Опасная идея Дарвина: Эволюция и смысл жизни

Кэрнс-Смит формулирует сложные аргументы, чтобы показать, как фрагменты белка и РНК, которые естественным образом облепляют поверхность этих кристаллов словно множество блох, могут в конце концов быть использованы силикатными кристаллами в качестве «орудий», облегчающих процесс репликации. Согласно этой гипотезе (которая подобно всем по-настоящему плодотворным идеям имеет множество вариаций, любая из которых может в конечном счете победить), элементы, из которых слагаются живые организмы, начали путь как своего рода квазипаразиты, липнувшие к самовоспроизводящимся частицам глины и становившиеся все сложнее, чтобы иметь возможность удовлетворять «потребности» этих частиц; в конечном счете они достигли той стадии развития, на которой уже могли сами о себе позаботиться. Никакого небесного крюка – лишь лестница, которую можно отбросить, – как сказал в иных обстоятельствах Витгенштейн, – когда подъем завершен.

Но даже если все так и обстоит, история далека от завершения. Предположим, что короткие самовоспроизводящиеся спирали РНК появились в результате такого низкотехнологичного процесса. Кэрнс-Смит называет подобные полностью замкнутые на себя репликаторы «голыми генами», ибо они не предназначены ни для чего, кроме самовоспроизведения, происходящего без всякой внешней помощи. Перед нами все еще стоит сложный вопрос: как одеть эти голые гены? Как эти эгоистические самовоспроизводящиеся сущности смогут когда-нибудь начать кодировать конкретные белки, крохотные механизмы-энзимы, из которых слагаются большие комплексы, передающие современные гены от организма к организму? Но вопрос еще сложнее, ибо эти белки не просто формируют комплексы; как только спираль РНК или ДНК приобретает достаточную длину, они становятся необходимы для самого процесса самовоспроизводства. Хотя короткие цепи РНК могут реплицироваться без помощи энзимов, более длинные нуждаются в свите помощников, и чтобы кодировать их, нужна очень длинная последовательность – длиннее той, что может быть воспроизведена с достаточной точностью до появления этих же самых энзимов. Кажется, мы вновь столкнулись с парадоксом, порочным кругом, лаконично описанным Джоном Мэйнардом Смитом: «Точная репликация невозможна, если цепочка РНК короче, скажем, 2000 пар нуклеотидов, а без точной репликации подобная длина РНК недостижима»201.

Манфред Эйген является одним из ведущих исследователей этого периода истории эволюции. В своей чудесной книжечке «Шаги на пути к жизни»202 (ее чтение – превосходный способ продолжить изучение этих идей) он показывает, как макросы постепенно создают то, что он называет «молекулярным инструментарием», который живые клетки используют для самовоссоздания, одновременно также выстраивая вокруг себя структуры, которые с ходом времени превращаются в защитные мембраны первых прокариотических клеток. Этот долгий период доклеточной эволюции не оставил ископаемых останков, но зато множество исторических свидетельств о нем сохранилось в «текстах», переданных нам его потомками, включая, разумеется, кишащие вокруг нас сегодня вирусы. Изучая существующие тексты, дошедшие до наших дней, конкретные последовательности A, C, G и T в ДНК высших организмов и A, C, G и U в РНК-геномах, исследователи могут многое узнать о том, как именно выглядели первые самовоспроизводящиеся тексты, используя усовершенствованные версии тех методов, с помощью которых филологи реконструировали слова, написанные самим Платоном. Некоторые последовательности в нашей собственной ДНК являются по-настоящему древними: их даже можно возвести (переведя на более ранний язык РНК) к последовательностям, составленным в давние дни эволюции макросов!

Давайте вернемся к временам, когда основания нуклеотидов (A, C, G, T и U) иногда появлялись тут и там в различных количествах: возможно, накапливаясь на некоторых кристаллах глинного минерала Кэрнса-Смита. Двадцать разнообразных аминокислот – кирпичики, из которых слагаются все белки, также с некоторой периодичностью возникают при весьма разнообразных неорганических условиях, так что на их присутствие тоже можно рассчитывать. Более того, Сидней Фокс показал203, что отдельные аминокислоты могут при сгущении образовывать «протеиноиды» – подобные белкам вещества с весьма скромными каталитическими свойствами204. Это – небольшой, но важный шаг вперед, ибо каталитические свойства – способность ускорять химические реакции – важнейший талант любого белка.