Терри Пратчетт - Наука плоского мира IV: Судный день

Но несмотря на это, мы можем заниматься поиском историй, содержащих полезные знания.

В научном представлении о происхождении жизни, как правило, выделяются две фазы: пребиотическая и биотическая. Нередко проблема претерпевает еще большее упрощение: неорганическая химия до появления жизни и органическая химия после. Речь идет о двух больших направлениях химической науки. Органическая химия изучает массивные и сложные молекулы, которые состоят из множества углеродных атомов, в то время как в ведении неорганической химии находится все остальное. Органическая химия составляет неотъемлемую и универсальную основу современной жизни, существующей в Круглом Мире. Однако у нас нет веской причины полагать, что происхождение жизни четко укладывается в эту удобную, но довольно-таки произвольную систему из двух категорий. Органические молекулы почти наверняка существовали до того, как их стали использовать какие-либо организмы. Иными словами, пытаясь представить возникновение жизни в виде некого внезапного перехода от неорганической химии к органической, мы совершаем ошибку, путаем два совершенно разных понятия.

Да, было время, когда жизнь еще не существовала, и время, когда жизнь только начиналась. Однако возникновение жизни не было похоже на внезапное событие вроде включения света. В течение какого-то времени вполне вероятно, довольно продолжительного, порядка сотен миллионов лет Земля находилась в состоянии так называемого мезобиоза. Это сочетание органической и неорганической химии, которая постепенно превращается в живой организм не отправная точка и не конечный пункт, а целый путь.

Существует огромное множество гипотез, посвященных альтернативным путям развития, которые могли привести к возникновению жизни. В 1980-х Джек насчитал тридцать три правдоподобные теории, а теперь их количество, должно быть, исчисляется сотнями. Понимание того, что мы, вероятно, так и не узнаем, какой путь имел место в действительности, действует отрезвляюще. На самом деле это вполне вероятно. Реальный сценарий может оказаться одной из тысяч альтернатив, до которых мы еще не додумались. Некоторым из нас достаточно убедиться в возможности самого перехода от химии к простой биохимии; другие поверят в осуществимость конкретной последовательности шагов только после того, как увидят выращенные в лаборатории искусственные организмы, сравнимые по сложности с бактериями. А третьи захотят увидеть искусственного слона, синтезированного из склянок с химикатами, и все равно будут настаивать на том, что кто-то сжульничал.

Многие из вас будут уверены в том, что жизнь настолько отличается от неживой или даже совсем недавно омертвевшей природы, что любая более или менее непрерывная последовательность шагов выглядит совершенно неправдоподобной. Отчасти эта уверенность объясняется нашей нейрофизиологией, ведь мысли о живых или неживых объектах, например, мышах и камнях вовлекают в работу различные участки нашего мозга. Поэтому нам трудно построить мысленный мост, связывающий камни с мышами или хотя бы школьную химию с «микробами». Вместо этого мы изобретаем душу или какое-нибудь другое понятие, благодаря которому мы можем провести четкую границу между представлением о живом человеке и совершенно ином образе мышления, который касается мертвых тел.

Мы вкратце изложим ряд вероятных гипотез, касающихся происхождения жизни, чтобы дать вам возможность ознакомиться с существующими на данный момент идеями, а также различными подходами к проблеме, наглядно продемонстрированной на их примере. Мы уже несколько раз упоминали о происхождении жизни в цикле «Наука Плоского Мира», поэтому теперь попытаемся осветить этот вопрос немного иначе. Например, история о вирусе, приведенная в конце этого параграфа, появилась совсем недавно. Около 2000 года она тихо сидела за кулисами, пока Харальд Брюссов в своей обзорной статье 2009 года не вынес ее на обсуждение. Чтобы задать для нее необходимый контекст, нам нужно будет ознакомится с некоторыми из более ранних гипотез.

Самым важным среди ранних экспериментов был опыт Стэнли Миллера, который в 1950-х работал в лаборатории Гарольда Юри. Он сымитировал воздействие молнии на среду, достаточно точно соответствующую атмосфере древней Земли: аммиак, углекислый газ, метан и водяной пар. Вначале он получил несколько токсичных газов, среди которых были и такие сильные яды, как синильная кислота и формальдегид; это побудило его продолжать опыт, так как «токсичность» не является собственным свойством вещества оно характеризует воздействие на живой организм. Большая часть газов не имеет к живым существам никакого отношения. Дальнейшее воздействие привело к образованию аминокислот, которые, благодаря способности к взаимному соединению с образованием белков, играют наиболее важную роль в химии живых организмов наряду с некоторыми другими веществами. Помимо них Миллеру удалось также получить некоторые низкомолекулярные органические соединения.

Разобраться в возникновении этих молекул будет весьма непросто, однако, как показал эксперимент, природа способна достичь такого результата, не прилагая никаких особенных усилий. Нет причин полагать, что процессы, происходившие в эксперименте Миллера, выходят за рамки стандартной химии, подчиняющейся физико-химическим правилам. Мы умеем рассказывать правдоподобные химические истории о доступных способах соединения и превращения атомов и молекул. Такое происходит постоянно; именно благодаря этому и существует такая наука, как «химия». Достаточно детализированные модели смогут отразить основные этапы однако реальности почти наверняка превосходит их по своей сложности. Это важный принцип: то, что нам кажется сложным, может оказаться простым с точки зрения природы.

Работникам, повторившим этот эксперимент в подходящих газовых средах, удалось получить и многие другие органические соединения, например, сахара и даже азотистые основания, из которых состоят молекулы ДНК и РНК, жизненно важные для всех земных организмов. Мы уже упоминали и ДНК, и ее двойную спираль так или иначе, сейчас эта молекула пользуется широкой известностью. РНК, то есть «рибонуклеиновая кислота», известна не так хорошо: она похожа на ДНК, но устроена проще. За рядом исключений РНК состоит из одной цепочки и не образует двойных переплетенных нитей. Конкретные разновидности РНК играют ключевую роль в развитии любого организма.

Вполне вероятно, что в древних морях Земли уже встречались эти две молекулы; более того, их появление, скорее всего, было неизбежным. К тому же теперь нам известно, что многие из упомянутых простых органических соединений встречаются в составе метеоритов; они могут возникать даже в космическом вакууме. Это дает нам еще один вероятный источник органических веществ. Словом, небольшие органические молекулы встречались повсеместно и в больших количествах, причем их существование было никак не связано с деятельностью живых организмов.