Другой крайний вариант - возникновение живых организмов в результате чистой случайности. Скажем сразу, событие случайной встречи всех необходимых молекулярных компонентов в естественных условиях оценивается как непредставимо маловероятное. Вероятность его примерно такова, как вероятность случайного возникновения дома из груды камня при воздействии природных стихий: ураганов, землетрясений, извержений вулканов и т.п.
Также, конечно, чрезвычайно мала и вероятность спонтанного образования белковой молекулы. К этим вычислениям надо добавить, что спонтанное образование молекулы ДНК или белка - далеко не полное условие возникновения самоорганизующейся и самовоспроизводящейся живой системы, так как ДНК может передавать наследственную информацию и “руководить” процессами живого организма только при наличии целого комплекса конструктивных материалов и специфических белковых молекул - ферментов. Совершенно очевидно, что условная вероятность спонтанного образования даже простейшей биологической системы (“полуживого” организма) непредставимо мала.
Для понимания ничтожности вероятности такого события можно привести образное сравнение: для того, чтобы совпало 40 первых букв “Гамлета” (т.е. любой заданной последовательности из 40 букв) у одной из обезьян, беспорядочно нажимающих на клавиши пишущей машинки, нужно около 1080 обезьян на пишущих машинках. Это приблизительно равно числу всех атомов во Вселенной по современным представлениям.
В связи с этим известные позиции Ж.Моно и А.Ленинджера, предполагающих возможность возникновения жизни в результате простого случая, или гипотеза Г. Миллера о том, что жизнь могла возникнуть из “голого” гена, не выдерживают количественных оценок вероятности такого события (см., напр., [Дубинин, 1981]).
Мала и вероятность подтверждения гипотезы панспермии, которой придерживался, например, известный физикохимик С.Аррениус, а в наше время Ф.Крик и Л.Оргелл. Даже в случае ее подтверждения, проблема химической эволюции просто переносится с земных исторических условий на некоторые другие космические объекты.
Современные аргументы в пользу панспермии весьма слабые. Например, гипотеза “направленной панспермии” Ф.Крика и Л.Оргелла обосновывается тем, что «…химический состав живых организмов в какой-то степени отражает состав среды, в которой он развивался. Поэтому присутствие в земных организмах элементов, на нашей планете крайне редких (например, молибдена, играющего важную роль в ферментативных процессах, но содержание которого на Земле составляет 0, 02%. - В.К.), может означать, что жизнь имеет внеземное происхождение» [Крик, 1974, с.78]. Другое основание авторы видят в универсальности генетического кода, что, по их мнению, естественно вытекает из теории внеземного происхождения жизни. Заметим, что приводимые обоснования панспермии (в части обоснования невозможности возникновения первых живых организмов на Земле) равным образом можно относить и к обоснованию любых учений о внеземной природе жизни, в том числе и к креационизму.
Вообще говоря, само по себе обсуждение проблемы внеземного происхождения жизни проистекает из трудностей обоснования происхождения жизни из неживой природы в процессе естественной эволюции на Земле.
Именно эти трудности привели, видимо, В.И.Вернадского к обоснованию учения о вечности жизни во Вселенной.
Разнообразные варианты объяснения внеземной природы живого выражают (при их различии в частностях) общие “слабости” эволюционных теорий в области проблем обоснования возможности предбиологической эволюции. Рассмотрим проблемы предбиологической (химической, молекулярной) эволюции детально.
В результате проведенного анализа, можно выделить для рассмотрения гипотезы предбиологической (химической) эволюции, обозначенные нами выше пунктами 2, 3 и 4.
При этом сразу исключим вариант 4, поскольку имеется достаточно оснований для утверждения о том, что естественный отбор не может функционировать как фактор эволюции в неживых системах (пусть самоорганизующихся, но не самовоспроизводящихся - см., напр., [Дубинин, 1981, с.87-88]). Концепция естественного отбора может как-то (но не без серьезных трудностей) применяться к предбиологическим системам высокого уровня организации (гетерофазные образования с мембранным слоем, обменом веществ с внешней средой и т.п.), т.е. к объектам не столько химическим, сколько уже биологическим.
Если в современных эволюционных учениях о живой Природе доминирующей является теория (гипотеза) Дарвина, то в отношении химической (предбиологической) эволюции более приемлема концепция Ламарка. При этом нужно, конечно, учитывать, что Ламарк не разрабатывал проблему химической эволюции. Его эволюционное учение относится исключительно к эволюции живых организмов. Аргументом в пользу “молекулярного ламаркизма” в противоположность предположению о возникновении жизни по чистой случайности является то, что истории Земли не хватает для того, чтобы и предбиологическая эволюция шла по Дарвину, т.е. с фактором случайности мутаций и наследованием приобретенных таким случайным образом признаков. В связи с этой проблемой отмечается, что «главный козырь ламарковского механизма на доклеточном этапе эволюции - быстрота, ведь времени на случайную изменчивость (по оценке автора, это около 100 млн. лет. - В.К.) и отбор нужных вариантов катастрофически не хватает» [Богоцкий, 1990, с.18].
На этом основании, в свою очередь, делается предположение о “механизмах стыковки” предбиологического и биологического этапов естественной эволюции: «Таким образом, можно выделить два скачка в формировании жизни: первый - появление полимерных глобул, способных к самоуплотнению и “ламарковской” эволюции, второй - возникновение “свободы” мутаций и прогрессивной эволюции путем естественного отбора. Этот второй скачок мы и можем считать появлением жизни» [Богоцкий, 1990, с.22]. Но если даже считать доказанным, что на этапах предбиологической эволюции “молекулярный ламаркизм” имел место, остаются конкретные вопросы о природе (движущих силах) предбиологической эволюции на этапах от простейших химических соединений до самовоспроизводящихся органических систем.
Ниже рассмотрим некоторые подходы, в которых делаются попытки научного обоснования химической эволюции с привлечением различных интердисциплинарных знаний.
Так, с позиции философского учения о противоречиях и единстве противоположностей как диалектическом факторе развития, возможность химической эволюции обосновывает Ю.А.Жданов указанием на наличие противоречивых, противоположных свойств у одних и тех же химических соединений. Например, указывается на свойства аминокислот, которые проявляют и кислотные, и основные свойства (благодаря наличию карбоксильной и аминогрупп), а также содержат атомы углерода в окисленном и восстановленном состояниях. В связи с этим приводятся слова Гегеля: «Нечто жизненно, только если оно содержит в себе противоречие и есть именно та сила, которая в состоянии вмещать в себя это противоречие и выдерживать его» (см.: [Гегель, 1970, с.66]). Далее, условия для возможности химической эволюции в естественных условиях усматриваются в факте обнаружения органических веществ на космических телах [Жданов, 1980]. Это усиливается интересной гипотезой о возможных процессах синтеза высокомолекулярных соединений в зернах межзвездной пыли при сверхнизких температурах в результате квантовомеханического туннелирования химических реакций - гипотеза “холодной” химической эволюции [Гольданский, 1978].
В других работах центральным благоприятствующим фактором химической эволюции считается явление катализа. Поскольку скорость химических процессов может регулироваться присутствием катализаторов, влияющих также на соотношение продуктов и специфичность химических процессов, значительная роль в химической эволюции отводится естественным каталитическим процессам. При этом выделяется особенное их значение в автокаталитических реакциях самоорганизующихся систем.
Есть работы, где необходимые предпосылки для обоснования возможности предбиологической молекулярной эволюции связываются с существенной ролью химического комплексообразования в процессах естественного развития от простого к сложному.
Есть работы, в которых предполагается, что возникновение жизни связано с информационными и адаптационными свойствами супрамолекулярных соединений (см., например, [Лен, 1998, с.230-239]).
Словом, в настоящее время в естествознании осуществлена переборка множества вариантов необходимых условий для химической эволюции.
Помимо усилий по выявлению необходимых благоприятных условий для химической эволюции, создаются теории, в которых объясняются варианты химической эволюции при возможных неблагоприятных условиях. Так, например, на первичных стадиях химической эволюции образованию органических макромолекул препятствовали бы процессы их окислительной деструкции. Однако есть научные основания считать, что на ранних этапах истории Земли ее атмосфера была восстановительной и состояла она из аммиака, воды, диоксида углерода. Свободный кислород, который разрушал бы органические соединения быстрее, чем они синтезировались бы, накопился в атмосфере только после появления на Земле жизни, а именно в результате деятельности фотосинтетических организмов. Таким образом, снимается еще один “запрет” - предположение о невозможности молекулярной органической эволюции в связи с активными окислительными процессами в атмосфере Земли.
Можно сказать, что в современной биосфере имеются два фактора, препятствующие началу нового эволюционного процесса от молекулярного уровня: химический (окислительный) и биологический (обусловленный активной минерализацией органического вещества в природе живыми организмами). Второй фактор относится только к частной проблеме - обоснованию невозможности повторного начала эволюционного пути при наличии в окружающей среде живых организмов.
Конечно, в наибольшей степени возможность образования в истории Земли живых организмов без вмешательства извне выводится из предположения, что главным событием в ускорении эволюционного процесса было образование высокомолекулярных соединений, которые имеют большие возможности, по сравнению с малыми молекулами сохранить свою индивидуальность в различных природных превращениях. Основными объектами рассмотрения здесь, естественно, выступают биополимеры типа белков и нуклеиновых кислот.
В ряде экспериментальных работ (например, в физико-химических экспериментах, в которых обнаруживалось образование аминокислот при облучении простейших соединений УФ-светом или индуцировании электрических разрядов) показана возможность образования в естественных условиях биомолекул, но этого факта, конечно, далеко не достаточно для обоснования необходимости или возможности предбиологической эволюции. Дело в том, что в таких системах быстро наступает состояние динамического равновесия, когда процессы синтеза уравновешиваются процессами деструкции.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
