Далекое будущее Вселенной

10. Rees, M., "The Collapse of the Universe: An Eschatological Study", Observatory, 89, 193 (1969).

11. Rees, M., Just Six Numbers (Basic Books, New York, 1999).

12. Rees, M., Our Cosmic Habitat (Princeton University Press, Princeton, 2001).

13. Smolin, L., The Life of the Cosmos (Oxford University Press, New York, 1996).

14. Stapledon, O., Star Maker (Penguin, New York, 1972; first published Methuen, London, 1937), 251.

15. Weinberg, S. W., Conference Summary in "Relativistic Astrophysics", ed. J. C. Wheeler and H. Martin (AIP Publications, New York), 893–910; astro‑ph/0104482.

Часть Третья. Биология

7. Экзотические генетические материалы и распространенность жизни во Вселенной

Э. Грэхем Кэрнс–Смит

7.1. Введение

Тот факт, что все живое на Земле обладает очень схожей биохимией, сообщает нам кое–какие сведения об истории жизни на Земле, но не о том, как в принципе должна быть устроена жизнь. Даже на Земле жизнь могла начаться с экзотических генетических материалов — я имею в виду материалы, структурно весьма отличающиеся от нашей ДНК, хотя и имеющие ту же суть и назначение, то есть способные хранить воспроизводимую информацию и влиять на окружающую среду таким образом, чтобы способствовать собственному выживанию и распространению и, следовательно, эволюционировать путем естественного отбора. По–видимому, наиболее приспособлены для поддержания такой эволюции вовсе не органические материалы, а неорганические кристаллы; и вполне возможно, что эволюция на Земле началась именно с эволюции информации, заключенной в подобных материалах (минералах) [3]. Исследование экзотических генетических материалов способно принести большую пользу при создании искусственных форм жизни [4]; кроме того, они могут представлять интерес для размышлений о распространенности жизни во вселенной — внеземной жизни, существующей сейчас или могущей существовать в далеком будущем.

Многие конкретные черты жизни на Земле кажутся универсальными, таково, например, повсеместное присутствие определенных аминокислот и нуклеотидов, универсальность белкового кода и многое другое. Однако нет основательных причин предполагать, что так называемые «молекулы жизни» являются какой‑то биологической необходимостью. Существует более основательное и достаточное объяснение наблюдаемого нами единства биохимии: вся жизнь, существующая сейчас на Земле, произошла от общего предка, у которого эти черты присутствовали и были уже зафиксированы, запечатлены намертво, скорее всего, благодаря их взаимозависимости [3]. Но, если этот общий предок сам появился на свет в результате дарвиновской эволюции, значит, было время, когда эти его компоненты еще не были зафиксированы. Как такое может быть?

С помощью наивной аналогии мы можем вообразить себе ситуацию, при которой пошаговый дарвиновский процесс приводит к фиксированной взаимозависимости компонентов. Представим себе арку из камней, построенную без помощи цемента:

Рис. 7.1

Это грубая модель любой системы, состоящей из взаимозависимых компонентов. Мы можем спросить, как возможно построить такую арку шаг за шагом, то есть трогая лишь один камень в каждый момент. Вот один из возможных ответов: сначала нужно навалить груду камней —

Рис. 7.2

А затем извлекать нижние камни один за другим так, чтобы образовалась арка. На мой взгляд, жесткая взаимозависимость компонентов в современной биохимии сама по себе свидетельствует о том, что в более ранних биохимических системах компоненты были не столь жестко связаны друг с другом, что создавало своего рода «леса», позволявшие возводить шаг за шагом более сложные системы, после чего эти «леса» оказались излишними и исчезли [3].

Таким образом, мы имеем картину ранней, «текучей» стадии биохимической эволюции, за которой последовало «замораживание» жизни на земле в виде одной–единственной системы с высокой степенью взаимозависимости. Мы не знаем точно, какие материалы использовались в этой «текучей» эпохе, особенно на самых первых ее стадиях. Однако, к счастью, у нас есть возможность сделать кое–какие предположения об эволюционирующих системах вообще, а также о химических закономерностях, ограничивающих их возможности.

7.2. Потоки и гены: генетический взгляд на жизнь