Что было, когда еще ничего не было

От событий прискойской эры не осталось ничего вещественного. Однако не так трудно вообразить, что происходило на Земле в то время. Все исходные для жизни элементы (углерод, азот, кислород, фосфор и сера) возникли на Солнце при термоядерном синтезе и были вынесены солнечным ветром в пространство. Вместе с частицами межзвездной пыли, на которых уже образовались некоторые органические соединения, эти элементы накапливались на Земле и других планетах. 4, 2–3, 8 млрд лет назад Земля подобно всем соседним планетам подверглась тяжелой метеоритной бомбардировке. Метеориты не только изрядно поколотили поверхность нашей планеты, но и оторвали от нее Луну.

Но главное – гости из космоса могли ежегодно доставлять на Землю 400 т, а вместе с оседавшей пылью – более миллиона тонн органических веществ. Метеориты (углистые хондриты), скорее всего, и нанесли достаточное количество углерода, одного из самых обычных теперь на земле элементов. В самой планете его не было. Содержится углерод только в карбонатах, угле, нефти и атмосферных газах, куда попал в результате жизнедеятельности организмов.

В жидкой среде, плещущейся не менее 4, 4 млрд лет, происходило развитие все более сложных органических веществ – аминокислот, жиров и так далее, вплоть до простейших клеточных органелл. Одним из последствий массированного метеоритного удара (особенно если некоторые небесные камушки имели свыше 500 м в поперечнике) могло быть выпаривание всего первичного океана. На несколько тысяч лет густая, влажная, наполненная органикой атмосфера окутала Землю. В ней, заряжаясь энергией гроз, жесткого излучения и метеоритных взрывов, ускоренными темпами вызревала жизнь.

В пробирке легче всего получить четыре основные аминокислоты и другие органические молекулы, на основе которых построены все более сложные органические соединения. Достаточно только найти способ их накопления. Таких природных накопителей было множество: серно-железные пузырьки, грани фосфатных и глинистых минералов, поверхность водной толщи, подсыхающая кромка морей и соленые заводи.

Все, необходимое для сборки простейшего организма, уже получено в лабораториях. Искусственно выращиваются рибосомы, способные связывать нуклеотиды в подложку, на которой возможна сборка основы всей земной жизни – молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК). Создаются практически любые молекулы-предшественницы. Осталось лишь соединить два конца одного процесса цепочкой РНК. Биохимия движется вперед настолько стремительно, что, пока я допишу эти страницы и они через редакторские правки дойдут до читателя, искусственная РНК или ДНК уже будет извиваться в пробирке. Нужны только руки, деньги и время. Деньги и время в данном случае понятия взаимозаменяемые. Чем меньше дается одного, тем больше требуется другого.

Уже упоминавшийся Фрэнсис Крик отметил, что в биомолекулярном мире РНК и ДНК представляют собой «туповатых блондинок, пригодных исключительно для размножения». Если в отношении ДНК это действительно верно, то РНК не вполне такова. Эти молекулы не только хранят наследственную информацию, ной осуществляют обмен веществ, производят белки, ускоряют сборку органических соединений, помогают воспроизведению ДНК. А главное – РНК способна к самовоспроизводству. Поэтому, получив РНК, можно не заботиться обо всем остальном.

Конечно, движение от наиболее простых органических соединений к сложным, подобным РНК, не было прямолинейным. Существует целый ряд органических соединений, которые обладают сходными свойствами. В метаново-этановом океане на спутнике Юпитера Титане вполне могут образовываться псевдобелки. В них вместо сшивающих белки привычных химических связок, названных пептидными (греч. «пищевой»):

NH – C

II

О используются аммиачные:

NH – С–

I

NH

Надо предполагать, что РНК выдержала достаточно жесткое соперничество в предбиологическом мире и среди подобных ей соединений оказалась наиболее приспособленной к земным условиям. Уже на химической стадии развития жизни эволюция происходила по дарвинскому типу: конкуренция и выживание наиболее приспособленных.

Для лучшего сохранения и передачи информации (носителями которой являются гены) ДНК пришла на смену РНК. ДНК не намного сложнее, но ее двойная спираль позволяет надежно хранить информацию и восстанавливать ее в случае повреждения одного из участков. Принцип ДНК используется в компьютере. Можно лишиться почти всего, записанного на одном диске, и восстановить потери с помощью других дисков. С появлением устойчивой ДНК, с помощью которой можно создать практически неограниченное количество почти одинаковых особей, организмы получили возможность стать ископаемыми.