SETI: Поиск Внеземного Разума: читать начало книги онлайн

Существенную роль в жизнедеятельности клетки играют клеточные мембраны. Они не только индивидуализируют клетку, отделяя ее от окружающей среды, не только разделяют внутриклеточные структуры, но благодаря избирательной проницаемости регулируют в клетке концентрацию солей, сахаров, аминокислот и других продуктов обмена.

Лишь в том случае, когда имеются все необходимые компоненты: исходное сырье, растворитель, источник энергии и управляющая система (генетический аппарат), локализованные во внутренней среде, — лишь в этом случае может начать функционировать живая система. При отсутствии одного из компонентов живая система не может быть реализована. Это хорошо иллюстрируется на примере вирусов. Вирусы состоят из нуклеиновых кислот, окруженных белковой оболочкой. Они не могут самостоятельно жить и размножаться вне клетки. Только внедрившись в клетку и используя ее компоненты, ее внутреннюю среду, имеющееся в ней сырье и источники энергии, вирус получает способность размножаться, копируя собственную структуру, т. е. обретает черты живой системы. В цепочке, ведущей от предживого к живому, вирусы представляют собой системы, непосредственно примыкающие к живому. Тейяр де Шарден классифицировал их как субживые. Но это еще не жизнь! Жизнь, как уже отмечалось выше, начинается с клетки. Именно клетка образует простейшую живую систему, способную функционировать самостоятельно, поддерживая свою внутреннюю структуру, расти, размножаться и эволюционировать.

Возникает вопрос: каким образом информация, управляющая жизнедеятельностью клетей, записывается в генах? При образовании новых клеток, в процессе клеточного деления, каждая молекула ДНК разделяется на две половины по всей своей длине. Затем каждая половина формирует себе другую половину из имеющихся в окружающей среде молекул нуклеотидов. При этом, в силу взаимных связей, присущих азотистым основаниям (А—Т), (Г—Ц), новые основания присоединяются к старым в той же последовательности, которая была у недостающей половины. Таким образом, каждая половина молекулы ДНК точно воспроизводит вторую половину, так что возникают две двойные спирали, полностью идентичные родительской молекуле. При делении клетки одна из двух образовавшихся спиралей переходит к одной дочерней клетке, а другая —-к другой. В результате дочерние клетки получают генетический аппарат ДНК от родительской клетки, а вместе с ним — программу сборки белковых молекул, позволяющую поддерживать жизнедеятельность вновь образующихся клеток.

При формировании нового организма из зародыша источником генетической информации является ДНК оплодотворенной яйцеклетки, т. е. в конечном итоге — гены родителей. Зафиксированная в них программа жизнедеятельности клеток копируется и в готовом виде передается по наследству следующему поколению. Это очень важно, ибо, если бы каждому организму приходилось заново строить для себя программу синтеза необходимых ему белков, т. е. выбирать, в какой последовательности надо соединять аминокислоты, чтобы получить нужные белки, — он не смог бы выжить. Итак, генетическая информация переходит от родителей к потомкам на протяжении многих поколений. Естественно спросить: где же первоисточник этой информации, каким образом исходно возник действующий в живой клетке механизм матричного копирования? Но это уже относится к проблеме происхождения жизни.

Итак, генетическая информация на клеточном уровне состоит из закодированной в ДНК комбинации программ, управляющих синтезом большого числа ферментов и других белковых молекул. Но когда мы рассматриваем организм в целом, содержание генетической информации этим не исчерпывается. Полная программа развития организма из зародыша должна содержать не только программу жизнедеятельности каждой клетки, какие бы функции в организме она не выполняла, но и программу дифференциации клеток, построения различных тканей и органов. Как происходит дифференциация, каким образом строится целый организм — это пока не совсем понятно. Не известно даже, как строится отдельная клетка, ведь одно дело сформировать механизм синтеза белков, а другое дело — сконструировать сложную и тонкую структуру клетки с ее многочисленными органеллами. Тем более это относится к многоклеточному организму. Ясно, что программа его построения генетически закодирована, об этом свидетельствует тот факт, что любые изменения в структуре ДНК сказываются на строении организма во всех последующих поколениях. Известно также, что при реализации этой программы важную роль играют ферменты, которые запускают, активизируют или останавливают те или иные процессы. Однако полностью механизм формирования организма, природа действующих здесь управляющих сигналов остаются неизвестными. Это предмет интенсивных биологических исследований. Расшифровав генетический код, наука проникла в одну из сокровенных тайн живой клетки, но до полного понимания феномена жизни пока еще далеко. Возможно, для этого придется обратиться к внутренней стороне жизни, связанной с более тонкими планами бытия материи.

Механизм воспроизведения, заложенный в ДНК, не только обеспечивает устойчивость организма, сохранение его структуры на протяжении многих поколений, но этот же механизм содержит в себе возможность изменения, развития и, тем самым, создает почву для эволюции видов. Как это происходит? Под влиянием внешних факторов, например жесткой радиации или различных химических соединений, могут происходить изменения в структуре ДНК. Такие изменения называются мутациями. Мутации приводят к изменению в последовательности расположения нуклеотидов вдоль цепи ДНК, а следовательно, к изменению последовательности аминокислот в синтезируемой полипептидной цепи, т. е. к синтезу измененного белка. При действующем механизме передачи наследственной информации с помощью ДНК эти изменения переходят к последующим поколениям организмов. Большинство мутаций либо вредны, либо бесполезны для организма, и в процессе естественного отбора они отсеиваются, так как продолжают развитие только те организмы, у которых мутации оказались полезными. Обычно полезные мутации проявляются не сразу. Мутантные организмы могут длительное время существовать в виде небольшого включения в популяцию. Но когда происходят резкие изменения внешних условий, неблагоприятные для всей популяции, проявляется преимущество мутантных организмов. Этот механизм хорошо иллюстрируется на примере распространения новых форм насекомых под влиянием широкого применения токсических веществ. Так, у некоторых насекомых возник мутантный фермент, разрушающий ДДТ. Очевидно, применение этого препарата приводит к вымиранию немутантных особей, в результате сохраняется и получает развитие мутантная форма, нечувствительная к ДДТ. То же самое относится к появлению бактерий, устойчивых по отношению к тем или иным антибиотикам.

Подчеркнем некоторые особенности земной жизни. Прежде всего несмотря на чрезвычайное многообразие форм жизни на макроскопическом уровне, — на молекулярном уровне выявляется их полное единство. Все живые организмы используют одни и те же 20 аминокислот (из тысячи возможных) для синтеза белковых молекул, у всех организмов этот процесс программируется с помощью молекул ДНК, состоящих из одних и тех же четырех видов нуклеотидов, при этом используется универсальный генетический код, устанавливающий соответствие между тройками оснований в молекуле ДНК и аминокислотами в синтезируемой полипептидной цепи. Все многообразие форм живых организмов определяется, в конечном итоге, последовательностью расположения азотистых оснований в молекуле ДНК.

Другой важной особенностью является пространственная асимметрия молекул живого вещества. Дело в том, что некоторые органические соединения, в том числе аминокислоты, могут существовать в двух формах, отличающихся одна от другой ориентацией отдельных группировок атомов в их молекулах: группировка атомов одной формы является зеркальным отображением соответствующей группировки другой формы. Эти формы получили название «левой» и «правой». Так, существуют «левые» и «правые» аминокислоты. По своим химическим свойствам они совершенно идентичны, но поскольку их невозможно совместить, то при синтезе белков они не могут заменял, друг друга. Если синтез происходит в лаборатории, то всегда в одинаковом количестве присутствуют как «левые», так и «правые» формы. Но белки, входящие в состав живых организмов, относятся только к «левой» форме. Как возникла подобная асимметрия живой субстанции на Земле — этот вопрос остается пока открытым. Но как бы так ни было, всеобщая «левая асимметрия» также свидетельствует о единстве всех форм земной жизни.

Основная функция живого организма (в отсутствие размножения) состоит в поддержании обмена веществ. Кроме того, в организме происходит энергетический обмен и обмен информацией между различными подсистемами. Можно сказать, что жизнь есть обмен. В процессе обмена вещество, из которого состоят живые организмы, постоянно обновляется. Одни атомы и молекулы заменяются другими, но структура живого организма, его организация, несмотря на эту замену, сохраняется. Именно структура (а не субстанция) организма оказывается наиболее устойчивой; в этом смысле именно она характеризует живой организм в целом, его сущность. Стоит задуматься над таким вопросом. Атомы, из которых состоит тело человека, не стареют и не болеют. Что же стареет в человеке, если атомы его обновляются полностью в течение семи лет? Если материя сама по себе не болеет и не стареет, значит, «расстраивается» структура организма — то, что заставляет все эти атомы работать согласованно. Структура оказывается важнее субстанции. Это обстоятельство необходимо учитывать при рассмотрении различных форм жизни в космосе.

Наконец, последнее. Основное направление естественных процессов в неживой природе состоит в том, что сложные, упорядоченные структуры постепенно разрушаются, беспорядок возрастает, системы стремятся перейти в наиболее вероятное состояние максимального беспорядка (хаоса). Жизнь, напротив, поддерживает и воспроизводит порядок, создает сложные упорядоченные структуры (строит полимеры из сравнительно простых молекул, постоянно воспроизводит структуру живой клетки и всего организма). Несмотря на то, что эти структуры представляют собой чрезвычайно маловероятное состояние вещества, жизнь на Земле на протяжении миллиардов лет сохраняет и воспроизводит эти структуры. Более того, в процессе эволюции жизни создаются все более сложные, более упорядоченные формы. Может быть, именно эта «антиэнтропийная» функция составляет главное существо жизни. Два процесса постоянно сосуществуют в природе: созидание и разрушение. Жизнь олицетворяет созидательную функцию Природы.

4.2.3. Происхождение жизни на Земле.

Чтобы судить о распространенности жизни в Космосе, важно уяснить, как возникла жизнь на Земле. Длительное время господствовали представления о непрерывном самопроизвольном возникновении живых организмов из неживой материи — теория самозарождения.

Исследование земных пород показывает, что чем дальше продвигаемся мы в глубь геологической истории, тем более простые организмы встречаются в земных породах. Древнейшие породы содержат лишь следы простейших микроорганизмов, а еще более древние породы не несут никаких следов жизни. Значит, жизнь на Земле появилась в какой-то момент ее истории. По всем данным это случилось вскоре после сформирования Земли как самостоятельного небесного тела, вероятно, в первые сотни миллионов лет. Как это произошло? Теория биологической эволюции позволяет представить, как из более простых организмов возникли более сложные, но она не дает ответа на вопрос о происхождении жизни. Существует два различных подхода, две точки зрения на эту проблему. Согласно одной из них, жизнь занесена на Землю из Космоса; согласно другой, она возникла в процессе химической эволюции на первобытной Земле.

Идея заселения Земли из Космоса возникла под впечатлением крушения теории самозарождения. Поскольку тщательными экспериментами было установлено, что мертвая материя, сама по себе, не может превратиться в живую[224], то это наводило на мысль, что жизнь никогда и нигде не возникает, она существует вечно, наподобие материи или энергии. «Зародыши жизни», блуждая в мировом пространстве, время от времени попадают на подходящую по условиям планету и там они дают начало биологической эволюции. Таких взглядов придерживались, в частности, крупнейшие естествоиспытатели XIX века Г. Гельмгольц и У. Томсон. «Жизнь порождается только жизнью и ничем, кроме жизни», — говорил У. Томсон[225]. Он считал, что во Вселенной существует множество населенных миров, которые время от времени разрушаются, а их обломки рассеиваются в пространстве. Поэтому существует бесчисленное множество метеоритов, несущих семена жизни. Попадая на подходящие планеты они становятся естественной причиной возникновения на них жизни. Отметим, что спустя почти 100 лет, в 60-х годах XX века, в связи с исследованием углистых хондритов среди специалистов разгорелась жаркая дискуссия по поводу обнаружения в них внеземных микроорганизмов.

В начале XX века представления об «опылении» планет из Космоса были развиты и тщательно разработаны известным шведским химиком Сванте Аррениусом (1859-1927). Он считал, что споры бактерий могут уноситься с поверхности обитаемой планеты под действием электростатических сил, а затем выталкиваться за пределы планетной системы силой светового давления. Блуждая в космическом пространстве, споры могут осесть на поверхность более массивных пылинок. Это дает им возможность при прохождении вблизи какой-то звезды преодолеть ее световое давление и проникнуть во внутренние области планетной системы, где пылинка со спорами может быть захвачена одной из планет. Таким образом, живая материя может переноситься через межзвездное пространство от звезды к звезде, от одной планетной системы к другой. Споры легко переносят холод космического пространства, им не страшен и господствующий там вакуум. Свою теорию Аррениус назвал панспермией. На основании этой теории он считал, что все живые существа во Вселенной должны быть химически родственны.

Теория панспермии опирается на представления о вечности жизни. Во времена Гельмгольца, Томсона и Аррениуса эти представления казались вполне естественными, ибо Вселенная в целом считалась вечной и неизменной. Отдельные миры в ней возникали и разрушались, но сама Вселенная вечно оставалась такой, как она есть, и в ней вечно (на тех или иных мирах) могла существовать жизнь. Однако исходя из современных представлений об эволюции горячей Вселенной и ее возникновении из сингулярного состояния, жизнь (по крайней мере, в ее молекулярной форме) не могла существовать в ранней Вселенной, когда не было ни атомов, ни молекул. Следовательно, если даже теория панспермии может объяснить происхождение жизни на той или иной планете (например, на Земле), она оставляет открытым вопрос о том, как же первоначально возникла жизнь во Вселенной — на каких-то первомирах, откуда она начала потом свое распространение. Ниже мы еще вернемся к этому вопросу.

Другая трудность, с которой сталкивается теория панспермии, связана с неблагоприятными факторами космического пространства: ультрафиолет (УФ), жесткая (рентгеновская) радиация и космические лучи. Во времена Аррениуса эти факторы были плохо известны или неизвестны вовсе. Современные данные показывают, что незащищенные споры вряд ли выдержат путешествие через межзвездное пространство, хотя их приспособительные способности полностью не изучены (например, на Земле были обнаружены бактерии, выдерживающие дозу радиации в миллион рентген). Наиболее опасно, по крайней мере для земных микроорганизмов, ультрафиолетовое излучение. Дж. Гринберг и П. Вебер провели эксперименты, в которых они подвергали споры Bacillus subtilis УФ-облучению в вакууме при температуре подложки 10 К. На основе этих экспериментов было найдено, что в условиях межзвездной среды 90 % незащищенных спор должно погибнуть в течение 150 лет. Отметим, что этого времени вполне достаточно, чтобы оставшиеся 10 % могли покинуть планетную систему. Кроме того, УФ-излучение легко экранируется, поэтому микроорганизмы могут сохраняться даже на поверхности очень малых частиц космической пыли. Защита спор оболочкой из межзвездных пылинок, как считают Гринберг и Вебер, значительно повышают их шансы на выживание, особенно на наиболее опасном участке подлета к звезде. Но соединение споры с частицами космической пыли (оседание на эти частицы), согласно Аррениусу, как раз и является необходимым условием для преодоления светового давления и проникновения на поверхность «опыляемой» планеты. Поэтому возможность переноса микроорганизмов с помощью метеорных частиц не следует сбрасывать со счета. Выть может, какую-то роль в этом процессе могут сыграть также метеоры и кометные ядра, блуждающие в межзвездном пространстве. Во внутренних частях этих достаточно массивных тел живые организмы надежно защищены и от ионизирующей радиации, и от УФ-излучения. Основная проблема, по мнению академика А. А. Имшенецкого, состоит в возможности очень длительного сохранения клеток в состоянии глубокого анабиоза. Некоторые косвенные соображения, полагает он, такие как «старение белка», отсутствие абсолютно герметичных оболочек клеток и др., делают подобный анабиоз маловероятным. Этот вопрос остается пока открытым.

Существуют, однако, данные, указывающие на то, что жизнь не была занесена на Землю из Космоса. Дело в том, что, помимо основных элементов, таких как водород, углерод, азот, фосфор, сера и др., в состав земных организмов входят в совершенно ничтожном количестве так называемые «следовые» элементы: молибден, марганец, кремний, фтор, медь, цинк и др. Так вот, концентрация этих следовых элементов в бактериях, грибах, растениях и сухопутных животных тесно коррелирует с их концентрацией в морской воде. По мнению Д. Голдсмита и Т. Оуэна, это указывает на то, что жизнь на нашей планете возникла в земных морях, а не была занесена из Космоса, где относительное содержание следовых элементов могло быть совершенно иным.

Критикуя теорию панспермии, Тейяр де Шарден писал: «Зачем искать какие-то непонятные оплодотворяющие начала для нашей планеты в космическом пространстве? Сама молодая Земля по своему первоначальному химическому составу в целом и есть тот чрезвычайно сложный зародыш, который нам нужен. Если можно так выразиться, Земля несла в себе преджизнь врожденно...»[226]. Каким же образом из этого зародыша развилась жизнь, как возникла она из неживой (предживой) материи? Имея в виду химический состав земной жизни, этот вопрос можно свести к следующему: каким образом на Земле возникли сложные органические молекулы и как они смогли сформироваться в живые системы? Изучением этой проблемы и занимается теория химической эволюции.

Прежде всего возникает вопрос: почему живые организмы не образуются из неживой материи в настоящее время? Один из самых простых доводов состоит в том, что уже развившаяся на Земле жизнь не дает возможность новому зарождению жизни, так как микроорганизмы и вирусы, по образному выражению И. С. Шкловского, «буквально съедят первые ростки новой жизни». Фактически, до этого дело не доходит, так как условия на современной Земле исключают возникновение на ней жизни. На это обратил внимание А. И. Опарин (1894-1980) еще в 1924 г.; он указал, что синтезу органических веществ препятствует свободный кислород, имеющийся в избытке в земной атмосфере, поскольку он активно вступает в реакцию с углеродными соединениями, окисляя их до углекислого газа. Последующие лабораторные эксперименты подтвердили, что в богатой кислородом среде не могут спонтанно возникать химические соединения, входящие в состав живых организмов. Каковы же были условия на первобытной Земле и в какой мере они способствовали происхождению жизни? В этом вопросе нет полной ясности. Существует несколько различных моделей первобытной атмосферы Земли.

Одна из первых моделей была разработана в 1950-х годах известным американским геохимиком и планетологом Гарольдом Юри (1893-1981). Исходя из общей картины формирования Солнечной системы, он полагал, что состав первичной атмосферы Земли должен соответствовать составу того протопланетного облака, из которого образовалась Солнечная система. Поскольку самым обильным элементом в протопланетном облаке был водород, то атмосфера Земли должна была состоять в основном из простейших соединений водорода с другими наиболее обильными элементами: молекулярного водорода Н₂ , водяного пара Н₂О, метана СН₄ и аммиака NН₃ . Такой состав имеют нынешние атмосферы планет-гигантов. На Земле свободный водород в дальнейшем улетучился в межпланетное пространство, однако в первичной атмосфере он присутствовал в большом количестве. Такую атмосферу, содержащую большое количество водорода, называют восстановительной. Представление о восстановительном характере первобытной атмосферы получило широкое признание. Еще раньше Опарин высказал предположение, что химические реакции в восстановительной атмосфере должны были привести к образованию сложных органических соединений, на основе которых возникли первые живые существа.

Чтобы проверить это предположение, Г. Юри и его аспирант С. Миллер поставили свой знаменитый опыт, который положил начало экспериментальному исследованию процесса происхождения жизни. В колбе воды над столом они поместили смесь газов, соответствующую составу первичной атмосферы: Н₂ , Н₂О, СН₄ , NН₃; через эту смесь пропускался электрический разряд, который служил источником энергии. Через несколько дней в колбе с водой были найдены органические вещества. Химический анализ смеси дал волнующий результат — среди продуктов реакции оказались биологически важные соединения, в том числе четыре аминокислоты, входящие в состав белков: глицин, аланин, аспаргиновая и глутаминовая кислота. В дальнейшем аналогичные эксперименты были проведены многими другими исследователями. Использовались различные источники энергии: УФ-излучение, ударные волны, радиоактивный распад. Во всех случаях возникали биологически активные соединения, включая аминокислоты. При использовании в качестве источника энергии УФ-излучения наибольший выход аминокислот был получен, когда в смесь, предложенную Юри, добавляли сероводород (Н₂5). В этих экспериментах были получены также простейшие жирные кислоты: уксусная, муравьиная и пропионовая. Важнейшими промежуточными продуктами синтеза являются цианистый водород (НСN) и формальдегид (НСНО). В серии последующих реакций цианистый водород образует азотистые основания, а формальдегид — сахара. Таким путем были синтезированы четыре основания РНК (аденин, гуанин, цитозин, урацил) и различные сахара, включая рибозу, которая входит в состав РНК; однако до сих пор не удалось синтезировать тимин, входящий в состав молекулы ДНК вместо урацила.

Эти успехи в какой-то мере были поколеблены, когда появились новые данные о составе первичной атмосферы. Основанием для пересмотра модели Юри послужило исследование распространенности инертных газов: неона, аргона, криптона и ксенона. Оказалось, что относительное обилие этих газов (по отношению к другим элементам) на Земле в миллионы раз меньше, чем на Солнце. Поскольку они не вступают ни в какие соединения и достаточно тяжелы для того, чтобы улетучиться из земной атмосферы (криптон и ксенон, например, тяжелее железа), то их обилие на Земле сейчас должно соответствовать их обилию в протопланетном облаке — если бы первичная атмосфера Земли сформировалась из него. Но так как этого нет, так как обилие благородных газов намного меньше, то ясно, что земная атмосфера не могла быть «захвачена», не могла образоваться непосредственно из протопланетного облака.

Одна из альтернативных моделей исходит из того, что первичная атмосфера образовалась из твердого вещества, богатого летучими элементами (водород, кислород, углерод, азот), которые присутствовали в нем в связанном виде, в составе молекул, содержащих эти элементы. По своему составу такое вещество напоминает вещество некоторых метеоритов и комет, еще сегодня существующих в Солнечной системе. При формировании Земли, на заключительной стадии ее образования, частицы вещества, богатого летучими элементами, сталкиваясь с Землей и нагреваясь при соударении, теряли летучие элементы. Так могла образоваться слабо восстановительная атмосфера, содержащая водяной пар (Н₂О), азот (N₂), окись углерода (СО) и углекислый газ (СО₂), а также небольшое количество водорода Н₂ . Геологические данные свидетельствуют в пользу такой слабо восстановительной первичной атмосферы.

Наконец, еще одна модель исходит из того, что Земля сформировалась, вообще, без всякой атмосферы только из твердых материалов. Атмосфера возникла позднее, вследствие дегазации, т. е. выделения газов из земной коры, разогретой за счет распада коротко живущих радиоактивных изотопов. Этот процесс должен был привести к формированию такого же состава атмосферы, как и в предыдущей модели: Н₂О, N₂ , СО, СО₂ . Что касается водорода, то земное тяготение не в силах удержать его и он со временем улетучивается из атмосферы.

Новые модели первичной атмосферы не закрывают путь к синтезу органических соединений. Эксперименты показали, что и в слабо восстановительной атмосфере, содержащей мало свободного водорода, также могут возникать сложные органические молекулы. В некоторых экспериментах водород, вообще, не включали в смесь газов. В одном из таких экспериментов было получено 12 аминокислот (из тех 20-ти, что входят в состав белковых молекул). Таким образом, многочисленные эксперименты но абиогенному синтезу продемонстрировали возможность образования основных классов биологически важных соединений — мономеров, которые служат строи тельными блоками для построения более сложных молекул (полимеров). При этом, как выяснилось, совершенно не обязательно, чтобы процесс проходил в чрезвычайно богатой водородом (сильно восстановительной) среде, которая соответствует опытам Миллера-Юри. Достаточна и слабо восстановительная атмосфера, лишь бы она не была окислительной. То есть наиболее сущест венное требование состоит в отсутствие свободного кислорода в атмосфере. В богатой кислородом атмосфере не могут самопроизвольно синтезироваться органические соединения, входящие в состав живых организмов. Впрочем, существуют, по крайней мере, два источника органических соединений, которые не зависят от состава атмосферы.

Один из них был указан советским биофизиком Л. М. Мухиным — это подводные вулканы. Они поставляют одновременно и исходное сырье, и энергию, необходимую для синтеза органических соединений. В зоне действия подводного вулкана выделяется большое количество таких газов, как: СО, СН₄ , NН₃ , СО₂ , Н₂О, Н₂ , Н₂5 и др. Реакции, происходящие между ними в условиях высоких температур и давлений, приводят к образованию цианистого водорода и формальдегида, которые являются предшественниками биологически важных органических веществ (мономеров). Образующиеся в процессе извержения твердые частицы могут выступать в роли катализаторов, а в дальнейшем они способствуют полимеризации образующихся органических соединений (см. ниже). Действующий в районе подводных вулканов механизм образования сложных соединений не зависит от состава атмосферы.

Еще один не зависящий от атмосферы источник возвращает нас в Космос — это кометы и метеоры. В составе комет имеются простейшие углеродные соединения, такие как СН, СN, СО, СО₂ , а также вода, аммиак, цианистый водород, т. е. как раз те вещества, которые являются исходными для синтеза более сложных органических соединений. При столкновении кометных ядер с первобытной Землей эти вещества могли поступать в атмосферу и на поверхность, обогащая их первичными органическими соединениями. Не исключено, что в составе комет есть и более сложные соединения, включая аминокислоты. В. Г. Фесенков рассматривал столкновения Земли с кометами, как один из важнейших источников поступления органических соединений. К сожалению, его работы в то время (1950-1960-е годы) не привлекли должного внимания. Но спустя несколько десятилетий этот механизм стал активно изучаться многими исследователями. По оценкам Дж. Гринберга и В. Схутте (1984 г.), ядро массивной кометы, столкнувшись с Землей, может внести на ее поверхность такое количество органической материи, которое по порядку величины сравнимо со всей нынешней земной биомассой. Это могло бы (отмечают они) вызвать вспышку химической активности и послужить толчком к зарождению жизни.

Среди метеоритов наибольший интерес, применительно к обсуждаемой проблеме, представляют так называемые углистые хондриты. Это класс каменных метеоритов, отличающихся повышенным содержанием углерода. Еще в первой половине XIX века в составе углистых хондритов были обнаружены органические вещества. Природа их длительное время оставалась неизвестной, так как всегда очень трудно отделить органические соединения, входящие в состав самого метеорита, от «загрязнений», приобретенных при его полете в атмосфере, ударе о поверхность и, наконец, при сборе образцов метеорита. Поэтому сообщениям об обнаружении органических соединений в метеоритах обычно не придавалось большого значения. Интерес к этой проблеме возрос после того, как в 1960 г. Мелвин Кальвин и Сьюзен Вон доложили об обнаружении в метеорите Мюррей (упавшем в 1950 г. в штате Кентукки, США) довольно сложных органических соединений — высокомолекулярных парафиновых углеводородов, похожих по составу на нефть, а также вещества, напоминающего цитозин. Эта работа вызвала очень жаркую дискуссию. В 1961 г. другая группа американских ученых исследовала метеорит Оргейль (упавший во Франции в 1868 г.), в котором ранее было обнаружено вещество, похожее на углеводороды. Они подтвердили этот результат и показали, что некоторые углеводороды содержат цепочки из 29 атомов. Несмотря на то, что сами исследователи исключали возможность «загрязнения» земными образцами, вопрос оставался открытым.

Проблему удалось решить лишь после того, как в 1970-х годах был исследован с применением более совершенных аналитических методов метеорит Мерчисон, упавший в Австралии в 1969 г. В составе этого метеорита было обнаружено 16 аминокислот; из них только 5 относятся к числу тех, из которых конструируются белковые молекулы, а остальные 11 относятся к тем аминокислотам, которые не входят в состав живых организмов на Земле. Впоследствии число обнаруженных аминокислот было доведено до 50 и оказалось, что только 8 из них входят в состав белковых молекул. Далее, как показал анализ, в метеорите Мерчисон в одинаковом количестве встречаются и левые, и правые молекулы. Все это указывает на небиологическое (а значит, внеземное) происхождение аминокислот в метеорите Мерчисон. В нем были найдены также азотистые основания: аденин, гуанин, урацил и другие углеродные соединения. Исследование изотопного состава показало, что отношение изотопов углерода ¹²С и ¹³С отличается от их отношения в земных организмах, что также свидетельствует о внеземном происхождении углеродных соединений в этом метеорите. Впоследствии аминокислоты были обнаружены также в метеорите Мюррей. Кроме того, в углистых хондритах были найдены жирные кислоты и другие биологически важные молекулы.

[224] У. Томсон писал, что это представляется ему «такой же несомненной научной истиной, как закон всемирного тяготения». (Цит. по кн.: Хоровиц Н. Происхождение жизни в Солнечной системе. — М.: Мир, 1988. С. 45.)

[225] Там же.

[226] Тейяр де Шарден. Указ, соч., с. 66-67.