Текст книги "Жизнь как она есть: её зарождение и сущность"

Эпилог

Следует ли инфицировать галактику?

Нам осталось обсудить еще одну тему. Даже если окажется, что мы никогда точно не узнаем, как именно зародилась когда-то жизнь здесь, все же в будущем мы можем столкнуться с практическим вопросом: должны ли мы попытаться породить нашу форму жизни где-нибудь в другом месте Вселенной? А если так, как нам следует это сделать?

Многие из этих вопросов уже рассмотрены в главе 8. Мы можем рассчитывать, что к тому времени (если мы не уничтожим себя по собственной глупости) мы сможем решить, есть ли у ближайших звезд планеты, возможно, разместив на Луне усовершенствованные новые приборы. Мы можем даже более или менее узнать, как образовалась наша Солнечная система, благодаря длительному исследованию других планет, пояса астероидов, комет и т. п. Это может позволить нам приблизительно подсчитать, на каких планетах может быть довольно благоприятная окружающая среда. Можно ожидать, что конструкция ракет в значительной степени усовершенствуется, поэтому они смогут летать на очень большие расстояния и надежно функционировать в течение длительных периодов времени, даже если они не смогут достигнуть скорости света.

Имея все это в своем распоряжении, как нам следует поступить? Возможно, что одной из самых несложных могла бы стать попытка осуществления того, что уже сделали на Марсе: отправка не людей, по крайней мере, в первый раз, а приборов, которые могли бы передать нам данные. Даже это явно простое необходимое условие, по-видимому, является технологически далеко опережающим то, что мы можем сделать сегодня. Успешный вывод космического корабля на орбиту потребовал бы затруднительного проявления инженерного искусства, особенно после такого длительного полета и на такое расстояние. На орбите он воспринимал бы намного меньше, чем если бы он смог опуститься на твердую поверхность планеты (если бы таковая имелась), кроме того, его доставка на поверхность потребовала бы даже еще более совершенной техники. Некоторые из этих проблем можно было бы решить, если бы мы отправили с этим поручением людей, но это ставит новые проблемы, при этом не последнее значение имеет обеспечение их прибытия живыми. Шансы основания ими колонии в очень неблагоприятных условиях, в которых, вероятно, они там окажутся, или возвращение обратно живыми представляются бесконечно маловероятными. Как с иронией предположил Томми Голд, самый вероятный исход, если они вообще туда доберутся, окажется таковым, что некоторые бактерии, которые они везли, достигнут первозданного океана, выживут там и размножатся долгое время спустя после гибели астронавтов. В таком случае, почему бы просто не послать в первую очередь бактерии? Как только мы остановимся на этом варианте, многие наши конструкторские проблемы упростятся, как мы уже говорили в предыдущих главах. Если существует какое-то упражнение для ума, которое заставляет разум более благосклонно взглянуть на направленную панспермию, то оно как раз заключается в представлении того, что мы сами могли бы сделать в будущем при исследовании и заселении космического пространства.

Но заметим, что в своем восторге перед возможностью инфицировать своих соседей мы упустили одну небольшую деталь. Что если на выбранной планете уже развивалась другая форма жизни? Смогут ли наши потомки решить, что жизнь была очень распространена во Вселенной или же, наоборот, очень необычна, мы не можем знать. Мы не можем даже оценить, насколько правильны могут оказаться их предположения. Техника для того, чтобы решить, есть ли у соседней звезды планеты и каковы они, видимо, дело не слишком далекого будущего, но техника, необходимая для того, чтобы решить, есть ли там та или иная форма жизни или нет, видимо, появится в очень далеком будущем. Мы можем представить эти проблемы в меньшем масштабе, когда пытаемся обнаружить, есть ли какая-нибудь форма жизни на планетах и их спутниках в нашей собственной Солнечной системе. Единственные надежные данные поступают только с тех небесных тел, на которых осуществлялась высадка. Стремление исследовать космическое пространство, вероятно, достигнет высокой степени задолго до того, как мы сможем узнать, присутствует ли там, где мы исследуем, какая-нибудь форма жизни.

Трудно представить, каковы будут последствия этой ситуации. Наши потомки столкнутся с новыми проблемами в космической этике. Имеем ли мы право, как высокоразвитые существа, нарушать хрупкую экологию другой планеты? Следует ли нам обязательно уважать жизнь, какую бы форму она ни принимала? Эти же дилеммы стоят перед нами на Земле, как вам скажет любой вегетарианец, хотя не многие люди стали бы уважать право на жизнь вирусов оспы. Возможно, среди наших потомков возникнут глубокие разногласия, хотя я не могу отделаться от мысли, что именно мясоеды захотят исследовать космическое пространство, а вегетарианцы, скорее всего, будут против этого.

Следует мимоходом заметить, что, по моему мнению, все эти опасения не имеют отношения к космическим кораблям, которые мы сейчас посылаем за пределы Солнечной системы. Даже если в них нашли приют какие-нибудь бактерии, то весьма маловероятно, что эти немногие микроорганизмы вынесут как путешествие в космосе, так и проникновение в другую Солнечную систему. Вероятность, что они инфицируют другую планету, столь мала, что было бы глупо с нашей стороны мучиться над этим.

Существует один очевидный довод, почему с решением вопроса не следует торопиться. Поскольку, если повезет, у нас впереди тысячелетия и поскольку с течением времени мы, наверное, узнаем больше и сможем браться за решение более трудных задач, то к чему торопиться? Но даже этот аргумент предполагает, что мир будет политически стабилен в течение неопределенного периода времени. Если этого не случится, то со стороны могущественных группировок, которые захотели бы продвинуться вперед в этой работе, безусловно, будет ощущаться давление, чтобы не возникли обстоятельства, при которых она никогда не смогла бы завершиться. По моему пристрастному убеждению, не следовало бы настаивать на продвижении вперед слишком настойчиво, если вообще есть возможность ждать. Нам не следует необдуманно загрязнять галактику.

Приложение. Генетический код

Генетический код – это небольшой словарь, который устанавливает связь между языком нуклеиновых кислот из четырех букв и языком белков из двадцати букв. Каждый триплет оснований соответствует определенной аминокислоте, за исключением трех триплетов, которые обозначают завершение полипептидной цепи. Код изложен в стандартной форме, воспроизводимой в противоположной, понять которую, вследствие использования аббревиатур, можно за одну-две минуты. Четыре основания информационной РНК представлены своими первыми буквами: Урацил, Цитозин, Аденин, Гуанин. Каждая из двадцати аминокислот представлена тремя буквами, обычно первыми тремя буквами своего названия. Таким образом, ГЛИ означает Глицин, ФЕН – Фекилаланин.

В качестве примера рассмотрим левый угол кода. Мы видим, что как УУУ, так и УУЦ кодируют фенилаланин, поскольку в этой позиции записано ФЕН. В нижнем правом углу мы видим, что глицин (ГЛИ) закодирован всеми четырьмя триплетами, которые начинаются с ГГ, то есть ГГУ, ГГЦ, ГГА и ГГГ. Большинство аминокислот имеют несколько так называемых «кодонов», но триптофан имеет только один, УГГ, также как и метионин, АУГ.

Довольно удивительно, но триплет АУГ также является частью сигнала «начало цепочки», поскольку все цепочки начинаются с метионина или его близкого родственника. Эта исходная аминокислота обычно отщепляется до завершения синтеза белка.

Приведенный ниже код – это стандартный код, которым пользуется огромное большинство систем по синтезу белка, обнаруженных у животных, в растениях и в микроорганизмах. В этой схеме не отражены недавно установленные некоторые незначительные отклонения. В соответствии с этой новой информацией, гены внутри митохондрий человека используют для обозначения триптофана как УГА, так и УГГ. УАА кодирует скорее метионин, чем изолейцин. Таким образом, в митохондриях человека все аминокислоты кодируются, по крайней мере, двумя триплетами. Вместо обычных трех существует четыре СТОП[7] 7
  Аббревиатура СТОП обозначает три триплета, которые могут завершать полипептидную цепь.


[Закрыть] кодона (УГА теперь обозначает триптофан), поскольку АГА и АГГ также кодируют скорее СТОП, а не аргинин.

Другие виды митохондрий, например, такие как у дрожжей, похожи, хотя отклонения от стандартного кода не полностью совпадают с отклонениями митохондрий человека.

РНК и генетический код

РНК очень похожа на ДНК. Вместо сахара дезоксирибозы, она содержит обычную рибозу (отсюда название РибоНуклеиновая Кислота), которая имеет одну -ОН-группу, дезоксирибоза которой имеет -Н-группу. Три из четырех оснований (А, Г и Ц) идентичны основаниям ДНК. Четвертое, Урацил (У), является близким родственником Тимина (Т), поскольку тимин – это как раз урацил с —CHз-группой, заменяющей -H-группу. Это оказывает незначительное влияние на спаривание оснований. У образует пару с А так же, как в ДНК, Т спаривается с А. Можно сказать, что РНК пользуется тем же самым языком, что и ДНК, но с другим акцентом. РНК может образовывать двойную спираль, похожую на двойную спираль ДНК, но не вполне ей идентичную. Она может также образовывать смешанную двойную спираль, в которой одна цепочка принадлежит РНК, а другая – ДНК. В общем и целом, длинные двойные спирали РНК встречаются редко, молекулы РНК обычно однонитевые, хотя часто свертываются на себя в обратную сторону с целью образования коротких отрезков двойной спирали.

Как установлено, в современных организмах РНК используется с тремя целями. В немногих мелких вирусах, таких как вирус полиомиелита, она используется вместо ДНК в качестве генетического материала. Некоторые вирусы имеют однонитевую РНК, а другие двунитевую. РНК используется также в структурных целях. Рибосомы, сложное собрание макромолекул, которые являются фактическим местом синтеза белка, состоят из нескольких структурных молекул РНК, которым содействуют несколько десятков различных молекул белка. Молекулы, которые служат местом стыковки аминокислоты и связанного с ней триплета оснований, также созданы из РНК. Это семейство молекул РНК называется тРНК (транспортные РНК) и используется для перемещения каждой аминокислоты в рибосому, где она будет добавлена в растущую полипептидную цепь, которая, по завершении, станет свернутым белком.

Третья и, возможно, самая важная цель использования РНК клеткой – это информационная РНК. В повседневной деятельности клетка пользуется не самой ДНК, а вместо этого сохраняет ее в качестве архивной копии. В рабочих целях она создает множество копий РНК избранных участков ДНК. Именно эти ленты информационной РНК направляют процесс синтеза белка на рибосомах, используя генетический код, кратко описанный в приложении.

При любом обстоятельном обсуждении проблемы возникновения жизни свойства молекул тРНК принимают угрожающие размеры, поскольку существует сильное подозрение, что сначала появились именно они или их упрощенный вариант, если не в самом начале зарождения системы саморепликации, то, по крайней мере, вскоре после этого. Молекулы однонитевой нуклеиновой кислоты и, в частности, РНК часто свертываются на себя, поворачиваясь в обратную сторону для создания коротких отрезков двойной спирали там, где позволяет последовательность оснований. Молекулы тРНК – отличный тому пример. Остов не свисает свободно, а сворачивается в относительно компактную и довольно сложную структуру. Это выявляет в одной точке набор из трех оснований (он называется антикодоном), который спаривается с соответствующими тремя основаниями (они называются кодонами) информационной РНК. тРНК действует в качестве адаптера, с аминокислотой на одном конце и антикодоном на другом, поскольку механизма, с помощью которого аминокислота может распознать кодон (соответствующий триплет оснований на информационной РНК) прямым методом, не существует. Поэтому специфика современного генетического кода воплощена в наборе молекул тРНК, по крайней мере, одного типа (и обычно больше) для каждой аминокислоты, которая соединяется с каждой аминокислотой соответствующих молекул тРНК. Информация для создания всех этих важных компонентов для синтеза белка (и многого другого) сейчас закодирована в генах, в соответствующих участках ДНК.

Литература для дальнейшего чтения

Goldsmith, Donald, Editor, The Origin for Extraterrestrial Life. A Book of Readings. Mill Valley, California: University Science Books, 1980.

Это сборник статей (с комментариями редактора), первая из которых написана Джордано Бруно и опубликована в 1584 году. Большая часть статей написана относительно недавно. В сборник вошла первая наша совместная с Оргелом статья о направленной панспермии. Некоторые из них носят довольно специальный характер, но широкого читателя непременно сможет пленить очарование большей их части.

Jastrow, Robert, and Malcolm M.Thompson, Astronomy: Fundamentals and Frontiers. New York: John Wiley and Sons, Inc., Second Edition,

Отличное руководство для образованного читателя, поскольку оно специально предназначено для студентов-гуманитариев. Хотя здесь нет математики, материал изложен на довольно продвинутом уровне. Самая слабая часть – раздел в конце книги о вирусах.

Miller, Stanley L., and Leslie E.Orgel, The Origins of Life on Earth. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, Inc., 1974.

Изложение на основе самых последних достижений науки подходит для любого читателя, имеющего научную степень в любой области.

Orgel, Leslie Е., The Origins of Life. New York: John Wiley and Sons,

Эта интересная книга, пожалуй, несколько труднее настоящего руководства, она написана с учащимися средней школы, занимающимися научной деятельностью, но все же может быть понятна широкому кругу читателей.

Stryer, Lubert, Biochemistry. San Francisco: W. H. Freeman & Company, Second Edition, 1981,

Watson, James D., Molecular Biology of the Gene. Menlo Park, California: W. A. Benjamin, Inc., Third Edition, 1976.

Обе книги на самом деле являются учебниками для студентов колледжей, но они обе написаны в живой, интересной манере и могли бы послужить дальнейшим источником для чтения любому, кто желает глубже вникнуть в химические основы современной биологии. Различие между биохимией и молекулярной генетикой не должно нам мешать. Как сказал Артур К. Фрицман (Arthur К. Fritzman): «Теперь мы все специалисты по молекулярной биологии».