Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле
Шрифт:
Миллер сконструировал простой аппарат, который имитировал одновременно океан и атмосферу. Это были две колбы, соединенные двумя стеклянными трубками. В одной колбе находилась вода, которую можно было нагревать, – она изображала океан. Во второй были газообразные метан, аммиак и водород – это была “атмосфера”. В нее же поместили электрод, генерирующий электрические разряды. Стеклодув выполнил этот заказ всего за неделю.
Запустив аппарат, Миллер начал понемногу нагревать воду и пропускать через нее электрические разряды. Два дня спустя вода приобрела бледно-желтую окраску, а в колбе-“атмосфере” осел смолистый налет. Стало очевидно, что произошли какие-то химические реакции. Горя желанием узнать, что же произошло, Миллер остановил эксперимент и проанализировал пожелтевшую воду методом бумажной хроматографии. Ученый с радостью заметил одно фиолетовое пятно, означавшее, что ему удалось получить
Юри в тот момент был в отъезде и потому узнал хорошие новости, только когда вернулся. Миллер повторил эксперимент, на этот раз длившийся неделю и сопровождавшийся кипением воды, что должно было еще сильнее стимулировать химические реакции. Вода приобрела желтую, а затем коричневую окраску, в то время как колба-“атмосфера” оказалась покрыта маслянистой пленкой. На сей раз бумажная хроматография показала присутствие не одной, а сразу нескольких аминокислот.
После этого Юри решил, что пора уже обнародовать результаты эксперимента. Воспользовавшись привилегией нобелевского лауреата, он позвонил лично Говарду Мейергофу, редактору Science – одного из самых престижных в научном мире журналов, и получил от него обещание, что статья выйдет не позднее чем через полтора месяца. Тогда Миллер написал черновую версию и показал ее Юри. Последний же благородно настоял на том, чтобы Миллер значился единственным автором статьи, то есть отдал своему ученику все лавры. Миллер и Юри отправили статью в редакцию в декабре 1952 года, но спустя полтора месяца она не вышла. Разгневанный Юри заставил Миллера отозвать статью, чтобы отправить ее в другой журнал, но тут позвонил расстроенный Мейергоф: оказывается, один из рецензентов статьи не поверил ее результатам и, вместо того чтобы отправить свои замечания в редакцию, просто отложил работу в сторону. Мейергоф быстро все исправил, и статья вышла в свет 15 мая 1953 года, то есть спустя всего восемь месяцев с того момента, когда Миллер предложил этот эксперимент[78].
Пока длилась история с публикацией, Миллер успел доложить о своих результатах на семинаре химического факультета родного университета. Обычно такие семинары проводят приглашенные профессора, а вовсе не двадцатитрехлетние студенты. Поднявшись на кафедру для доклада, он оказался перед множеством знаменитых ученых, которые после выступления забросали его вопросами. Но Миллер держался уверенно и смог убедить многих из тех, кто прежде был настроен скептически. В какой-то момент один из таких слушателей (видимо, ядерный физик Энрико Ферми) спросил, действительно ли подобные химические реакции могли происходить на юной Земле. Тут вмешался Юри: “Если Бог не проделал это именно так, то он многое упустил”.
Наверняка Миллер к тому времени уже осознал, что провел эпохальный эксперимент, который вдобавок пришелся по душе журналистам. “Если бы их аппарат был размером с океан и проработал миллион лет кряду, он смог бы произвести что-то вроде первых молекул жизни”, – заявлял журнал Time[79]. Газета The New York Times вышла с вызывающей передовицей “Жизнь и стеклянная Земля”[80]. Всего за одну ночь Миллер превратился из безвестного аспиранта в настоящую звезду. Ему предстояло бороться с этим обстоятельством всю свою жизнь, как и многим из тех, чье самое большое достижение пришлось на начало карьеры. Ни одному из последующих экспериментов Миллера так и не удалось сравниться с этим, самым первым. Позднее Миллер даже начал подозревать, что как химик он недостаточно хорош, и потому взял несколько уроков живописи у своего двоюродного брата. Однако тот при взгляде на творения кузена посоветовал ему поскорее вернуться в науку. Миллер стиснул зубы, защитил диссертацию и принялся, тем или иным образом видоизменяя свой эксперимент, получать все новые аминокислоты и менять соотношение газов для того, чтобы узнать, как это повлияет на результат.
Тем временем в науке о возникновении жизни наметился прорыв. В августе 1957 года Опарин организовал в Москве первую международную конференцию, посвященную происхождению жизни[81]. Миллер наряду со многими западными учеными решился принять в ней участие, несмотря на риск преследований со стороны властей США. К нему и вправду обратились представители ЦРУ, которых интересовало положение
На самом деле этот бум исследований происхождения жизни можно объяснить только веянием времени. В те годы умами владели космическая гонка и холодная война. Почти все исследования происхождения жизни в США финансировало и проводило NASA, усиленно разыскивавшее внеземную жизнь. К тому же все подобные изыскания сопровождались чрезвычайно бравурной риторикой, в духе “мы вот-вот завоюем космос”. В воздухе витали ощущение огромных возможностей и предвкушение открытия новых горизонтов.
В конечном счете из эксперимента Миллера выросла целая самобытная научная отрасль синтеза пребиотиков (то есть веществ преджизни). Самым выдающимся ее представителем стал, пожалуй, Хуан Оро-и-Флоренса.
Оро родился в 1923 году в местечке Льейда на севере Испании[83]. Подобно Опарину, он вырос в эпицентре грядущего конфликта. За месяц до его рождения офицер армии по имени Мигель Примо де Ривера сместил парламент Испании и установил в стране собственную диктатуру. Демократия была восстановлена лишь спустя семь лет, но напряжение сохранялось, и в июле 1936 года в Испании началась гражданская война. Она закончилась через три года, когда генерал Франсиско Франко стал новым испанским диктатором, правившим вплоть до своей смерти в 1975 году.
Оро увлекся вопросами происхождения жизни в подростковом возрасте, что в какой-то степени было вызвано его растущим скептицизмом в отношении религии. Именно поэтому он хотел изучать биохимию, которую, однако, в испанских университетах не преподавали. В конце концов в 1947 году он получил степень по химии, после чего вернулся в свой родной город и попытался найти работу по специальности. К сожалению, это ему не удалось, и он, потерпев неудачу в двух компаниях, пошел работать в отцовскую пекарню. В 1948 году он женился на Франческе Фортезе, и вскоре у них родился первый из четырех детей.
Желая заняться биохимией, Оро принял решение переехать в Соединенные Штаты. Он нашел себе место в Институте Райса (переименованном позже в Университет Уильяма Марша Райса) в Хьюстоне, штат Техас, и, покинув семью, отправился туда в августе 1952 года. Следующие три года он посвятил своей диссертации, не решаясь выезжать за пределы страны из опасения, что его не впустят обратно. Но в итоге ему удалось устроиться в Хьюстонский университет и его семья тоже перебралась в США.
Получив долгожданную возможность изучать пребиотическую химию, Оро в 1960 году совершил нечто удивительное[84]. Он получил аденин, один из ключевых компонентов ДНК[85]. Внезапно выяснилось, что на юной Земле мог существовать еще один класс биологических молекул. Оро использовал цианистый водород[86], молекула которого состоит из трех атомов: по одному атому водорода, углерода и азота. Он смешал это вещество с гидрохлоридом аммония и получил цианид аммония, который затем нагревал до 90 °C в течение 24 часов. Далее Оро удалил примесь черной смолы и смешал оставшееся с соляной кислотой – той самой кислотой, что содержится в желудке. В итоге образовалось небольшое количество аденина. Следует отметить, что установка Оро сильно отличалась от той, которая служила Миллеру моделью моря и атмосферы. Работа на установке Оро проходила в несколько этапов, и для нее требовались более изощренные реагенты.
Два из использованных Оро веществ (формальдегид и цианистый водород) позднее будут использованы в сотнях других подобных синтезов[87]. Оба соединения связаны со смертью: формальдегид веками применялся для бальзамирования трупов, а синильную кислоту в виде Циклона Б использовали нацисты для умерщвления людей в промышленных масштабах. Удивительно, что именно они сыграли решающую роль в поиске ответа на вопрос о зарождении жизни.
В конце 1960-х годов Оро заинтересовался другими планетами и начал изучать органические соединения, обнаруженные в метеоритах. Он предположил, что необходимые для зарождения жизни вещества присутствовали в породах, из которых исходно состояла Земля[88]. После того как в Испании была восстановлена демократия, Оро вернулся в родную страну. Он умер от рака в 2004 году, появившись незадолго до смерти на испанском телевидении и в нескольких словах объяснив свое к ней спокойное отношение: “Мы всего лишь звездная пыль… Я счастлив вернуться обратно к звездам”[89].