Самые знаменитые ученые России - Прашкевич Геннадий Мартович (книги бесплатно без онлайн .txt) 📗
Но как появились на Земле самые первые организмы?
«Подход Опарина был материалистическим, – писал Грэхем, – но он не базировался на простой гипотезе самозарождения жизни, которой придерживались ранние теоретики, в частности, Феликс Пуше в его знаменитом споре с Луи Пастером в 1860-е годы. Опарин отметил, что все живые организмы, включая те, что описывал Пуше, являются крайне сложными материальными образованиями. Совершенно невероятно, чтобы высокоупорядоченная протоплазма, способная поддерживать координированные метаболические процессы, могла, как полагал Пуше, случайно возникнуть из относительно неупорядоченной и бесформенной смеси органических соединений. Такое предположение, считал Опарин, требовало метафизического скачка, нарушения научного принципа поиска наиболее простого и правдоподобного объединения природных явлений. Гораздо более разумно, продолжил Опарин, было бы вернуться к простейшим формам материи и распространить дарвиновские принципы эволюции не только на живую, но и неживую материю. Опарин заявил о своем намерении связать „мир живого“ с „миром неживого“, изучая их в процессе исторического развития. Он отметил, что происхождение любой сложной структуры, живой или неживой, будь то одноклеточный организм, неорганический кристалл или орлиный глаз, покажется необъяснимым, если не рассматривать его в исторических, эволюционных терминах. Он заявил, что будет искать истоки возникновения простейших живых существ не в их непосредственном окружении, как это безуспешно пытался сделать Пуше, а в долгой эволюционной предыстории таких организмов, рассматривая среды, резко отличные от их нынешней среды обитания».
Несомненно, первые организмы, возникшие на Земле, не обладали той степенью совершенства, что свойственна живым организмам в наше время. Даже у наименее развитых бактерий степень такого совершенства является результатом очень длительной эволюции. Мы можем лишь предполагать, что первые организмы, скорее всего, существовали в среде, практически лишенной кислорода, но содержавшей минеральные и органические вещества, происхождение которых следует искать в тех химических реакциях, на которых Опарин, собственно, и основывал материалистическое объяснение возникновения жизни, и частичный синтез которых несколько позднее был осуществлен известным американским генетиком Миллером.
Весьма немаловажным вопросом, сразу вставшим перед исследователями, был такой – а как, собственно, разграничить живое и неживое? Понятно, что трудность такого разграничения не выступает открыто в тех случаях, когда мы имеем дело с высокоорганизованными формами жизни – с человеком, например, или с животными, или с высшими растениями. Как не без мрачного юмора заметил один известный биолог, вопрос об определении границы между живым и неживым не встает перед нами при чтении колонки с некрологами в газете, однако, переходя к низшим формам жизни, мы встречаемся с большими трудностями. Весьма нелегко провести четкую границу между самыми низшими, одноклеточными или неклеточными организмами, с одной стороны, и крупными неживыми молекулами – с другой, или между крайне простыми способами метаболизма и размножения, очень сходными с химическими реакциями, но все же неотделимыми от живого организма, и сложными химическими взаимодействиями очень крупных молекул, которые по многим причинам следует считать неживыми.
«…Некоторые биологи и биохимики считают вопрос об определении жизни бессмысленным, – заметил в дискуссии 1957 года на Московском международном симпозиуме „Возникновение жизни на земле“ американский биолог Н. Горовиц. – Они рассматривают живую и неживую материю как непрерывность, и проведение границы между ними считают произвольным. Жизнь, с этой точки зрения, связана со сложным химическим аппаратом клетки – с ферментами, мембранами, метаболическими циклами и тому подобное, и считается невозможным решить, на каком этапе эволюции подобная система становится живой…»
Разумеется, гипотезы о возникновении жизни на Земле высказывались и до Опарина. Широкой известностью, например, пользовалась гипотеза панспермии. Создатель ее шведский исследователь С. Аррениус был убежден, что жизнь во Вселенной вечна, что она как бы распылена в пространстве и споры ее разносятся космическими течениями на разные планеты, – так они были занесены и на Землю. Столь же вечной, как сама материя, считали жизнь и виталисты. Вообще, до 1922 года, когда Опарин впервые выступил в Московском отделении общества русских ботаников с замечательным тезисом о том, что возникновение жизни является событием, управляемым исключительно законами природы, то есть вполне закономерной, неотъемлемой частью общей эволюции Вселенной, – проблему возникновения жизни на Земле относили больше к области веры, чем к области естественных наук.
К 1924 году Опарин в общих чертах сформулировал представление о том, каким образом процессы органической и физической химии могли привести к возникновению жизни. Особо он подчеркнул тот факт, что все живые клетки (а значит и первичные) являлись и являются термодинамически открытыми системами. Столь же несомненной заслугой Опарина явился космологический подход к проблеме, а также сам термин – «возникновение жизни». Более удачный термин, отмечали многие ученые, просто трудно себе представить. Ведь предложенный Опариным термин подразумевает только то, что жизнь действительно когда-то возникла, и не навязывает нам никаких предвзятых мнений по поводу механизма такого возникновения. «Термин настолько широк, – писали в свое время известные американские исследователи С. Фокс и К. Дозе, – что может подразумевать даже особый акт творения, даже божественного».
«В авангарде исследований происхождения жизни оказались русские ученые во главе с академиком А. И. Опариным, – отмечал известный голландский исследователь М. Руттен. – Конечно, развитию этих исследований в СССР сильно способствовало марксистское мировоззрение. Вспомним, что самыми верными сторонниками Опарина были английский биофизик профессор Дж. Холдейн и английский физик (точнее, кристаллограф) профессор Дж. Бернал – оба они, по крайней мере в какой-то период своей жизни, придерживались марксистского учения. Русские ученые намеревались опровергнуть широко распространенную церковную доктрину. Их целью было создание полностью материалистической теории жизни, не только ее эволюции, но и ее происхождения. Короче говоря, они стремились разбить в пух и в прах учение о Творце».
Теория, выдвинутая Опариным, использовала результаты многих исследований геологов, геохимиков и астрономов. И Опарин, и Холдейн (совершенно независимо друг от друга) пришли к выводу, что, видимо, первичная атмосфера Земли не имела свободного кислорода. Скорее всего, первичную атмосферу составляли углекислый газ, метан, азот, аммиак, окись углерода, пары воды, водород, и, возможно, пары очень ядовитой синильной кислоты. Ни одна форма современной жизни, может быть, за исключением очень немногих бактерий, и минуты не смогла бы просуществовать в такой убийственной атмосфере. Но именно эта, казалось бы, совершенно убийственная атмосфера и послужила необходимым сырьем для будущей жизни. Ультрафиолетовое излучение Солнца и грозовые явления в первичной атмосфере, содержавшей вышеперечисленные газы, непременно должны были привести к массовому образованию сложных углеводородных соединений, в том числе белков или белковоподобных соединений и комплексных коллоидных систем – «коацерватов».
В начале 50-х годах американский ученый С. Миллер поставил очень простой и убедительный опыт. В колбе из жаростойкого стекла кипела вода. Пары воды постепенно конденсировались в верхней части прибора, где в атмосфере из водорода, метана и аммиака между вольфрамовыми электродами непрерывно проскакивала миниатюрная молния, получаемая от разрядов высоковольтной катушки. Уже через несколько дней вода в колбе желтела. В ней возникали разнообразные полимерные соединения кремния (благодаря растворяющемуся, пусть и в ничтожных количествах, стеклу колбы), а беспрерывные реакции в искусственной атмосфере приводили к появлению ряда простейших органических веществ, в том числе аминокислот и различных кислот – от муравьиной и уксусной до янтарной и мочевины.
