Ефим Фиштейн: Вопрос о том, как на Земле появилась жизнь, остается одной из самых главных проблем современного естествознания. За несколько веков, в течение которых ученые ищут ответ на этот вопрос, возникало множество биологических, химических и физических теорий. В первой передаче цикла «Происхождение жизни» доктор биологических наук Александр Марков расскажет о том, как и когда люди стали отличать живую от неживой и кто из ученых сделал первые шаги в процессе познания возникновения жизни. С ним беседует Ольга Орлова.
Ольга Орлова: В течение нескольких тысячелетий люди принципиально не разделяли природу на живую и неживую. Они представляли, что живая сила пронизывает все мироздание. И этот взгляд, так называемый витализм, был распространен в большинстве культур и цивилизаций. А вот когда люди впервые заметили принципиальную разницу между живым и неживым?
Александр Марков: По-видимому, одним из первых итальянец Франческа Реди, который жил в 17 веке, так вот он впервые доказал, что если накрыть тухлое мясо тряпочкой, чтобы к нему мухи не могли подобраться, то личинки мух в таком мясе не заводятся. Таким образом была доказана невозможность самозарождения сложных механизмов. А до этого думали, что в грязном белье сами собой заводятся мыши, в тухлятине мухи, на днищах кораблей моллюски и так далее. Причем очень любопытные приводились доказательства этого самозарождения у Аристотеля, например, он доказывал, что моллюски, которые на днище кораблей, что они никак не могут ни от каких других, а совершенно ясно, что они самозарождаются. И появился принцип Реди: все живое происходит только от живого. Но потом стали известны микроорганизмы, и распространить этот принцип на микроорганизмы удалось только в 60-х годах 19 века Луи Пастеру.
Ольга Орлова: То есть большую часть своей жизни человечество прожило с убеждением, что между живой и неживой природой границы практически нет?
Александр Марков: Да, считали, что вся природа одухотворена некоей живительной силой. Это ведь хорошо согласовывалось и с библейской версией сотворения мира и живых существ. Там говорится расплывчато, что Бог не сотворил растительность, а велел земле произрастить зелень, не сотворил пресмыкающихся, а приказал воде произвести пресмыкающихся. Эти взгляды очень оказались живучими. А Луи Пастер, который сам, кстати говоря, был глубоковерующим религиозным человеком, доказал, что в колбе с бульоном микроорганизмы не заводятся, если преградить доступ гипотетическим зародышам этих микробов. Таким образом, было покончено с витализмом, но это крупное научное достижение парадоксальным образом сыграло на руку не науке, а церкви в первую очередь. Потому что сразу укрепились позиции тех, кто настаивал на божественном происхождении жизни. Если она не может самозарождаться, то откуда же она тогда взялась.
Ольга Орлова: Коллеги Пастера и сам Пастер представляли, что живая жизнь, природа есть только на Земле. То есть они не рассматривали происхождение жизни во Вселенной.
Александр Марков: В те времена действительно появились идеи о том, что может быть жизнь зародилась не на Земле, а на других небесных телах, что может быть она была принесена на Землю каким-нибудь другим метеоритом или кометой. А что касается Луи Пастера, то он даже однажды провел скрупулезный микробиологический анализ одного метеорита, чтобы выяснить, нет ли в нем микроорганизмов. Все было очень аккуратно сделано, извлечен материал, посеял Пастер на всякие питательные среды, естественно ничего не выросло. И тем самым вроде как было показано, что нет ничего живого в этом метеорите.
Ольга Орлова: Но вопрос все-таки не был закрыт о космическом происхождении органики?
Александр Марков: Вопрос не был закрыт, он и по сей день обсуждается насчет космического происхождения органики. Но дело в том, что теория панспермии немногим лучше теории божественного сотворения. Потому что она переносит происхождение жизни в область непостижимого. Если жизнь произошла в неведомых глубинах Вселенной, мы дотуда не доберемся никогда, не узнаем, какие там были условия и как же жизнь возникла. Я хочу сказать, что это не интересная версия.
Ольга Орлова: То есть вы считаете, что самая интересная версия - это то, что жизнь есть только на Земле, и мы узнаем, как она именно на Земле появилась.
Александр Марков: Нет, я не говорю, что она есть только на Земле, но то, что она возникла только на Земле, а не была принесена откуда-то в готовом виде.
Ольга Орлова: Давайте тогда поговорим о теории происхождении жизни на Земле. Как долго наша Земля оставалась безжизненной - это мы знаем?
Александр Марков: Мы знаем, что следы жизни есть в самых древних породах земной коры, которые в принципе могли такие следы сохранить. От самых первых этапов существования нашей планеты не осталось никаких геологических следов, не осталось горных пород, которые в принципе могли бы иметь или не иметь следов жизни. А когда такая возможность появляется, то там уже следы жизни есть. Сначала самые древние следы - это в породах возрастом 3,8 миллиарда лет. Суть этих следов жизни предполагаемых заключается в том, что там кусочки графита с измененным изотопным составом углерода. Дело в том, что когда живые организмы синтезируют органические вещества из углекислого газа, при этом происходит фракционирование изотопное, по соотношению изотопов в этом древнем углероде можно предполагать, что тогда уже была жизнь 3,8 миллиарда лет назад. Но с другой стороны, фракционирование изотопов углерода может происходить без участия живых организмов в некоторых геологических процессах. Поэтому эти древнейшие следы не совсем безусловны. Несколько более поздние, 3,7 миллиарда лет назад, уже тоже речь идет об изотопном составе углерода, но там считается, что в той ситуации вероятность без участия живых существ фракционирования очень мала. Поэтому эти свидетельства считаются достаточно надежными. Три с половиной миллиарда лет назад уже нет никаких сомнений, что жизнь была, потому что уже есть и даже окаменевшие микроорганизмы, следы жизнедеятельности в виде слоистых известковых напластований сложной формы, которые называются строматолитами.
Ольга Орлова: В форме каких микроорганизмов существовала жизнь?
Александр Марков: Это просто шарики, делящиеся пополам иногда.
Ольга Орлова: Понятно какая была среда обитания? Это была обязательно вода?
Вода, безусловно. Нет никаких поводов предполагать, что жизнь обходилась без воды, существовала в безводной среде. Но в каких именно условиях жизнь проходила свои первые шаги на Земле - это очень трудно сказать в смысле насчет состава атмосферы, насчет температуры, очень много разных точек зрения. Но считается, что вода, гидросфера очень рано появилась. Есть совсем древние, больше четырех миллиардов лет кристаллы, строение которых свидетельствует о том, что они сформировались в присутствии воды. По-видимому, вода на земле появилась чуть ли не сразу же после того, как планета сформировалась.
Ольга Орлова: То есть мы не можем получить никаких убедительных доказательств, но что мы можем увидеть?
Александр Марков: Главное, что убеждает ученых в том, что они на правильном пути находятся - это общая тенденция развития наших знаний в этой области. Ведь начиналось все с ситуации можно сказать отчаянной, когда были проведены опыты Пастера и было доказано, что самозарождение жизни, по крайней мере, быстрое и в современных условиях невозможно, то казалось, что между живым и неживым лежит непреодолимая грань. Потому что на тот момент химики не умели даже синтезировать никакие органические соединения из неорганических и все думали, что даже на химическом уровне между живым и неживым грань непреодолима. Но затем по мере развития науки один за другим становились понятными возможные этапы, которые прошла жизнь от неорганических молекул к первой живой клетке. Мы должны понимать, что этот путь был длинным, состоял из множества этапов. И сначала 100-150 лет назад весь этот путь был совершенно неясен и непонятен. Но потом химики научились синтезировать органические вещества. Сначала синтезировали мочевину, потом липиды, потом Бутлеров открыл реакцию синтеза сахаров из неорганических соединений. И стало ясно, что химической грани непреодолимой нет, что органика может быть синтезирована из неорганических соединений. По крайней мере, стало ясно, что он проходим, этот кусочек пути и чем дальше, тем больше таких кусочков. Мы стали понимать, как проходили те или иные маленькие участки этого длинного пути. И хотя до сих пор еще осталось довольно много кусочков, которые мы не понимаем или понимаем очень смутно и нечетко, тем не менее, тенденция развития науки такова, что все больше и больше становится ясным на этом пути. И это самое главное, что убеждает ученых в том, что жизнь могла произойти естественным путем в результате естественных процессов из неживой материи.
Ольга Орлова: То есть первые, по крайней мере, из тех, что мы знаем, первые живые существа были шарики в воде?
Александр Марков: Можно сказать и так. Хотя понятно, что у живой клетки, у такой клетки как бактериальная, в принципе не очень много шансов сохраниться в ископаемом состоянии. Находки самые древние микроорганизмов очень редки. Поэтому там все в тумане. По палеонтологической летописи, я имею в виду. И многочисленные остатки микроорганизмов становятся гораздо позже, когда их становится много разных и там уже нет никаких сомнений в том, к какой группе. Видно, что там есть известные группы бактерий современные появились, разные нитчатые формы и другие. Но это все много позже начинается. А архейская эра, которая закончилась два с половиной миллиарда лет назад, таких окаменелостей, относящихся к архейской эре, не очень много, таких клеток, есть строматолиты.
Ольга Орлова: И как же по версии биологов выглядит зарождение первых организмов живых, что произошло?
Александр Марков: Тут надо сказать прежде всего, в каком направлении вообще работает мысль у ученых, чего мы хотим добиться. Очень не хочется принимать версию божественного творения просто потому, что если это так, то ученым нечего делать в этой области и все.
Ольга Орлова: Но ведь проблема не в том, чтобы занять умы ученых, а проблема в том, чтобы узнать истину и получить ответ.
Александр Марков: Это вопрос философский о целях нашей жизни, деятельности.
Ольга Орлова: Вряд ли человечество согласится, что занятие ученых, чтобы им было интересно решать задачи. Это есть некая самоцель познания. Думаю, что большинство хотят, чтобы ученые действительно искали ответ на вопрос. Даже если он неприятен, пусть он будет честен.