Ирина Яковлева - По следам минувшего
Гипотеза «молодой Луны» рухнула. Зато стал точно известен возраст Земли и, по-видимому, всех планет Солнечной системы — 4,5 миллиарда лет. Только учебники, как всегда, не поспевают за последним словом науки и продолжают говорить о 5–7 миллиардах лет.
Так был получен ответ на первый из трех вопросов, заданных четыре тысячи лет назад безвестным мудрецом Древней Индии. «Где начало начал? — спросил он и продолжал: — Кто видел первое живое существо? Когда лишенная костей родила первого, обладающего костями?» Эти вопросы поставлены в «Ригведе», древнейшей книге Индии, среди наивных гимнов наивным богам. Что это? Темное бормотание оракула, в котором каждый угадывает нужный ему смысл, или дошедший до нас отблеск мысли Эйнштейна бронзового века? Неважно. Большая Наука начинается именно с умения правильно задавать вопросы. Наука нашего века поставила и решает вместе с тысячами других и три вопроса «Ригведы»: происхождение Земли, жизни и скелетных организмов.
Теперь, когда мы рассказали, как решается первый вопрос, перейдем к двум следующим.
КОЛБЫ И КОСМОС
У биологов прошлого века не было нашей техники, но не было и наших проблем. Не было и проблемы происхождения жизни — биогенеза. Все казалось ясным: либо творение, либо самозарождение. Творение находилось за пределами науки, а самозарождение было очевидным. Уже давно отвергнуты средневековые сказки о самозарождении мух и мышей, но гнилая вода на глазах ученых продолжала исправно рождать бактерий — примитивных, но живых белковых организмов. А «Происхождение видов» Дарвина объясняло все остальное.
Простоте настал конец столетие назад, когда Луи Пастер прокипятил эту животворную воду в стеклянной колбе и даже не запаял, а просто загнул вниз тонкое капиллярное горлышко. Оставался питательный раствор. Оставался чистый атмосферный воздух. Только невидимые споры бактерий не могли попасть в колбу по извилистому стеклянному пути. И вода в сосуде навсегда осталась безжизненной!
Значит, всякая жизнь происходит только от жизни, всякая клетка только от клетки. Так была убита наповал теория самозарождения, а вместе с ней и наивная вера в безграничную простоту Вселенной!
Что же теперь делать? Вернуться от Дарвина к библии? Сложность проблемы прекрасно понимал Фридрих Энгельс. Во-первых, на молодой Земле были совсем не те условия, что сейчас. Значит, нужно определить и смоделировать хотя бы самые важные из них.
Во-вторых, в распоряжении природы была почти безграничная лаборатория, весь земной шар, и почти безграничное время для опытов. Природа никогда не сможет сделать за сутки в склянке воды то, на что ей потребовались океаны и тысячелетия. Ускорить естественный процесс может только человек, если он хорошо знает законы, по которым этот процесс протекает. Впереди открывался долгий и сложный путь изучения биогенеза.
Но многим химикам и биологам все представлялось гораздо проще. Все живое состоит из белка. Белок состоит из 20 «кирпичиков» — аминокислот. Все они уже известны. Достаточно правильно соединить эти «кирпичики», и лабораторный белок закопошится, оживет. Но шли годы, а искусственные наборы аминокислот не спешили оживать. Они не закопошились и до сих пор.
Скандинавский ученый Сванте Аррениус предложил разрубить гордиев узел. Если материя вечна, то вечна и жизнь, предположил он. Живое вещество в виде мельчайших спор-зародышей существует с начала времен, оно вечно летит сквозь просторы Вселенной, подгоняемое давлением световых волн. Когда-то они встретились с молодой Землей, как встречались до этого и будут вечно встречаться с мириадами молодых планет. И везде начинался закономерный и неизбежный процесс эволюции.
Космос Аррениуса, сияющий и плодоносный, пришел к нам в детстве со страниц «Аэлиты» и сразу заставил смотреть в небо с восторгом и ожиданием. Алексей Толстой знал и любил эту гипотезу, смело утверждавшую кровное братство жизни и разума бесчисленных миров Вселенной. «Во Вселенной носится пыль жизни. Одни и те же споры оседают на Марс и на Землю, на все мириады остывающих звезд. Повсюду возникает жизнь, и над жизнью всюду царствует человекоподобный…» — говорит инженер
Лось красноармейцу Гусеву, объясняя ему свое стремление лететь к Марсу.
Но сейчас, много лет спустя, нам вспоминается не Толстой, а другое имя. Многочисленным наукам, изучающим Вселенную, гений Владимира Ивановича Вернадского сумел вернуть жизнь и разум, единство цели, ощущение цельности мира. Пожалуй, после его работ все естествознание стало иным. Он создал учение о биосфере — неразрывном единстве живой и неживой природы.
Гипотеза Аррениуса тоже казалась Вернадскому логичным и необходимым элементом этой цельности, и он до конца жизни не уставал собирать факты и искать пути их проверки.
Космические зародыши должны были падать на Землю с пылью и метеоритами. Но как отыскать их среди земных спор и бактерий, дождем осыпающих вершины Гималаев и снега Антарктиды?
В науке есть выражение «чистый эксперимент». Это опыт, в котором случайные ошибки и погрешности исключены. Чистый опыт по проверке гипотезы Аррениуса можно было поставить только в космосе. И Вернадский мечтал о Луне, миллиарды лет собиравшей пыль Вселенной. Он не дожил до эпохи «Лунников» и «Аполлонов». Свидетелем решающего опыта стало наше поколение.
Результат известен. Зоркие глаза электронных сканирующих микроскопов не обнаружили «пришельцев из космоса», хотя при попытках расконсервировать и вырастить микроорганизмы внеземного происхождения использовались самые, казалось бы, заманчивые для них среды и питательные смеси.
Начало жизни следовало искать только на Земле. Но гипотеза «обитаемого космоса», представление о единстве жизни далеких миров получила другую, более надежную опору. В метеоритах не оказалось живых зародышей, зато обнаружилось огромное количество сложных органических соединений. Судя по всему, это не остатки былой жизни, а ее предвестники. Своего рода полуфабрикаты, биологический «конструктор». Были бы только подходящие условия для сборки.
ПРЕДЖИЗНЬ НА КОНВЕЙЕРЕ
Один из интереснейших опытов поставил американский физик Миллер. Была создана искусственная атмосфера Земли тех далеких времен. Состав ее к моменту опыта был уже известен: метан, аммиак, водяной пар. Начали пропускать через нее электрические разряды — лабораторное подобие гроз, потрясавших юную Землю. И что же? Глазам ученых предстали комочки жизни — аминокислоты, составные части белка.
Но когда-то давно колбой Миллера был весь земной шар.
Юная Земля во власти могучих стихий. Земля, воздух, вода и огонь сошлись в битве титанов. Грохотали могучие вулканы, вздымая высоко в небо огненные столбы. Колыхались потоки раскаленных лав. Шипела и пенилась вода. Огромные клубы пара окутывали Землю, остывали и проливались стеной дождей. Сверкали невиданные ослепительные молнии. Гремели оглушительные раскаты грома. А ветер рвал и скручивал облачные громады, гнал вихри раскаленного пепла и швырял в воду огненные шары вулканических бомб. И совсем как в опыте Миллера, в водах океанов появились и начали накапливаться те самые «кирпичики» жизни, о которых мы только что говорили. Концентрация их росла, и в конце концов вода стала бульоном из белкоподобных веществ — пептидов и нуклеиновых кислот.
Кирпичики сталкивались между собой, образовывали непрочные скопления и распадались. Но однажды солнечный луч высветил странное скопление этих кирпичиков, которое почему-то не распалось. Система оказалась прочной. Элементы ее цепко соединились друг с другом. Мало того, вокруг этого скопления начали образовываться другие, очень похожие скопления. Они еще не могли двигаться сами, и океан распоряжался ими, как хотел: то уносил в глубины, то выбрасывал в кипящую лаву, и они спекались в черную угольную пленку. Эти скопления, эти студенистые капельки, известный советский ученый, академик Опарин, назвал коацерватами.
Итак, на молодой Земле в изобилии были аминокислоты. Часть их попадала на Землю из космоса при ее рождении. Другая — образовалась из первичной атмосферы. Но как природе удалось собрать эти кирпичики в сложные молекулы белка? Сейчас выяснилось, что для этого нужно по крайней мере два условия. Во-первых, энергия для сборки. Во-вторых — сборочный конвейер, который облегчил бы соединение молекул в определенном порядке.
Энергии хватало во всех ее видах: тепло лав, электричество гроз и могучий катализатор химических реакций — ультрафиолетовые лучи Солнца.
Сейчас на Землю сквозь экран атмосферы просачивается лишь ничтожная часть ультрафиолетового спектра. А древняя атмосфера была полностью прозрачна для этих невидимых лучей. Их доза смертельна для любого живого существа, но как раз достаточна, чтобы принудить к синтезу инертную мертвую материю.
