Этот правый, левый мир

Пастер верил, что если бы ему удалось открыть способ, которым природа сумела ввести асимметрию в органические соединения, то он был бы близок к раскрытию тайны жизни. Ему казалось вероятным в тот период, что вся среда на Земле характеризовалась какой-то асимметрией. В результате этого асимметричные силы должны были действовать на первые элементы жизни и нарушить их симметрию. «Жизнь, открытая нам, — писал он, — есть порождение асимметрии мира и ее следствий... Я даже думаю, что все виды жизни в изначальной своей структуре, в своих внутренних формах являются порождением космической асимметрии».

Пастер был убежден, что блестящим примером естественной асимметрии в природе является магнетизм. Если вы поместите магнитную стрелку над проволокой, по которой прямо от вас течет ток, то стрелка повернется перпендикулярно проволоке. Своим северным концом стрелка все время будет поворачиваться только влево, а не случайно в любую сторону. В действительности это явление только кажется асимметричным (об этом вы узнаете из гл. 19); но во времена Пастера в магнетизме разбирались плохо и думали, что он обладает фундаментальной асимметрией в отличие от симметричных сил тяготения и инерции. Действуя в соответствии с этим убеждением, Пастер поставил несколько фантастических экспериментов. Он, например, выращивал кристаллы между полюсами мощного магнита в надежде, что при этом большинство кристаллов образуется в какой-нибудь определенной асимметричной форме, и был обескуражен своей полной неудачей вызвать асимметрию в кристаллах или соединениях о помощью магнитных сил.

Другой возможностью с точки зрения Пастера было то, что солнце движется по небу всегда с востока на запад, вызывая тем самым асимметрию в разных веществах. Он полагал, что, поскольку у Земли имеются Северный и Южный магнитные полюса, комбинация земного магнетизма с движением солнца может образовывать асимметрию. Используя хитроумное приспособление из зеркал и часового механизма, он мог выращивать растения при условиях, когда солнечный свет двигался с запада на восток, в направлении, обратном обычному. Пастер надеялся, что это вынудит растение создать оптически активные вещества с направлением вращения плоскости поляризации, противоположным тому, которое встречается в обычных условиях. И снова результаты были безнадежно отрицательными.

Сегодня никто не знает, каким образом первая полуживая молекула (или молекулы) получилась асимметричной. Как мы видели, все аминокислоты в живых тканях левые. Этого достаточно, чтобы определить постоянное направление закручивания всех белковых спиралей. То же самое относится к нуклеотидам, которые свою левую закрученность передают спиралям нуклеиновых кислот. Если первая молекула, способная к самовоспроизводству, чисто случайно оказалась левой, а не правой, то, конечно, левыми стали и все ее копии. Этим можно объяснить постоянную «левизну» аминокислот и нуклеотидов. Асимметрия порождает асимметрию. Молекула «Адам» смогла бы соединяться только с белками того же знака асимметрии, а потом в процессе копирования этот знак передавался бы из поколения в поколение. Обладай первая размножающаяся молекула обратной асимметрией, вся жизнь «получилась бы не так».

Возможно также, что в «горячем бульоне» первобытных океанов миллионами возникали простейшие полуживые, способные к частичному воспроизведению молекулы и что какие-то асимметричные черты окружающей среды сделали их или большинство из них левыми. Со времен Пастера было выдвинуто множество теорий подобного рода. Высказывалось предположение, что жизнь зародилась в одном полушарии, где асимметрию необходимого знака создали каким-то образом кориолисовы силы. Если бы жизнь зародилась в другом полушарии, то, согласно этой теории, все аминокислоты были бы правыми, а не левыми. Однако эта теория не получила широкого признания.

Более разумным кажется предположение, что эллиптически поляризованный свет (поляризация такого типа возникает при отражении от поверхностей) совместно с магнитным полем Земли мог привести к левому закручиванию. В результате лабораторных экспериментов с эллиптически поляризованным светом в магнитных полях были получены асимметричные соединения. Свет, отраженный от поверхности первобытного океана, мог быть поляризованным, однако большинство биохимиков не верят в то, что этот эффект был достаточно сильным, чтобы все первобытные органические молекулы на Земле получили выраженную левую асимметрию.

В 1931 году русский ученый В. И. Вернадский высказал блестящее предположение: «Некоторые астрономы считают, что Луна была некогда частью Земли». «В момент отделения Луны от Земли, — рассуждал Вернадский, — произошел, возможно, какой-то колоссальный толчок, асимметричный по своей природе, который и закрутил влево первые земные органические молекулы, образованные в то время».