Мартин Гарднер - Этот правый, левый мир

Если этот союз природы и случая может создавать новые виды, то почему он не мог создать первую «живую» молекулу? От признания такого предположения жизнь не станет ни менее чудесной, ни менее загадочной.

Вернемся мысленно к тем изначальным глухим временам, на три или четыре миллиарда лет назад, когда ни одно живое существо не бродило по лицу Земли и не бороздило ее вод. Как появилась «первая» живая молекула? Простер ли бог свою длань и своими перстами соединил атомы углерода, кислорода, азота, водорода и серы в гигантскую молекулу, способную к самовоспроизводству? Пока что никто не может доказать, что этого не было. Но мы можем попытаться дать более достойное объяснение.

Возможно, что Мировой океан, в который попали споры живых молекул из Вселенной, оказался подходящей средой для их развития. Некоторые ученые поддерживали эту гипотезу. Сванте Аррениус, знаменитый шведский химик, написал в защиту подобных идей целую книгу под названием «Как делаются миры». В ней он отстаивает точку зрения, что жизнь на Земле могла зародиться из спор, которые в глубоко охлажденном состоянии пересекли пространство под давлением звездной радиации.

Похожая мысль о том, что живые споры были занесены на Землю метеоритами, возникла недавно при исследовании состава некоторых типов метеоритов, богатых углеродом.

В 1961 году группа американских ученых сообщила об обнаружении некоторых сложных углеводородов, очень похожих на земные органические вещества в образцах, взятых из метеоритов, хранящихся в Американском музее естественной истории. Позднее в том же году другая группа ученых США обнаружила в метеоритах какие-то микроскопические частицы, которые могут быть остатками простейших растений. Один ученый объявил, что ему удалось выделить из вещества метеорита живые микроорганизмы, но, по общему мнению специалистов, это всего лишь результат загрязнения метеорита при прохождении атмосферы Земли.

Биохимики готовы признать, что в метеоритах могут содержаться остатки погибших микроорганизмов. Но они склонны выражать сильное сомнение в способности живого организма выдержать жестокую радиацию при путешествии через космическое пространство как в виде свободных спор, так и в веществе метеоритов.

На менее серьезном уровне писателями-фантастами были придуманы многие формы разумной жизни, путешествующей через космические пространства и «засевающей» планеты, на которых физические и химические условия благоприятны для жизни. Томас Голд, английский астрофизик, высказал однажды предположение, что жизнь на Земле могла начаться с микробов, которые жили среди отбросов, оставшихся после посещения Земли звездными пришельцами несколько миллиардов лет назад!

Сейчас большинство биохимиков отвергают гипотезу о внеземном происхождении жизни. Их доводы сводятся не только и не столько к тому, что у этой гипотезы нет экспериментального подтверждения и что жизнь не может выдержать космическую радиацию на пути через пространство; их убеждения основаны на все укрепляющихся доказательствах того, что живые организмы могли просто спонтанно возникнуть на самой Земле.

«Спонтанное зарождение» в смысле постоянно наблюдающегося образования живого из неживого со времен Аристотеля до времен Пастера упорно отстаивали многие великие биологи. До признания эволюционной теории было широко распространено мнение, что всевозможные живые существа, даже мыши, рождаются спонтанно из продуктов распада живого вещества, из отбросов, из грязи. Во времена Пастера большинство химиков были уверены, что микробы самопроизвольно образуются в стоячей воде. Серией простых, но блестяще продуманных экспериментов Пастер раз и навсегда доказал, что это не так. Биологи, считавшие, что доказали спонтанное зарождение, просто недостаточно тщательно защищали свои пробирки от проникновения в них микробов. Сейчас ни один уважающий себя биохимик не думает, что хоть где-нибудь на Земле микроорганизмы возникают из неживой материи. Самое большее, что может произойти, это случайное появление примитивных «полуживых» молекул на поверхности моря, где их быстро поглотят живые микробы. Но и это кажется весьма маловероятным.

Тем не менее биохимики уверены, что спонтанное зарождение могло иметь место по крайней мере однажды три или четыре миллиарда лет назад, когда физические и химические условия на Земле резко отличались от нынешних. В несоленой воде океанов содержались, по-видимому, большие количества аммиака и углекислого газа. В атмосфере не было свободного кислорода, и не из чего было образоваться спасительному слою озона, который защищал бы Землю от мощного ультрафиолетового излучения Солнца. Благодаря этому излучению ряд простейших углеводородных молекул превратились в более сложные высокомолекулярные соединения. Источником энергии могли быть также тепло коры Земли, выделявшееся гораздо интенсивнее, чем сейчас, разряды молний у поверхности моря, излучение радиоактивных веществ и радиация космических лучей. Возможно, что за миллиард лет и больше в бушующих и пенящихся океанах могли сформироваться миллионы различных сложных молекул, содержащих углерод.

Авторы научно-популярных книг (и некоторые ученые) порой склонны излишне драматизировать внезапное появление единственной молекулы (может быть, молекулы нуклеиновой кислоты), положившей начало процессу саморазмножения, химического «Адама», с которого началась эволюция. Хотя мы и не можем категорически отвергать эту мысль, но скорее всего, что такого драматического момента все же не было. Суть в точности воспроизведения. Сперва могли появиться молекулы, способные к частичному воспроизводству грубо приближенных собственных копий; эти грубые копии в свою очередь размножались миллионами. Даже если бы мы подробно знали обо всем, что происходило тогда, за миллионы лет до появления следов живых существ, то мы не смогли бы все равно установить, в каком определенном году или даже тысячелетии это происходило, и сказать: «Вот в это время зародилась жизнь». Сложность могла нарастать постепенно и непрерывно, пока наконец не появились органические молекулы, сходные по своему строению с молекулами нуклеиновой кислоты в современных живых организмах.

Многие ученые под влиянием суеверного представления о божественном акте творения высмеивали мысль, что случайная комбинация органических молекул в первичной гидросфере может создать такую сложную структуру, как нуклеиновая кислота. К числу самых первых насмешников, обладающих большим даром красноречия, относился Фрэнсис Роберт Джэпп, шотландский химик XIX века. В его широко обсуждавшейся статье «Стереохимия и витализм», напечатанной в журнале «Нэйчур» в сентябре 1898 года, было дано прекрасное изложение работ Пастера по стереоизомерии наряду с яростной проповедью сверхъестественного происхождения первых асимметричных молекул.