О происхождении жизни на Земле Ч.IV
(Фрагмент книги "Кафе Дилетант")
Подводя предварительные итоги сказанному, отмечу, что первая из четырёх моих опорных идей состояла в необходимости создания сценария происхождения жизни. Сценарий происхождения жизни принципиальным образом отличается от любой ограниченной в своих рамках гипотезы происхождения, как правило, представляющей из себя волюнтаристский набор чудес, подкреплённый философией и математикой, науськанными на эти самые чудеса. Набор чудес в ауре тотальной спонтанности является именно тем, чем порой нобелевский лауреат почти не отличаются от малолетнего мечтателя или человека, верующего во всемогущество Вседержителя, без больших усилий соорудившего галактику размером в сотни килопарсек.
В литературном сценарии принято обозначать тему, сюжет, проблематику и характеры основных героев. В сценарии происхождения жизни темой является сущность живого в той её минимальной ипостаси, начиная с которой можно по праву назвать протоклетку живой. Сюжетом сценария происхождения жизни является последовательность формирования облигатных для живых существ компонентов и процессов в их взаимосвязанности. Проблематика сценария заключается в поиске того минимального процесса, от которого будет в заметной степени зависеть вся дальнейшая эволюция неживой материи в живую, т.е. в определении стартового процесса, с которого прекращается процесс тотальной спонтанности и хаотической неизбирательности, который ничего кроме чуда в репродукции сознания нуждающихся в чуде выдать по определению неспособен.
Наконец, установление характеров основных героев представляет собой описание роли и взаимного влияния всех тех компонентов, которые участвуют в обмене веществ, т.е. в консекутивной цепочке, в которой историческая последовательность возникновения имеет строго векторный, необратимый характер. Иными словами, речь идёт не столько об известной роли этих компонентов в современных живых организмах, сколько о той последовательности, в которой они со всей необходимостью формировались по ходу реализации сценария происхождения жизни на Земле.
Все сказки, которые повествуют о первостепенной роли ДНК в процессе происхождения жизни, удивительно глупы по определению. Если изъять ДНК из всех клеток тела человека и выпрямить в линию, то можно составить цепочку длиной в 16 миллиардов километров, что равно удвоенному расстоянию от Земли до Плутона. При этом цепочка эта будет представлять собой строго смысловое сочетание нуклеотидов, практически полностью исключающее хаотичность. Эта цифра является иллюстрацией того, насколько сложной является роль ДНК в современных высших организмах. Но и в клетиках простых бактерий ДНК является чрезвычайно дорогим удовольствием для живого организма и поддерживается на функциональном уровне только благодаря своей суперэкстремальной важности. Так, например, кольцевая ДНК кишечной палочки имеет длину более 1 мм, т.е. в более чем в 200 раз длиннее самой клетки.
Важность функции ДНК заключается в хранении и передаче наследственной информации. Утверждение, что жизнь произошла от очень умной ДНК, является проявлением рафинированной формы слабоумия. Это всё равно, что историю возникновения и развития автомобилестроения начинать с описания современных конвейеров по сборке автомобилей. Чтобы хранить и передавать наследственную информацию, её нужно сначала иметь. Таким образом, в установлении характеров основных героев сценария происхождения жизни заключена некоторая возможность представить себе последовательность зарождения отдельных фундаментальных процессов поддержания клетки в живом состоянии. Очень важным преимуществом сценария возникновения жизни перед гипотезами происхождения жизни, основанными на волюнтаристских вбросах чудес в любых потребных количествах, является то обстоятельство, что здесь очень трудно опираться на гносеологический принцип, известный в народе как "в огороде - бузина, в Киеве - дядька".
Моя вторая опорная идея состояла в том, что существует множество общебиологических феноменов, возникновение которых из неживой материи на спонтанной основе абсолютно исключено. Это и антагонистическая роль элементов - химических близнецов - кальция и магния, это всебиологическая роль аденозинфосфатов в качестве переносчиков энергии и универсальность АТФ-синтаз, это - участие в обмене веществ исключительно левовращающих и лишь канонических аминокислот при наличии, как минимум, в дюжину раз большего количества простейших аминокислот, правовращающих сахаров, сходство структур хлорофиллов у различных организмов, одинаковые для всего живого мономерные компоненты нуклеиновых кислот, это такое важное свойство ненасыщенных липидов, как цис-конфигурация двойных связей... Эти и многие другие процессы и вещества ни при каких обстоятельствах не могли возникнуть на спонтанной основе. Они не могли возникнуть и в том случае, если жизнь не зародилась в виде единственной клетки, а зарождалась многократно. Для большинства этих биохимических феноменов совершенно неприменима идея о том, что они возникли уже на стадии эволюции живого, как это со всей определенностью свойственно излюбленным "бульонщиками" белкам и нуклеиновым кислотам.
Разработка гипотез возникновения этих уникальных для живых существ веществ и процессов самым непосредственным, самым жестким образом связана со сценарием возникновения жизни на Земле, она неотделима от истории процесса зарождения жизни. Даже сама по себе постановка подобных вопросов имеет чрезвычайно полезные последствия, поскольку нацело отвергает сам факт злоупотребления чудесами, на чём основаны все известные на сегодняшний день гипотезы происхождения жизни на Земле из разряда научно-религиозных. Если исходить из здравого смысла, то именно эти универсальные особенности всего живого на Земле и должны были бы в первую очередь вызвать интерес у тех, кто работал над проблемой происхождения жизни. Но этот интерес сам по себе гасит возможность религиозной веры, которая во всех без исключения случаях основана на отсутствии возможности верификации.
Но дело в том, что, связывая проблему происхождения жизни с решением этих вопросов, исследователи ставили бы себя перед необходимостью ответа на конкретные вопросы, где оперирование чудесами и математической маскировкой бессмысленностей сразу бы бросалось в глаза и выглядело бы просто комичным с точки зрения научной. А так - чтение истории жизни не с начала, а с конца, с нуклеиновых кислот, рибозимов, ферментов - вместо презрительного хохота вызывает уважительный интерес научной и околонаучной общественности за счёт своей дремучей сложности.
Если в незнакомом помещении вдруг погасить свет, то попавший в подобную ситуацию человек просто-напросто лишится возможности осматривать обстановку помещения и вынужден будет поверить всему, что ему об этом помещении станут рассказывать сопровождающие. Потушить свет путём немотивированных экскурсов в заумные области науки, путём использования надуманной математической эквилибристики и многих других приёмов - излюбленный способ потушить свет в сознании людей со средне развитым интеллектом. Подобным людям логику начинают заменять научные звания и авторитеты сказочников, которые им рассказывают о том, как зарождалась жизнь на Земле. Мне как-то приходилось дискутировать с такими одураченными: "А вы знакомы с тем, что писал N?! Ах, вы не знакомы!.. Тогда понятно, почему вы несёте эту ересь!"
Впрочем здесь важно отметить, что как-то некорректно и даже нечестно лишать образованных людей веры в то, что им вполне достаточно того, что они уже знают из гипотез, разработанных рядом знаменитых учёных. Имеет смысл повторить здесь в сжатой форме то, что они знают, чтобы избавить их от потребности и необходимости знакомиться с тем, что они ещё не знают. Современный человек средней степени интеллигентности знает примерно следующее: "Жизнь, прежде чем она достигла современного многообразия, сама по себе прошла путь эволюционных преобразований, состоящих из трёх этапов: химической, предбиологической и биологической эволюции. На этапе химической эволюции сам по себе происходил абиогенный синтез органических полимеров. На втором этапе сами по себе формировались белковонуклеиноволипоидные комплексы, которые можно называть по-разному по своему усмотрению: коацерваты, гиперциклы, пробионты, прогеноты и т. д. Эти комплексы сами по себе стали способными к упорядоченному обмену веществ и самовоспроизведению. В результате предбиологического естественного отбора сами по себе появились первые примитивные живые организмы, которые сами по себе вступили в биологический естественный отбор и сами по себе дали начало всему многообразию органической жизни на Земле." Всё это "само по себе" очень даже понятно без большого интеллектуального напряжения. У людей с уровнем развития ниже среднего это "само по себе" называется Богом. Насчёт нобелевских лауреатов и академиков судить не берусь. Но мне кажется, что сам по себе подобный сценарий никому не нужен, если думать, что он имеет отношение к научному знанию.
Вся наука о происхождении жизни на Земле, включая труды самых знаменитых и почтенных учёных, представляет собой не что иное, как раздел научно-популярного знания под девизом "Пойди туда - не зная куда, найди то - не зная что!" Синтез любых биополимеров является невероятно сложным процессом, возникшим на острие эволюционного совершенствования живых существ. Но с помощью приёмов научно-популярной журналистики можно легко "обойти" невероятность спонтанного осуществления подобных процессов и сделать их исключительно простыми в осуществлении. В качестве примера полезно привести цитату из статьи "Великая тайна жизни", опубликованной в научно-популярном журнале "Вокруг света" с описанием проблемы синтеза биополимеров:
"Клеточные белки, ДНК, РНК - все это полимеры, очень длинные молекулы, наподобие нитей. Строение полимеров довольно простое, они состоят из частей, повторяющихся в определенном порядке. К примеру, целлюлоза - самая распространенная молекула в мире, которая входит в состав растений. Одна молекула целлюлозы состоит из десятков тысяч атомов углерода, водорода и кислорода, но вместе с тем это не что иное, как многократное повторение более коротких молекул глюкозы, сцепленных между собой, как в ожерелье. Белки - это цепь аминокислот. ДНК и РНК - последовательность нуклеотидов. Причем суммарно это очень длинные последовательности. Так, расшифрованный геном человека состоит из 3 миллиардов пар нуклеотидов.
В клетке полимеры производятся постоянно с помощью сложных матричных химических реакций. Чтобы получить белок, у одной аминокислоты нужно отсоединить гидроксильную группу OH с одного конца и атом водорода с другого, и только после этого «приклеить» следующую аминокислоту. Нетрудно видеть, что в этом процессе образуется вода, причем снова и снова. Освобождение от воды, дегидратация, - очень древний процесс, ключевой для зарождения жизни. Как он происходил, когда еще не было клетки с ее фабрикой по производству белков? Возникает проблема и с теплым мелким прудом - колыбелью живых систем. Ведь при полимеризации вода должна удаляться, но это невозможно, если ее полно вокруг."
Это - не что иное, как пример спасительной подмены понятий под девизм "Не догоню, так согреюсь!" Никак никем необъяснимая придумка о спонтанном абиогенном синтезе биополимеров, не имеющем ни малейшей вероятности осуществления, здесь сведена к проблеме удаления воды, которой "полно вокруг". Но, с другой стороны, подобный вульгарный приём заключает в себе и большой позитивный смысл. Необходимо в огромных объемах мечтаний на тему происхождения жизни на Земле специалистов из различных областей знаний целенаправленно выискивать простые улики, на которые можно опереться в процессе расследования. Очень яркой демонстрацией полной несостоятельности науки о происхождении жизни на Земле является тот неоспоримый факт, что на эти лежащие на поверхности улики, которые я выше перечислял, никто не желает опираться в расследовании проблемы, поскольку это со всей неизбежностью само по себе "приземляет" расследование, сводит его с конкретной наукой и уводит его из сферы безответственных "бульонных" мечтаний.
Моя третья опорная идея состояла в том, что самый простой анализ энергетических процессов, осуществляемых в живых организмах, может дать неоценимую информацию о том, как возникала жизнь на Земле. Очень странно, что такие простые по своей сути размышления, основанные на использовании тривиальных знаний, прошли мимо внимания различных представителей школ "бульонных мечтателей". Дело в том, что все химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая в основном идёт на образование новых химических связей. При образовании новых химических связей возникает потребность в энергии. Существуют экзотермические реакции, которые идут с выделением тепла (энергии), и эндотермические реакции в ходе которых тепло (энергия) поглощается из реакционной среды. Поскольку абиогенный синтез живого был связан с химическими превращениями исходных простейших веществ, образовавшихся на предбиологической Земле, то экстраполяции из современного обмена веществ живых организмов в то далёкое прошлое могут заключать в себе весьма ценную информацию.
Но такая ценная информация неизбежно пройдёт мимо любителей псевдонауки, не задевая их. Было бы большой ошибкой думать, что любители псевдонауки встречаются только лишь среди журналистов и иных популяризаторов. Привержены псевдонауке все те, кто обладает достаточной элоквенцией для того, чтобы не замечать препятствия в виде тривиальных научных знаний на пути к желанию почувствовать себя открывателем. Чтобы не вводить много ссылок, приведу цитату из выше цитированной статьи из журнала "Вокруг света":
"Когда во второй половине XX века открыли новые свойства РНК, то оказалось, что эта молекула больше подходит на главную роль в пьесе о происхождении жизни... Натуральный мир РНК мог возникнуть 4 миллиарда лет назад в теплых лужах и мелких озерцах, где шло спонтанное размножение молекул. Постепенно молекулы стали собираться в сообщества и соревноваться между собой за место под солнцем, выживали наиболее приспособленные. Правда, передача информации в таких колониях происходит неточно, и вновь приобретенные признаки отдельной «особи» могут теряться, но этот недостаток покрывается большим количеством комбинаций. Отбор РНК шел очень быстро, и за полмиллиарда лет могла возникнуть клетка. Дав толчок возникновению жизни, мир РНК не исчез, он продолжает существовать внутри всех организмов на Земле." Людей, которые верят в этот эклектический набор научных понятий и терминов, немало. Ни одному из них не приходит в голову, что, если исходить из механизмов, функционирующих в современных организмах, то для присоединения каждого нового звена к полимерной цепи необходимо подача энергетического элемента в виде АТФ.
При жарке шашлыка энергия жаровни поддерживает многие химические реакции, происходящие в объекте жарения. В отличие от жарки шашлыка процессы, происходящие в живых организмах получают не массовую, а строго индивидуальную энергетическую подпитку, закономерностями которой уже более трёх столетий занимается наука под названием "химическая термодинамика". В этой энергетической подпитке во всех химических процессах, происходящих в живых существах, участвуют аденозинфосфаты. Все метаболитические процессы можно разделить на катаболитические и анаболитические. Исключительно строгое взаимодействие между анаболизмом и катаболизмом является непреложной особенностью всех живых существ. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Анаболизмом называют эндотермические реакции синтеза сложных веществ из простых (или элементарных), а катаболизмом - экзотермические реакции распада сложных веществ до простых. Метаболизм или обмен веществ представляет собой космически сложное многообразие строго выверенных Природой процессов катаболизма и анаболизма. Смерть живых существ с точки зрения целостной структуры химических процессов характеризуется немедленным началом превалирования катаболизма над анаболизмом.
Потерявший жизнеспособность организм представляет собой сложную экосистему, эволюционирующую в процессе разложения. Разложение начинается через несколько минут после смерти - запускается процесс под названием автолиз. Вскоре после того, как перестает биться сердце человека и животных, у клеток тканей наступает кислородное голодание, и по мере накопления токсических побочных продуктов химических реакций в них начинает повышаться кислотность. Специфические ферменты автолиза (самопереваривания), так называемые катепсины, начинают поглощать клеточные мембраны и вытекают наружу, когда клетки разрушаются. В результате катаболитических процессов белковые вещества разлагаются на более простые соединения. Катепсины содержатся в лизосомах клеток многих органов. Наибольшие их количества содержатся в клетках поджелудочной железы, печени, почек, селезенки. В меньших количествах они содержатся в других органах и тканях.
При жизни организма катепсины и некоторые другие гидролитические ферменты обладают незначительной активностью. Вызываемый катепсинами распад (катаболизм) белков в живом организме быстро восполняется путем их синтеза (анаболизма). После смерти активность катепсинов значительно возрастает при прекращении анаболизма. При жизни ткани организма имеют рН = 6,8...7,2, а после смерти рН тканей сдвигается в более кислую область, благоприятную для проявления активности катепсинов. Аналогичные процессы проявляются на всех уровнях живого. Видимо, не нужно обладать особыми талантами учёного, чтобы сделать простой вывод: анаболизм - это жизнь, а катаболизм - это смерть. Но в живых организмах катаболизм несёт двойную функцию, одна из которых соответствует процессам жизнетворения. С помощью катаболизма удаляются ненужные организму вещества, но с помощью катаболизма рециркулируются и нужные организму для анаболизма вещества. В состоянии смерти вторая - жизнетворная - функция катаболизма элиминируется. Из этих рассуждений вытекают два важных вывода. Первый из них заключается в том, что зарождение жизни связано с зарождением анаболизма, т.е. с зарождением источника энергии, осуществляющим подачу этой энергии на молекулярном уровне. Второй вывод состоит в том, что абсолютно невероятные "бульонные" синтезы макромолекул, которым в тяжелом бреду предписывали роль зародителей жизни, на самом деле могут являться лишь продуктами уже зародившейся жизни.
Все живые существа по типу метаболизма делятся на 8 групп. Это: фотоорганогетеротрофы, фотоорганоавтотрофы, фотолитогетеротрофы, фотолитоавтотрофы, хемоорганогетеротрофы, хемоорганоавтотрофы, хемолитогетеротрофы, хемолитоавтотрофы. Например, к категории хемоорганогетеротрофов относятся все животные, все грибы и большинство микроорганизмов-редуцентов. К фотолитоавтотрофам относятся все высшие растения, водоросли, цианобактерии, пурпурные серные бактерии, зелёные бактерии. Наименование типов метаболизма (приставки к характеристикам метаболизма) зависит от источника энергии, от донора электронов и от источника углерода. Источник энергии: солнечный свет (фото-) или энергия химических связей (хемо-). Донор электронов: органические вещества (-органо-) или неорганические вещества (-лито-). Источник углерода: органические вещества (-гетеротроф) или углекислый газ ( -автотроф).
Теперь обратим внимание на важнейший момент, непосредственно выводящий нас на понимание того, о чём нужно было бы думать в самую первую очередь тем, кто взялся за сложнейшую задачу представить себе, каким образом зарождалась жизнь на Земле. Для того, чтобы использовать энергию солнечного света, протоклетка должна была бы обладать неким подобием фотосинтетического аппарата. Несмотря на обилие сложнейшей аналитической аппаратуры и огромного числа учёных, штудирующих проблему фотосинтеза, этот процесс до сих пор, мягко говоря, до конца неясен (я ниже вернусь к этой теме). Представить себе, что Вседержитель подарил первоклетке работающий фотосинтетический аппарат можно, но при этом нужно расстаться со званием "учёный". В здравом уме фиксирование энергии солнечного света первоклеткой представить себе невозможно, хотя любители притягивать за уши всё, что можно притянуть, могут сослаться на фоточувствительные полимерные молекулы, появление которых можно вообразить лишь в качестве продуктов новейшей стадии эволюции.
Для того, чтобы представить себе возможность получения первоклеткой энергии за счёт химических связей, нужно предположить наличие в такой клетке весьма непростой совокупности химических процессов катаболизма. Представить себе, что протоклетка откуда-то приобрела этот комплекс химических процессов, довольно сложно, а скорее всего невозможно. Остаётся третий вариант получения энергии для эволюции метаболитических процессов на уровне протоклетки, который не связан был ни с одним из двух способов получения энергии современными живыми организмами. В разработанной мною теории происхождения жизни этот третий вариант и сыграл роль Творца, о чём я буду говорить дальше по тексту. (Продолжение следует)
Часть III
Часть V
Подводя предварительные итоги сказанному, отмечу, что первая из четырёх моих опорных идей состояла в необходимости создания сценария происхождения жизни. Сценарий происхождения жизни принципиальным образом отличается от любой ограниченной в своих рамках гипотезы происхождения, как правило, представляющей из себя волюнтаристский набор чудес, подкреплённый философией и математикой, науськанными на эти самые чудеса. Набор чудес в ауре тотальной спонтанности является именно тем, чем порой нобелевский лауреат почти не отличаются от малолетнего мечтателя или человека, верующего во всемогущество Вседержителя, без больших усилий соорудившего галактику размером в сотни килопарсек.
В литературном сценарии принято обозначать тему, сюжет, проблематику и характеры основных героев. В сценарии происхождения жизни темой является сущность живого в той её минимальной ипостаси, начиная с которой можно по праву назвать протоклетку живой. Сюжетом сценария происхождения жизни является последовательность формирования облигатных для живых существ компонентов и процессов в их взаимосвязанности. Проблематика сценария заключается в поиске того минимального процесса, от которого будет в заметной степени зависеть вся дальнейшая эволюция неживой материи в живую, т.е. в определении стартового процесса, с которого прекращается процесс тотальной спонтанности и хаотической неизбирательности, который ничего кроме чуда в репродукции сознания нуждающихся в чуде выдать по определению неспособен.
Наконец, установление характеров основных героев представляет собой описание роли и взаимного влияния всех тех компонентов, которые участвуют в обмене веществ, т.е. в консекутивной цепочке, в которой историческая последовательность возникновения имеет строго векторный, необратимый характер. Иными словами, речь идёт не столько об известной роли этих компонентов в современных живых организмах, сколько о той последовательности, в которой они со всей необходимостью формировались по ходу реализации сценария происхождения жизни на Земле.
Все сказки, которые повествуют о первостепенной роли ДНК в процессе происхождения жизни, удивительно глупы по определению. Если изъять ДНК из всех клеток тела человека и выпрямить в линию, то можно составить цепочку длиной в 16 миллиардов километров, что равно удвоенному расстоянию от Земли до Плутона. При этом цепочка эта будет представлять собой строго смысловое сочетание нуклеотидов, практически полностью исключающее хаотичность. Эта цифра является иллюстрацией того, насколько сложной является роль ДНК в современных высших организмах. Но и в клетиках простых бактерий ДНК является чрезвычайно дорогим удовольствием для живого организма и поддерживается на функциональном уровне только благодаря своей суперэкстремальной важности. Так, например, кольцевая ДНК кишечной палочки имеет длину более 1 мм, т.е. в более чем в 200 раз длиннее самой клетки.
Важность функции ДНК заключается в хранении и передаче наследственной информации. Утверждение, что жизнь произошла от очень умной ДНК, является проявлением рафинированной формы слабоумия. Это всё равно, что историю возникновения и развития автомобилестроения начинать с описания современных конвейеров по сборке автомобилей. Чтобы хранить и передавать наследственную информацию, её нужно сначала иметь. Таким образом, в установлении характеров основных героев сценария происхождения жизни заключена некоторая возможность представить себе последовательность зарождения отдельных фундаментальных процессов поддержания клетки в живом состоянии. Очень важным преимуществом сценария возникновения жизни перед гипотезами происхождения жизни, основанными на волюнтаристских вбросах чудес в любых потребных количествах, является то обстоятельство, что здесь очень трудно опираться на гносеологический принцип, известный в народе как "в огороде - бузина, в Киеве - дядька".
Моя вторая опорная идея состояла в том, что существует множество общебиологических феноменов, возникновение которых из неживой материи на спонтанной основе абсолютно исключено. Это и антагонистическая роль элементов - химических близнецов - кальция и магния, это всебиологическая роль аденозинфосфатов в качестве переносчиков энергии и универсальность АТФ-синтаз, это - участие в обмене веществ исключительно левовращающих и лишь канонических аминокислот при наличии, как минимум, в дюжину раз большего количества простейших аминокислот, правовращающих сахаров, сходство структур хлорофиллов у различных организмов, одинаковые для всего живого мономерные компоненты нуклеиновых кислот, это такое важное свойство ненасыщенных липидов, как цис-конфигурация двойных связей... Эти и многие другие процессы и вещества ни при каких обстоятельствах не могли возникнуть на спонтанной основе. Они не могли возникнуть и в том случае, если жизнь не зародилась в виде единственной клетки, а зарождалась многократно. Для большинства этих биохимических феноменов совершенно неприменима идея о том, что они возникли уже на стадии эволюции живого, как это со всей определенностью свойственно излюбленным "бульонщиками" белкам и нуклеиновым кислотам.
Разработка гипотез возникновения этих уникальных для живых существ веществ и процессов самым непосредственным, самым жестким образом связана со сценарием возникновения жизни на Земле, она неотделима от истории процесса зарождения жизни. Даже сама по себе постановка подобных вопросов имеет чрезвычайно полезные последствия, поскольку нацело отвергает сам факт злоупотребления чудесами, на чём основаны все известные на сегодняшний день гипотезы происхождения жизни на Земле из разряда научно-религиозных. Если исходить из здравого смысла, то именно эти универсальные особенности всего живого на Земле и должны были бы в первую очередь вызвать интерес у тех, кто работал над проблемой происхождения жизни. Но этот интерес сам по себе гасит возможность религиозной веры, которая во всех без исключения случаях основана на отсутствии возможности верификации.
Но дело в том, что, связывая проблему происхождения жизни с решением этих вопросов, исследователи ставили бы себя перед необходимостью ответа на конкретные вопросы, где оперирование чудесами и математической маскировкой бессмысленностей сразу бы бросалось в глаза и выглядело бы просто комичным с точки зрения научной. А так - чтение истории жизни не с начала, а с конца, с нуклеиновых кислот, рибозимов, ферментов - вместо презрительного хохота вызывает уважительный интерес научной и околонаучной общественности за счёт своей дремучей сложности.
Если в незнакомом помещении вдруг погасить свет, то попавший в подобную ситуацию человек просто-напросто лишится возможности осматривать обстановку помещения и вынужден будет поверить всему, что ему об этом помещении станут рассказывать сопровождающие. Потушить свет путём немотивированных экскурсов в заумные области науки, путём использования надуманной математической эквилибристики и многих других приёмов - излюбленный способ потушить свет в сознании людей со средне развитым интеллектом. Подобным людям логику начинают заменять научные звания и авторитеты сказочников, которые им рассказывают о том, как зарождалась жизнь на Земле. Мне как-то приходилось дискутировать с такими одураченными: "А вы знакомы с тем, что писал N?! Ах, вы не знакомы!.. Тогда понятно, почему вы несёте эту ересь!"
Впрочем здесь важно отметить, что как-то некорректно и даже нечестно лишать образованных людей веры в то, что им вполне достаточно того, что они уже знают из гипотез, разработанных рядом знаменитых учёных. Имеет смысл повторить здесь в сжатой форме то, что они знают, чтобы избавить их от потребности и необходимости знакомиться с тем, что они ещё не знают. Современный человек средней степени интеллигентности знает примерно следующее: "Жизнь, прежде чем она достигла современного многообразия, сама по себе прошла путь эволюционных преобразований, состоящих из трёх этапов: химической, предбиологической и биологической эволюции. На этапе химической эволюции сам по себе происходил абиогенный синтез органических полимеров. На втором этапе сами по себе формировались белковонуклеиноволипоидные комплексы, которые можно называть по-разному по своему усмотрению: коацерваты, гиперциклы, пробионты, прогеноты и т. д. Эти комплексы сами по себе стали способными к упорядоченному обмену веществ и самовоспроизведению. В результате предбиологического естественного отбора сами по себе появились первые примитивные живые организмы, которые сами по себе вступили в биологический естественный отбор и сами по себе дали начало всему многообразию органической жизни на Земле." Всё это "само по себе" очень даже понятно без большого интеллектуального напряжения. У людей с уровнем развития ниже среднего это "само по себе" называется Богом. Насчёт нобелевских лауреатов и академиков судить не берусь. Но мне кажется, что сам по себе подобный сценарий никому не нужен, если думать, что он имеет отношение к научному знанию.
Вся наука о происхождении жизни на Земле, включая труды самых знаменитых и почтенных учёных, представляет собой не что иное, как раздел научно-популярного знания под девизом "Пойди туда - не зная куда, найди то - не зная что!" Синтез любых биополимеров является невероятно сложным процессом, возникшим на острие эволюционного совершенствования живых существ. Но с помощью приёмов научно-популярной журналистики можно легко "обойти" невероятность спонтанного осуществления подобных процессов и сделать их исключительно простыми в осуществлении. В качестве примера полезно привести цитату из статьи "Великая тайна жизни", опубликованной в научно-популярном журнале "Вокруг света" с описанием проблемы синтеза биополимеров:
"Клеточные белки, ДНК, РНК - все это полимеры, очень длинные молекулы, наподобие нитей. Строение полимеров довольно простое, они состоят из частей, повторяющихся в определенном порядке. К примеру, целлюлоза - самая распространенная молекула в мире, которая входит в состав растений. Одна молекула целлюлозы состоит из десятков тысяч атомов углерода, водорода и кислорода, но вместе с тем это не что иное, как многократное повторение более коротких молекул глюкозы, сцепленных между собой, как в ожерелье. Белки - это цепь аминокислот. ДНК и РНК - последовательность нуклеотидов. Причем суммарно это очень длинные последовательности. Так, расшифрованный геном человека состоит из 3 миллиардов пар нуклеотидов.
В клетке полимеры производятся постоянно с помощью сложных матричных химических реакций. Чтобы получить белок, у одной аминокислоты нужно отсоединить гидроксильную группу OH с одного конца и атом водорода с другого, и только после этого «приклеить» следующую аминокислоту. Нетрудно видеть, что в этом процессе образуется вода, причем снова и снова. Освобождение от воды, дегидратация, - очень древний процесс, ключевой для зарождения жизни. Как он происходил, когда еще не было клетки с ее фабрикой по производству белков? Возникает проблема и с теплым мелким прудом - колыбелью живых систем. Ведь при полимеризации вода должна удаляться, но это невозможно, если ее полно вокруг."
Это - не что иное, как пример спасительной подмены понятий под девизм "Не догоню, так согреюсь!" Никак никем необъяснимая придумка о спонтанном абиогенном синтезе биополимеров, не имеющем ни малейшей вероятности осуществления, здесь сведена к проблеме удаления воды, которой "полно вокруг". Но, с другой стороны, подобный вульгарный приём заключает в себе и большой позитивный смысл. Необходимо в огромных объемах мечтаний на тему происхождения жизни на Земле специалистов из различных областей знаний целенаправленно выискивать простые улики, на которые можно опереться в процессе расследования. Очень яркой демонстрацией полной несостоятельности науки о происхождении жизни на Земле является тот неоспоримый факт, что на эти лежащие на поверхности улики, которые я выше перечислял, никто не желает опираться в расследовании проблемы, поскольку это со всей неизбежностью само по себе "приземляет" расследование, сводит его с конкретной наукой и уводит его из сферы безответственных "бульонных" мечтаний.
Моя третья опорная идея состояла в том, что самый простой анализ энергетических процессов, осуществляемых в живых организмах, может дать неоценимую информацию о том, как возникала жизнь на Земле. Очень странно, что такие простые по своей сути размышления, основанные на использовании тривиальных знаний, прошли мимо внимания различных представителей школ "бульонных мечтателей". Дело в том, что все химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая в основном идёт на образование новых химических связей. При образовании новых химических связей возникает потребность в энергии. Существуют экзотермические реакции, которые идут с выделением тепла (энергии), и эндотермические реакции в ходе которых тепло (энергия) поглощается из реакционной среды. Поскольку абиогенный синтез живого был связан с химическими превращениями исходных простейших веществ, образовавшихся на предбиологической Земле, то экстраполяции из современного обмена веществ живых организмов в то далёкое прошлое могут заключать в себе весьма ценную информацию.
Но такая ценная информация неизбежно пройдёт мимо любителей псевдонауки, не задевая их. Было бы большой ошибкой думать, что любители псевдонауки встречаются только лишь среди журналистов и иных популяризаторов. Привержены псевдонауке все те, кто обладает достаточной элоквенцией для того, чтобы не замечать препятствия в виде тривиальных научных знаний на пути к желанию почувствовать себя открывателем. Чтобы не вводить много ссылок, приведу цитату из выше цитированной статьи из журнала "Вокруг света":
"Когда во второй половине XX века открыли новые свойства РНК, то оказалось, что эта молекула больше подходит на главную роль в пьесе о происхождении жизни... Натуральный мир РНК мог возникнуть 4 миллиарда лет назад в теплых лужах и мелких озерцах, где шло спонтанное размножение молекул. Постепенно молекулы стали собираться в сообщества и соревноваться между собой за место под солнцем, выживали наиболее приспособленные. Правда, передача информации в таких колониях происходит неточно, и вновь приобретенные признаки отдельной «особи» могут теряться, но этот недостаток покрывается большим количеством комбинаций. Отбор РНК шел очень быстро, и за полмиллиарда лет могла возникнуть клетка. Дав толчок возникновению жизни, мир РНК не исчез, он продолжает существовать внутри всех организмов на Земле." Людей, которые верят в этот эклектический набор научных понятий и терминов, немало. Ни одному из них не приходит в голову, что, если исходить из механизмов, функционирующих в современных организмах, то для присоединения каждого нового звена к полимерной цепи необходимо подача энергетического элемента в виде АТФ.
При жарке шашлыка энергия жаровни поддерживает многие химические реакции, происходящие в объекте жарения. В отличие от жарки шашлыка процессы, происходящие в живых организмах получают не массовую, а строго индивидуальную энергетическую подпитку, закономерностями которой уже более трёх столетий занимается наука под названием "химическая термодинамика". В этой энергетической подпитке во всех химических процессах, происходящих в живых существах, участвуют аденозинфосфаты. Все метаболитические процессы можно разделить на катаболитические и анаболитические. Исключительно строгое взаимодействие между анаболизмом и катаболизмом является непреложной особенностью всех живых существ. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Анаболизмом называют эндотермические реакции синтеза сложных веществ из простых (или элементарных), а катаболизмом - экзотермические реакции распада сложных веществ до простых. Метаболизм или обмен веществ представляет собой космически сложное многообразие строго выверенных Природой процессов катаболизма и анаболизма. Смерть живых существ с точки зрения целостной структуры химических процессов характеризуется немедленным началом превалирования катаболизма над анаболизмом.
Потерявший жизнеспособность организм представляет собой сложную экосистему, эволюционирующую в процессе разложения. Разложение начинается через несколько минут после смерти - запускается процесс под названием автолиз. Вскоре после того, как перестает биться сердце человека и животных, у клеток тканей наступает кислородное голодание, и по мере накопления токсических побочных продуктов химических реакций в них начинает повышаться кислотность. Специфические ферменты автолиза (самопереваривания), так называемые катепсины, начинают поглощать клеточные мембраны и вытекают наружу, когда клетки разрушаются. В результате катаболитических процессов белковые вещества разлагаются на более простые соединения. Катепсины содержатся в лизосомах клеток многих органов. Наибольшие их количества содержатся в клетках поджелудочной железы, печени, почек, селезенки. В меньших количествах они содержатся в других органах и тканях.
При жизни организма катепсины и некоторые другие гидролитические ферменты обладают незначительной активностью. Вызываемый катепсинами распад (катаболизм) белков в живом организме быстро восполняется путем их синтеза (анаболизма). После смерти активность катепсинов значительно возрастает при прекращении анаболизма. При жизни ткани организма имеют рН = 6,8...7,2, а после смерти рН тканей сдвигается в более кислую область, благоприятную для проявления активности катепсинов. Аналогичные процессы проявляются на всех уровнях живого. Видимо, не нужно обладать особыми талантами учёного, чтобы сделать простой вывод: анаболизм - это жизнь, а катаболизм - это смерть. Но в живых организмах катаболизм несёт двойную функцию, одна из которых соответствует процессам жизнетворения. С помощью катаболизма удаляются ненужные организму вещества, но с помощью катаболизма рециркулируются и нужные организму для анаболизма вещества. В состоянии смерти вторая - жизнетворная - функция катаболизма элиминируется. Из этих рассуждений вытекают два важных вывода. Первый из них заключается в том, что зарождение жизни связано с зарождением анаболизма, т.е. с зарождением источника энергии, осуществляющим подачу этой энергии на молекулярном уровне. Второй вывод состоит в том, что абсолютно невероятные "бульонные" синтезы макромолекул, которым в тяжелом бреду предписывали роль зародителей жизни, на самом деле могут являться лишь продуктами уже зародившейся жизни.
Все живые существа по типу метаболизма делятся на 8 групп. Это: фотоорганогетеротрофы, фотоорганоавтотрофы, фотолитогетеротрофы, фотолитоавтотрофы, хемоорганогетеротрофы, хемоорганоавтотрофы, хемолитогетеротрофы, хемолитоавтотрофы. Например, к категории хемоорганогетеротрофов относятся все животные, все грибы и большинство микроорганизмов-редуцентов. К фотолитоавтотрофам относятся все высшие растения, водоросли, цианобактерии, пурпурные серные бактерии, зелёные бактерии. Наименование типов метаболизма (приставки к характеристикам метаболизма) зависит от источника энергии, от донора электронов и от источника углерода. Источник энергии: солнечный свет (фото-) или энергия химических связей (хемо-). Донор электронов: органические вещества (-органо-) или неорганические вещества (-лито-). Источник углерода: органические вещества (-гетеротроф) или углекислый газ ( -автотроф).
Теперь обратим внимание на важнейший момент, непосредственно выводящий нас на понимание того, о чём нужно было бы думать в самую первую очередь тем, кто взялся за сложнейшую задачу представить себе, каким образом зарождалась жизнь на Земле. Для того, чтобы использовать энергию солнечного света, протоклетка должна была бы обладать неким подобием фотосинтетического аппарата. Несмотря на обилие сложнейшей аналитической аппаратуры и огромного числа учёных, штудирующих проблему фотосинтеза, этот процесс до сих пор, мягко говоря, до конца неясен (я ниже вернусь к этой теме). Представить себе, что Вседержитель подарил первоклетке работающий фотосинтетический аппарат можно, но при этом нужно расстаться со званием "учёный". В здравом уме фиксирование энергии солнечного света первоклеткой представить себе невозможно, хотя любители притягивать за уши всё, что можно притянуть, могут сослаться на фоточувствительные полимерные молекулы, появление которых можно вообразить лишь в качестве продуктов новейшей стадии эволюции.
Для того, чтобы представить себе возможность получения первоклеткой энергии за счёт химических связей, нужно предположить наличие в такой клетке весьма непростой совокупности химических процессов катаболизма. Представить себе, что протоклетка откуда-то приобрела этот комплекс химических процессов, довольно сложно, а скорее всего невозможно. Остаётся третий вариант получения энергии для эволюции метаболитических процессов на уровне протоклетки, который не связан был ни с одним из двух способов получения энергии современными живыми организмами. В разработанной мною теории происхождения жизни этот третий вариант и сыграл роль Творца, о чём я буду говорить дальше по тексту. (Продолжение следует)
Часть III
Часть V