Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле - Маршалл Майкл (лучшие книги .TXT, .FB2) 📗
И все же один важный шаг автор делает: он обсуждает первые примитивные клетки. Если раньше Опарин рассуждал просто о “желеобразных” субстанциях, то теперь он ведет речь о куда более конкретных вещах, а именно – о коацерватных каплях, коацерватах[60]. Предполагается, что коацерваты формируются, если раствор свободно плавающих в воде длинных молекул (полимеров) претерпевает какие-то резкие изменения – скажем, происходит скачок температуры.
Вместо того чтобы просто оказаться перемешанными с молекулами воды, такие полимеры собираются в сферические капли – коацерваты. Каждая из них окружена одновременно и жесткой, и гибкой “стенкой” из молекул воды. Эти молекулы выстраиваются строго определенным образом и отделяют коацерватную каплю от окружающей ее воды.
Удивительно, до какой степени коацерваты напоминают живую систему. Прежде всего, они поддерживают свою целостность. “Такие капли могут сливаться друг с другом, но они никогда не перемешиваются с окружающей жидкостью”, – пишет Опарин. Более того, коацерваты способны расти и иногда даже делиться надвое, почти как настоящие клетки.
Опарин не берется утверждать, что коацерваты это и есть протоплазма, которая находится внутри клеток, так как считает ее чем-то намного более сложноорганизованным. Однако ученый предполагает, что одно могло возникнуть из другого.
Опарин подробно обсуждает, как именно эти первые подобия клеток – коацерваты – приобрели способность сохранять себя неизменными. Он обращает внимание на катализ, то есть способность некоторых веществ ускорять химические реакции. Нередко два вступающих в химическую реакцию соединения сами по себе взаимодействуют медленно, однако в присутствии даже совсем небольших количеств катализатора процесс многократно ускоряется. Живые существа производят собственные катализаторы – это сложные биологические молекулы, которые называют ферментами или энзимами. Эффективность ферментов может быть очень высокой. Они совершенно необходимы для многих протекающих в живых организмах процессов. “По последним данным, все процессы жизнедеятельности, включая питание, дыхание, рост и т. д., основаны именно на химических превращениях органических веществ”, – пишет Опарин. Даже самые простые из клеток умеют производить огромное количество различных химических реакций. Для того чтобы оставаться в живых, утверждает он, клетке необходим “целый ряд следующих друг за другом в строго определенном порядке химических превращений”.
Каким образом могла возникнуть настолько хитроумная система? Опарин полагает, что каждая из первобытных клеток содержала в себе особый коктейль из вступающих в реакции химических веществ. Иногда эти реакции приводили к разрушению клетки, иногда – способствовали ее сохранению. Таким образом, было положено начало простой эволюции за счет естественного отбора. Со временем более жизнеспособные капли становились и более многочисленными.
Итак, пришел конец дискуссии, которую столетием ранее, сам того не желая, развязал своим синтезом мочевины Вёлер. По Опарину, все эти казавшиеся мистическими свойства жизни оказались на поверку всего лишь результатом химических реакций.
Наконец, Опарин высказал мысль, которая станет основополагающей для всех исследований зарождения жизни: он назвал этот процесс медленным и кропотливым. Ученый напоминает читателю, что “жизнь это нечто неизмеримо более сложное, чем просто раствор органических соединений”. И было бы “бессмысленно” предполагать, что нечто настолько сложное по своей организации могло сформироваться за короткий срок.
Благодаря “Возникновению жизни…” Опарин сделал себе имя, однако вскоре запятнал его. Как, впрочем, и Холдейн – свое. И тому, и другому пришлось непосредственно столкнуться со злодеяниями СССР.
В 1930-е годы советская власть уже вовсю вмешивалась в работу ученых, причем с особым энтузиазмом – в сельскохозяйственные науки и генетику. На первый план вышел Трофим Денисович Лысенко, которого современные ученые используют в качестве Бармалея, чтобы стращать своих студентов рассказами о научной деятельности под идеологическим контролем. Лысенко радел об улучшении урожайности пшеницы, поскольку Россия тогда страдала от массового голода. Однако все его замыслы были пустыми, оторванными от реальности. Для предотвращения массового голода Лысенко как руководитель не сделал ровным счетом ничего.
Этот человек стал фаворитом власти отчасти из-за того, что имел крестьянское, а не какое-нибудь там презренное буржуазное происхождение. Но главное, он умел подать свои идеи таким образом, что они строго соответствовали линии партии. Лысенко абсолютно отрицал генетику как науку, заявляя, что генов не существует вовсе и что западную науку следует считать “идеалистической” именно из-за интереса к этому “надуманному понятию”. То есть Лысенко стремился любой ценой добиться поддержки советского истеблишмента.
Итак, возвращаемся к пшенице, которую Лысенко пообещал преобразить до неузнаваемости. Генетикам известно, что для этого необходимы продолжительные усилия, поскольку изменения генов происходят только случайным образом – за счет так называемых мутаций. Ученые узнали об этом в 1920-х годах, после экспериментов Германа Мёллера, подвергавшего плодовых мушек дрозофил действию небольших доз радиации и тем самым вызывавшего у них мутации. В результате ему удалось получить ряд необычных разновидностей этих насекомых[61]. В природных условиях мутации у животных происходят сравнительно редко. Иногда они оказываются полезны, но чаще производят негативный эффект, причем естественный отбор способствует сохранению только благоприятных изменений. Именно так работают неторопливые жернова эволюции. Человек может посвятить всю жизнь наращиванию мышц или совершенствованию своего интеллекта, но его достижения никогда не передадутся его потомкам.
Лысенко же счел, что живые организмы способны изменяться вместе с окружающей средой, и предложил обойтись без этих “медлительных” генов, которые должна постепенно шлифовать эволюция. Радикально изменить организмы можно с помощью некоего шокового воздействия, уверял он, а приобретенные при этом изменения передадутся потомкам. Нетрудно догадаться, как понравилась эта идея советскому руководству, – ведь Сталин и его соратники ставили перед собой задачу преобразования общества и даже самого человека[62].
Зная исторический контекст, мы не должны удивляться тому, что в книге Опарина слово “ген” практически не употребляется, а его гипотеза игнорирует возникновение генов. В основном автор сосредоточился на формировании внешней оболочки клетки (точнее, коацервата) и на ее питании. Опарин-ученый специализировался именно на ферментах, поэтому естественно, что он уделил им столько внимания. Но, разумеется, тот факт, что он избегает упоминаний о запрещенной науке генетике, отнюдь не случаен. В 1920-е годы говорить о генах было еще можно, но к 1930-м влияние Лысенко настолько возросло, что Опарин имел все основания опасаться за себя.
Казалось бы, к живущему в Британии Холдейну эта история не должна была иметь никакого отношения – однако же он оказался в нее втянут. В 1927 году Холдейн и его жена Шарлотта посетили СССР, и в итоге левые политические взгляды ученого только укрепились, а восторг перед советским государством возрос. Ездил Холдейн по приглашению Николая Вавилова – специалиста в области генетики растений, пользовавшегося огромным авторитетом благодаря работам по улучшению сельскохозяйственных культур и, в частности, пшеницы. Однако в начале 1930-х годов Лысенко, располагавший уже немалой властью, принялся беспощадно громить “буржуазную науку генетику”. Для Вавилова и других советских генетиков ситуация становилась опасной: им пришлось столкнуться с всенародным осуждением и даже угрозами.
Подобно многим западным симпатизантам Советского Союза, Холдейн не спешил признавать факты и игнорировал знаки надвигающейся беды. В июле 1939 года Вавилов неожиданно объявил, что не сможет принять участие в важной конференции генетиков в Эдинбурге. Два его письма с объяснениями противоречили друг другу. Знавший о них Холдейн не мог не понимать, что на Вавилова оказывают давление. Однако спустя два месяца в Европе разразилась война, и интерес к советской науке свелся к тому, станет ли СССР военным союзником Британии.
