Происхождение жизни: истина в бульоне?

Каждый знает, как сварить бульон из курицы, но ученые вот уже больше ста лет стараются добиться противоположного - получить из бульона если не курицу, то хотя бы самое простое живое существо. Конечно, я имею в виду теории зарождения жизни из неживой материи. 

Дарвину было проще - он, как и все ученые того времени, считал живые клетки просто пузырьками с жидкостью и предполагал, что они однажды сами собой появились под действием солнечного света в «маленьких теплых лужицах». Примерно так же на это смотрел и Опарин, чья теория происхождения жизни до сих пор излагается в школьных учебниках. Там все выглядит достаточно логично: сначала идут чисто химические превращения, из неорганических веществ образуются органические, которые накапливаются в первобытном океане, образуя «первичный бульон», затем образовавшиеся крупные молекулы объединяются в нечто вроде все тех же пузырьков, а потом они вдруг приобретают способность к самовоспроизведению. Как все просто! Но ведь это - только текст. Можно ли представить себе, как это происходило в действительности?

Легче всего в этом смысле с клеточной мембраной. Двойной слой липидов, который является ее основой, действительно в определенных условиях образуется самопроизвольно. А вот поверить в случайный синтез хотя бы самых маленьких белков уже сложнее. В 1953 году Миллер проводил эксперименты, в которых с помощью электрических разрядов и т.д. из неорганических веществ были получены органические, в том числе - примерно 2 % аминокислот. С тех пор ученые добились самопроизвольного синтеза 19 аминокислот из 20 необходимых, и всех 4 азотистых оснований. Не правда ли, впечатляет? Если бы не некоторые «но»:

1. А могут ли белки вообще синтезироваться где-либо в природе, кроме живой клетки (где ферменты ускоряют и облегчают этот процесс в миллионы раз)? В экспериментах с сухой смесью аминокислот удалось заставить их полимеризоваться (правда, только в половине случаев получалась свойственная белкам пептидная связь). Но при этом из смеси приходилось постоянно удалять образующуюся воду, так как в ее присутствии реакция тут же шла обратно. Боюсь, в «первичном бульоне» спасать новорожденные полипептиды от воды было некому.

2. Как вы помните, аминокислот получалось всего 2%, а остальную массу составляли довольно активные вещества вроде уксусной и муравьиной кислоты. Так вот, химики утверждают, что в их присутствии реакция полимеризации совершенно невозможна - аминокислоты с гораздо большим удовольствием будут реагировать с ними, чем друг с другом.

3. Из самопроизвольно образующихся аминокислот для образования белка пригодна только половина - а именно, левовращающие (L-аминокислоты). Правовращающие же только все испортят. Но поскольку везде, кроме живой клетки, они вполне равноправны, то кто может помешать им вступать в реакцию наравне с левовращающими?

4. Как вы понимаете, аминокислоты в молекуле белка располагаются не как попало, а в определенном порядке, который и позволяет белку быть биологически активным. Вероятность того, что случайным образом синтезируется хоть один приличный белок (состоящий, скажем, из 100 аминокислот), будет порядка 10 в -130 степени.

5. Как следует подумав, ученые пришли к выводу, что первоначальная атмосфера Земли была совсем не такой, как в теории Опарина и экспериментах Миллера, а именно, аммиака, метана и водорода в ней, судя по всему, не было, а агрессивный кислород, наоборот, был. В экспериментах с составом газов, более приближенным к реальности, никаких аминокислот получено не было.

6. И последнее. Могут или нет белки синтезироваться самопроизвольно - это, честно говоря, вообще неважно. Потому что с некоторых пор науке известно, что жизнь есть способ существования не столько белковых тел, сколько нуклеиновых кислот. Без информации, записанной в ДНК и РНК, никакой речи о жизни быть не может.

Так что перейдем к следующему вопросу - тому самому месту, где говорилось, что первые живые существа «приобрели способность к самовоспроизведению». И тут возникает закономерный вопрос – и где же они, эти хитрые протобионты, взяли такую полезную вещь? Ведь на самом деле эта самая способность должна быть воплощена в молекуле нуклеиновой кислоты длиной не менее, чем в несколько тысяч нуклеотидов (не думайте, что это слишком много, ведь величина генома самых обыкновенных бактерий - около 5 миллионов пар нуклеотидов).

С самопроизвольным синтезом ДНК и РНК – носителей генетической информации - дело обстоит едва ли не хуже, чем с белками. Во-первых, полинуклеотид должен содержать втрое больше мономеров, чем белок, который он кодирует. И, конечно, дело не только в том, чтобы цепь была достаточно длинной, но чтобы она еще и содержала полезную информацию. Во-вторых, хотя, как уже было сказано, азотистые основания были синтезированы в эксперименте, другие важные части нуклеотидов., рибозу и дезоксирибозу, получить так и не удалось, а в 1986 году биохимик Р.Шапиро доказал, что это невозможно в принципе. А самое главное, даже если каким-то чудом случайно синтезируется эта длиннейшая цепь, она совершенно бесполезна без аппарата «считывания», переводящего информацию, записанную в ДНК, на язык последовательности аминокислот. И вот в этом месте наука заходит в тупик, выхода из которого пока не предвидится.

Вспомните главу «Синтез белка» из школьного учебника, которая как раз описывает работу этого аппарата - и вы поймете, почему за весь ХХ век биологи так и не придумали приемлемой теории возникновения жизни. Это при том, что в описании для школьников все максимально упрощено, а в институтском учебнике эта захватывающая тема занимает шестьдесят страниц. (Я вот думаю - а почему бы не издавать подобные тексты в качестве дополнения к Библии? Они славят Бога не хуже, чем псалмы!) Так вот, представить себе, что эта сложнейшая система (только рибосомы состоят из десятков белков и РНК общей длиной в несколько тысяч нуклеотидов, а еще транспортные РНК, ферменты и др.) возникла сама по себе, из ничего, просто невозможно. А попытаться ее упростить - все равно что упростить телевизор, убрав лишние проводки и детальки. Она не сможет работать.

Итак, как же выглядит возникновение жизни с учетом того, что мы узнали о ней в ХХ веке? Очень просто: сначала сама по себе синтезируется содержащая информацию цепь ДНК, потом - белоксинтезирующий аппарат, который может ее «прочитать». Потом они счастливо встречаются. С тем же успехом можно представить себе, что уникальные перепады давления в горных породах случайно создали диск с Windows 2000, потом - современный навороченный компьютер, а потом они соединяются (скажем, с помощью землетрясения) и начинают работать. Разумеется, в такое никто не поверит. А в случайное возникновение жизни верят только потому, что единственная альтернатива этому - создание жизни разумным Творцом. А это далеко не всех устраивает. Ведь если Он все сотворил, значит, у Него была какая-то цель. И тогда приходится задумываться над тем, выполняем ли мы эту цель и к чему все это приведет.

Нет, честное слово, научный прогресс завел нас в какое-то странное место. Все-таки в Х1Х веке атеистам было легче...