Даже те учёные, которые посвятили многие годы кропотливой работы разработке теории абиогенеза, коренным образом меняют своё отношение к ней. Ярким примером тому стал профессор факультета молекулярной и клеточной биологии университета в Сан-Франциско Дин Кеньон. На протяжении многих лет он являлся ярым сторонником теории абиогенеза. Совместно с биохимиком, доктором Г. Стейнманом из Пенсильванского университета он поставил себе задачу собрать все известные на тот момент данные по моделированию химической эволюции. Результаты их исследования были опубликованы в 1969 г. в фундаментальной монографии «Биохимическое предопределение». В 1972 г. эта книга была переведена на русский язык и издана под редакцией и с предисловием самого академика Александра Опарина. До настоящего момента это исследование профессора Кеньона являлось одним из основных мировых учебных пособий по абиогенезу. Долгое время Кеньон преподавал абиогенез в одном из университетов США. Однако в конце 1980-х гг. его взгляды на происхождение жизни коренным образом изменились. В ходе своих дальнейших исследований он пришёл к твёрдому убеждению в несостоятельности этой теории. С этого времени Кеньон опубликовал множество статей по критике абиогенеза, и примкнул к лагерю её оппонентов. Его примеру следуют и другие учёные.
Однако следует отметить, что остаётся достаточно много учёных, которые не согласны с таким подходом и считают, что эволюционную модель зарождения жизни не стоит столь быстро сбрасывать со счетов. Ведь наука движется вперёд и время от времени приходится слышать о новых «обнадёживающих результатах» в этой области.
Кто же из них прав? С какими проблемами мы сталкиваемся, пытаясь превратить «живые» молекулы в живые организмы? Действительно ли между живой и неживой материей существует непреодолимая пропасть? Если да, то что тогда представляет собой само явление жизни?
На эти и многие другие вопросы, связанные с гипотезами происхождения жизни, мы постарались дать ответ в этой книге. В ней вы найдёте исчерпывающую информацию о зарождении и развитии эволюционных взглядов на происхождение жизни; узнаете о достижениях и проблемах теории абиогенеза, а также тех задачах, которые ставит перед ней современная наука. Книга насыщена множеством цитат известных учёных-специалистов в области молекулярной биологии, биохимии, биофизики, микробиологии. Получив полную информацию о современном состоянии наиболее распространённых теорий и гипотез происхождения жизни, вы сможете самостоятельно сделать вывод о их месте в научной картине мира и определить, прежде всего для себя, их дальнейшие перспективы.
Книга написана на простом, доступном для неспециалиста языке, содержит множество справочной информации и разъясняет сложные определения и понятия. Издание будет полезно преподавателям и учащимся средних и высших учебных заведений, а также всем интересующимся вопросами мироздания.
1. ЗАРОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ВЗГЛЯДОВ
НА ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ
1.1 Теории быстрого самозарождения
Начиная ещё с древних времён в мире было весьма широко распространено представление о том, что различные формы жизни постоянно самозарождаются из неживой материи. «Таковы факты, – писал Аристотель, – живое может возникать в результате не только спаривания животных, но и разложения почвы… Так же обстоит дело и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием сил природы, возникая из разлагающейся земли, отбросов или из определённых частей растений».
Множество описаний спонтанного возникновения живых организмов мы находим у авторов времён позднего Рима, а также в работах, относящихся к Средневековью, в творениях выдающихся богословов и философов, в частности, Василия Великого и Альберта Великого. Василий Великий в своём «Шестодневе» утверждает, что насекомые, лягушки, угри и мыши возникают самопроизвольно, прямо из Земли, в жаркую влажную погоду: «…она [земля] производит кузнечиков в дождливое время, и тысячи других пород пернатых, носящихся по воздуху, из которых большая часть, по малости своей, не имеют и имени, но из себя же даёт мышей и жаб. Около Египетских Фив, когда в жару идёт много дождя, вся страна наполняется вдруг полевыми мышами. Видим, что угри не иначе образуются, как из тины. Они размножаются не из яйца и не другим каким-либо способом, но из земли получают своё происхождение» (Василий Великий, 2010).
В большинстве описаний спонтанного зарождения речь идет о животных, но Альберт Великий описывает также самопроизвольное зарождение различных грибов, кустарников и даже деревьев.
В XVI и XVII вв. в изучении природы произошёл резкий перелом – от философских рассуждений и непосредственного наблюдения к обдуманным систематическим исследованиям в лаборатории. Такое развитие экспериментального подхода на первых порах ничуть не поколебало представлений о спонтанном зарождении живого. Более того, помимо сообщений о случаях спонтанного зарождения, наблюдавшихся в природе, «научная» литература обогатилась прописями, иногда весьма детальными, искусственного получения различного рода живых организмов. Так, голландский учёный Ян ван Гельмонт (1579—1644) демонстрировал простой и надёжный способ получения мышей. Для этого он набивал кувшин потным бельём, добавлял туда немного пшеницы и приблизительно через три недели получал живых мышей.
Другой натуралист — Гриндель фон Ах – стал очевидцем удивительного явления самозарождения лягушки: «Хочу описать появление на свет лягушки, которое мне удалось наблюдать при помощи микроскопа. Однажды я взял каплю майской росы и, тщательно наблюдая за ней под микроскопом, заметил, что у меня сформировывается какое-то существо. Прилежно наблюдая на второй день, я заметил, что появилось уже туловище, но голова ещё казалась не ясно сформированной; продолжая свои наблюдения на третий день, я убедился, что наблюдаемое мною существо есть не что иное, как лягушка с головой и ногами. Прилагаемый рисунок всё поясняет».
Ряд сочинений XVI и XVII веков подробно описывает превращение воды, камней и других неодушевлённых предметов в пресмыкающихся, птиц и зверей.
По мнению учёных того времени, зарождение жизни происходило под действием «активного начала», или «жизненной силы» (лат. «vis vitalis»), присутствующей в воздухе, солнечном свете, речном иле и т. д. Ван Гельмонт, поясняя свои опыты по получению мышей, говорил, что активное начало содержится в человеческом поте, который проходит через пшеничную шелуху и превращает зёрна в животных1.
Против теории самозарождения в XVII в. выступил итальянский биолог и врач Франческо Реди (1626—1697). В 1688 году он доказал, что «черви» (личинки мух) не могут зарождаться в мясе, как считали ранее. «В середине июля, – писал Реди, – я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них змею, в другой – немного рыбы, в третий – угрей, в четвертый – кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми… Вскоре мясо и рыба в незапечатанных сосудах зачервивели; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не видел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в них была положена мёртвая рыба».
Опыты Реди серьёзно поколебали господствовавшую идею самозарождения, однако к полному отказу от неё не привели. После открытия в 1676 г. А. ван Левенгуком микроорганизмов именно они стали основным объектом спора о зарождении жизни, поскольку логичным представлялось, что в первую очередь к самозарождению способны наиболее примитивно устроенные живые существа.