Вопрос жизни. Энергия, эволюция и происхождение сложности

Но у этого дерева также есть митохондрии, которые работают согласно почти тому же принципу, что и хлоропласты: без конца гоняя электроны по триллионам дыхательных цепей, перекачивая протоны через мембраны. Так же делаете и вы. Движение электронов и протонов поддерживает вашу жизнь с тех самых пор, как вы зародились в материнской утробе: ежесекундно – постоянно, безостановочно – вы перекачиваете через мембраны 10²¹ протонов. Ваши митохондрии перешли от матери, через ее яйцеклетку, и это был самый чудесный ее дар – дар жизни, который бережно передавался из поколения в поколение 4 млрд лет, – с тех пор, как в гидротермальных источниках затеплилась жизнь. Храните этот дар! Он хрупок: например, цианид остановит ток электронов и протонов, и ваша жизнь быстро прекратится. Старение приведет к тому же исходу – но медленно, постепенно. Смерть – это прекращение движения электронов и протонов, исчезновение потенциала на мембране. Смерть – это миг, когда гаснет один из огоньков вечного пламени. Если жизнь – “лишь электрон, который ищет покоя”, то смерть – момент, когда он его обретает.

Поток энергии живителен, прекрасен и – ничего не прощает. Малейшее его нарушение – минута, секунда, в течение которой состояние отклоняется от исходного, – и все может пойти прахом. Споры, погружаясь в метаболическую спячку, способны обходиться без потока энергии. Как же им повезло, что они способны и пробуждаться от нее. Но большинство из нас… мы живем благодаря тем же процессам, которые давали энергию первым живым клеткам. Эти процессы никогда не претерпевали радикальные изменения: как это было возможно? Все живое должно жить, чтобы оставаться живым. Чтобы жить, требуется непрерывный поток энергии. Неудивительно, что именно поток энергии ставит главные ограничения на пути эволюции, определяя, что возможно, а что нет. Неудивительно, что бактерии продолжают делать то, что обычно, не в силах ощутимо повлиять на горение пламени, благодаря которому они растут, делятся, конкурируют друг с другом. Неудивительно, что единственный удавшийся случай – единичный эндосимбиоз прокариот – не затронул пламя, не повредил ему, а зажег множество искр – которые затеплились в каждой эукариотической клетке, а потом и во всех сложных формах жизни. Неудивительно, что поддержание пламени жизненно важно. Оно необходимо для нашей физиологии и эволюции, его существованием можно объяснить многие странности нашего прошлого и черты современной жизни. Как нам повезло, что наш ум – самая невероятная биологическая машина во Вселенной – теперь служит проводником для этого бесконечного потока энергии, и благодаря этому мы можем думать о том, почему жизнь такова, какова она есть. Да пребудет с вами протон-движущая сила!

Благодарности

Эта книга знаменует конец большого путешествия – и начало нового. Первое путешествие началось, когда я приступил к своей первой книге – “Энергия, секс и самоубийство: митохондрии и смысл жизни”, опубликованной в 2005 году издательством Оксфордского университета. В то время меня занимали вопросы, на которые я пытаюсь ответить и здесь: вопросы происхождения сложной жизни. На меня оказала сильное влияние работа Билла Мартина о происхождении эукариот и другая, не менее радикальная его работа (написанная в соавторстве с геохимиком Майком Расселом), посвященная происхождению жизни и раннему расхождению архей и бактерий. Вся эта (и предыдущая) книга построена на фундаменте, который заложен Мартином и Расселом, титанами эволюционной биологии. Но некоторые идеи здесь – мои собственные. Сочинение книг способствует сосредоточению. Для меня писать для широкой аудитории есть главное, ни с чем не сравнимое удовольствие: я должен ясно мыслить и выражать свои мысли так, чтобы они были понятны в первую очередь мне самому. Так я столкнулся с вещами, которых не понимаю. К моему удивлению, некоторые из этих проблем нигде не освещались: их просто не замечали или игнорировали. Поэтому книга “Энергия, секс и самоубийство” оказалась в некотором смысле необходимой: в ней я попытался изложить некоторые свои идеи, которые я с тех пор разрабатываю.

Я делился ими на конференциях и в университетах по всему миру. Они получали развитие в результате столкновений с разумной критикой. Со временем идеи уточнялись (например, всеобъемлющая концепция о важности энергии для эволюции). Другие соображения пришлось отбросить как ошибочные. Но сколь ни хороша идея, настоящей наукой она становится лишь после того, как оформлена в гипотезу, а затем тщательно проверена.