Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

— Должен сказать, что подобная перспектива меня отнюдь не прельщает, — признался мистер Томпкинс.

— Я тоже от нее не в восторге, — кивнул натуралист. — Кто знает какими могут стать подобные суперорганизмы? У римлян была одна поговорка на этот счет: «Senatores boni viri, sed Senatus mala bestia», что в переводе с латыни означает: «Сенаторы — люди хорошие, но сенат — мерзкая скотина». Древние римляне понимали, что высокоразвитый организм, в данном случае римский сенат, может иметь совершенно другие характеристики, причем не обязательно лучшие, чем его отдельные компоненты. Но в связи с чем мы отклонились от темы нашей беседы?

— Вы рассказали о том, — напомнил мистер Томпкинс, — что у древнего океана возник свой собственный метаболизм, как у живого организма, и я спросил вас, что такое организм.

— Да, да! В ту далекую эпоху весь океан состоял из ингредиентов, взаимодействовавших между собой весьма слабо, и поэтому его вряд ли можно назвать единым организмом с четко очерченными функциями частей. Скорее он походил на колонию губок, растущих на подводных скалах и сросшихся между собой. Вот каким увидел (разумеется, мысленным взором) первобытный океан современный поэт 1:

Склоняют все главу пред вами, доктор Ичас:

Одним усильем дерзкий разум ваш

Рожденье дал земному океану,

И океан тот стал купелью жизни.

1 В оригинале — поэма Джона Апдайка «Горькая жизнь». — Прим. перев.

Померкли перед ним чудовища былые:

Пернатый Змей и грозный Змей морской,

Кетцалькоатль, бык Ахурамазды,

Кракен и Аспид, Молох и Ваал,

Трехглавый Цербер, что с хвостом змеиным,

И чудище морей Левиафан,

И пламя изрыгающий дракон,

Харибда, Сцилла, страшных гарпий рой ...

Что все они в сравненьи с океаном?

Тень бледная пред ярким светом дня.

Его проливы — сухожилий струны,

Каналы — вены, острова — глаза.

Широко свои объятья океан простер.

Земли макушки толстым льдом покрыты.

И мерзнут пальцы фьордов,

И метет пурга в безжизненных просторах Антарктиды.

О, грозный, страшный океан-владыка!

Сама праматерь Тира,

Чей лик ужасный устрашит любого,

И вполовину не страшна, как ты!

С печальным мерным шумом,

При свете дня, во мраке ночи

Ластился к суше ты,

Но та твои лобзанья стойко отвергала.

Своим плащом зелено-голубым

Бескрайний океан наш дом земной окутал.

Но сгинул океан в один зон, и что же?

Не пролил над ним никто слезинки малой 1.

Мистер Томпкинс не получил классического образования, и многие слова из поэмы остались для него непонятными.

— Хорошенькое дело, — пронеслось у него в голове, — если тот океан «сгинул», то как он мог стать колыбелью жизни?

1По мотивам поэмы Джона Андайка «Горькая жизнь». — Прим. перев.

— В действительности тот океан не сгинул, а перешел на следующую ступень эволюции, — словно прочитав мысли мистера Томпкинса, заметил английский натуралист. — Существует гипотеза, что океан разделился на некие подобия крохотных индивидуальных организмов.

Разумеется, детали нам не известны, но вполне вероятно, что органические вещества образовывали нечто вроде капель жира, аналогичных каплям растительного масла в воде, а при дальнейшем развитии эти капли превратились в очень примитивные клетки, аналогичные нашим бактериям, но устроенным значительно проще. Превращение капель в клетки было очень важным этапом развития, так как клетки могли конкурировать друг с другом, и поэтому естественный отбор мог порождать все более и более сложные и эффективные организмы. Но вам не следует требовать от меня каких-либо дополнительных подробностей, так как об этом этапе эволюции мы знаем не слишком много.

— Я полагаю, — с достоинством произнес мистер Томпкинс, — что среда органических соединений, о которых вы только что упомянули, непременно должны были быть белки и нуклеиновые кислоты, образующие гены, поскольку, как я недавно узнал, для производства белков необходимы гены.

— Разумеется, они должны были появиться на каком-то этапе эволюции, — согласился натуралист, — но когда именно, нам не известно.

В начале метаболическая система могла быть весьма примитивной, и простые и не очень эффективные белки могли каким-то образом возникнуть и без генов. Но и об этом известно не слишком много.

Тем не менее мы вправе утверждать, что одно важное событие заведомо произошло в те давние дни: некоторые из первых клеток стали вырабатывать зеленый пигмент, который называется хлорофилл и обладает способностью поглощать свет. Такие клетки превратились в растения. Используя энергию солнечного света, растения производят из двуокиси углерода (обычно называемой углекислым газом) и воды сахара и другие полезные соединения и выделяют кислород. В океане жили и по-прежнему обитают крохотные микроскопические зеленые растения, называемые водорослями. Они деятельно производят сахара из двуокиси углерода и воды, высвобождая при этом кислород. Более развитые сухопутные растения появились позднее. В древней атмосфере, как я уже говорил, кислорода сначала, по-видимому, вообще не было, но за столетия из-за растений в атмосфере накопилось значительное количество кислорода. Позднее, в результате деятельности растений, стала возможна эволюция животных. Животные питаются растениями и используют содержащиеся в растениях сахара и другие соединения, «сжигая» их с помощью кислорода. При этом животные получают много энергии в количествах, недоступных до появления растений и атмосферного кислорода.

На лице мистера Томпкинса появилось озадаченное выражение.

— Если животные сжигают органические соединения, соединяя их с кислородом, то каким образом кислород может накапливаться в атмосфере?

— Ответ заключается в том, что не все органические вещества обладают способностью подвергаться сожжению повторно. Часть их, сгорая, превращаются в твердые породы, например, в сланец и каменный уголь, и в нефть. Процесс превращения идет все время, и постепенно накапливается избыток кислорода. Все живые существа, взятые вместе, образуют своего рода гигантский двигатель, приводимый в движение солнечной энергией через вещество, циркулирующее в живых организмах. Около двух миллиардов лет назад, до появления хлорофилла, этот двигатель был очень маломощным, но затем он начал получать огромные количества энергии и существенно прибавил оборотов, мощность этого сверхдвигателя продолжает нарастать и поныне.

Вас может заинтересовать сравнение развиваемой им мощности с нашей собственной деятельностью. Недавно я спросил об этом у одного из знакомых физиков и был потрясен его ответом. По оценке современных ученых, общее количество солнечной энергии, падающей ежегодно на поверхность Земли, составляет 4 х 1017 киловатт-часов, или квт-ч, из них 1, 7 х 1015 квт-ч, что составляет около половины процента, запасается в растениях в результате процесса фотосинтеза. Между прочим замечу, что только У10 этого количества запасают растения, обитающие на суше, а остальные 9/10 приходятся на долю водорослей в океане.