Компьютерра, 2007 № 31 (699) - [11]

Итак, Викрамасингх опирается на данные о наличии в кометах водяного льда, разнообразной органики, а также глиноподобных слоистых силикатов, которые могут быть катализаторами и источниками нужных жизни элементов. Викрамасингх считает, что благодаря радиоактивному разогреву внутри комет вода могла существовать в жидком состоянии многие миллионы лет. Общая масса глиноподобных минералов в составе комет в нашей галактике выше, чем масса глин на Земле [Не хочется тратить много слов, но обратите внимание: кометы всей галактики сравниваются не с планетами той же галактики, а почему-то только с одной!], и, значит, возникновение жизни на кометах вероятнее, чем на Земле…

Для оценки новой гипотезы полезны слова самого Викрамасингха, вынесенные в эпиграф. 25 лет назад этот ученый был противником случайного возникновения жизни. Нет оснований сомневаться в невероятности примитивнейшей версии гипотезы абиогенеза: предположении, что органические молекулы сами собой случайно сложились в живую клетку. В качестве альтернативы чуду создания жизни благим Творцом предлагать создание жизни чудом слепого случая? Такое решение устроит лишь того, кто поистине религиозно верит в отсутствие Бога.

А возможно ли иное происхождение жизни на основе случайности? Естественный отбор – механизм, который позволяет накапливать последствия случайных (и закономерных) благоприятных изменений самовоспроизводящихся систем. Представьте себе мяч (например, футбольный), который подпрыгивает на месте благодаря энергии из какого-то источника. Может ли он в результате небольших прыжков в случайном направлении оказаться на крыше многоэтажного дома? Ответ «нет» не верен. Если на крышу ведет лестница из множества маленьких ступенек, такой подъем становится возможным. Но, заскочив в подъезд или поднявшись на первую ступеньку, мяч тут же может вернуться обратно! Значит, нужен механизм, «фильтрующий» изменения, ведущие в определенном направлении. Такой фильтрующий механизм – естественный отбор.

Итак, при определенных условиях малые ненаправленные изменения могут обеспечить кардинальную трансформацию всей системы. В соответствии с рассмотренной аналогией для возникновения жизни необходимы три условия:

• возможность полного спектра переходов между неживыми и живыми системами;

• возможность переходить из одних состояний в другие, близкие, в силу случайных или закономерных причин;

• действие естественного отбора, преимущественно сохраняющего и воспроизводящего "более живые" системы.

Насколько можно судить на основании современных данных, все эти три условия выполнялись на молодой Земле и выполняются на многих других планетах.

Планеты находятся в потоке энергии, рассеиваемой центральным светилом. Если планеты вращаются, это приводит к циклическим изменениям количества энергии, падающего на их участки. Если они имеют атмосферу и гидросферу, неравномерность нагрева приводит к циркуляции этих оболочек, вовлекающей в себя также поверхность литосферы.

На поверхности таких планет идут химические реакции, в том числе с различными органическими соединениями [Достаточно легко образующимися (и разрушающимися) как в условиях планет, так и в космосе]. В зависимости от циклической смены условий обратимые реакции будут переходить из одного равновесного состояния в другое и обратно. Одни и те же превращения веществ могут обеспечиваться различными конкурирующими реакциями. Среди них с точки зрения происхождения жизни особенно интересны те, для которых характерен автокатализ. В общей форме такие реакции можно представить в виде R + A > 2A, где A – автокатализатор, молекула, способствующая синтезу аналогичных ей молекул, а R – необходимый для этого ресурс (ресурсы).

Одним из самых актуальных примеров автокаталитических реакций является так называемая формозная реакция Бутлерова, которую интенсивно изучают в Институте катализа СО РАН. В ходе этой реакции формальдегид (CH2O) в водном растворе в присутствии извести олигомеризуется, образуя моносахариды: nCH2O > (CH2O)n. Это автокаталитическая реакция: наличие в среде моносахаридов существенно повышает выход конечного продукта. Разные моносахариды обладают разной автокаталитической активностью; в зависимости от условий протекания реакции меняется состав получаемых в ее ходе продуктов. Например, в присутствии апатита (фосфата кальция, распространенного минерала) в ходе формозной реакции возникает в основном рибоза – моносахарид, входящий в состав РНК, ДНК (с небольшой модификацией) и АТФ [А тут и фосфатные группы, нужные для синтеза РНК, ДНК и АТФ, оказываются рядом!].

Важнейшее следствие автокатализа – то, что он позволяет включиться естественному отбору. Самые эффективные и устойчивые из автокаталитических реакций преобразуют бо, льшую часть имеющихся ресурсов и вытеснят свои аналоги.

Итак, до того как естественный отбор запустил эволюцию жизни, он обеспечивал эволюцию «преджизни» – геохимических автокаталитических процессов. Как же могла эволюционировать эта «преджизнь»? Мы пока не знаем конкретики, но о многом уже можем догадываться. Так, вероятно, между уровнями, соответствующими синтезу рибозы и синтезу РНК, есть набор промежуточных ступенек (согласно первому из сформулированных нами условий).