Цитата:
Происхождение жизни на планете Земля
Научный ответ на вопрос о сложности жизни начинается с хронологии. Мы сейчас знаем, что Вселенной около 14 млрд. лет. Век назад не было даже известно, сколько времени существует наша собственная планета. Однако затем благодаря открытию радиоактивности и естественного распада некоторых химических изотопов появилось радиоактивное датирование — изящный и довольно точный метод определения возраста различных горных пород, встречающихся на Земле. Научную основу этого метода, подробно описанного в книге Брента Далримпла «Возраст Земли» , составляют известные и очень долгие периоды полураспада трёх радиоактивных элементов: урана, постепенно превращающегося в свинец, калия, который становится аргоном, и довольно редкого стронция, переходящего в ещё более редкий рубидий. Измеряя соотношение в породе элементов из этих пар, можно оценить возраст планеты. Результаты независимых измерений здесь замечательным образом сходятся, указывая на возраст Земли порядка 4,55 млрд. лет с возможным отклонением около 1%. Самым древним горам на нынешней поверхности Земли примерно 4 млрд. лет, но около 70 метеоритов ещё старше — им, как и нескольким образцам лунной породы, приблизительно 4,5 млрд. лет.
Всё, что мы знаем о раннем состоянии Земли, показывает, что в первые 500 млн. лет своего существования наша планета была очень негостеприимной. На неё постоянно падали, производя огромные разрушения, гигантские астероиды и метеориты; в результате столкновения с одним из них от Земли, как сейчас считается, отделилась Луна. Потому не удивительно, что породы, образовавшиеся 4 млрд. лет назад или раньше, не несут абсолютно никаких признаков существования жизни. Всего через 150 млн. лет начинают обнаруживаться различные типы микроорганизмов. По-видимому, эти одноклеточные существа были способны к хранению информации — возможно, на основе ДНК, — могли самовоспроизводиться и затем развились в несколько различных типов.
Недавно Карл Вёзе выдвинул весьма правдоподобную гипотезу, согласно которой примитивные организмы той ранней эпохи были способны обмениваться своими ДНК . Биосфера состояла из огромного количества крохотных независимых клеток, но эти клетки интенсивно взаимодействовали друг с другом. Если какой-то организм начинал вырабатывать белок или ряд белков, обеспечивающих некоторое преимущество, его соседи могли быстро приобрести новые свойства. Тем самым, в определённом смысле эволюция на ранней стадии была, пожалуй, скорее «общественной», чем индивидуальной. Этот так называемый «горизонтальный перенос генов» зафиксирован в наши дни у древнейшей из существующих ныне форм бактерий — архебактерий, или архей; вероятно, именно он способствовал быстрому распространению новых свойств.
Но откуда всё-таки взялись самовоспроизводящиеся организмы? Честно будет сказать, что в настоящее время мы этого просто не знаем. Ни одна из современных гипотез не приближает нас к объяснению того, каким образом за каких-то 150 млн. лет в пребиотической среде, существовавшей на планете, зародилась жизнь. Безусловно, гипотезы предлагались, в том числе и вполне разумные, но с точки зрения статистики их правдоподобие представляется всё-таки невысоким.
Пятьдесят лет назад Стэнли Миллер и Гарольд Юри провели знаменитый эксперимент по реконструкции так называемого первичного бульона — смеси воды и органических веществ, которая могла бы служить основой для земной жизни. Пропуская через эту смесь электрические разряды, учёные сумели получить небольшие количества важнейших веществ, входящих в состав живых организмов, в том числе аминокислоты. Следы аналогичных соединений на метеоритах, прибывших из межпланетного пространства, также указывали, что сложные органические молекулы могут образовываться в результате естественных процессов, происходящих во Вселенной.
Однако все прочие детали остались очень и очень схематичными. Как из этих химических соединений могла сложиться самовоспроизводящаяся молекула, несущая информацию? Представляется совершенно немыслимым случайное появление молекулы ДНК, где на фосфатно-сахарном остове держатся причудливо расположенные органические основания, громоздящиеся чуть ли не поверх друг друга и соединенные попарно на каждом витке двойной спирали. Сравнительно недавно рядом исследователей было выдвинуто предположение о первичности не ДНК, а РНК, которая тоже в состоянии нести информацию и вдобавок выступает катализатором в определённых реакциях, где ДНК участвовать не может. ДНК — нечто вроде жёсткого диска компьютера: она должна играть роль стабильного средства хранения информации (хотя и в ней, точно так же, как в компьютере, возможны сбои и путаница). РНК больше похожа на Zip-диск или флэш-карту — она перемещается вместе со своей программой и способна сама производить определённые события. Однако, несмотря на попытки, предпринимавшиеся многочисленными исследователями, в экспериментах с первичным бульоном ни разу не удалось получить основных блоков РНК; никому, кроме того, не удалось сконструировать полностью самовоспроизводящуюся РНК.
Фундаментальные сложности с прослеживанием пути возникновения жизни привели некоторых учёных, в том числе Фрэнсиса Крика (открывшего вместе с Джеймсом Уотсоном двойную спираль ДНК), к идее о внеземном происхождении жизни, которая была занесена на планету мелкими частицами, дрейфующими в межзвёздном пространстве и захваченными полем тяготения Земли, а может быть, даже — намеренно или случайно — каким-то древним космическим путешественником. Но давая ответ на вопрос о происхождении жизни на Земле, данная гипотеза оставляет нерешённой проблему происхождения жизни вообще — просто это поразительное событие переносится в другое место и ещё более давнее время.
Здесь стоит сказать несколько слов о часто выдвигаемом возражении против возможности спонтанного возникновения жизни на Земле, которое основано на Втором начале термодинамики. Согласно Второму началу, в замкнутой системе, не получающей извне и не отдающей вовне ни материю, ни энергию, неорганизованность (или, используя более формальный термин, энтропия) со временем может только возрастать. Поскольку формы жизни являются высокоорганизованными, они, тем самым, не могли возникнуть без вмешательства сверхъестественного Творца. Но такое рассуждение выдает непонимание смысла Второго начала: повысить степень организованности в определённой части системы, разумеется, вполне возможно (и это происходит ежедневно — например, когда вы застилаете постель или убираете со стола грязную посуду), но для этого потребуется энергия извне — не должна уменьшаться только общая энтропия всей системы в целом. В ситуации с происхождением жизни замкнутой системой является, в сущности, вся Вселенная, а энергия поступает от Солнца, так что предположение о локальном увеличении организованности, выразившемся в самопроизвольном формировании макромолекул, Второму началу термодинамики никак не противоречит.
Поскольку наука на данный момент не может прояснить фундаментальный вопрос о происхождении жизни, некоторые теисты связывают возникновение РНК и ДНК с божественным вмешательством. Если в намерения Бога, творившего Вселенную, входило появление существ, с которыми Он мог бы взаимодействовать, а именно людей, и если необходимая для этого начальная степень сложности была недостижима за счёт самоорганизации химических веществ, почему бы Ему не вмешаться и не начать процесс?
Такая гипотеза выглядит очень привлекательно, тем более что ни один серьёзный учёный в наши дни не готов дать убедительное естественное объяснение происхождению жизни. Но сегодня это так, а завтра может измениться. Следует быть очень осторожным, вводя утверждение о вмешательстве Бога в той или иной сфере, где научных знаний на настоящий момент недостаточно. От затмений в древнейшие времена и движения планет в Средние века до происхождения жизни сегодня концепция «Бога пробелов» слишком часто оказывала медвежью услугу религии и, как следствие, самому Богу (если такое возможно). Вера, помещающая Бога туда, где нам не хватает знаний о природе, окажется перед лицом кризиса, когда благодаря прогрессу науки пробел удастся заполнить. Столкнувшись с не вполне понятными естественными процессами, верующие должны остерегаться обращения к сверхъестественному в загадочных сейчас областях, чтобы не построить ненужное доказательство существования Бога, обреченное на опровержение в будущем. Для веры в Бога есть серьёзные основания, включая существование при возникновении мира математических принципов и порядка. Это положительные причины, базирующиеся на знании, а не допущения на основе (временного) отсутствия знаний.
В целом, хотя вопрос о происхождении жизни, безусловно, относится к числу самых захватывающих, а неспособность современной науки предложить статистически вероятный механизм её возникновения выглядит весьма интригующе, думающему человеку не стоит подвергать здесь риску свою веру.
