Гипотеза Опарина

Публичная демонстрация классического опыта Луи Пастера в Париже, в Сорбонне, в 1864 году стала надгробным камнем на могиле теории о самозарождении жизни. Пастер смело заявил: «Доктрина самозарождения жизни никогда не оправится от смер­тельного удара, нанесенного этим простым опытом». Далее в той же работе он пишет: «Сегодня нам неизвестны обстоятельства, при которых можно было бы утверждать, что микроскопические существа появились на свет без участия неких зародышей, без родителей, которые их напоминают».³¹ Но даже тогда уже были причины полагать, что в общем и целом предсказанию Пастера не суждено сбыться. Теория эволюции, которую Дарвин опубликовал пятью годами раньше, в 1859 году, постепенно завоевывала все больше сторонников среди ученых. Если первая клетка вследствие естественных процессов эволюционировала в разные виды существ и, в конечном итоге, в человека, то резонно было предположить, что когда-то у этой эволюции было естественное предисловие. В 1871 году в одном из писем Дарвин рассуждал о том, что в «теплой лужице химических веществ» солнечный свет мог вызвать реакции, необходимые для зарождения первого живого существа.²²

Однако подробная гипотеза возникновения жизни была выдви­нута только полвека спустя. В знаменитой статье, опубликованной в 1924 году, русский биохимик А. И. Опарин заявил, что атмосфе­ра молодой Земли значительно отличалась от той, что окружает нас сегодня.²³ В частности, он предположил, что она состояла из аммиака, метана, водорода с водяным паром, а кислород в ней отсутствовал. Далее Опарин выдвинул гипотезу, что под влиянием электрических разрядов в атмосфере и ультрафиолетового излуче­ния компоненты этой атмосферы вступали в химические реакции, в результате которых образовывались различные органические молекулы, в том числе аминокислоты, азотистые основания, саха­ра и липиды, необходимые для образования биополимеров. Он сде­лал вывод, что со временем этот процесс должен был привести к концентрации значительного количества этих веществ в океанах и озёрах, то есть к образованию пресловутого первичного бульона. Когда бульон достиг предельной концентрации, эти химические ком­поненты должны были вступить в реакцию, объединяясь в поли­меры (что означает много «меров», то есть молекулярных субъе­диниц). По прошествии длительного времени некоторые полимеры из первичного бульона, скорее всего, проявили бы биологическую активность, — по крайней мере, так утверждает теория. Согласно Опарину, полимеры стали скапливаться в клеткообразные систе­мы, получившие название «коацерваты» или «протоклетки», что постепенно привело к появлению клеток.

Гипотеза Опарина сильно подкосила доверие к эксперименту Па-стера, поскольку Опарин говорил не о внезапном самозарождении, а о постепенном возникновении жизни, которое происходило мил­лионы лет посредством небольших химических изменений. Конеч­но, простой, но от этого не менее замечательный эксперимент Па-стера не мог опровергнуть такую точку зрения. К тому же, в 1924 году теория Дарвина уже имела множество сторонников, и сход­ство этих двух теорий придавало теории Опарина еще больший вес.

Таким образом, гипотеза Опарина и сходные с ней идеи, выдви­нутые примерно в то же время английским химиком Дж. Б. С. Хол-дейном, обеспечили теоретическое обоснование и, по сути, опре­делили направление — более того, явились парадигмой — огромно­го количества исследований в области возникновения жизни, про­ведённых в XX веке. ²⁴ Эксперименты Миллера в начале 1950-х годов, с описания которых мы начали эту главу, были первыми по­пытками проверить эту парадигму на практике. Рассмотрим эти эксперименты более подробно.