Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции - Лев Кривицкий

Химические предшественники РНК могли возникать в слоях глин на краях этих слоёв либо между слоями. Глиняный каркас и явился в соответствии с данной гипотезой как бы матрицей для создания оттисков в виде структур РНК, которые в длительном процессе естественного отбора превратились в механизмы белкового синтеза.

В 1990-е годы появилось немало гипотез, призванных обосновать определённый физико-химический путь зарождения жизни. В них предполагается возникновение предшественников жизни (протобионтов) в геотермальных источниках на океанском дне, в тонких плёнках органических веществ, возникающих посредством адсорбции на поверхностях кристаллов пирита или апатитов.

Определённое значение в современных дискуссиях о путях биохимической эволюции жизни сохраняет концепция профессора Московского университета А.П. Руденко, изложенная в 1969 г. в книге «теория саморазвития открытых каталитических систем». В этой книге он характеризует свою концепцию как общую теорию химической эволюции и биогенеза. Согласно этой концепции, химическая эволюция происходит на основе саморазвития каталитических систем, а главным эволюционирующим веществом, так сказать, движущей силой эволюции выступают катализаторы. Руденко сформулировал положение, рассматриваемое им как основной закон химической эволюции.

Согласно этому положению, эволюционные изменения катализаторов проявляются в том направлении, в котором проявляется их максимальная активность. Это означает, что превосходство в уровне энергии, полученное за счёт базисной реакции с большим выделением тепла, позволяет системе получить преимущество в конкуренции за продолжение существования по отношению к другим системам. По мере роста активности каталитических систем, достигнутого посредством повышения их энергетического потенциала, с наибольшей вероятностью и скоростью реализуются и возможности их прогрессивного развития.

Открытость этих систем, обеспечивающая приток новой энергии и вывод готовых продуктов, способствует процессам самоорганизации и нарушению равновесия в химической среде. Это в свою очередь запускает процессы автокатализа и самоускорения базисных реакций. Однако это самоускорение, достигнув определённого уровня, начинает сдерживаться постоянством температуры, вследствие чего возникает так называемый первый кинетический предел. Он преодолевается лишь отдельными каталитическими центрами путём их преобразования в центры функциональных циклов.

Затем, уже на предбиотической стадии, подготовленной этими преобразованиями, самоускорение реакций вновь начинает сдерживаться, на этот раз концентрацией реагирующих веществ. Так возникает второй кинетический предел. Он в свою очередь может быть преодолён лишь некоторыми наиболее сложными каталитическими системами, которые выделяются из общей массы, переходят к самостоятельному существованию и приобретают способность пространственного дублирования. Так возникает самовоспроизведение систем и начинается переход от химической эволюции к биологической, от химического отбора каталитических реакций к естественному отбору биологических систем.

Концепция А. Руденко соединяет в себе теорию катализа с синергетическим подходом, что в настоящее время отвечает запросам «научной моды». Фактически автор вплотную подошёл к описанию поведения мобилизационных структур, но лишь на уровне химических реакций.

Различные модели биохимической эволюции могут отражать не только различные альтернативы возникновения жизни (одна из которых близка к реальности, а другие не соответствовать ей), но и разные пути формирования жизни, некоторые из которых могли некогда реализоваться, подобно тому, как разные реки сливаются в единое море.

Возникновение жизни – это поворотный пункт эволюции Вселенной. Там, где этот поворот совершается, полностью изменяется ход эволюционных процессов, сам способ эволюционирования. В этом и только в этом заключается ключ к разгадке вечной загадки происхождения и сущности жизни. Нужно изучать способ эволюционирования, без этого мы не продвинемся ни на шаг. Вполне справедливым в этом смысле представляется высказывание американского исследователя Дж. Хоргана о том, что «перейти от бактерии к человеку – меньший шаг, чем от смеси аминокислот к этой бактерии». Образовав жизнь, эволюция тем самым преобразовала сама себя и открыла возможность последовательного прогресса живых существ, являющихся уже не только объектами, но и субъектами эволюции.

11.3. Механизм формирования первичной жизни

Главной нерешённой проблемой и «ахиллесовой пятой» модели биохимической эволюции Опарина-Холдейна, которая с дополнениями М. Эйгена сохраняет своё значение в качестве эталонной модели в сфере объяснения происхождения жизни, является неспособность мысленного воспроизведения механизма перехода от предбиологической эволюции к биологической. Остаётся неизвестным, каким образом из неживых органических веществ возникли сложнейшие структуры, предопределившие способность к размножению и унаследованные всем огромным разнообразием последующей жизни вплоть до настоящего времени.

Оставалось только предположить, что генетические структуры возникали чисто случайным путём за счёт перебора астрономически огромного числа вариантов за время не менее миллиарда лет. Так, американский генетик Г. Меллер прямо и недвусмысленно определял происхождение жизни следующим образом: жизнь возникла в форме гена, элементарной единицы наследственности путём случайного сочетания атомных групп и молекул, встречавшихся в водах первичного океана.

Но такая трактовка первичной эволюции жизни так же далеко выходила за пределы теории эволюции, как креационизм и теории панспермии. Всемогущая случайность просто подставлялась на место Всемогущего Творца или могущественных пришельцев из космоса и на самом деле ничего не объясняла. В конечном счёте оппоненты этой трактовки весьма эффектно продемонстрировали её ошибочность и бесполезность. В 1966 г. немецкий биохимик Г. Шрам опубликовал расчёты вероятности случайного образования сочетания нуклеотидов РНК вируса табачной мозаики. Поскольку число таких нуклеотидов одного из простейших организмов составляет около 6000, вероятность возникновения такой длинной цепи случайностей составила бы не более 1:102000. Эта вероятность так мала, что её недостаточно для того, чтобы за миллиард лет синтезировать хотя бы одну полноценную генетическую структуру вируса. А ведь таким путём пытаются объяснить всё огромное разнообразие жизни!

Ещё более жёстко несостоятельность теории случайной самосборки генетических структур выразил Ф. Хойл, который заявил, что эта теория настолько же нелепа и неправдоподобна, как утверждение о том, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, привёл к сборке «Боинга-747».

Отрицание возможностей «самосборки» и самоконструирования жизни приводит к отрицанию эволюционного пути зарождения жизни и поиску Генерального Конструктора на небесах или в Космосе за пределами Земли. Между тем как астрономические, так и геологические исследования со всей убедительностью показывают чисто геоцентрический характер земной жизни (что отнюдь не означает геоцентричности жизни как космического процесса и только подтверждает космичность процесса жизнепорождения в его земном варианте). В XXI веке мы всё лучше, подробнее узнаём уникальные особенности нашей планеты, те естественные предпосылки, которые сделали её эйкуменой, прародительницей и средой возникновения и развития жизни. Её положение в Солнечной системе, масса космического тела, наличие гидросферы и атмосферы, температурный режим, история формирования, химическое разнообразие поверхности, наличие плотной коры, тектоника литосферных плит – всё способствовало формированию жизни земного типа и одновременно блокировало факторы, препятствующие ему, включая жёсткое космическое излучение, перепады температур, резкие изменения климатических условий и т. д.

Сама по себе эта своенравная изменчивая планета с её косными структурами и мёртвым безразличием к своим созданиям, массово вымиравшим в процессе её изменений, была достаточно суровой «колыбелью» для порождённой ею жизни. Её эволюция создала необходимые но недостаточные предпосылки для возникновения жизни. Образно говоря, Земля сыграла роль «кастрюли», в которой сварился первобытный биохимический «бульон», но чтобы в этом «бульоне» возникли первичные формы жизни, понадобилась активность химической «начинки» самого «бульона». Именно благодаря этой активности за очень длительный период времени сформировалась способность к самокопированию путём воспроизведения структурных особенностей первоначального варианта эволюции. Вполне естественно, что научно обоснованное решение проблем происхождения жизни оказывается неполным вследствие нерешённости проблемы возникновения генетического кода, обеспечивающего механизм такого самокопирования.