Наука Плоского мира

Бактерии появились на Земле как минимум 3,5 миллиарда лет назад, то есть всего лишь через несколько сотен миллионов лет после того, как Земля остыла до температуры, при которой могли выжить живые существа. Мы узнали об этом благодаря особенным слоистым структурам, найденным в осадочных породах. Такие слои могут быть плоскими и неровными, могут образовывать разветвленные колонны или быть скручены, словно кочаны капусты. Толщина некоторых отложений составляет полмили, и они тянутся на сотни километров. Возраст большинства из них датируется двумя миллиардами лет. Однако группа Варравуна, обнаруженная в Австралии, имеет возраст 3,5 миллиарда лет.

Сначала никто не знал, что это такое, пока в 50–60‑х годах ХХ века отложения не были идентифицированы как остатки бактериальных колоний, в основном цианобактерий.

Цианобактерии собираются на мелководье, образуя огромный плавающий ковер, похожий на войлочный мат. Для защиты от ультрафиолетового излучения они выделяют липкую субстанцию, к которой пристают минеральные остатки. Когда пласт осадка становится настолько плотным, что блокирует свет, бактерии образуют поверху новый слой, и так далее, и так далее. Отвердевшие слои превращаются в строматолиты, похожие на большие диванные валики.

Волшебники совершенно не готовы были обнаружить в Круглом мире жизнь. Ведь он следует жестким правилам, а жизнь, как им представляется, их не признает. Они думают, что между живым и не-живым существует непреодоломая пропасть. Это все та же самая проблема: стремление отыскать границы в превращении, связанное с идеей, что все окружающее можно легко разделить на живое и неживое. Между тем это невозможно, даже если не забыть о времени, в течение которого живое превращается в мертвое, и наоборот. Так, облетевший и как бы мертвый лист больше не является частью живого дерева, но вполне может содержать несколько жизнеспособных клеток.

Митохондрия, бывшая ранее самостоятельным организмом, ныне является той частью клетки, которая генерирует химическую энергию. Жив ли вирус? Он не может размножаться без бактерии-носителя, но ведь и ДНК не в состоянии репродуцироваться без химической лаборатории клетки.

Люди создавали простые химические модели для имитации процессов в живой природе, в надежде, что некая химическая система разовьется, став самодостаточной и самовоспроизводящейся. Вспомните концепцию первичного бульона: множество простых химических веществ, растворенных в океане, беспорядочно сталкиваясь друг с другом, случайно соединяются во что-то более сложное. Впрочем, оказалось, что все было не совсем так. Не нужно пытаться усложнить химические процессы в реальном мире, они и без того сложны. Изготовить сложные химические вещества просто, и в природе их полным полно. Проблема в том, чтобы поддерживать организацию на сложном уровне.

Так что же такое жизнь? Каждый биолог зазубривал список ее характеристик: способность к воспроизводству, восприятию окружающей среды, использованию внешней энергии и так далее. Затем мы пошли дальше. Аутопоэзис, то есть способность создавать химические вещества и структуры, ответственные за воспроизводство, – неплохое определение жизни, за исключением того, что современная жизнь переросла свои древние потребности. Сейчас биологи предпочитают избегать этого вопроса и определяют жизнь как некое свойство молекулы ДНК, что, в свою очередь, поднимает куда более глубокий вопрос, касающийся определения жизни как общей категории процесса. В итоге может получиться, что нынешнее определение жизни подобно определению научной фантастики: это всего лишь то, что мы решим назвать этим термином[50].

С точки зрения многих людей, идея, что жизнь может каким-то образом самозародиться, выглядит спорной. Тем не менее протоптать тропинку от неживой материи к живой не так уж сложно. Можно насчитать по крайней мере тридцать подобных путей. Однако разобраться, какой из них воплотился в реальность, довольно затруднительно, поскольку позднейшие формы жизни уничтожили почти все материальные доказательства. Впрочем, особого значения это не имеет: так или иначе жизнь все равно зародилась и развивалась каким-то способом, до которого мы, возможно, еще и не додумались.

Один из сценариев появления жизни из неорганической материи был предложен Грэмом Кернс-Смитом. Ключевую роль в нем играет глина. Глина может образовывать сложные микроструктуры, зачастую копируя предыдущие путем добавления нового слоя. Впоследствии слой отпадает, становясь новым отправным элементом для последующей структуры. Углеродные соединения могли прилипать к поверхности глины и становиться основой сложных молекул того типа, который мы наблюдаем у живых объектов: белков и даже ДНК. Нынешние организмы вполне могли оседлать глиняного коня, провезшего их по скользкому пути эволюции.