Текст книги "Загадки мироздания"

Автор книги: Айзек Азимов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 24 страниц)

Но вот вещество А', похожее на А, можно уподобить ключу, близкому к А по рисунку бороздок. Его уже можно в принципе вставить в замок. Правда, сами бороздки его отличаются от бороздок ключа А, так что повернуть замок с помощью этого ключа невозможно. Но ведь он уже занял замочную скважину! Пока он находится в ней, ключ А тоже не может открыть замок. Замок является временно заблокированным, а фермент, аналогию с которым мы проводим, называется в таком случае ингибированным.

Студенту предстоит узнать не только об отдельных ферментах, но и о группах ферментов. Придет день, когда он узнает, что некие входящие в состав организма вещества выделяют энергию путем попарного переноса атомов водорода от одного вещества к другому, пока в конечном итоге они не окажутся присоединенными к кислороду с образованием воды. Большая часть высвобождаемой в процессе всех этих реакций энергии хранится в виде так называемых «высокоэнергетических фосфатных эфиров» – в процессе переноса каждой пары атомов водорода образуется в среднем три молекулы этих веществ.

Процесс переноса водорода похож на процесс передачи по цепочке ведер с водой на пожаре, и каждый шаг этого процесса катализируется отдельным ферментом.

Зачем же так сложно – много шагов, много ферментов? Не лучше ли было бы сразу соединить два атома водорода с кислородом с помощью одного-единственного фермента? Для ответа на этот вопрос мы используем еще одну метафору – образ лестницы.

Допустим, что некто хочет спуститься с шестого этажа на первый, а гравитационный потенциал, которого он неизбежно лишится в ходе такого спуска, сохранить путем заведения трех часов-ходиков. Для этого достаточно, проходя вниз мимо этих часов, взять рукой цепочку с гирями и вытягивать собственным весом ее по мере спускания по лестнице.

Если с шестого этажа на первый наш персонаж будет спускаться через шесть лестничных пролетов (аналог схемы с несколькими ферментами), то он будет двигаться неторопливо, сможет спокойно ухватить нужную цепочку, проходя мимо, и плавно вытянуть ее, ничего не повредив в механизме часов.

Можно, конечно, спуститься и по-другому – перелезть через перила и спрыгнуть в лестничную шахту (аналог одношаговой системы). Предположим, что наш герой имеет хорошую спортивную подготовку и не разобьется – тогда он и на первый этаж быстрее попадет, и от гравитационного потенциала избавится так же наверняка, как и при спуске по лестнице. Но вот завести часы ему при этом вряд ли удастся. Высвободить энергию таким образом можно, а вот сохранить – нет.

И еще: спуск с шестого этажа на первый по лестнице – реакция обратимая. Подняться обратно через пять лестничных пролетов вполне возможно, затратив вполне допустимое количество энергии. А вот запрыгнуть одним махом с первого этажа на шестой не может, наверное, никто.

Точно таким же образом и реакция, проходящая в несколько шагов, на каждом из которых высвобождается не так много энергии, во-первых, позволяет сохранить выделяющуюся энергию, а во-вторых, является гораздо легче обратимой, а значит, и более контролируемой организмом. Высвобождение большого количества энергии в один шаг хоть и проще, но не позволяет эффективно сохранять выделяемую энергию и крайне затрудняет обращение реакции вспять в случае необходимости.

Приведенные метафоры, скорее всего, не являются ни единственно возможными, ни даже самыми лучшими из возможных. Просто мне пришли в голову именно они. Важны не эти конкретные образы – важен сам принцип обучения через метафору. Ведь метафора как таковая тоже является катализатором – самим фактом своего присутствия, не изменяя самого научного содержания курса, она ускоряет процесс обучения и при этом не тратится, так что ее можно использовать сколько угодно.

Глава 8
ЩЕПОТКА ЖИЗНИ

Из предыдущей главы уже можно понять, что живая материя – тончайшее и сложнейшее явление, для постижения которого потребуется весь человеческий гений, а может быть, и его не хватит. Так из чего же состоят живые существа, какой же материал делает возможным существование этого величайшего феномена – жизни?

Если человеческое тело разложить на атомы и посмотреть состав получившейся смеси, то сразу выяснится, что:

1) почти все атомы будут принадлежать к одному из не более чем полудюжины элементов;

2) в эти полдюжины войдут самые распространенные на Земле элементы.

Самую значительную часть тела человека составляет вода, а каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Кроме воды, живой организм состоит по большей части из органических (то есть углеродосодержащих) веществ. Самые важные органические вещества – это белки, в состав которых входят атомы азота, водорода, кислорода и углерода.

Неорганических, то есть минеральных, веществ в организме человека больше всего в костях. Самыми распространенными в их составе атомами, помимо вышеперечисленных, являются кальций и фосфор.

Итак, атомно-пропорциональный состав человеческого организма из расчета на десять тысяч атомов можно представить так:

6300 атомов водорода,

2550 атомов кислорода,

940 атомов углерода,

140 атомов азота,

30 атомов кальция,

21 атом фосфора,

19 атомов других элементов.

Выглядит крайне банально. Кислород – это самый распространенный элемент на Земле. Кальций, углерод и фосфор тоже входят в дюжину самых распространенных элементов, по крайней мере в земной коре. Из водорода состоит большая часть океана, а из азота – большая часть атмосферы.

Но давайте на секунду отвлечемся от этих полудюжины атомов – они представляют собой основу жизни. Для чего же в таком случае нужны оставшиеся 19 из 10 000? Если 9981/10000 живого организма можно собрать из шести элементов, то так ли уж необходимы эти жалкие 19/10000?

Да, они необходимы. Природа – как хороший повар, который знает, что при готовке торта из муки, молока и яиц надо не забыть добавить по щепотке того и этого.

Давайте же рассмотрим поподробнее, что это за «дополнительные» элементы. Для этого рассчитаем пропорции в более представительных масштабах – из расчета не на десять тысяч атомов, а на миллион. Среди них будет

998 100 атомов шести вышеперечисленных элементов,

570 атомов калия,

490 атомов серы,

410 атомов натрия,

260 атомов хлора,

130 атомов магния,

38 атомов железа,

2 атома других элементов.

Вот у нас и получилась вторая полудюжина. Эти элементы присутствуют в организме в объеме «средних щепоток». Каждый из них необходим для жизни.

Атомы серы – важная составляющая практически всех белков организма, без которых жизнедеятельность невозможна.

Натрий, калий и хлор присутствуют в организме в виде атомов, несущих электрический заряд (ионов), растворенных в жидкой среде организма. Ионы калия и натрия несут положительный заряд. Ион натрия встречается чаще всего в межклеточной жидкости, а ион калия – во внутриклеточной. Ионы хлора несут отрицательный электрический заряд; их именуют также зачастую хлорид-ионами. Хлорид-ионы встречаются как во внутриклеточной, так и в межклеточной жидкости, уравновешивая таким образом положительные заряды как ионов натрия, так и ионов калия.

Помимо прочего, эти положительные ионы отвечают и за электрические явления организма. Изменения в распределении ионов натрия и калия внутри и снаружи нервных клеток приводят к возникновению слабых электрических токов, сопровождающих нервные импульсы. Без этих токов не будет и самих нервных импульсов, а без нервных импульсов не будет и самой жизни.

Около половины магния, содержащегося в организме человека, входит в состав костей. Остальной магний в виде положительно заряженных ионов растворен в жидкой среде. Магний участвует в энергетических реакциях организма. Небольшие объемы химической энергии передаются от одного соединения к другому, как правило с помощью вещества, известного под сокращенным названием АТФ (полностью расшифровывающимся как аденозинтрифосфат). Для каждой реакции с участием АТФ требуется присутствие магния; таким образом, магний необходим для энергообмена, а значит, и для самой жизни.

В каждой молекуле гемоглобина содержится четыре атома железа. Гемоглобин – растворенное в крови вещество, подхватывающее в легких кислород и переносящее его ко всем остальным клеткам тела. Именно атом железа и является непосредственно задействованным в транспортировке, так что без железа жизнь невозможна.

На примере гемоглобина и АТФ легко понять, почему некоторые элементы требуются организму в совсем небольшом количестве. Каждая молекула гемоглобина переносит из легких к клеткам организма по четыре атома кислорода, а затем возвращается за новой порцией. Каждая молекула АТФ тоже передает только один пакет энергии, а затем видоизменяется таким образом, чтобы отправиться за следующим.

Вспомните, как строители по кирпичику возводят стену дома: ведь для строительства не требуется по отдельному рабочему для каждого кирпича! Один строитель может уложить миллион кирпичей, если будет работать достаточно долго. Даже если вам нужно уложить очень много кирпичей, для этого потребуется всего несколько строителей.

Так же и здесь: организму требуется очень много кислорода, но для его переноски хватает небольшого количества атомов железа; энергии требуется тоже много, но с этой задачей справляется небольшое количество атомов магния, присутствующих в составе соответственно гемоглобина и АТФ.

Конечно, нам не во всех случаях известно, почему для той или иной работы используется именно тот или иной элемент. К примеру, почему именно ион магния? Почему в АТФ не может использоваться, к примеру, ион кальция (имеющий практически те же химические свойства)? Вопрос интересный, но ответа на него нет.

Аналогию со строителями можно использовать и дальше – применительно к другим элементам, тоже необходимым для жизни, но в еще меньших количествах, чем даже железо. Это так называемые «рассеянные элементы», или «микроэлементы».

Давайте теперь рассмотрим пропорциональный химический состав живого организма еще масштабнее – из расчета не на десять тысяч или миллион атомов, а на миллиард. Мы получим:

999 998 000 атомов вышеперечисленных элементов,

1500 атомов цинка,

170 атомов марганца,

170 атомов меди,

125 атомов фтора,

20 атомов йода,

10 атомов молибдена,

5 атомов кобальта.

Практически весь фтор в организме входит в состав зубов. Этот элемент в общем-то не является необходимым для жизни в строгом смысле – лишь для здоровья зубов. Все остальные же микроэлементы – да, жизненно необходимы.

Атомы йода входят в состав молекул гормонов щитовидной железы. Эти гормоны управляют скоростью производства и использования организмом энергии. Самого гормона требуется для этого очень мало – ведь одного крошечного термостата достаточно, чтобы управлять огромной печью. Йод необходим для производства гормона щитовидной железы, а значит, и для жизни.

Из всех жизненно необходимых элементов в природе йод встречается реже всех. Он требуется нам в крошечных количествах, но в почве многих регионов его все равно не хватает, а значит, не хватает и в выращенных на этой почве растениях и в мясе питающихся этими растениями животных. Поэтому бывает необходимо искусственно добавлять йод в городской водопровод и изготавливать йодированную поваренную соль.

Марганец, медь, цинк, молибден и кобальт входят в состав ферментов, необходимых организму для катализа той или иной реакции (см. предыдущую главу). Раз для жизнедеятельности необходимы сами ферменты, то необходимы и входящие в их состав элементы.

Вы можете удивиться: какую пользу организм вообще может получить от кобальта, если его всего пять атомов на миллиард?

Но давайте подумаем, пять атомов на миллиард – так ли это мало в действительности? По приблизительным подсчетам, организм человека состоит примерно из 50 триллионов клеток. Но атом – гораздо меньше клетки, и в каждой клетке, как бы мала она ни была, может содержаться не менее 100 триллионов атомов.

Если из каждого миллиарда этих атомов пять – атомы кобальта, то получается, что в каждой клетке содержится в среднем по 500 000 атомов кобальта. Выходит, даже самая маленькая щепотка не так уж мала.

Итак, теперь в нашем распоряжении – рецепт приготовления человека, где расписаны все ингредиенты. Так, может быть, стоит нам взять все эти элементы в нужной пропорции, смешать и…

Но об этом – в следующей главе.

Глава 9
СОЗДАТЬ ЧЕЛОВЕКА

В сентябре 1965 года собравшиеся на 150-е национальное собрание Американского химического общества химики услышали из уст своего президента доктора Чарлза Прайса следующий призыв:

– Я хотел бы заблаговременно поднять вопрос, имеющий огромное общественное значение, которому и научное сообщество и правительство должны уделить серьезное внимание. Следует поставить национальной целью искусственный синтез живой материи! ‹…› Мне кажется, что сейчас мы отстоим от синтеза, по крайней мере частичного, живых систем не дальше, чем в 1920-х отстояли от высвобождения энергии атомного ядра, а в 1940-х – от появления человека в космосе.

Только представьте себе – синтезировать жизнь! Этому стремлению человека столько же лет, сколько самой цивилизации.

В древности, если верить Гомеру, были некие «златые девы», помогавшие Гефесту, греческому богу-кузнецу, ковать доспехи для Ахилла. В Средневековье бытовала легенда о Големе, роботоподобном глиняном существе, в которого вдохнул жизнь пражский рабби Лёв с помощью неизрекаемого имени Божьего. Из более современных сюжетов можно вспомнить сказку о Пиноккио – ожившей деревянной кукле.

Осуществится ли вековая мечта человечества или навсегда останется в области фантастики?

Именно этот вопрос и обсуждался ранее в 1960 году на собрании ученых, посвященном данной проблеме. Ученые – люди осторожные, и некоторые из них утверждали, что синтез живой материи станет возможен лишь тысячи лет спустя; другие, более смелые, называли сроки в сотни лет. Несколько дерзких оптимистов оперировали десятилетиями будущего.

Но когда этот же вопрос задали нобелевскому лауреату генетику Герману Мюллеру, он четко ответил: «Это произошло пять лет назад!»

Понятно, что утверждение о том, что живая материя была синтезирована в 1955 году, звучит несколько странновато. Что же Мюллер имел в виду?

Что ж, если слова Мюллера звучат и двусмысленно, то причина этой двусмысленности – в двусмысленности самого определения живой материи, в открытости вопроса о том, насколько простой по строению объект можно уже называть живым.

Обычный человек, не имеющий отношения к науке, назовет «живой» только достаточно сложную систему. В первую очередь, конечно, при словах «живое существо» в голову приходит не кто иной, как сам человек, и стоит задаться целью представить себе искусственно созданное живое существо, как воображение услужливо подсовывает образы типа чудовищ Франкенштейна. Самая напрашивающаяся в таком случае картинка – распростертое на операционном столе совершенное тело мужчины или женщины, над которым колдует ученый, занимаясь «вдыханием» в тело жизни с помощью какого-то хитрого излучения или химического вещества.

Разумеется, живое существо никогда не будет создано именно таким образом.

Стоит ли стараться собрать сразу целого человека-со всеми костями, мышцами, мозгом, железами и кровеносными сосудами? Ведь даже природа так не делает! Никто не вступает в жизнь готовым взрослым человеком. Все живые организмы, сколь угодно сложные, в том числе и сам человек, строят себя сами, начиная с очень простой формы (по крайней мере, по сравнению с окончательным результатом).

Живые организмы состоят из клеток – крошечных (как правило, микроскопических) пузырьков жизни. В организме человека в среднем насчитывается примерно 50 триллионов клеток, но существуют и очень простые формы жизни, состоящие всего из одной клетки, например амеба.

Но даже и те организмы, что разрастаются до триллионов клеток, начинают свое существование с одной-единственной клеточки – оплодотворенной яйцеклетки. Целый человек получается всего-навсего из крошечного пузырька живой массы, из пузырька, который еле-еле можно разглядеть невооруженным глазом при хорошем освещении и стопроцентном зрении. Из этой оплодотворенной яйцеклетки в тепличных условиях плаценты в матке матери в течение девяти месяцев формируется ребенок, в состав которого входит уже около двух триллионов клеток.

Получается, что для того, чтобы создать живого человека, достаточно всего лишь синтезировать одну клеточку – оплодотворенную яйцеклетку. Это чрезвычайно сложно, но все же проще, чем синтезировать взрослый организм целиком и сразу. Стоит только синтезировать эту яйцеклетку, и дальше все пойдет само. Конечно, надо еще обеспечить оплодотворенной яйцеклетке необходимые условия для развития, но эта задача, возможно, скоро войдет в число решаемых.

Биологи могут достаточно долго поддерживать в живом состоянии отдельные органы и куски живой ткани. Еще перед Второй мировой войной известный хирург Алексис Кэрелл сумел отщипнуть кусок сердечной ткани от эмбриона цыпленка и продержать его в живом и растущем состоянии на протяжении более тридцати двух лет (чрезмерно разрастающуюся ткань периодически приходилось обрезать). Тогда это было очень сложно сделать хотя бы потому, что ученому пришлось предпринять очень много усилий, чтобы предохранить живую ткань от заражения бактериями. Сейчас же, после изобретения антибиотиков, бактериальное заражение уже не представляет особой опасности, и поддерживать ткани в живом состоянии в лаборатории стало гораздо проще.

Проделать нечто подобное с человеческими тканями не дают сейчас проблемы лишь этического, а не технического характера. В 1961 году доктор Дэниэль Петруччи из итальянского города Болонья заявил, что сумел оплодотворить донорскую яйцеклетку в пробирке, в которой некоторое время после этого жил и развивался эмбрион [2]  [2]В настоящее время по законодательству большинства стран опыты по искусственному созданию эмбрионов разрешаются до достижения эмбрионом возраста четырнадцати дней, после чего эмбрион должен быть разрушен. ( Примеч. пер.)


[Закрыть].

Часто звучат предложения о том, чтобы замораживать сперму великих людей и помещать ее в криохранилище с целью передать выдающиеся гены как можно большему количеству потомков. Оплодотворенные яйцеклетки с той же целью тоже можно пересаживать суррогатным матерям – тогда генетическая мать сможет производить в год по 13 детей со своими генами. К тому же у молодой и энергичной суррогатной матери дети получатся более здоровые, чем получились бы у более старой генетической.

Но есть ли необходимость в суррогатных матерях вообще? Предположим, что банки спермы и яйцеклеток будут использовать в качестве источников биологического материала, а яйцеклетки будут оплодотворять и выращивать в синтетической матке, где будут искусственно воспроизводиться все необходимые условия – температура, давление, возможно, даже звуки и вибрации сердцебиения матери.

До сих пор, насколько известно, оплодотворенные яйцеклетки удавалось провести вне материнской утробы только через самые ранние стадии развития. Процесс замирал еще до того, как начинали формироваться какие-либо органы. Но если удастся изобрести какой-то аналог плаценты, то станет возможным искусственное воспроизведение всего процесса выращивания человека из яйцеклетки и сперматозоида. Ученые уже придумали для этого особый термин – «эктогенез».

Эктогенетическое развитие, конечно, будет крайне ценно для науки, поскольку позволит нам путем непосредственного наблюдения узнать многое о развитии жизни.

Да и общество, признавшее и допустившее эктогенез, получит много преимуществ от того, что эмбрионы будут развиваться в людей в идеальных условиях – избегая болезней, ударов, нехватки питательных веществ и прочих ненужных случайностей, которым они могут подвергнуться, находясь в утробе живой матери.

В условиях перенаселенности нашего мира особую важность приобретает вопрос о необходимости технологий поддержания численности населения на управляемом уровне. В условиях эктогенетического размножения людей это делать будет гораздо проще. Разумеется, к сексуальной жизни людей эктогенез не будет иметь никакого отношения – ведь и сейчас люди далеко не всегда занимаются сексом с целью заведения детей.

Кроме того, и сами эмбрионы в условиях эктогенеза станут гораздо более доступны для пристального изучения, и можно будет давать развиваться лишь тем из них, которые пройдут проверку на наличие физических или биохимических отклонений, что невозможно сделать, когда ребенок с самого начала развития находится в глубине материнской утробы.

Полное размежевание секса и размножения произведет революцию в общественном отношении к первому. Секс утратит свое значение как элемент противопоставления добра и зла и займет, наконец, свое законное место естественного человеческого инстинкта, перестав быть вечным источником неврозов.

Разумеется, есть у такого будущего и антиутопические стороны. Кто будет выбирать генетических родителей для потомства? На какой основе будет производиться выбор? Сейчас мы еще не можем сказать, насколько безопасным окажется эктогенетическое общество. Остается надеяться, что к тому моменту, как создание такого общества окажется технически возможным, мы уже будем это знать.

Но эктогенетическое общество – это не воплощение мечты об искусственном создании жизни. Эктогенез – это лишь перенос уже существующего в виде оплодотворенной яйцеклетки живого существа в другое место и доведение его там до зрелого состояния; лишь декорации вызревания изменятся при эктогенезе с плоти материнской утробы на стеклянную пробирку.

Что же можно сказать о возможности создания самой изначальной клетки из неживых материалов? Вот тогда мы бы действительно создали принципиально новое живое существо, никоим образом не происходящее от какого-либо из уже существующих.

Легко сказать… Даже одна отдельно взятая клетка – крайне сложная система, несмотря на малый размер, – гораздо более сложная, чем океанские лайнеры и небоскребы, которые мы умеем создавать.

Давайте обратимся за помощью к природе и посмотрим, как же она сама формирует клетки. Ответ оказывается простым – все существующие сегодня клетки всех живых существ происходят от других таких же клеток. Клетки, присутствующие в вашем организме, происходят от изначальной оплодотворенной яйцеклетки; она, в свою очередь, была образована из отцовского сперматозоида и материнской яйцеклетки, а те происходили, в свою очередь, от других клеток, и линии происхождения обеих этих клеток можно проследить до двух оплодотворенных яйцеклеток, из которых в конечном итоге и получились ваши отец и мать. Такую преемственность можно проследить и дальше – на миллиарды лет назад – для всех ныне живущих существ.

Но ведь когда-то, в самом начале, первые клетки ведь должны же были образоваться не из других клеток? Как же это случилось? Неизвестно. Мы можем только строить догадки.

Потребовалась великая дерзость научной догадки, чтобы ученые смогли выдвинуть предположение о том, что переход от неклеток к клеткам, от мертвого к живому, свершился в ходе слепого, случайного химического процесса. Наша западная культура была слишком глубоко пропитана представлениями о святости и уникальности жизни и совершенно не готова была признать ее результатом случайности. Слишком прочно укоренились представления о божественности, о целенаправленном сотворении живых существ, и человека в особенности, как то описывает Библия. Даже те, кто разумом отрицал истинность Библии, не могли набраться духу и избавиться от впитанных с детства представлений.

Так что неудивительно, что разрушить эту зачарованность первым сумел биохимик из Советского Союза – официально атеистического государства. Этим биохимиком оказался А.И. Опарин, чьи труды на эту тему датируются начиная с 1924 года. По его гипотезе, первые живые клетки появились благодаря неизбежному и достаточно простому природному явлению.

В частности, большую роль Опарин придавал естественному образованию капель одной из жидкостей при растворении в другой в тех условиях, которые преобладали в первобытном океане.

Сейчас, поколение спустя, в этом же направлении гораздо дальше продвинулся Сидней Фокс из Института молекулярной эволюции в университете Майами.

Профессор Фокс для начала создал химическую систему, разработанную таким образом, чтобы максимально воспроизводить условия, бытовавшие, по представлениям химиков, на Земле несколько миллиардов лет назад, и стал эту систему нагревать – уж чего-чего, а тепла, благодаря Солнцу, на нашей планете всегда было предостаточно.

Сначала в растворе находились лишь простые вещества, которые были очень широко распространены на Земле много эпох назад; и выяснилось, что одного лишь нагревания достаточно, чтобы из этих веществ образовывались аминокислоты, а затем эти же аминокислоты сами по себе объединялись в длинные белкообразные цепочки, которые ученый назвал «протеиноидами».

Лучше всего это получалось при температурах выше точки кипения воды, и некоторые биологи сомневались, что в условиях первобытной Земли такой процесс мог происходить без того, чтобы образуемые протеиноиды не распадались с той же скоростью, с какой и формировались. Однако Фокс тут же обрисовал картину, при которой протеиноиды образовывались в горячем вулканическом пепле, а затем тут же растворялись и смывались горячим дождем, не успевая в массе своей распасться.

Далее Фокс обнаружил, что при растворении его протеиноидов в горячей воде и последующем остывании раствора большие белкообразные молекулы демонстрируют тенденцию скапливаться вместе и слипаться в крошечные шарики, которые ученый назвал «микросферами».

Эти микросферы во многом напоминают простейшие клетки. По размеру и форме они напоминают маленькие бактерии. Как и клетки, они окружены некоей мембраной. Путем соответствующих изменений окружающей жидкости их, как и клетки, можно заставить раздуваться или, наоборот, ссыхаться. На них могут образовываться почки, которые могут иногда вырастать до больших размеров и отсоединяться. Они могут делиться надвое, могут объединяться в цепочки. Даже вещество внутри микросфер имеет некоторые свойства рабочих лошадок живой ткани – ферментов.

Конечно, микросферы не соответствуют ни одному определению живой ткани, но разве граница между живым и неживым непременно должна быть четкой и резкой? Многие биологи считают, что такой однозначной границы быть не может. Скорее живую и неживую материю разделяет широкая зона, находящиеся в которой объекты можно рассматривать как в некоторой степени живые, а в некоторой – неживые. Если придерживаться такой точки зрения, то микросферы, хоть им и далеко еще до собственно живой ткани в строгом смысле слова, уже не являются полностью неживыми.

Возможно, Фокс или кто-то другой сможет, подталкивая микросферы все дальше, провести их через весь путь от неживого к несомненно живому. А может быть – нет. Сложно сказать.

Может быть, попытки перепрыгнуть от ничего сразу к клетке – изначально ошибочны. Вполне возможно, что клетка – не самый подходящий объект для выбора в качестве первичной цели в попытке создать живую материю. Скорее всего, не она первой появилась на свет в ходе естественной эволюции от неживого к живому. Клетка в том виде, в котором мы ее знаем, может представлять собой не пример самой примитивной живой ткани, а результат ее долгой эволюции. Ведь на протяжении несчетных миллионов лет перед тем, как появилась первая клетка, наверняка должны были существовать более простые структуры. Просто стоило появиться на свет клеткам, как они полностью вытеснили своих предшественников в ходе конкурентного отбора, и теперь нам кажется, что проще клеток ничего нет, не было и быть не может.

Но эти «протоклетки» исчезли не совсем бесследно.

В каждой клетке содержатся еще более мелкие тела. Например, клеточное ядро, в котором находятся хромосомы, обеспечивающие механизм наследственности. Снаружи ядра в клетке располагаются митохондрии, представляющие собой энергетический аппарат. В клетках растений имеются хлоропласты – живые аналоги солнечной батареи, превращающие энергию солнечного света в пищевые запасы энергии химической.

Все эти органеллы могут представлять собой потомков протоклеток. Возможно, что протоклетки пришли к совместному существованию с образованием сложных структур как к более эффективному, чем самостоятельное. И уже эти объединения протоклеток (известные нам сейчас как клетки) и завоевали весь мир.

Самыми важными изо всех органелл можно назвать хромосомы. Каждому виду живых существ свойственно свое характерное количество хромосом. Например, в клетках человека их 46, и все вместе на определенных стадиях роста клеток они напоминают массу толстых переплетенных макарон.

Каждый раз, когда клетка делится надвое, каждая хромосома подвергается изменениям, в результате которой из одной хромосомы получается две, причем абсолютно одинаковые. Этот процесс получил название «репликация». Если проследить историю 46 хромосом любой из 50 триллионов клеток организма взрослого человека, то выяснится, что они происходят от 46 хромосом изначальной оплодотворенной яйцеклетки. А хромосомы этой оплодотворенной яйцеклетки были получены из двух родительских клеток, половина – из отцовского сперматозоида, половина – из материнской яйцеклетки. И происхождение каждой из них тоже можно проследить вплоть до оплодотворенной яйцеклетки соответствующего родителя и т. д.

Именно хромосомы отвечают за формирование ферментов в клетке. В каждом поколении хромосомы обоих родителей образовывают новую комбинацию; да и иные небольшие изменения в хромосомах тоже происходят при переходе от родителей к детям. В результате не бывает двух живых существ, чьи хромосомы в точности совпадают, а значит, в чьих клетках производятся в точности одинаковые ферменты. (Из этого правила есть одно исключение – однояйцовые близнецы, происходящие из одной и той же оплодотворенной яйцеклетки.)

Именно ферменты отвечают за химические механизмы, действующие в каждой клетке, а значит, именно они придают каждому живому существу его индивидуальность. Поэтому и следует рассматривать хромосомы как основу клетки, так же как мы рассматриваем клетку как основу взрослого живого существа.

Микросферы Фокса не имели этой важнейшей составляющей. Если бы мы могли синтезировать хромосомы, а затем внедрить их в микросферы, у нас, несомненно, получилась бы живая материя. Впрочем, если бы мы могли синтезировать хромосомы, то не исключено, что можно было бы создать им такие условия, когда они сами собрали бы вокруг себя целые клетки.

Последнее предположение не так удивительно, как кажется, поскольку имеется и непосредственное свидетельство в пользу того, что хромосомы представляют собой более базовую единицу живой материи, чем клетки. Клеток без хромосом не бывает, а вот хромосомы (несколько видоизмененные, правда) бывают и без клеток.