Технопарк юрского периода. Загадки эволюции

Гангнус Александр Александрович

HCN + ультрафиолетовое облучение -> H₅C₅N₅.

В дискуссии Дж. Оро, возражая «вероятностным» скептикам, говорил: «Вероятность того, что пять атомов водорода, пять углерода, пять азота, встретившись случайно, займут нужные места и образуют аденин, ничтожна и без особой силы необъяснима». В физике, продолжал он, есть нечто похожее. Если смешать восемь протонов, восемь нейтронов и восемь электронов, то случайное получение атома кислорода (а он состоит как раз из этих частиц) невозможно.

Тем не менее в недрах звезд образуется кислород. Его в космосе очень много,

как и многих других элементов. Здесь дело не в слепой вероятности, а в закономерности. Образование сложного в каком-то смысле предопределено. В углероде «заложена» вероятность (очень высокая! ) захвата альфа-частиц, в результате чего неизбежно получается кислород. Такой ступенчатый подход и объясняет, по мысли Дж. Оро, столь «невероятные» события, как самопроизвольное зарождение преджизни - сложных органических веществ.

Когда Оро упомянул «особую силу», встрепенулся тот, в чей огород был камешек, - доктор Мора. На конференции во Флориде именно он пытался воскресить виталистическое представление об особой «жизненной силе», без которой материя, даже самая сложная, будто бы мертва. (Я писал уже о телеологическом подходе к проблеме целесообразности, предопределенности. Этот подход жив: иногда и сейчас пытаются подменить в трудных случаях причину некоей конечной, целью. Представители этого направления, как бы обрадовавшись трудностям вероятностной гипотезы первоначальной эволюции преджизни, стали нажимать на то, что некая особая сила - Творец, по всей вероятности,- воодушевленная величественной перспективой, могла спрямить вероятностный путь. Оро же, отбиваясь от вероятностного пессимизма, не дал ходу и виталистическому «оптимизму». И наметил свой вариант нетелеологической, естественно-научной предопределенности.)

Кровно задетый доктор Мора встал... и,дальше произошел очень интересный разговор.

Мора: Вряд ли следовало тратить шесть месяцев на то, чтобы поверить в возможность возникновения аденина из цианистого водорода. Я бы поверил в эффект быстрее.

Саган: Наш оптимизм в сравнении с вашим, доктор Мора, представляется просто пессимизмом.

Оро: Поскольку доктор Мора обладает столь совершенной интуицией, я бы посоветовал ему самому заняться экспериментированием.

Чтобы читателю стал ясен драматизм этой сцены, поясню: аденин, полученный Дж. Оро с помощью ультрафиолета из синильной кислоты, столь распространенной в космосе,- важнейшая составная часть нуклеиновых кислот. А это уже очень высокий, генетический уровень организации!

Началось с самокатализа?

В добиологической, гео- и биохимической эволюции вещества был один очень волнующий момент. В какой-то точке медленное образование и накопление органических веществ под действием ультрафиолета и грозовых разрядов резко, лавинообразно ускорилось. Появились вещества-катализаторы, способные в сотни раз ускорять образование «себе подобных» молекул. Это было еще не размножение и даже не первая репликация, самовоспроизведение, но что-то очень по сути похожее. Советские ученые А. Красновскнй и А. Умрихина с помощью того же ультрафиолета получили в смеси формальдегида, аммиака и воды (эта смесь есть в космосе, например в головах комет) очень сложные соединения порфирины. Волнующее открытие! Дело в том, что у этих крайне важных для жизни веществ (к ним принадлежат, например, хлорофилл и красный гемоглобин крови животных) есть чудесное свойство - свойство самокатализа. Раз появившись, они стократно ускоряют появление новых молекул порфиринов.

Пока в земной атмосфере

не было кислорода, а значит, и озона, задерживающего ультрафиолет, органические вещества могли потреблять солнечную энергию, медленно создаваться и накапливаться без фотосинтеза. Когда же появились порфирины и быстро распространились по планете, вступил в действие механизм фотосинтеза, который начал формировать кислородную атмосферу, а значит, и озонный экран на пути ультрафиолетовых лучей. Но нужды в ультрафиолете уже не было, порфирины прекрасно использовали видимый свет. Больше того, ультрафиолет стал вредным для зарождающейся жизни. Мавр сделал свое дело...

Так вырисовывались контуры механизма, неотвратимо и неизбежно ведущего преджизнь к жизни, а науку об этом волнующем времени - к освобождению от остатков витализма и «вероятностной» схоластики. И это стало ясным еще на том же Флоридском совещании. Пикировка по поводу вероятностей закончилась шутливым и примирительным образом.

Оро: Как сказал один шутник, по теории вероятностей мы все должны были бы быть мертвецами. Тем не менее мы живы.

Чаргафф: Но мы все-таки умрем.

Мора: В том-то и беда...

Карбосферы планет

Здесь нам можно пока оставить химиков и обратиться к космосу, откуда возвращаются межпланетные корабли и космонавты, которые должны проходить проверку на инопланетную заразу. В 1834 году внимание шведского химика И. Берцеллиуса привлекли углистые хондриты, метеориты, содержащие самые, можно сказать, «живые» органические вещества - парафины, асфальтены, ароматические и нефтяные углеводороды, сахара, жирные кислоты. И. Берцеллиус пришел к выводу, что углерод метеоритов - неживого, минерального происхождения, причем первичного, космического.

Но вот в 1960 году на анализ в лабораторию нефтяной монополии «Шелл» попадает углистый хондрит «Оргей». Сотрудники лаборатории тщательно исследуют метеорит и публикуют сенсационное заявление: органические вещества метеорита - это остатки неземной жизни. «Мертвая» материя не может породить ничего подобного. На недавно прошедшей в Париже Третьей конференции по происхождению жизни француженка Россиньоль сообщила, что нашла в том же метеорите «Оргей» что-то похожее на пыльцу или споры неземных форм жизни... А потом и президент Клинтон объявил, что американским ученым удалось найти остатки неземной жизни в метеорите, найденном в Антарктическом леднике. Причем метеорит на самом деле был необычным: с высокой степенью вероятности он прибыл с Марса, то ли выбитый оттуда крупным астероидом, то ли выброшенный марсианским вулканом. Но если марсианское происхождение метеорита подтвердилось, то с остатками жизни американцам пришлось притормаживать. Не подтвердилось.

Спор продолжается. Так или иначе ясно, что космос содержит в себе по крайней мере сырье для будущих биохимических эволюций. Но где и когда именно оно возникло?

В первичном холодном газово-пылевом облаке, которое, возможно, дало впоследствии начало планетам, метан, аммиак, лед полимеризовались под действием ультрафиолетовых солнечных лучей. Газы тысячи раз переиспарялись и конденсировались на частицах железа и силикатов. Но после каждого переиспарения на твердых частицах нарастал все более толстый слой органических веществ: ведь они не испарялись, а накапливались. Так работала обогатительная фабрика сложных молекул в космосе, по мнению Дж. Бернала. Так органические вещества оказались в составе горных пород всех планет, когда первичное облако сгустилось в ряд крупных и мелких небесных тел.