Великий квест. Гении и безумцы в поиске истоков жизни на Земле

Повторюсь: исследования в области возникновения жизни играют тут важнейшую роль. В 2018 году группа ученых (среди которых был и Джон Сазерленд) попыталась определить, какая часть пространства вокруг звезд подходит для зарождения жизни. (Не путать с так называемой обитаемой зоной^[606]!) Они считают, что для образования биологических молекул необходимо ультрафиолетовое излучение, поэтому жизнь может возникнуть лишь на планете, которая находится достаточно близко к звезде и получает достаточную дозу ультрафиолета. Как выяснилось, многие из находящихся в обитаемой зоне экзопланет не попадают в “зону зарождения”, что может означать их безжизненность. Среди известных нам экзопланет в обе зоны одновременно попадают всего восемь, семь из которых кажутся слишком крупными^[607]. Единственная оставшаяся планета – это Кеплер-452b, которая всего в 1,6 раза больше Земли. Правда, она имеет не слишком удобное расположение – до этой экзопланеты 1400 световых лет.

Следует отметить, что нам неизвестно, можно ли полагать жизнь на других планетах явлением заурядным, крайне редким или, так сказать, чем-то средним. Интуиция нам тут не поможет – в отличие от исследований зарождения жизни. Если нам удастся обнаружить процесс, с помощью которого неживая материя становится живым организмом, то мы сможем многое узнать о самом этом процессе. Какая температура для него необходима? Какие вещества должны присутствовать, а каких быть не должно? Это позволило бы вести поиск обитаемых миров более целенаправленно.

Теперь пора рассмотреть второй фундаментальный вопрос. Если на какой-то другой планете мы все же наткнемся на жизнь, то сможем ли мы ее распознать? Другими словами, что она вообще такое – эта пресловутая жизнь?

На первый взгляд, дать определение жизни несложно. Разъяренный слон-самец определенно живой, а гранитный булыжник – точно нет. Но, как мы видели, бывают и пограничные случаи. Большинство ученых не считает вирусы живыми, но их явно нельзя назвать и чем-то совсем уж неживым – в том смысле, в каком неживым является кирпич. Протоклетки и самореплицирующиеся смеси веществ размывают границу еще сильнее. Аналогично машины имеют некоторые признаки живого (они передвигаются и должны “питаться”), но живыми не являются.

И потому общепризнанного определения жизни не существует. Нельзя, конечно, сказать, что никто не пытался его сформулировать: одно исследование 2012 года сообщает, что существуют 123 различных определения этого понятия^[608]. Помимо этого, многих из нас учили запоминать основные признаки жизни с помощью мнемонического приема “ДРДП ЧСВ”^[609]. Эта аббревиатура расшифровывается как “дыхание, рост, движение, питание, чувствительность, самовоспроизводство, выделение”. Предполагается, что все живое должно обладать одновременно семью этими свойствами. Однако есть и множество исключений. Скажем, рабочая особь пчелы или женщина после менопаузы не размножаются, но их можно с уверенностью отнести к живым.

Другой подход основан на тесной связи всего живого с Землей. Вулканы и щелочные гидротермальные источники представляют собой устройства для переноса энергии между недрами Земли и ее поверхностью. Если одна из таких зон переноса стала колыбелью жизни, то выходит, что жизнь позволяет Земле соблюдать равновесие, к примеру, распространять электроны по ее слоям более равномерно^[610]. В этом, несомненно, есть определенный смысл, поскольку жизнь действительно очень тесно связана с Землей. Но все это скорее является не определением жизни, а описанием окружающей ее среды.

Более перспективным кажется подход, который биохимик Эдди Просс в 2012 году изложил в своей книге “Что такое жизнь?” (What is Life)^[611]. Ученый утверждает, что живые организмы обладают “динамичной кинетической стабильностью”^[612]. Хотя выговорить это непросто, суть тут проста: все живые существа являются одновременно и изменяющимися, и постоянными. В нашем теле сердце постоянно перекачивает кровь, а в клетках постоянно кипит работа, и вся эта деятельность поддерживает тело в целом неизменным. И если не случится ничего драматического, то завтра ваше тело будет выглядеть так же, как выглядело вчера. Мало того: если у вас есть дети, то они похожи на вас. В этом и заключается сложная взаимосвязь изменений и постоянства, которую Просс считает сутью всего живого.

Также Просс полагает, что способные к репликации молекулы вроде ДНК имеют для жизни исключительное значение, поскольку приводят другие вещества в живом организме в состояние динамичной кинетической стабильности. Жизнью с этой точки зрения является “способность поддерживать себя кинетически стабильной сетью динамичных реакций, в основе которой лежат реакции репликации”. Трудно найти исключения из этого определения. Правда, некоторые неживые явления также являются динамично кинетическими (скажем, морские водовороты), но они не содержат самореплицирующихся молекул.