Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле - Маршалл Майкл (лучшие книги .TXT, .FB2) 📗
Однако в 1955 году Митчелл покинул Кембридж и перебрался в Эдинбург. Причин этому были две: стремление к карьерному росту и проблемы в личной жизни. В 1944 году он женился в первый раз – на Эйлин Ролло. Хотя у супругов и родились двое детей, в 1954 году они развелись. Митчелл завел роман с Хелен Робертсон, матерью двоих малышей. Ее муж Пэт потребовал, чтобы Хелен сделала выбор между обожаемым ею Митчеллом и детьми. В итоге семейство Робертсонов переехало в Бристоль. Но Митчелл не сдавался: он встречался со своей возлюбленной, предварительно загримировавшись и договорившись о свидании через послания, спрятанные в яичных картонках. Однако Хелен была уже не в силах разрываться между семьей и Митчеллом и потому написала ему: “Мой дорогой Питер, я не могу делать две вещи одновременно и поэтому не должна больше с тобой видеться. Прощай навсегда. С любовью, Хелен”.
Обосновавшись в подвальном помещении Эдинбургского университета, Митчелл предложил Мойл присоединиться к нему, и они начали налаживать совместную работу. Вскоре Митчелла попросили выступить с лекцией в Бристоле, и ему удалось-таки повстречаться с Хелен. Их любовь оказалась настолько сильной, что Хелен все же ушла от мужа, забрав с собой детей. Питер и Хелен поженились в 1958 году и не расставались до самой его смерти в 1992-м.
Из саги о Митчелле и его любви ко второй жене становится понятно, насколько это был страстный, уверенный в себе и харизматичный человек. И все эти качества ему скоро понадобились. За восемь лет в Эдинбурге он и Мойл сформулировали свою самую главную идею – идею, которую им предстояло защищать от нападок не один год.
Митчелл был одержим аденозинтрифосфатом (АТФ) – той самой молекулой, что используют все без исключения клетки для хранения энергии. Метаболические циклы (вроде тех, что рассматривал Вэхтерсхойзер) создают нужную клетке энергию, которая далее хранится в форме АТФ. Клетка разрушает молекулы АТФ и извлекает из них энергию. Нерешенным оставался вопрос о том, как клетка создает АТФ. Благодаря чему она может использовать ее энергию? Жизнь по сути “работает на батарейках”, и перед Митчеллом стояла задача выяснить, как она умудряется их заряжать.
Ответ в какой-то степени был очевиден. Метаболические циклы производят электроны, а те начинают прыгать между различными встроенными в мембраны белками. По мере передвижения электрона от одного белка к другому он теряет часть своей энергии – именно она используется для синтеза АТФ. Все это немного напоминает футбольный мяч, который скачет вниз по лестнице, на каждой ступени теряя часть своей энергии. Астробиолог Чарльз Кокелл назвал этот процесс транспорта электронов основополагающим для живого, потому что электроны являются самой доступной частью атома – ведь они образуют его внешнюю оболочку[394].
Вопрос заключался в том, как именно электроны физически используются для синтеза АТФ. Решение Митчелла, над которым он проработал несколько лет и наконец опубликовал в 1961 году, многим его коллегам показалось странным[395]. Он предположил, что АТФ синтезирует некий белок, устроенный довольно просто и встроенный в находящуюся внутри клетки мембрану. Кроме того, Митчелл считал, что вокруг этой мембраны образуется протонный градиент: с одной от нее стороны протонов много, а с другой – намного меньше. Именно это делает возможным движение электронов: каждый раз, когда находящийся в мембране белок получает электрон, он перекачивает протон через мембрану, так что протоны накапливаются с одной стороны. Сами по себе протоны не могут пройти через мембрану, но им помогают синтезирующие АТФ ферменты. При этом сами протоны снабжают фермент энергией, необходимой для производства АТФ.
Эта названная Митчеллом “хемиосмотической” гипотеза была детищем гениального озарения. И все же из-за своей излишней сложности она кажется причудливой. Словно бы кто-то построил электростанцию (движение электронов), но затем почему-то стал использовать полученное электричество для перекачивания воды выше по склону (градиент протонов), а потом позволил ей течь вниз, при этом вращая турбину (создающий АТФ фермент). Почему бы просто не использовать энергию, создаваемую самой электростанцией? Неспроста Митчелл и Мойл несколько следующих лет проводили дополнительные эксперименты, одновременно отбиваясь от критики своих коллег (те отказывались верить в такое мудреное объяснение)[396]. Ситуация еще более ухудшилась в 1962 году, когда Митчелл слег с язвой желудка. Он отказался от операции, в ходе которой хирург должен был удалить 80 % его желудка, и тогда ему настоятельно порекомендовали уйти в отставку и заняться своим здоровьем.
Большинство из нас в этой ситуации сдались бы, но Митчелл был находчив и к тому же богат. Годом ранее он приобрел загородный дом – небольшой коттедж на въезде в имение под названием Глинн Хаус, которое располагалось в Корнуолле на юго-западе Англии. (Он выбрал это место потому, что оно находится очень далеко от Эдинбурга – климат которого Митчелл возненавидел, – но при этом все же в пределах Великобритании.) И вот теперь он выкупил все имение целиком за сумму, немного превышающую 2800 фунтов стерлингов, – сейчас это около 60 000 в той же валюте.
В наши дни Глинн Хаус является объектом культурного наследия, но в те времена дом был полностью заражен грибком. Митчелл, понимая, что “с таким может связаться только полный безумец”, недвижимость все же купил. Он потратил целое лето на то, чтобы привести свою новую собственность в порядок, и даже натягивал над домом полиэтиленовую пленку, чтобы уберечь его от дождя и “спасти отличное старое здание от разрушения”.
Когда же язвенная болезнь Митчелла обострилась, он и Хелен поселились в этом коттедже. Уволившийся из университета ученый решил реставрировать Глинн Хаус и обустроить в нем частное научное учреждение. (Тем более что он издавна недолюбливал официальную науку.) Мойл поддержала инициативу коллеги, и несколько следующих лет они занимались ремонтом, потратив на него 70 000 фунтов стерлингов личных средств Митчелла (сейчас это полтора миллиона). Митчелл еще и купил восемь коров джерсейской породы, обитавших в том же имении и дважды в сутки нуждающихся в ручном доении. Когда здание приобрело форму корабля, Митчелл обустроил в нем небольшое научное учреждение под названием “Глинн Ресерч Лтд.” (Glynn Research Ltd), вновь потратив на это собственные деньги. После этого он, Мойл и еще несколько их коллег продолжили исследования протонных градиентов.
К 1978 году споры наконец стихли: Митчелл оказался прав и получил заслуженную Нобелевскую премию по химии[397]. Мойл награды не досталось, и спустя несколько лет она вышла на пенсию. Митчелл явно сожалел о том, что все так сложилось, и пытался добиться для коллеги общественного признания, называя Мойл “лучшим из известных мне биохимиков, чьи навыки экспериментатора и умозаключения безукоризненны”. Он также хлопотал о том, чтобы Мойл дали почетное научное звание, – это хотя бы в какой-то мере компенсировало отказ Кембриджа присвоить ей соответствующую степень. Но все его усилия оказались тщетными.
Как бы там ни было, в итоге Митчелл и Мойл установили, что протонные градиенты имеют исключительное значение для всего живого, поскольку питают энергией процесс образования АТФ. И это объясняет энтузиазм Майка Рассела по поводу идеи о щелочных гидротермальных источниках, в которых протонный градиент формируется самопроизвольно: он мог стать источником энергии для первых живых существ и для химических циклов вроде тех, которые предложил Вэхтерсхойзер. Машинерия для перекачивания протонов через мембрану очень сложна и, по всей видимости, возникла позже[398]. Но в те горячие источники протоны в каком-то смысле были “закачаны заранее”, так что первым клеткам нужно было только использовать готовую энергию протонного градиента. Это объясняет и используемый жизнью запутанный механизм: он был построен “вокруг” имевшегося градиента, к которому добавлялись остальные компоненты.
