Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле - Маршалл Майкл (лучшие книги .TXT, .FB2) 📗
В научном мире (за исключением школьных классов Америки) на этот счет давно достигнут консенсус: жизнь эволюционирует. Главной задачей всякого живого организма является производство себе подобных, передача генов потомкам – предпочтительно таким образом, чтобы сами эти потомки, в свою очередь, имели больше шансов передать гены следующему поколению. Важно помнить, что смена поколений означает и изменения в генах. Мутации возникают словно бы из ниоткуда, главным образом за счет различного рода ошибок в процессе передачи генетической информации. Если возникшая мутация выгодна (повышает шансы организма на размножение), она процветает и становится более распространенной в популяции. А если мутация окажется вредной, то будет встречаться все реже и может даже полностью исчезнуть.
Следовательно, жизнь по своей сути – это повторяющееся неточное копирование информации. Этакая игра в “сломанный телефон”, только с молекулами вместо слов. И если мы уберем внешние детали, все эти павлиньи хвосты, бьющиеся сердца и говорливые языки, то на месте любого живого организма увидим лишь набор инструкций и ошибки в нем. Современная версия этих упражнений в небрежном копировании основана на ДНК и других молекулах, которые принято связывать с жизнью. Однако не исключено, что вначале живое использовало какой-то более простой и более устойчивый материал, нечто, чего на юной планете хватало с избытком.
В конечном итоге Кернс-Смит остановился на совершенно неожиданном материале: на глине. Те из нас, кто получил негативный опыт в гончарной мастерской, вероятно, полагают, что в обычной глине нет ничего удивительного. Однако под микроскопом эта липкая масса выглядит чем-то вроде страны чудес. Поразительно, но глина состоит из маленьких кристаллов, имеющих множество причудливых форм.
Эти кристаллы можно принять за нечто живое. Если их поместить в воду, содержащую определенные вещества, – кристаллы начнут расти. А еще они способны делиться: один “родительский” кристалл порождает кристаллы-“потомки”. Кернс-Смит предполагал, что глинистые минералы могут даже эволюционировать. Любой кристалл-“родитель” имеет определенные особенности – конкретный химический состав, конкретные, лишь ему присущие, трещинки. И эти особенности могут перейти “по наследству”. Аналогично, когда кристалл разделяется надвое, в нем способны возникнуть новые изменения. Скажем, один из кристаллов-“потомков” взял да и вобрал в себя какое-то новое соединение из окружающей среды. Это несколько напоминает мутации.
Все эти способности не делают кристалл по-настоящему живым: они просто соответствуют отдельным свойствам живого. Однако такие неживые кристаллы могут передавать и выгодные, и вредные признаки своим потомкам, чем очень напоминают живые организмы. Возможно, есть у кристалла и свойства, способствующие его разделению на части и тем самым ускоряющие его “размножение”. Это, в свою очередь, способствует его более широкому распространению. Может оказаться и так, что некоторое соединение сделает кристалл менее устойчивым и он будет разрушаться при малейшем давлении.
Если говорить кратко, вся эволюционная история на молодой Земле могла разворачиваться в мокрой глине. Позднее глинистые минералы в ее составе могли начать использовать такие биологические молекулы, как ДНК и белки. Вероятно, они были нужны для хранения дополнительной информации или выполнения иных функций. В конечном итоге такие “вспомогательные” молекулы вышли на первый план и покинули глину. Представьте себе, например, возведенную арку, решившую разобрать те строительные леса, с помощью которых она была создана.
Кернс-Смит изложил свои представления в статье, опубликованной в январском номере “Журнала теоретической биологии” за 1966 год[141]. Эта публикация открыла собой год потрясающих творческих достижений: альбомы Pet sounds группы Beach boys, Blonde on Blonde Боба Дилана и Revolver от The Beatles. Идеи Кернс-Смита изложены в статье с кристальной ясностью. Авторские яркие аналогии играют роль детонаторов или стартовых пистолетов, что очень важно для работы, которая попыталась сплавить такие непохожие области науки, как эволюционная биология, химия и минералогия.
Это была поразительно изящная гипотеза – неудивительно, что вскоре у нее оказалось много сторонников. Эволюционный биолог и писатель Ричард Докинз посвятил ей значительную часть одной из глав книги “Слепой часовщик” (Blind Watchmaker)[142]. Проанализировав доминирующую тогда гипотезу первичного бульона со всеми ее противоречиями, Докинз объявляет, что теперь хочет “опробовать в деле менее модную теорию”, которая привлекает его “своей дерзостью”.
И все же идеи Кернс-Смита так и не получили признания в научной среде. Их не встретишь в учебниках биологии, а если они там и упоминаются, то разве что в качестве исторического курьеза. Мало того: они даже не привлекли к себе большого общественного внимания. “Люди с самого начала относились к нему, как к дурню с писаной торбой,” – убеждена Додо. На Миллера, например, эта теория совершенно не произвела впечатления. “Стэнли всегда очень пренебрежительно отзывался о Грэме. Все повторял, что он неудачник”.
Причина в действительности очень проста: гипотезу Кернс-Смита чертовски сложно проверить экспериментально. Для этого пришлось бы идентифицировать отдельные кристаллы в глине, отметив их различные свойства, а затем проследить в ходе роста и деления не только судьбу каждого из них, но и судьбу их потомков. Причем простое наблюдение через мощный микроскоп тут не годится – понадобятся новые экспериментальные методики. Еще хуже то, что эти методики применялись бы лишь для исследования глины. Сходные экспериментальные протоколы были разработаны для решения других проблем, в частности, для секвенирования человеческого генома. Но тот проект был общественно значимым, касавшимся, скажем, лечения генетических заболеваний. Проверку же гипотезы Кернс-Смита можно затеять разве что из чистого любопытства.
В итоге мы так и не узнали, могут ли кристаллы “эволюционировать”, как это предположил Кернс-Смит. Ему так и не удалось показать это в эксперименте, и на протяжении 20 лет ученый был вынужден довольствоваться конкретизированием и переформулированием своих исходных идей. Кернс-Смит много раз пытался добиться необходимого для экспериментальной проверки финансирования, но так в этом и не преуспел.
Неудачи ученый переживал с трудом. В 1970-е у него развилась продолжительная депрессия, которая длилась целый год. “Он внезапно подумал, что, возможно, все вокруг правы, а он ошибается, – говорит Додо о муже. – Ему казалось, что все эти годы он потратил впустую”. В 1972-м он вдобавок забросил еще и живопись, потому что в их доме не хватало места для занятий ею. А ведь всего десятью годами ранее в престижных галереях Маклеллана в Глазго проходили его личные выставки. Додо рассказывает, что на первой из них (году примерно в 1965-м) Кернс-Смит выставлял 36 картин, из которых было продано 32. Но теперь это отнимало бы у него слишком много сил, и потому он предпочел сосредоточиться на литературном творчестве.
Именно литературный талант позволил Кернс-Смиту в 1966 году написать очень убедительную статью, а позднее поддерживать собственные идеи на плаву. Первая его книга, “Загадка жизни” (The Life Puzzle), вышла в 1971 году, а в 1982-м увидела свет и вторая, называвшаяся “Генетический переворот и зарождение жизни в минералах” (Genetic Takeover and the Mineral Origins of Life). Ни та, ни другая книги не произвели впечатления на критиков. Рецензия на второе произведение содержала сетования на частое использование оборотов вроде “могло бы быть” и “было бы возможно” в ущерб “определенности”[143].
Однако к началу 1980-х возникла возможность наконец-то проверить его идеи экспериментально. В 1980 году Армин Вайс из Университета Мюнхена (Германия) в своем докладе на конференции описал экспериментальные результаты, которые, казалось, подтверждали способность глины “размножаться”. Через год эти данные были опубликованы[144].
