Как возникла жизнь?

ЗЕМЛЯ полна жизни. От заснеженной Арктики до влажнотропических лесов Амазонии, от песков Сахары до болот Эверглейдс, от темных глубин океана до сверкающих горных вершин — жизнь есть повсюду. И мы не перестаем ей удивляться.

Разнообразие видов и размеров, а также количество живых существ потрясают воображение. На нашей планете жужжат и копошатся миллионы видов насекомых. В окружающих нас водах плавают рыбы более 20 000 видов, одни размером с рисовое зернышко, другие — с хороший грузовик. Нашу планету украшают по меньшей мере 350 000 видов растений, некоторые из них причудливые, большинство — удивительно красивые. У нас над головой летают более 9 000 видов птиц. Все эти творения, включая человека, и создают ту обстановку и гармонию, которую мы называем жизнью.

Но полное единство живого мира поражает нас еще больше, чем восхитительное разнообразие форм жизни. Биохимики — люди, которые глубоко изучают живые организмы, населяющие Землю, — объясняют, что все формы жизни, будь то амеба или человек, зависят от поразительного взаимодействия — от слаженной работы нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и белковых молекул. Сложные процессы с участием этих компонентов происходят практически во всех клетках нашего тела, а также в клетках колибри, льва и кита. Это общее взаимодействие создает прекрасное разнообразие форм жизни. Как появилась такая изумительная гармония жизни? Как возникла жизнь?

Вероятно, вы согласитесь, что жизнь на Земле существовала не всегда. Такого мнения придерживаются ученые, об этом говорится во многих религиозных книгах. И все же вам, наверное, известно, что два эти источника — наука и религия — по-разному объясняют то, как на Земле возникла жизнь.

Миллионы людей с самым разным уровнем образования верят, что жизнь на Земле создал разумный Творец, первый Конструктор. А многие ученые считают, что жизнь зародилась из неживой материи случайно в ходе постепенных химических реакций. Какая из этих двух версий правильна?

Не следует думать, будто это нас не касается и никак не относится к нашему поиску более осмысленной жизни. Как уже отмечалось, вопрос о том, откуда появился человек, — это один из самых важных вопросов, на которые люди пытаются найти ответы.

Большинство научных курсов посвящается вопросам адаптации и выживания форм жизни, а не более важному вопросу возникновения жизни. Может быть, вы замечали, что попытки объяснить, как возникла жизнь, обычно сводятся к обобщениям типа: на протяжении миллионов лет молекулы, сталкиваясь, каким-то образом создали жизнь. Но приносит ли такой ответ подлинное удовлетворение? Этот ответ означает, что под влиянием энергии Солнца, электрических разрядов или вулканов некая неживая материя начала двигаться, превратилась в органическую и в конце концов стала живым организмом, причем все это происходило без какого-либо руководства. Какой огромный скачок! Живая материя из неживой! Возможно ли это?

В средние века такое представление могло бы показаться вполне приемлемым, ведь в то время было распространено понятие о самопроизвольном зарождении жизни — убеждение, что живые организмы самопроизвольно возникают из неживой материи. Однако, в XVII веке итальянский врач Франческо Реди доказал, что безногие личинки появляются в тухлом мясе только после того, как мухи отложат на нем яйца. В мясе, до которого мухам не добраться, личинки не появляются. Но если живые организмы размером с муху и не возникают самопроизвольно, то, может быть, возникают микробы, которые появляются на пище независимо от того, закрыта она или нет? Хотя последующие эксперименты показали, что микробы не возникают самопроизвольно, вопрос оставался спорным. Затем появился труд Луи Пастера.

Многие помнят о вкладе Пастера в решение проблем, связанных с брожением и с инфекционными болезнями. Но он также ставил эксперименты, целью которых было выяснить, могут ли самопроизвольно зарождаться мельчайшие формы жизни. Может быть, вы читали, что Пастер наглядно показал: в простерилизованной воде, защищенной от загрязнения, не образуются даже мельчайшие бактерии. В 1864 году Пастер объявил: «Доктрина самопроизвольного зарождения никогда не оправится от смертельного удара, нанесенного ей этим простым экспериментом». Утверждение Пастера остается справедливым до сих пор. Ни одному экспериментатору не удалось создать живое из неживого.

Как же тогда на Земле возникла жизнь? Началом современных попыток ответить на этот вопрос можно считать 1920-е годы, когда вышел в свет труд русского биохимика Александра Ивановича Опарина. Опарин, а впоследствии и другие ученые разработали нечто вроде сценария драмы в трех актах, которая, по их утверждению, разыгралась на подмостках планеты Земля. В первом акте элементы земли, или сырье, превратились в группы молекул. В следующем акте произошел скачок к макромолекулам. И в последнем акте этой драмы — еще один скачок, уже к первой живой клетке. Но происходило ли все так на самом деле?

Принципиально важное значение для этой драмы имеет предположение о том, что первичная атмосфера Земли была совсем не такой, как сегодня. В согласии с одной теорией, в той атмосфере практически не было свободного кислорода, а азот, водород и углерод образовывали аммиак и метан. Концепция такова: под действием электрических разрядов и ультрафиолетовых лучей, которые пронизывали атмосферу, состоявшую из этих газов и водяного пара, образовались сахара и аминокислоты. Не будем забывать, однако, что это только теория.

По сценарию этой теоретической драмы, такие молекулярные соединения смывались в океаны или другие места скопления воды. С течением времени сахара, кислоты и другие соединения сконцентрировались в густой «первичный бульон», в котором аминокислоты, например, соединялись и образовывали белки. Продолжая эту теоретическую последовательность, другие соединения, называемые нуклеотидами, образовывали цепи и превращались в нуклеиновые кислоты, например, ДНК. Все это, как предполагают, было подготовкой к последнему акту молекулярной драмы.

Этот последний акт, который документально не подтвержден, можно назвать «историей любви». Молекулы белков и ДНК случайно встретились, узнали друг друга и обнялись. А затем, под занавес, родилась первая живая клетка. «Посмотрев» эту драму, вы, возможно, задаетесь вопросом: что это — правда или сказка? Неужели жизнь на Земле возникла действительно так?