День пятый (часть 2)
Происхождение жизни
КНИГА БЫТИЯ, ГЛАВА 1
20И сказал Бог: да произведет вода живые существа; и крылатые да полетят над землею, по тверди небесной. 21 И сотворил Бог большие существа морские и всяких животных ползающих, которые живут в воде, по роду их, и всякую живность крылатую по роду ее. И увидел Бог, что это хорошо. 22 И благословил их Бог, говоря: плодитесь и размножайтесь, и наполняйте воды в морях, и птицы да размножаются на земле. 23 И был вечер, и было утро: день пятый.
ВОПРОСЫ
Пятый день творения описывает первоначальные этапы возникновения животного мира. Когда речь заходит о происхождении жизни, возникает вопрос о видимом противоречии между библейским текстом и данными современной науки. Вопрос этот обычно формулируется так:
За последние несколько десятилетий наши познания в области молекулярной биологии невероятно расширились. Расшифрован генетический код. Изучен механизм образования белков. Доказано, что все исходные молекулы, необходимые для возникновения жизни, могли бы постепенно образоваться из простых химических элементов, существующих в природе. Более того, недавно ученые сумели проследить все стадии постепенной эволюции неживой материи в те сложные биологические системы, которые мы называем жизнью. Таким образом, с точки зрения науки, загадка происхождения жизни может считаться решенной.
В полном противоречии с наукой, Библия провозглашает (1:21), что живые организмы возникли внезапно, в результате божественного акта творения. Значит, библейский текст несовместим с научной концепцией постепенного возникновения жизни из простейших химических элементов.
В данной главе мы покажем, что этот распространенный взгляд на вещи неверен в трех своих основных положениях. Во-первых, данные современных раскопок говорят о том, что живые организмы появились внезапно, без малейших признаков "постепенной эволюции жизни". Во-вторых, недавние открытия в области молекулярной биологии ставят перед любой предложенной теорией происхождения жизни некую проблему, которая представляется неразрешимой. В-третьих, при внимательном прочтении библейского текста становится очевидным, что он, в сущности, не противоречит представлению о зарождении живых организмов из неживой материи. Давайте теперь рассмотрим эти три положения.
ПЕРВЫЕ ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ
В момент образования Земли температура ее была так высока, что вся планета находилась в расплавленном состоянии.1 Лишь с течением времени ее поверхность охладилась настолько, что на ней смогли сформироваться скалистые породы. Геологи находят древнейшие на Земле камни в самых различных местах планеты — от Гренландии и западной Австралии до Свазиленда в южной Африке.
Когда же появились на Земле первые живые организмы? До недавнего времени была широко распространена идея постепенной эволюции жизни на протяжении миллиардов лет. Новейшие открытия палеонтологов заставили отбросить эту идею. "Поразительнее всего в [первоначальном появлении] жизни на Земле то, что оно совершилось так быстро... Скачок к жизни оказался, видимо, легче, чем того можно было ожидать".2
К этому новому пониманию вещей привели исследования древнейших горных пород. "Начиная с пятидесятых годов выяснилось, что окаменелости живых организмов можно обнаружить даже в самых древних осадочных породах".3 Вторые по древности известные человеку скальные формации (в западной Австралии) содержат "несомненные остатки живых организмов".4 Такое заключение вытекает из "геологических и палеонтологических данных, указывающих на то, что в австралийских скалах обитали древнейшие живые существа на Земле".5 А в самых древних известных нам камнях (из Исуи в Гренландии) "имеются следы биосферической активности. Это говорит о том, что жизнь, возможно (хотя и не обязательно), существовала даже в столь отдаленные времена".6
Таким образом, результаты современных раскопок противоречат представлению о "постепенной эволюции жизни". Древние скалы, содержащие окаменелые остатки ранних форм жизни, образовались почти одновременно с затвердеванием поверхности Земли. Это показывает внезапное появление живых организмов на Земле, как только она охладилась настолько, чтобы жизнь на ней могла существовать.
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ И БЕЛКИ
Все живые организмы состоят из клеток. Важнейшие молекулы живой клетки — это белки и нуклеиновые кислоты.7 Обсуждая происхождение жизни, необходимо остановиться на основных свойствах этих двух типов молекул.
Одной из характерных черт живого организма является его способность к размножению. Живые существа размножаются, в отличие от неживых предметов.8 Размножение организма зависит, в конечном счете, от размножения отдельных клеток. Механизм воспроизводства клеток одинаков у всех живых организмов. Он основан на уникальных свойствах нуклеиновых кислот, называемых обычно ДНК и РНК. (В научной литературе иногда употребляют понятие "хромосома", которая является длинной цепью ДНК; ген представляет собой сегмент хромосомы). Молекула нуклеиновой кислоты делится, образуя из первоначальной молекулы две тождественные дочерние молекулы. Кроме того, нуклеиновые кислоты регулируют производство всех белков в клетке. Таким образом, нуклеиновые кислоты вызывают воспроизводство клеток. Сложные процессы, происходящие в клетке, в настоящее время поняты.
Одной из важнейших составных частей живой клетки является группа крупных молекул — белков. Они составляют до 70-80% "сухого веса" типичной клетки. Живая клетка содержит сотни различных типов белков, каждый из которых выполняет особую функцию, необходимую для существования клетки как живого комплекса. Белки служат катализаторами химических реакций, происходящих в клетке, контролируют клеточный обмен веществ и вырабатывают всевозможную "продукцию" клетки. Они регулируют и контролируют почти все процессы, происходящие в клетке. Без белков ни одна живая клетка не смогла бы существовать.
Откуда же взялись белки? Все белки производятся нуклеиновыми кислотами. Никакого иного механизма для производства белков нет. Такова общеизвестная "центральная аксиома молекулярной биологии".
А что регулирует деление нуклеиновых кислот? Этот процесс может происходить только в присутствии белков определенного типа, называемых ферментами. По сути дела, без ферментов нуклеиновые кислоты не могли бы существовать вообще. Не будь стабилизирующего действия белков, крупные молекулы нуклеиновых кислот разложились бы в воде, которая содержится в каждой живой клетке.
ПАРАДОКС ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ
На основании сказанного в предыдущем разделе, мы можем критически подойти к предположению о самозарождении жизни из неживой материи. Рассуждение строится на четырех пунктах:
Для воспроизводства все живые клетки нуждаются в нуклеиновых кислотах. Следовательно, без нуклеиновых кислот не может быть жизни.
Все живые клетки нуждаются в белках, необходимых для множества процессов, с помощью которых поддерживается жизнь клетки. Следовательно, без белков не может быть жизни.
Белки производятся только нуклеиновыми кислотами. Значит, без нуклеиновых кислот не может быть белков.
Нуклеиновые кислоты могут воспроизводиться только в присутствии белков. Следовательно, без белков не может быть нуклеиновых кислот.
Теперь мы можем четко сформулировать парадокс, связанный с идеей о самопроизвольном зарождении жизни. Из пунктов (1) и (2) следует, что живым клеткам необходимы как белки, так и нуклеиновые кислоты. Из пунктов (3) и (4) следует, что ни один из этих сложных типов молекул не может быть воспроизведен без другого. Вывод: жизнь не могла развиться из неживой материи, ибо неживая материя не содержит в себе ни белков, ни нуклеиновых кислот.
Этот парадокс хорошо известен биологам, часто сравнивающим его со знаменитой загадкой: "что было сначала, яйцо или курица?" Аналогия ясна. Для иллюстрации нашей мысли приведем несколько цитат:
Нуклеиновые кислоты не могут ни воспроизводиться, ни регулировать синтез белков без помощи уже существующих белков; белки же не могут быть синтезированы без информации, заложенной в уже существующих нуклеиновых кислотах. Одна из наших важнейших проблем заключается в том, чтобы понять, каким образом могла возникнуть эта ситуация "яйца и курицы".9
Вот задача, которую до сих пор не могут решить теории происхождения жизни: что было раньше — только не яйцо или курица, а нуклеиновые кислоты или белки?10
Одной из многих важных нерешенных проблем в науке о происхождении жизни является исходное функциональное соотношение между белками и нуклеиновыми кислотами — что из них появилось раньше?11