Эволюция на пальцах

При этом в морской воде растворено много солей разных металлов… А что такое соли, кстати? Да ещё «разных металлов»?.. Я не буду сейчас слишком глубоко соваться в химию и постараюсь объяснить, как зародилась жизнь, буквально на пальцах, но все-таки какие-то вещи считаю нужным пояснить. Одну соль вы точно знаете — поваренную, которую на картошку сыплют. И если напряжёте память молодецкую, то вспомните, что каждая молекула этой соли сделана из одного атома металла натрия и одной молекулы газа хлора. Так вот, металлические соли — это металл плюс кислотный остаток. И не спрашивайте меня, что такое кислотный остаток, а то мне придется вместо «Эволюции на пальцах» писать «Химию на пальцах»!..

Так вот, сероводород начинает реагировать с морской солью, в результате реакции образуются вещества, именуемые сульфидами, а они густого черного цвета. Поэтому курильщики — черные.

Вообще в этих курильщиках и вокруг них — самые благодатные условия для химических реакций. Во-первых, курильщики вымывают из океанского дна уйму разного, да и в солёной морской воде также содержится предостаточно всяких веществ, а это — готовый строительный материал для производства. Во-вторых, температуры там высокие. Вода в этих природных реакторах перегрета до температуры в 250 градусов Цельсия. А высокая температура, как мы уже знаем, — это и есть необходимая для строительства энергия. Химикам давно известно: повышение температуры резко увеличивает скорость прохождения реакции. Наконец, в-третьих, большое количество разных примесей означает, что среди них наверняка есть катализаторы — вещества, которые сами в химических реакциях не участвуют, но способны их ускорять. И химические эксперименты, воссоздающие условия, которые присутствуют в черных курильщиках, показали: да, при этом действительно образуются аминокислоты.

Немного ранее я назвал аминокислоты «буквами жизни», а также «кирпичиками жизни». И это верные аналогии. Но как, по каким чертежам складывается из кирпичиков здание жизни? Кто и как сложил из них первый живой организм? Ведь между кирпичиками и зданием, как между аминокислотами и живой клеткой, — дистанция огромного размера.

Мы уже знаем от дядюшки Дарвина, что для возникновения жизни нужен естественный отбор. А какой отбор может быть у молекул, которым всё равно, выживут они или нет, потому что они не живут!? Как они могут бороться за энергию среды с другими молекулами? Как они могут размножаться и передавать признаки?

Всё это правильные вопросы! И эти вопросы как бы между делом позволили нам сформулировать, что же такое жизнь и чем она отличается от нежизни. Вот главные признаки жизни:

— живые объекты (субъекты или существа, зовите как хотите) функционируют, обмениваясь энергией и веществом с окружающей средой. Таким образом они активно поддерживают свою выделенность из среды;

— они копируются (размножаются);

— эволюционируют по Дарвину, то есть передают по наследству индивидуальные черты, а при копировании этих черт возможны ошибки.

Может быть, эти три фактора сложились постепенно? А когда собрались вместе все три признака жизни, тогда сложная химическая система и стала жизнью? Хорошая идея!

Давайте посмотрим, существует ли вообще в неживой материи то, что нужно для получения жизни. Например, есть ли среди химических веществ и реакций нечто такое, что можно назвать размножением? Потом поищем нечто такое, что можно было бы назвать обменом энергией. Тогда останется найти нечто похожее на естественный отбор в неживой природе, прибавить к нему два ранее найденных пункта, и вместо сложнейшей серии химических реакций, протекающих в среде, у нас получится то, что можно назвать жизнью.

Ну-ка, поищем.

О! Копирование в химии есть! Химикам известен класс реакций, которые называются автокаталитическими. Но для того, чтобы понять, как они проходят, нужно знать, что такое катализ и катализатор.

Катализатор — это ускоритель химической реакции. Что такое химическая реакция, надеюсь, понятно? Да, правильно, это процесс, при котором из одних химических веществ получаются другие. Вот пример простой химической реакции:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

Не запоминайте эту формулу ни в коем случае, а то вдруг станете умнее, чем положено ребёнку! Я вам и так, словами, расскажу, что здесь к чему.

Едкое вещество соляную кислоту — (HCl), молекулы которой состоят из одного атома водорода (Н) и одного атома хлора (Cl), смешали с другим едким веществом — щелочью (NaOH), молекулы которой состоят из одного атома металла натрия (Na), одной молекулы кислорода (О) и одной молекулы водорода (Н). И в результате бурной реакции получилась поваренная соль (NaCl), смешанная с водой (H₂O), то есть просто солёная вода. По отдельности и соляная кислота и щелочь разъедают кожу при попадании на неё, я уж не говорю о том, чтобы их пить — это смерть в мучениях! А после их смешивания образуется то, что вполне можно пить — обычная солёная вода. Была агрессивная среда, а после реакции стала нейтральная. Поэтому такой тип реакций называется реакциями нейтрализации.