Часть 3. Эволюция мертвых

А нефть побережем для лекарств, производства пластмассы и моторных масел.

Сейчас, на момент написания этой книги, в мире надвигается экономический кризис. Есть мнение, что это обычный долгопе-риодический технологический спад, связанный с исчерпанием технологий (завершение так называемого цикла Кондратьева). Спад должен смениться многолетним подъемом. Только для это­го подъема нужны новые технологические прорывы. Кто знает, быть может, водородная энергетика станет для мировой эконо­мики тем, чем когда-то стала для нее нефть - новым технологи­ческим прорывом.

Гл*ёл ЛЧ

Химия и жизнь

Вот это, между прочим, очень тонкий нервный вопрос - зарож­дение жизни на Земле. Бесчисленные боговеры проводят много­мудрые подсчеты, в которых «доказывают»: жизнь на Земле само-произвольно-де зародиться не могла, потому что вероятность это­го события столь ничтожна, что для этого не хватит всего времени существования Вселенной, скорее тайфун, пронесшийся по авто­мобильному кладбищу, соберет целый автомобиль из обломков, нежели в результате случайного смешения молекул появится жизнь... ну и прочий бред.

Конечно, в результате случайного смешения молекул живая клетка не построится, ясный пень. Но природе и не нужно было сразу строить такую сложную вещь, как клетка или даже ее часть -митохондрия, например. Шла эволюция, то есть постепенное усложнение с закреплением результата. Если данная органическая молекула устойчивее в данной среде, нежели другая, то она и «выживает». Если молекула настолько сложна, что у нее уже есть намеки на обратную связь, то есть какое-то первичное реагирование на среду - это уже новая ступень в усложнении.

Жизнь поначалу развивалась очень неспеша. Эволюция живо­го шла по экспоненте, то есть с постоянным нарастанием темпа. Стало быть, самый сложный, самый первый ее участок - молеку­лярная эволюция, когда природа буквально «тыкалась вслепую» -должен был занять самый длинный этап на временной оси. Дар­вин удивлялся, что эволюции потребовалось так много времени для создания жизни. А мне удивительно, что первые - самые при­митивные - одноклеточные организмы появились на Земле так быстро - всего через несколько сотен миллионов лет после рож­дения планеты. Это должно было занять гораздо больше времени!

Для иллюстрации нарастающих темпов эволюции обычно при­водят следующую временную шкалу - сравнивают время существо­вания нашей планеты с одним годом и на этом масштабе стано­вится ясно, что такое эволюционный взрыв.

Итак, допустим, формирование планеты Земля завершилось 1 января. Тогда первые клетки появились в конце марта - начале апреля.

Черви возникли в начале ноября.

Первые позвоночные - в начале декабря.

Динозавры появились 20 декабря.

115

Часть 3. Эволюция мертвых

Глава 14. Химия и жизнь

Первые приматы - 28 декабря.

Обезьяны появились 31 декабря.

Неандертальцы появились к вечеру 31 декабря.

Гомо сапиенс возник на исторической арене 31 декабря в 23 часа 57 минут.

Древний Египет, Древний Шумер появились в 23 часа 59 минут 10 секунд.

Иисус Христос родился в 23 часа 59 минут 50 секунд.

Промышленная революция началась в 23 часа 59 минут 59 секунд. За «секунду» до сегодняшнего момента!

Впечатляет? Настоящий взрыв! Вот каких мощных темпов ускорения эволюции добилась природа, «придумав» смерть, половое размножение, мутации, естественный отбор и психичес­кое отражение реальности.

Но если с эволюцией живой материи биологам уже все более-менее ясно, то с эволюцией высшего химизма - сплошные вопросы. Условия молодой Земли еще не выяснены окончательно, поэтому делать окончательные выводы о том, как именно зарождалась жизнь, пока рано. Вопрос о том;' на каком этапе высший химизм постепенно перетек в жизнь, пока висит. Но некоторые догадки строить уже можно.

Я не очень хорошо разбираюсь в молекулярной биологии и биохимии, поэтому пришел к биофизику Александру Кушелеву с вопросом о том, как это природе удалось так быстро органи­зовать химическую эволюцию, ведь, исходя из экспоненциаль­ное™ эволюционного процесса, на это должно было потребо­ваться гораздо больше времени. И почему в расчетах некото­рых специалистов времени жизни всей Вселенной не хватило бы на то, чтобы пройти этап от химической эволюции до первой клетки.

- Не учитывается одна тонкая штука, - ответил мне Кушелев. -Химическая эволюция шла... 50 триллионов лет!

И пояснил свою мысль... Все расчеты о том, сколько времени нужно химической эволюции для формирования первичных жиз­ненных структур, ведутся исходя из так называемых н.у. -нормаль­ных условий (атмосферное давление, температура примерно рав­ная 22 °С). Но химические реакции могут протекать в сотни тысяч раз быстрее, если повысить температуру на несколько сотен гра­дусов и давление, скажем, до 250 атмосфер. Вот тогда то, на что в нормальных условиях действительно потребовалось бы много-много триллионов лет, удастся уложить всего в полмиллиарда. Химики знают, что повышение температуры на 10 градусов повы­шает скорость реакции окисления вдвое. Повышение температу­ры на 20 градусов, соответственно, повышает скорость реакции

116

(количество прореагировавших молекул) вчетверо. И так далее. Вот такая геометрическая прогрессия.

- 50 триллионов лет - вот сколько лет должна была бы идти эволюция в нормальных условиях, чтобы дойти до первой клетки, -говорит Кушелев. - Но повышение температуры и давления по­зволили этому процессу сократиться до 500 миллионов лет. Впрочем, если быть строгим, в нормальных условиях эволюция пройти не смогла бы. Некоторые специфические реакции дости­жимы только в «ненормальных» условиях. Например, в черных ку­рильщиках...

Черные курильщики - это подводные гейзеры. Они располо­жены на дне океана, где из разломов земной коры бьет фонтан перегретой воды температурой 250-300 °С под давлением в 250 атмосфер.

Дальше я просто приведу рассуждения специалиста в полной неприкосновенности. Если вы в химии и молекулярной биологии профан, можете этот кусок безболезненно пропустить, я привожу его только из-за Валеры Чумакова, чтобы он больше не приставал ко мне с идиотскими подсчетами о том, что самозарождение жизни невозможно, потому что... Валера! Читай и делай выписки, только для тебя я перегружаю книгу такой умственностью.

Итак...

- Как это ни парадоксально на первый взгляд, но при таких условиях (300 градусов и 250 атмосфер - А.Н.) клетки хемосинтезирующих бактерий могут размножаться в 30 раз быстрее, чем при атмосферном давлении и комнат­ной температуре. Митохондрии таких клеток могут размножаться еще быст­рее, а снятие информационных копий с ДНК осуществляется на несколько порядков быстрее, чем при нормальных условиях. А главное, самоё начало химической эволюции - подбор материала для строительства РНК, ДНК и белков - становится принципиально возможным, т. к. комплементарная пара только в таких условиях может дождаться своей половины. При н.у. это про­сто нереально. Здесь имеет смысл обратить внимание на химический состав горячего «супа». В него в больших количествах входят кислород, водород, уг­лерод, азот, сера, фосфор и в малых количествах все остальные элементы таблицы Менделеева.

Самое интересное, что из недр Земли, кроме атомов и простых молекул, «выплывают» готовые блоки ДНК и РНК - азотистые основания и фосфолипи-ды, которые, взаимодействуя между собой, время от времени образуют нукле-отиды, т.е. комплементарные пары ДНК и реже - РНК. Комплементарные пары (половинки одной ступени ДНК) находят друг друга при температуре 250-300 градусов в десятки тысяч раз быстрее, чем при комнатной. Удачная стыковка сопровождается синхронным соединением перил (фосфатных групп) между собой. Образуется поперечная диэфирная связь - ключ, помогающий разга­дать многие повадки живых молекул.

Как только образовалась поперечная диэфирная связь, возникает особая, «живая» молекула. Ее особенность заключается в способности восстанавливать

117