצרו החיים. היה זה פיסיקאי ומשורר איטלקי, פרנציסקו ראדי, שהוכיח כבר בשנת 1668, כי יצירה ספונטנית של החיים היא בלתי אפשרית. אך העולם נאלץ להמתין להופעתו של לואי פסטר, 200 שנה מאוחר יותר, כדי להיווכח סופית, כי לכל יצור חי עלי אדמות קדם יצור חי אחר – ממנו יצא. מצויידים בהנחה זאת קל היה לטפס בשלבי האבולוציה של דארווין ולהגיע עד ליצור החי הראשון. אך כיצד נוצר זה? אם לא קדם לו שום יצור אחר אין זאת שהופעתו היתה פרי יצירה ספונטנית של החיים. אמנם, ניסויים מעבדתיים הראו, כי חומרים אורגניים יכלו להווצר בתנאי העולם הקדום בהשפעת קרניים אולטרה סגולות, ברקים, גלי הלם וכיוצא בכך, אך כיצד הפכו חומרים חיים אלה ל-״חיים״? כיצד הופך אוסף סתמי של מוליקולות אורגניות לאורגניזם משמעותי – בו המוליקולות פועלות על פי תכנית, הבאה לשרת את מטרת קיומו של האורגניזם ולא את הפונקציות של מנגנוניו? מהו אותו משהו המקנה להרכב מסויים של מוליקולות כשרים כוללים ומופלאים, כמו ייצוב ושמירת מערך מסויים וקבוע של גורמים ויחסים כימו-פיסיקליים (טמפ׳ הגוף, שיעור הנוזלים בגוף וכו׳), למרות השינויים בתנאי הסביבה? ומהו אותו משהו, שיש הטוענים כי לא ניתן להגדירו (לפי שעה?) במונחים של מנגנונים כימו-פיסיקליים, המפקח ומתאם ומנחה את פונקציות הקיום לכלל מבנה, שיעודו הבטחת קיומו של האורגניזם השלם?
כל אלה הן אך מעט מן השאלות המטרידות כל מי שמבקש להבין את משמעות המושג ״חיים״ ואת הת3הוותם. האם בכלל ניתן להשיב עליהן בלא עזרת ״כוח פנימי מכוון״, או ״כוח מנחה עליון״? או אולי יכולה כימיית החיים להסביר את כל תכונות החיים?
פרופ׳ מישל רבל, איש המחלקה לכימיה ביולוגית של מכון ויצמן, סבור כי כן. פרופ׳ רבל הינו אדם דתי, אך אמונתו אינה מפריעה לו להסביר את התהוות החיים בעזרת חוקי החומר בלבד. בעצם, שאלת האבולוציה הכימית, שקדמה להתהוות החיים, ושאלת החיים עצמה, אינן נכללות בתחום מחקרו. פרופ׳ רבל עוסק בבעיית הפיסוק של הצופן הגנטי. כלומר, פיענוח אותם אותות כימיים, המורים למערכת האחראית לתרגום הצופן הגנטי לחלבונים, היכן מתחילים ומסתיימים הקטעים האמורים לבוא לביטוי בתוך התא, בנסיבות המתאימות. אולם, כל מי שעוסק בבעיה זאת, מטעים פרופ׳ דבל, אינו יכול שלא לשאול את עצמו כיצד כל זה נוצר ומה קדם לו. כיוון שכך, מוכן פרופ׳ רבל לחרוג מתחום עיסוקו הספציפי ולעסוק שעה ארוכה בבירור המושג הרחב הקרוי ״חיים״.
הגדרת החיים
כתלמידו של ז׳אק מונו, ביולוג צרפתי בעל פרס נובל, שפיתח את התיאוריה על הרנא-שליח (חומצת גרעין בתא, שמעבירה אינפורמציה גנטית) ועל מנגנון הויסות בצופן הגנטי, מאמץ פרופ׳ רבל את הנחת מורו, כי החיים נבחנים בשתי תכונות עיקריות: עקרון היציבות ועקרון השכלול. ב״יציבות״ מתכוונים ליכולתו של החי לשכפל את עצמו לדמות דומה לו. דבר זה נעשה באורגניזמים החיים ע״י תכונתו של החומר הגנטי (החומצות הגרעיניות) לשמור על המבנה הכימי שלו למרות תהליך ההכפלה; ואילו ב״שכלול״ מתכוונים לקיומם של אנזימים (חלבונים), המאפשרים למוליקולה של החומר הגנטי לשמור את האינפורמציה ולבצע את ההכפלה בדרגת יעילות גבוהה, וגם לעבור שינויים מהירים בהתאם ללחץ הסביבה. ביעול ובשכלול בלתי פוסקים של המנגנונים האחראיים לקיום, מתמצה, לדעת פרופ׳ רבל, כל תהליך האבולוציה, שראשיתו במיקרואורגניזם הפשוט וסופו ברב-תאים המורכב. ואם נוציא עתה את המילים שבתוך הסוגריים נראה, כי שני עקרונות החיים המרכזיים מתמלאים כבר בעצם נוכחותם של שני חומרים בלבד: חומצה גרעינית וחלבון. ומכך נובעת ההנחה, שהחיים החלו עם חומרים אלה.
פרופ׳ רבל מחפש את התשובה לחיים בחוקי החומר בלבד. הוא דוחה את הגישה הויטליסטית, הגורסת מציאותו של גורם חיים ספציפי — שאינו ניתן להגדרה בקטגוריות כימו-פיסיקליות. באותה מידה דוחה הוא את האימפליקציות הפרובוקטיביות הכלולות בדבריו של לואי פסטר על הדיסימטריה בחומרים החיים. פסטר גילה, כי בניגוד לסימטריה השוררת במוליקולות הלא אורגניות, הרי שבאורגניות קיימת דיסימטריה (כאשר מקרינים עליהן אור מקוטב נוטה האור שמאלה או ימינה). פסטר סבר, כי הדיסימטריה איננה תופעה מקרית, אלא פועל יוצא של הדיסימטריה ביקום. שכן, אם נציג בלילה מראה מול השמים לא תחפוף הבבואה הנשקפת ממנה את מסלולי הכוכבים במציאות.
דעתו של פרופ׳ רבל אינה “נוחה״ מטיעונו של פסטר, שכן, סבור הוא, חוקי הפיסיקה והכימיה יכולים להסביר בהצלחה מלאה את תופעות החיים — בלא עזרת המטפיסיקה. אך מה, בכל זאת, עומד מאחורי ה4דיסימטריה? היתכן שיש בה משהו מהותי לחיים? ואולי אפשר שהיא ביטוי, אף כי סתום עדיין, של גורם החיים החמקמק? הסברו של פרופ׳ רבל פרוזאי הרבה יותר: כשנתהוו המוליקולות הראשונות, החומצות האמיניות, למשל, היו בודאי גם ״שמאליות״ וגם ״ימניות״. העובדה שנותרה צורה אחת אינה פרי העדפה מסתורית, אלא נובעת משני הכוחות העומדים ביסוד כל אבולוציית החיים: הסלקציה והמקריות. נראה, שבמשחק הקיום ששרר אז הצליחה יותר, במקרה, אותה מערכת שהשתמשה בחומצות אמיניות מסדרת השמאל, ומשהצליחה קבעה אחת ולתמיד את גורל כל המוליקולות שהתפתחו ממנה – לשמאל. הסיבה לכך פשוטה. צורתה התלת-מימדית של מוליקולת החלבון מתקבלת מהתקפלות החומצות האמיניות סביב עצמן; דבר זה מאפשר לחלבונים לזהות את החומרים עליהם הם פועלים באופן מאוד ספציפי. לכן, אם אנזים מסויים בנוי להכיר צורה שמאלית של חומר הוא יוכל לפעול רק על צורה כזאת ולא יוכל להגיב על צורה אחרת. ולפיכך, באותה מערכת לא יכולות להתקיים צורות ימניות ושמאליות כאחת. מסכם פרופ׳ רבל: משנבנתה פעם, במקרה, מוליקולה שמאלית, צורתה נשמרה והופצה בעזרת תהליכי השכפול. אבל, אין זה אומר שלו בחר המקרה בצורת ימין היתה זו מתגלית פחות יעילה וטובה מצורת השמאל.
התהוות החומרים האורגניים
טיעון זה, שהכוח המניע שלו הוא המקריות, מחזיר אותנו להתחלה, לאוקינוס הקדום ששימש משכן להתהוות החיים. ״מה בדיוק קרה שם״, אומר פרופ׳ רבל, ״איש איננו יודע. ככלות הכל, ההסברים שאנו נותנים להופעת החיים הם אקסטרפולציות של ידיעתנו העכשוית, ומזה ברור שהסברים אלה אינם מדע״.
מה שברור, ככל הנראה, שכדור הארץ ״נולד״ לפני 5 מיליארד שנה בקירוב. האטמוספירה שלנו היתה מורכבת מגזי הליום ומימן (כמו בשאר כוכבי הלכת), אבל בגלל כוח המשיכה הקטן יחסית של כדור הארץ השתחררו גזים אלה למרחב הבין-כוכבי והותירו מאחוריהם חלל ריק. לאחר זמן נוצרה האטמוספירה הפרימיטיבית השניה, שהיתה עשירה בחנקן, עקב פליטת גזים של נתרן ודו-תחמוצת הפחמן מהרי הגעש. באותו זמן שררה על פני כדור הארץ טמפרטורה גבוהה מאוד וזו החישה את הריאקציות הכימיות בין החנקן לשרידי המימן שנותר, ובין הנתרן ודו-תחמוצת הפחמן למימן. כך נוצרה עד מהרה אטמוספירה שהכילה אמוניאק (NH3), מיתאן (CH4), דו-תחמוצת הפחמן (CO2), וכנראה גם אדי מים בשפע עצום. בשלב שני, עם התקררות כדור הארץ, הפכו אדי המים לימים, שהכילו כמות ניכרת של אמוניאק ומיתאן מומסים. ״בשלב זה״, מציין פרופ׳ רבל, ״מופיע מושג האבולוציה הכימית — אותו תהליך של התהוות תרכובות אורגניות שקדם להופעת החיים. מסתבר מניסויים שנערכו במעבדה, בתנאים הזהים לתמונת העולם שלפי השערתנו היה קיים אז, כי ניתן לקבל יצירה ספונטנית של חומרים אורגניים, הן בסיסי נוקליאוטידים – מהם מורכבות החומצות הגרעיניות, והן חומצות אמיניות — מהן מורכבים החלבונים. הראשון שחשב על כך היה פרופ׳ אופרין. על ידי העברת זרם חשמל בתוך אטמוספירות גזיות של מיתאן ו-אמוניאק קיבל חומצות אמיניות ובסיסי נוקליאוטידים – דומים לאלה המרכיבים את החומצות הגרעיניות. כלומר, המסקנה היתה, שבהשפעת ברקים או טמפרטורה גבוהה נוצרה מעצמה סינטזה של החומרים האורגניים הראשונים מחומרים לא אורגניים. בעקבות אופיין הלכו חוקרים אחרים וגם הם קבלו תוצאות דומות, באמצעות גלי הלם וקרניים אולטרה סגולות. אלא שאין הסיפור פשוט כל כך. התברר עד מהרה, ולענין זה תרם פרופ׳ הלמן ממכון ויצמן תרומה חשובה ביותר, כי הריאקציות שהיו יכולות להתהוות מעצמן באטמוספירה אינן מספיק מהירות, וכי כדי לקבל תוצאות אלה נדרש ריכוז גבוה מדי של החומרים באויר. כתוצאה מכך החלו לחפש את מקום הסינטזה במים במקום באויר, ובד בבד חיפשו את הקטליזטור (זרז) של סינטזה זאת. ואכן מצאו בזמן האחרון חומר אנאורגני פשוט למדי, הקרוי חומצה ציאנידרית, שיש לו תכונה להגיב עם המיתאן, האמוניאק ותרכובות של חמצן. והנה, בעזרת חומצה זאת, ניתן לקבל בקלות יחסית כמויות גדולות למדי של חומצות אמיניות. עכשיו, מאחר שחומצה אמינית אחת נבדלת מרעותה על ידי אורך שרשרת הפחמנים שיש לה, ומאחר שאורך השרשרת הפחמנית נקבע לפי מספר המיתאנים שנספחו אליה במהלך הסינטזה, בזה אחר זה, הרי שניתן היה באוקינוס הקדום של כדור הארץ לבנות את כל החומצות האמיניות הנחוצות להרכבת החלבונים המוכרים לנו היום (משהו מעין זה ארע עם החומרים המשתתפים בהרכב חומצות הגרעין). הדבר המעניין בכל ההסבר הזה, הוא הקלות היחסית שבה אפשר לקבל סינטזות אלו, ודבר זה נותן לנו בטחון כמעט מוחלט שאכן כך קרו הדברים.
״דבר מעניין שני״, מציין פרופ׳ רבל, ״הוא שהדגש בהסברת התהוות החיים עבר מתחום הפיסיקה לתחום הכימיה. שכן כבר בעומק של מטר מתחת לפני המים אין לברקים ולקרנים האולטרה סגולות כל השפעה, ולכן נראית צודקת ההנחה, שהחיים אכן התהוו במרק (כינוי לתמיסה נוזלית, המשמשת מקום גידול למיקרו-אורגניזמים) האוקינוסי הקדום״.
מסע קצר לתוך החומר הגנטי
כך, לפני שלושה וחצי מיליארדים שנים (ואפשר יותר), החלו האוקינוסים שורצים חומרים אורגניים – חומצות אמיניות ובסיסי נוקליאוטידים – מהם בנויים חומרי הבנין של החיים, הלא הם החלבונים והחומצות הגרעיניות. חומרי יסוד, אבל עדיין לא ״חיים״. כדי שיתהוו החיים, או אפילו חומר חי, נדרש תאום הדוק ופעולת גומלין מתוחכמת להפליא בין החומצות הגרעיניות לחלבונים. כיצד נוצר שיתוף זה, מה שימר אותו מהרסנותם של קרני השמש ומכוחות ההמסה של המים; והחשוב מכל: מה דחף מוליקולות זעירות ופרימיטיביות אלו לשכלול בלתי פוסק שסופו החיים? לפרופ׳ רבל תשובה מפורטת, אך הסברו עושה שימוש נרחב בפעולות יסוד של הצופן הגנטי והחלבונים.
קודם שנפליג עם פרופ’ רבל נפנה, איפוא, לשעה קלה למושגים אלה.
חומצות הגרעין, או בשמן הכולל: החומר הגנטי (או התורשתי), הינן5 המאקרו-מוליקולות היחידות בטבע המסוגלות להכפיל את עצמן בדייקנות מופתית. הדנא (DNA) הוא מאקרו-מוליקולה, דמויית סולם לולייני, השומרת בתוכה את כל האינפורמציה התורשתית והתפקודית של האורגניזם החי (ובכלל זה סוגי האנזימים השונים), לרבות תכנית המבנה של האברים ואופן פעולתם. יש אומרים, כי מצויה בתוכה גם האינפורמציה הנפשית והשכלית שלנו, אך דבר זה טעון עדיין הוכחה. כך או כך, מסוגל הדנא שבתא אחד של גוף האדם להכיל עשרות ואולי אלפי מונים יותר אינפורמציה מאשר כל המחשבים (ביחד) הפועלים כיום בעולם. אך הדבר המפליא אולי יותר מכל הוא, שמאגר אדיר זה של אינפורמציה כתוב בעזרת א״ב של 4 אותיות (בסיסי נוקליאוטידים) בלבד: אדנין(א), גואנין(ג), טימין (ט), וסיטוזין (ס). אולם מאחר שגן1 אחד נבדל ממשנהו בסדר בסיסי הנוקליאוטידים הבאים זה אחר זה לארכו, הרי שמספר הצירופים (כלומר מספר הגנים השונים) הוא בלתי מוגבל למעשה.
דנא. מאקרו-מוליקולה של חומצה גרעינית, שמקום מושבה בגרעין התא ומשכמותה בנויים הגנים והכרומוזומים של כל עולם החי והצומח.
המבנה הפנימי של הדנא, דמוי סולם לולייני, נגלה רק בשנת 1953 ע״י פרנסיס קריק וג׳ימס ואטסון, ובכך נפתח פתח להבנת סודות החיים ואופן העברת התכונות התורשתיות מדור לדור.
הדנא, שבגרעין של כל תא בודד, מכיל לא רק את התכנית המדוייקת של כל התאים, הרקמות והאברים של הגוף כולו, כי אם גם את הקוד המלא של כל החומרים הנחוצים לבנייתם ואת הוראות הייצור שלהם. מאגר אדיר זה של מידע רשום בא״ב בן ארבע ״אותיות״ (בסיסים): אדנין (א), גואנין (ג’), טימין (ט) וסיטונין (ס). כל שלב בסולם הלולייני מורכב משני בסיסים המשלימים זה את זה מבחינה כימית (א’ מתחבר רק עם ט׳ וג’ רק עם ס׳).
מה קורה, למשל, כאשר נזקק הגוף לחלבון מסויים? ה״הזמנה״ מגיעה לדנא שבגרעין, וזה מאתר לאורך סולמו אותו קטע (גן) המכיל את האינפורמציה של החלבון המבוקש (כיצד מוזמנת ומאותרת אינפורמציה ספציפית זאת — בכך הלוא עוסק פרופ׳ רבל). אבל, כאן המקום לשאול שאלה חדשה: הוכח שכל מאות ואלפי החלבונים המצויים בטבע כולו בנויים מאותן חומצות אמיניות, עשרים במספר, אשר רק צרופי הופעתן בזו אחר זו קובעים את אופי החלבון ואת שונותו של זה המצוי באדם מזה שבחידק או בצמח. כיצד, אם כן, יכולות 4 אותיות הדנא לבחור כל פעם רצף אחר מבין 20 החומצות האמיניות? מסתבר על ידי פתרון גאוני, לפיו כל שלוש מבין ארבע האותיות הקיימות מרכיבות ״מילה״, המתאימה לחומצה אמינית אחת. מכיון שכך, ניתן לקבל 64 מילים שונות; כלומר הרבה יותר ממספר המילים הדרושות להבאת עשרים החומצות האמיניות.
אנו יודעים, איפוא, כיצד מוצפנים ״שמותיהן״ של עשרים החומצות האמיניות בשרשרת הדנא, ומאחר שרצף החומצות האמיניות קובע את סוג החלבון (חלבון מורכב בדרך כלל ממאה עד מאתיים חומצות אמיניות) — בידינו המפתח לצופן החלבונים. אבל, כיצד משתחרר העתק של אינפורמציה זו מהדנא, וכיצד היא עוברת לריבוזומים — אותם אברונים בתא המפענחים אותה ומייצרים על פיה את החלבון הספציפי?
כאן המקום להציג חומצה גרעינית שניה ושמה רנא-שליח (Messenger rna). חומצה זאת שונה מהדנא רק באות אחת. כלומר: במקום האות הרביעית ט׳ (טימין) מופיעה בא״ב של הרנא האות י׳ (יורציל).
כזכור, לדנא צורת סולם לולייני. שתי הקורות הצדדיות של הסולם עשויות סוכרים ופוספטים, ואילו שלביו בנויים זוגות של בסיסי נוקליאוטידים, המשלימים זה את זה מבחינה כימית (קומפלמנטרים). כלומר, א׳ יכול להתחבר רק עם ט׳ (או עם י’ של הרנא) ו-ס׳ מתחבר רק עם ג׳. כתוצאה מכך, גם אם נשבור את הקשר הכימי בין שני בסיסי נוקליאוטידים, כך שהסולם ייחצה לשניים לאורך צירו המרכזי, תוכל כל אחת מהמחציות לשחזר את הסולם המקורי, הודות למשיכתו הכימית של כל אחד מבסיסי הנוקליאוטידים ל- בן-זוגו.
ואמנם כך, ככל הנראה, מוסר ה-דנא עותקים של האינפורמציה הכתובה בו. בעזרת אנזים מיוחד נפתחים הקשרים הכימיים בין בסיסי הנוקליאוטידים, לאורך קטע מסויים של הדנא, המכיל את האינפורמציה של החלבון המבוקש. הקטע הפרום מושך אליו בסיסי נוקליאוטידים6 חופשיים — המשלימים את הקטע הנגדי שלו, לפי הסדר האחד ויחיד האפשרי: א׳ עם י׳ ו-ס׳ עם ג׳. רצף חדש זה, המכיל עותק מדוייק של האינפורמציה המוצפנת בקטע של הדנא המותר, הוא-הוא החומצה הגרעינית רנא-שליח. ברגע שתמה ההעתקה מתנתק הרנא מהדנא, ובעוד שתי מחציות הסולם המופרדות של הדנא מתחברות שוב זו לזו, יוצא הרנא-ש מהגרעין לעבר אחד הריבוזומים. משהגיע לשם ״קורא״ הריבוזום את המילים (קודונים) בנות שלוש האותיות.
כזכור, אמרנו, שכל שלוש אותיות בדנא יוצרות מילה, המהווה קוד של חומצה אמינית מסויימת, וכי רצף מסויים של חומצות אמיניות מהווה חלבון מסויים. מאחר שסדר הקודונים ברנא-ש הוא עותק מדוייק (בעל אותיות מנוגדות) של רצף המילים בדנא, הרי שכל מה שדרוש לנו עתה הוא ״מישהו״ שיאסוף את החומצות האמיניות שעל פני הריבוזום, ויצרף אותן בזו אחר זו – לפי סדר הקודונים של הרנא-ש – על מנת לקבל את החלבון הרשום בדנא. ואמנם, ״מישהו״ זה הוא החומצה הגרעינית השלישית ושמה רנא-מעביר (Transfer RNA).
כיצד נעשית ההרכבה?
הא״ב של הרנא-מ מורכב מאותן אותיות של הא״ב של הרנא-ש; לכל קודון של הרנא-ש יש אנטי קודון (מילה בת שלוש אותיות מנוגדות) של רנא-מ. מאחר שכל רנא-מ קשור לחומצה אמינית מסויימת, הרי שכאשר ״קורא״ הריבוזום את רצף הקודונים של הרנא-ש (ה״קריאה״ נעשית ע״פ שטח הריבוזום, כאשר זה ממלא תפקיד של אנזים ענקי), מסתדרים מולו האנטי קודונים המשלימים של הרנא-מ ויוצרים אגב כך רצף של חומצות אמיניות – המהוה את החלבון המסויים, שתכניתו הועתקה מהדנא באמצעות הרנא-ש.
כמובן, כל זה אינו פשוט כפי שהוא נשמע. מסתבר שהרנא-מ אינו ״מכיר״ ישירות את החומצה האמינית, וכי הזיהוי נעשה באמצעות אנזים (חלבון) הקרוי סינטתאז, המכיר (כלומר עובר ריאקציה) גם את החומצה האמינית וגם את ה- רנא-מ. כמו כן, חומצות הגרעין אינן משתכפלות בעצמן, אלא בעזרת אנזים, רפליקז, שתפקידו להחיש את מהירות השכפול (עד פי 10,000) ולמנוע שגיאות בהעתקה.
למה כל זה חשוב כל כך? משום שאנו מבקשים לדעת כיצד נתהוו החיים מעצמם, וכדי שחיים יתהוו מעצמם צריכה מלאכת ההתהוות להיות מספיק פשוטה כדי שתתאפשר על ידי המקרה וההכרח – ככתוב על שער ספרו של פרופ׳ מונו.7
הרנא—שליח. במידה שאין ב״כוונת״ התא להתחלק (מיטוזיס), אלא רק לשכפל קטע מהדנא המכיל את תכנית הבנין של חלבון מסויים שדרוש לו; במקרה זה ״יורה״ לפרום רק את הקטע המסויים הזה, לפרק זמן הדרוש לנוקליאוטידים הצפים בתא להצטרף זה לזה לפי סדר ״האותיות״ של הקטע הפרום; ואז — עם תום מלאכת ההעתקה יתחברו מחדש שתי מחציות סולם הדנא. בצד נותרת מחצית סולם, שהיא עותק משלים של מחצית סולם הדנא – בהבדל אחד: במקום שהיה צריך להופיע הטימין (מול האדנין) מופיע בסיס חדש — יורציל. מחצית סולם זאת, בעלת הבסיס האחד, מהווה את חומצת הגרעין השניה בתא, והיא קרויה דנא—שליח. שליח — כיוון שתפקידה להעביר את תוכניות הבנין של החלבונים השונים הרשומים בדנא אל מוקדי הייצור, הלא הם הריבוסומים.
כיצד נתהוו החיים
אנו יכולים לשוב עתה לאוקינוס הקדום, למרק הפושר והרוגע, השורץ (בין השאר) חומצות גרעיניות ואמיניות לרוב. מה הלאה? כיצד התהווה שיתוף הפעולה המופלא בין שני חומרים אלה, אשר הוליד את מעגל החיים הראשון?
כדי שיווצר מעגל החיים הראשון, מסתבר, צריכה המוליקולה הפרימיטיבית של החומצה הגרעינית להכיל מראש את אינפורמצית המבנה של שני חלבונים ספציפיים: זו של האנזים רפליקאז, שתפקידו להחיש את שכפולה (שאם לא כן תיפגם האינפורמציה אגב השכפול והמעגל ישתבש), וזו של האנזים סינטתאז, שתפקידו להכיר את החומצות האמיניות – לפי סדר מילות הקוד (האנטי קודונים) של החומצה הגרעינית – על מנת להרכיב מהן את שרשרות החלבון של האנזימים…
משהו כאן נשמע מוזר: כדי שמעגל ראשוני זה של החיים יתממש צריכה החומצה הגרעינית לשחרר מתוכה את האינפורמציה של שני האנזימים ולאפשר בכך את ייצורם, אבל גם שחרור האינפורמציה וגם מלאכת הייצור מותנים בנוכחותם מראש של שני האנזימים! כלומר, מבוי סתום מושלם, או גרסה קדומה של סיפור הביצה והתרנגולת.
סינטוז החלבון. כאמור, נושא הרנא-ש לעבר הריבוזומים תכנית בנין של חלבון — אותה העתיק מהדנא. תכנית זו כתובה בדנא באמצעות מילים (ברנא-ש — קודונים) בנות שלוש אותיות, כאשר כל מילה מהווה קוד של חומצה אמינית מסויימת. ומכיוון שחלבון מורכב מרצף של חומצות אמיניות, הרי שסדר המילים בדנא (או הקודונים ברנא-ש) הינו מרשם מדוייק של חלבון מסויים. מכאן משתמע, שכדי להרכיב חלבון צריך הריבוזום ״לקרוא” את סדר הקודונים ולהרכיב עפ״י סדר זה את החומצות האמיניות — בזו אחר זו. מלאכה זו של הרכבה נעשית ע״י חומצה גרעינית שלישית, ששמה רנא-מעביר. הרנא-מ בנוי מאותן אותיות א״ב של הרנא-ש, כאשר במקום מסויים לאורך השרשרת שלו מצויה קבוצה בת שלוש אותיות, המהווה מילה (אנטי קודון). אלא שבנוסף, קשור כל רנא-מ לחומצה אמינית מסויימת. מכאן, שכאשר מתחיל הריבוזום ״לקרוא״ את רצף הקודונים של הרנא-ש, מסתדר מול כל קודון אנטי קודון של רנא-מ, אשר אותיותיו נוגדות (ולפיכך, משלימות) את אלו שממולן; ומאחר שכל רנא-מ קשור לחומצה אמינית, הרי שרצף החומצות האמיניות שנוצר אגב כך מהווה את החלבון המסויים — שתבניתו הועתקה מהדנא באמצעות הרנא-ש. כך נוצרים החלבונים, באמצעותם מסנטז בעל החיים את כל שאר חומרי הבנין הנחוצים לגופו.
פרופ׳ רבל אינו מקבל ניסוח זה, והוא מבקש להעמיד את הדברים על דיוקם. ״ראשית״, הוא אומר, ״חשוב לחזור ולהדגיש, שאנו עוסקים בחומצה גרעינית, שהיא החומר הביולוגי היחיד (כנראה) המסוגל לשכפל את עצמו; ועל כן כבר מעצם נוכחותה מתקיים העקרון הראשון של תכונת החיים — היציבות. השאלה היא אם עקרון זה מתמלא באופן ספונטני. מסתבר שכן. מסתבר שארבעת בסיסי הנוקליאוטידים – המרכיבים את החומצה הגרעינית — יכלו להתחבר מעצמם לשרשרות ארוכות8 (פולימרים) בנות 50 עד 100 נוקליאוטידים. אנחנו יודעים זאת, כיוון שתהליך זה של פולימריזציה ספונטנית שוחזר כבר גם במעבדה. עם זאת נכון הוא שתהליך זה איטי ואינו מדוייק, ולכן כדי שחומצה גרעינית זאת תציית גם לעקרון השני של תכונת החיים – השכלול – נחוצה עזרתו של אנזים ספציפי, המסוגל להחיש את השכפול. לכאורה אנו עומדים כאן באותו מבוי סתום שהצגת: כדי ליצור אנזים (חלבון) זה צריך מבנהו להיות כלול באינפורמציה של חומצת הגרעין, ובו בזמן נדרשת נוכחותו כדי לתרגם את האינפורמציה שלו-עצמו. אבל, יש מוצא מהמבוי הסתום. אנו רשאים להניח, שמערכת פרימיטיבית זאת של חיים החלה בחומצת גרעין אחת, פשוטה, אשר מילאה בעת ובעונה אחת את תפקידי כל שלושת החומצות הגרעיניות. חומצה זאת היתה, ככל הנראה, רנא-מ, שהיא מוליקולה קטנה (70 נוקליאוטידים בערך) ופשוטה יחסית. הבה נראה עכשיו כיצד יכולה מוליקולה כזאת של רנא-מ למלא את שלושת התפקידים:
א. היא מסוגלת לשמור את האינפורמציה ולשכפל אותה, שהרי זו תכונה משותפת לכל החומצות הגרעיניות – ובכך היא מסוגלת למלא את תפקיד הדנא.
ב. אינפורמציה זאת שהיתה כתובה בה הכילה (במקרה) קוד של אנזים קטן, בעל תכונה של מחיש שכפול. ובכך מלאה גם את תפקידו של הרנא-ש, שהרי תפקידו של זה להעביר את האינפורמציה של האנזימים מהדנא אל הרנא-מ.
ג. ולבסוף, היא היתה מסוגלת, באורח ספונטני, לקשור אליה חומצה אמינית ממנה בנוי החלבון (האנזים) הקטן מחיש השכפול. ובכך מלאה גם את תפקיד הרנא-מ, שתפקידו לצרף חומצות אמיניות לשרשרת חלבון״.
כלום אין כאן מקריות צפופה מדי להגיון הישר או אפילו לחוקי ההסתברות?
פרופ׳ רבל: לפי הגיוננו כן, אבל לא לפי חוקי ההסתברות, הפועלים בסקאלת זמן של עשרות מליוני שנים ועל מספר אינסופי כמעט של צירופים אפשריים. אל לנו לשכוח, שבאותו אוקינוס קדום נוצרו ללא הרף רבבות ביליונים של ריאקציות כימיות בין נוקליאוטידים, ואלו יצרו מיגוון עצום של חומצות גרעיניות.
לצד אלו התרחשו אינסוף ריאקציות בין חומצות אמיניות וחומצות גרעיניות, שהביאו להרכבת פפטידים (שרשרות חלבון קצרות) בגדלים ומסוגים שונים. במשחק אינסופי זה של התפרקויות וצירופים מותר לנו להניח, שמבין כל הקומבינציות נוצר גם זיווג בין שני צירופים משמעותיים, כלומר: חלבון מחיש שכפול עם חומצה גרעינית שמכילה הן את אינפורמציית המבנה שלו והן את האינפורמציה של תהליך הייצור שלו. אחרי הכל, צירוף כזה צריך להיווצר רק פעם אחת, כי משהוא נוצר פועל מעגל חיים זה באורח עצמאי — בעזרת האנרגיה שהוא סופג מהסביבה. כלומר: האנזימים משכפלים את החומצה הגרעינית ויוצרים אנזימים חדשים, וכך חוזר חלילה. ומשהתהווה הרכב כזה הופך מעגל החיים למנגנון סגור, שאתה יכול לקרוא לו ״טיפת חיים״.
אתה אומר שבשלב פרימיטיבי זה של מעגל החיים נקשרת החומצה האמינית לרנא-מ באופן ספונטני. האם מערכת זאת יכולה להתקיים ללא הגבלה במצב זה, או שהיא חייבת לעבור לשלב הבא, בו מצוי אנזים מיוחד (סינטתאז), שתפקידו לקשור את הרנא-מ עם החומצה האמינית הספציפית?
האמת היא, שמערכת כזאת לא יכולה להתפתח במצב כזה. ולכן מציע פרופ’ מנפרד אייגן פתרון אלגנטי, לפיו מערכת כזאת – בעלת אנזים מחיש שכפול (רפליקז) – נפגשת במקרה (הודות להסתברות הגבוהה באוקינוס הקדום) עם מערכת דומה – אבל בעלת אנזים קושר-חומצה-אמינית (סינטתאז). עקב המפגש המקרי מתמזגות המערכות ונוצר שיתוף פעולה ביניהם, כאשר הראשונה תורמת לשניה את הרפליקז ואילו השניה תורמת לראשונה את הסינטתאז. והתוצאה המתקבלת היא מערכת המצייתת לשני העקרונות של תכונת החיים — יציבות ושכלול, והמסוגלת להמשיך להתפתח בתהליך האבולוציוני הרגיל.
פרופ׳ רבל, כיוון שאנו עוסקים עדיין בחומר אורגני ולא באורגניזם חי, בעל מנגנוני הסתגלות וקיום, וכיוון שאנו מדברים על חומר המצוי במגע ישיר עם הסביבה ללא כל הגנה, והוא נתון לתהליך מתמיד של התהוות והתפרקות – מה פירוש ״ההמתנה״ ששתי מערכות אלו ממתינות עד שתיפגשנה ותתרומנה זו לזו את מעלותיהן? הרי מדובר כאן בתהליכים הנמשכים מיליוני שנים, ואין להניח שאותו דנא פרימיטיבי שהצליח לקשור אליו את הרפליקז, ״ימתין״ כמה עשרות אלפי שנים עד שיד המקרה תזמן לו מערכת רנא עם סינטתאז. מה מונע משני הצירופים האלה להיעלם עוד טרם הפגישה?
אתה חוזר ושוכח, שלא מדובר בשתי מערכות בודדות, אלא ברבבות מיליונים — הנוצרות ומתפרקות ללא הפסק. אבל די ששתי מערכות כאלה תיפגשנה, ברגע המתאים, פעם אחת, כדי שצירוף זה ישתלט על כל הסביבה בזכות יעילות השכפול ודיוקו. במילים אחרות, הסלקציה הטבעית פועלת לטובתו. את יד הסלקציה אתה מוצא בכל מקום, לא רק בקרב המערכות, כי אם גם בקרב האנזימים. אתה בהחלט רשאי להניח, שמרבבות מיליוני הצירופים הספונטניים של חומצות אמיניות נוצרו סוגים שונים של רפליקזים, אשר כל אחד מהם משכפל את הרנא ״שלו״ בדרגת יעילות ודיוק9 שונה — בהתאם לטיבו. האחד יעשה זאת בחצי שניה, השני בעשירית שניה, ואילו השלישי באלפית שניה. מה יקרה? אותו רפליקז שהוא המדוייק והיעיל ביותר, יתרבה (בעזרת הרנא ״שלו״) במהירות עצומה, ותוך זמן קצר ישתלט על סביבתו וידחה את הרפליקז הפחות יעיל.
משתמע מדבריך שהברירה הטבעית פועלת על מולקולות אלו באותו אופן שהיא פועלת על התפתחות המינים בטבע.
בדיוק כך. כל הקומבינציות אפשריות וגם מתבצעות הלכה למעשה. אבל רק זו שהיא מועילה ויעילה — מצליחה. האנלוגיה האחרת עם התפתחות המינים היא, שהמוטציות והשיבושים (בעת השכפול) שמערכת פרימיטיבית זאת עוברת מחדירים בה שינויים, אשר לעיתים יתגלו כבעלי יתרון רב — ממש כמו אצל המינים. ואם תרצה למשוך את האנלוגיה עוד יותר – אפשר בעצם לראות בהתחברותן של שתי מערכות כאלה ״מגע מיני״ פרימיטיבי. שהרי עיקרו של מגע מיני הוא העברת תכונות בין שני יצורים באמצעות החומצה הגרעינית.
פרופ׳ רבל, כל עוד מפעילים את הברירה הטבעית על יצור חי, שכל מנגנוניו הכימו-פיסיקליים מכוונים לשרת את עצם קיומו, יש לברירה הטבעית משמעות, כי היא משמרת אותה תכונה הפועלת לטובת קיומו של בעל החיים. אבל, איזו משמעות יש לברירה הטבעית, כאשר מדובר במשהו שאיננו אפילו צורת חיים? האין זה כמו לומר, שראייה חדה לצפרדע אינה רק יתרון לקיומה, כי אם גם יתרון לעץ של הצפרדע? היש לאמירה זאת משמעות?
בהחלט, כן. תאר לעצמך נקודה מסויימת באוקינוס, בה מתרחש שכפול של חומצות גרעיניות שונות על ידי רפליקזים שונים, בדרגות יעילות שונות. עכשיו, מאחר שהנוקליאוטידים בנויים מחומרים כימיים (כמו מימן, אמוניאק, סוכרים, פוספטים) וכיוון שכמות החומרים האלה בכל סמ״ק של האוקינוס הינה מוגבלת, הרי שאותה מולקולה שתשתכפל מהר יותר, היא גם זו שתשתלט על מקורות האנרגיה, על חשבון המולקולות האחרות. כתוצאה מכך יתמלא אותו אזור באוקינוס מולקולות מסוג אחד, אותו סוג שהוא היעיל, המהיר והמדוייק מהשאר. לכן, משמעות ההצלחה לגבי המולקולות האלו הינה אנלוגית לגמרי למושג ההצלחה אצל בעלי חיים.
אבל כאן אנחנו מגיעים לחלקה השני של התיאוריה של אייגן. זוהי תיאוריה מתימטית מאוד מדוייקת, שאינני יכול לומר שירדתי לגמרי לסופה. מכל מקום, אייגן מחליף את רעיון הברירה הטבעית עם רעיון ״הערך״. לכל ארוע כימי יש ערך – שהוא המהירות והדיוק המאפיינים ארוע זה. לכן, אם למערכת שלנו, המורכבת מחומצה גרעינית וחלבון פרימיטיבי יש ערך מספיק גדול, היא תשתלט על הסביבה — על חשבון המערכות האחרות; בתנאי, כמובן, שקיים במקום הנתון ריכוז מספיק גדול של מערכות פרימיטיביות. שלב זה של האבולוציה במערכות תיאורטיות אלו מדגים אייגן באמצעות מבנה בעל צורה כוכבית, אשר המרכיבים שלו – רנא-ש, רפליקז, רנא-מ וסינטתאז – מסייעים זה לזה למלא תפקידם במערכת. כל זה, כמובן, מסובך הרבה יותר ממה שאמרתי, ולכן לא כדאי להכנס להסבר מפורט יותר. מה שרצוי רק לציין עוד, שמבנה כוכבי זה מבטיח את שכלולה של המערכת, בנוסף ליציבות שהזכרנו. וכאמור, היציבות והשכלול מהווים את שני עקרונות ״החיים״.
פרופ׳ רבל, האם כל המערכת המסובכת הזאת, הדורשת תאום ופעולת גומלין בין רנא-ש, רפליקזים, רנא-מ וסינטתאזים, היא עדיין אותה מערכת פרימיטיבית אשר נוצרה על ידי מקריות עיוורת?
כן, כי כל מה שדרוש לנו להופעת מערכת כזאת הוא לא יותר מחוקי הדחיה והמשיכה הכימיים הרגילים, כשהם פועלים בתוך סקאלת זמן רחבה וריכוז מספיק גדול של חומרים. לדוגמה, רק מקרה הוא שהפחמן משמש חומר מפתח של החיים; אם תרצה היה יכול להיווצר עולם המבוסס על סיליקון, כי מה שמקנה לפחמן את חשיבותו היא תכונתו לקשור אליו 4 אטומים של יסודות אחרים, אבל אותה תכונה יש גם לסיליקון. באותה מידה מקרה הוא שהחומצות האמיניות בנויות ממולקולות ״שמאליות״: לא היה משתנה דבר אילו הן היו ״ימניות״.
אבל, קיימת כן שאלה אחת, קשה, שאין לה פתרון: אם הכל מקרי – למה קרה הכל בצורה אחת, על פי תכנית אחת? זאת באמת שאלה קשה. כי אם מקובל עלינו שהתהוות החומרים האורגניים היתה בלתי נמנעת – אין זה כך לגבי התהוות החומצות הגרעיניות והחלבונים. הצופן הגנטי של החומצה הגרעינית הוא אוניברסלי; לקודון כלשהו יש אותו מובן אצל חיידק ואצל אדם. ההבדל בין ההמוגלובין שלנו לזה של קוף הוא רק של חומצה אמינית אחת. כלומר, החומצה הגרעינית שלנו נוצרה רק פעם אחת ובצורה אחת, ובצורה זו התפשטה על כל העולם. למה לא פעמיים? למה לא שלוש? למה לא בצורות שונות? למה צופן גנטי אחד שווה לכל? אלו שאלות רציניות ביותר, ולהן אין בידינו עדיין תשובה.
המעבר מחומר חי ל”חיים”
פרופ׳ רבל, עד עכשיו עסקת בהתהוותם של חומרים חיים. אפילו המבנה המורכב של אייגן הוא עדיין חומר חי ולא צורת חיים. כיצד התרחש המעבר ממבנים לא משמעו10תיים למבנים בעלי משמעות, שאנו יכולים לקרוא להם בעלי חיים?
אינני מסכים איתך שמערכות פרימיטיביות אלו אינן ״חיים״. המערכת של אייגן מסוגלת לשמור אינפורמציה ולייצר את האנזימים הדרושים לה לשכפול מהיר ומדוייק של עצמה. כל מה שאתה זקוק עכשיו, כדי להביא אותה למצב של תא פרימיטיבי, הוא להוסיף לה ממברנה (קרום) חיצונית שתבודד את המערכת מן הסביבה. ואגב, גם שלב זה הוא תוצאה של המקרה וההכרח. המקרה הוא שבחומצה הגרעינית מופיעה אינפורמציית מבנה של חלבון — שתכונתו היא קשירת ליפידים (גליצרול וחומצת שומן); והתוצאה של קשר זה הוא ממברנה בעלת תכונות הידרופוביות (לא חדירה למים), המאפשרות לתא להתבודד מהסביבה. משארע המקרה הזה ונוצרה ממברנה הופכת הצלחתה והשתיירותה של מערכת כזאת ענין של הכרח, כיוון שתא עם קרום בהכרח עמיד יותר מאשר תא ללא קרום.
האם הצעד הטבעי הבא של מערכות אלו איננו דווקא הנגיף?
לא הייתי אומר זאת. נגיפים אינם ״חיים״. מבחינה אחת מרכזית הם אפילו נחותים מהמערכות הפרימיטיביות של אייגן. כי אלה, לפחות, מסוגלות לשכפל את עצמן באופן אוטונומי; בעוד הנגיף, אם לא תחדיר אותו לתוך תא בעל ממברנה ומנגנון אנזימים – לא יהיה מסוגל לעשות דבר. לכן, מבחינה הסטורית לפחות, חייב הנגיף להיות מאוחר לתא.
אבל, בניגוד למוליקולה של תומר חי סתמי, כמו המערכת של אייגן, הנגיף אקטיבי כלפי הסביבה שלו; כלומר, הוא משעבד את מנגנוני התא לצרכי קיומו והוא מסתגל לתנאים המשתנים של הסביבה. האין כל התנהגותו של הנגיף מוכתבת באופן ברור על ידי אותו דחף חיים המאפיין את כל היצורים החיים?
דווקא אצל הנגיף קל לראות את הבסיס הכימי של דחף החיים, שהרי האקטיביות של הנגיף היא תוצאה ישירה של תכונות החומצה הגרעינית שלו; חדירתו לתא גם היא תוצאה של פעולה כימית של חלבון המעטפה שלו על דופן התא. זה לגמרי אנלוגי למערכת של אייגן; גם שם אותה מערכת שאין לה רפליקז מתאים — אין לה קיום. גם הנגיף וגם המערכת של אייגן הם מוליקולות, שההצלחה או הכשלון שלהן מותנים בחוקי הכימיה ותו לא.
בוא נראה לרגע מה עושה הנגיף. אחרי שהוא חודר לתא הוא מבטל את תכנית הייצור של מארחו וכופה עליו לייצר את החלבונים הדרושים לנגיף לשכפל את עצמו. שני סוגי חלבונים הוא מייצר:
א) חלבונים הדרושים לשכפול חומצת הגרעין של הנגיף ולסינטוז חומרים משניים (חומרים אלה נשארים בתא ואינם מהווים חלק מהנגיף)
ב) חלבונים שמהווים את המעטפה של הנגיף.
קורה אמנם, שהנגיף נזקק לחלבונים נוספים שמטרתם, למשל, הכנסת מודיפיקציה בחומצת הגרעין שלו, הגברת מהירות השכפול, מניעת (במקרה הצורך) חדירתם של נגיפים חדשים לתא, מיתון תהליך המיתה של התא, עצירת קצב התפתחותו שלו וכיו״ב. מסיבה זו מכילה החומצה הגרעינית של הנגיף אינפורמציה של 50 עד 100 חלבונים, בשעה שהוא עצמו מורכב מחמישה או עשרה חלבונים בלבד.
פרופ’ רבל, האם במערכת מתוחכמת זאת של מנגנונים, המכילה תכנית פעולה לכל מקרה שהנסיבות הסוביקטיביות (אצל הנגיף) או האוביקטיביות (אצל המארח) יחלו לפעול לרעתה, אפשר לראות ראשיתה של איזו תכנית פנימית או ראשיתו של מושג החיים?
אני שם לב שאתה מנסה כל הזמן למשוך מפי את משפט הקסם: כאן החיים מתחילים.
לצערי, עלי לאכזב אותך. כל הפעולות הללו רשומות מראש בצופן הגנטי. למשל, לנגיף מסויים יש שלושה גנים: אחד לבניית המעטפה, שני – ליצירת חלבון החודר את דופן התא, ושלישי המכיל אינפורמציה לסינטוז חלבון (רפליקז) לצורך שכפול הרנא של הנגיף. שלוש התכונות הללו מצויות כבר במערכת של אייגן. אותו חוק של ברירה טבעית, שפעל לבניית המערכות במרק הקדום, הוא שהביא כאן להופעת שלושת הגנים. גם העקרונות זהים: עקרון היציבות (חומצת הגרעין של הנגיף) ועקרון השכלול – הבא לביטוי בחלבונים השונים. לכן, כשאתה מתאר באופן ציורי את פעולת הנגיף כשיעבוד מנגנוני הייצור של התא לצרכיו שלו, אין מאחורי ציור זה יותר מיצירת אנזים, המשתק באופן כימי את הרנא-ש של התא ומאפשר בכך לדנא של הנגיף לפעול במקומו עם תכניתו שלו.
מה שאתה מחפש, בעצם, הוא מה שחיפשו פיסיקאים בביולוגיה לפני 15 שנה. היינו — פראדוקס; משהו11 נוסף שלא מופיע בפיסיקה ובכימיה של החומר הדומם, אבל ״לבטח״ מצוי בחומר החי. וגם הם אוכזבו לא למצוא דבר, כי את התשובה לתופעות החיים אפשר למצוא בהסבר הכימו-פיסיקלי. אחר כך חשבו שאולי יתגלה הפראדוקס בבעלי חיים מפותחים יותר, אך גם כאן לא מצאו דבר. כיוון שכך נוטים להעביר עכשיו את הפראדוקס לחשיבה ולהתנהגות הנפשית של האדם. בעיני נראה נסיון זה מפוקפק באותה מידה כקודמיו. אינני רואה כל סיבה מדוע לא יהיו תהליכי החשיבה והנפש כפופים כמו כל דבר אחר לתהליכים כימו-פיסיקליים.
כלומר, אין שום הבדל ערכי בין חיים של צמח לחיים של בעל חיים, אלא הבדל של מנגנונים כימו-פיסיקליים?
מבחינת הביולוגיה המולקולרית אין הבדל גדול, ולכן קשה לומר למה צמח הוא צמח ובעל חיים הוא בעל חיים.
פרופ׳ רבל, מה מביא אותך בעצם לשלול שלילה גמורה כל כך את האפשרות שהועלתה על ידי מדענים שונים, כי מאחורי המנגנונים הכימו-פיסיקליים מצויה תכנית המנחה ומכוונת אותה? כלומר, שהמנגנונים פועלים אמנם בתוקף ההכרח הכימי, אבל על פי תכנית פנימית; כפי שגלגלי השעון פועלים בתוקף חוקים פיסיקליים, אבל ארגונם הפנימי נקבע על ידי תכנית מוקדמת של הייצרן.
משתי סיבות: הראשונה – כיוון שכל הביולוגיה המוליקולרית מראה שאין צורך בתכנית כזאת. והשניה – כיוון שבתור אדם דתי אינני חושב שתכנית כזאת מוסיפה כבוד לבריאה. אינני חושב שיש משהו בדת היהודית המחייב אותי לחפש את ההתערבות האלוהית בעולם – שלא לפי חוקי הטבע. לדעתי, ההתערבות האלוהית קיימת כל הזמן, והיא באה לביטוי באמצעות חוקי החומר, אותם חוקים הקובעים את תנועותיהם של חלקיקי האטום ואת אופי האינטראקציות הכימיות והביולוגיות (והייתי מוסיף — גם האינטראקציות הפסיכולוגיות). היא באה לביטוי בדבר הקרוי אנרגיה. שהרי אנחנו יודעים – חומר הוא אנרגיה, אבל מהי אנרגיה, מי יצר את מקור האנרגיה? כאן ההתחלה, פה נקודת המוצא של המגע האלוהי. מי שיצר את המקור הראשוני של האנרגיה, יש מאין, ומי שיצר את חוקי החומר – הוא, אני מאמין, האלוקים.
פרופ׳ רבל, העובדה שאתה דוחק את ההתערבות האלוהית לפנה הנידחת והראשונית של הטבע: מקור האנרגיה, מושג שהוא רחוק מתשובה חד-משמעית כמו שאלת האינסוף; כלום אינה באה להבטיח לך, שלפחות בימי חייך תהיה פטור מהקונפליקט בין אמונתך הדתית לעבודתך המדעית?
לא נכון שאני דוחק את התערבות הבורא לפינה נידחת, שהרי אמרתי כי ההתערבות האלוהית מתקיימת כל הזמן באמצעות חוקי החומר, והעדות שלה הוא הטבע היומיומי. לכן, לדעתי, צריך לראות את הטבע כמהות אחת, המכילה אמנם חומרים שונים – ביולוגיים ודוממים – אבל בנויים מאותם אטומים ומצייתים לאותם חוקים. עובדה היא, שהיהדות אינה מחייבת אותי לראות את בריאת האדם באור שונה מאשר את בריאת שאר היקום. היהדות היא מצוות שאתה מקיים, והסיבה שאתה מקיים אותן תלויה כשלעצמה באמונה שלחומר יש קדושה ויחסינו עם האל עוברים דרך יחסינו עם הטבע.
אם אני מבין נכון את דבריך, אתה לא רק דוחה אח ההשקפה הויטליסטית, כי אם גם את ההשקפה הכולית; זו האומרת שסכום החלקים הוא לעולם פחות מן השלם, ועל כן גם החיים הם יותר מסך הכל פעולתם של המנגנונים הכימו-פיסיקליים.
אני חושב שרעיון הכוליות מוטעה מיסודו. נכון שהשלם הוא יותר מסכום החלקים שבו, אבל זה משחק מילים. כאשר אתה מחבר שני מחשבים תקבל תכונות שהן לא הסכום של שניהם, אלא התוצר המשותף של השניים.
נניח שהצלחנו להבין את כל התהליכים המתרחשים כמות, את המבנה המולקולרי של הזכרון ושל החשיבה, האם תגלה לנו ידיעה זאת מהי חוויה, מהו רגש ומהי תחושה?
על כך אינני יכול להשיב לך. ואינני מכיר מישהו אחר שיכול. קשה מאוד לחקור מה זו מחשבה — בעיקר מחשבה של אדם אחר. אבל קושי סוביקטיבי זה איננו נכון לגבי שאלת החיים. כי את החיים אנו יכולים לחקור בשיטות נסיוניות ואוביקטיביות.
מדבריך ניתן להבין, שאתה מוכן לעשות הבחנה בין המציאות הפיסית למציאות הפסיכית, אבל את החיים עצמם אתה משייך למציאות הפיסית, אותה ניתן לחקור.
נכון. אם כי אינני אומר שלא ניתן לחקור גם את המציאות הפסיכית באותם כלים עצמם. אני רק אומר שאינני יודע, אף כי אני נוטה לחשוב שאין הבדל עקרוני בין השניים. מה שכרגע ברור, או לפחות יש בידינו כיום עובדות טובות בכיוון זה, שאפשר להתייחס לתהליכי החיים ב- אוביקטיביות. לא רחוק היום שנוכל לסנטז חומר חי; אני בטוח שתוך חמש או עשר שנים לכל היותר יהיה לנו נגיף סינטטי. ואז, אני מאמין, יתברר, שהנגיף איננו דבר מה יותר מסה״כ חלקיו.
כלומר, כאשר יצליחו לסנטז נגיף שלם תראה בכך הוכחה שהחיים הם לא יותר ממנגנונים כימיים?
כאשר יצליחו לסנטז נגיף ואחר כך תא חי, זאת תהיה בהחלט הוכחה. אבל צריך לזכור שאיננו בוראים חיים מאין. אנו עושים שימוש בנוקליאוטידים, וחומרים כימיים אלה מכילים כבר את התכונות המופלאות של האטומים מהם עשויים כל הדברים ביקום. בתכונות האלה ובחוקים העומדים מאחוריהן, מתגלה התכנית המקורית שקדמה לבריאה.
• •
גן – קטע של סולם דנא המכיל אינפורמציה של חלבון מסויים, והוא אחראי לתכונה גופנית מסויימת — כמו צבע העיניים וגובה — אם כי מרבית התכונות מושפעות מיותר מגן אחד. ↩
