Это цитата сообщения userxxx Оригинальное сообщение
БОГ И ЖИЗНЬ
Как возникла жизнь?
Земля полна жизни. От заснеженной Арктики до влажнотропических лесов Амазонии, от песков Сахары до болот Эверглейдс, от темных глубин океана до сверкающих горных вершин – жизнь есть повсюду. И мы не перестаем ей удивлятся.
Разнообразие видов и размеров, а также количество живых существ потрясают воображение. На нашей планете жужжат и копошатся миллионы видов насекомых. В окружающих нас водах плавают рыбы более 20 000 видов, одни размером с рисовое зернышко, другие – с хороший грузовик. Нашу планету украшают по меньшей мере 350 000 видов растений, некоторые из них причудливые, большинство – удивительно красивые. У нас над головой летают более 9000 видов птиц. Все эти творения, включая человека, и создают ту обстановку и гармонию, которую мы называем жизнью.
Но полное единство живого мира поражает нас еще больше, чем восхитительное разнообразие форм жизни. Биохимики – люди, которые глубоко изучают живые организмы, населяющие Землю,- объясняют, что все формы жизни, будь то амеба или человек, зависит от поразительного взаимодействия – от слаженной работы нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и белковых молекул. Сложные процессы с участием этих компонентов происходят практически во всех клетках нашего тела, а также в клетках колибри, льва и кита. Это общее взаимодействие создает прекрасное разнообразие форм жизни. Как появилась такая изумительная гармония жизни? Как возникла жизнь?
Вероятно, вы согласитесь, что жизнь на Земле существовала не всегда. Такого мнения придерживаются ученые, об этом говорится во многих религиозных книгах. И все же вам, наверное, известно, что два эти источника – наука и религия – по-разному объясняют то, как на Земле возникла жизнь.
Не следует думать, будто это нас не касается и никак не относится к нашему поиску более осмысленной жизни. Как уже отмечалось, вопрос о том, откуда появился человек, - это один из самых важных вопросов, на которые люди пытаются найти ответы.
Большинства научных курсов посвящается вопросам адаптации и выживания форм жизни. Может быть, вы замечали, что попытки объяснить, как возникла жизнь, обычно сводятся к обобщениям типа: на протяжении миллионов лет молекулы, сталкиваясь, каким-то образом создали жизнь. Но приносит ли такой ответ подлинное удовлетворение? Этот ответ означает, что под влиянием энергии Солнца, электрических разрядов или вулканов некая неживая материя начала двигаться, превратилась в органическую и в конце концов стала живым организмом, причем все это происходило без какого-либо руководства. Какой огромный скачок! Живая материя из неживой! Возможно ли это?
В средние века такое представление могло бы показаться вполне приемлемым, ведь в то время было распространено понятие о самопроизвольном зарождении жизни – убеждение, что живые организмы самопроизвольно возникают из неживой материи. Однако, в семнадцатом веке итальянский врач Франческо Реди доказал, что безногие личинки появляются в тухлом мясе только после того, как мухи отложат на нем яйца. В мясе, до которого мухам не добраться, личинки не появляются. Но если живые организмы размером с муху и не возникают самопроизвольно, то, может быть, возникают микробы, которые появляются на пище независимо от того, закрыта она ли нет? Хотя последующие эксперименты показали, что микробы не возникают самопроизвольно, вопрос оставался спорным. Затем появился труд Луи Пастера.
Многие помнят о вкладе Пастера в решение проблем, связанных с брожением и с инфекционными болезнями. Но он также ставил эксперименты, целью которых было выяснить, могут ли самопроизвольно зарождаться мельчайшие формы жизни. Может быть, вы читали, что Пастер наглядно показал: в простерилизованной воде, защищенной от загрязнения, не образуются даже мельчайшие бактерии. В 1864 году Пастер объявил: «Доктрина самопроизвольного зарождения никогда не оправится от смертельного удара, нанесенного ей этим простым экспериментом». Утверждение Пастера остается справедливым до сих пор. Ни одному экспериметатору не удалось создать живое из неживого.
Как же тогда на Земле возникла жизнь? Началом современных попыток ответить на этот вопрос можно считать 1920-е годы, когда вышел в свет труд русского биохимика Александра Опарина. Опарин, а впоследствии и другие ученые разработали нечто вроде сценария драмы в трех актах, которая, по их утверждению, разыгралась на подмостках планеты Земля. В первом акте элементы земли, или сырье, превратились в группы молекул. В следующем акте произошел скачок к макромолеклам. И в последнем акте этой драмы – еще один скачок, уже к первой живой клетке. Но происходило ли все так на самом деле?
Принципиально важное значение для этой драмы имеет предположение о том, что первичная атмосфера Земли была совсем не такой, как сегодня. В согласии с одной теорией, в той атмосфере практически не было свободного кислорода, а азот, водород и углерод образовывали аммиак и метан. Концепция такова: под действием электрических разрядов и ультрафиолетовых лучей, которые пронизывали атмосферу, состоявшую из этих газов и водяного пара, образовались сахара и аминокислоты. Не будем забывать, однако, что это только теория.
По сценарию этой теоретической драмы, такие молекулярные соединения смывались в океаны или другие места скопления воды. С течением времени сахара, кислоты и другие соединения сконцентрировались в густой «первичный бульон», в котором аминокислоты, например, соединялись и образовали белки. Продолжая эту теоретическую последовательность, другие соединения, называемые нуклеотидами, образовывали цепи и превращались в нуклеиновые кислоты, например, ДНК. Все это, как предполагают, было подготовкой к последнему акту молекулярной драмы.
Этот последний акт, который документально не подтвержден, можно назвать «историей любви». Молекулы белков и ДНК случайно встретились, узнали друг друга и обнялись. А затем, под занавес, родилась первая живая клетка. «Посмотрев» эту драму, вы, возможно, задаетесь вопросом: что это – правда или сказка? Неужели жизнь на Земле возникла действительно так?
Возникновение жизни в лаборатории?
В начале 1950 –х годов ученые решили проверить теорию А. И. Опарина экспериментально. То, что живое возникает только из живого, было уже установлено, но ученые строили гипотезы о том, что если в прошлом условия на Земле были совсем другими, то жизнь могла постепенно появиться из неживой материи. Можно ли было это продемонстрировать? Ученый Стенли Миллер, который работал в лаборатории Гарольда Юрии, смешал водород, аммиак, метан и водяной пар (из этих веществ, по его мнению, состояла первичная атмосфера Земли), запаял эту смесь в сосуд, в нижней части которого кипела вода (представлявшая океан), и стал пропускать через пары электрические разряды (игравшие роль молний). Не прошло и недели, как в сосуде появились следы красноватого липкого вещества, и, когда Миллер его исследовал, оказалось, что оно богато аминокислотами, - а это основа для построения белков. Возможно, вам хорошо известно об этом эксперименте, потому что многие годы о нем рассказывали в научных трудах и школьных учебниках как об эксперименте, объясняющем возникновение жизни на Земле. Но так ли это?
Сегодня значение эксперимента Миллера подвергается серьезным сомнениям.
Классический, но сомнительный
Эксперимент, выполненный Стенли Миллером в 1953 году, часто приводится как доказательство возможности самопроизвольного зарождения жизни в прошлом. Однако все объяснение Миллера построено на предположении, что первичная атмосфера Земли была «восстановительной». Это означает, что в ней было очень мало свободного (химически несоединенного) кислорода. Почему?
В одном труде говорится, что при большом количестве свободного кислорода «не смогла бы образоваться ни одна из аминокислот, а если бы она как-то и образовалась, то быстро бы распалась». Насколько обоснованным было предположение Миллера о так называемой первичной атмосфере?
В классическом докладе, опубликованном спустя два года после эксперимента, Миллер писал: «Эти идеи являются, конечно же, гипотезами, ведь мы не знаем, была ли атмосфера восстановительной во время формирования Земли. Прямых доказательств этого до сих пор не найдено».
Были ли вообще найдены доказательства? Прошло примерно 25 лет, и научный публицист Роберт Кауэн написал: «Ученым приходится пересматривать некоторые из своих предположений. Практически нет доказательств в поддержку идеи о насыщенной водородом, восстановительной атмосфере, а некоторые доказательства свидетельствуют против этой идеи».
Появились ли с тех пор доказательства? В 1991 году Джон Хорген писал в «Сайентифик америкэн»: «В последнее время взгляды Миллера и Юри относительно состава первичной атмосферы все чаще ставятся под сомнение. Результаты экспериментов и компьютерного моделирования древней земной атмосферы… позволяют сделать вывод, что ультрафиолетовое излучение Солнца, которое в настоящее время в значительной степени задерживается озоном атмосферы, должно было разрушать содержащие водород молекулы газов. Такая атмосфера (углекислый газ и азот) неблагоприятна для синтеза аминокислот». Сидней Фокс и Клаус Дозе отвечают в книге «Молекулярная эволюция и возникновение жизни»: в атмосфере не могло быть большого количества кислорода потому, что, во-первых, «лабораторные опыты показывают, что наличие кислорода в атмосфере значительно затормозило бы химическую эволюцию» и, во-вторых, такие соединения, как аминокислоты, «не могли бы сохраниться на протяжении геологических периодов в присутствии кислорода».
Разве это не замкнутый круг? Говорится, что первичная атмосфера была восстановительной, потому что в противном случае не могло бы произойти самопроизвольное зарождение жизни. Но гарантии того, что та атмосфера была восстановительной, в действительности нет.
И еще одна немаловажная деталь: если во время эксперимента смесь газов представляет атмосферу, электрический разряд изображает молнии, а кипящая вода – океан, то что или кого представляет ученый, который подготавливает и проводит этот эксперимент?
Взгляды меняются, вопросы остаются
В последующие годы оптимизм улетучился. Проходят десятилетия, а секреты возникновения жизни остаются неразгаданными.
И действительно, лабораторные исследования подтверждают мнение Кеньона о том, что существует «некий коренной недостаток во всех современных теориях о химических основах жизни». После того как Миллер и другие синтезировали аминокислоты, ученые задались целью получить белки и ДНК, без которых жизнь на Земле невозможна. К чему же привели бесчисленные эксперименты, для проведения которых в лабораториях воспроизводили так называемые первичные условия на Земле? В одном труде говорится: «Наблюдается впечатляющий контраст между значительным успехом в синтезе аминокислот и постоянными неудачами в попытках синтезировать белок и ДНК». Попытки синтезировать белок и ДНК заканчиваются «постоянными неудачами».
Тайной окутано не только то, как возникла первые молекулы белка и нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Не менее таинственно и то, как они сотрудничают. «Только благодаря сотрудничеству этих двух молекул на Земле сегодня существует жизнь» - говорится в «Новой британской энциклопедии». При этом в энциклопедии отмечается, что появление такого сотрудничества остается «важнейшей и нерешенной проблемой в вопросе о возникновении жизни». Это действительно так.
Слаженная работа ради жизни
Жизнь на Земле невозможна без слаженной работы белка и молекул нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК) в живой клетке.
Тщательно изучая человеческое тело вплоть до уровня микроскопических клеток, мы обнаружим, что состоим в основном из белковых молекул. Большинство этих молекул состоят из похожих на ленты звеньев аминокислот, которые изогнуты и скручены в разнообразные формы. Одни свернуты в шарики, другие сложены в гармошку.
Определенные белки вместе с липидами образуют мембраны клеток. Другие помогают разносить кислород из легких в другие части тела. Есть белки, которые действуют как пищеварительные ферменты (катализаторы), расщепляя содержащиеся в пище белки на аминокислоты. Это лишь несколько функций белков. Вы не ошибетесь, если скажете, что белки – это мастеровые жизни, без них жизнь невозможна. Но белки, в свою очередь, не могли бы существовать, не будь они связаны с ДНК. Что такое ДНК? Что она собой представляет? Как она связана с белками? За ответы на эти вопросы выдающиеся ученые удостаивались Нобелевской премии. Но, чтобы понять основы, не нужно быть великим биологом.
Клетки состоят в основном из белков, поэтому для поддержания жизни клеток, для образования новых клеток и для ускорения химических реакций в клетках постоянно нужны новые белки. Инструкции, необходимые для синтеза белков, содержатся в молекулах ДНК. Чтобы лучше разобраться в том, как синтезируется белок, давайте поближе познакомимся с ДНК.
Молекулы ДНК находятся в ядре клетки. Помимо того что ДНК содержит инструкции, необходимые для синтеза белков, она хранит и передает от одного поколения клеток к другому генетическую информацию. По форме молекулы ДНК напоминают скрученную веревочную лестницу (двойная спираль). Каждая из двух нитей «лестницы» ДНК состоит из огромного числа более мелких составляющих, называемых нуклеотидами, у которых бывают четыре типа оснований: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). В этом «алфавите» ДНК пара букв – либо А и Т, либо Г и Ц – образует одну ступеньку двухспиральной «лестницы». Эта «лестница» содержит тысячи генов, основных носителей наследственной информации.
В гене находится информация, необходимая для синтеза белка. Цепочка букв в гене образует генетический код, или «конструкционный план», который указывает, какой вид белка нужно синтезировать. Таким образом, ДНК со всеми входящими в нее составляющими является управляющей молекулой жизни. Без содержащихся в ней закодированных инструкций не было бы различных белков, а значит, и жизни.
Синтез белка это неимоверно сложный процесс. Как вы думаете, сколько времени требуется для образования цепочки из 20 аминокислот? Около одной секунды! И этот процесс происходит непрерывно во всех клетках нашего тела от макушки до пяток.
Когда в нашем организме создаются новые клетки – а это происходит миллиарды раз в день и без нашего сознательного участия – необходимы копии всех трех «участников» этого процесса: ДНК, РНК и белков. Понятно, почему в журнале «Нью сайентист» говорится: «Отнимите одну из трех составляющих, и жизнь угаснет». Жизнь не могла бы возникнуть, не будь этой полной и работоспособной «бригады».
Разумно ли полагать, что все три члена этой «молекулярной бригады» самопроизвольно возникли в одно время и в одном месте и при этом так точно подошли друг другу, что смогли объединиться, чтобы начать свою чудесную работу?
Примечателен даже процесс укладки белка. В 1996 году ученые со всего мира, «вооружившись самыми лучшими компьютерными программами, состязались в решении одной из сложнейших проблем биологии: они пытались понять, как белок, состоящий из длинной цепочки аминокислот, укладывается в замысловатую форму, которая определяет роль этого белка в жизни. Результаты этого состязания в двух словах можно выразить в жизни. Результаты этого состязания в двух словах можно выразить так: белки одержали полную победу над компьютерами. По оценкам ученых, на то, чтобы просчитать все возможности укладки белка среднего размера, состоящего из 100 аминокислот, потребовалось бы миллиард миллиардов миллиардов лет (Нью-Йорк таймс).
Какой из этого всего следует вывод? Хотя есть еще и другие факторы, слишком многочисленные, чтобы рассказать о них всех, но слаженная работа, без которой невозможно создать и поддерживать жизнь, поражает воображение.
Может быть, вам известно, что специалисты по вопросам возникновения жизни не оставляют попыток создать правдоподобный сценарий драмы о возникновении жизни. Однако их новые сценарии неубедительны. Например, ученый Клаус Дозе из Института биохимии в городе Майнц заметил: «В настоящее время все дискуссии об основных теориях и экспериментах в этой области либо заводят в тупик, либо заканчиваются признанием их ошибочности».
Решения не были найдены даже на проходившей в 1996 году Международной конференции по вопросам возникновения жизни. Как сообщалось в журнале «Сайенс», около 300 ученых, которые собрались на конференцию, «бились над загадкой о том, как появились первые молекулы (ДНК и РНК) и как они эволюционировали в саморазмножающиеся клетки».
Чтобы изучать и хотя бы попытаться объяснить, что же происходит в наших клетках на молекулярном уровне, потребовался разум и специальное образование. Разумно ли тогда полагать, что сложные преобразования в «первичном бульоне» происходили без всякого руководства, самопроизвольно и случайно? Или требовалось нечто большее?
Если современная наука не может доказать возможность самозарождения жизни, то почему некоторые ученые продолжают отстаивать такие теории? Профессор Джон Бернал сказал: «Предъявляя к данной проблеме (самопроизвольного зарождения жизни) строгие требования научного метода, можно убедительно показать, почему жизнь не могла возникнуть; вероятность некоторых этапов биопоэза слишком мала, и слишком сомнительны шансы на появление жизни». Бернал добавил: «К сожалению – для этой точки зрения – жизнь на Земле во всем многообразии ее форм и функций уже существует, и приходится подгонять факты, чтобы они объясняли ее существование». С тех пор положение не изменилось.
«Целенаправленное осмысленное действие»
Английский астроном Фред Хойл десятки лет изучал Вселенную и жизнь в ней и даже поддерживал идею о занесении жизни на Землю из космоса.
«Большую проблему в биологии, - сказал Хойл, - создает не столько сам факт, что белок состоит из цепи аминокислотных звеньев, соединенных в определенной последовательности, сколько то, что эта определенная последовательность наделяет цепь особыми свойствами… Если бы аминокислотные звенья соединялись случайно, получалось бы огромное число соединений, бесполезных для живой клетки. Если учесть, что в цепи обычного фермента может быть 200 звеньев и для каждого звена есть 20 возможностей соединения, то нетрудно представить, насколько огромно число возможных бесполезных соединений – больше числа атомов во всех галактиках, видимых в самые большие телескопы. И это только для одного фермента, а их более 2000, и у каждого из них свои функции. Как же все это могло получиться?
Хойл добавил: «Вместо того чтобы соглашаться с бесконечно малой вероятностью возникновения жизни под действием слепых сил природы, лучше, наверное, предположить, что жизнь возникла в результате целенаправленного осмысленного действия» - это гораздо разумней!
Информация и разум
Давая интервью в документальном фильме, известный генетик из Института дендрологии Польской Академии Наук Мачей Гиертих сказал: «Нам стало известно о том, как много информации содержится в генах. Наука не в состоянии объяснить, как эта информация могла возникнуть самопроизвольно. Для этого необходим разум, информация не может возникнуть случайно. Простой набор букв не создает слов». «Например, сложнейшая система воспроизведения ДНК, РНК и белков в клетке должна была быть совершенной с самого начала. В противном случае живые организмы не могли бы существовать. Единственное логическое объяснение заключается в том, что источником всего неисчерпаемого объема информации был разум».
Чем больше становится известно о чудесах жизни, тем более логичным кажется вывод: для возникновения жизни необходим источник, обладающий разумом. Что это за источник? После беспристрастного изучения этого вопроса такие люди понимают, что даже в наш век научного прогресса разумно согласиться с псалмопевцем, который очень давно сказал в Библии и Боге: «Ибо у Тебя источник жизни» (Псалом 35:10).