Евгений Плисов - Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?

Эксперимент Пастера. 1 — колба с S-образным горлом сохраняет стерильность; 2- горло отколото, стерильность нарушена.

Красивый, элегантный эксперимент. Его противники пытались повторить подобное, но у них бульон зарастал при любых обстоятельствах, что наводило на мысль о подлоге Пастера. На самом деле никакого подлога не было — его оппоненты вместо дрожжевого экстракта в качестве потенциальной питательной среды для бактерий брали отвар сена, что приводило к маленькой проблеме. В сене есть сенная палочка, она же Bacillus subtilis, споры которой способны переживать до нескольких часов кипячения, то есть противники Пастера просто недостаточно стерилизовали бульон. Забавно: если бы Пастер повторил эксперимент так, как требовали его оппоненты, то с получением противоречивых результатов опровержение теории о самозарождении могло затянуться. Однако он не стал менять условия эксперимента — у него было достаточно власти и авторитета, чтобы не поддаваться на провокации. Постановление комиссии Академии наук от 20 февраля 1865 года было сформулировано чрезвычайно корректно: Пастер добился заявленных результатов и доказал возможность создания стерильной среды, а его оппоненты — нет. Так с теорией самозарождения жизни при современных условиях было покончено.

Остается самый важный вопрос: как жизнь появилась в те архейские годы? Первое, что нужно для жизни, — органика. С этим нет проблем, как показали еще в середине XX века Стэнли Миллер и Герольд Юри. Они собрали сложную конструкцию, симулирующую атмосферу и другие условия архейской эпохи. В гигантскую колбу накачали разные газы: водород, угарный газ, аммиак, метан, водяной пар — то есть тот самый замечательный воздух архея. Колбу соединили с сосудом с водой, которую нагревали, то есть пар постоянно циркулировал через систему.

В качестве источника энергии для возможных реакций в колбу подвели электроды, через которые разрядами подавали электрический ток. Таким образом симулировали постоянно бьющие в океан в ту непростую эпоху молнии. Они сверкали в колбе, и вся органика, если она появлялась, попадала в ловушку с холодной водой, оседая на дне конструкции. Оставшаяся вода возвращалась в нагревательною колбу, и цикл замыкался. В результате вся колба покрывается черной вязкой пленкой органики, в которой есть и липиды, и сахара, и предшественники нуклеиновых кислот, и, главное, аминокислоты. В 1950-х исследователям удалось выявить только пять аминокислот из полученной каши. Сейчас же при перепроверке становится понятно, что их там, оказывается, 22, то есть все кирпичики жизни. Такая же органика возникает и в космосе: поверхности многих метеоритов покрыты пленкой из органики, что делает возможным зарождение жизни и на теплом астероиде, хотя вероятность, что это случилось именно там, крайне мала. Эксперимент Миллера-Юри стал еще одним шагом в познании происхождения жизни.

Первичным источником энергии могли быть не только молнии: солнечная радиация, падение метеоритов, геотермальная энергия также могли работать на этот процесс. Возможно, основное накопление органики происходило на океанических берегах, где вулканическая тепловая энергия кипятила воду, ультрафиолет облучал водяной пар, который поднимался выше, а затем проливался дождем, все более наполняя океан органическими молекулами. Жизнь могла зародиться и в океане, в кипящей кислотной воде, и это не должно нас смущать. Ныне живущие микроорганизмы способны выживать практически в любых условиях при наличии жидкой воды: и в кислотных едких стоках рудников, насыщенных солями тяжелых металлов, и в кипящих озерах рядом с вулканами, и в ледяных толщах Антарктиды. Они вылетают в стратосферу с частицами пыли, где могут находиться достаточно долго, лишь затем, чтобы вернуться на поверхность планеты вместе с дождем. Это, кстати, один из факторов, позволяющих дождю возникнуть. Чтобы капля сконденсировалась в облаке, ей необходима точка кристаллизации, например пылинка. Если пылинки нет, вместо нее может сгодиться и бактерия, оказавшаяся рядом. То есть в современном дожде, идущем над океаном, в каждой капельке может быть по бактерии.

Гигантская часть бактерий находится глубоко в толще Земли и составляет чуть ли не половину всей биомассы нашей планеты. Просто вдумайтесь: половина всей жизни как феномена находится не на поверхности планеты, доступная нашему глазу, а в ее толще. Все растения, грибы, животные, включая нас с вами, — все это биоразнообразие ничтожно по сравнению с тем, что происходит где-то там, внизу. Неисчислимое множество самых разнообразных форм жизни обитает в глубинах, спокойно грызя минералы пород испокон веков, и будут это делать до конца истории. Земная кора пропитана жизнью — настолько вездесущим оказался первый организм, возникший несколько миллиардов лет назад.