даже странно, если бы первобытные моря не кишели бы полимерами, ведь с их возникновением нет проблем. Может быть, проблемы с макромолекулами и возникнут у нас, у природы их не будет: она просто следует собственным правилам, неизбежным следствием которых является определённая сложность.
Однако макромолекулы – это ещё не жизнь. Они не размножаются, даже не реплицируются, разве что в особых ситуациях. (Под репликацией понимается создание точных копий; под размножением – создание копий не точных, но способных к дальнейшему размножению. Второй способ более гибкий, но и более сложный для понимания.) В любом случае и репликация, и размножение требуют не просто сложности, но сложности упорядоченной, а откуда берётся порядок, понять трудно. Тем не менее подобные ситуации могут возникать совершенно естественно в некоторых глинах, таких, которые сами по себе обладают способностью репликации. Во влажной среде небольшие слойки глины могут самостоятельно образовывать пачки почти одинаковых копий.
С конца 90-х годов поменялось многое. В предыдущих книгах «Науки Плоского мира» мы уделили особое внимание идеям Гюнтера Вахтершаузера. Он предложил идею, отличную от общепринятой теории первичного бульона Миллера-Юри, в котором предполагалась спонтанная репликация нуклеиновых кислот, а первичным проявлением жизни считалась наследственность. Взамен Вахтершаузер выдвинул гипотезу первичности метаболизма, то есть биохимического процесса. По его мнению, это могло случиться там, где много серы, оксида и сульфида железа, а также имеется источник тепла для поддержания химических реакций. Одним из возможных объектов, обладающих данными характеристиками, являются гидротермальные источники срединно-океанических хребтов, известные как «чёрные курильщики». Они располагаются в местах выхода расплавленных пород мантии на поверхность через разломы в расходящемся морском дне. Другими, чуть менее впечатляющими объектами являются подводные вулканы. Используя эту железо-кислородо-серную химию, Вахтершаузер придумал набор реакций, довольно точно имитирующих цикл Кребса, – основу биохимии почти всех живых организмов. В лабораторных экспериментах его задумка вроде бы работала, пусть и неидеально. Короче говоря, его теория возникновения жизни заменила первобытный «суп» первобытной «пиццей»: молекулы, вместо того чтобы резвиться в морских глубинах, плавают на поверхности. Тогда, в 1999 году, идея Вахтершаузера нам понравилась, поскольку она была альтернативой системе первичности наследственности. Мы не понимаем, зачем подобным структурам заниматься реплицированием, это совершенно не в их привычках. Кроме того, Вахтершаузер не только биохимик, но и юрист, а хорошие научные идеи, предложенные юристами, – чрезвычайная редкость.
Однако с тех пор набрала популярность другая идея: гипотеза Мира РНК. РНК и ДНК – нуклеиновые кислоты, названные так потому, что они находятся в ядрах (лат.
Нуклеиновые кислоты научились извлекать выгоду из своей замечательной способности образовывать двойные цепочки: каждая половина кодирует одну и ту же информацию взаимозависимым образом. Четыре основания, обозначенные буквенными кодами, образуют две связанные пары, а последовательность оснований одной цепочки комплиментарна по отношению к основаниям другой. Это делает возможной главную особенность этих пар: одна цепочка определяет происходящее во второй. Вот они расходятся, каждая половинка обзаводится новым «партнёром», прикрепляясь к комплиментарным основаниям, и… О, чудо! Только что у нас была одна двойная цепочка, а теперь их две, причём абсолютно идентичных. При наличии достаточного количества свободных оснований молекула реплицируется, и остановить её непросто.
У РНК другие «козыри». Она может функционировать как энзим, биологический катализатор, причём являться катализатором для собственной репликации. (Катализатор – это молекула, которая ускоряет химическую реакцию, но сама в ней не участвует: она «подстёгивает» другие вещества, а затем «отходит в сторону».) Таким образом, РНК катализирует многие химические реакции, полезные живым организмам. Молекула РНК – это «ремонтник-универсал». Если бы удалось объяснить, как РНК появляется из неживой материи, это стало бы большим шагом от неорганической химии к примитивным живым формам. К сожалению, понять, как РНК могла самостоятельно возникнуть в первобытном «бульоне», очень трудно. На протяжении многих лет теории Мира РНК не хватало важнейшего звена.
Недавно этот недостаток было устранён. Найдено множество разнообразных решений проблемы, включая те, которые работают не только в теории, но и на практике. Вначале получаемые цепочки были короткими, ведь цепочку из 6 оснований создать легко. Теперь их длина может доходить до 50 и больше, а это уже близко к настоящим биологическим энзимам, имеющим обычно от 100 до 250 оснований. Появилась надежда, что длинные цепочки РНК имелись в первобытном «бульоне». Всё это выглядит ещё более
