Мировые загадки сегодня - [42]

Постепенно стало ясным, что усложнение простейших абиогенных углеродистых соединений могло осуществляться только в определенную, неповторимую в дальнейшем на нашей планете геологическую эпоху. В этот «детский» период Земля была не только гола и мертва, но и очень инертна. Планета далеко не сразу познакомилась с гниением, ржавением, окислением, брожением и прочими, все пожирающими и все преобразующими видами окисления. Отсутствие сравнительно больших объемов кислорода и невозможность прямого глубокого окисления углеродистых соединений способствовало их сохранению и накоплению в огромных количествах в первичной атмосфере и на поверхности планеты.

В те далекие времена атмосфера еще не представляла собой того надежного щита, каким она является для Земли сегодня. Отсутствие в атмосфере свободного кислорода препятствовало образованию в ее верхней части озонного слоя, который теперь защищает нас от коротковолновой ультрафиолетовой радиации. Изобилие ультрафиолетовых лучей являлось тем источником энергии, который использовался для многих процессов, в том числе и для различных стимуляторов, при помощи которых возникали фотохимические процессы, ведущие к образованию небольшого количества, но зато порой очень сложных углеродистых соединений.

Планета клубилась парами газов, воды и пыли, то там, то тут пронизываемых вспышками молний. Вуаль миллиардолетий скрывает подробности, но научные суждения, опирающиеся на лабораторные эксперименты, в которых люди искусственно воссоздают давным-давно существовавшие на планете физические и химические условия, позволяют многое понять. Мы можем себе представить, как активные соединения углерода с водородом и их ближайшие производные периодически самопроизвольно соединяются друг с другом и, конечно, с окружающими их парами воды, сероводородом, аммиаком и другими газами. Жара и холод, молнии, ультрафиолетовая радиация, атмосферные электрические разряды, радиоактивные излучения, наконец, просто порывы ветра, клубы пыли и водяные струи — все это обеспечивало начало или затухание реакций, их активное или пассивное протекание.

Очень важной, хотя полностью и не раскрытой является картина появления первых «энергетических станций» для будущих живых организмов. В каждой живой клетке должен быть свой надежный источник энергии. Основным непосредственным источником энергии для них служат аденозинтрифосфорная кислота и другие соединения, содержащие фосфор. Но получение сложных многоатомных молекул, содержащих фосфор, не простое дело, ибо при этом необходимо в довольно длительный период времени поддерживание высоких температур порядка 200°. Туманность картины вызвана тем, что мы пока толком не можем сказать о температурных характеристиках первичной Земли. Были ли расплавленными определенные зоны или территории? Как велико было влияние на формирующуюся земную кору радиоактивного разогревания и вулканической деятельности? Тут много спорного и пока неясного. Но так или иначе постепенно образовались сложные фосфорные соединения.

В течение веков, тысячелетий, даже миллионов лет (в начальных стадиях эволюция живого проходит крайне медленно) в земных водоемах образовывались и скапливались наряду с растворами неорганических солей самые различные органические соединения, как простые, так и все более сложные. Среди последних появлялись и богатые энергией фосфорные соединения.

Лабораторные опыты С. Миллера, А. Пасынского, С. Фокса, К. Фолсома и других ученых наглядно показывают, что в подобной среде могли синтезироваться очень сложные органические соединения, в частности аминокислоты, являющиеся важнейшими составными компонентами гигантских белковых молекул. Более того, удавалось даже (например, французскому ученому Ж. Оро) в подобном растворе сложных органических соединений получить отдельные молекулярные блоки и звенья цепей белковых молекул. Американские исследователи К. Мэтьюз и Р. Мозер после непрерывного 24-часового эксперимента получили протеины, то есть простые белки, как бы основы отдельных клеток.

Биохимики Стэнфордского университета, в Калифорнии, сообщили о том, что им впервые удалось искусственно получить молекулу, которая, по их словам, способна функционировать в живом организме. Речь идет об искусственно полученной ДНК, очень похожей на наследственное вещество вируса.

За частичную расшифровку «крученой лестницы» ДНК и работы в области синтеза отдельных звеньев этих гигантских молекул руководитель группы стэнфордских биохимиков Артур Корнберг был удостоен Нобелевской премии.

Первичные естественные белки и нуклеиновые кислоты были более простыми, чем современные, но все равно чрезвычайно сложными. Главное же — отдельные части нуклеиновых кислот должны были быть наделены специфическим, строго определенным взаиморасположением отдельных, повторяющихся и не повторяющихся групп атомов различных элементов. Ведь эта специфика структуры не случайна, а вызвана эволюционным приспособлением к исполнению строго определенных функций, которые белок или нуклеиновая кислота выполняет в любом живом организме.

Где-то здесь начинаются размытые, очень неопределенные границы более высокой стадии развития жизни: возникновение в смеси сложных органических соединений самых первых, наиболее примитивных живых систем. В последних исследованиях открывается все большее значение функций управления и информации.