Величайшие загадки человека - страница 7
Если помните, до сих пор большинство ученых полагало, что родоначальником жизни на нашей планете стал еще не остывший океан. Над ним нависала богатая кислородом атмосфера, а в качестве катализатора служили электрические разряды бесконечных гроз.
Методом проб и ошибок авторы теории «бульона», например академик А. И. Опарин, создавали в своих лабораториях более или менее точные модели. Они наливали в колбы растворы различных веществ, пропускали через них электрические разряды, имитировавшие молнии, и смотрели, что из этого получается. Иногда у них выходило, что в результате реакций в «бульоне» образовывались более–менее сложные органические соединения. «Ага! — ликовали исследователи. — Именно так и зародилась жизнь на нашей планете…»
Герой нашей истории и сам долгое время верил в теорию «первичного бульона». Однако познакомившись с Карлом Везе, микробиологом из Иллинойского университета, ознакомившего его с некоторыми деталями подобных работ, понял, что теория «не звучит»; многие ее аспекты далеки от реальности.
Тогда Векстерсхойзер решил сам попытать счастья и в конце концов разработал некую логическую концепцию. Теория «первичного бульона» предполагает, что первые органические соединения зародились в среде, имеющей три измерения, рассуждал исследователь. Однако вещества, свободно перемещающиеся в воздухе или воде, не остаются вместе надолго. Обычно реакции происходят на какой‑нибудь поверхности. Это знают все экспериментаторы, старающиеся обеспечить именно наибольшую поверхность реагирующим веществам, ввести какие‑то катализаторы, обеспечивающие эффективность соединения.
Поверхность, на которой формировались предшественники жизни, полагал исследователь, должна была омываться водой. Кроме того, она должна была нести на себе положительный заряд — в противном случае вещества жизни, заряженные чаще всего отрицательно, просто на ней не удержались бы. Вещество же самой поверхности должно представлять собой сульфит некоего металла, соль сероводородной кислоты, обеспечивающей хорошие исходные условия для протекания реакций.
«Все гипотезы о происхождении жизни можно разделить на три класса, — пишет сам исследователь. — Одни считают, что жизнь началась с клеточных мембран, но тогда нужно пояснить, как питательные вещества проходили через такие мембраны. Другие полагают, что первоосновой всего стали нуклеиновые кислоты; но тогда надо разобраться, как могли образоваться столь сложные соединения. Я полагаю, что жизнь началась с метаболизма, обмена веществ…»
Другими словами, он уповает на повторяющиеся циклы химических влияний. Проходя раз за разом, эти реакции потом и потребовали усовершенствования механизма их происхождения. Так появились и мембраны, и нуклеиновые кислоты… Участвовали же в обмене веществ прежде всего атомы углерода, весьма распространенного на Земле элемента. При метаболизме они соединялись попарно — в науке это называется циклом фиксации углерода.
Побочным и поначалу бесполезным продуктом этого метаболизма и оказались аминокислоты — строительные блоки будущих белков. Накапливаясь, со временем они стали служить катализаторами — ускорителями тех химических перемен, которые творились вокруг. Нуклеиновые кислоты тоже появились как побочные продукты, но, обладая опять‑таки способностями самокатализа, они также стали быстро накапливаться. И в конце концов вышли в передовики самопроизводства…
Рано или поздно они еще повысили интенсивность производства, отгородившись от мешавшей им среды специальной пленкой — мембраной. Вот тогда‑то и родилась первая клетка.
Такова схема. Ну а как она выглядит при проверке экспериментом? Оказалось, что гипотеза Векстерсхойзера получила экспериментальную поддержку в опытах биохимиков. Причем они подтвердили реальность самого главного элемента — возможности фиксации углерода при описываемых исследователем условиях.
Так скажем, современные бактерии до сих пор сохраняют редкую способность, родившуюся вместе с ними — они умеют синтезировать уксусную кислоту — простое вещество, охотно вступающее в различные химические реакции. В основе же уксусной кислоты лежат как раз два атома углерода, соединенные в молекулу. Но может ли где‑нибудь и сегодня идти такой синтез прямо в природе? Да, может. Он происходит в горячих серных газах, вырывающихся из подводных вулканов…