Майкл Брукс - Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Английский физик Пол Чарлз Уильям Дэвис сделал, возможно, больше других для объяснения феномена жизни, но и он затрудняется с окончательным ответом. Дэвис выделил целый ряд характеристик, из которых ни одна не определяет жизнь как таковую и саму по себе, зато многие в равной степени присущи неживой материи. В его книге «Пятое чудо: в поисках происхождения и значения жизни» перечислены эти признаки (а также присущие им недостатки) — скорее их можно назвать объяснениями и описаниями жизни, чем ее определениями. Живое существо перерабатывает материю, усваивая энергию (точно так же ведет себя Большое Красное Пятно на Юпитере). Живое существо самовоспроизводится (однако мулы этого не делают, в отличие от лесных пожаров и кристаллов). Оно представляет собой высокоорганизованную сложную систему, состоящую из ряда взаимозависимых подсистем, скажем сосудов и опорно-двигательного аппарата (подобно современным автомобилям). Оно растет и развивается (как ржавчина). Оно содержит в себе информацию, копирует ее и передает другим системам (компьютерные вирусы с этим делом справляются не хуже). Жизнь сочетает постоянство с изменениями, эволюционируя путем мутаций и отбора. Наконец — и это, по Дэвису, возможно, важнейший из всех признаков — живые существа автономны, они способны самостоятельно выбирать образ действий.
Другие ученые продолжают перечень. Как отметила биолог Линн Маргулис[9], живая система, помимо всего прочего, отделена от внешнего мира оболочкой, которая является частью ее самой. Однако все эти характеристики — скорее, дискретный ряд наблюдений, они чересчур расплывчаты, чтобы закрыть вопрос. И кое-кому в научном сообществе попытки дать определение жизни уже начинают казаться просто вредительством.
В июне 2007 года в редакционной статье журнал «Нейчур» выразил надежду, что
«навязчивые позывы во что бы то ни стало провести качественное разграничение между косной и живой материей — по сути, неовитализм — скоро будут похоронены рядом с предарвинистской верой, в соответствии с которой жизнь якобы самозародилась из гниющей органики. Иные современные ученые, отнюдь не разделяя подобных суеверий, тем не менее фактически воскрешают их своими потугами разработать систему жестких критериев для определения „живого“».
Зато редакционная статья «Нейчур» воспела достижения синтетической биологии — попыток построить живую материю из атомов и молекул. Это, с точки зрения научного истеблишмента, и будет решающим шагом к усвоению того факта, что феномен жизни не вписывается ни в какие существующие рамки понимания. Правда, принесут ли такие опыты успех — еще вопрос.
Первыми исследователями, кому удалось добиться некоторых результатов в сотворении живого, были химики из Чикагского университета Гарольд Клейтон Юри и Стэнли Миллер. В 1953 году они запечатали в двух сообщающихся сосудах газообразный аммиак, метан и водород вместе с водой, имитируя первичную земную атмосферу, и стали пропускать через эту смесь электрические разряды — исходя из идеи, что первую искру жизни на Земле могли случайно зажечь атмосферные бури.
Опыт увенчался показательным успехом. Через неделю непрерывного истязания «атмосферы» электрическими разрядами примерно два процента углерода, содержащегося в лабораторном метане, связались в аминокислоты — типовые блоки, из которых строятся белки. Сенсация, не иначе!
Проблема в том, что сегодня эксперимент признан нечистым. Как полагают многие коллеги, Юри с Миллером взяли не те газы, которые на самом деле присутствовали в исконной атмосфере. И основные химические пропорции они, очевидно, выдержали неверно. К тому же подлинная основа земной жизни — белки, углеводы, жирные и нуклеиновые кислоты — в полученной взвеси не появилась. Профессор химии из Нью-Йоркского университета Роберт Шапиро сравнил полученный эффект со случайным появлением слова «быть» при хаотическом переборе клавиш на пишущей машинке — это ведь вовсе не означает, что за ним последует «.. или не быть» и дальше весь монолог Гамлета до конца. «Любой трезвый расчет вероятностей показывает: надежды сочинить таким путем трагедию или хотя бы сонет тщетны, — писал Шапиро. — Даже если бы каждый атом на Земле работал как та машинка, безостановочно выдавая текст в течение четырех с половиной миллиардов лет».
Так что эксперимент Юри — Миллера трудно назвать подлинным успехом. Однако он показал потенциальные возможности метода. В 1961 году испанский биохимик, каталонец Хуан Оро сделал следующий шаг. Из воды, синильной кислоты и аммиака он синтезировал значительное количество аденина. Это вещество — не только одно из четырех азотистых оснований ДНК, но и главный компонент аденозинтрифосфата (АТФ), соединения, которое снабжает организм биохимическим «топливом» для обмена энергии и веществ. Без него живые существа не смогут ни бегать, ни расти, ни даже дышать.
Бельгийский биолог, нобелевский лауреат Кристиан Рене де Дюв, сказал однажды: «Жизнь — это либо стандартная, почти что тривиальная форма материи, неизбежно возникающая всякий раз при определенных условиях, либо чудо. Слишком много шагов ей приходится сделать, чтобы можно было допустить какой-то промежуточный вариант». Но если синтез аминокислот и аденина на самом деле настолько прост, тогда, быть может, и жизнь сотворить несложно? Всерьез отнестись к такой возможности позволяет удивительная скорость, с которой жизнь развивалась на Земле.
В центре региона Пилбара на северо-западе Австралии солнце нещадно жжет рыжие скалы, сформированные первыми обитателями планеты. Эти удивительные геологические образования напоминают картонные ячейки для яиц или перевернутые мороженицы; их форма и состав говорят о том, что сложены они из осадочных пород — отходов жизнедеятельности микроорганизмов, населявших эту область 3,5 миллиарда лет назад. Но необычен в них не только причудливый вид.
Солнечная система сформировалась около 4,55 миллиарда лет назад. Долгие тысячелетия в ней бушевал адский смерч астероидов и комет; огромные каменные глыбы носились в космическом пространстве, бомбардируя планеты и их спутники. Согласно самой правдоподобной догадке о том, как Земля с ближайшими окрестностями приобрела знакомый нам вид, однажды в юную планету врезался камушек величиной с Марс. От страшного удара вся ее поверхность расплавилась, и на орбиту вылетела большая капля; этот сгусток стал впоследствии серебристой Луной.
После той катастрофы Земля приходила в себя еще десятки миллионов лет, и помехи остыванию прекратились далеко не сразу. Исследования кратеров на Луне, сформировавшихся, когда ее поверхность отвердела, показывают, что кометно-астероидные бури начали стихать приблизительно 3,8 миллиарда лет назад. Только тут и смогла жизнь заявить о себе; судя по всему, бактериям Пилбары понадобилось еще около 300 миллионов лет, чтобы утвердиться на планете.
Космолог и астроном Карл Эдвард Саган считал столь быстрое зарождение жизни доказательством простоты этого процесса. «Как только условия сделались благоприятными, жизнь на планете начала развиваться с поразительной скоростью, — писал он в 1995 году в эссе для журнала Планетарного общества „Новости биоастрономии“[10]. — Возникновение жизни должно иметь высокую вероятность: едва лишь обстоятельства позволяют, она уже тут как тут!» Ученый, скончавшийся год спустя от миелодисплазии — расстройства костного мозга, связываемого с лейкемией, — был уверен, что жизнь существует и в других местах Вселенной.
Сегодня многие биохимики и биологи склоняются к более амбициозным выводам: если жизнь дается так легко, мы и сами сумеем ее синтезировать. Большинство исследователей согласилось, что задача достижима в принципе; весь вопрос в том, когда — не «если», а именно «когда»! — будет создана искусственная жизнь. В конце концов, раз однажды так вышло, что молния случайно ударила прямо в чан с первичным бульоном, то, мобилизовав все возможности современных биотехнологий, можно заставить эту случайность повториться. И конечно, «Жизнь 2.0» не заставит себя ждать так долго, как в первый раз…
Взгляд, безусловно, оптимистический, но при этом, увы, наше невежество остается вне поля зрения. Целое десятилетие ученые не сомневались, что проблема вот-вот будет решена путем надлежащего подбора первичных химических компонентов. Однако не факт, что сегодня мы к этому ближе, чем десять лет назад. Даже если сотворение жизни — это «просто-напросто» вопрос соединения нужных химикалий при нужных условиях, то о том, какова эта «нужность» — и для химикалий, и для условий, — ученые по сей день не могут договориться.
Испытания первой атомной бомбы в пустыне близ Лос-Аламоса научный руководитель Манхэттенского проекта Роберт Оппенгеймер подытожил, по воспоминаниям очевидцев, на редкость лаконично: «Получилось». Однако в снятом спустя несколько лет эпилоге к документальной хронике Оппенгеймер признался, что в тот момент мысли его были куда сложнее. Едва сдерживая эмоции, потупив взгляд и даже смахивая набегающие слезы, он вспоминал:
