Беседы о жизни

Вот и все (или, по крайней мере, все основные) «методы» и «приемы» эволюционного процесса на молекулярном уровне. И пожалуй, приведенных сведений вполне достаточно для иллюстрации того, откуда взялась «целесообразность» организации биологических молекул и механизмов постоянного совершенствования их функционирования, совершенствования, происходящего на протяжении многих поколений. Стало быть, пора завершать наш краткий очерк процессов молекулярной эволюции?

К сожалению, нет, ибо ответ на более общий вопрос — о том, откуда взялись столь «разумно» организованные системы, какими являются живые существа, — не может ограничиться только описанием сути и механизмов молекулярной эволюции.

Предбиологическая эволюция

В самом деле, до сих пор речь шла лишь об основных принципах эволюции систем, в которых может изменяться все, что угодно, кроме центрального механизма: кодирования наследственной информации с помощью молекул ДНК и реализации ее по определенным стабильным законам в виде белковых молекул. С помощью изложенных понятий можно без труда объяснить развитие из наиболее примитивного существа, обладающего таким механизмом, любой сколь угодно высокоразвитой органической формы — тюльпана, скумбрии и даже кошки. Однако остается без ответа еще один очень интересный вопрос: а откуда все-таки берется изначальный механизм? Каким образом появился этот самый фонвизинский «первое-т портной»?

Ведь если попытаться хотя бы очень приблизительно оценить вероятность самопроизвольного возникновения сложнейшего молекулярного устройства ДНК - РНК - белок или даже одной-единственной молекулы ДНК, то она окажется невообразимо малой. Во всяком случае, такой «акт творения» готового молекулярного механизма воспроизводства без господа бога обойтись не в состоянии. Так что мысль о том, что структуры молекулярных механизмов жизни могли самопроизвольно возникнуть сразу, представлялась с самого начала чересчур фантастичной. «…Картина одинокой молекулы ДНК на отмели первичного океана, производящей всю остальную жизнь, была еще менее правдоподобной, чем миф об Адаме и Еве в райском саду», — пишет Дж. Бернал в своей книге «Происхождение жизни».

Иными словами, оказалось неизбежным разделить процесс происхождения живых существ на два этапа: более ранний — предбиологическую (или химическую) и собственно биологическую эволюцию. Основные положения теории предбиологической эволюции впервые сформулированы советским биохимиком А. Опариным в 1924 году. Согласно развиваемым им представлениям, получившим впоследствии солидное теоретическое и экспериментальное обоснование в работах многих исследователей, в добиологический период в земной гидросфере могли самопроизвольно образовываться сравнительно простые органические вещества. На их основе формировались студнеобразные капельки — коацерваты, внутри которых происходили некоторые химические процессы, в той или иной мере влияющие на стабильность коацерватных капелек. Процесс химической эволюции как раз и заключается в постепенном усложнении этих систем.

Интересно отметить, что идеи химической эволюции с энтузиазмом восприняли не только ученые, но и… писатели-фантасты. Страницы из повестей и рассказов заполнили повествования о самых различных проявлениях «первичной жизни» и на Земле, и на других планетах. А уж некоторые из них (скажем, «Солярис», известный нам по роману С. Лема и фильму А. Тарковского, с его «живым» океаном) кажутся почти непосредственно связанными с «коацерватной» гипотезой А. Опарина.

Герой другого научно-фантастического сочинения, уже упоминавшийся нами академик Брайнин, тот прямо-таки и получил свой пресловутый «живой белок» по рецептам предбиологической эволюции. Очень просто: взял он ванну с водой да и набросал туда «…огромное количество реактивов, органических и неорганических, содержащих атомы водорода, кислорода, азота, серы, железа, никеля, цинка и других элементов.

— Не думайте, что я делал это без всякой системы, — с гордостью продолжает академик. — Химические реактивы я вводил примерно в тех соотношениях, которые бы обеспечивали приблизительный элементный состав белков. Однако я не утруждал себя излишне точными взвешиваниями. Ведь природа, создавая живой белок, не пользовалась аналитическими весами! Мощные электрические мешалки непрерывно перемешивали содержимое ванны. Под ней стояли электрические печки, которые нагревали воду до кипения. Над моим первобытным океаном яростно светили четыре мощные ртутные лампы сверхвысокого давления, излучавшие потоки ультрафиолетовых лучей. Две рентгеновские установки облучали море потоками жесткого излучения, а помещенные в разных местах радиоактивные изотопы обрушивали на находящиеся в ванне вещества потоки альфа-, бета- и гамма-лучей, пронизывали бульон мощным потоком нейтронов».

Ну что же, кое-какой звон бравый академик, несомненно, слышал.