Планеты и жизнь

Существование таких крохотных и притом свободно функционирующих живых систем вызывает вполне естественный вопрос: а может быть, на Земле есть до сих пор не обнаруженные другие, еще более мелкие, чем микоплазмы, клетки? Это вопрос очень серьезный, потому что должны существовать какие-то теоретические ограничения на минимальный размер клеток. Точно так же, как звезды не могут быть меньше определенной величины, и клетка должна иметь какой-то минимальный диаметр.

Подумаем, каким образом можно оценить этот диаметр. Клетка обязательно должна иметь мембрану, хотя бы для сохранения своей собственной целостности. Толщина известных сегодня мембран около 100 ангстрем (0,01 микрона). Именно поэтому «минимальная» клетка не может иметь диаметр менее 200–300 ангстрем, что составляет одну десятую часть диаметра микоплазмы.

Биохимики считают, что подобная механическая оценка неудовлетворительна, потому что такая клетка просто не сможет вместить всех молекул, необходимых для ее существования, и «требуют» 400 ангстрем. Биофизики «просят» 500 ангстрем, считая, что при меньшем диаметре тепловое движение молекул может разрушать клетку.

Согласимся с биофизиками и будем считать, что минимальная гипотетическая клетка, которая «все умеет делать», всего вдвое меньше микоплазмы. Если эту клетку высушить, то в ней останется полтора миллиона атомов. Эти полтора миллиона и создают то чудо, которое называется жизнью.

Сразу же возникает еще один серьезный вопрос: можно ли микоплазмы считать самыми простыми образцами жизни или же, наоборот, эволюция за долгое время создала такие удивительные инструменты? К сожалению, сегодня этот вопрос остается нерешенным.

Итак, полтора миллиона атомов и совершенно новое свойство материи — жизнь. Обмен веществ, движение, размножение, раздражимость, превращение солнечного света в химическую энергию и так далее.

Одним из наиболее удивительных свойств жизни является то, что природа очень экономно использует находящиеся в ее распоряжении полтора миллиона атомов. Очень небольшое количество типов молекул «работает» в клетке. Клетка — хорошая иллюстрация к афоризму Ньютона: «Natura enim simplex est» («Природа проста»).

Что же представляют собой эти молекулы?

В предыдущих главах часто использовались выражения «органические молекулы», «органические соединения» и так далее. Слово «органические» показывает, что эти молекулы связаны с жизнью, с организмами. Свойства органических молекул изучает специальная ветвь химии — органическая химия. На сегодняшний день известно около миллиона органических соединений, и людям понадобилось всего двести лет, чтобы изучить и описать свойства огромного числа соединений углерода.

Это стало, возможным лишь после того, как в конце XVIII века проявилась очевидная бесплодность методов и подходов алхимии. Тем не менее нужно сказать несколько слов об этом удивительно интересном направлении человеческой деятельности, потому что экспериментальная техника алхимиков послужила основой для химиков последующих поколений. Кроме того, в «актив» алхимии можно записать получение ряда чистых соединений и элементов.

В отличие от других наук древних времен побудительной причиной развития алхимии была не только человеческая любознательность. В течение многих сотен лет алхимики пытались создать философский камень — препарат, обладающий свойством превращать металлы в золото, и являющийся одновременно эликсиром жизни. Этот препарат называли по-разному: красным львом, красной тинктурой, великим эликсиром. Ему приписывалась огромная сила. Раствор его (золотой напиток), принимаемый внутрь в небольших дозах, должен был исцелять все болезни и избавлять от старости.

Зародилась алхимия еще в Древнем Египте, где и был впервые получен нашатырь. Римский император Диоклетиан нанес сильный удар по алхимии, издав указ о предании огню всех египетских рукописей с описанием рецептов превращения металлов в золото. Однако наивная вера в возможность подобного превращения была неистребима, и алхимия получила повсеместное распространение в развитых странах Запада и Востока.

Пик развития этой науки приходится на средние века. Поскольку в те времена каждый выдающийся ученый обладал всей суммой знаний своего времени, то история алхимии тесно связана с именами знаменитых философов и богословов. Так, известные философы XIII века Альберт Великий, он же граф фон Больштедт, и Р. Бэкон серьезно занимались алхимией. Р. Бэкону приписывают открытие пороха (в Европе), создание очков и телескопа. Не менее известный ученый Ф. Бэкон, барон, виконт и член палаты лордов, в XVI веке написал несколько научных трактатов, среди них «Введение в историю серы, ртути и соли».