Что такое жизнь и как она возникла? I-3. Жизнь зарождалась не спеша и в гордом одиночестве
I-3. Жизнь зарождалась не спеша и в гордом одиночестве
Что такое жизнь и как она возникла?
Прогресс в области физико-химических методов анализа, молекулярной биологии и компьютерной техники сделал доступным построение филогенетических деревьев с целью иллюстрации закономерностей эволюции, поскольку такие деревья дают возможность наглядно продемонстрировать взаимосвязи между различными систематическими группами живых организмов. Филогенетические деревья или, как их ещё называют, деревья жизни, могут строиться с использованием самых разнообразных параметров организмов. Чаще всего в настоящее время такие деревья реконструируются по последовательностям белков или нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).
Хотя по ряду причин, на которых я не буду останавливаться, филогенетические деревья, как правило, не дают полного соответствия между собой в отдельных деталях и не позволяют достичь абсолютно правильного описания эволюционной истории, однако для них характерно весьма неплохое соответствие. Наличие ряда разработанных к настоящему времени компьютерных программ (PAUP, UGENE, PHYLIP, FigTree, TreeView и др.) содействовало появлению работ, которые убедительно продемонстрировали то, что все четыре надцарства (или домена) живого: археи, эубактерии, эукариоты и вирусы имеют один общий корень, т.е. сходятся в одном и том же пункте эволюционной истории. Из этого обстоятельства вытекают только два следствия: всё многообразие жизни на Земле зародилось от общих предков или с помощью Бога (I), или на основе спонтанного абиогенеза (II). Неспонтанного абиогенеза как такового не бывает, поскольку подобный вариант автоматически превращается в вариант (I): неспонтанным абиогенезом по определению должен кто-то руководить.
Вариант (I) принято называть креационизмом, представляющим собой теологическую и мировоззренческую концепцию, согласно которой основные формы органического мира, мира живого, планеты Земля, а также (для особо зацикленных на креационизме) Вселенной в целом, рассматриваются как непосредственно созданные Творцом или Богом. Этот вариант может иметь два подварианта. Один из них, которого придерживаются верующие без оглядки (Ia), т.е. такие верующие, которые считают неприличным, опасным и неэтичным в вопросах религии использовать логику даже в следовых количествах. Для верующих без оглядки всем в природе, начиная от периода до возникновения этой самой природы, руководил, руководит и будет всегда руководить Бог. Как это ни странно выглядит, но число таких верующих, несмотря на бурный цивилизационный прогресс и разгул информации в современном мире, не только не уменьшается, но даже медленно растёт. Но это отдельный разговор, не имеющий прямого отношение к обсуждаемой здесь проблеме.
Для верующих же с оглядкой (Ib) эволюционные представления не являются чем-то запретным и, скорее наоборот, - в ещё большей степени укрепляют уверенность в божественной всемогущественности и прозорливости. Верующие с оглядкой считают, что лишь первые живые организмы на Земле были результатом божественных воли, разума и могущества. А дальше созданные Богом протобионты эволюционировали хоть по Дарвину, который, как известно, относился к Богу со всем своим почтением, хоть по другим известным и не известным научным сценариям. Таким образом, верующие с оглядкой, включающие, как мне кажется, даже Папу Римского, относятся к современной биологии доброжелательно, ну может в крайнем случае с неосознанной, глубоко запрятанной пассивной агрессией. На самом же деле всё намного сложнее.
Наличествуют и варианты, отличные от вариантов (Ia) и (Ib), которые я обозначу (I->) и (I<-). К ним относятся люди, которые регулярно не придерживаются религиозных церемоний, как правило, не посещают молельные дома или даже активно отрицают свою веру в Бога, называя себя атеистами, но это не мешает им веровать во всемогущество Бога - открыто или подсознательно - не меньше, а порой и больше верующих с оглядкой и верующих без оглядки. Здесь речь, с одной стороны, пойдёт о креационистских концепциях, претендующих на научность (I->), например, о таком направлении креационизма, как "научный креационизм", и появившейся в середине 1990-х годов нео-креационистской концепции "Разумного замысла" (англ. Intelligent design).
"Разумный замысел" - одно из направлений креационизма, в рамках которого утверждается, что Вселенная и жизнь были созданы неким «разумным творцом». В поддержку этого утверждения, сторонниками «разумного замысла» приводится ряд аргументов, самыми заметными из которых являются «неупрощаемая сложность» и «определенная сложность» природных систем, составленных из нескольких хорошо подходящих друг к другу частей так, что удаление одной из этих частей делает невозможным выполнение основной функции системы. Это обстоятельство по мнению сторонников "разумного замысла" указывает на то, что такие системы, в их числе, например, называется бактериальный жгутик, были сконструированы разумным дизайнером, поскольку все многочисленные части таких систем должны были появиться одновременно.
Иными словами, для креационистов не столь даже важен исходный пункт творения живого, сколько вера в руководящую роль Божества и на стадии эволюционных преобразований созданных им же существ. С точки зрения этих "учёных" филогенетическое древо выращивается, постоянно подстригается и подравнивается Творцом-Богом, что автоматически устраняет какую-либо возможность серьёзного обсуждения проблемы происхождения жизни с позиций "Разумного замысла". Ведь вера нацело исключает возможность логического обсуждения вопросов, связанных с объектом верования. Вопреки мнению научных креационистов наличие Бога нельзя ни доказать, ни опровергнуть.
К другому варианту верующих - (I<-) относятся формально неверующие представители научного сообщества, занимающиеся проблемой абигенеза жизни. Они в своих исследованиях, как правило, выполненных с помощью новейшей научной технологии, никак не могут обойтись без Бога. Они подсознательно обращаются к Богу или к его эквиваленту - сверхъестественной силе, поскольку сами не в состоянии построить мостик над бесконечно глубокой пропастью, отделяющей их рождённые в муках идеи или их "частный здравый смысл" (ЧЗС) от "обобщённого здравого смысла" (ОЗС). Я ввожу эти термины, опираясь на афоризм А. Эйнштейна, в котором в изящном виде отражена идея относительности: "Здравый смысл говорит нам о том, что Земля плоская". То, что Земля плоская, подсказывает человеку его "частный здравый смысл". Однако, всем нам хорошо известно, что с точки зрения "обобщённого здравого смысла", приобретённого человечеством, Земля всё же не плоская, а круглая.
Термин "обобщённый здравый смысл" - неопределённый и неоднозначный термин. Ничего лучшего придумать я не сумел. Смысл в том, что термин "ОЗС" отражает некое обобщённое представление о предмете или явлении, возникшее в качестве прогресса познавательных усилий совокупности всех думающих людей, т.е. такое обобщённое представление, любое несоответствие которому, включая прежде всего важные изобретения и открытия, требует полноценной и убедительной доказательности. Когда А.И. Опарин придумывал свою теорию происхождения жизни, то его ЧЗС говорил ему о том, что любой бульон очень питателен, что если интенсивно встряхнуть масло с водой, то после прекращения встряхивания мельчайшие капельки жира подвергаются коацервации (слипанию в более крупные капли), что эти мельчайшие капельки жира очень похожи на то, какими должны были бы выглядеть протобионты - первичные обладатели жизнеподобия ...
Этот частный здравый смысл А.И. Опарина очень точно соответствовал очень низкому уровню обобщённого здравого смысла относительно проблемы возникновения жизни, как у профессионально научной, так и у непрофессионально думающей общественности. В начале 20-х годов, когда А.И. Опарин опубликовал свою "теорию" происхождения жизни, не было ничего толком известно о ферментах, никто не представлял себе существования нуклеиновых кислот и то, для какой цели они созданы эволюцией. Прошло 90 лет, но ЧЗС А.И. Опарина продолжает тешить интеллект некоторой части, как профессионально научной, так и непрофессионально думающей общественности. Но он никак не соотвествует обобщённому здравому смыслу человеческого общества, которое очень многое узнало со времён А.И. Опарина в плане белков, нуклеиновых кислот, метаболизма, генетики, закономерностей индивидуального развития, эволюционной биологии и т.п. С точки зрения современного ОЗС А.И. Опарин определенно относится к варианту верующих (I<-), что, впрочем, на начальных этапах своей научной деятельности он не очень-то и скрывал. Он верил в жизненную силу, что является эвфемизмом Бога.
Практическая реализация популярной в последние три десятилетия безумной идеи о том, что спонтанно возникшая РНК с ферментативной активностью на спонтанной же основе создала все многочисленные функциональные аппараты первоклеток имеет вероятность, представленную произведением многих абсолютных невероятностей. Если апологеты этой идеи когда-то сумеют добиться получения в лаборатории некого подобия такой РНК, то, тем не менее, идея происхождения жизни на основе РНК всё равно будет оставаться изощрённой формой издевательства над обобщённым здравым смыслом. Теория под названием "РНК-мир" абсолютно того же класса, что и теория о том, что детей находят в капусте.
Различия здесь тем не менее существенные и не в пользу "РНК-мира", поскольку то, как дети зарождаются и рождаются, известно в мельчайших деталях. Эти детали просто намеренно искажаются в пересказе для детей с их по-детски здравым смыслом. О том же, как жизнь зародилась с помощью умных РНК, ничего не известно, и я думаю никогда не будет известно, поэтому здесь просто нечего искажать. Вводимые понятия, формулы, химико-биологические и биофизические идеи и тому подобная научная суета существуют здесь в виде искусства для искусства с целью привлечения внимания двух видов научной общественности: высококвалифицированных учёных, желающих, но неспособных сочинить сценарий происхождения, конгруэнтный обобщённому здравому смыслу, и большой прослойки малограмотных грамотных, которым очень приятно знать, что они знают.
Вернёмся, однако, к твёрдо установленному на сегодняшний день факту того, что все четыре надцарства (или домена) живого: археи, эубактерии, эукариоты и вирусы имеют один общий корень, т.е. ретроспективно сходятся в одном и том же пункте эволюционной истории. Причину нижесказанного можно подробно анализировать, но невозможно отделаться от ощущения выдающейся странности, заключающейся в том, что в течение многих десятилетий не обращалось ни малейшего внимания на свидетельства того, что идея спонтанного абиогенеза трудно отделима от идеи участия в этом процессе божественного провидения. Рассмотрим этот важный тезис подробнее.
То, что жизнь одновременно зародилась во множестве протобионтов одновременно, кажется ни у кого никогда не вызывало особых сомнений. Но при этом люди оперируют стереотипами, не задумываясь о применении этих стереотипов к данной экстремально специфической ситуации. Популяционная манера оценки связанных и сопряженных множеств биологических объектов применима лишь к эволюционировавшим множествам организмов. Популя́ция (от лат. populatio - население) - это совокупность организмов одного или ряда взаимосвязанных видов, длительное время обитающих на одной территории - от единичной микроколонии на чашке Петри до пространства размером в материк. Этот термин сегодня используется в различных разделах биологии, экологии, демографии, медицины, психометрики. Но в процессе зарождения жизни на Земле вопреки наивным идеям А.И. Опарина 3-4 миллиарда лет тому назад под жесточайшим ультрафиолетом безатмосферной Земли ни о каком разлитом по морям и океанам питательном бульоне речь идти просто не могла. Не могла идти речь и о каком-либо виде популяций протобионтов.
Поэтому можно говорить лишь о двух вариантах зарождения. Один из них заключается в том, что какой-то неизвестный нам механизм абиогенеза привёл одновременно к образованию множества сходных, но пространственно разобщённых и невзаимодействовавших протобионтов, в дальнейшем эволюционировавших в отдалённое подобие современных форм жизни с клеточной мембраной, с механизмом синтеза энергии, т.е. с метаболизмом, переносчиками и временными хранителями энергии, с аппаратом наследования положительных с точки зрения функционирования жизни качеств протобионтов, с возможностью целенаправленного синтеза структурных и функциональных белков и т.д. и т.п. Второй вариант заключается в том, что в силу определённых уникальных обстоятельств жизнь зародилась в одной единственной протоклетке и эволюционировала в этой протоклетке вплоть до создания некоторых первичных механизмов - прототипов того, что лежит в основе современных форм жизни.
В поддержку того, что жизнь зародилась в одной единственной клетке, имеются веские доводы. Речь идёт о том, что, во-первых, все важнейшие мономеры биополимеров (нуклеотиды, аминокислоты), АТФ, хлорофилы, основные минералы и т.д. с некоторыми вариациями характерны для многообразия всего живого. Во-вторых, невозможно понять, почему эволюция жизни пошла по пути унификации тех же нуклеотидов, аминокислот и пр., когда в принципе число иных вариантов было довольно большим. В клетке существуют макроэргические соединения и иные чем АТФ. Большинство из них, также как и АТФ, содержат высокоэнергетическую фосфатную связь. Это: различные нуклеозидтрифосфаты, ацилфосфаты, фосфоенолпируват, креатинфосфат, молекулы с высокоэнергетической тиоэфирной связью - ацилтиоэфиры. Однако наибольшую роль и универсальную роль в энергетических клеточных процессах всего живого играет именно молекула АТФ, а почему это так, совершенно неизвестно.
Современный понятийный аппарат науки находится в состоянии, близком к хаотическому. Это обстоятельство вкупе с огромным множеством известной информации даёт возможность "заговорить" любую проблему. Заговорить можно и проблему выбора на начальной стадии филогенеза аденозинтрифосфата в качестве универсального носителя макроэргических связей. Это уникальное явление можно объяснить тем, что молекула АТФ обладает рядом свойств, позволяющих ей занимать столь значительное место в клеточном метаболизме. Она термодинамически нестабильна, но химически высокостабильна. Скорость неферментативного гидролиза АТФ в нормальных условиях очень мала, что позволяет эффективно сохранять энергию, препятствуя ее бесполезному рассеиванию в тепло. Молекула АТФ обладает малыми размерами, что позволяет ей поступать в различные внутриклеточные участки путем диффузии. Перечисление полезных свойств АТФ в пользу выбора этой молекулы можно продолжать.
Однако тот факт, что на АТФ пал выбор в качестве универсального макроэргического компонента для всего живого, а не на другие макроэргические соединения, которые близки по своей природе к АТФ и могли бы функционировать вместо АТФ или параллельно с АТФ, объяснить в убедительной форме, видимо не удастся. Не удастся объяснить, почему в качестве макроэоргической работают только пирофосфатные структуры молекулы АТФ. Не удастся объяснить и тот факт, что макромолекулы всего живого состоят из одних и тех же мономеров. Не удастся объяснить и единообразие мономеров белка, тот факт, что нуклеиновые кислоты состоят из четырёх нуклеотидов, а не из шести, к примеру, единообразие аппарата мембранного фосфорилирования и многое другое, странным образом выбранное природой в качестве универсальных механизмов при больших возможностях варьирования или даже, проще говоря, при возможности функционирования ближайших аналогов.
И вот здесь имеет смысл отметить момент истины. Если бы зарождение жизни происходило в популяции протобионтов, то при любом стечении обстоятельств вышеотмеченная унификация могла состояться только лишь с помощью участия Творца-Бога. Невозможно себе представить полную идентичность функционирования всех протобионтов, а неидентичность этих первичных жизнеподобных образований со всей неизбежностью должна была бы привести к вариации компонентов и механизмов будущих живых организмов. С учётом рассмотренных обстоятельств можно сделать логический вывод, что без участия Бога абиогенез мог протекать только лишь в одной единственной клетке - предшественнице всего живого, но с условием того, что в ней происходило некое подобие химической эволюции в течение длительного периода времени с образованием бОльшей части веществ и процессов таким образом, что при первом же делении первоклетки дочерние клетки получили в рудиментарной форме те механизмы, которые имело смысл наследовать и эволюционно развивать в плане их усовершенствования.
Биохимическая эволюция в первоклетке согласно той гипотезе, которой посвящена эта книга, не имеет никакого отношения к математическим фантазиям типа гиперциклов, поскольку эта эволюция происходила не на спонтанной основе, а на матричной основе спонтанно возникшего первичного механизма синтеза окиси магния - макроэргического соединения, которое через пирофосфат в дальнейшем превратилось в АТФ. Спонтанно возникший, просто и безотказно функционировавший механизм синтеза окиси магния, аккумулировавшей энергию из внешней среды, и был той самой матрицей развития всех остальных биохимических и биофизических составляющих жизни. Этот механизм обеспечивал энергией процессы в первоклетке и эволюционные изменения в первоклетке не могли уже считаться спонтанными. Например, первыми белками являлись такие, которые были способны к конформационным изменениям под влиянием некоторых факторов, в основе фотосинтеза лежат превращения окиси магния, что очень трудно обнаружить без соответствующей наводки и т.д. Эта книга, собственно говоря, и посвящена вопросам возможной химической эволюции внутри первоклетки.
Что такое жизнь и как она возникла?
Прогресс в области физико-химических методов анализа, молекулярной биологии и компьютерной техники сделал доступным построение филогенетических деревьев с целью иллюстрации закономерностей эволюции, поскольку такие деревья дают возможность наглядно продемонстрировать взаимосвязи между различными систематическими группами живых организмов. Филогенетические деревья или, как их ещё называют, деревья жизни, могут строиться с использованием самых разнообразных параметров организмов. Чаще всего в настоящее время такие деревья реконструируются по последовательностям белков или нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).
Хотя по ряду причин, на которых я не буду останавливаться, филогенетические деревья, как правило, не дают полного соответствия между собой в отдельных деталях и не позволяют достичь абсолютно правильного описания эволюционной истории, однако для них характерно весьма неплохое соответствие. Наличие ряда разработанных к настоящему времени компьютерных программ (PAUP, UGENE, PHYLIP, FigTree, TreeView и др.) содействовало появлению работ, которые убедительно продемонстрировали то, что все четыре надцарства (или домена) живого: археи, эубактерии, эукариоты и вирусы имеют один общий корень, т.е. сходятся в одном и том же пункте эволюционной истории. Из этого обстоятельства вытекают только два следствия: всё многообразие жизни на Земле зародилось от общих предков или с помощью Бога (I), или на основе спонтанного абиогенеза (II). Неспонтанного абиогенеза как такового не бывает, поскольку подобный вариант автоматически превращается в вариант (I): неспонтанным абиогенезом по определению должен кто-то руководить.
Вариант (I) принято называть креационизмом, представляющим собой теологическую и мировоззренческую концепцию, согласно которой основные формы органического мира, мира живого, планеты Земля, а также (для особо зацикленных на креационизме) Вселенной в целом, рассматриваются как непосредственно созданные Творцом или Богом. Этот вариант может иметь два подварианта. Один из них, которого придерживаются верующие без оглядки (Ia), т.е. такие верующие, которые считают неприличным, опасным и неэтичным в вопросах религии использовать логику даже в следовых количествах. Для верующих без оглядки всем в природе, начиная от периода до возникновения этой самой природы, руководил, руководит и будет всегда руководить Бог. Как это ни странно выглядит, но число таких верующих, несмотря на бурный цивилизационный прогресс и разгул информации в современном мире, не только не уменьшается, но даже медленно растёт. Но это отдельный разговор, не имеющий прямого отношение к обсуждаемой здесь проблеме.
Для верующих же с оглядкой (Ib) эволюционные представления не являются чем-то запретным и, скорее наоборот, - в ещё большей степени укрепляют уверенность в божественной всемогущественности и прозорливости. Верующие с оглядкой считают, что лишь первые живые организмы на Земле были результатом божественных воли, разума и могущества. А дальше созданные Богом протобионты эволюционировали хоть по Дарвину, который, как известно, относился к Богу со всем своим почтением, хоть по другим известным и не известным научным сценариям. Таким образом, верующие с оглядкой, включающие, как мне кажется, даже Папу Римского, относятся к современной биологии доброжелательно, ну может в крайнем случае с неосознанной, глубоко запрятанной пассивной агрессией. На самом же деле всё намного сложнее.
Наличествуют и варианты, отличные от вариантов (Ia) и (Ib), которые я обозначу (I->) и (I<-). К ним относятся люди, которые регулярно не придерживаются религиозных церемоний, как правило, не посещают молельные дома или даже активно отрицают свою веру в Бога, называя себя атеистами, но это не мешает им веровать во всемогущество Бога - открыто или подсознательно - не меньше, а порой и больше верующих с оглядкой и верующих без оглядки. Здесь речь, с одной стороны, пойдёт о креационистских концепциях, претендующих на научность (I->), например, о таком направлении креационизма, как "научный креационизм", и появившейся в середине 1990-х годов нео-креационистской концепции "Разумного замысла" (англ. Intelligent design).
"Разумный замысел" - одно из направлений креационизма, в рамках которого утверждается, что Вселенная и жизнь были созданы неким «разумным творцом». В поддержку этого утверждения, сторонниками «разумного замысла» приводится ряд аргументов, самыми заметными из которых являются «неупрощаемая сложность» и «определенная сложность» природных систем, составленных из нескольких хорошо подходящих друг к другу частей так, что удаление одной из этих частей делает невозможным выполнение основной функции системы. Это обстоятельство по мнению сторонников "разумного замысла" указывает на то, что такие системы, в их числе, например, называется бактериальный жгутик, были сконструированы разумным дизайнером, поскольку все многочисленные части таких систем должны были появиться одновременно.
Иными словами, для креационистов не столь даже важен исходный пункт творения живого, сколько вера в руководящую роль Божества и на стадии эволюционных преобразований созданных им же существ. С точки зрения этих "учёных" филогенетическое древо выращивается, постоянно подстригается и подравнивается Творцом-Богом, что автоматически устраняет какую-либо возможность серьёзного обсуждения проблемы происхождения жизни с позиций "Разумного замысла". Ведь вера нацело исключает возможность логического обсуждения вопросов, связанных с объектом верования. Вопреки мнению научных креационистов наличие Бога нельзя ни доказать, ни опровергнуть.
К другому варианту верующих - (I<-) относятся формально неверующие представители научного сообщества, занимающиеся проблемой абигенеза жизни. Они в своих исследованиях, как правило, выполненных с помощью новейшей научной технологии, никак не могут обойтись без Бога. Они подсознательно обращаются к Богу или к его эквиваленту - сверхъестественной силе, поскольку сами не в состоянии построить мостик над бесконечно глубокой пропастью, отделяющей их рождённые в муках идеи или их "частный здравый смысл" (ЧЗС) от "обобщённого здравого смысла" (ОЗС). Я ввожу эти термины, опираясь на афоризм А. Эйнштейна, в котором в изящном виде отражена идея относительности: "Здравый смысл говорит нам о том, что Земля плоская". То, что Земля плоская, подсказывает человеку его "частный здравый смысл". Однако, всем нам хорошо известно, что с точки зрения "обобщённого здравого смысла", приобретённого человечеством, Земля всё же не плоская, а круглая.
Термин "обобщённый здравый смысл" - неопределённый и неоднозначный термин. Ничего лучшего придумать я не сумел. Смысл в том, что термин "ОЗС" отражает некое обобщённое представление о предмете или явлении, возникшее в качестве прогресса познавательных усилий совокупности всех думающих людей, т.е. такое обобщённое представление, любое несоответствие которому, включая прежде всего важные изобретения и открытия, требует полноценной и убедительной доказательности. Когда А.И. Опарин придумывал свою теорию происхождения жизни, то его ЧЗС говорил ему о том, что любой бульон очень питателен, что если интенсивно встряхнуть масло с водой, то после прекращения встряхивания мельчайшие капельки жира подвергаются коацервации (слипанию в более крупные капли), что эти мельчайшие капельки жира очень похожи на то, какими должны были бы выглядеть протобионты - первичные обладатели жизнеподобия ...
Этот частный здравый смысл А.И. Опарина очень точно соответствовал очень низкому уровню обобщённого здравого смысла относительно проблемы возникновения жизни, как у профессионально научной, так и у непрофессионально думающей общественности. В начале 20-х годов, когда А.И. Опарин опубликовал свою "теорию" происхождения жизни, не было ничего толком известно о ферментах, никто не представлял себе существования нуклеиновых кислот и то, для какой цели они созданы эволюцией. Прошло 90 лет, но ЧЗС А.И. Опарина продолжает тешить интеллект некоторой части, как профессионально научной, так и непрофессионально думающей общественности. Но он никак не соотвествует обобщённому здравому смыслу человеческого общества, которое очень многое узнало со времён А.И. Опарина в плане белков, нуклеиновых кислот, метаболизма, генетики, закономерностей индивидуального развития, эволюционной биологии и т.п. С точки зрения современного ОЗС А.И. Опарин определенно относится к варианту верующих (I<-), что, впрочем, на начальных этапах своей научной деятельности он не очень-то и скрывал. Он верил в жизненную силу, что является эвфемизмом Бога.
Практическая реализация популярной в последние три десятилетия безумной идеи о том, что спонтанно возникшая РНК с ферментативной активностью на спонтанной же основе создала все многочисленные функциональные аппараты первоклеток имеет вероятность, представленную произведением многих абсолютных невероятностей. Если апологеты этой идеи когда-то сумеют добиться получения в лаборатории некого подобия такой РНК, то, тем не менее, идея происхождения жизни на основе РНК всё равно будет оставаться изощрённой формой издевательства над обобщённым здравым смыслом. Теория под названием "РНК-мир" абсолютно того же класса, что и теория о том, что детей находят в капусте.
Различия здесь тем не менее существенные и не в пользу "РНК-мира", поскольку то, как дети зарождаются и рождаются, известно в мельчайших деталях. Эти детали просто намеренно искажаются в пересказе для детей с их по-детски здравым смыслом. О том же, как жизнь зародилась с помощью умных РНК, ничего не известно, и я думаю никогда не будет известно, поэтому здесь просто нечего искажать. Вводимые понятия, формулы, химико-биологические и биофизические идеи и тому подобная научная суета существуют здесь в виде искусства для искусства с целью привлечения внимания двух видов научной общественности: высококвалифицированных учёных, желающих, но неспособных сочинить сценарий происхождения, конгруэнтный обобщённому здравому смыслу, и большой прослойки малограмотных грамотных, которым очень приятно знать, что они знают.
Вернёмся, однако, к твёрдо установленному на сегодняшний день факту того, что все четыре надцарства (или домена) живого: археи, эубактерии, эукариоты и вирусы имеют один общий корень, т.е. ретроспективно сходятся в одном и том же пункте эволюционной истории. Причину нижесказанного можно подробно анализировать, но невозможно отделаться от ощущения выдающейся странности, заключающейся в том, что в течение многих десятилетий не обращалось ни малейшего внимания на свидетельства того, что идея спонтанного абиогенеза трудно отделима от идеи участия в этом процессе божественного провидения. Рассмотрим этот важный тезис подробнее.
То, что жизнь одновременно зародилась во множестве протобионтов одновременно, кажется ни у кого никогда не вызывало особых сомнений. Но при этом люди оперируют стереотипами, не задумываясь о применении этих стереотипов к данной экстремально специфической ситуации. Популяционная манера оценки связанных и сопряженных множеств биологических объектов применима лишь к эволюционировавшим множествам организмов. Популя́ция (от лат. populatio - население) - это совокупность организмов одного или ряда взаимосвязанных видов, длительное время обитающих на одной территории - от единичной микроколонии на чашке Петри до пространства размером в материк. Этот термин сегодня используется в различных разделах биологии, экологии, демографии, медицины, психометрики. Но в процессе зарождения жизни на Земле вопреки наивным идеям А.И. Опарина 3-4 миллиарда лет тому назад под жесточайшим ультрафиолетом безатмосферной Земли ни о каком разлитом по морям и океанам питательном бульоне речь идти просто не могла. Не могла идти речь и о каком-либо виде популяций протобионтов.
Поэтому можно говорить лишь о двух вариантах зарождения. Один из них заключается в том, что какой-то неизвестный нам механизм абиогенеза привёл одновременно к образованию множества сходных, но пространственно разобщённых и невзаимодействовавших протобионтов, в дальнейшем эволюционировавших в отдалённое подобие современных форм жизни с клеточной мембраной, с механизмом синтеза энергии, т.е. с метаболизмом, переносчиками и временными хранителями энергии, с аппаратом наследования положительных с точки зрения функционирования жизни качеств протобионтов, с возможностью целенаправленного синтеза структурных и функциональных белков и т.д. и т.п. Второй вариант заключается в том, что в силу определённых уникальных обстоятельств жизнь зародилась в одной единственной протоклетке и эволюционировала в этой протоклетке вплоть до создания некоторых первичных механизмов - прототипов того, что лежит в основе современных форм жизни.
В поддержку того, что жизнь зародилась в одной единственной клетке, имеются веские доводы. Речь идёт о том, что, во-первых, все важнейшие мономеры биополимеров (нуклеотиды, аминокислоты), АТФ, хлорофилы, основные минералы и т.д. с некоторыми вариациями характерны для многообразия всего живого. Во-вторых, невозможно понять, почему эволюция жизни пошла по пути унификации тех же нуклеотидов, аминокислот и пр., когда в принципе число иных вариантов было довольно большим. В клетке существуют макроэргические соединения и иные чем АТФ. Большинство из них, также как и АТФ, содержат высокоэнергетическую фосфатную связь. Это: различные нуклеозидтрифосфаты, ацилфосфаты, фосфоенолпируват, креатинфосфат, молекулы с высокоэнергетической тиоэфирной связью - ацилтиоэфиры. Однако наибольшую роль и универсальную роль в энергетических клеточных процессах всего живого играет именно молекула АТФ, а почему это так, совершенно неизвестно.
Современный понятийный аппарат науки находится в состоянии, близком к хаотическому. Это обстоятельство вкупе с огромным множеством известной информации даёт возможность "заговорить" любую проблему. Заговорить можно и проблему выбора на начальной стадии филогенеза аденозинтрифосфата в качестве универсального носителя макроэргических связей. Это уникальное явление можно объяснить тем, что молекула АТФ обладает рядом свойств, позволяющих ей занимать столь значительное место в клеточном метаболизме. Она термодинамически нестабильна, но химически высокостабильна. Скорость неферментативного гидролиза АТФ в нормальных условиях очень мала, что позволяет эффективно сохранять энергию, препятствуя ее бесполезному рассеиванию в тепло. Молекула АТФ обладает малыми размерами, что позволяет ей поступать в различные внутриклеточные участки путем диффузии. Перечисление полезных свойств АТФ в пользу выбора этой молекулы можно продолжать.
Однако тот факт, что на АТФ пал выбор в качестве универсального макроэргического компонента для всего живого, а не на другие макроэргические соединения, которые близки по своей природе к АТФ и могли бы функционировать вместо АТФ или параллельно с АТФ, объяснить в убедительной форме, видимо не удастся. Не удастся объяснить, почему в качестве макроэоргической работают только пирофосфатные структуры молекулы АТФ. Не удастся объяснить и тот факт, что макромолекулы всего живого состоят из одних и тех же мономеров. Не удастся объяснить и единообразие мономеров белка, тот факт, что нуклеиновые кислоты состоят из четырёх нуклеотидов, а не из шести, к примеру, единообразие аппарата мембранного фосфорилирования и многое другое, странным образом выбранное природой в качестве универсальных механизмов при больших возможностях варьирования или даже, проще говоря, при возможности функционирования ближайших аналогов.
И вот здесь имеет смысл отметить момент истины. Если бы зарождение жизни происходило в популяции протобионтов, то при любом стечении обстоятельств вышеотмеченная унификация могла состояться только лишь с помощью участия Творца-Бога. Невозможно себе представить полную идентичность функционирования всех протобионтов, а неидентичность этих первичных жизнеподобных образований со всей неизбежностью должна была бы привести к вариации компонентов и механизмов будущих живых организмов. С учётом рассмотренных обстоятельств можно сделать логический вывод, что без участия Бога абиогенез мог протекать только лишь в одной единственной клетке - предшественнице всего живого, но с условием того, что в ней происходило некое подобие химической эволюции в течение длительного периода времени с образованием бОльшей части веществ и процессов таким образом, что при первом же делении первоклетки дочерние клетки получили в рудиментарной форме те механизмы, которые имело смысл наследовать и эволюционно развивать в плане их усовершенствования.
Биохимическая эволюция в первоклетке согласно той гипотезе, которой посвящена эта книга, не имеет никакого отношения к математическим фантазиям типа гиперциклов, поскольку эта эволюция происходила не на спонтанной основе, а на матричной основе спонтанно возникшего первичного механизма синтеза окиси магния - макроэргического соединения, которое через пирофосфат в дальнейшем превратилось в АТФ. Спонтанно возникший, просто и безотказно функционировавший механизм синтеза окиси магния, аккумулировавшей энергию из внешней среды, и был той самой матрицей развития всех остальных биохимических и биофизических составляющих жизни. Этот механизм обеспечивал энергией процессы в первоклетке и эволюционные изменения в первоклетке не могли уже считаться спонтанными. Например, первыми белками являлись такие, которые были способны к конформационным изменениям под влиянием некоторых факторов, в основе фотосинтеза лежат превращения окиси магния, что очень трудно обнаружить без соответствующей наводки и т.д. Эта книга, собственно говоря, и посвящена вопросам возможной химической эволюции внутри первоклетки.