Мир приключений 1986 г.

Булычев Кир

Академик АН Эстонской ССР Густав Иоганнович Наан высказывается по этому поводу весьма категорично. «Коротко можно сказать так: если в вашем распоряжении есть атомы 24 химических элементов, существенно необходимых для «построения» жизни, и вы располагаете временем, скажем, 4,6 миллиарда лет, прошедшими с момента возникновения нашей планеты, а также соответствующими условиями, то рано или поздно вы получите некое разумное существо».

Думаю, что Наан прав: получим! Но весь вопрос сейчас для нас в том, как получим.

Наан, по сути, констатирует, факт, в котором нет сомнения: мы действительно существуем! Но для того чтобы представить себе ход развития жизни иных миров, мы должны расшифровать его постулат, решить частную задачу: узнать, как возникла жизнь на нашей Земле. Если бы мы могли объяснить свое собственное появление и существование, насколько проще стала бы вся проблема! Но и это мы объяснить не можем.

Советский ученый академик А.И.Опарин выдвинул полвека назад теорию возникновения жизни в теплых мелких лагунах

доисторических океанов, где в биологическом «бульоне», предельно насыщенном цепочками сложных органических молекул, под действием солнечных лучей или электрических зарядов молний сплетались эти цепочки, превращая сложные молекулы в нечто принципиально новое, способное изменять свои качества и свойства под действием окружающей среды, производить с этой средой некий обмен веществ и в конце концов создавать нечто себе подобное. В обоснованной и строго научной логике рассуждений Опарина была все–таки ахиллесова пята. Более или менее ясно, как и почему образовались сложные органические молекулы. В принципе понятно и то, как самые примитивные микроорганизмы, постепенно усложняясь, породили все многообразие земной жизни. Но как ни крути, остается одна закавыка, слабое звено, должное соединять два конца безупречных построений: как все–таки неживое превращалось вдруг в живое? Предполагалось, что примерно 4,6 миллиарда лет назад на Земле, окутанной плотной атмосферой из аммиака, водорода, метана и водяных паров, возникли сложные органические соединения — аминокислоты, составляющие основу белковой жизни. За миллионы лет слепая природа методом бесконечных проб и ошибок сумела в конце концов создать некую длинную молекулу, которая была способна распадаться на отдельные куски, а затем каждый из кусков вновь «доращивался» до предельного размера, чтобы распасться в свою очередь. Такое дублирование уже напоминает в чем–то биологическую эволюцию. Но именно напоминает, не более. Это момент принципиальный, самый важный, потому что превратить очень сложное органическое соединение в очень примитивный живой организм несравненно сложнее, чем превратить амебу в человека. Академик А.А.Имшенецкий, всю жизнь занимавшийся изучением самых примитивных живых организмов, признает: «Самым трудным для нас остается расшифровка перехода от органического вещества к примитивному существу».

Есть детская игра: один что–нибудь прячет, другой ищет, а ему помогают: «Горячо! Холодно! Теплее, теплее!» Мне кажется, что Опарин где–то совсем рядом с тем местом, где упрятана истина, уже совсем «горячо», но секрет еще не раскрыт.

Чаще всего теория опережает практику, и опыт — лишь памятник ей. Обелиск или надгробие. Но случается и иначе. Задолго до появления теории Опарина, в 1897 году, когда два югославских ученых, С.Лозанич и М.Йовишич, ставили биохимические опыты, воздействуя на различные органические соединения «потоком искр». Позднее, в 1913 году, скромный немецкий химик Вальтер Лёб, ничего не зная о теории Опарина, поскольку теории еще не было, а автор ее сидел на студенческой скамье, пропускал электрические разряды через смеси аммиака, воды и углекислоты. Он доказывал, что получал аминокислоту гликокол. Так ли, нет ли, не знаю. Знаю только, что справедливости ради не следует забывать эти первые опыты, — так трудно всегда быть первым…

Шли годы, и многие ученые в разных странах стремились создать искусственную жизнь. Моделировались условия детства земного шара, создавались газовые смеси и водные растворы, которые могли тогда образовываться, но высечь искру жизни из безжизненной материи не удавалось!

Может быть, наиболее тонкие эксперименты проделал в 1953 году молодой аспирант Чикагского университета Стенли Миллер. Создав в лаборатории модель земной атмосферы, Миллер стал пропускать через эту газовую смесь сильные электрические разряды и получил различные аминокислоты и другие органические соединения. Другие ученые повторяли эти опыты, заменяя искусственную молнию потоком ультрафиолетовых лучей, раскаляя газы и даже подвергая их воздействию ударных волн. Сидней Фокс из Флоридского университета изловчился и сделал следующий шаг вперед: он заставил полученные аминокислоты связываться между собой и получил еще более сложные соединения, названные им протеиноидами, крохотные белковые сферы. Шарики Фокса уже приближались по своим размерам к примитивным бактериям. Биохимики Сирил Поннамперума и Хуан Оро тоже сумели синтезировать несколько сложных органических соединений, лежащих в основе нуклеиновых кислот. Все явно ходили где–то очень близко, всем было «горячо», это была уже почти жизнь — «предбиологические соединения», как о них писали, но как много в этом «почти»!

Знай мы сегодня в деталях весь механизм возникновения жизни на Земле, у нас было бы больше оснований рассуждать о вероятности жизни во Вселенной. Но и только — больше оснований. Да, было бы просто великолепно стереть в истории своей эволюции все «белые пятна», тем более что мы (быть может, очень нескромно) полагаем, что земной опыт природы оказался удачным. Но следует ли из этого, что природа повторялась, используя однажды найденный путь? Даже разгадав все тайны земной жизни, мы не будем знать степени ее похожести на иную жизнь. Мне могут возразить, что коль скоро жизнь базируется на углеводородных соединениях, то всякое возможное многообразие в основе своей должно содержать нечто общее. Довод серьезный и логичный.

Тем

более серьезный и логичный, что в 1968 году в космосе были обнаружены относительно сложные молекулы — аммиака и воды, через год — муравьиный альдегид. Затем выяснилось, что формальдегид, водород и гидроксильный радикал — широко распространенные в нашей Галактике соединения.

Еще через год нашли цианистый водород, который принимает участие в синтезе аминокислот и нуклеиновых кислот. И пошло, и поехало: цианацетилен, метиловый спирт, формамид, ацетонитрил, метилацетилен. И уже чисто органические соединения: цианамид, винилцианид, этанол, метиламин. В 1971 году американец Джонсон нашел на спектрограмме участка неба в созвездии Ориона полосы сложного многоатомного вещества с труднопроизносимым названием: двупиридилмагнийтетрабензопорфин — близкий родственник хлорофилла и гемоглобина. За десять лет работы ученых разных стран в космосе обнаружены спектры 46 сложных молекул. Это все очень интересно и позволяет говорить о том, что во Вселенной постоянно происходит некая интенсивная химическая эволюция. Но именно химическая, о биологической нам ничего не известно. Радиоастроном Дэвид Бул, который обнаружил в космосе много новых соединений, писал: «Конденсация звезды, уплотнение пыли и отдельных молекул в планеты и атмосферы и даже последующее возникновение жизни, возможно, представляют собой лишь часть единого астрономического эволюционного цикла в огромных масштабах времени». У Була нет фактов, он пишет «возможно», в нем говорит интуиция. Это очень важно, у интуиции много заслуг перед наукой. Но факты! Дайте факты! Где она, эта астробиологическая эволюция? Хоть тень ее, хоть намек, след, отблеск, где они?!

Вся земная жизнь построена из весьма ограниченного количества основных органических «кирпичиков»: двадцати аминокислот, пяти оснований, двух углеводов и одного фосфата. Все. Из 28 веществ создана незабудка, дельфин, белый гриб, туберкулезная палочка, кокосовая пальма, автор и читатель этого очерка. Для Земли хватило 28 веществ. Это закон? В иных условиях иных миров как будет меняться их количество? Не знаем…

Еще в середине XIX века классики химии — швед Йене Якоб Берцелиус, немец Фридрих Вёлер, француз Пьер Эжен Бертло начали анализировать химический состав метеоритов, пытаясь отыскать на этих небесных посланцах следы органической жизни. Они понимали, что метеорит, пробивший в жаре и пламени прозрачный щит земной атмосферы, это вовсе не тот метеорит, что летал в космических просторах. Во время своего движения он претерпевает многие изменения — и механические, и физические, и химические тоже. Но все–таки как не попробовать?! В 1834 году Берцелиус обнаружил присутствие органических соединений в некоторых типах метеоритов.

Широко работы эти развернулись уже в 70–х годах нашего века. Метеорит Мёрчисон, который взорвался над австралийским городом Мёрчисоном в 1969 году, прилетел очень вовремя, хотя и переполошил всю округу. Куски его подобрали довольно быстро, вероятность того, что биологические соединения Земли «испачкали» его, была невелика. Мёрчисоном занялся цейлонец Поннамперума, исследователь опытнейший и авторитетный. Он обнаружил в кусках метеорита 18 аминокислот, из которых 6 входят в состав белков живых организмов Земли, а 12 других неизвестны на нашей планете. Там были найдены спирты, парафины, фенолы, углеводы, органические кислоты. Некоторые вещества отличались от подобных им земных соединений. «Земля — это, в сущности, образцовая лаборатория процессов, которые могли происходить бесчисленное число раз в других солнечных системах», — писал Поннамперума. Осторожно писал — «могли происходить». А происходили ли? Он понимает, что объяснить появление сложных органических соединений в условиях космического вакуума и холода трудно. Но, безусловно, «могли происходить», если природа столь щедра на химические заготовки для органики, если она с такой удивительной расточительностью создает эти полуфабрикаты жизни.

Ну а раз так, не зря ли мы вообще ломаем голову? Быть может, зерно жизни принесено на Землю именно из космоса, а наша планета просто оказалась лабораторной склянкой с редкостно подходящим питательным раствором? Автором теории привнесения жизни извне, так называемой теории панспермии, был знаменитый шведский химик и физик Сванте Август Аррениус. В 1903 году он опубликовал фундаментальный труд «Учебник космической физики», в котором высказал предположение, что споры бактерий «прибились» к Земле лучами света. Как раз за год до этого великий русский физик Петр Николаевич Лебедев своими блестящими опытами измерил силу светового давления на газы. Аррениуса поддержали такие авторитеты, как Г.Гельмгольц, Ю.Либих, Дж.Томсон и другие. Есть у него поклонники среди ученых и в наши дни. Были и другие гипотезы: зародыши жизни достигали нашей планеты на метеоритах, кометах, частицах космической пыли.

Но все–таки противников у теории панспермии больше, чем поклонников.

Теорию панспермии потихоньку списали в архив науки, все как будто бы стало на свои места, как вдруг в 1973 году английский биофизик Ф.Крик и американский биохимик Л.Оргел выдвинули новую теорию панспермии — теорию направленной панспермии. Да, космические излучения убьют споры, да, пробиться им сквозь атмосферу сложно. Но ведь безо всяких хлопот с их стороны они могли быть доставлены на нашу планету не случайно, а сознательно, скажем, на неком космическом корабле инопланетян, — жизнь сознательно посеяна на Земле, как мы сознательно сеем на грядке морковку.