Vann - enhet i mangfol; slutning til intelligent designet
Av Michael Denton, 24. juli 2024. Oversatt herfra

Vann er det mest ekstraordinære stoffet! Praktisk talt alle dets egenskaper er anomale, noe som gjorde det mulig for livet å bruke det som byggemateriale for maskineriet. Livet er vannets dans til melodien fra faste stoffer. Albert Szent-Gyorgyi (1972)

Det blir ofte oversett at den berømte dobbelt-helikale strukturen til DNA ikke er iboende for det molekylet, men er avhengig av en subtil balanse av energibidrag som er til stede i vandig løsning. Uten vann for å screene de elektrostatiske frastøtingene mellom fosfatgrupper, er den klassiske, ordnede helixen ikke lenger levedyktig. Phillip Ball (2008)

Bilde 1. Vann slår mot land

Vann selv i veldig små mengder påvirker dramatisk en rekke fysiske og kjemiske egenskaper til geologiske materialer som smeltetemperaturer, kjemisk smelting, viskositet og tetthet, fase-likevekt og reaksjonskinetikk. Derfor påvirker vann grunnleggende magmatiske prosesser som spenner fra ... [smelting] til magma -oppstigning og krystallisering til utbrudd. Roberto F. Weinberg og Pavlina Hasalová (2015)

I denne artikkelen vil jeg forklare hvorfor jeg, som en som er agnostiker om mange religiøse påstander, finner en slutning til intelligent design som er umulig å nekte. Det følger av en vurdering av finjustering av egenskapene til materien for livet slik det eksisterer på jorden. Spesielt vil jeg her beskrive forskjellige egenskaper ved vann som formidler et kraftig inntrykk av å ha blitt finjustert for terrestrisk liv. Disse inkluderer vannets ulike unike egenskaper, som muliggjør den hydrologiske syklusen (som igjen gjør terrestrisk liv mulig); Vanns unike egnethet til å danne mediet til sirkulasjonssystemet; dets unike egnethet til å danne cellens matrise, inkludert dens hydrofobe egenskap som spiller en essensiell rolle i å generere supramolekyl-strukturer med høyere orden i cellen; og dens forskjellige unike termiske egenskaper som muliggjør varmblodige organismer og spiller en viktig rolle i klima-forbedring. Dette virkelig fantastiske ensemblet av egnethet, manifesterer seg i egenskapene til ett enkelt molekylært stoff, som bare kan ha en rimelig forklaring - intelligent design.

Bilde 2. Henstilling til agnostiker

Selv om jeg gjennom det meste av livet har vært relativt agnostisk og jeg foreløpig ikke tilhører noen kirke eller deltar i religiøse sammenhenger, tror jeg at slutningen av design er uunngåelig ut fra en fornuftig vurdering av finjustering av det naturlige miljøet. Som mange talsmenn for ID har påpekt, blir slutningen til design gjort i mange ulike fagområder om mange forskjellige fenomener. Forskere i arkeologi og kriminologi, forskere som søker bevis på intelligent liv i det ytre rom, må i mange tilfeller bedømme en gjenstand, et bestemt mønster eller forekomst for å være et resultat av design, snarere enn tilfeldigheter. I slike tilfeller-har selvinnlysende -en slutning til design absolutt ingenting å gjøre med religiøs tro.

Finjustering av de fysiske konstantene av naturen for et beboelig univers, et som inneholder stabile solsystemer og jordlignende planeter, har også slått mange sekulære kosmologer som svært indikerende for design. Paul Davies så finjustering av de kosmiske konstantene som formidling av et "overveldende inntrykk av design." Og Fred Hoyle proklamerte berømt:
-En almen-fornuftig-tolkning av fakta antyder at en superintellekt har drevet apestreker med fysikken, så vel som med kjemi og biologi, og at det ikke er noen blinde krefter som er verdt å snakke om i naturen. Tallene en beregner ut fra fakta, virker for meg så overveldende at jeg stiller denne konklusjonen nesten utenfor enhver tvil.
Og slik er det med vann.

Bilde 3. Vannets syklus

Den hydrologiske syklusen
Betrakt først vannets unike egnethet for den hydrologiske syklusen, en syklus som er viktig for alt liv på landjorden, inkludert oss selv. Til å begynne med er vann det eneste stoffet som er i stand til å eksistere i tre materialtilstander - væske, gass og fast stoff - i omgivelsestemperaturområdet på jordens overflate. Det er denne unike kapasiteten som gjør det mulig for den store hydrologiske syklusen, slik at flytende vann kan fordampe som en gass (vanndamp) fra havet, å kondensere i dråper vann i skyene, og å falle som regn (flytende vann) eller snø ( fast vann) til bakken og til slutt å strømme tilbake via elver med flytende vann eller isbreer (elver med fast vann) til havet. Dermed er vann på grunn av sin unike kapasitet til å eksistere i de tre materielle tilstandene unikt egnet til å muliggjøre den hydrologiske syklusen og dermed gi en kontinuerlig tilførsel av vann i terrestrisk liv.

Men livet på land krever i tillegg til vann en kontinuerlig tilførsel av de essensielle elementene i livet. De fire hovedatomene i organisk materiale - C, H, O og N - er avledet fra atmosfæren; Men de andre essensielle atomene-inkludert Na, P, S, Cl, K, Ca, Mn, Fe, CO, Ni, Cu og Zn-må utvaskes fra bergartene (deres eneste kilde for landbasert liv) i det elver vender tilbake til sjøen. De blir deretter distribuert til den terrestriske hydrosfæren, noe som gjør dem tilgjengelige for landbasert liv. Men det som virkelig er forbløffende - ordet er nøye valgt - er at vann har et ekstra ensemble av egenskaper som er dypt egnet til å erodere stein og for å vaske ut de essensielle mineralene fra dem.
Disse tilleggselementene i egnethet inkluderer: (1) Vann er et utmerket løsningsmiddel; (2) Vann har en lav viskositet (nær den laveste av mange væsker) og påfølgende høy mobilitet, som i forbindelse med de bittesmå stein-flakene det bærer, fremmer erosjon av bergartene; (3) Vann har en høy overflatespenning (en av de høyeste for kjente væsker) som trekker vann inn i sprekker i steinene; (4) i de høyere breddegrader og høyder vannutvidelse på frysing (praktisk talt unik) forårsaker ytterligere sprekker av bergartene, og hjelper videre i den erosjonelle prosessen; og (5) når vann reagerer med CO2 i luften, dannes en mild syreoppløsning (kullsyre) som ytterligere fremmer oppløsningen og forvitring av bergartene.

Bilde 4. Carbon-syklus

Men dette er ikke alt. Levering av vann beriket med livets mineraler ville ikke være til nytte, uten vann som holder jord som er avgjørende for vekst av alle planter og trær. Disse trenger en pålitelig og kontinuerlig tilførsel av vann. I vannbevarende jordarter holdes vannet i mikroporene (forhindrer rask drenering og tap av grunnvann) på grunn av vannets høye overflatespenning (som allerede som nevnt spiller en rolle i å styrke erosjonen ved å bli trukket inn i smale sprekker og sprekker i bergartene ).
Det er nesten ikke til å fatte at den samme erosjonelle prosessen som til slutt utvasker mineralene fra bergartene, samtidig genererer vannbevarende jordsmonn, beriket med de nødvendige næringsstoffene for livet, noe som gjør plantelivet mulig. Og hvilken fysisk kraft holder vannet i mikroporene i jorden? Ingen ringere enn den høye overflatespenningen til selve vannet!
Endelig er kanskje det mest bemerkelsesverdige aspektet av syklusen at de unike elementene i vannets egnethet for erosjon og forvitring bare kan utnyttes på grunn av et tidligere element av egnethet, dvs. vannets unike evne til å eksistere i tre materielle tilstander under omgivelsesforholdene på jorden. Og igjen kan tilstanden av vannbevarende jordsmonn som er så viktig for plantelivet, bare utnyttes på grunn av den tidligere egnetheten til vann for erosjon av bergartene.

Dermed formes egenskapene til vann som utnyttes i den hydrologiske syklus, det som faktisk er et teleologisk hierarki av egnethet. I dette hierarkiet muliggjør en unik egenskap ved vann, utnyttelse av et påfølgende ensemble av egenskaper for å oppnå en viktig livgivende slutt. Jeg kan ikke tenke på noe enkelt sett med fakta i all vitenskap som mer tyder på design.

Bilde 5. Overflatespenning i vann

Sirkulasjonen
Merkelig nok er en annen viktig syklus - sirkulasjon av blod i kroppen til komplekse organismer - også avhengig av forskjellige unike egenskaper for vann som danner blodmediet. Dets egnethet som løsningsmiddel er ikke mindre viktig for dets rolle i sirkulasjonen, idet det vaskes ut mineraler fra bergartene i den hydrologiske syklusen. Og igjen, som nevnt ovenfor, er dets lave viskositet som gir mobilitet til vann i den hydrologiske syklusen (forbedring av erosjonshastigheten) også et viktig element av egnethet for sirkulasjon som sammen med den relativt lave tettheten for vann gjør det mulig for hjertet å pumpe blodet gjennom kapillærårer. Selv om det er selvsagt, hvis viskositeten til blod bare var litt større, lik den for mange andre væsker, ville det være umulig å pumpe blodet gjennom kapillærårene. Som det er, er energien som må brukes til å pumpe blodet gjennom sirkulasjons-systemet omtrent 10 prosent av energibudsjettet hos mennesker og hos mange andre virveldyr.

Cellen
Vurder dernest vannets egnethet for å danne cellens matrise. Dette ensemblet inkluderer igjen dets lave viskositet (som gir et meget flytende medium for den raske bevegelsen av molekyler inne i cellen), og dets utmerkede krefter som et løsningsmiddel (som gjør det i stand til å bære i løsning en enorm beholdning av molekylære arter). Men den har en annen viktig egenskap, mindre kjent, men det er viktig for generering av den høyere strukturelle ordenen til cellen. Vannets hydrofobe egenskap (eller kraft) oppstår fra elektronegativitetene til hydrogen (H) og oksygen (O) som avviker betydelig, og etterlater oksygenatom i vannmolekylet (H2O) negativt ladet og hydrogenatomene positivt ladet.
Dette resulterer i at vann er en meget polar forbindelse og fører i sin tur til dannelsen av et sterkt polært hydrogenbundet nettverk som strekker seg over hvert sammenhengende kropp av flytende vann, inkludert cellens miljøforhold (matrix). Polare og ladede forbindelser kan lett "passe inn i" nettverket og være foretrukne og løselige. På den annen side er ikke-polare hydrokarbonkjeder (ikke-polare fordi elektronegativitetene til karbon (C) og hydrogen (H) er like), som forekommer i fosfolipider og i sidekjedene til mange aminosyrer, blir ikke foretrukne og kan ikke "monteres inn" det hydrogenbundne nettverket. De blir dermed gjort uoppløselige og blir tvunget til å klumpe seg sammen i hydrofobe komplekser, vekk fra kontakt med vann.

Bilde 6. Cellens membran -skal vedlikeholde dette

Det er denne kraften-den hydrofobe kraften-som forårsaker dannelse av lipid-bilag-cellemembran. Det gjør det ved å tvinge de uoppløselige (ikke-polare) hydrokarbonkjedene til fosfolipidene inn i midten av cellemembranen, vekk fra den vandige fasen i og utenfor cellen. Det er den samme kraften som tvinger de ikke-polare sidekjedene til aminosyrer til å klumpe seg sammen i midten av proteiner under folding og stabiliserer den modne innfødte formen etter folding. Den hydrofobe kraften er også ansvarlig for å stabilisere DNA-helixen, så vel som mange enzym-substrat komplekser.
Betydningen av den hydrofobe kraften i å ordne membraner og andre strukturer av høyere orden i cellen kan knapt overdrives. For det er vanskelig å forestille seg hvordan den høyere strukturelle rekkefølgen av membraner, proteiner og DNA, som oppstår spontant ut av virkningen av den hydrofobe kraften, kan oppnås på annen måte. Med andre ord, livet og faktisk selve eksistensen av den karbon-baserte cellen er kritisk avhengig av vanns motvilje mot hydrofober eller ikke-polare forbindelser.

Proteinkjemikeren Charles Tanford overdriver ikke da han sa:
Den hydrofobe kraften er den energisk dominerende kraften for innelukning, vedheft, etc., i alle livsprosesser ... dette betyr at hele livets natur som vi kjenner det, er en tjener for den hydrogenbundne strukturen til flytende vann.
Vannets egnethet til å danne matrisen til cellen er, så langt kjent, helt unik. Ingen annen væske kunne erstatte vann i denne rollen. I løpet av 3,5 milliarder år har det dessuten ikke blitt brukt noen annen væske for til celler i noen organisme. Hvis vann ikke hadde den nøyaktige porteføljen med egenskaper det har, ville ingen karbonbasert celle eksistere, og visselig, ville jorden være blottet for liv.

Endotermi
Tenk på et helt annet annet fenomen - endotermi -lenke, som gir mange fordeler for avanserte terrestriske livsformer som oss selv. Dette er kritisk avhengig av en serie med unike termiske egenskaper til vann.
For det første vannets høye spesifikke varmekapasitet (en av de høyeste for kjente væsker) som bufrer kroppen mot endringer i temperatur, et viktig element av egnethet for enhver varmblodig organisme som opprettholder kroppstemperaturen på et fast nivå (37-40 grader C i fugler og pattedyr) gitt at vann utgjør omtrent 60 prosent av massen i kroppen.
For det andre er det vannets høye latente fordampningsvarme (den høyeste for ethvert molekylært stoff). Dette er et annet viktig element av egnethet når miljøtemperaturen stiger over kroppstemperaturen - som forekommer i mange geografiske områder, ikke bare i tropene. Hvorfor er vannets høye latente fordampningsvarme så viktig? Fordi den eneste måten å redusere kroppstemperaturen når miljøtemperaturen er over 37 grader C, er ved kjøleeffekten av fordampning av vann på huden. Menneskeliv i store områder på jorden er bare mulig på grunn av denne kjøleeffekten.

Bilde 7. Kroppslig (endoterm) regulering av kroppstemperatus

Og hvis det ikke er tilstrekkelig bemerkelsesverdig, er den andre termiske egenskapen til vann - dens varmelednings kapasitet - en av de høyeste blant vanlige væsker. Dette er et element av egnethet som hjelper med transport av varme fra vevene til kapillærene og fra kapillærene til huden i ytterkant. Så disse tre termiske egenskapene til vann er i hver sin tur dypt og unikt tilpasset for å muliggjøre endotermi i avanserte terrestriske virveldyr, inkludert oss selv.
Er det ikke bemerkelsesverdig at i tillegg til å ha unik egnethet for den hydrologiske sirkulasjonssyklusen og for cellen, har vann også akkurat de rette egenskapene for endotermi? Er det noe mer forskjellige fenomenwe enn disse?
Man kan ha forestilt seg at disse tre termiske egenskapene til vann som muliggjør endotermi, kan uttømme antall termiske egenskaper til vann som passer for livet på jorden. Men nei, det er en annen termisk egenskap som spiller en helt annen viktig rolle for livet på jorden - utvidelsen av ferskvann under 4 grader C (og sjøvann under 1,8 grader C). Dette bringer det kaldeste vannet til overflaten, og i forbindelse med utvidelse av vann ved frysing (en annen nesten unik egenskap ved flytende vann) forhindrer vann fra å fryse nedenfra og opp og muliggjør derfor eksistensen av det marine og ferskvannslivet ved høyere breddegrader.

Det er mange andre måter som egenskapene til vann spiller en essensiell rolle i viktige prosesser og fenomener som gjør at livet kan blomstre på jorden. Mange av disse blir gjennomgått i monografien min The Wonder of Water-lenke. De inkluderer måten de termiske egenskapene til vann skaper de store atmosfæriske og oseaniske strømmer som bringer varmen fra tropene til de kjøligere høyere breddegrader, og forbedrer jordens klima. Igjen sikrer den tektoniske resirkulering av jordskorpe mineraler (og har vart i milliarder av år) at kilden til mineraler for terrestrisk liv kontinuerlig blir etterfylt. Det er bare mulig på grunn av en mykgjøring av litosfæren -lenke ved vann, som senker dets viskositet og gjør det mobilt, noe som muliggjør dets oppskyvning over subduksjonssoner og de midtre oseaniske ryggene.

Ulikhet og mangfoldighet
Oppsummert er det den rene ulikhet og mangfold av elementene i vannets egnethet for livet på jorden som er så forbløffende. Det vi har i egenskapene til vann - ett enkelt molekylært stoff, H2O - er det som helt sikkert er det mest forbløffende ensemblet av egnethet for å tjene et univers av forskjellige hensikter innebygd elegant og sparsommelig i ett enkelt molekylært stoff i hele naturen.
Ikke én, men utallige vannegenskaper er ekstremt egnet til å tjene forskjellige hensikter, kritiske for livet: fra cellen indre liv til mykgjøring av mineralskorper, fra blodets sirkulasjon, til erosjonen av bergartene. Uansett ens filosofiske eller teologiske bias, taler fakta for seg selv. Det er ingen rasjonell flukt fra slutningen til design. Den eneste forklaringen som gir noen mening til fakta, er at vannets egenskaper ble intelligent finjustert.

Bilde 8. Vedhengskrefter i vannoverflatens molekyler

Og det er en endelig ekstraordinær tanke, implisitt i egnetheten til vannets egenskaper. For det første fordi disse egenskapene har holdt seg uendret siden tidenes morgen, innebærer dette at de må ha vært i tankene til en designer og ordinert i skapelsesøyeblikket. Og for det andre gitt deres egnethet for så mange forskjellige fenomener og prosesser, fører dette til den fengslende tanken at livet på jorden, og faktisk vesener av vårt avanserte terrestriske design, må ha vært i tankene til designeren fra skapelsesøyeblikket. Med andre ord var vi er ment å være, og fra tidens morgen. Universet, som Freeman Dyson uttrykte det, "må i noen forstand ha visst at vi kom."

Redaktørens merknad: Alle vitenskapelige referanser kan finnes i Dr. Dentons monografi The Wonder of Water -lenke (Discovery Institute Press).

Bilde 9. Michael Denton

Senior stipendiat, Sentre for vitenskap og kultur og for menneskelig eksepsjonalisme
Michael Denton har en M.D. fra Bristol University, samt en doktorgrad i biokjemi fra King's College i London. Denton er en senior stipendiat ved Discovery Institute's Center for Science and Culture, og har hatt en kritisk innvirkning på debatten om darwinistisk evolusjon.

Oversettelse, via google oversetter, og bilder ved Asbjørn E. Lund