Внеземной разум. Мифы и реальность

Важнейшую роль в этом соревновании играли катализаторы - вещества, ускоряющие те или иные химические превращения. Огромное преимущество должны были получать реакции, катализируемые своими собственными продуктами. Следующий этап на долгой дороге от неживого к живому - это формирование самостоятельно обеспечивающихся химических циклов. В их развитии происходит не только синтез катализаторов, но и частичное возобновление расходуемых веществ. Отсюда уже недалеко и до настоящей жизни, ведь жизнь в основе своей - это самоподдерживающийся процесс.

Известно, что небесные тела могут обмениваться веществом: при столкновении планеты с крупным астероидом из ее поверхности выбиваются фрагменты породы, которые могут улететь в космос и попасть на другие планеты. К примеру, на поверхность Земли часто долетают метеориты с Марса. Благодаря такому «обмену» метеоритами возникшие в ходе химической эволюции на одной из планет вещества и катализаторы могут попасть на соседние тела и даже в другие звездные системы. Так за несколько сотен миллионов лет распространение кирпичиков жизни способно охватить всю нашу Галактику.

Подобным образом масштаб химической «кухни», готовящей молекулярные блюда для будущей жизни, может расшириться от планетарного до галактического.

Мы уже знаем, что возникновение жизни чаще всего связывают с молекулами РНК, служащими посредниками между ДНК и белками при считывании наследственной информации. При помощи РНК осуществляется синтез белков в соответствии с записанными в молекуле ДНК «инструкциями». Некоторые из «работ», выполняемых РНК, очень похожи на функции белков, другие напоминают свойства ДНК. И все это РНК делает не в одиночку, а при активном содействии со стороны белков. На первый взгляд РНК кажется «третьей лишней». Нетрудно представить себе организм, в котором РНК вовсе нет, а все ее функции поделили между собой ДНК и белки. Правда, таких организмов в природе не существует.

Согласно теории первичного РНК-мира первые живые организмы были РНК-молекулами без белков и ДНК. Прообразом РНК-организма могли стать самовоспроизводящиеся молекулы, синтезирующие собственные копии. В итоге РНК может выполнять сразу две главные жизненные задачи - хранение информации и активную работу. Конечно, ДНК лучше справляется с задачей хранения информации, а белки - с «работой», но изначальные РНК-организмы могли вполне обходиться и без них.

Все живые организмы дискретны в пространстве и имеют наружную оболочку. Трудно представить себе живое существо в виде туманного облачка или раствора. Однако поначалу жизнь существовала именно в виде растворов. Чтобы не раствориться в водах первичного океана, подобные «жидкие сущности» должны были оккупировать микроскопические щели и выемки в горных породах. К тому же некоторые минералы являются катализаторами для многих биохимических реакций. Кроме того, поверхность минералов могла служить своеобразной основой, к которой прикреплялись молекулы РНК. Упорядоченная структура кристаллов помогала упорядочить и структуру этих молекул, придать им нужную пространственную конфигурацию.

Но рано или поздно первичная жизнь должна была обзавестись собственными оболочками - перейти от «жидкого» состояния к организменному. Идеальным материалом для таких оболочек являются особые молекулы, способные образовывать на поверхности воды тончайшие пленки. Если взболтать такую воду, в ее толще возникнет множество мелких пузырьков - водяных капелек, покрытых оболочкой. Эти капельки проявляют интересные свойства, которые делают их похожими на живые клетки. Например, они способны осуществлять обмен веществ путем избирательной проницаемости: одни молекулы сквозь них проходят, другие нет. Благодаря этому одни вещества втягиваются в каплю, другие выводятся, третьи - накапливаются внутри. Правда, для того чтобы это происходило постоянно, мембран недостаточно. Нужно еще, чтобы внутри капли шли химические реакции, а для этого там должны находиться катализаторы - белки или РНК.

Первые «капельки жизни» - коацерваты - могли образоваться самопроизвольно из молекул липидов, возникших неорганическим путем. Впоследствии они могли вступить в симбиоз с «живыми растворами» - колониями самовоспроизводяшихся молекул РНК. Подобное сообщество уже можно назвать организмом.

На начальном этапе зарождения жизни участие РНК в синтезе белков было случайным, и последовательности аминокислот из раза в раз воспроизводились не точно, а лишь приблизительно. Поскольку точность резко повышала стабильность такой живой системы, естественный отбор способствовал выработке все более «специализированных» катализаторов. Дело закончилось возникновением универсальной системы специального синтеза любого требуемого белка.