Каспар Хендерсон - Книга о самых невообразимых животных. Бестиарий XXI века

Научные гипотезы о происхождении жизни не столь разнообразны и многочисленны, как легенды, но, вероятно, более интересны, потому что основываются на наблюдении за процессами в реальном мире и по крайней мере теоретически могут быть проверены (даже если такие тесты мы пока еще не можем провести). Одна из первых гипотез Аристотеля о том, что жизнь (по крайней мере «примитивная»: черви и личинки) возникла самопроизвольно из грязи, была оспорена уже в 1688 г., когда итальянский физик Франческо Реди продемонстрировал, что личинки не появляются в мясе, если не позволять мухам садиться на него. А в 1861 г. Луи Пастер доказал, что бактерии и грибок не появляются в богатом питательными веществами растворе, если он стерилен и изолирован от внешней среды, тем самым окончательно развенчав концепцию Аристотеля. Более продуктивной оказалась идея Чарльза Дарвина, сформулированная в 1871 г., о том, что жизнь могла возникнуть, в «теплом маленьком пруду с разного рода аммиачными и фосфорными солями при наличии света, тепла и электричества». Эта гипотеза стала предвестником теории «первичного бульона», сформулированной в 1920-е гг. Александром Опариным и Джоном Холдейном, согласно которой относительно простые органические молекулы – мономеры (то есть аминокислоты, «строительный материал» белка) – липиды, сахара и нуклеотиды (строительный материал РНК и ДНК) – возникли спонтанно под воздействием молний в результате химических реакций между еще более простыми веществами на ранних этапах существования Земли. В 1952 г. Стэнли Миллер и Гарольд Юри провели эксперимент, который, казалось, подтверждал эту теорию: через смесь газов, которые, как тогда считалось, присутствовали в атмосфере древней Земли, были пропущены электрические разряды, и в результате получили набор разнообразных аминокислот. Вместе с тем ученые понимали, что создания мономеров, из которых состоят молекулы жизни, еще недостаточно. Можно сколько угодно пропускать электрические разряды через «бульон» и в результате получить лишь скользкую мешанину. Из куриного бульона не получится курица, как бы долго вы его ни варили.

Отсутствие видимого решения проблемы подтолкнуло некоторых ученых к идее, что жизнь могла быть занесена на Землю в виде микробов с метеоритами из космоса. Панспермия – это не название планеты из фантастического фильма «Флэш Гордон» 1974 г., а вполне серьезная научная теория. Однако эта теория не дает ответа на вопрос о возникновении жизни, а просто переносит загадку на другую планету. C уверенностью говорить можно об одном: часть «строительного материала» для жизни уже существовала в космосе, и многие элементы, необходимые для ее возникновения, возможно, были занесены на юную Землю из космоса. Углерод, например, основа всех органических химических веществ, на самом деле довольно редкий на Земле элемент – он занимает лишь 15-е место среди самых распространенных элементов и составляет 0,046 % земной коры – и, возможно, большая его часть происходит из частиц, попавших на Землю из космоса. Значительная часть воды, без которой жизнь невозможна, тоже была принесена на Землю метеоритами и другими космическими телами, врезавшимися в Землю в период так называемой «поздней тяжелой бомбардировки» около 3,9 млрд лет назад и до нее. В составе некоторых метеоритов были обнаружены десятки аминокислот, а также шесть белков, необходимых для жизни. В метеоритах найдены сахара и жиры, присутствующие в живых организмах.

Получается, что изучение открытого космоса помогает найти некоторые ингредиенты бульона, но курицу там (пока) найти не удалось. Кое-что проясняет еще один подход к загадке происхождения жизни. Заключается он в том, чтобы анализировать не то, что представляет собой жизнь, а что она делает. Ведь жизнь – это не просто ее составляющие, это еще и процесс. Как это представлял себе в 1940-х гг. Эрвин Шрёдингер, главное, это способность жизни «сконцентрировать на себе поток порядка», то есть овладеть внешней энергией, чтобы противостоять общей тенденции к хаосу.

Его слова заставляют задуматься о том, что жизнь возможна тогда, когда среди прочего есть поток энергии, который может быть использован сложной, но пока еще неживой системой подобно тому, как водяная мельница использует энергию водного потока.

В 2007 г. Оливер Мортон писал: «Жизнь состоит не только из вещей, но и из процессов. Ученые, пытающиеся в лабораторных условиях создать химические системы, способные к автономной эволюции, считают, что такие системы должны обладать тремя характеристиками. Во-первых, это набор связанных молекул, структура которых представляет собой закодированную информацию, передающуюся по наследству. Во-вторых, молекулы должны быть способны к метаболизму, то есть способны производить полезную энергию. В-третьих, молекулы должны формировать закрытые системы, чтобы процесс метаболизма происходил бесперебойно».