Книга Неотрицаемое. Наш мир и теория эволюции - Билл Най

Просто представьте себе – одно из тех далеких небесных тел выбрасывает некий доселе неизвестный тип жизни прямо в космос, или где-то под марсианской скалой притаилась жизнь. А вдруг инопланетяне такие же, как и мы? А вдруг мы, наоборот, совсем другие? Каким бы ни был ответ, эти открытия изменят наш подход к живому существу и к жизни в целом. Они расскажут нам о различных условиях, в которых способна зарождаться и развиваться жизнь. Впервые в истории эти открытия предъявят нам доказательство того, что мы не одиноки во Вселенной.

В своих рассуждениях я люблю идти дальше и дальше. Я представляю себе, будто в водах океана, под ледяным панцирем Европы могут обитать не только микробы, но и более крупные и сложные организмы. Если в этом океане действительно существует целая экосистема, и она была там достаточно долго, чтобы в ней могло зародиться что-то, напоминающее наши земные многоклеточные морские существа, то я полагаю, эти существа будут похожи на рыб. Мне кажется, что это даже вполне разумно, ожидать, что у этих организмов – рыб, птиц или насекомых – органы чувств будут сконцентрированы на чем-то наподобие головы, а органы передвижения будут каким-то образом присоединены к такой голове, и т. д.

Другими словами, я не удивлюсь, если встречу инопланетных существ с телом, не слишком отличающимся от нашего. Я понятия не имею, увижу ли я или кто-нибудь из нас такое существо. Но несомненно, это станет отличной проверкой наших представлений о конвергентной эволюции. Что мы узнаем от инопланетянина? Наверняка нечто удивительное. Мы быстро поймем, насколько необходимы для жизни генетический код, клеточная мембрана, симметричные отростки и знакомые органы чувств. Природа может обладать возможностями, о которых мы даже и подумать не могли. А может быть, жизнь, как и кратеры вулканов, стремится выглядеть почти одинаково везде, где она появляется.

Эти идеи были бы лишь тайными размышлениями, если бы не сулили восторг от понимания нашего происхождения. Нет более эффектного способа проверить и расширить границы наших знаний об эволюции, чем найти доказательства того, что это также происходило в других мирах. Ответ принесет с собой новые технологии. Он вдохновит будущие поколения ученых. И возможно, перевернет наше практическое и философское осознание того, что значит быть человеком.

35. Искра, с которой все началось

В своей обширной дискуссии об эволюции в «Происхождении видов» Чарлз Дарвин старательно избегал спорных предположений о том, как началась вся эта история. Его комментарий на этот счет ограничивается одной фразой, появляющейся ближе к концу последней главы книги: «Поэтому я могу сделать аналогичный вывод, что, вероятно, все органические существа, которые когда-либо жили на этой Земле, могли произойти от одной первоначальной формы, в которую впервые вдохнули жизнь». Но этот вопрос непреодолим. Откуда мы пришли, что за искра зажгла огонь жизни? На сегодняшний день многие ученые осмеливаются на то, чего Дарвин не мог себе позволить. Давайте присоединимся к ним и вернемся к началу разговора о… начале.

Этот большой вопрос очень сильно напоминает тему «Есть ли Бог, который всем управляет?». Тем не менее между этими вопросами есть существенная разница. Любой аспект жизни, который когда-то напрямую связывался с божественным замыслом, теперь легко и элегантно находит исчерпывающее объяснение в контексте эволюционной науки. Для меня нет никаких оснований думать, что жизнь появилась как-то иначе. Я придерживаюсь открытых взглядов, и у меня нет никаких проблем с большинством религий, но религиозные объяснения мне кажутся неудовлетворительными. Они меня совершенно не трогают; вы либо верите в них, либо нет, и никак иначе. А вот научные теории о происхождении жизни всегда открыты для обсуждений, испытаний, пересмотров и в любой момент могут быть заменены на новые и более глубокие теории. Первый путь ведет к застою. Второй – к захватывающему, безграничному движению вперед.

Когда я учился в инженерной школе Корнелльского университета, я время от времени заглядывал на факультет космических наук. Джон Олсен (Йолсе), профессиональный велогонщик, большой любитель астрофизики, с которым мы дружим и по сей день, всегда призывал меня посещать симпозиумы и местные семинары факультета космических наук. Джон часто говорил, что там обсуждаются просто сногсшибательные вещи: черные дыры, центр Вселенной (или отсутствие такового), выработка энергии и синтез новых элементов у звезд. На этих встречах присутствовали Карл Саган, Кип Торн и Ханс Бете. Какое же это было время, когда мы зависали там в этом неприглядном здании, сложенном из шлакоблоков! Как-то раз, блуждая по корпусу, я оказался в лаборатории, которая, насколько я помню, располагалась на третьем этаже. Моему взору открылся целый лес из стеклянных емкостей и трубок, соединяющих большие металлические бутыли, наполненные различными газами, с очень большой сферической центральной колбой. Это был один из искрящихся и взрывающихся вариантов эксперимента Миллера – Юри.

Давайте вернемся на минутку назад. Идея этих установок, предложенных, спроектированных и запущенных в 1950 году химиками Стэнли Миллером и Гарольдом Юри, заключалась в том, чтобы имитировать земные условия первобытных времен – три или четыре миллиарда лет назад – когда жизнь на планете только появилась. Эксперимент должен был выявить возможность зарождения органической жизни с помощью только лишь неорганических химических веществ.

И знаете, что у них получилось? Не жизнь, конечно, но все равно нечто потрясающее. Химикаты породили ряд химических образований: пять аминокислот – основных компонентов химического состава жизни. Аминокислоты – это молекулы, которые связываются вместе для формирования белков, управляющих почти каждым аспектом биологии. Они являются строительным материалом живых существ. Подробности увлекательны, но в целом можно сказать, что кислоты – это химические вещества, которые могут отдавать или «жертвовать» белок другим атомам или молекулам. Кислота может быть опасной и смертельной, или мягкой и нежной, как заправка для салата.

Если говорить об аминокислотах, то все они имеют один атом углерода в центре, а вокруг него – цепочку из атома углерода и двух атомов кислорода. Замечательной особенностью углерода является то, что он имеет четыре связи для прикрепления других химических веществ – так называемые контактные площадки. В аминокислотах одну из площадок занимает цепочка атомов: углерод – кислород – кислород. Само по себе, мы называем это соединение карбоновой кислотой. Когда оно присоединяется к другой молекуле, то превращается в карбоксильную группу. В аминокислотах одна из площадок центрального углерода предназначена для карбоксильной группы, а остальные три площадки отвечают за другие конфигурации углерода, серы, азота и особенно водорода.

Я так подробно говорю обо всем этом, потому что для меня все это просто удивительно. В природе существует около двадцати естественных аминокислот (есть определенная теория, посвященная тому, сколько из них используется живыми существами, но в целом их лишь немногим больше, чем двадцать). Все они берутся из комбинаций нескольких различных типов атомов. Аминокислоты образуют так называемые пептидные молекулы, которые соединяются друг с другом, чтобы создать полипептиды, в свою очередь образующие белки. Белки выполняют большую часть работы в клетках. Они создают структуру; они управляют обменом веществ; они регулируют реакции, и т. д. И эти аминокислоты образовались в нескольких вариантах эксперимента Миллера – Юри. На самом деле, наряду с органическими аминокислотами, ученые получили несколько дополнительных неорганических химически логических конфигураций других аминокислот. Это удивительно. Всего пять химических элементов, и посмотрите, сколько живых существ они создали!