Технопарк юрского периода. Загадки эволюции
Шрифт:
Когда-то они породили жизнь, теперь они питают микроорганизмы, планктон, цепная реакция ширится, усиленно размножаются моллюски и рыбы - и вот взрыв жизни оставляет в книге эпох неизгладимый след.
Возможна ли такая картина? Это можно проверить, если взглянуть окрест себя внимательно: а нет ли таких сгущений вокруг нас в наши далеко не бедные жизнью дни?
В 1926 году академик В.И. Вернадский писал: «Особое место, по-видимому, занимают саргассовы сгущения жизни. Они отличаются от планктонных сгущений характером фауны и флоры, а от прибрежных - тем, что независимы в своем существовании от разрушения континентов и от приносимых реками созданий жизни суши. В отличие
Что же питает саргассовы сгущения? В. Флоровская считает: углеродистые, азотистые, фосфатные соединения, входящие в состав теплых подземных вод. В Саргассовом море, удивительном острове зелени посреди океана, резко повышенная температура воды (около двадцати семи градусов). Грабен, провал в земной коре, над которым плещутся воды моря, очевидно, богат выходами подземных термальных вод, обогащенных питательными веществами. В Красном море, зародыше грядущего океана, такие выходы горячих подземных рассолов обнаружены на всем протяжении рифта - трещины, секущей море вдоль. И Красное море - тоже место сгущения жизни.
Так преджизнь, возможно, взаимодействует с жизнью, вливая в нее время от времени новые силы.
От гипотезы панспермии большинство ученых открещивается. Но зато расцвела и утвердилась новая мегакосмическая концепция жизни, гораздо более манящая и вдохновляющая, - теория биопоэза. По этой теории космос - весьма благоприятная среда для возникновения сложных органических соединений. Эта готовность не может не вызвать благосклонности со стороны все той же теории вероятностей. Жизнь готова самозародиться и развиваться везде, где для этого есть набор подходящих условий. Разновидностей, «клонов» жизни во Вселенной много.
Дж. Бернал писал:
«Земная жизнь вместе со всеми прочими клонами жизни (на Земле, воможно, эти прочие клоны будут искусственно синтезированы в лаборатории) и образуют биопоэз, сверхжизнь. Наука, изучающая ее, будет носить имя общей, или инвариантной, биологии».
А потому карантин для межпланетных кораблей, возвращающихся из неисследованных областей космоса, будет необходим всегда.
ГЛАВА 13
ПРЕДЖИЗНЬ. ОТ БЕЛКА ДО ДНК? (ПРОДОЛЖЕНИЕ)
Когда же он закопошится?
В 1897 году знаменитый биолог-дарвинист и философ Э. Геккель заявил в многолюдном собрании немецких ученых: «Если вы, химики, создадите правильный белок, то он закопошится!» Слова эти были встречены аплодисментами, а обращены они были к восходящей звезде органической химии, будущему лауреату Нобелевской премии - Эмилю Фишеру. Казалось тогда, что стоит решить проблему синтеза белка - и искусственная жизнь, рукотворный организм оживут в пробирке химика, «закопошатся».
Десятки химиков бросились открывать строение белка и наудачу, вслепую пытаться получить его искусственно. И если первая часть этой работы шла быстро и уже на рубеже столетий были открыты все двадцать кирпичиков, составляющих белки, двадцать аминокислот, и их почти сразу научились синтезировать (и похоже, не было с этим проблем в космическом и земном естественном «биопоэзе»), то со связыванием аминокислот в белковую цепочку дело застопорилось на полвека. То есть связываться-то они связывались, но белок не получался. Получались пептиды, наборы аминокислот, кое в чем схожие с белками. Например,
назвать их белками, столь очевидна была разница. Сначала думали, что дело тут в длине цепи: пептиды были намного короче белков. Началась борьба за длину цепи.
И тогда лауреат Нобелевской премии 1902 года Эмиль Фишер, лидер гонки (у него в 1907 году получился восемнадцатичленный пептид), выступил с суровым осуждением «тотального синтеза белка». Даже если в результате сотен лихорадочных опытов наобум белок будет случайно получен, то этот результат даст науке ничтожно мало. Он сравнил химика с путешественником по неизведанной стране, который может промчаться через страну с помощью скоростного современного транспорта и достичь границы, не узнав о стране почти ничего. Но может он путешествовать и со смыслом, по определенной системе, не слишком торопясь, силясь понять природу и обычаи страны. И даже если придет он к цели позже торопливого своего коллеги, истинным покорителем страны будет он.
Э. Фишер оказался прав. Путь к синтезу белков открылся еще через пол века только после выяснения другими нобелевскими лауреатами матричной роли нуклеиновых кислот. Именно ДНК и РНК, подобно инженеру, запасшемуся чертежами, могут конструировать и строить строго определенную последовательность бесконечных нитей белка. Без этой строгой , определенности самая длинная цепь аминокислот будет оставаться просто цепью аминокислот - пептидом..А не белком. Но, зная эту предысторию химического синтеза белка, трудно не дивиться на наших современников-биохимиков, занятых как раз тотальным и как будто бессистемным синтезом самых разных органических веществ, в том числе и полипептидов. Это ученые, которые вслед за А. Опариным и Дж. Холдейном бьются над тайной происхождения жизни.
Шлагбаум на пути
«А и Б сидели на трубе. А упало, Б пропало, кто остался на трубе? А осталось на трубе И». Эта детская загадка процитирована... в журнале «Вопросы философии», в статье академика В.А. Энгельгардта, выдающегося советского биолога. Живое существо, скажем человека, можно оценить как сумму многочисленных А, Б, В - простых элементарных веществ. Его можно оценить как сумму веществ более высокого ранга - белков, нуклеиновых кислот и т.д. И каждая такая сумма, если отбросить все составляющие ее слагаемые, будет содержать некое «И», отсутствующее в исходном наборе. Все живое «копошится», причем со смыслом, с целью. А ведь весь этот многообразный, целесообразный мир родился из мертвого камня, тошнотворных газов первичной земной атмосферы, воды и сияния солнечных лучей. Как же это произошло?
И вот, соревнуясь друг с другом в простоте исходной химической утвари, в максимальном приближении к возможным на первичной Земле химическим и физическим условиям, биохимики получают одно сложное органическое вещество за другим. Углеводороды, жирные кислоты, порфирины - предшественники гемоглобина и хлорофилла, основания нуклеиновых кислот и наконец аминокислоты - практически все, даже самые сложные, вещества живого мира можно получить примитивными, «грубыми» способами. Например, пропуская электрические разряды или ультрафиолет через первичную атмосферу - смесь аммиака, метана и воды. Сейчас этот этап тотального синтеза веществ преджизни можно считать пройденным. Впереди самое трудное: белок, нуклеиновые кислоты, первое самовоспроизведение, размножение, первая матрица, строящая упорядоченные надмолекулы.