[if]

Лекция третья
Органическая вселенная

В старые времена самые светлые умы человечества верили, что планеты крепятся к хрустальным сферам, которые и обеспечивают их суточное или более долгосрочное перемещение по небу. В ошибочности этих представлений мы убедились разными способами, в том числе благодаря теории Коперника, объясняющей наблюдаемое движение точнее и с меньшим числом домыслов. Но, кроме того, нас убедил в этом запуск во внешнюю Солнечную систему космических аппаратов с акустическими датчиками микрометеоритов — и отсутствие хрустального звона при прохождении ими орбит Марса, Юпитера, Сатурна. Мы получили непосредственное доказательство, что никаких хрустальных сфер не существует. У Коперника, разумеется, таких доказательств не было, однако и его окольный путь тоже оправдался. Как же двигались эти сферы, по мнению тех, кто верил в их существование? Самостоятельно? Вовсе нет. И в античности, и в Средневековье большей частью предполагалось, что их вращают боги или ангелы, периодически подкручивая.
...
Ньютоновская теория тяготения заменила ангелов несколько большей абстракцией — формулой GMm/r2. И в ходе этой трансформации богов и ангелов сослали на задворки истории и на дальние узелки хитросплетений реальности. История науки за последние пять веков проделывала такое раз за разом, усиленно открещиваясь от божественного вмешательства во все дела земные. Прежде любое растение расцветало исключительно благодаря божественному вмешательству. Теперь мы кое-что знаем о фитогормонах и гелиотропизме и вряд ли сейчас кто-то считает, будто Господь лично дает указание цвести каждому конкретному цветку.

По мере развития науки Господь все больше и больше оказывается не у дел. Вселенная, конечно, велика, поэтому Он, Она или Оно может найти для себя много полезных занятий. Однако мы отчетливо видим, как на наших глазах возникает некий «бог пробелов», то есть на бога списывается все то, что мы сейчас не можем объяснить. Через какое-то время объяснение находится — и все, бог тут уже ни при чем. Богословам такой бог не нужен, вот он и перебирается на другую половину графика дежурств — научную.
...
вообразите, что кто-то из ваших родителей — для конкретики пусть это будет отец — входит сюда к нам в зал обычным человеческим шагом. За ним шагает ваш дед. А за ним — прадед. Сколько времени понадобится, чтобы в открытых теперь дверях показался предок, передвигающийся на четвереньках? Ответ: неделя. За одну-единственную неделю эта вереница вытянет к нам того, который еще не научился прямохождению. От четвероногих предков нас отделяют считанные десятки миллионов лет, это ничтожный 1% геологической истории Земли.
...
На самом деле, если окинуть жизнь на Земле более общим взглядом, станет ясно, что все это — один вид жизни. Не множество разных, а именно один. В нем использовано около пятидесяти основополагающих биологических «кирпичиков» — органических молекул.
...
Отсюда вывод: сложная органическая материя имеется повсюду.
А теперь вернемся к вопросу о происхождении жизни на Земле. Органическое сырье могло попасть на планету извне во время ее формирования, могло выработаться на месте из более простых материалов, как на Титане. В настоящее время у нас нет возможности оценить соотношение поступлений из этих двух источников. Но вроде бы понятно, что достаточно будет хотя бы одного.
Земля образовалась в процессе стягивания сгустков вещества, о котором мы говорили выше, конденсируясь из солнечной туманности. Поэтому на заключительных стадиях формирования она принимала на себя тела, сталкивавшиеся с ней на высокой скорости и вызывавшие ряд катастрофических последствий, в том числе таяние значительной части поверхности. Как вы, наверное, догадываетесь, для возникновения жизни это не лучшие условия. Но спустя какое-то время, когда аккумуляция планет в Солнечной системе более или менее завершилась, на поверхности Земли начала образовываться вода, поступая извне или дегазируясь изнутри, и заполнять древние кратеры, оставшиеся от ударов. А из космоса по-прежнему тонкой струйкой сочилась органика. В то же время под воздействием электрических разрядов и ультрафиолета Солнца и других источников энергии на планете вырабатывалась собственная органическая материя. Объема органики, произведенного в первые несколько сотен миллионов лет истории Земли, оказалось достаточно, чтобы создать в имеющемся океане органический раствор концентрацией в несколько процентов. Концентрация примерно такая же, как у куриного бульона «Кнорр», да и состав мало чем отличается. Польза куриного бульона для поддержания здоровья и жизни общеизвестна. И именно в этом теплом разбавленном супе, как назвал его Дж. Б. С. Холдейн — один из первых, кто осознал вероятность именно такой последовательности событий, развивается стандартный сценарий возникновения жизни.
...
В лабораторных условиях можно взять молекулы воды, аммиака и метана, такие же, как упоминавшиеся выше применительно к Титану, и расщепить с помощью ультрафиолета. Из фрагментов получится набор молекул-предшественников, куда будет входить и цианистый водород, и затем эти молекулы, комбинируясь, сформируют аминокислоты в воде. В таких экспериментах стабильно создаются не только структурные элементы белка, но и структурные элементы нуклеиновых кислот. В ряде последующих экспериментов более мелкие молекулярные структурные элементы, соединяясь, образуют крупные сложные молекулы.
...
Сама Земля образовалась около 4,6 млрд лет назад. На этом этапе — на последних стадиях аккреции — условия на Земле не годились для возникновения жизни. Исследование позднего образования кратеров на Луне наводит на мысль — поскольку Земля и Луна, как и сейчас, предположительно, находились тогда в одной части Солнечной системы, — что подходящий этап для возникновения жизни на Земле наступил не раньше чем 4 млрд лет назад. Соответственно, если условия для возникновения жизни на Земле создаются лишь 4 млрд лет назад, а возраст первых окаменелостей составляет около 3,5 млрд лет, на появление жизни отводится всего 500 млн лет. Однако эти самые первые окаменелости никак нельзя отнести к чрезвычайно простым — это строматолиты из колоний нитчатых цианобактерий, и их появлению должно было предшествовать достаточное эволюционное развитие. Из этого следует, что жизнь возникла гораздо быстрее, чем за 500 млн лет. Насколько быстрее, мы не знаем. Одно время популярна была гипотеза о шести днях. Эти данные ее не исключают, но в любом случае на 500 млн лет процесс растянуться не мог. Все должно было произойти очень быстро. Стремительность в этом процессе свидетельствует в его пользу. Чем быстрее, тем вероятнее. Один-единственный пример экстраполировать сложно, и тем не менее из этих данных следует, что в каком-то смысле жизнь возникала легко и была заложена в законах физики и химии. И если это так, это очень важное обстоятельство для предположений насчет жизни на других планетах.
...
Представим себе, что у каждой звезды во Вселенной имеется такая же планетная система, как наша. Допустим, на одной планете есть океаны. Допустим, такие же глубокие, как у нас. Допустим также, что в каждом из этих океанов присутствует раствор органики концентрацией в несколько процентов, и в каждом крохотном объеме океанской воды, в котором окажется достаточно молекул, каждую микросекунду ведется эксперимент по созданию того самого белка из сотни аминокислот. Таким образом, каждую микросекунду в океане ставится огромное количество подобных экспериментов. Аналогичные процессы происходят в соседней звездной системе и в следующей за ней, то есть по всей галактике. И не просто по всей галактике, но в каждой галактике Вселенной. Но, как выясняется, даже если последовательно вести такие эксперименты на протяжении всей истории Вселенной, сконструировать молекулу фермента заданной конфигурации все равно не получится. А вообще, на самом деле все обстоит еще хуже.
Если проводить этот самый эксперимент каждую планковскую единицу времени — мельчайшую допустимую в физике, даже тогда не удастся породить одну-единственную молекулу гемоглобина. Именно из этого многие делают вывод о существовании Бога, потому что как иначе возникли эти молекулы? Если вы слышите этот аргумент впервые, согласитесь, он довольно убедителен. Сильный довод. Целая Вселенная, экспериментирующая каждую планковскую единицу времени. Крыть нечем.

А теперь взглянем еще раз. Что изменится, если я уберу из молекулы гемоглобина аспарагиновую кислоту и заменю глутаминовой? Нарушит ли это функции молекулы? В большинстве случаев не нарушит. В большинстве случаев у фермента имеется так называемый активный центр, как правило, длиной около 5 аминокислот. Именно он и выполняет основную функцию, а остальные составляющие участвуют в укладке, «включении» и «выключении» молекулы. Так что обоснования требует не сотня позиций, а всего 5 для начала. А 20^5 — до смешного маленькое число, это всего лишь 3 млн. На все эксперименты хватит одного-единственного океана и недели времени. Напомню на всякий случай, что именно мы пытаемся сделать: мы не создаем человека с нуля, речь не о том, чтобы в первобытном океане одновременно соединились все молекулы, составляющие человеческий организм, и получившееся существо выбралось на берег. Нам нужно другое. Нам нужно нечто, запускающее процесс возникновения жизни, чтобы мощнейшее сито дарвиновского естественного отбора начало вычленять и поощрять удачные результаты природных экспериментов и отсеивать провальные.

Таким образом, здесь, как и в ряде аргументов, о которых я рассказывал в предыдущей лекции, есть один важный фактор, который упускают из вида те, кто, присмотревшись к природному миру, усматривает в нем божественное вмешательство. С подобным утверждением, очень образно сформулированным, выступили в том числе астрономы Фред Хойл и Н. Ч. Викрамасинг. Проведя подсчеты в духе вышеописанных, они заявили примерно следующее: шансы на спонтанное возникновение истоков жизни в первобытном океане в результате молекулярного взаимодействия не намного превосходят шансы на сборку «Боинга-747» вихрем, спонтанно пронесшимся через свалку утиля. Это яркий образ. И кроме того, очень полезный, поскольку, разумеется, «Боинг-747» не возник сам по себе в готовом виде, это конечное звено длинной эволюционной цепи летательных аппаратов, восходящей к «Дугласу DC-3» и дальше, к планеру братьев Райт. Вот как раз планер Райтов действительно выглядит так, будто его собрал взметнувшийся на свалке вихрь. Я ни в коем случае не хочу умалять блестящие заслуги братьев Райт: главное — помнить о последующей эволюционной цепи, и тогда намного проще понять происхождение первого экземпляра.