Эмбрион — на грани жизни

Наука и Техника

Георгий Блок

Библейская легенда о семидневном сотворении мира — неба, земли и всего живого — долгие столетия приходилась по вкусу нашим предкам. Она производила впечатление ответа на невысказанные вопросы прихожан, принуждала чтить всемогущество творца, но несла в себе зародыш будущих споров, сомнений: все ли так легко и просто?
Неужели небо — излюбленная обитель гордого бога — или, еще того хуже, преисподняя, где окопался дьявол,— и есть места, откуда, случайно выскользнув, произошла жизнь? В библейских сказаниях тщетно будем шарить в погоне за какими-нибудь подробностями: их нет и в помине.
Да что там библия! В нашем XX веке среди ученых бытовало мнение о бесперспективности поисков каких-либо следов возникновения жизни. Вот красноречивое свидетельство — слова английского биохимика Фредерика-Гоулена Гопкинса при его вступлении на пост президента Лондонского королевского общества:
— Возникновение жизни в истории Вселенной — самое замечательное, но вместе с тем самое невероятное событие, о котором мы знаем только то, что ничего не знаем.
Самое невероятное событие!..
Таким оно представлялось совсем недавно. В самом деле, человечество от начала начал отделяют миллиарды лет, каким же образом можно проникнуть в заповедную тайну возникновения жизни, первой ее крупицы?!
Среди ученых бытует слово «биопоэз». Оно как бы сочетает в себе два разнородных понятия: с одной стороны, становление жизни (частица «био»), с другой — сугубо лирическая его картина (частица «поэз»). Биопоэз словно настаивает на невозможности научно познать момент возникновения жизни из мертвой, неодушевленной материи, говорит, что это можно представить себе только в лирических образах.
Жизнь должна была не только возникнуть, но и таить в себе могучие силы, противостоять напору бесчисленных враждебных стихий, всегда быть готовой к схватке с ними. И, несмотря ни на что, не погибнуть, выжить.
Естественно сложились две позиции: либо жизнь занесло из беспредельного космического пространства, либо же сама планета извергла ее. В своем неукротимом стремлении к истине наука не оставила без внимания ни одной возможности, обсуждает каждую.
Стало ясно: внутри земного шара нет кухни дьявола, впрочем, так же, как в небесах нет очага богов. И первое и второе как будто пришлось отбросить. Тем не менее и «земная» и «небесная» точки зрения имеют в своих рядах сторонников и противников. Идут споры, ведутся исследования, ставятся остроумные опыты.
Космическая теория зарождения жизни принадлежит шведскому ученому Сванте Аррениусу.
Он полагал, что жизнь к нам забросило из мирового пространства, то есть своим происхождением она обязана, по крайней мере, звездному скоплению нашей галактики, к которой относится и Солнечная система.
Возможно ли такое? Наука дает утвердительный ответ: да, возможно. Доказано, что ни космический холод, близкий к абсолютному нулю, ни различные смертоносные излучения не могут умертвить микробы, бактерии, споры или вирусы, если они находятся в состоянии анабиоза, почти полной приостановки всех жизненных функций. Время тоже бессильно перед анабиозом или какими-то другими формами полного затухания жизни. Микробы и другие невидимки проносятся через космос метеоритами. Правда, «небесная» точка зрения оставляла открытым вопрос: а все-таки где и когда зародилась присланная к нам жизнь?…
Однако может ли жизнь обойтись и без вмешательства космоса, собственными ресурсами, иметь чисто земное происхождение? Да, может, утверждает теория, выдвинутая известным советским биохимиком академиком Александром Ивановичем Опариным. В 1972 году ей исполнилось полвека, ее юбилей отмечался в Москве научной сессией.
Книга А. И. Опарина «Возникновение жизни на Земле», выпущенная у нас перед Великой Отечественной войной, совершила триумфальное шествие по миру.
Ей посвящены международные симпозиумы, конференции; исследователи разных специальностей во многих странах всесторонне обсуждают ее выводы, пытаются в опыте воспроизвести переходную стадию между живым и неживым, заставить молекулы химических веществ природы приобрести свойства живой материи.
Если бы современному молодому человеку удалось перенестись на уэллсовской «машине времени» в прошлое, на два-три миллиарда лет, его глазам предстала бы странная и мрачная картина нашей планеты.
В черной неизмеримой высоте пламенело, словно изодранное, солнце; чудовищные вздутия и бездонные провалы рассекали горячую и бугристую пустыню; вулканы, окутанные дымом и полосами огня, извергали пепел, раскаленные растворы и каменные бомбы; тучи, пронизанные фиолетовыми вспышками, обрушивали вниз потоки жидкой Грязи.
Словом, это была геологическая эра, не «запятнанная» никакими признаками жизни. Однако жизнь стучалась у ворот, пыталась их приоткрыть. Но не могла — еще не наступило положенное время.
А теперь совершим прыжок через пространство и время, вернемся в наш XX век. Лифт поднимет на верхотуру Московского университета на Ленинских горах. Конечно, лифт не столь эффектный вид транспорта, как пресловутая «машина времени», однако с его помощью можно проникнуть сквозь бесчисленные наслоения веков.
Длинный коридор ничем не отличается от тысячи других, как и дверь с табличкой, гласящей, что здесь находится Лаборатория люминесцентных исследований географического факультета МГУ.
Именно благодаря люминесценции — холодному свечению ртутно-кварцевой лампы — удалось проникнуть во многие загадочные природные явления, побывать в неведомой стране, отделенной от нас миллиардами лет. Обязанности гида в путешествии взяла на себя руководительница лаборатории, доктор геолого-минералогических наук профессор Вера Николаевна Флоровская.
Она берет со стола румяное яблоко. Оно миниатюрное уподобление нашей планете, состоящей из ядра, мантии и коры. И если мантия и кора даже в масштабе соответствуют мякоти плода и его кожуре, то ядро занимает относительно больше места, чем косточки в сердцевине яблока.
— Над чуть остывшей Землей,— начинает свой рассказ профессор Флоровская,— затянутой намного более тонкой пленкой, чем современная кора, плыла вечная спутница — Луна. Она-то и дала имя эре, предшествующей геологической, протяженностью в несколько миллиардов лет. Мягкую, податливую кору всюду прорывала, проплавляла жидкая огненная магма. Испускаемые газы стали формировать атмосферу. Наверх выносило и простейшие углеводороды — будущую основу жизни. Из-за нестерпимого жара они тут же разрушались, распадались, исчезали.
Флоровская рисует картину первоначального развития земной коры. К концу лунной эры кора настолько утолстилась, что вулканы — отдушины верхней мантии — действовали только на разломах. Высокие температуры и давления заставляли углерод слагать залежи графита и алмазные трубки. На поверхности появились участки, куда оседали водяные пары, возникали мелкие, сильно минерализованные, то есть перенасыщенные солями водоемы. Однако это мало отражалось на воздушном океане, если так можно назвать зачаточную атмосферу.
За лунной наступила первая геологическая эра — архейская. Она охватила период примерно в полтора миллиарда лет. Почти весь архей земная кора продолжала утолщаться, температура на поверхности постепенно падала. И когда она опустилась ниже плюс 100 градусов Цельсия, пары сгустились, и вниз хлынули яростные потоки воды; они заполняли углубления и низменности, образуя обширные, но по-прежнему неглубокие бассейны горько-соленой воды.
На протяжении этой эры происходили процессы усиленного химического разрушения и преобразования земной коры. Кислоты гидросферы извлекали из юных горных пород металлы, создавая растворимые и нерастворимые соли; какая-то часть пород выделилась в виде окиси кремния, чтобы, непрерывно изменяясь, со временем образовать горные массивы, а другая часть, полностью раздробленная,— стать будущей почвой.
Бесчисленные водоемы становились все более пресными, нейтральными. Тогда-то и возникли благоприятные обстоятельства для образования полимерных соединений, главным образом из аминокислот и порфирина — красящего вещества.
Однако порфирин не просто краска алого цвета, а вещество, которое обладает необычайной «общительностью». Он жадно соединяется почти со всеми элементами периодической системы Менделеева. И, кроме того, энергично перехватывает, улавливает солнечные лучи.
Полимерные соединения вырастали повсюду, где разливалось зеркало воды. Ее тонкий слой как бы прикрывал их от жгучего коротковолнового ультрафиолетового излучения из космического пространства, убивающего все живое. А там, где вода высыхала или отсутствовала, полимеры распадались, гибли. Формирование коры к концу архея завершилось, ускорился переход различных веществ в гидросферу из атмосферы, где главную роль захватила углекислота; другими участниками были водяные пары, метан, азот и инертные газы.
Большое, исторически важное событие произошло, когда в газовом океане из продуктов распада углекислоты и водяного пара родился свободный кислород. Благодаря ему в верхних слоях атмосферы сформировался озоновый защитный экран. Словно бдительный страж, он останавливал, поглощал или отбрасывал назад в мировое пространство злые ультрафиолетовые лучи, не давая космическим квантам высоких энергий прорваться к поверхности, вредить макромолекулам, уничтожать их.
…Спокойно, уверенно звучат слова моей собеседницы, звучат так, точно ей довелось присутствовать при грандиозных катаклизмах, при событиях хотя и затерянных в безднах времени, но запечатленных в каменной летописи прошлого, отдаленного двумя-тремя миллиардами лет.
— Оборонительный, непробиваемый слой озона,— продолжает профессор Флоровская,— помог аминокислотно-порфириновым сополимерам стать на нашей планете зародышем жизни, названным мною э м б р и н о. Его главное свойство — воспроизводить себе подобных, восстанавливать себя, взаимодействуя с окружающей средой, а также переносить энергию.
Она говорит, и все яснее и ярче очерчиваются контуры этого чудесного события. Обильное сырье и энергия, необходимые становлению жизни, непрерывно поступали из верхней мантии неисчерпаемой и щедрой кладовой природы. Началось массовое образование макромолекул и на их основе — живых систем, то есть эмбрино.
Так наступила переходная пора, закончилось господство геохимической эволюции, или, образно говоря, мертвой, бездыханной материи; пробил час эволюции биохимической, эры жизни, где венцом станет разум.
Профессор Флоровская — геохимик, нефтяник. Нефть-то и привела ее к оригинальным и перспективным выводам, позволила выдвинуть собственную гипотезу становления жизни. Нефть и жизнь, по словам исследовательницы, как бы поделили между собой земную кору. Нефть завладела нижним этажом, подвалом, до слоя грунтовых вод; жизнь — первым этажом, где есть живительный кислород.
Настойчивый анализ дал возможность руководительнице лаборатории выведать, какие соединения легли в основу эмбрино, что предшествовало и способствовало его появлению на нашей планете.
— Проблема происхождения жизни отнюдь не сугубо теоретическая,— говорит Вера Николаевна.— Напротив, у нее есть вторая сторона — практическая. Проницательные ученые XX века — Владимир Иванович Вернадский, Константин Эдуардович Циолковский, Фредерик Жолио-Кюри — уделяли внимание этой актуальной и трудной проблеме. Раскройте их труды, задумайтесь над тем, что они писали.
Вот короткие цитаты из произведений этих крупных исследователей. Вернадский: «Непосредственный синтез пищи, без посредничества организованных существ, как только он будет открыт, коренным образом изменит будущее человека». Жолио-Кюри: «Не столько атомная энергия, сколько массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу, произведет подлинный переворот в энергетике». По расчетам Циолковского, количества солнечной энергии достаточно, чтобы прокормить не менее десяти тысяч триллионов населения.
— Видите, какие перспективы открываются перед теми, кто стремится синтезировать, получить белок из неорганических материалов. Естественно, теория должна стать здесь компасом в исследованиях живого вещества, искусственно воссозданного белка…
Проще сказать, занимаясь загадкой становления жизни, исследователи тем самым приближаются к взятию бастиона искусственного белка, крепости энергетического изобилия, к решению проблемы номер один современной биохимии. Раньше у ученых, исследующих проблемы жизни, не было столь точных и верных инструментов изучения, как теперь. Приходилось довольствоваться догадками, порой блестящими, почти фантастическими, но не подкрепленными экспериментом.
В шестидесятых годах каждая область естествознания приобрела своего рода магический ключ, открывающий почти любой замок: техника — полупроводники, лазер, что-то вроде гиперболоида инженера Гарина, математика — вычислительные машины третьего поколения, химия — синтез и полимеры, неведомые природе, геология — сейсмическую съемку, люминесцентные лампы… На страницах научных и популярных журналов запестрело выражение «на молекулярном уровне». Иначе говоря, человек взялся за мельчайшие частицы вещества, которые как бы в первозданном виде хранят все присущие ему свойства. Молекулярный уровень исследований, например, разрешил расшифровать код наследственности, многие причины аллергических болезней.
Вера Николаевна протягивает мне крупный обломок какой-то породы серого цвета.
— Это гакманит, минерал глубин. Он не радует своей красочностью, не правда ли? Однако у него есть в запасе и другой цвет, яркий, привлекательный…
— Трудно поверить.
Академик А. И. Опарин беседует с профессором В. Н. Флоровской
— Минуточку терпения…
Зашторивают окна, в лаборатории наступают сумерки. Едва глаза привыкают к темноте, как над столом, где лежит обломок минерала, загорается люминесцентная кварцево-ртутная лампа. В ее лучах камень словно сменил одежды, по нему как бы провели кистью с яркой желтовато-оранжевой краской, не осталось и следа серого цвета.
— Таким его извлекают из недр земли, из мрака вечной ночи. Гакманит не любит солнечного света, даже рассеянного. И если сразу не принять мер предосторожности, скажем, упаковав в черную бумагу, то после короткого пребывания в комнате он теряет свою чудесную «глубинную» окраску, выцветает, делается тусклым, каким вы его только что видели.
Причина пылающей окраски — молекулы красителя неорганического происхождения.
Ничтожно малой примеси такого красителя достаточно, чтобы вернуть камню его прежний нарядный вид. Кроме люминесцентной лампы, нет иного способа столь быстро придать обломку утраченную было красоту и, что гораздо важнее, обнаружить одиночные молекулы углеводородов, запрятанные в трещинах, щелях и на поверхности камня.
Волшебный фонарь как бы развязывает язык молчаливых макромолекул. Забегая вперед, скажу: благодаря люминесцентной лампе идея ученого шагнула смелой гипотезой вверх на ступеньку. Помог и здесь молекулярный уровень исследований.
Беседа наша текла тихо, мерно, почти академично. Вера Николаевна продолжала рассказывать, что некогда, видимо, в конце архея, эмбрино зародились в одной или сразу во множестве теплых первозданных лужиц и начали неумолимо, дружно расти, разеивэться, умножаться в числе. А спустя сотни и сотни миллионов лет жизнь широко и властно объяла всю поверхность планеты. Как заметил в своей книге «Звезды и люди» американский астроном Харлоу Шепли, «развитие макромолекул происходило естественным путем и довольно энергично!» Надо только, с юмором добавляет старый звездочет, «поместить правильно выбранные молекулы в подходящую среду и предоставить их самим себе — они сделают все, что нужно»…
И тут внезапно для меня обрела современное звучание старинная фантастическая легенда о том, что в недрах земли неиссякающим потоком течет эликсир вечной неистребимой юности, эликсир жизни.
— Какое природное явление, — говорит моя собеседница,— сохранило себя, преодолело череду миллиардов лет? Это вулканы. Они обладали гигантскими жерлами, извергали острова лавы, выплевывали озера крутого кипятка, облака пара, выкидывали тучи пепла и каменных бомб. Однако и сегодня — да и впредь! — они продолжают выносить на поверхность те же вещества; вулканы усеяны горячими источниками и фонтанами гейзеров. Следы древнего вулканического разгула дожили до наших дней, не исчезнут и в будущем, через миллионы и миллионы лет. Даже там, где давно нет огнедышащих гор, остались и действуют их отпрыски—горячие минеральные воды, как, например, на Кавказе…
Снова вынужден забежать вперед: после того, как Вера Николаевна вернулась из экспедиции в Армению, где изучала целебные источники курорта Джермук, прославленного со времен седой древности, она еще тверже укрепилась в своих позициях.
Нет, нет, речь идет не о лечении мучительных недугов, хотя целительные свойства минеральных источников, бьющих высоко в горах, получили новое, оригинальное объяснение. Суть совсем в другом. Вот грубая схема ее гипотезы: жизнь приходит из неведомых глубин земли. Точнее, неодушевленное сырье, из которого строятся белковые вещества, извергают горячие минеральные источники, гейзеры на склонах вулкана. По пути туда, где царствует день, оно испытывает многообразные изменения. Главное происходит снаружи: ультрафиолетовое излучение Солнца (недавний безжалостный враг!), смягченное защитным озоном, преображает в тонком слое воды вещество глубин в юный белок, в эмбрино.
Подчеркиваю, преображает, а не преобразило когда-то однажды: примитивная жизнь, праматерь всего живого, зарождается всегда и постоянно, миллиарды лет назад и сегодня, каждую секунду. Так было, есть и так будет впредь!
Жизнь не тонкая, случайная пленка плесени, которая, по уверению английского астронома Джемса Джинса, бог весть откуда была занесена на нашу планету, а результат естественной неизбежной эволюции, следствие простого, но неотвратимого развития неорганических соединений.
— Вы, вероятно, хотите знать предысторию вопроса?— спрашивает профессор Флоровская.— Что заставило меня заняться проблемой «первой искорки», впоследствии названной эмбрино? Моя профессия: я геолог, разведчик недр, а поиски черного золота тесно связаны с его образованием, одной из великих загадок природы.
Сто лет кипит спор, не затухает жаркая схватка по поводу происхождения нефти — органическое оно или неорганическое? Сторонники органического провозглашают: подобно каменному углю, нефть образовалась из остатков когда-то живших организмов. Другие — к ним принадлежит и Вера Николаевна — считают, что нефть возникла в результате эволюции магматического флюида на последней стадии гидротермального процесса, когда высокие температуры и давления стали резко падать.
Многое натолкнуло на мысль, что нефть и живое вещество имеют общих предков. Флюиды — исходный материал верхней мантии — миновали неорганическую стадию развития в глубинах и по пути наверх эволюционировали. Нефть не дотянула до почвенного покрова, застряла в коре, а жизнь закрепилась на ее поверхности и обрела движение.
Сырьем послужили одни и те же элементы периодической системы: углерод, водород, азот, кислород, а также их производные, различные углеродистые соединения. Процесс синтеза начался, по-видимому, где-то в вулканических каналах. Выброшенные в мелководье, первые макромолекулы превращались в прозрачные крупицы, росли и распадались. К тому же они не обладали главной чертой живого, тем, что отличает его от мертвой материи: способностью к воспроизводству себе подобных, своего потомства, пусть самого примитивного, первобытного.
Эта, общепринятая теория обходила молчанием, как бы пропускала момент становления жизни, предоставляла его вдохновению лириков. Исследовательнице подсказала решение нефть.
Нефть встречают преимущественно там, где в земной коре есть разломы. Выделяемые через них газы несут следы водорода и окиси углерода, так называемого угарного газа. Вдвоем они дают начало углеводородам нефти и углеводам, из которых получают белковые вещества и порфирины.
Еще одно существенное обстоятельство. В породах, где залегает нефть, обязательно присутствует компания щелочных металлов — калий, натрий, литий — вперемешку с хлором, йодом, бромом.
Вероятно, без этих элементов невозможен синтез органического вещества. Они своего рода катализаторы, ускорители, из-за них процесс резко убыстряется, хотя сами они не расходуются. Во всяком случае, по этой схеме в лаборатории искусственно создают углеводороды.
— Жизнь — это процесс, направленный на восстановление системы, состоящей минимум из двух молекул, путем взаимодействия ее с окружающей средой — водой, насыщенной углекислотой,— подчеркивает моя собеседница, словно читая книжный текст.— Какие это две молекулы? Аминокислота и порфирин, которые всегда встречаются в воде источников. Образованный ими сополимер приобрел качества, присущие каждому из них, а главное — унаследовал способность порфирина резко ускорять процесс воспроизводства себе подобных.
Порфирин не только общителен, как уже говорилось, но и весьма привлекателен, притягивает к себе «сердца» металлов, например, железа, магния, марганца и великого множества других. По своему строению и составу этот пигмент очень сходен с хлорофиллом растений и гемоглобином — красящим веществом крови. Сходство строения с гемоглобином поразительно, и когда в молекулу входит железо, они похожи друг на друга, как братья-близнецы.
Чем-то вроде хлыста стал порфирин, подстегнул первозданное белковое вещество, принудил только что рожденный сополимер к обмену с окружающей средой. К тому же молекула белка, подобно свитеру или чулку, плотно облегла молекулу порфирина.
Он-то и начал руководить, вести «переговоры и дела» с внешним миром, равнодушным и враждебным. Порфирин навсегда связал свою судьбу с белком.
Раньше думали, что он биохимического происхождения и появился спустя много времени после возникновения жизни. Сейчас, когда его в массовом количестве производят синтетически, стало ясно, что он не следствие, а как бы предшественник жизни, ее неизменный спутник, подобно аминокислоте.
Магний в центре молекулы хлорофилла тоже не сидит «сложа руки»; он поддерживает обмен веществ в растениях. Примерно ту же роль выполняет при дыхании животных и человека гемоглобин — регулятор процессов восстановления и окисления.
Сообщества, составленные из различных молекул, оказались весьма жизнестойкими. Одни — например, молекулы порфирина — захватывали солнечную энергию, другие запасали ее впрок, третьи ускоряли химические процессы, четвертые штамповали себе подобных.
…Словом, не только многим нашлась работа, но и произошло, так сказать, разделение труда.
Таким рисуется первый миг, великий и простой, когда на нашей планете замерцала заря жизни.
Впервые это событие произошло свыше двух с половиной миллиардов лет назад, в архейскую эру. И повторялось множество раз, а не однажды.
— Вы, конечно, хотите знать, какое, собственно, отношение к биопоэзу имеет моя поездка в Армению, на минеральные воды Джермука? Самое прямое. Эта поездка — как бы вынесенный за стены лаборатории эксперимент, эксперимент в мастерской самой созидательницы-природы.
Поговорка гласит: на ловца и зверь бежит! Она вспомнилась мне, когда Вера Николаевна поведала, как ей удалось на Кавказе, в Джермуке, «пятачке», исхоженном тысячелетиями вдоль и поперек, посещаемом с незапамятных времен, обнаружить нечто важное и убедительное.
Тут, поблизости от скважин, на травертиновых щитах — естественных натеках, образованных веществами, приносимыми глубинными водами,— вырублены ванны, где люди находят исцеление от различных недугов. Да и вода активнее, чем в бутылках.
Не правда ли, кому угодно покажется неожиданным и удивительным, что в водах Джермука найдены никому не ведомые вещества? Ведь анализы воды производились достаточно часто и тщательно. Что же, изменился состав воды? Нет, он стабилен.
Ожидаемые неожиданности подстерегали путешественницу. Она взбиралась на крутые и обрывистые каменные берега реки Арпа, на высоте двух с лишним тысяч метров в горах Кавказского хребта. Из самого «пекла» Земли напрямую бьют мощные струи термальных, горячих источников, шумно стекают с травертинов, плотных туфов.
Одну пробу за другой брала исследовательница оттуда, где вода не соприкасается с биосферой, с бесчисленными предосторожностями набирала в бутылки кристально прозрачную воду, закупоривала и уносила в походную лабораторию.
— Когда я рассказывала медицинскому персоналу курорта, что охочусь за органическим веществом, одни недоверчиво пожимали плечами, другие в недоумении разводили руками, третьи скептически улыбались. И демонстрировали мне горы анализов за многие десятилетия. Дескать, глядите, все перечислено, а белка нет и в помине.
В походной лаборатории завешивались окна, в полутьме вспыхивала волшебная лампа Аладдина, на современном языке — кварцево-ртутная. Первая же попытка увенчалась успехом, затем другая, третья. Залитые холодным огнем люминесцентных светильников, бутылки, вернее, вода немедленно откликнулась на зов, словно озарилась, засияла, переливалась голубовато-желтым светом, светом, присущим углеводородам. Это было хотя и неожиданно, но звучало как одобрение и сигнал торжества.
Как же происходит великое таинство природы? Излитая на поверхность Земли, вода растекается по травертиновым щитам. Углекислота улетучивается, вода становится более щелочной, то есть меняет концентрацию водородных ионов. Наступает благоприятный момент для появления первого биотока…
Именно в таких условиях, под действием солнечных лучей, в неодушевленном белке из глубин запульсировал электрический ток, образовался первичный живой белок, способный не только взаимодействовать с окружающей средой, расти, но и размножаться. Свежая минеральная вода смешивается с давней, старой, и в ней появляются студнеобразные комочки макромолекул. Будто в популярной, знакомой каждому с детства сказке, встреча «живой» и «мертвой» воды венчается чудесной вспышкой жизни. И таких вспышек в солнечных лучах одновременно мириады! На пластах травертинов в присутствии еще неизвестных катализаторов аминокислота
соединяется с порфирином, также извергнутым глубинами. Солнечные ультрафиолетовые лучи как бы поощряют порфирин, помогают ему схватиться, слиться с аминокислотой, доставленной из глубин…
И вот тут-то возникает эмбрино, искорка жизни.
— Может быть, я не права, — задумчиво продолжает моя собеседница, — но мне показалось примечательным одно любопытное явление. На плоских травертиновых плитах раскиданы колонии мельчайших зеленых чешуек, весьма примитивной формы растений. Занесло откуда-то споры? Но откуда им взяться, ведь кругом их нигде нет. Нигде, кроме как на обломках травертина.
Кстати, еще одно разительное наблюдение. Когда в походную лабораторию принесли еще влажные, только что сколотые пористые куски травертинов, под лучами люминесцентной лампы по ним точно проносилось красное пламя, они пылали жарким пурпурным огнем, характерным для порфирина. Но так было в походной лаборатории. Заботливо упакованные и доставленные в лабораторию Московского университета, они поразили своим непостоянством,
проявили дурной нрав, закапризничали. Их поставили под ртутно-кварцевые светильники, но ожидаемого эффекта получить не удалось. Обломки никак не реагировали, промолчали, словно утратили способность полыхать красным пламенем после перевозки.
Они как бы умерли, отсвечивали холодным голубоватым светом, таким же, как вода Джермука.
Неужели, вырванные на несколько дней из привычной среды, они могли утратить свойственную им цветовую гамму?
Вероятно, еще немало загадок и вопросов встанет перед исследовательницей на пути к цели.
По-разному сложились судьбы древнего и современного юного белкового вещества. На пустынной планете его появление привело к началу жизни. Первые студнеобразные комочки типа эмбрино были слабыми, не очень приспособленными к сложной и трудной обстановке. Многие, едва возникнув, не успевали развиться и тут же гибли, превращались в смолы. Другие — те, что выживали,— становились единственными и полновластными хозяевами мелководных озер, морей.
Белки, углеводы, углеводороды попадали в горные породы, принимали участие в образовании залежей полезных ископаемых. Самые древние проявления жизни дошли до нас в виде различных органических красителей, порфиринов. Не они ли виновники разнообразной окраски некоторых минералов?
Современный юный белок, вероятно, можно обнаружить во многих минеральных источниках, например, в Иеллоустонском парке на американском континенте, в вулканических озерах на Камчатке, в Новой Зеландии, Исландии и Италии и в других уголках нашей планеты, где сохранились следы вулканической деятельности.
Во многих термальных источниках здравствуют и процветают различные бактерии. Это термофилы, теплолюбивые виды. Одни окисляют водород, другие — азот, третьи — углеводород, четвертые — окись углерода… И заняты этим невидимые труженики с незапамятных времен.
— Мне думается,— говорит профессор Флоровская, — целебные качества минеральных вод (в последние годы установлены их высокие агрономические свойства) в какой-то степени зависят от присутствия юных белковых веществ. Вспомните, минеральная вода не очень любит перевозки и лучше всего действует именно там, где только что вырвалась на поверхность.
Кажется, потому не удаются попытки искусственно воспроизвести минеральную воду, ее лечебные свойства. А ведь химический состав ее строго воспроизводится.
Не присутствием ли юного белка объясняются удивительные, полностью не расшифрованные особенности некоторых видов смол, мумиё, озокерита, черного золота? Недаром на курорте в Баку нафталановой нефтью неплохо лечат разные болезни — кожные, сосудистые…
А морская вода, например, черноморская? В чем секрет ее благотворного влияния на организм человека? Не в юном ли белке? Откуда он там взялся?
Дно Черного моря изрезано, испещрено громадными трещинами, разломами, затянутыми илом, песком, галькой. Однако это не препятствует, не мешает газовым флюидам, выделяемым глубинами, подниматься вверх, насыщать воду. Они содержат необходимое «строительное» сырье. Белок синтезируется в морской воде, и она, естественно, становится целительной.
Еще одно доказательство в пользу того, что термальные воды стали колыбелью живого. Это сходство среднего состава минеральных вод и живого вещества, состава, который словно получен по наследству. Теперь нельзя исключить источники минеральной воды из биопоэза!
Сейчас усилия биологов, биохимиков направлены на то, чтобы разгадать тайну строения белка, а значит, воссоздать его искусственно. Самый лучший, надежный, проверенный веками путь — посоветоваться с природой, отправиться в ее мастерские, позаимствовать ее опыт. Может быть, это приведет к успеху?!
— Понятно, я далека от мысли,— напоследок говорит моя собеседница,— что гипотеза, выдвинутая мной, непогрешима, совершенна во всех деталях и частностях. Хочется совместно с другими обсудить ее, уточнить. Как показала практика, такой обмен мнениями необходим, полезен, плодотворен, открывает новые горизонты перед исследователями.

А. И. Опарин, академик
Несколько слов о том, как решить проблему
В настоящее время широкими кругами естествоиспытателей во всем мире признается, что возникновение жизни на Земле не было какой-то «счастливой случайностью» (как это думали еще недавно), а представляло собой закономерное событие, вполне доступное объективному научному изучению. В основе этого события лежала эволюция углеродистых соединений, которая происходила во Вселенной еще задолго до возникновения нашей Солнечной системы, а затем получила свое развитие при образовании Земли как планеты и при формировании ее коры, гидросферы и атмосферы.
Условно можно разделить весь этот длившийся в течение миллиардов лет процесс на следующие этапы:
1) возникновение углеводородов, цианидов и их ближайших производных в космическом пространстве и при формировании Земли как планеты;
2) независимое от жизни, абиотическое превращение на земной поверхности исходных углеродистых соединений во все более и более сложные органические вещества, раствор которых образовал так называемый «первичный бульон» в водах земной гидросферы;
3) самоформирование в этом «бульоне» многомолекулярных открытых систем, способных взаимодействовать с окружающей их внешней средой и на этой основе способных расти и размножаться простым дроблением (образование так называемых «пробионтов»);
4) дальнейшая эволюция этих «пробионтов», совершенствование их обмена веществ, молекулярной и надмолекулярной структуры путем предбиологического отбора и возникновение на этой основе первичных организмов.
Уже это краткое перечисление этапов показывает, что решение проблемы возникновения жизни может быть осуществлено только путем тесной кооперации ученых различных специальностей. И действительно, сейчас в этом решении участвуют астрономы, физики, химики различных специальностей, биохимики и биологи. Очень большое внимание этому вопросу в последнее время начинают уделять и геологи, геохимики и палеонтологи. Об этом свидетельствует тот исключительный интерес, который был уделен проблеме возникновения жизни на происходившем в прошлом году в Канаде 24-м Международном геологическом конгрессе. Представленные на нем многочисленные палеонтологические исследования докембрия обнаруживают ископаемые остатки микроорганизмов в очень древних породах, возраст которых исчисляется в два и более миллиарда лет.
Наряду с этим широко развернулось и химическое изучение присутствующих в этих или даже в еще более древних породах органических соединений.
Основная цель всех относящихся сюда работ состоит в том, чтобы сомкнуть все более усложняющиеся химические образования с наиболее примитивными формами жизни.
С этой точки зрения геохимические исследования профессора В. Н. Флоровской представляют несомненный интерес. Можно, конечно, соглашаться или не соглашаться с ее общими теоретическими построениями, но, безусловно, нужно приветствовать участие исследователя земных недр в общей работе над разрешением проблемы возникновения жизни.

Журнал Юность № 6 июнь 1973 г.

Оптимизация статьи — промышленный портал Мурманской области

Share and Enjoy:
  • StumbleUpon
  • Facebook
  • Yahoo! Buzz
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • MySpace

Запись опубликована в рубрике Наука. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

семь + 10 =