Назад в будущее

Однако живые клетки, даже самые простые, состоят из сложных молекул разнообразных органических соединений, а не просто из чистых химических элементов. Как образовались эти молекулы? Многие их этих соединений были найдены не только на Земле, но и в других частях Солнечной системы, и поэтому учёные предположили, что при достаточном количестве времени они возникают естественным путём. В 1953 году двое учёных из Чикагского университета, Гарольд Ури и Стенли Миллер, провели эксперимент, который впоследствии был назван «выдающимся». В камере давления они смешали простые органические молекулы метана, аммиака, водорода с парами воды, растворили полученную смесь в воде, чтобы смоделировать первичный водяной «бульон», а затем воздействовали на него эклектическими искрами, имитирующими вспышки древних молний. В результате эксперимента образовалось несколько аминокислот и оксикислот — строительный материал для белков, которые составляют основу живой материи. Впоследствии другие учёные подвергали подобные смеси воздействию ультрафиолета, ионизирующей радиации и тепла, чтобы сымитировать воздействие солнечных лучей и других типов излучения на древнюю атмосферу Земли и её густые воды. Результаты были такими же.

Однако одно дело показать, что при определённых условиях сама природа способна производить строительный материал для живых существ, то есть не только простейшие, но и сложные органические соединения, а совсем другое — вдохнуть жизнь в эти соединения, которые в камерах давления оставались инертными и безжизненными. «Жизнь» — это способность поглощать питательные вещества (любого рода) и воспроизводить себя, а не только существовать. Даже библейская история сотворения мира признает, что, когда самое сложное земное создание, человек, был вылеплен из «глины», потребовалось божественное вмешательство, чтобы «вдохнуть» в него жизнь. Без этого самое совершенное творение остаётся неодушевлённым, неживым.

Не отставая от астрономии 70-х и 80-х годов двадцатого века, биохимия раскрыла многие секреты земной жизни. Учёные проникли в самые глубинные структуры живых клеток, расшифровали генетический код, отвечающий за воспроизведение организма, синтезировали многие тончайшие структуры, содержащиеся как в одноклеточных организмах, так и в клетках самых сложных живых существ. Стенли Миллер, продолжавший исследования в Калифорнийском университете в Сан-Диего, отмечал, что «теперь мы научились получать органические соединения из неорганических элементов; следующий шаг — узнать, как они организуются в воспроизводящую себя клетку».

Гипотеза «первичного бульона» предполагает, что множество этих первых органических молекул, растворённых в океане, сталкивались друг с другом в результате воздействия волн, течений и изменения температуры и в конечном итоге соединялись, образуя ячеистые структуры, из которых затем образовались полимеры — длинные цепные молекулы, составляющие основу живых организмов. Но откуда у этих структур генетическая память, которая позволяет им не только объединяться, но и воспроизводить себя, а также обеспечивать рост целого организма? Необходимость генетического кода в процессе преобразования неживой органической материи в живую привела к появлению гипотезы «глины».

Первое упоминание об этой теории связывают со сделанным в апреле 1985 года заявлением учёных из исследовательского центра в Эймсе, который являлся одним из подразделений NASA в Калифорнии, однако идея о том, что глина с берегов древних морей Земли играла важную роль в происхождении жизни, впервые была озвучена в октябре 1977 года на Тихоокеанской химической конференции. Там Джеймс А. Лоулес, возглавлявший коллектив исследователей отделения NASA в Эймсе, сообщил об экспериментах, в которых простые аминокислоты (кирпичики, из которых состоит белок) и нуклеотиды (химический строительный материал для генов) — предполагалось, что они уже образовались в густом «первичном бульоне» моря — начали соединяться в цепочки, когда осаждались на глине, в состав которой входили такие металлы, как никель или цинк, а затем высыхали.

Исследователи считали важным тот факт, что присутствие никеля приводило к образованию лишь двадцати типов аминокислот, общих для всех живых организмов Земли, тогда как содержащийся в глине цинк помогает образованию цепочек нуклеотидов, в результате чего формировался аналог очень важного энзима (он называется ДНК-полимеразой), который связывает части генетического материала во всех живых клетках.