С генетических позиций жизнь - процесс обслуживания и удовлетворения потребностей генов. Сложно до конца принять подобное (где ген и где Я?!), но приходится признать, что, по крайней мере на телесно-физическом уровне, дело именно так и обстоит.
Удовлетворить потребности генов (а их потребности - создать как можно больше копий себя любимых) может только живая клетка - своя-личная (для большинства генов) или чужая-оккупированная (для генов вирусов). Получается, что без клетки нет жизни. Следовательно, момент возникновения жизни на Земле = момент появления первой клетки.
Сегодня существует великое множество самых разнообразных сценариев, описывающих этот торжественный момент. Я расскажу о наиболее принятом научным сообществом - о теории абиогенеза (зарождения жизни из неживой материи). Нельзя сказать, что сценарий этот напрочь лишён нестыковок, споткнуться в нём есть обо что. Пойдёмте спотыкаться вместе.
Начать с того, что клетка состоит из органических веществ: из белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.
А органические вещества, на минуточку, за то и получили своё название, что обнаружены именно в организмах. Исключительно там (это мнение их первооткрывателей) они и могут образовываться!
Первый вопрос, на который предстояло ответить пробующим на зуб теорию абиогенеза - способны ли органические вещества самостоятельно образовываться из неорганических вне организма. И вот в 1953 году сотрудник Университета Чикаго Стэнли Миллер проводит знаменитые эксперименты по синтезу органических молекул в колбе, содержащей нечто подобное доисторическому первичному бульону. В колбе пары метана, аммиака и водорода - на тот момент полагали, что первичная атмосфера именно такова. Снизу подаётся горячий водяной пар. Сверху вольфрамовые электроды генерируют искровой разряд. Ни дать, ни взять - гроза неподалёку от действующего вулкана. И вуаля! По окончании эксперимента в растворе обнаруживается пять видов аминокислот - кирпичиков, из которых состоят белки. Победа? Победа. Кстати, совсем недавно в 2007 году Джефри Бад, ученик Миллера, вскрыл колбы, за 50 лет до этого запечатанные Миллером, и в одной из них с помощью современных методов химического анализа - жидкостной хроматографии с последующей масс-спектрометрией (Миллеру такие методы и не снились!) - обнаружил не пять, а целых двадцать две аминокислоты!
Пришло время споткнуться первый раз: современные геохимики утверждают, что атмосфера Земли вовсе не была такой, какой её представляли в середине 20 века, и про какую до сих пор пишут в школьных учебниках. Она была менее основной и менее восстановительной, поэтому нельзя на эксперименты Миллера полагаться, как на доказательства абиогенетического возникновения органики. Впрочем, сохраняется допущение, что в некоторых местах точечного извержения вулканов создавались-таки условия подобные тем, что у Миллера в колбе.
Так или иначе, но кирпичи (аминокислоты) получены, пора строить здание (белки). И начали строить! Многочисленные последователи Миллера, продолжатели его эксперимента, взялись с небывалым энтузиазмом. Строили-строили и... получили короткие цепочки из нескольких аминокислот (группе биохимиков под руководством Пьера Канавелли из университетского колледжа Лондона совсем недавно удалось это сделать). Кто-то уже хлопает в ладоши: "Ученые выяснили, как на Земле зародилась жизнь: самая большая тайна разгадана!" - это один из восторженных заголовков.
А есть ли повод для подобных заявлений? Разгадана ли тайна зарождения жизни на самом деле?
Очередное преткновение: для того, чтобы писать, нужно не просто соединять буквы в конструкции, похожие на слова (это и ваш кот может сделать, прогулявшись по клавиатуре), важно, чтобы в этих буквенных конструкциях заключался смысл. Для того, чтобы быть живым, недостаточно плодить случайные "бессмысленные" пептидные цепочки, важно уметь создавать полноценные белки-реализаторы наследственной информации
Вот таких белков в колбах экспериментаторов пока нет.
А это и неудивительно. Есть обо что споткнуться ещё раз: для синтеза белка необходимы ещё более сложные, чем он сам, нуклеиновые кислоты, которые ещё до начала белкового синтеза должны были бы уже самособраться из абиотического бульона и быть наготове. Кроме того, нуклеиновые кислоты и белки не синтезируется без ферментов, которые тоже... белки. Получается, что белок не получить без белка. Замкнутый круг...
Ряд побродивших по этому замкнутому кругу биологов позволили себе следующие заявления:
"Образование белков зависит от ДНК. Но ДНК не могла появиться без уже существующего белка" (Френсис Хитчинг, биохимик, лауреат Нобелевской премии )
"Нам стало известно о том,как много информации содержится в генах. Наука не в состоянии объяснить,как эта информация могла возникнуть самопроизвольно. Для этого необходим разум,информация не может возникнуть случайно. Простой набор букв не создает слов. Например,сложнейшая система воспроизведения ДНК, РНК и белков в клетке должна была быть совершенной с самого начала. В противном случае живые организмы не могли бы существовать. Единственное логичное объяснение заключается в том,что источником всего неисчерпаемого объема информации был разум" (Мачей Гиертих, генетик)
И даже: "Честный человек, вооруженный всем доступным нам сегодня познанием, мог бы только установить, что в настоящее время происхождение жизни кажется почти чудом" (Френсис Крик, молекулярный биолог, лауреат Нобелевской премии )
Так что же, абиогенез не возможен? Не то, что органоидов клетки, но даже и всего спектра органических молекул экспериментально не получено. Без паники! Сегодняшний день науки добавляет оптимизма адептам этой идеи. Недавно возникшая модель РНК-мира, по их мнению, разрешает все выше названные противоречия. Что же это за модель? О ней в следующей статье.
Читать ещё:
Помогла ли модель РНК-мира объяснить самозарождение жизни?
Кто-нибудь знает, что такое жизнь?