Ошибка Коперника. Загадка жизни во Вселенной
Шрифт:
Митохондрии делают возможной такую жизнь, как мы, поскольку многократно повышают производительность нашего метаболизма. Энергия, которую они обеспечивают, позволяет увеличить количество генов, экспрессия которых по силам нашим клеткам, в 200 000 раз по сравнению с одноклеточными организмами. Однако происхождение митохондрий, скорее всего, бактериальное. Мы считаем, что примерно 2 миллиарда лет назад они слились с предшественниками эукариотических клеток и вступили в отношения эндосимбиоза – были полностью поглощены клетками-хозяевами и стали служить для них жизненно важными генераторами энергии.
Пока что все складывается. Однако некоторые ученые, в том числе биохимики Ник Лейн и Билл Мартин [205] , отстаивают ту точку зрения, что организм, который слился с митохондриальным предком,
205
N. Lane and W. Martin. The Energetics of Genome Complexity // Nature 467 (2010): 929–34. Еще одна статья о том, какими путями развилась сложная жизнь – J. A. Cotton and J. O. McInerney. Eukaryotic Genes of Archaebacterial Origin are More Important Than the More Numerous Eubacterial Genes, Irrespective of Function // PNAS 107 (2010): 17252–55. Авторы предпочитают говорить не о «древе жизни», а о «кольце жизни».
Мне представляется, на сегодня это самый веский довод в пользу того, что происхождение сложноклеточной жизни на Земле было чистым везением. Он подкрепляет астрофизическую и планетную аргументацию, которая доказывает, что жизнь зародилась в результате весьма специфической цепочки событий, однако сам по себе он еще сильнее. Если и в самом деле для возникновения жизни необходимо столь уникальное стечение обстоятельств, шансы, что планет вроде Земли достаточно много, вероятно, очень малы. Однако пока что митохондриальная гипотеза не нашла окончательного подтверждения.
Бывали, конечно, на Земле и другие поразительные случаи эндосимбиоза (когда один организм мирно существует внутри другого к вящей пользе обоих). Вот, к примеру, хлоропласты – структуры, играющие главную роль в фотосинтезе, – в клетках растений свидетельствуют, что на каком-то этапе произошло похожее слияние. Ученые считают, что эти микроскопические структуры в форме фасолинки когда-то были сине-зелеными одноклеточными водорослями – древними видами микробов, умевшими осуществлять фотосинтез. Однако растения, которые также содержат митохондрии, появились гораздо позже, чем сложноклеточная жизнь. В сущности, все свидетельствует о том, что ничего похожего на «митохондриальное событие» больше не повторялось – оно произошло ровно один раз 2 миллиарда лет назад.
Эта теория достаточно убедительна. Однако на самом деле мы не знаем, что митохондриальный предок слился с другим видом простейших. Если на тот момент уже существовала прото-эукариотическая форма жизни, а может быть, даже какая-то относительно сложная архея, митохондриальное событие, вероятно, стало лишь шагом в эволюции подобного организма, очередным случаем ничем не примечательной разновидности эндосимбиоза, какие бывали и раньше, когда прото-эукариоты захватывали полезных микробов, но не переваривали, а сохраняли в себе. В таком случае митохондриальное событие было бы куда менее примечательным, и, признаться, мне это больше по душе. Линии доказательств, которые основаны на «невероятных событиях», мне претят. Они подозрительно похожи на доводы некоторых ученых ХХ века, например, физика Фреда Хойла, который утверждал, что для зарождения жизни на Земле требовалось «осеменение извне». Хойл предполагал, что земная биохимия началась с организма, который, будучи совершенно естественным, вроде бактерии, был занесен сюда откуда-то из внеземного пространства. Такие гипотезы называются «панспермия» [206] – от греческого словосочетания, которое означает «смесь всяческих семян».
206
Эта идея зародилась очень давно, еще у древних греков. В XIX веке о ней писали самые разные ученые, в том числе Кельвин и Гельмгольц, а в начале ХХ века – Сванте Аррениус. Она популярна и в наши дни, хотя подтверждения так и не нашла. И в самом деле, представляется, что Солнечная система, в принципе, обеспечивает все условия для обмена биологическим материалом – столкновения с астероидами выбрасывают в пространство вещества с поверхности планет, и они
По мысли Хойла и его сторонников, если смешать атомы и молекулы где-то в общем котле на первобытной Земле, шансы, что даже в пределах нескольких миллиардов лет спонтанно сформируются молекулы ДНК или РНК, практически нулевые. Подобным же образом жизнь не могла зародиться здесь сама по себе и наверняка была инициирована зачатком жизни или прото-жизни, который прибыл к нам откуда-то еще. Проблему абиогенеза отдали Вселенной на аутсорсинг.
Сегодня мы полагаем, что способы, которыми создаются молекулярные структуры, как базовые, так и сложные, гораздо проще, чем мы думали, как и способы, которыми из сложных систем может спонтанно возникать порядок. Кроме того, мы полагаем, что существует широкий диапазон неживых, неорганических химических и физических лекал, которые могли подтолкнуть углеродную химию к тому, чтобы стать полномасштабной биохимией на юной Земле. Так что привлекать панспермию в представлении Хойла теперь словно бы и ни к чему. И хотя современные представления всего не объясняют, однако из них очевидно следует, что нужно воздерживаться от предположений, что если какой-то биологический феномен не вполне понятен, он автоматически становится невероятным. Так что, на мой взгляд, предполагать, что сложные клетки с митохондриями имели лишь очень скудные шансы на возникновение из микробного котла, – это (по крайней мере на первый взгляд) все равно что увлекаться идеей той самой панспермии, согласно которой зарождение жизни маловероятно просто потому, что нам так кажется.
Но я и на этом не остановлюсь. Я считаю, что если история науки чему-то нас и учит, то только тому, что подобного рода предположений следует всячески остерегаться. В наших силах отсекать самые экстремальные из подобных идей, и мы обязаны так и поступать. Как я покажу, дело в том, что зачастую они вдохновлены интуитивными предположениями о природе статистики, которые оказываются ошибочными. В сущности, самый серьезный довод против любой версии «уникальной Земли» дает нам относительно простой, однако очень убедительный экскурс в область природы вероятности и нашего восприятия случайности.
Преподаватели статистики частенько рассказывают своим студентам на первом занятии одну старую историю, которая неизменно вселяет в новичков благоговейный ужас; на первый взгляд она проста, однако подчеркивает некоторые глубоко укоренившиеся у нас заблуждения, в которые мы впадаем, когда пытаемся поместить информацию в тот или иной контекст. Как и многие хорошие истории, ее можно рассказывать по-разному. Я предпочитаю спортивные аналогии.
Итак, как-то вечером Джо сидит дома один, и вдруг ему звонят. Это его старый друг, с которым Джо не говорил уже лет пять, а то и больше, и он очень рад звонку. Они разговаривают, и друг говорит, что у него есть лишний билет на важный бейсбольный матч тем же вечером. Может быть, Джо составит ему компанию?
Через час Джо уже пробирается к своему месту на стадионе. Там уже собралось пятьдесят тысяч болельщиков. Полный аншлаг, яблоку негде упасть. Когда Джо с другом оказываются на своих местах, кто-то спрашивает, не согласятся ли они поменяться и сесть на места чуть-чуть получше в пяти метрах отсюда, чтобы члены одной семьи могли сесть вместе. Джо тут же соглашается, и они с другом занимают новые места.
Игра начинается, в «доме» – знаменитый бэттер. Усевшись поудобнее, Джо замечает неподалеку разносчика и подзывает его. Джо протягивает руку к лакомствам на подносе, и тут бэттер на поле размахивается и запускает мяч на трибуны. Мяч взлетает высоко-высоко, отскакивает от подноса и попадает прямо в руку Джо. Это настоящая сенсация, и мяч тут же превращается в спортивную реликвию.
Джо качает головой, не веря своему счастью. Если бы старый приятель не позвонил ему, если бы у него не оказалось билета на этот матч, если бы Джо не согласился поменяться с кем-то местами и в эту самую минуту не протянул руку к подносу, он не поймал бы мяч! Джо кажется, что это просто невероятно, и на миг он даже задумывается, не открылся ли у него особый дар – притягивать загадочные совпадения.
Казалось бы, логично. Если с тобой такое случается, поневоле задумаешься. Задашься вопросом, не избрало ли нас мироздание именно ради этого события. В конце концов, каковы шансы, что все события сложатся так удачно?