Первыми организмами могли быть кристаллы глины - [8]

В какой последовательности вступали в действие органические молекулы? Мне кажется, что все началось с фотосинтеза, в котором использовался углекислый газ атмосферы и который на первых порах приводил к образованию молекул типа муравьиной кислоты.

Однако значительно интереснее другой вопрос — о том, каким образом происходило объединение более сложно устроенных молекул до появления ферментов. Как происходило образование нуклеотидов? Для этого должны были сложиться необходимые для их формирования системы, включающие многие химические реакции и другие процессы, например процессы очистки; причем все должно было осуществляться в строго заданной последовательности. Такая система не могла быть результатом случайных процессов: она должна была быть организована. У достаточно развитых организмов, «сделанных» из глины, в роли организующего начала мог выступать естественный отбор. С какими же физическими объектами имел он дело до того, как к работе приступили молекулы белков? Я думаю, что до появления ферментов в организмах действовал какой-то более «старомодный» аппарат, в чем-то схожий с теми, которые имеются в лабораториях химиков-органиков или химических заводов. В них наряду с колбами, пробирками, насосами, ионообменными и адсорбционными колонками широко применяются и весьма малоспецифичные катализаторы.

РАЗНООБРАЗИЕ ФОРМ минералов глины — один из фактов, говорящих о возможной роли глин в построении примитивных организмов. Кожистый галлойзит показан на этом рисунке с разным увеличением: он образован массой нитей, часть которых представляет собой полые трубочки. (Микрофотографии сделаны при помощи электронного микроскопа.) Очень маленький отросток едва заметен при увеличении в 130 раз (слева). При увеличении в 1000 раз на нем выявляется петля (е середине). При увеличении в 26 000 раз видно, что он представляет собой полую трубочку (справа).

С учетом сказанного мы переходим к заключительной части представлений о минералах глин как основных веществах, из которых сформировались первые организмы. Коль скоро нам нужны катализаторы (довольно неспецифические), мы легко обнаружим их среди минералов глин. Точнее, если нам нужен достаточно простой аппарат типа тех, о которых только что шла речь, то существует множество обычных глин, которые могли бы быть использованы для его построения. Как его части объединились и какие силы отбора действовали при этом — неясно.

Скептики могут задать три вопроса:

I. Почему кристаллические гены не являются обычным компонентом окружающей нас природы, если они на самом деле состоят из простых веществ и если их эволюция — это естественный процесс?

Я мог бы предложить четыре ответа на этот вопрос: 1) быть может, кристаллических генов вообще не существует; 2) генетические минеральные вещества встречаются весьма редко; 3) подходящие условия для репликации минеральных генов складываются нечасто; 4) минеральные гены, прошедшие определенный путь в эволюции, встречаются часто, но мы не умеем их различать. Оставляю выбор ответа читателю.

В любом случае я не могу представить себе, что современные организмы на основе глин могут вновь достигнуть такой фазы развития, что станут способны использовать органические молекулы. Слишком большую конкуренцию составляют им ДНК-содержашие микроорганизмы. То же самое можно сказать и о предковых формах: сегодня их также, наверное, не существует.

II. Имеем ли мы право приписывать маленьким кристаллам глин свойства живого?

Первые организмы были, скорее всего, весьма непредставительными и, я бы сказал, неживыми. Организм нужен как предпосылка эволюции, но «жизнь» — это что-то совсем иное, нечто необычное, некая на вид целенаправленная сложность, которая могла. сформироваться в результате эволюции. Но на более поздних стадиях первичные организмы, как мне кажется, должны быть уже живыми с любой точки зрения.

III. Какие эксперименты нужно провести?

Поверхность раздела между глиной и молекулами органических соединений в настоящее время интенсивно изучается. Эта работа в основном ведется в Эймсском центре НАСА, расположенном близ Маунтин-Вью в Калифорнии. Дж. Лоулесс и его коллеги выяснили, каким образом ионы металлов, таких, как медь и цинк, могут способствовать связыванию нуклеотидов с глинами. Они также обнаружили, что ионы глин обладают селективным каталитическим влиянием на аминокислоты. Работая в этом же центре, М. Мортланд из Университета шт. Мичиган обнаружил, что кофермент пиридоксальфосфат может функционировать как фермент, если он находится в комплексе с медьсодержащими монтмориллонитовыми глинами. Н. Лахав из Еврейского университета вместе с Д. Уайтом из Университета в Санта-Клара и Ш. Чангом из Эймсского центра выяснили, каким образом глины, подвергающиеся периодическому смачиванию и высушиванию, могут способствовать соединению молекул аминокислоты глицина. В этом циклическом процессе происходит перенос энергии от окружающей среды к органическим молекулам.

Механизм преобразования энергии должен был быть необходимой составной частью организмов, за исключением самых примитивных. Л. Койн из Калифорнийского университета в Сан-Хосе нашла, что для этой цели вполне могли служить каолинитовые глины. Они могут собирать энергию из окружающей среды, которая выделяется при радиоактивном распаде, сохранять ее и высвобождать в тех случаях, когда структура глины нарушается определенным образом, например при ее смачивании или высушивании.