«Почему тебя так раздражает теория панспермии? Чем плохо, если окажется, что «семена жиз­ни» были занесены на Землю из космоса?» — спросила я знако­мого биолога. «Потому что эта версия банальная! Куда интерес­ней понять, как могла зародиться жизнь без посторонней помощи», — парировал собеседник. И в последнее время этот вопрос за­метно прояснился.

Так думает не только мой со­беседник, но и сотни тысяч его коллег по всему миру, которые несколько десятилетий пытают­ся показать, как из химических элементов, имевшихся в «лабо­ратории» под названием «ранняя Земля», образовались первые молекулы, ставшие основой РНК-мира, из которого в свою очередь появился наш с вами общий предок с ДНК (или LUCA — last universal common ancestor — по­следний универсальный общий предок всего живого).

Дело в том, что из всех версий происхождения жизни собственно биологическая — самая сложная. К примеру, Дарвин и вовсе считал проблему происхождения первых живых молекул нерешаемой за­дачей. Он не видел возможности повторить точный эксперимент в современных земных условиях, полагая, что если в каком тёплом пруду из минимального набора (аммоний, соли фосфата, свет) и образуется нечто органическое, то тут же будет поглощено чем-нибудь другим не менее органи­ческим с прекрасным аппетитом.

Время шло, но и в первой по­ловине ХХ веке вопрос «Как из не­живого могло получиться живое?» продолжал ставить в тупик есте­ствоиспытателей. Не обошлось и без попыток решить проблему с наскока по-большевистски. Так, в конце 1930-х — 1940-х годах мать и дочь (обе Ольги) Лепешинские проводили безграмотные экспе­рименты, в которых «выращива­ли» из кристаллов биологические клетки, а клетки «превращали» в кристаллы. После этого тема происхождения первых «живых молекул» могла вызывать лишь иронию у любого исследователя, представлявшего всю сложность проблемы.

Хотя в это же самое время в СССР советский химик Алек­сандр Опарин предложил теорию абиогенеза. Он предположил, что первые формы жизни развились в первозданном «бульоне» из слож­ных химических соединений под действием электрических разря­дов в условиях бескислородной атмосферы ранней Земли. Дале­ко не все коллеги отнеслись к ги­потезе Опарина серьёзно, однако нельзя сказать, что она осталась незамеченной.

Химический анализ пара Эн-целада показал, что в нём содер­жится метан, углекислый и угар­ный газы и частички силикатов. Часть пара спускается обратно на ледяную корку океана, по до­роге взаимодействуя с частицами солнечного ветра, в результате чего образуются перекись водо­рода и метанол. Вся эта адская смесь не слишком аппетитна на человеческий вкус, но для микро­организмов может оказаться ис­ключительно питательной.

Воплотить её в эксперименте удалось лишь в 1953 году. Имен­но тогда американскому учёному Стэнли Миллеру с помощью ис­крового разряда, имитировавшего удар молнии, удалось синтези­ровать первые аминокислоты из смеси аммиака, метана и водо­рода (предполагаемой атмосфе­ры древней Земли). Но и тогда скептики, считавшие эксперимент Миллера недостаточно коррект­ным, продолжали утверждать, что тайну главного перехода — от безжизненного к живому — мы не узнаем никогда. Ведь Миллер собрал в своём опыте в специаль­ные накопители аминокислоты. А

это были всего лишь составные части белков, а не сами белки. Однако несколько ключевых от­крытий последних лет дают осно­вание оптимистам потирать руки: «Загадка происхождения жизни скоро будет раскрыта!»

Итак, что нам надо для жизни? Во-первых, аминокислоты и са­хара — простые «кирпичики», из которых потом получатся белки и нуклеиновые кислоты. Могут они произвольно образоваться? Могут. Этот процесс называется абиогенным синтезом. А вот как из них получились молекулы и комплексы молекул, которые уме­ют себя воспроизводить? Откуда взялось «вещество наследствен­ности»? Ответ на этот вопрос и есть ключевое звено в цепи чудесных превращений мёртвой планеты в живую.

Только в 1980-х годах удалось понять, что роль первых таких самовоспроизводящихся молекул могла играть РНК(рибонуклеино-вая кислота), одна из составляю­щих живой клетки. В её состав входят ортофосфорная кислота, рибоза и азотистые основания: аденин (А), цитозин (Ц), гуанин (Г) и урацил (У).

Но чтобы это подтвердить, для начала надо было показать, как же именно простые органические соединения превратились в РНК. И пока это не было показано, красивая гипотеза РНК-мира не могла превратиться в теорию, объясняющую раннюю эволюцию живого на Земле. А многочис­ленные опыты всё никак не при­водили к успеху или могли быть признаны частично успешными.

И вот совсем недавно химики из Манчестерского университета поняли, что получить РНК можно из обычного формальдегида. Ис­следователи подобрали условия, схожие с теми, какие возникли бы в мелкой луже, периодически

высыхающей, и смогли повто­рить необходимую реакцию. Это был значительный шаг, но не завершающий. Ведь «вещество наследственности» так и не полу­чилось. Как эта вновь полученная молекула РНК научилась сама себя запоминать и воспроизво­дить, мы ещё не узнали.

Но тут калифорнийские учёные из Института Скрипса получили несколько молекул РНК (рибози-мов), которые начали сами себя успешно воспроизводить. Количе­ство молекул стало расти в геоме­трической прогрессии, казалось, нужно было лишь вовремя под­брасывать «дров» — первичные органические соединения. Более того, на глазах исследователей в процесс включились эволюци­онные механизмы, описанные Дарвином. В результате конку­ренции за «питание» у рибозимов начались мутации и заработал отбор. В итоге даже появились рибозимы с повышенной скоро­стью размножения.

В середине XIX века, когда Дарвин опубликовал «Проис­хождение видов путём эволюции на основе естественного отбора», биология не имела ещё ни малей­шего представления о материаль­ных основах наследственности: не знали, что наследственная информация, передаваемая от предков к потомкам, состоит из дискретных единиц (генов), не говоря уже о ДНК! Имен­но поэтому простенький вроде бы, «детский» вопрос (впервые сформулированный Флемингом Дженкином) — почему новопри-обретённый полезный признак не «растворяется» постепенно в череде последующих поколе­ний? — преследовал Дарвина как «кошмар Дженкина» до конца его жизни. Вопрос был корректно разрешён лишь полвека спустя, уже в рамках пришедшей на смену классическому дарвинизму синтетической теории эволюции (СТЭ).

Кирилл Еськов: «Популярность креационизма сильно преувели­чена»

Казалось, можно уже празд­новать победу. Опять не совсем. Проблема в «дровах» — в суб­страте, которым питались рибо-зимы. В лабораторных условиях он был слишком хорош и удобен, чтобы быть признанным за есте­ственный субстрат, имевшийся на молодой Земле.

И вновь британские химики из Манчестерского университета во главе с Джоном Сазерлендом сказали своё слово. Они измени­ли рецепт, по которому прежде готовился «бульон жизни». Во-первых, в «бульоне» появился новый ингредиент — фосфор­ная кислота. Во-вторых, то, что раньше «бросали» по отдель­ности, — углеводы и азотистые соединения — теперь решили добавлять вместе. Когда же «бу­льон» стали немного нагревать, имитируя воздействие солнечных лучей, то оказалось, необходимая химическая реакция пошла с по­мощью простой мочевины, само­произвольно появившейся в этом «бульоне». (Именно так — когда б вы знали, из какого сора...)

В результате в «бульоне» под воздействием ультрафиолета, ко­торого из-за отсутствия озонового слоя было на древней Земле в из­бытке, выделились цитидин (Ц) и уридин (У). То есть два из четырёх нуклеотидов, необходимых для получения полноценной РНК, были готовы. Условия использо­вались только те, что могли су­ществовать в древности. Правда, у РНК помимо нуклеотидов У и Ц есть ещё и А и Г. Вот когда их так же красиво «выведут» в лабора­торных условиях, мы получим ответ на важнейший вопрос, а авторы исследования, видимо, Нобелевскую премию.

Ольга ОРЛОВА, «Частный корреспондент»