星期四, 24 11月 2022 02:38

神秘的外星平板电脑

本文摘自《创造》杂志中文版第41卷第3期

——深入研究DNA令人惊叹的多层信息系统

DNA可以前后读取,不同的指令通常可以重叠,即使反向也可以重叠。

微软创始人之一比尔· 盖茨(Bill Gates)说过:“DNA就像一个计算机程序,但是远比人类创建的任何软件先进得多。”
1 盖茨这里所指的是“基因组”,这是用 DNA 编码的一组指令,它用于控制胚胎发育(在人类发育过程中指导婴儿从受精卵开始的生长)以及生物细胞的日常工作。

为了帮助读者简单了解 DNA 的复杂性,我要讲一个虚构的故事,在一个废弃的外星飞船中发现电子平板电脑的经过。2 平板电脑里面有一个完整的文档和书籍库。

这一发现令人十分兴奋,世界上最好的语言学家共同努力试图破译书中的奇怪符号。其中一份文件包含了飞船的布局图和机舱图,并标明了许多部位。这提供了解开外星语所需的重要线索。

研究的书籍越多,语言学家越感到惊讶。在一次评审会议上,一位教授报告说,这些句子必须像希伯来语那样从右到左阅读。另一位教授不同意,说应该像英文一样从左到右阅读。进一步研究表明他们都说对了。一个小组成员一直在研究一份看似是飞船推进系统的指令手册。他发现,同一组字符(或符号)通常必须先从左到右读取以获得一条指令,然后从右到左读取另一条指令,即每个字符串似乎有两种含义。

几周后,另一位教授,一位密码学专家,冲进工作间,兴奋得涨红了脸。他发现同一指令手册的某些部分可以使用不同的语言阅读。后来他向一位新闻记者解释说,这有点像有一本书,首先用英语阅读获得故事的上半部分,然后又从第一页开始用法语阅读相同的单词以获得该故事的下半部分。

另外,在其中一种语言中,所有单词都只有三个字母。但是,通过以不同的字母开头,可以获得具有不同含义的完全不同的句子。在某一段,文本内容如下 3

 

从位点 1(上图)开始拼合三个字母的单词,这个句子提供的是燃料混合的规范。从位点 2 开始拼合单词,句子读出的是如何处理潜在的损害发动机振动的指令。从位点 3 开始,拼出的是一条警告,抑制发动机达到最佳工作温度之前的过快运转。反方向读取,这组字符提供的是重启发动机的计算机所需的信息。

外显子
图1 要制造蛋白质,必须先复制DNA,然后才能将其“翻译”为蛋白质语言。 但是在翻译之前,必须去除内含子。剩余的外显子可以多种方式拼接在一起,以产生不同的指令,从而编码不同的蛋白质。

如项目负责人所说,大量信息被打包成短字符串,“数据压缩”的程度令人惊讶。一组字符以不同的阅读方式读取,似乎可以读出多达 12 种不同的指令。

六个月后,又有了一个非凡的发现。因需要安静的工作空间,其中一位研究人员将平板电脑带到了太空飞船的厨房里。当她打开文档时,她注意到某些字符变淡了,几乎看不见了:仅阅读黑色字符,就是一个午餐菜单上的菜谱。这个文档似乎会“依赖情境”进行调整,以提供在特定位置执行特定任务所需的信息。当研究人员将平板电脑带入导航室时,这一点得到了证实。文本立刻变了,另一些字符淡化了。后来发现生成的可读文本是绘制穿过遥远太阳系路线过程的一部分。


生物细胞中的信息系统

进化论者从未能够找到自然界中产生这种复杂巧妙的信息系统的机制,或是任何与此略微接近的机制。

对于读者来说,我们的故事似乎很奇幻,但在现实世界也有相似的情况,人类基因组就是这样。4 DNA 可以向前和向后读取,不同的指令通常可以重叠,甚至反向重叠。与外星语言一样,在基因组的许多地方,以不同的字母开头形成了不同的“句子”。而且,就像外星平板电脑上显示的文字会根据它所在的房间自动改变一样,基因(DNA 指令)也会自动打开或关闭,使植物和动物以不同的方式发生变化或起作用,从而使他们能够适应不同的环境。

不仅如此,人类基因由多组DNA“字母”集组成,分为“内含子”和“外显子”的片段。DNA 复制后,必须去除内含子,剩余的外显子结合在一起(见图 1)。不同的外显子以不同的方式结合以产生许多不同的指令。这些继而被用于在不同时间产生不同的蛋白质,产生的蛋白质也会因细胞类型而异。实际上,人类基因组具有庞大的“剪接”系统,可以“剪切并粘贴”DNA,以非常复杂的方式交换外显子。5 某个外显子可能是许多不同的基因所共有的,而其中一些基因所编码制造的蛋白质几乎没有相似性。在果蝇中,相同的“基因”可用于编码成千上万种不同的蛋白质。6


图2 在更复杂的生物(例如非细菌类的生物)中,DNA盘绕在称为组蛋白的蛋白质周围。通过控制盘绕过程,基因可以根据需要打开和关闭。DNA的某些片段包含一些信息,指定DNA与组蛋白结合的方式和位置,这也将控制基因被使用的时间和方式。因此,一个“基因”可能有某种蛋白质如何制造的信息,同时也有控制该蛋白质何时生产的信息。这就像一个句子有两层含义一样。

另外,同一组字母以不同的“语言”读取,可以读出不同的含义。一段 DNA 可能同时编码(即提供指令)蛋白质的形式、内含子 - 外显子剪接位点(图 1)和组蛋白结合位点(见图 2)。所有这些都需要不同的生物纳米机器来“读取”并根据信息采取行动。

我们用外星语言打的比方只能模糊地反映 DNA 语言惊人的复杂性,细胞中的信息系统实际上远比这复杂得多。例如,DNA 并不是在细胞中携带信息的唯一一种分子。也有其他分子,例如长链糖 7,用于修饰蛋白质。细胞膜形态——甚至由膜分子产生的电场也携带重要的信息。所有这些控制着胚胎的生长方式以及成年人体的功能。

进化论者从未能够找到自然界中产生这种复杂巧妙的信息系统的机制,或是任何与此略微接近的机制。相反,他们只是凭信心相信这样的机制一定存在。令达尔文主义者尤其难以解释的是“身兼多职”的 DNA 序列。即使随机突变能让 DNA 序列在以一种方式读取的情况下得到改善,也几乎毫无例外地会降低以其他方式读取的信息的质量。

在看到生物界的美丽和复杂的时候,大卫王在诗篇139:14 中向神所发的赞美也当回荡在我们的心中:“我要称谢你,因我受造奇妙可畏。”   

 

【扩展阅读】

● 卷首语:创刊40周年纪念

● 一度基督化的‘西方’,何时开始被世俗疯狂席卷?

● 卷首语:这是伊索寓言吗?

● 卷首语:问题要问对

  

本文原英文链接见:https://creation.com/everything-is-theological 

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