Симфония № 6. Углерод и эволюция почти всего

История происхождения и эволюции жизни — это эпическое сказание, которое лучше всего излагать языком химии углерода. Единственным поистине переломным моментом в истории Земли стало появление биосферы. Мы знаем, что это СЛУЧИЛОСЬ: ведь мы здесь. Поэтому хотим понять, КАК это случилось. Но эта сага зарождения останется лишь невнятным рассказом, по большей части скрытым в тенях «глубокого времени». Целая (пусть и небольшая) армия ученых — исследователей, ведомых любопытством и желанием узнать то, чего никто пока не знает, — посвящает этому поиску всю свою профессиональную жизнь. Мы принимаем вызов без какой-либо гарантии, что убедительное решение будет найдено, прежде чем мы умрем, поскольку это путешествие к открытию уже заняло столетия: квест, в котором вопросов намного больше, чем ответов.

Происхождение жизни — пять главных вопросов

Решительный репортер жаждет расследовать пять главных загадок любой истории: кто, что, где, когда и почему. Добавьте к этому списку «как», и вы получите всеобъемлющий перечень сложных вопросов, стоящих перед исследователями происхождения жизни. На эти классические вызовы нам удастся ответить с разной степенью уверенности в своей правоте, хотя ни одна из этих загадок пока не решена полностью.

Кто и почему? {147}

«Кто?» и «почему?» в контексте происхождения жизни — вопросы, более подходящие философам и теологам, чем ученым-практикам. Убедительных, даже категорических мнений великое множество, но наука должна оставаться нейтральной в отношении вопроса «почему?», поскольку он тесно связан с исконным вопросом о смысле и цели жизни. Наука, в отличие от философии и теологии, полагается на независимо воспроизводимые наблюдения, эксперименты и математическую логику — это эпистемология. Но наука, безусловно, дает информацию философии: в конце концов, как мы можем понять смысл и цель Вселенной, не зная основных правил космической игры? Тем не менее ученые не в состоянии рассказать нам, почему космос, со всеми своими разнообразными живыми и неживыми элементами, вообще существует.

«Кто?» — аналогичный вопрос, на который невозможно ответить с помощью какого-либо строго определенного научного метода, он требует объективных, независимо проверяемых результатов. Если мы не получим доказательств, что жизнь на Землю целенаправленно занес инопланетный разум — есть такая любопытная концепция, называемая направленной панспермией, со своей занимательно-умозрительной литературой, — вопрос «кто?» также останется за пределами узкой компетенции науки.

Когда?

У нас намного больше уверенности в ответе на вопрос, когда появилась жизнь, поскольку мы обнаружили два строгих ограничения — что-то вроде книгодержателей. С одной стороны, Луна появилась в результате впечатляющего столкновения Земли и Тейи, от которого оба мира разрушились около 4,5 млрд лет назад, на что указывает изотопный возраст, измеренный по самым старым лунным кристаллам{148}. Даже если какая-либо форма примитивной жизни и появилась до того катастрофического образования Луны, океан магмы, заливший весь земной шар после столкновения с Тейей, уничтожил бы любое живое царство на Земле. Образование Луны привело к повсеместному стерилизующему «обнулению» океанов, атмосферы и жизни.

С другой стороны, окаменелости (несистематические ископаемые остатки из некоторых самых древних земных формаций горных пород в Гренландии) указывают на то, что микробная жизнь уже вовсю существовала около 3,7 млрд лет назад. Эти характерные строматолиты — напоминающие холмики структуры, образованные напластованием микроскопических слоев минералов, отложенных микробами, — говорят нам о том, что клеточная жизнь уже была сильно развита. Отсюда мы должны сделать вывод, что жизнь появилась задолго до этих самых древних окаменелостей.

Когда точно между 4,5 и 3,7 млрд лет назад это произошло — остается неизвестным. Некоторые эксперты утверждают, что Земля была обитаемой, покрытой океанами и окруженной атмосферой уже 4,4 млрд лет назад; быстрое появление жизни говорит в пользу такой ранней даты. Другие специалисты склонны считать, что жизнь зародилась ближе к 3,9 млрд лет назад, через некоторое время после предполагаемого промежутка интенсивного разрушения под градом больших астероидов и комет. Прямые свидетельства тех бомбардирующих земной шар ударов полностью стерлись с быстро восстановившейся коры Земли, но время и интенсивность так называемой Великой бомбардировки[39] запечатлелись на рубцеватой поверхности Луны. Во всяком случае мы можем с уверенностью утверждать, что Земля была миром жизни более 80% своей динамичной истории.

Где?