Текст книги "До и после динозавров"

Автор книги: Андрей Журавлёв

сообщить о нарушении

Текущая страница: 24 (всего у книги 24 страниц)

Горячие точки

Поэтому приземлим наши фантазии и опустимся глубоко на дно. Там, в океанических рифтовых долинах, раскаленная лава (с температурой около 1200 °C) поднимается из земных недр к поверхности. Ей навстречу до 15-километровой глубины по трещинам сочится морская вода и выносится обратно, уже будучи нагретой и обогащенной соединениями металлов и серы. Места, где изливаются горячие растворы, называются гидротермами. Благодаря темным «фонтанам» горячей воды со взвесью сернистого железа они известны как «черные курильщики».

«Гидрос» и «терма» – греческие слова, обозначающие воду и теплый источник соответственно. У нас эти слова «укоренились» в гидроэлектростанциях и термах (римских банях). Известное латинское изречение «Иди ты в терму!» перешло в русский язык как «Иди ты в баню!». Подобно тому как римская терма подразделялась на фригидарий (холодную баню), тепидарий (теплую) и калдарий (горячую), вокруг гидротерм существуют разные по степени нагрева зоны. Они населены организмами, приспособленными к различным температурным условиям. Объединяет этих существ общий источник питания (серные бактерии) и чувствительность к теплу. Например, креветки, плавающие вблизи гидротермы, воспринимают только инфракрасные волны. Если порыв придонного течения случайно оторвет их от источника пищи, они не погибнут, а найдут ближайшую излучающую тепло и, следовательно, инфракрасные лучи гидротерму. (Но яркая вспышка, установленная на подводной фотокамере, ослепляет эти существа навсегда. Они теряют правильную ориентацию и гибнут.)

Открытие в середине 70-х годов XX века на огромных глубинах двустворок величиной с хороший башмак, сплетений из двухметровых трубчатых червей и креветочных стай вначале встретили с недоверием. Считалось, что отсутствие света, запредельное давление и голодный паек – не лучшие условия для существования животных. Оказалось, что необычные сообщества в отсутствии света используют химическую энергию. Основу сообществ составляют ни фотосинтезирующие бактерии и водоросли, а хемосинтезирующие серные бактерии. Они производят органические вещества за счет энергии, выделяемой при окислении соединений серы. Симбиоз с такими бактериями не только помог животным освоить глубоко неприветливые условия. Они хорошо прибавляют в весе и набирают по 10 кг на квадратный метр дна. Разумеется, принялись искать следы сходных источников жизни в ископаемой летописи и скоро нашли, причем достаточно древние – 3,2 млрд лет возрастом, а в них – остатки бактерий!

Почти сразу возникла мысль: а не могли ли подобные источники энергии породить жизнь на Земле? «Не могли!» – сказали свое веское слово скептики, пряча за расчеты температур свои скептические ухмылки. Слишком высоки температуры: сложные органические вещества будут разлагаться, так и не слившись во что-нибудь более сложное.

«Могут и породят!» – ответили практики, одним из которых был немецкий юрист Понтер Вехтершойзер, и подтвердили свое слово практическим делом. А дело в том, что вблизи умеренно горячих источников выпадает сернистое железо (серный колчедан). Его кристаллы обеспечивают значительную, по меркам микромира, положительно заряженную поверхность. Органические молекулы, наоборот, отягощены отрицательно заряженными группами. Их, конечно, притягивает к поверхности кристаллов. Получается минеральное зерно с органической оболочкой. Оболочка зерна становится препятствием, через которое одни вещества проходят только снаружи внутрь, а другие – исключительно в обратном направлении. Происходит обмен веществ. Чем не клетка? Если и не живая, то полуживая: ей осталось научиться расти и размножаться.

Серно-железные, похожие на пузырьки «клетки» удалось искусственно вырастить в лаборатории. (Надо отдать должное исследователям, которые работали в жутких условиях – летучие соединения серы благовониями не назовешь.) Пузырьки растут благодаря инфляции. (То есть надуванию – не правда ли, понятный смысл знакомого слова?) Инфляцию вызывает давление растворов, сосредоточенных внутри пузырька, которое превышает наружное давление. Вот вам и рост! Со временем пузырек, чтобы не лопнуть, отделяет часть накопленных им соединений в «дочерний» пузырек. А вот – и «размножение почкованием»!

Соединения серы поныне служат важным источником энергии в клетках. Может, это дань далекому прошлому, когда «семена» жизни вызревали вблизи горячих серных источников?

Обратный отсчет

Серный колчедан, конечно, не единственный и далеко не самый рядовой минерал на Земле. А могла ли жизнь «выкристаллизоваться» в более обычных условиях? Палеонтолог Сергей Николаевич Голубев считает, что вполне могла. Уж больно своеобычные закономерности наблюдаются в развитии минерального скелета и в считывании генетического кода. Код этот, определяющий последовательность сборки белков, одинаков для всех обитателей Земли, от бактерий до человека. И в том, и в другом случае органические элементы располагаются по законам кристаллической решетки, как в кристаллах карбонатов и фосфатов кальция или кварца. Может быть, организмы на самом деле «унаследовали» особенности развития от минеральных кристаллов? При минерализации скелета органический шаблон задает форму каждого кристалла и направление его роста.

С. Н. Голубев догадался, что верно должно быть и обратное: кристаллическая решетка может служить затравкой для сборки сложных органических соединений в строго определенной последовательности. (Ведь если этому процессу не задать направленность, получится нечто вроде свитера, связанного в сумасшедшем доме.) Действительно, на поверхности фосфатного минерала белки могут строиться даже при комнатной температуре и без участия сложных органических добавок. Запустив процесс минерализации скелета в обратном направлении, получаем модель сборки важнейших органических молекул на минеральной поверхности. И если «кристаллизация» жизни происходила на подобных минералах, становится понятным, почему многие реакции в клетках и тканях, включая мышечные сокращения, не обходятся без соединений фосфора.

Самую первую и вместе с тем, пожалуй, простейшую модель «минеральных проорганизмов» предложил американский минеаролог Грэм Кэрнс-Смит. Он исходил из предпосылки, что суть жизни заключается в передаче информации. Для этого существуют гены, несущие информацию о признаках и свойствах организма. Поэтому первым организмом должно было быть нечто, напоминающее гены, и притом достаточно обычное. А гены существуют для того, чтобы воспроизводить самих себя, сохраняя накопленную информацию. Конечно, в процессе воспроизводства они могут чуть-чуть ошибаться. (Именно ошибки порождают разнообразие.)

Когда-то в истории жизни подменить гены могли слоистые глинистые минералы, широко распространенные на Земле. Слойки этих минералов представляют собой мозаику из небольших участков. Каждый из них несет упорядоченную (по-своему) систему атомов. Поскольку реальные кристаллы всегда имеют дефекты, новообразующийся при росте кристалла слоек «считывает» эту дефектную ведомость и передает ее дальше. Не удивительно, что на этом же незатейливом способе передачи информации зиждется весь успех современной матричной компьютерной техники.

Вместо очередного глинистого слойка на минерале вполне можно собрать органическую молекулу. Важно то, что и органические молекулы влияют на форму и размеры кристаллов, препятствуя заложению определенных граней. В свою очередь, слоистое строение глинистых минералов с чередованием различных по форме и составу участков способствует образованию органических молекул с закономерно повторяющимися участками. Со временем выстраиваются все более сложные соединения. Причем соединения эти окажутся хирально чисты, поскольку являются отражениями одной и той же минеральной подложки. (Вот и решение неразрешимой проблемы хиральности.) Получается, предшествующий живому организму – организм неживой. Обретя способность к самовоспроизведению и росту, «минеральные проорганизмы» могли выживать и распространяться. Вполне возможно, что некоторые из них стали своеобразными фотосинтетиками. (Мы уже привыкли к чудесам фотографии, а ведь процесс проявления фотобумаги сродни фотосинтезу.) Использование дармовой энергии света ускорило возникновение систем, обладавших как неорганическими, так и органическими генами. (Ген – это всего-навсего участок органической молекулы.) Затем управление сборкой органических соединений полностью перешло к генам. Они до сих пор и начинают процесс образования белков.

Любое из вышеназванных событий, если оно действительно было, случилось очень давно. Но на Земле до сих пор встречаются организмы, сам облик которых напоминает о тех удивительных временах. Не видя, мы ощущаем их каждый день. Именно они «выращивают» камни в почках и зубные камни. Выглядят они настолько непривычно, что многие до сих пор сомневаются: а правда ли они существуют? Эти странные существа являются самыми маленькими на планете. Поэтому они удостоились приставки «нанно» (грен. «карлик»), означающей, что их размеры меньше тех, кто измеряется «санти», «милли» и даже «микро» величинами. Они даже мельче вирусов. Средний размер наннобактерий не превышает 0,0002 мм, а мельчайшие из них не дорастают и до 0,00005 мм. Они очень устойчивы к нагреву и радиоактивному излучению. У наннобактерий число белков, необходимых для жизни, сокращено до предела. Весь обмен веществ у них упрощен настолько, что наннобактерии напоминают те самые «минеральные проорганизмы». В своей клеточной стенке наннобактерии содержат фосфатные минералы, нужные любому живому организму.

Не следует забывать и про заурядные пузыри. Дутый мыльный пузырь, радужно переливающийся на свету, является сложной системой. Внутри него есть своя газовая смесь, отделенная исчезающе тонкой пленкой от наружной атмосферы. Пленка пропускает одни газы только внутрь, а другие – наружу. Волнующаяся поверхность океана – это не только мечта серфингиста. Это прежде всего раздел двух сред, где энергия волн создает пузыри, через пленку которых происходит обмен веществ между этими средами. Если же атмосфера насыщена газами вроде метана и аммиака, пробивается электрическими разрядами молний и ультрафиолетовыми лучами, а снизу поступают тепло и минеральные растворы гидротерм, то из морской пены выйдет не только жизнь, но и богиня Афродита во всем своем великолепии.

Что было, когда еще ничего не было

От событий прискойской эры не осталось ничего вещественного. Однако не так трудно вообразить, что происходило на Земле в то время. Все исходные для жизни элементы (углерод, азот, кислород, фосфор и сера) возникли на Солнце при термоядерном синтезе и были вынесены солнечным ветром в пространство. Вместе с частицами межзвездной пыли, на которых уже образовались некоторые органические соединения, эти элементы накапливались на Земле и других планетах. 4,2–3,8 млрд лет назад Земля подобно всем соседним планетам подверглась тяжелой метеоритной бомбардировке. Метеориты не только изрядно поколотили поверхность нашей планеты, но и оторвали от нее Луну.

Но главное – гости из космоса могли ежегодно доставлять на Землю 400 т, а вместе с оседавшей пылью – более миллиона тонн органических веществ. Метеориты (углистые хондриты), скорее всего, и нанесли достаточное количество углерода, одного из самых обычных теперь на земле элементов. В самой планете его не было. Содержится углерод только в карбонатах, угле, нефти и атмосферных газах, куда попал в результате жизнедеятельности организмов.

В жидкой среде, плещущейся не менее 4,4 млрд лет, происходило развитие все более сложных органических веществ – аминокислот, жиров и так далее, вплоть до простейших клеточных органелл. Одним из последствий массированного метеоритного удара (особенно если некоторые небесные камушки имели свыше 500 м в поперечнике) могло быть выпаривание всего первичного океана. На несколько тысяч лет густая, влажная, наполненная органикой атмосфера окутала Землю. В ней, заряжаясь энергией гроз, жесткого излучения и метеоритных взрывов, ускоренными темпами вызревала жизнь.

В пробирке легче всего получить четыре основные аминокислоты и другие органические молекулы, на основе которых построены все более сложные органические соединения. Достаточно только найти способ их накопления. Таких природных накопителей было множество: серно-железные пузырьки, грани фосфатных и глинистых минералов, поверхность водной толщи, подсыхающая кромка морей и соленые заводи.

Все, необходимое для сборки простейшего организма, уже получено в лабораториях. Искусственно выращиваются рибосомы, способные связывать нуклеотиды в подложку, на которой возможна сборка основы всей земной жизни – молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК). Создаются практически любые молекулы-предшественницы. Осталось лишь соединить два конца одного процесса цепочкой РНК. Биохимия движется вперед настолько стремительно, что, пока я допишу эти страницы и они через редакторские правки дойдут до читателя, искусственная РНК или ДНК уже будет извиваться в пробирке. Нужны только руки, деньги и время. Деньги и время в данном случае понятия взаимозаменяемые. Чем меньше дается одного, тем больше требуется другого.

Уже упоминавшийся Фрэнсис Крик отметил, что в биомолекулярном мире РНК и ДНК представляют собой «туповатых блондинок, пригодных исключительно для размножения». Если в отношении ДНК это действительно верно, то РНК не вполне такова. Эти молекулы не только хранят наследственную информацию, ной осуществляют обмен веществ, производят белки, ускоряют сборку органических соединений, помогают воспроизведению ДНК. А главное – РНК способна к самовоспроизводству. Поэтому, получив РНК, можно не заботиться обо всем остальном.

Конечно, движение от наиболее простых органических соединений к сложным, подобным РНК, не было прямолинейным. Существует целый ряд органических соединений, которые обладают сходными свойствами. В метаново-этановом океане на спутнике Юпитера Титане вполне могут образовываться псевдобелки. В них вместо сшивающих белки привычных химических связок, названных пептидными (греч. «пищевой»):

NH – C

II

О используются аммиачные:

NH – С—

I

NH

Надо предполагать, что РНК выдержала достаточно жесткое соперничество в предбиологическом мире и среди подобных ей соединений оказалась наиболее приспособленной к земным условиям. Уже на химической стадии развития жизни эволюция происходила по дарвинскому типу: конкуренция и выживание наиболее приспособленных.

Для лучшего сохранения и передачи информации (носителями которой являются гены) ДНК пришла на смену РНК. ДНК не намного сложнее, но ее двойная спираль позволяет надежно хранить информацию и восстанавливать ее в случае повреждения одного из участков. Принцип ДНК используется в компьютере. Можно лишиться почти всего, записанного на одном диске, и восстановить потери с помощью других дисков. С появлением устойчивой ДНК, с помощью которой можно создать практически неограниченное количество почти одинаковых особей, организмы получили возможность стать ископаемыми.

Вместо заключения
«Старикашка Эдельвейс», или Четвертая власть + дебилизация всей страны
(наши дни)

«Старичок словно взорвался. – Высочайшее достижение нейтронной мегалоплазмы! – провозгласил он. – Ротор поля наподобие дивергенции градуирует себя вдоль спины и там, внутре, обращает материю вопроса в спиритуальные электрические вихри, из коих и возникает синекдоха отвечания…» Лет двадцать назад я смеялся над этими, перепечатанными через синюю копирку страницами из «Сказки о тройке» Аркадия и Бориса Стругацких. Сейчас достаю с полки один из аккуратно и красиво изданных томиков тех же авторов и грущу.

Не стал бы затрагивать этой больной во всех отношениях темы. Но нынешнее поколение невежественных старичков значительно пополнилось, основательно помолодело и сильно охамело. Благодаря полной безграмотности пишущей и говорящей журналистской братии, всякие «синекдохи отвечания», чьи-то «спины», перепутанные со «спинами», и прочие «высочайшие достижения» замелькали перед глазами читателей и зрителей.

Прочитав пару учебников, место которых на свалке, или журнальных статеек, новоиспеченные эволюционисты запросто опровергают Чарлза Дарвина. Обычно одной фразой вроде: «Если можно вывести человека от обезьяны, значит, верно и обратное». Нет, не верно. После Ч. Дарвина палеонтологи, антропологи, сравнительные анатомы, эмбриологи, генетики и молекулярные биологи почти сто пятьдесят лет кропотливо собирали материал. Вся совокупность данных показала, что по крайней мере в вопросе о происхождении человека гениальный естествоиспытатель был совершенно прав.

Да разве скоропостижный «эволюционист» обо всем этом читал? Он и имя-то Дарвина знает понаслышке. Запомнил со школьной скамьи. Поэтому наворачивает предков-гигантов, багровые леса, скособоченные земные оси. Очень хотелось приложить как следует парочку-другую подобных авторов. Но ведь они того и ждут – бесплатной рекламы. Да и скучны они со своим скудным и однообразным набором «незнаний»: «неизменный» целакант (глава VIII), «поддельный» археоптерикс (глава X), мезозойские следы «человека-гиганта» (там же) и «чрезвычайно редкие» находки ископаемых людей (глава XIII). Все эти «факты» разобраны в соответствующих главах. Про ископаемые людские остатки необходимо добавить, что встречаются они ничуть не реже, чем остатки любых других млекопитающих той же численности и сходного размерного класса.

Чего действительно нет, так это никаких «официальных научных версий», на что напирают графоманы от науки. Мол, я выдающийся и все знаю лучше, но вот «офицьяльная наука велела не пущать». Почему-то всегда, когда я думаю о таком «официально непризнанном гении», на ум и приходит нетленный образ старикашки Эдельвейса из повести братьев Стругацких с его непробиваемым: «Признать мене за научный факт».

Когда же в дело встревают журналисты из всяких «Комсомольских фактов» и «Секретных новостей», повторяющие все эти глупости с периодичностью, достойной метеоритных бомбардировок, не знаешь, за что и хвататься: то ли за голову, то ли за дубину. Очень хочется посоветовать одному из авторов подобных статей провести следственный эксперимент в прямом и переносном смысле этого выражения: походить босиком по жидкой вулканической лаве. Именно там не знающее границ воображение очередного «теоретика» или его летописца заставило бродить несчастное двуногое создание. (Где на самом деле пролегла цепочка следов, сказано в предпоследней главе.)

Увы, псевдонаучным глупостям, которые квадратными километрами обрушиваются на нас каждый день, нет никакого противовеса. Научно-популярная литература практически отсутствует, да и научная скоро окончательно загнется. Всякие блестящие атласы динозавров блестят только обложками. (Внутрь лучше не заглядывать.) Кому в нашей стране нужен образованный читатель? Образованный, он ведь и в финансовую пирамиду деньги не отдаст, и за вешающего бессмыслицу кандидата в депутаты-президенты не проголосует, а самое страшное – газету-рупор нашей четвертой власти не купит. Впрочем, четвертая власть – газетчики – лишь исполнитель заказов всех остальных властей.

Так что на прямо поставленный вопрос: «Произошел ли человек таки от обезьяны?» – даю прямо поставленный ответ: «Нет».

К сожалению, еще нет.