Текст книги "Научное мировоззрение изменит вашу жизнь. Почему мы изучаем Вселенную и как это помогает нам понять самих себя?"

Оно живое!

Кто бы мог подумать, что нашу планету ждет такое необычное развитие! Попадая в архей, мы наблюдаем не очень приятные, с нашей точки зрения, условия: кислый океан омывает серую безжизненную пустыню, похожую на накипь внутри чайника, которую к тому же выжигает солнечная радиация. В воздухе циркулирует метан, аммиак, угарный газ, углекислый газ, сероводород, сернистый газ, местами вулканы накачивают атмосферу еще более едкими соединениями. И все же где-то в тех условиях появляется первый организм. Теорий возникновения жизни масса, но в принципе их можно разделить на две большие категории. Первая, самая простая гипотеза, способная прийти на ум обывателю: «А кто вообще сказал, что жизнь возникла? Она была всегда». Этот тезис называется гипотезой стационарного состояния и предполагает, что наша планета существовала всегда, и жизнь на ней тоже была вечно, а изменения с течением времени незначительны. Такая концепция имеет право на существование, пока у вас нет каких-либо данных и научного подхода. Чем больше вы начинаете разбираться в вопросе, чем больше появляется людей, называющих себя геологами, биологами, химиками, физиками, астрофизиками, тем меньше у вас доверия к таким простым ответам. На данный момент теория стационарного состояния является не более чем интересным предположением людей прошлого, не накопивших достаточно данных о своем мире.

Вторая категория гипотез предполагает, что жизнь все же как-то возникла и также делится на две подгруппы: либо жизнь возникла сама по себе, либо ей кто-то помог. Начнем со второй подгруппы, а именно с вмешательства сторонних сил. Теория креационизма постулирует, что наш мир сотворен высшей сущностью, как и все живые организмы в нем. Вариаций на эту тему бывает множество: и монотеистические объяснения авраамических религий, где есть одно начало, и именно оно запустило все необходимые процессы, и пантеоны божеств Древней Греции и Рима, и египетские Осирисы и Ра.

Существуют и куда более интересные предположения, например исконные верования китайского народа. Легенды начинаются с того, что из Хаоса (почти всегда в начале есть Хаос) появились две силы – Свет и Тьма, которые дали начало небу и земле. В этом пустынном мире родился великан Пань-гу, который вскоре скончался, и из его огромного и сильного тела образовалась природа: ветром и облаками стало дыхание, громом разразился его голос. Левый глаз Пань-гу улетел на небо солнцем, а правый недолго думая решил стать луной. Руки, ноги и туловище превратились в четыре стороны света и пять священных гор. Пот с его тела испарился и стал дождем, а кровь потекла реками. Мускулы стали почвой, волосы – травой и деревьями. Зубы и кости Пань-гу превратились в камни и металлы, мозги стали драгоценными камнями. Ну а какая же часть тела великого Пань-гу стала людьми, спросите вы? Людьми стали черви на теле великана, которые и заселили новый мир. Красиво.

Индусы начинали свои легенды с бесконечного океана. Было бы даже интересно, если бы в древних текстах прописывали условия позднекатархейской эпохи, но, увы, как и везде, нет ни Земли, ни звезд, ни Солнца, ни Луны. Не могли люди раньше представить, что в акте творения наш мир в виде земного диска или Солнечной системы появился не первым. Разумеется, первое, что породил космос после стабильного вечного состояния, – это наша с вами планета и ее окружение. У индусов легенды начинаются с того, что океан породил огонь, а из него появилось Золотое Яйцо. Через какое-то время из Золотого Зародыша внутри Яйца возник Прародитель всего на земле – Брахма. Брахма силой мысли расколол Яйцо на две половины: верхняя стала Небом, а нижняя – Землей. Выдох Брахмы стал, разумеется, воздухом. Через какое-то время ему наскучило быть одному, и из частей своего тела он создал шестерых сыновей – началась человеческая история.

Есть еще множество версий: и японская, и многочисленные скандинавские, африканские и шумерские. Каждый народ придумывал свою, и это было, без сомнения, правильно – фольклор и мифы объединяют, они создают общность, культуру, позволяют эффективно взаимодействовать большим группам людей, считайте, почти неограниченно большим, а еще отделять чужака от своего. Однако каким бы красивым миф ни был, в мире, по разным подсчетам, от 400 до 5 тыс. религий и верований, и каждая объясняет происхождение всего по-своему. Разбираться, какое объяснение в итоге верно, не имеет смысла – как только вы принимаете правильность одной из этих моделей, учитывая их доказательную базу, вы должны принять правильность всех. Только тогда вы будете по-настоящему честны в этом споре, но если все ответы правильны, то это какая-то странная задачка. Мне же кажется более интересным разобраться, как все происходило на самом деле. Разобраться настолько, насколько это возможно с нашим мозгом и имеющимися данными, а не придумывать от 400 до 5 тыс. объяснений, ограниченных лишь фантазией придумывающего.

Если брать во внимание именно теории происхождения жизни, то куда менее фантастические, но более интересные с точки зрения логики предположения мы найдем у древних греков. Вообще, античные философы оставили значительный вклад не только по своей основной специальности, философии, но и по другим разнообразным наукам: физике, геометрии, астрономии, медицине в ее зачаточном состоянии. Античные философы были очень хорошими математиками и пытались понять, каков наш мир, как он работает и устроен. Анаксимандр Милетский и его ученик Пифагор предполагали, что Земля имеет форму шара. Через 200 лет после них Аристотель заявлял о том же, ссылаясь на простой факт: во время лунных затмений тень Земли на Луне всегда круглая. Если бы Земля имела плоскую форму, то на Луну падала бы либо полоса (если Солнце светит прямо на ребро), либо эллипс (если под углом). Такое простое наблюдение, а сколько из него можно сделать выводов. Живший за 200 лет до нашей эры Эратосфен вообще высчитал земной радиус, и у него получилось от 6 тыс. до 8 тыс. км. Причем такая неточность – это уже наша вина. В своих расчетах он пользовался стадиями, и мы не знаем, какими именно. В разных районах Греции один стадий составлял от 150 до 200 современных метров, поэтому цифры настолько разнятся. Но все равно более 2 тыс. лет назад просчитать земной радиус и, если брать в расчет популярный стадий в размере 157,2 м, получить радиус нашей планеты в 6302 км (радиус Земли равен 6371 км) – невообразимо. И просчитал Эратосфен все это с помощью палки, воткнутой в землю. Только вдумайтесь в это! Более 2 тыс. лет назад любой человек мог удостовериться, что Земля круглая, и, более того, высчитать ее радиус с погрешностью менее 100 км с помощью палки. Втыкаете палку в землю, знаете расстояние между двумя городами, смотрите на тень от палки, ловите Солнце в зените – конец. Вам не нужно никаких сказок о диске, слонах на китах и черепахах, крае мира, заговоре властей, пытающихся скрыть от вас правду о реальной форме планеты. Вам ничего этого не нужно, у вас есть величайший на сегодня известный нам инструмент познания – мозг, и вы умеете им пользоваться. Ну и, разумеется, есть палка, куда же без нее.

Демокрит в V веке до н. э. предположил, что вся материя состоит из неделимых единиц – атомов. Перспективное предположение, учитывая, что так и окажется через пару тысяч лет. Эмпедокл предложил концепцию естественного отбора. Его вариация, правда, была достаточно забавна. Он утверждал, что раньше был мир органов: пальчики бегали отдельно от рук, легкие порхали с ветку на ветку, печень пряталась в траве, глаза катались где им вздумается. Затем органы начали сливаться в причудливые формы, химеры, и выжили самые приспособленные из них. Формулировка о выживании наиболее приспособленных – это самая настоящая теория естественного отбора Дарвина, все же остальное – полный бред. Как же так получилось, что еще задолго до нас философы смогли все предугадать? Секрет прост: за небольшим исключением, как это было с Эратосфеном, они ничего не доказывали, ибо доказательство есть низшая форма проверки. Когда мы говорим, что еще древние философы все открыли, мы совершаем логическую ошибку. Не то чтобы греческие философы были гениальными предсказателями – просто было очень много философов, и у них было очень много времени на размышления. Если каждый житель современной Греции предскажет, что будет через тысячу лет, гарантирую, кто-то из них угадает. Не потому, что этот человек – великий предсказатель, нет, просто было много греков и много попыток.

Считалось, что настоящий философ должен дойти до всего силой логики и мысли, а не эксперименты ставить. Так, в частности, случилось с Аристотелем: он заявлял, что скорость падения тел на землю зависит от самой массы тел, и это было постулатом на следующие двадцать веков, пока Галилео Галилей не вздумал это проверить. Он взял мушкетную пулю и пушечное ядро и скинул их с Пизанской башни. К изумлению публики, наблюдавшей этот невообразимый по сложности эксперимент, оба объекта упали на землю почти одновременно, хотя их вес различался в десятки раз. Так был опровергнут постулат, который все воспринимали как разумеющуюся данность со времен Античности. Некоторые считают, что Галилей не делал этого эксперимента, так как в его дневниках он не описан, а подробности можно найти только в биографии ученого, составленной его учеником Винченцо Вивиани. Споры насчет этого до сих пор ведутся, но это не отменяет факта – возьмите два объекта разной массы, скиньте с одной высоты, и они упадут на землю одновременно. Оговоримся: это работает с одной поправкой – на них должно действовать одинаковое сопротивление воздуха, зависящее от многих параметров. Без сомнения, гиря и утиное перо упадут на землю в воздушной среде в разное время. Но это случится не потому, что перо легче, а потому, что перо «пушистее» и более подвержено взаимодействию с воздухом, нежели гиря. Поместите два этих объекта в гигантскую вакуумную камеру, сбросьте с высоты в десяток метров, и вы увидите, что они упадут на пол одинаково быстро. Найдите подобные ролики в Интернете – они завораживают.

Древние греки не смогли объяснить, откуда возникла жизнь, как и люди Средних веков. До эпохи Просвещения была популярна концепция витализма, или жизненной силы, которая пропитывает пространство вокруг и вдувает жизнь в неживую материю. Суть концепции заключалась в том, что, если вы возьмете грязные человеческие рубашки, горсть пшеницы и положите все это дело в темный шкаф на три недели, – можете не сомневаться, из подобных ингредиентов родятся мыши. Из болотного ила рождаются змеи, из тухлого мяса родятся мухи. Даже человека пытались таким образом вырастить с помощью куриного яйца и конского навоза и назвать эту штуку гомункулом. Гомункулов никто не видел, но все знали, что они есть и помогают своим хозяевам по дому и в других начинаниях. Было бы здорово иметь такого помощника или устроить целую ферму мышей при наличии лишь пары грязных рубашек, но итальянский натуралист Франческо Реди опроверг все эти бредни с помощью изящного эксперимента с мухами. Он взял кусок мяса, положил его в горшок и закрыл крышкой. Прошли недели, мясо стухло, и никаких личинок мух не появилось. Если взять такой же горшок, такое же мясо, но не закрывать его, то личинки мух там появятся. Это произойдет не потому, что они там зародились, – просто мухи прилетели и отложили яйца. За этим можно понаблюдать, если вам нечем заняться. Нужно только целый день сидеть и смотреть на горшок с мясом, и точно поймаете этот момент. «Мухи родятся только от мух, как и другое живое существо», – заявил Франческо, тем самым заложив основу наших представлений о современной жизни как феномене. Виталисты же на этом не успокоились: их не устроили результаты такого эксперимента, хотя они могли его повторить и убедиться. Виталисты заявили, что, когда закрываешь горшок крышкой, жизненная сила, проникающая с воздухом, уже не достигает мяса, поэтому и личинки не появляются. Замечательно спорить с оппонентами, которые на ходу могут придумывать новые условия, не так ли? Франческо не растерялся, взял еще горшок, еще мяса и на этот раз закрыл горшок не плотной крышкой, а марлей. Воздух проникал, «витал» проникал, а опарыши не рождались в мясе, поскольку мухи не могли через марлю проникнуть в горшок. Виталисты потерпели поражение в этой схватке, но не в войне, ведь совсем скоро на весь мир прогремит открытие микроорганизмов Антони ван Левенгуком.

Живший в XVII–XVIII веках нидерландский натуралист, микроскопист, суконщик, плейбой и филантроп Антони ван Левенгук открыл миру неведомое раньше измерение – вселенную микроорганизмов. Текстильщики издавна использовали в своей работе простые увеличительные приборы, но Левенгук, движимый своим неукротимым любопытством, усовершенствовал один из них, создав микроскоп, способный достичь увеличения в 500 крат. Оговоримся: о таком микроскопе гласят легенды. Сохранившиеся микроскопы дают увеличение в 250–300 раз, но это все равно гигантское значение, если вспомнить, что допустимое полезное увеличение светового микроскопа в принципе не может быть больше 1500–2000 крат из-за ограничений длин волн видимого света. Над вопросом, каким образом Левенгук достиг такого совершенства линз, ходят споры: то ли он неделями вручную шлифовал их до умопомрачения, то ли нагревал стеклянную нить, которая в результате плавилась, превращалась в шарик, а затем он ее разрезал, и получалась плоско-выпуклая линза. Хотя Антони ван Левенгук не первый изобрел микроскоп, но подобный труд достоин восхищения, как и рвение, с которым он подошел к разглядыванию всего вокруг. Он изучил человеческую кровь, кожу, сперму, глаза и крылья насекомых, коловраток, простейших, дрожжи, бактерии – в общем, все, до чего могли дотянуться его руки. Любой объект он зарисовывал и в какой-то момент начал отправлять рисунки в Лондонское королевское общество. Сперва ему не поверили. Это было сродни заявлению в современном мире, что вы открыли призраков – и мало того что открыли, так вы их еще и начали классифицировать, систематизировать, присылать способы наблюдения за ними и устройство приборов, позволяющих это делать. В общем, бред какой-то. Но рисунков было настолько много, и они были настолько подробные, что к нему прислали делегацию, которая собственноручно убедилась, что его заявления – не плод больной фантазии спятившего текстильщика, а неопровержимый факт. Так появилась наука микробиология, к которой я имею непосредственное отношение.

Какое же отношение имел факт открытия микроорганизмов к возможности самозарождения жизни? Виталисты уже совсем отчаялись после экспериментов с горшками и мухами, но теперь появился новый, ранее неизвестный, простой и вездесущий объект, который уж точно самозарождается, – микробы. Но как доказать, что микробы не возникают самопроизвольно из воздуха? С этой задачей смог справиться Луи Пастер, один из гигантов микробиологии XIX века. Как в физике есть Ньютон, Фарадей, Тесла, Эдисон, Эйнштейн, так и в микробиологии есть ключевые фигуры, кумиры, так сказать: Левенгук, Пастер, Кох, Мечников, Виноградский и другие. Жизнь Пастера была насыщена открытиями: он показал микробиологическую сущность брожения и многих болезней животных и человека, создал научные основы вакцинации, разработал вакцины против сибирской язвы, куриной холеры и бешенства. Его работы в области строения кристаллов и явления поляризации легли в основу стереохимии. Вы найдете имя Пастера на любом жидком пищевом продукте, поскольку почти все они проходят процедуру пастеризации. Пастеризация – это кратковременное нагревание продукта для того, чтобы убить в нем все вегетативные формы микроорганизмов (которые сейчас активны и размножаются). Пастеризация не убивает споры, но, чтобы спора проросла, часто нужно время или воздействие, например нагревание или доступ кислорода. Чтобы убить споры, продукт нужно стерилизовать (обычно это делают кипячением), но при этом теряются как вкусовые качества продукта, так и полезные. Пастеризация представляет собой компромисс между сроком хранения продукта и пользой.

Луи Пастер не просто так разрабатывал разные технологии – обычно это были бизнес-заказы. Он являлся гениальным и жестким управленцем, бескомпромиссным, но с потрясающим предпринимательским чутьем. Когда к нему обратились за помощью французские производители вина, он не упустил свой шанс. Один из основных товаров на экспорт во Франции XIX века – это вино. Впрочем, в современности мало что изменилось. С вином есть проблемы – со временем оно портится и превращается в уксус, а еще «болеет» при длительных транспортировках, поэтому нужен был способ обезопасить вино от таких последствий. Пастер разработал пастеризацию, как бы каламбурно это ни звучало, и до сих пор все вино пастеризуется, что даже улучшает его вкус.

Остается одна проблема – заявления виталистов, что микроорганизмы повсюду самозарождаются. Нет никакого смысла в пастеризации как в методе обеззараживания, если вскоре новые микробы появятся в вине и опять его испортят. Нужно было придумать способ опровергнуть этот фарс раз и навсегда. Пастер сделал это, проведя простой и в то же время гениальный эксперимент. Он взял стеклянную колбу, налил туда дрожжевого экстракта (который по составу похож на мясной бульон), хорошенько прокипятил, а затем, пока бульон горячий, запаял горлышко колбы, чтобы воздух вместе с микробами не попал в бульон. Шли недели, бульон оставался кристально прозрачным, что означало, что микробная жизнь в нем не присутствует. Хитрые виталисты уже знали, что на это ответить: «Луи, мы уже Франческо объясняли, что витал проникает с воздухом! Ты воздух не пустил в колбу, вот и нет микробов». Пастер не растерялся и взял другую колбу, а именно колбу с S-образным горлом. Горло этой колбы похоже на лебединую шею, то есть сперва идет вверх, затем искривляется вниз, чтобы затем снова изогнуться наверх. Таким же образом идут трубы под раковиной, чтобы получился водный замок. Пастер наливал бульон в колбу, кипятил, затем нагревал ее горлышко и горячими щипцами вытягивал его в такую трубку. Такая конструкция позволяет пропускать воздух в бульон с жизненной силой, если она там имеется, а вот микробы оседают на стенках горла и не попадают в бульон. Их, конечно, может задуть в нее с сильным потоком воздуха, но в таких точных экспериментах Патер сквозняков не допускал. Бульон опять стоял прозрачным неограниченное количество времени, что означало, что витал с воздухом никак себя не проявили. После чего Пастер откалывал горлышко колбы или переворачивал ее, чтобы бульон смочил стенки горла с микробами на ней, и в результате бульон благополучно мутнел, пах и подавал все прочие признаки жизни. Так Пастер доказал, что никакой жизненной силы в воздухе нет и даже микробы появляются в этом мире не самопроизвольно, а от материнского микроба. Он даже убедился, что воздух в Альпах чище, чем в Париже: если вы откупорите стерильную колбу с питательным раствором в горах, в нее залетит меньше бактерий, и бульон будет зарастать медленнее, нежели если вы это сделаете на грязных улицах крупного города.

Эксперимент Пастера. 1 – колба с S-образным горлом сохраняет стерильность; 2– горло отколото, стерильность нарушена

Красивый, элегантный эксперимент. Его противники пытались повторить подобное, но у них бульон зарастал при любых обстоятельствах, что наводило на мысль о подлоге Пастера. На самом деле никакого подлога не было – его оппоненты вместо дрожжевого экстракта в качестве потенциальной питательной среды для бактерий брали отвар сена, что приводило к маленькой проблеме. В сене есть сенная палочка, она же Bacillus subtilis, споры которой способны переживать до нескольких часов кипячения, то есть противники Пастера просто недостаточно стерилизовали бульон. Забавно: если бы Пастер повторил эксперимент так, как требовали его оппоненты, то с получением противоречивых результатов опровержение теории о самозарождении могло затянуться. Однако он не стал менять условия эксперимента – у него было достаточно власти и авторитета, чтобы не поддаваться на провокации. Постановление комиссии Академии наук от 20 февраля 1865 года было сформулировано чрезвычайно корректно: Пастер добился заявленных результатов и доказал возможность создания стерильной среды, а его оппоненты – нет. Так с теорией самозарождения жизни при современных условиях было покончено.

Остается самый важный вопрос: как жизнь появилась в те архейские годы? Первое, что нужно для жизни, – органика. С этим нет проблем, как показали еще в середине XX века Стэнли Миллер и Герольд Юри. Они собрали сложную конструкцию, симулирующую атмосферу и другие условия архейской эпохи. В гигантскую колбу накачали разные газы: водород, угарный газ, аммиак, метан, водяной пар – то есть тот самый замечательный воздух архея. Колбу соединили с сосудом с водой, которую нагревали, то есть пар постоянно циркулировал через систему. В качестве источника энергии для возможных реакций в колбу подвели электроды, через которые разрядами подавали электрический ток. Таким образом симулировали постоянно бьющие в океан в ту непростую эпоху молнии. Они сверкали в колбе, и вся органика, если она появлялась, попадала в ловушку с холодной водой, оседая на дне конструкции. Оставшаяся вода возвращалась в нагревательною колбу, и цикл замыкался. В результате вся колба покрывается черной вязкой пленкой органики, в которой есть и липиды, и сахара, и предшественники нуклеиновых кислот, и, главное, аминокислоты. В 1950-х исследователям удалось выявить только пять аминокислот из полученной каши. Сейчас же при перепроверке становится понятно, что их там, оказывается, 22, то есть все кирпичики жизни. Такая же органика возникает и в космосе: поверхности многих метеоритов покрыты пленкой из органики, что делает возможным зарождение жизни и на теплом астероиде, хотя вероятность, что это случилось именно там, крайне мала. Эксперимент Миллера-Юри стал еще одним шагом в познании происхождения жизни.

Первичным источником энергии могли быть не только молнии: солнечная радиация, падение метеоритов, геотермальная энергия также могли работать на этот процесс. Возможно, основное накопление органики происходило на океанических берегах, где вулканическая тепловая энергия кипятила воду, ультрафиолет облучал водяной пар, который поднимался выше, а затем проливался дождем, все более наполняя океан органическими молекулами. Жизнь могла зародиться и в океане, в кипящей кислотной воде, и это не должно нас смущать. Ныне живущие микроорганизмы способны выживать практически в любых условиях при наличии жидкой воды: и в кислотных едких стоках рудников, насыщенных солями тяжелых металлов, и в кипящих озерах рядом с вулканами, и в ледяных толщах Антарктиды. Они вылетают в стратосферу с частицами пыли, где могут находиться достаточно долго, лишь затем, чтобы вернуться на поверхность планеты вместе с дождем. Это, кстати, один из факторов, позволяющих дождю возникнуть. Чтобы капля сконденсировалась в облаке, ей необходима точка кристаллизации, например пылинка. Если пылинки нет, вместо нее может сгодиться и бактерия, оказавшаяся рядом. То есть в современном дожде, идущем над океаном, в каждой капельке может быть по бактерии.

Гигантская часть бактерий находится глубоко в толще Земли и составляет чуть ли не половину всей биомассы нашей планеты. Просто вдумайтесь: половина всей жизни как феномена находится не на поверхности планеты, доступная нашему глазу, а в ее толще. Все растения, грибы, животные, включая нас с вами, – все это биоразнообразие ничтожно по сравнению с тем, что происходит где-то там, внизу. Неисчислимое множество самых разнообразных форм жизни обитает в глубинах, спокойно грызя минералы пород испокон веков, и будут это делать до конца истории. Земная кора пропитана жизнью – настолько вездесущим оказался первый организм, возникший несколько миллиардов лет назад.

Все-таки жизнь где-то возникла – мы можем говорить об этом с полной уверенностью, поскольку мы живем. Где это случилось – вопрос сложный. Может быть, это были насыщенные солями минеральные воды гейзеров. Возможно, это были места в глубинах океана в области черных курильщиков – там, где горячая вода под давлением выходит из-под толщи коры, неся с собой почти всю таблицу Менделеева, и первичным источником энергии служит температура недр планеты и химические соединения. Может, жизнь возникла и не в океане вовсе, а в мелком наземном водоеме с преобладанием ионов K⁺ или даже в грязевых вулканах. Исследователи не дремлют, поиски следов первой жизни продолжаются, как и эксперименты по созданию той самой жизни. Недолог срок, в какой-нибудь лаборатории удастся создать первую полностью искусственную клетку и, более того, сделать это в условиях, приближенных к реалиям тех времен. Поживем – увидим, а пока существует масса теорий вплоть до экзотических типа панспермии.

Теория панспермии предполагает, что жизнь возникла где-то за пределами нашей планеты и затем была занесена на нее либо случайно, либо специально. Органики в космосе очень много, она образуется и на астероидах, и на спутниках планет нашей Солнечной системы, и на самих планетах. Бактерии в виде спор могут выживать в условиях космического вакуума, если будут в тени, защищенные от испепеляющего излучения. Как бы ни была романтична теория, в которой жизнь заносится случайным метеоритом, она не объясняет самой сути – при каких именно процессах жизнь зародилась в космосе или на другой планете, после чего ее разорвало, и ошметки с семенами жизни долетели до нас. Лично мне более вероятным представляется вариант с зарождением жизни именно у нас дома. Все-таки все условия для этого были, а занести жизнь на другие планеты – уже наша задача. Впрочем, если вдруг какой-нибудь наш аппарат спустится на чужую стерильную планету, споры бактерий на его оболочке попадут в свободную для них почву, миллиарды лет будут эволюционировать и дадут разумных существ – эти существа будут думать точно так же, как и мы, что куда вероятнее вариант, при котором жизнь возникла изначально на их планете, а не была занесена древней высшей расой. И все же приятно думать, что мы сами справились.

Где именно накопленные органические молекулы организовали первый протоорганизм, до сих пор остается загадкой. Оно и неудивительно: мы имеем дело с процессами, происходившими очень давно, и точно сказать, как было на самом деле, мы не можем и не сможем. Единственный способ узнать, как именно все было, – это построить машину времени и увидеть произошедшее собственными глазами, но, к сожалению, это невозможно. Время неумолимо течет вперед, и все, что вы можете с ним сделать, – либо замедлить, либо ускорить. Симулировать прошлое вы тоже не можете, для этого вам придется поместить каждый атом мироздания на то место, на котором он находился тогда, – чересчур сложная задача.

Единственный способ напрямую заглянуть в прошлое – построить машину, способную перемещать вас в пространстве мгновенно, то есть разрывать ткань пространства-времени и переносить вас в нужную точку с абсолютной скоростью. Простым языком – портал. И переместиться на расстояние в 4 млрд световых лет от нашей планеты, взглянуть в телескоп и посмотреть на свет, только дошедший до точки, в которой вы сейчас находитесь. К сожалению, взять пробирку с пробой воды вы в такой ситуации не сможете, но пофилософствовать, глядя на бледное пятнышко в бескрайнем космосе, – пожалуйста. Возможно, где-то сейчас есть существа, смотрящие в тот самый телескоп и видящие нашу планету, на которой пока ничего нет, кроме воды и накопленных в каком-то месте органических молекул, вот-вот готовых стать жизнью. Если их технологии позволяют ее разглядеть, конечно, потому что на таком расстоянии это затруднительно. Если говорить о дальности обнаружения, то мы в данный момент способны регистрировать несверхновые звезды, удаленные от нас вплоть до 9 млрд световых лет, например голубой гигант Икар. Свет этой звезды был искривлен и усилен гравитацией скоплением галактик MACS J1149+2223 (оно находится на расстоянии в 5 млрд световых лет), словно линзой, и послан в нашу сторону. С планетами все сложнее.

Максимально удаленная обнаруженная на данный момент экзопланета находится на расстоянии 27 710 световых лет от нас. По сравнению со звездами, галактиками и пульсарами не очень впечатляет. Планеты намного тусклее, чем звезды, и светятся только благодаря отражению света материнского светила. Мы их обнаруживаем в основном не по их собственному свету, а по потускнению звезды, если планета проходит между нами и этой звездой. Если вдруг звезда теряет в светимости на доли процента, это означает, что часть ее света чем-то поглощается, и зачастую это будет планета на ее орбите. По периодичности поглощения и по степени этого поглощения мы можем высчитать диаметр планеты и радиус ее орбиты. Более того, по свету звезды, прошедшему через атмосферу планеты, мы можем судить о составе той самой атмосферы. По той же причине мы можем рассуждать о массе планеты, поскольку, когда планета крутится вокруг звезды, она ее притягивает. Звучит странно, но, когда планета крутится вокруг звезды, звезда также вертится вокруг планеты, просто масса звезды намного больше, и мы этого не замечаем. Точка их суммарного вращения находится на небольшом расстоянии от центра звезды, поэтому она будет колебаться. По этому колебанию мы и можем высчитать, во-первых, что вокруг звезды что-то вертится и, во-вторых, какой массой это что-то обладает. Примерно, разумеется.

Остается главный вопрос – что собой представляла первая жизнь? Что было первичным: обмен веществ и энергии, к которому в дальнейшем подключилась информация в виде молекул РНК (рибонуклеиновой кислоты) и ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), либо же наоборот? Теории, основывающиеся на возникновении жизни в черных курильщиках или грязевых вулканах, предполагают первый вариант. Концепция «железо-серного мира» гласит, что сперва были циклические процессы, основанные на соединениях серы и железа для получения энергии. Вариация в виде «цинкового мира» рассматривает грязевые вулканы как колыбель биологии, где катализаторами химических реакций были сульфид цинка (ZnS) и сероводород (H₂S), а энергия для реакций поступала из ультрафиолетового излучения. В пользу гипотезы цинкового мира также говорит тот факт, что в известных РНК-структурах встречается цинк и марганец, ведущий себя подобно цинку, а железо отсутствует. Многие рибозимы, то есть РНК, обладающие каталитическим действием, для своей работы требуют ионов металлов, а именно магния, цинка и марганца, а железа – нет. Возможно, когда-то в грязевом вулкане, обогащенном калием, фосфором, ионами цинка и марганца, где всегда тепло и уютно, где есть пористые минералы, в которые можно забраться и спокойно развиваться, появился первый живой организм.