Технопарк юрского периода. Загадки эволюции

Вот и в данном случае ученые стали перебирать малоразработанные, но удивительно интересные факты из области «биоминералогии». Среди ископаемых и ныне живущих одноклеточных организмов - водорослей, радиолярий, фораминифер и многоклеточных -  например губок -  есть такие, чей скелет образован «органоминеральным» кристаллическим веществом, состоящим на 20- 30 процентов из органики, а в остальном из кристалла. В индивидуальном развитии такого организма идет процесс минерализации - замещения биомолекул минералом, причем законы кристаллографии и биохимии здесь теснейше переплетены. Сейчас уже ясно, что когда-то под высоким давлением в раскаленной сухой среде мог преобладать этот же процесс, только с другим знаком. Да, да. Преджизнь на каком-то этапе прошла через горячую безводную фазу первичного синтеза... И когда поверхность планеты несколько остыла и появились лужи и моря, в них уже плавали и растворялись множество таких первых «кентавров», полукристаллов-полуорганизмов, биокристаллов, готовых стать жизнью... Сегодня Э.Я. Костенецкий настаивает на том, что и дальнейшая эволюция живого шла в огромной степени под действием законов кристаллографии.

Ведь и сама клеточная плазма, по современным представлениям, - это так называемый жидкий кристалл. Жидкие кристаллы сегодня работают в дисплеях портативных компьютеров и телевизоров, в сотовых телефонах и черт его знает где еще, без них рухнул бы весь технопарк нашей цивилизации. Но, оказывается, и технопарк юрского периода, и всех других периодов эволюции биосферы строился по этим суперсовременным технологиям. И мы оба, читающий и пишущий эту книгу, тоже «сконструированы» в известном смысле как кентавры из органической и неорганической материи -  биокристаллы.

Солярис на Земле

«Тотальный» штурм проблемы зарождения жизни продолжается. Американский биохимик С. Фокс пытался получить белковоподобные вещества - протеиноиды -  из беспорядочного набора чистых аминокислот без всяких матриц. Шесть часов спекались в специальной печи аминокислоты. Через шесть часов перед исследователями лежал янтарный образец неведомого полимера.

Это, конечно, был не белок, а почти неупорядоченная смесь молекул разной длины. Но ученые знали, сколь широко в природе распространены принципы самоорганизации. Те самые слабые водородные связи, что кодируют вторичную и третичную структуру белка, не могут не проявить себя в хаотической смеси аминокислот. И вот после дополнительной обработки растворами и подогрева протеиноид С. Фокса начал проявлять свойства упорядоченности. По многим признакам его можно было бы принять прямо-таки за белок!

Многие ученые считают, что протеиноиды могли зародиться на склонах вулканов, где были все условия для их спекания. Но зарождающейся жизни нужна вода.

Дж. Бернал писал, что жизнь зародилась буквально в грязи -  в иле, глинистой мути маленьких спокойных лагун, ибо полимеризация длинных молекул гораздо быстрее идет на мельчайших минеральных частицах глины. Совсем недавно это предположение Бернала было проверено. Выяснились удивительные вещи. В так называемом монтмориллонитовом иле (самый распространенный глинистый минерал) белковоподобная цепь аминокислот полимеризовалась быстро и без нагревания. При этом полипептид можно было получить почти неограниченной длины и упорядоченности. Все зависело от размеров глинистых частиц. Если они были достаточно однородны, то они отбирали «кирпичики» для полимеризации определенного размера и веса. «Выбор» следующей аминокислоты при синтезе зависел еще и от кислотности среды. А сна, эта кислотность, в глинистом комочке закономерно менялась в ходе реакции. Вот и еще один выход из заколдованного круга: первой весьма своеобразной «рибосомой» могли послужить комочки ила...

Протеиноиды, рожденные в огне и рожденные в грязи, были исследованы. И оказалось, что эти белковоподобные структуры проявляют... ферментную активность!

Что ж, может быть, примерно так возникли в «первичном бульоне» первые, пусть очень плохие белковые матрицы. Они принялись «тотально» наращивать число молекул биополимеров, которые некому было потреблять, так что они накапливались. В какой-то момент эта система превращений приобрела замкнутый характер: один из конечных продуктов реакций смог стать матрицей - ферментом для образования исходного реактива. Цепь замкнулась. Реагирующие по замкнутому кругу полимеры могли собраться в капельки, и тогда они образовали что-то вроде неподвижных организмов. Возможно, это было нечто похожее на коацерватные капли А. Опарина или микросферы, полученные С. Фоксом при попытке разболтать протеиноид в воде.

Но возможно, сначала не было и этого. Какое-то время жизнь могла существовать и без конкретных ее носителей, без организмов или даже их коацерватных предтеч. Первые белковые матрицы, возможно, действовали свободно во всей толще первичных водоемов.

Парадоксальное предположение о жизни без организмов принадлежит Дж. Берналу.