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

Например, в своей первой статье Губер и Вэхтерсхойзер описывают превращение углекислоты в уксусную кислоту (ту, что содержится в уксусе) через промежуточную стадию тиоэфира^[369]. В современных живых клетках образование многих жизненно важных соединений происходит путем образования тиоэфиров. “Тиоэфиры были чашей Грааля для биохимии”, – утверждает Вэхтерсхойзер. И в самом деле: клеточный биолог Кристиан де Дюв даже предложил отдельную гипотезу “Мира Тиоэфиров” для объяснения возникновения жизни^[370]. Уксусная кислота тут очень важна.

Получение тиоэфиров и уксусной кислоты стало, вне всяких сомнений, большим достижением. Но для этого Губер и Вэхтерсхойзеру пришлось вмешаться в ход химических процессов и изменить их. Вместо приводящей к образованию пирита реакции они использовали смесь из сульфидов никеля и железа.

Через год им удалось соединить аминокислоты и тем самым синтезировать простые белки – опять-таки используя смесь сульфидов никеля и железа, а также угарного газа^[371]. Позднее исследователи выяснили, что эта производящая белки реакция может происходить одновременно с другими реакциями – теми, что приводят к распаду белков обратно на аминокислоты. Получился простой метаболический цикл, без устали синтезирующий все новые мини-белки и снова их разрушающий. Энергию для него поставляет поток угарного газа^[372].

Все это стало впечатляющей иллюстрацией возможной роли химии железа и серы при возникновении жизни. И все же вопросы еще оставались. В частности, не удавалось использовать железо-серную химию для обеспечения энергией стабильные автокаталитические наборы. Из этого следовало, что созданные Губер и Вэхтерсхойзером циклы реакции могут не иметь биологического значения. Это отличает их от полученных на основе нуклеиновых кислот или белков, ставших основой для автокаталитических наборов. Также сохранялся вопрос о том, как в таких условиях могло образоваться нечто вроде клетки.

И все же идеи Вэхтерсхойзера были, безусловно, гениальны и останутся таковыми, даже если окажутся совершенно неправильными. Подобно Кернс-Смиту, он заставил всех взглянуть на проблему зарождения жизни по-иному. Его основная гипотеза, состоявшая в том, что жизни был с самого начала необходим источник энергии, без сомнения, верна. Более того: хотя Вэхтерсхойзер, возможно, и ошибается, утверждая, что именно реакции с участием железа и серы служили источником энергии, он, тем не менее, вполне может быть прав насчет химической природы этого источника. Единственной очевидной альтернативой здесь является энергия света – способность использовать ее действительно возникла в ходе эволюции после гетеротрофного питания.

Но, пожалуй, самый большой комплимент Вэхтерсхойзеру – это тот факт, что менее чем через год у его теории появилась конкурентка. Новая теория также утверждает, что метаболизм возник первым, и подчеркивает необходимость в химической энергии для начала жизни – и потому эти две теории вроде бы легко спутать. Однако в действительности их отличает друг от друга множество деталей. История этой новой гипотезы берет начало в 1977 году, в Тихом океане, на глубине в сотни метров.

Глава 11 Рожденные в глубинах

8 февраля 1977 года научно-исследовательское судно “Кнорр” покинуло западную часть Панамского канала и взяло курс на Тихий океан, точнее – на Восточно-Тихоокеанское поднятие. Здесь находится хребет, расположенный на границе двух тектонических плит океанического дна. Научно-исследовательские экспедиции ранее уже описали потоки поднимающейся тут теплой воды. Кроме того, в этом месте на поверхности воды были замечены погибшие глубоководные рыбы^[373]. Все это заставило ученых заподозрить присутствие здесь так называемых гидротермальных источников. Прежде таких источников еще никто никогда не видел: они представляют собой потоки горячей воды, нагретой вулканическими горными породами и магмой в толще дна и прорывающейся сквозь него в холодный океан.

На “Кнорре” находилась команда океанографов, в том числе Джон (“Джек”) Корлисс, Тьерд ван Андел и Роберт Баллард^[374]. Они отправились на поиски гидротермальных источников, потому что верили в их существование. Никто из них не подозревал, что им предстоит произвести настоящую революцию в биологии – и тем самым вдохновить представителей группы “вначале был метаболизм” на создание новой гипотезы зарождения жизни.

Остановившись над Восточно-Тихоокеанским поднятием, ученые погрузили в воду устройство под названием ANGUS^[375], напичканное камерами, фонарями и различными сенсорами. Соединенный с кораблем при помощи кабеля, ANGUS перемещался у дна на расстоянии 4,5 метра от него и каждые 10 секунд делал фотографии. Около полуночи он зарегистрировал резкий скачок температуры: аппарат попал в восходящие потоки теплой воды. Когда у ANGUS кончилась пленка, его вытащили на поверхность и на следующий день проявили все 70 000 снимков.