Олег Фейгин - Внеземной разум. Мифы и реальность

Открытие РНК навело некоторых ученых на мысль, что, может быть, она, будучи более простой молекулой, чем ДНК и белки, была и самой первой, самой древней «молекулой жизни», появившейся раньше и ДНК, и белков. Но для того чтобы играть роль такой молекулы, то есть стать той основой, на которой впоследствии могли бы возникнуть ДНК и белки, эта «первичная РНК» должна была обладать двумя главными свойствами ДНК и белков: «уметь» удваиваться, как ДНК, и разрезать другие молекулы РНК на куски, соединяя эти куски друг с другом.

Так возникла новая гипотеза возникновения жизни на Земле, утверждавшая, что появлению мира первых живых клеток с их ДНК, РНК и белками предшествовал намного более примитивный мир, в котором существовали только молекулы первичной РНК. Эти зародыши жизни работали поначалу сразу «в трех лицах», неся первичную биологическую информацию, передавая ее потомкам и катализируя биохимические реакции. В ходе дальнейших исследований было накоплено множество любопытных результатов. Но совершенно неожиданно у мира РНК возникла новая проблема – проблема времени.

Раньше считалось, что первые «живые молекулы» появились спустя примерно миллиард лет после окончания интенсивной бомбардировки Земли метеоритами и кометами. Эти небесные осколки образовались из того же первичного газового сгустка, что Земля и другие планеты, в том же месте в огромном количестве, поэтому первые несколько сотен миллионов лет столкновения с ними были чрезвычайно частыми. Жизнь в таких условиях просто не могла возникнуть: Земля то и дело плавилась и кипела. А ведь для случайной сборки многих атомов в молекулу нужной структуры РНК требуется долгий период стабильных, неизменных условий.

Миллиарда лет, по оценкам специалистов, было бы достаточно. Но в последние годы стали множиться данные, говорящие о том, что, похоже, этого миллиарда у жизни в запасе просто не было: самые древние окаменелые структуры, подобные современным бактериям, имеют возраст 3,8 миллиарда лет, то есть они возникли всего через двести миллионов лет после окончания периода интенсивного падения метеоритов. А недавние исследования показали, что последние по времени массовые падения метеоритов произошли всего 3,8 миллиарда лет назад, то есть для появления жизни путем случайных переборов биохимических вариантов времени не осталось вообще!

Все эти трудности, вместе взятые, придают высказываниям биологов определенный пессимистический настрой. Ведущие ученые, эволюционисты и генетики, ныне выдвигают новую гипотезу – гипотезу о мире, предшествовавшем появлению первых РНК. Теперь речь уже идет о каких-то «квазиживых» молекулах, которые сделали возможным быстрое появление архаичных РНК. Некоторые исследователи ищут даже такие молекулы, которые состояли бы только из аминокислот, легко образующихся в «первичном бульоне».

Выдвигаются и более смелые идеи – о том, что жизнь вообще начиналась без всяких «молекул жизни», просто на основе тех циклов биохимических реакций, которые самопроизвольно возникают вблизи мест выхода горячей лавы на океанском дне. Среди группы биохимиков популярна «глиняная» гипотеза, согласно которой первые самовоспроизводящиеся системы вообще были неорганическими, например система ионов в слое глины, направляющая аналогичный способ укладки следующего слоя, и т. д. Уже показано, что добавка глины, содержащей положительные ионы, к смеси отрицательно заряженных нуклеотидов приводит к самопроизвольному образованию цепочек РНК длиной в десятки нуклеотидных звеньев.

У теории РНК-мира уже солидный экспериментальный «багаж». Химики научились синтезировать огромное количество разных РНК со случайной последовательностью нуклеотидов, а затем отбирать из них молекулы с нужными свойствами. Получены рибозимы, катализирующие синтез нуклеотидов, присоединение аминокислот к РНК и другие биохимические процессы. Стирая грань между живым и неживым, уже растут на искусственных средах в лабораториях удивительные колонии размножающихся молекул РНК, способные синтезировать белки.

Еще дальше пошли физикохимики, которые утверждают, что возникновение жизни вообще не требует появления каких-то сложных «носителей самовоспроизведения». Исходя из теории сложных систем, они приходят к выводу, что любая такая система, будь она сложена из камней, звезд или молекул, достигнув некоторого уровня сложности, неизбежно порождает определенную упорядоченность.

Пока нам известен только один вид земной белковой жизни, и мы не знаем, какие из ее свойств являются обязательными для любой жизни во Вселенной. Биологи обычно упоминают такие обязательные свойства, как наличие наследственной информации, рост и размножение, а также извлечение энергии из среды обитания. Первичная смесь нуклеотидов, жиров и аминокислот неизбежно должна была в какой-то определенный момент перейти из хаотического состояния в упорядоченное. Вот здесь и могла бы проявиться способность к самовоспроизведению, то есть возник бы своего рода молекулярный завод, воспроизводящий себя как целое и создающий внутри себя все более сложные молекулы. Воздействие внешней среды уже на первых стадиях существования такого древнейшего самовоспроизводящегося организма должно было вести к его совершенствованию, и именно на этом пути в нем возникли молекулы РНК, ДНК и белков.

Отсюда, в частности, следует вывод, что Вселенная должна буквально кишеть очагами случайно возникшей жизни, подобной земной. К сожалению, пока эти очаги живого в Метагалактике можно увидеть только на полотнах художников-фантастов.

Удивительно, но среди биологов, биофизиков и биохимиков, не говоря уже об экологах и уфологах, до сих пор не существует общепринятого определения жизни! Одни ученые полагают, что жизнь – это особый химический процесс, связанный с извлечением энергии из окружающей среды. Другие настойчиво подчеркивают обязательную индивидуальность живых объектов и считают, что понятие «жизнь» неотделимо от понятия «организм», третьи, как правило непрофессиональные энтузиасты, наделяют живую материю всяческими мистическими свойствами, наподобие фантастического биополя. Эта странная субстанция, по словам уфологов-экстрасенсов, окружает все организмы, проявляясь как некая аура, хотя конечно же она не имеет ничего общего с физической реальностью.

Читать дальше