Научный взгляд на жизнь

1.3. Научный взгляд на жизнь.

Только в середине XVII в. тосканский врач Франческо Реди (1626-1698) пред­при­нимает первые опыты по самозаро­ждению. В 1668 г. он доказал, что белые черви, кото­рые встре­чаются в мясе, являются личинками мух; если мясо или рыбу закрыть, пока они свежие, и предот­вратить доступ мух, то они, хотя и сгниют, но не произведут червей.

Сегодня опыты Реди выглядят на­ивными, но они представляли собой первый про­рыв фронта мистических представлений о формировании живых существ.

Опыты по самозарождению жизни проводит и шотландский ученый Т. Ниидам (1713-1781), но их опровергает итальянец Л. Спалланцани (1729-1799) как совершенно нечисто постав­ленные. Сам Спалланцани проводит опыты, ко­торые подтверждают выводы Реди о ро­ли стерильности при подобных экспери­ментах.

Почти через двести лет после Реди в 1862 г. великий французский ученый Луи Пастер (1822-1895) публикует свои на­блюдения по проблеме произвольного самозарож­дения.

Он доказывает, что вне­запное возникновение («спонтанное самозарождение» ) мик­робов в различных ви­дах гниющих настоек или экстрактов не есть возникновение жизни. Гниение и брожение-это результат жизнедея­тельности микроорганизмов, чьи заро­дыши внесены из­вне. Микробы—слож­но устроенные организмы и могут производить себе по­добные суще­ства, т. е. живое происходит от живого. Как уче­ный, который доверяет только результа­там научных опытов, Пастер не делает глубоких выводов о происхожде­нии жиз­ни. Однако его исследования окончатель­но разрушили вековые предрассудки о спонтанном самозарожде­нии.

Независимо от этого после опытов Пастера решение проблемы происхожде­ния жизни стало чуть ли не невоз­можным. Приверженцы религии с облег­чением вздохнули. Разуме­ется, сам Па­стер никогда не утверждал, что жизнь не может возникнуть первично. Но боль­шинство его современников именно так истолковали его опыты, принимая их за доказатель­ство того, что жизнь не может возникнуть из неживой материи. В связи с этим известный английский ученый Дж. Холдейн отмечает: «По целому ряду историче­ских причин христи­анская цер­ковь приняла именно эту последнюю точку зрения, потому что она, по мнению церкви, подчеркивала контраст между духом и материей».

В эти тяжелые для естествознания времена появляются трезвые умы (Т. Гексли, Дж. Тиндал и др.), которые во второй половине XIX в. высказывают предположение, что жизнь возникла в первичном океане из неорганического ве­щества в результате природ­ного процес­са.

1.4. Жизнь из космоса.

В это время возрождается и идея кос­мического посева (панспермии), выска­занная еще в V в. до н. э. греческим фи­лософом Анаксагором. По его учению, жизнь возникла из семени, которое суще­ствует «всегда и везде». Возрождение этой идеи —естественная реакция на кри­зис в вопросе происхождения жизни, в который попало естествознание в середи­не XIX в. Тогда этот вопрос выглядел принципиально неразрешимым. И снова выход ищут в само­зарождении или при­внесении зародышей жизни с других кос­мических тел.

После многовекового сна идея Анаксагора о «вечных семенах» была разбуже­на X. Рихте­ром в 1865 г. Согласно по­следнему, зародыши жизни занесены на Землю метеори­тами или космической пылью. В развитом и видоизмененном виде гипотеза о космиче­ском посеве (панспермии) разработана шведским физикохимиком Сванте Авенариусом в 1884 г. По Авенариусу, жизнь на Земле произошла от спор растений или ми­кроорга­низмов, которые перенесены с других планет под действием светового давления или, возможно, метеори­тами. Уже в то время П. Беккерель, а позже и ряд других ученых до­казали невозмож­ность переноса в жизнеспособном со­стоянии (активном или поддаю­щемся ак­тивизации) зароды­шей жизни. На них губительно действуют космические лучи, особенно коротковолновое ультрафиоле­товое излучение, которым пронизана Вселенная.

Идея панспермии жива и сегодня, она предстает в постоянно изменяющихся формах. Со­гласно одному из новейших вариантов этой гипотезы (называемому еще «инфекционной теорией»), жизнь на Землю была занесена обитателями дру­гих планет, которые совершали межпла­нетные и межзвездные перелеты. Однако этому нет никаких доказательств.

Ни один серьезный ученый сегодня не считает, что жизнь на явление во Вселенной. Од­нако некоторые допускают, что это действи­тельно так и что земная жизнь—един­ст­венное счастливое (очевидно, для чело­века!) исключение. Но тот факт, что до сегодняш­него дня не установлен контакт с другими (внеземными) цивилизациями, еще не доказа­тельство, что жизнь имеет место только на Земле. Вместе с тем при­знание возможности существования жиз­ни на других планетах вовсе не означает, что «зародыши жизни» с таких вне­земных «плантаций» могут беспрепят­ственно переноситься с одного космиче­ского тела на другое. Несмотря на то что проведено и проводится множество целе­на­правленных исследований, до сих пор не установлено никаких фактов, которые показы­вали бы, что живые существа при­несены на Землю метеоритами или с космической пы­лью. Все опыты в этом направлении оказываются напрасными даже сейчас, когда чело­век сам или с по­мощью аппаратов прони­кает в ближай­ший космос. Опубликованные данные Б. Нада и других о микроорганизмах в метеоритах Оргюэй и Ивонна (Франция) оказались результатом ошибочного определения минеральных зерен в каче­стве некоего окаменелого микроорганиз­ма и вторичного загряз­нения поверхно­сти метеорита.

Очевидно, что идея «посева» жизни на Земле из космоса не решает проблемы. Эта идея имеет чисто психологическую привлекательность - мы идем из космо­са! Действи­тельно, космос имеет особен­но привлекательную силу для современного человека. Мо­жет быть, по­тому, что в бесконечности космоса сегодня человек предвидит будущие возможности нашей цивилизации, и в этом отношении его ин­терес вполне естествен. Вероятно, поэто­му идея космического «посева» волнует многих.

Одним из современных апостолов ги­потезы внеземного происхождения жиз­ни явля­ется известный английский ученый, лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Крик. Вместе с аме­риканским исследователем Лесли Оргелом Крик опубликовал статью, озаглавлен­ную «Управляемая панспермия». По мнению авторов, «некая примитивная форма жизни была сознательно занесена на Зем­лю другой цивилизацией». Если люди на Земле спо­собны зане­сти жизнь на другие планеты, почему бы не допустить, что са­ма жизнь на Земле есть про­дукт транс­порта другой развитой цивилизации, ко­торая существовала до нас за 4 млрд. лет. Интересно, не правда ли? После аме­риканских исследований Марса по про­грамме «Викинг» по обнаружению жизни на этой планете (абсолютно никаких сле­дов жизни не было обнару­жено) из­вестный американский писатель, автор научно-фанта­стических произведений, Рэй Бредбери остроумно писал: «Все-таки следует принять, что отныне на Марсе есть жизнь, та, которую человек донес до Марса, и теперь на Марсе есть наша жизнь!»

Но оставим в стороне этот фантасти­ческий исходный пункт статьи Крика и Оргела. Ка­ковы другие предположения и доводы в пользу этой новой вариации на старую тему «посева извне?»

Во-первых, на борту космического ко­рабля внеземной цивилизации «должны были быть» микроорганизмы многих ви­дов. Радиус нашей Галактики составляет около 105 световых лет, так что, по Кри­ку и Оргелу, космический корабль, дви­жущийся со скоро­стью 0,001 ско­рости света, мог занести жизнь на все планеты нашей Галактики. В этом случае научно до­казано только одно: под защитой кос­мического аппарата микроорга­низмы действительно могут сохраняться мил­лионы лет и при температурах, близких к абсолютному нулю. Ос­тальные предположения, как и поиски призраков, не рас­сматри­вает даже фантастика.

Вторым доводом Крика и Оргела в пользу «космического посева» является универ­саль­ный характер генетического кода—единого механизма передачи на­следственных свойств у всех живых орга­низмов. Если предположить, говорят эти ученые, что жизнь возникла на Земле самостоятельно и одновременно в раз­ных местах, то остается неяс­ным, как сформи­ровался единый для всех земных организмов генетический код. Единый механизм наследст­венности у земных ор­ганизмов легко объясним согласно Кри­ку и Ор­гелу, если принять, что жизнь на Землю занесена с других планет. Однако для происхож­дения генетического кода возможно и «земное» объяснение. На ранних этапах химиче­ской эволюции, когда формиру­ются сложные молекулы, в результате химического от­бора, оче­видно, создается и универ­сальный меха­низм передачи наследственных черт земными организмами.

Третий довод в пользу рассматривае­мой гипотезы: «Присутствие крайне ред­ких эле­мен­тов в земных организмах оз­начает, что они имеют внеземное проис­хождение». Крик и Ор­гел указывают, что молибден содержится в земной коре в не­значительном количе­стве, а его роль в обмене веществ (метаболизме) земных организмов значительна. Одно­временно от­мечается, что известны так назы­ваемые «молибденовые звезды» с высо­ким содержанием молибдена, которые и являются исходными «плантациями» ми­кроорганиз­мов, занесенных на Землю! Приведение факта о низком содержании молибдена в земной коре и его большой роли в метаболизме земных организмов было бы ловким приемом в устной ди­скуссии, чтобы смутить противника. Но написанное остается и может быть про­верено. Впрочем, в этом случае проверка не нужна. Подобного типа несоответ­ствие является правилом для це­лого ряда химических элементов, которые при­нимают участие в составе и метаболизме ор­ганизмов. Это правило объясняется с позиций эволюционной биохимии. В связи с этим можно привести еще более яр­кий пример о низком содержа­нии фосфо­ра в земной коре и его исключительной роли для земных организмов: фосфор - обязательная составная часть нук­леи­новых кислот, которые наряду с белками имеют важнейшее значение для жизни; кроме того, высшая нервная деятель­ность также очень тесно связана с фосфо­ром. Следовательно, для объяснения не­которых химических осо­бенностей зем­ной жизни не обязательно привле­кать другие звездные миры вроде «молибде­новых звезд».

Интересно отметить, что риториче­ский трюк Крика и Оргела с молибденом был бы­стро раскрыт японским ученым Ф. Егани. Через год после статьи Крика и Оргела Егани опубли­ковал свои иссле­дования содержания металлов в составе Земли. Суммарное со­держание мо­либде­на на Земле оказалось действительно низким, но его процентное со­держание в мор­ской воде в два раза выше, чем хро­ма. По этому поводу Егани .пишет: «От­носительное оби­лие этого элемента (мо­либдена) в морской воде подтверждает ши­роко принятую точку зре­ния о проис­хождении жизни на Земле в первичном океане».

Как в целом, так и в своих отдельных вариантах гипотеза панспермии - мираж. Неза­ви­симо от того объясняет ли она ис­торию распространения жизни, она не объясняет возник­новения самой жизни. По выражению Дж. Бернала, эта гипоте­за только «лукавая уловка ума», которая отвлекает его от решения проблемы. По мнению Бернала, «одинаково бессо­дер­жательны и утверждения, что жизнь бы­ла создана со специальной целью, и утверждение, что она пришла откуда-то из другого места, где была всегда». Так как если даже и допус­тить, что жизнь принесена с других космических тел, то подобное допущение ничем не по­могает в решении проблемы происхождения жизни. «Все-таки жизнь, - пишет Опа­рин, -ко­гда-то и где-то должна была воз­никнуть на эволюционном пути, а Земля, как показывают современные научные данные, была для этого вполне подходя­щим местом». Вот почему нет необходимости привлекать другие созвездия, удаленные от нас на миллионы световых лет, чтобы узнать тайну жизни. Эти тайны скрыты здесь - на Земле, где люди открывают гори­зонты науки, любят фан­тастику, но уже перестали верить в призраки.

* * *

Уже установлено достаточно фактов, которые показывают, что физико-хими­ческие усло­вия океана не противоречат идее земного происхождения жизни. Процентное со­держание отдельных ме­таллов одинаково у бактерий, губок, рас­тений, животных и в океанской воде.

Однако вернемся к началу XX в. Все большее число ученых склонно признать, что про­блема возникновения жизни не может быть решена наукой. Основания для такого мнения налицо: тысячелетнее господство религиозных мифов о сотво­рении мира и на­ивные пред­ставления о самозарождении заменяются умозри­тельными гипотезами и но­выми мифами о космическом посеве. В научной среде в начале века остро реагировали на всякую умозри­тельную попытку объяснить мир вокруг нас. Знаменитый английский фи­зик Резерфорд часто говорил: «Только бездельник говорит о Вселенной в моей лабо­ратории!» Но челове­чество (за ис­ключением, может быть, представителей традицион­ного британского эмпи­ризма) не только с помощью поэтов и филосо­фов, но и добросо­вестных ученых стре­милось познать Вселенную и жизнь как ее детище.

Есть нечто символичное в том, что ос­новы современной теории происхожде­ния жизни заложены в один прекрасный майский день. 3 мая 1924 г. на собрании Русского ботаниче­ского общества моло­дой советский ученый А. И. Опарин с дерзостью, прису­щей молодости, позво­лил себе с новой точки зрения рассмо­треть проблему возникнове­ния жизни. Его док­лад «О возникновении жизни» стал исходной точкой нового взгляда на вечную проблему «откуда мы пришли?». Пять лет спустя независимо от Опарина сходные идеи были развиты английским ученым Дж. Холдейном. Общим во взглядах Опарина и Холдейна является по­пытка объяснить возникновение жизни в результате хи­мической эволюции на первичной Земле. Оба они подчеркивают огромную роль первич­ного океана как огромной химической лаборатории, в ко­торой образовался «первичный бульон», а кроме того, и роль энзимов - органиче­ских молекул, которые многократно ускоряют нормальный ход химических про­цессов. В дополнение к этому Холдейн впер­вые высказывает идею, что пер­вичная атмо­сфера на Земле, «вероятно, содержала очень мало или вообще не со­держала кислорода».

Согласно Дж. Берналу, «труд Опа­рина содержит в себе основы новой про­граммы хи­ми­ческих и биологических ис­следований». Идеи Опарина вдохновили многих ученых на новые целенапра­вленные исследования, результаты ко­торых начинают открывать тайну жиз­ни - эту мучительную и сладкую загадку для человека.

Глава 2. Возникновение жизни.