Зарождение жизни с позиции химии

Возникновение жизни на Земле остается одной из величайших загадок. Где зародилась жизнь? В теплой луже на краю доисторического моря, как предполагал Чарльз Дарвин? Или в глубинах этого моря, около одного из бурлящих гидротермальных выбросов (их обнаружили в семидесятых годах прошлого века)? Даже если опустить вопрос "где?", остается неясным, что же было первым организмом. Клетка? Самовоспроизводящаяся молекула?

По одной из наиболее интригующих теорий, ответ нужно искать внутри нас. Биолог Гарольд Моровиц из Университета Джорджа Мейсона утверждает, что подробными данными о доисторических временах нас снабдит метаболизм - совокупность химических реакций, протекающих в клетках организма и обеспечивающих его полезными веществами и энергией.

Моровиц и его коллега из Института Санта-Фе Эрик Смит считают, что критическая группа этих реакций не изменялась четыре миллиарда лет, едва ли не со времен зарождения жизни. В них участвуют всего 11 малых углеродных молекул, в том числе широко распространенные лимонная и уксусная кислоты, которых на молодой Земле должно было быть в избытке.

Эти 11 молекул могли принимать участие и в других реакциях, которые привели к появлению таких биомолекул, как молекулы аминокислот, липидов, Сахаров, и, наконец, молекул, несущих генетическую информацию, таких как у рибонуклеиновой кислоты. Иначе говоря, все началось с метаболизма, и лишь затем был запущен процесс репликации, появились клетки и все то, что мы привыкли называть Жизнью.

Возможно, это не то, что хотели бы слышать противники теории эволюции, но, судя по всему, некоторое подобие естественного отбора на молекулярном уровне происходит, даже когда мы говорим о геохимии. Некоторые типы молекулярных цепочек лучше других адаптированы к ресурсам нашей планеты; шаг за шагом они приближаются к частицам, необходимым для Жизни, пока не синтезируется нечто, что можно назвать живым. Многие ученые считают, что жизнь возникла вовсе не в результате невероятного стечения обстоятельств. Это был вероятный исход взаимодействия земных минералов и молекул. "В основе жизни лежит что-то очень простое, - говорит Смит. - Само ее зарождение - вполне естественное и неизбежное явление".

В новой книге Роберта Хазена (он специалист в области наук о Земле) "Ге-не-зис" сказано, что многие теории происхождения жизни используют принцип "возникновения" - из простых вещей иногда может появиться что-то более сложное. Классическим примером "возникновения" может послужить наш мозг. Каждый нейрон по отдельности нельзя назвать мыслящим, но все вместе они приводят к появлению феномена, который мы называем сознанием. "Эволюция жизни прошла по пути многих таких неожиданных возникновений", - говорит Моровиц.

Несомненно, все это будет поводом для споров на протяжении долгого времени. Но если бы главные загадки нашего мира решались легко, в нем было бы не так интересно жить. Нам потребовалось четыре миллиарда лет только для того, чтобы начать искать на них ответы.

Джоул Ахенбах, штатный сотрудник газеты Washington Post.

Художник: Сэм Хандли