Джейкоб Броновски - Восхождение человечества
Чем больше я размышлял, тем больше убеждался, что я давным-давно искал именно этот закон природы, который разрешает вопрос происхождения видов… Я с тревогой дожидался окончания приступа, потому что не мог записать свои соображения. В тот же вечер я почти завершил работу и два последующих вечера тщательно редактировал текст, чтобы отправить его Дарвину со следующим почтовым судном, которое отплывает в Англию через день или два.
Уоллес знал, что Чарльз Дарвин занимается этой темой, и предположил, что Дарвин покажет бумаги Лайелю, если увидит в них рациональное зерно.
Дарвин получил статью Уоллеса четыре месяца спустя, 18 июня 1858 года, и был в растерянности, не зная, что теперь делать. Двадцать лет он осторожничал, молчал и искал подтверждения своей теории, и вот они упали как будто с неба. В тот же день он сделал такую краткую запись:
Я никогда не видел более поразительного совпадения. Если бы Уоллес прочел мою диссертацию 1842 года, то не мог бы лучше изложить ее суть!
Но друзья — Чарльз Лайель и Джозеф Долтон Гукер — разрешили сомнения Дарвина. Они договорились, что теории Уоллеса и Дарвина будут обсуждаться без авторов в июле, на следующем заседании Общества Линнея в Лондоне.
Бумаги мало чем различались. Однако Дарвина толкали под локоть. Уоллес, как писал Дарвин, был человеком благородным и великодушным. Так что Дарвин написал «Происхождение видов» и опубликовал в конце 1858 года. Книга сразу стала сенсацией и бестселлером.
Теория эволюции путем естественного отбора — безусловно, самая важная научная теория XIX века. Первоначально ее встретил шквал дурацких острот. Когда они стихли, мир стал другим — он стал миром движения. Творение не статично, оно изменяется со временем так, как физические процессы не изменяются. Физический мир 10 миллионов лет назад был таким же, как сегодня, и его законы были такими же. Живой мир — совсем иное, десять миллионов лет назад на Земле не было человека. Он появился в результате длительного процесса развития, получившего название «эволюция». В отличие от физики каждое обобщение в биологии — это срез во времени, эволюция — это настоящий создатель всего оригинального и нового во Вселенной.
Если это так, то существование каждого из нас восходит к возникновению жизни на Земле. Дарвин и, конечно же, Уоллес, отслеживая эволюционные процессы, изучали археологические находки (ископаемые окаменелости) и современные скелеты, сравнивали поведение. Однако кости, и окаменелости, и поведение — очень сложные системы, состоящие из простых и более древних частей. Какими были самые простые первые единицы? Предположительно, это были молекулы, являющиеся отличительными признаками жизни.
По этой причине, когда мы изучаем происхождение жизни на Земле, мы все глубже и глубже погружаемся в химию. Кровь, какая она есть сейчас, прошла через миллионы этапов, от самых первых молекул, способных к воспроизводству более чем три тысячи миллионов лет назад. Это эволюция в современном понимании. Процессы, приведшие к возникновению крови, частично определялись наследственностью (которую ни Дарвин, ни Уоллес не понимали), а частично химической структурой (которая опять же находилась в ведении французских ученых, а не британских натуралистов). Таким образом, объяснения даются сразу из нескольких областей, но их кое-что объединяет. Они описывают дивергенцию видов как происходящую поэтапно, последовательно, — это подразумевается, если принять теорию эволюции за верную. И с того момента больше невозможно стало верить, что жизнь можно воссоздать в любую секунду.
Теория эволюции подразумевает, что не все виды живых существ появились на Земле одновременно. Критики теории в основном ссылались на Библию. Но большинство людей считали, что творение не завершилось на Библии. Они думали, что крокодилы в Ниле появляются из ила и грязи под влиянием солнца, мыши разводятся сами по себе в кучах старой одежды, трупные мухи происходят из тухлого мяса, личинки фруктовых червей рождаются внутри плодов (а иначе как они туда попадают?). Все эти создания возникли спонтанно, без участия предков.
В очень древние сказания о самозарождении живых существ многие верят и сегодня, хотя Луи Пастер красиво опроверг их в 1860-х годах. Он проделал большую часть этой работы в родительском доме в Арбуа, департамент Юра, куда любил приезжать каждый год. До того он уже изучил процессы брожения, в частности молочного брожения (слово «пастеризация» напоминает нам об этом). Он был на пике своего расцвета в 1863 году (ему было 40 лет), когда французский император обратился к нему с просьбой решить проблему брожения вина. Задача была с блеском решена через два года. Это оказалось очень кстати, потому что 1864 год остался в истории французского виноделия как один из лучших.
«Вино — это море организмов, — писал Пастер. — За счет одних оно живет, за счет других оно портится». В этой мысли поражают две вещи. Во-первых, он обнаружил молекулы, живущие без кислорода. Именно они были основной проблемой виноградарей, и именно они сыграли решающую роль в нашем понимании того, как зарождалась жизнь, когда на Земле еще не было кислорода. Во-вторых, Пастер сумел создать уникальную технику, которая позволила увидеть признаки жизни в жидкости. В двадцатилетием возрасте он создал себе репутацию, показав, что это микроорганизмы с характерной формой. И затем он продемонстрировал, что они наложили свой отпечаток на весь процесс жизни. Открытие Пастера было настолько глубоким и захватывающим, что лучше дать возможность самому микробиологу рассказать о нем:
Как за один прием обработать большой объем урожая, заставить ли тесто подняться, превратить ли молоко в простоквашу, заделать ли прошлогоднюю листву в почву для получения перегноя? Должен признать, что в своем исследовании я давно руководствовался идеей, что структура вещества, с точки зрения леворукости и праворукости, играет важную роль в самых глубинных законах организации живых существ и проникает в самые темные уголки их физиологии.
Правая рука, левая рука, это была серьезная подсказка, которую Пастер использовал в своем изучении жизни. Мир полон вещей, чья правая версия отличается от левой: штопор для правшей, улитка с панцирем, закрученным вправо или влево, и прочие аналогичные объекты. В этом плане наиболее репрезентативны две руки человека — правая и левая. Структурно обе верхние конечности представляют зеркальное отображение друг друга, однако невозможно повернуть их так, чтобы они стали взаимозаменяемы. Во времена Пастера было известно, что аналогичной особенностью обладают виннокислые кристаллы, имеющие правые и левые версии.
Пастер изготовил деревянные модели таких кристаллов (он обладал незаурядными способностями рисовальщика, скульптора и художника-декоратора) и, что гораздо важнее, разработал их интеллектуальные модели. В первом исследовании он натолкнулся на мысль, что должны существовать также правые и левые молекулы, и это их свойство, а не кристаллов. Свойство должно находить отражение в поведении молекул в любой несимметричной ситуации. Например, если поместить эти кристаллы в раствор и направить поляризованный (несимметричный) луч света, то молекулы одного вида (Пастер называл их правыми) должны вращать плоскость поляризации света влево. Раствор кристаллов одного типа будет вести себя несимметрично по отношению к несимметричному лучу света, образуемому поляриметром.
Удивительно, но химический раствор из живых клеток ведет себя точно так же. Мы до сих пор не знаем, почему жизнь имеет столь странное химическое свойство. Остается несомненным факт его существования. Кроме того, именно эта особенность сохраняется на протяжении всей эволюции жизни во Вселенной.
Зеркальность, но не взаимозаменяемость правой и левой рук человека натолкнули Пастера на идею эксперимента с деревянными моделями правых и левых виннокислых кристаллов.
Заслуга Пастера заключается в том, что он сумел связать все формы жизни с одним типом химической структуры. Из этого фундаментального умозаключения следует, что мы можем связать эволюцию с химией.
Сегодня теория эволюции больше не является предметом баталий, потому что ее современные доказательства гораздо убедительнее, богаче и разнообразнее, чем это было по времена Дарвина и Уоллеса. Самый интересный аргумент основан на биохимических процессах, проходящих в нашем теле.
Давайте рассмотрим их на практическом примере: я могу поднять руку в любой момент, потому что мышцы содержат запас кислорода, который доносит белок миоглобин, состоящий из без малого ста пятидесяти аминокислот. Их число одинаково, что у человека, что у всех других животных, в обмене у которых присутствует миоглобин. Однако сами аминокислоты несколько отличаются: между человеком и шимпанзе разница в одной аминокислоте, между человеком и галаго (низшими приматами) — в нескольких, между человеком и овцой или мышью — разница в количестве аминокислот заметно возрастает. Таким образом, количество аминокислот — мера эволюционного расстояния между человеком и другими млекопитающими.
