Откуда Мир, откуда он явился?
Тех далей и Богам не досягнуть…
Константин Бальмонт, из перевода индийской поэмы
Поговорив о Солнце как о светоче жизни, логично уделить внимание вопросу о происхождении и зарождении жизни на Земле. Людей давно интересовало это. У многих народов в легендах и верованиях вспоминается прародитель, спустившийся с небес или родившийся каким-то чудесным образом на Земле. Всем известна история об Адаме и Еве, которых создал Бог. Он же населил Землю, еще до появления людей, массой разнообразных растений и животных. Но эта казалось бы живущая тысячелетия истина в разные времена подвергалась сомнению. Так, например, в пьесе, которую написал Сирано де Бержерак в середине XVII в., один из героев утверждает: «Мы создали богов, но мы не их создания».
Действительно, ряд моментов вызывает сомнения… Зачем Богу надо было создавать такие сверхсложные организмы, отдельная клетка которых, ее организация и функционирование все еще до конца не познаны? Наш российский ученый К. А. Тимирязев восхищался удивительным устройством клетки, многочисленными взаимосвязанными сложнейшими процессами, протекающими в ней. Исследователь считал, что для искусственного воспроизведения такого действующего живого механизма, как всего лишь одна клетка растения, после ее полного изучения в будущем, человеку потребовалось бы построить более ста фабрик и заводов.
Известен эволюционный путь развития живых организмов. Наиболее концентрированно этот путь отражен в капитальном научном труде Чарльза Роберта Дарвина (1809-1882) «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859). Его позиция до сих пор находит приверженцев в научной среде всего мира, а учение получило название «дарвинизм» и изучается в школах, институтах и университетах. Суть дарвинизма заключается в следующем: организмы происходили и формировались один из другого, постепенно изменяясь и усложняясь, порождая разнообразные формы. В результате на Земле имеет место столь значительное разнообразие растений и животных, которое мы имеем; из этой же когорты, якобы, вышел и человек, всего несколько его рас. Последнее Ч. Дарвин отразил в специальном труде «Происхождение человека от обезьяны» (1871).
Выходит, что все различные виды растений так же, как и все виды животных, должны быть родственны по отношению друг к другу. Сколько было сломано копий в борьбе против одного из логических выводов Ч. Дарвина — о происхождении человека от обезьяны! И считается, что позиция английского ученого восторжествовала. Ч. Дарвин осуществил огромный труд, собрав массу сведений о растениях и животных всего мира во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль» (beagle по-английски — «гончая за зайцем»). Плавание происходило в 1831-1836 гг. Следовательно, в начале путешествия Ч. Дарвину было всего лишь 22 года! Но систематизация и осмысление собранного материала заняли многие годы, и к 50-летнему возрасту Ч. Дарвин сформировал свою позицию, касающуюся возможной причины разнообразия организмов и одновременного их сходства в строении и жизненных процессах. Эти и многие другие моменты и были подробно рассмотрены в упомянутом труде о происхождении видов.
Однако сомнения у мыслящих и ищущих людей и даже у приверженцев теории Ч. Дарвина возникали и возникают. У тех, кто принимает дарвинизм, звучит в защиту этого учения такая фраза, или довод: «Эволюционного учения никто не отменял!» Но этот довод слаб, в нем скрыты сомнение и неуверенность. А это учение, как и многие другие, никто и не отменит — оно отомрет само, сменившись более верным. Это аксиома: любое учение совершенствуется и постепенно, а иногда резко и быстро, заменяется более углубленным и совершенным. Так наука продвигается вперед!
Если, взяв за основу учение Ч. Дарвина, проследить происхождение организмов от простого к сложному, можно прийти к выводу о существовании в прошлом начального первого и… единственного организма — «прародителя» и даже самой первой и единственной клетки, с которой когда-то, миллиарды лет назад, и началась жизнь на Земле. Представим: ничего, кроме воды и газов, среди которых еще отсутствует кислород, — и одна клетка — живая! В таком случае получается, что уж очень случайно зародилась жизнь, с минимумом шансов сохраниться и распространиться. Сомнительно. Природа обычно действует с большей гарантией и многократной подстраховкой. Есть над чем задуматься.
Еще вариант: привнесение жизни на нашу планету инопланетянами. Есть убежденные приверженцы данной теории, и они уверенно утверждают, что было, якобы, несколько таких пришествий, после чего появлялись новые расы людей на Земле и начинались новые этапы развития живой природы. Убеждения отдельных людей — это одно, но факты — это другое, причем факты являются более веским доказательством, более прочной основой для построения какого-либо умозаключения. До настоящего времени во Вселенной не обнаружено миров или планет, подобных нашей Земле, хотя для поиска использовались новейшие научные методы и приборы, позволившие проникнуть в мировое пространство на немыслимые, фантастические расстояния. Цивилизаций, тем более таких, которые были бы развитее и древнее земной, не встречено, не обнаружено. На чем тогда строится убеждение некоторых землян о том, что инопланетяне посещали Землю и, якобы, продолжают влиять на нашу жизнь? И еще несколько слов о таком варианте появления жизни на Земле. Даже если его принять, то остается вопрос: с одного организма все началось (от пары) или к нам привозили группы и наборы самых разных организмов, наподобие «Ноева ковчега», и дальше развитие шло по… дарвиновскому пути?.. Я не буду здесь подробно говорить о рассказах знатоков про инопланетян на Земле, о кинопленках с какими-то бесполыми человечками и пр. Все это всегда абстрактно, нечетко, таинственно и малореально — мне так кажется!
К месту будет сказать об уникальности Земли и условий жизни на ней. Действительно, похоже на фантастику: бесконечное число звезд, подобных Солнцу во Вселенной, бесконечная Вселенная и только одна Земля с жизнью, с нами! Мне пришлось столкнуться с этими волнующими вопросами, участвуя в работе научной конференции, посвященной десятилетию Международной академии «Информация, связь, управление в технике, природе, обществе» (МАИСУ) в апреле 2004 г. в Санкт-Петербурге. В материалах этой конференции содержится изложение открытия, которое я здесь кратко опишу. Сначала несколько фактов из истории Академии МАИСУ. Официально она была зарегистрирована в России в марте 1994 г.
В январе 1996 г. МАИСУ была принята в коллективные члены Международной академии информации. В 1997 г. на пост президента МАИСУ был приглашен научный сотрудник Всероссийского НИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова С. И. Репьев, мой коллега, с которым приходилось обсуждать совместные научные работы по оценке бобовых сельскохозяйственных культур (в бытность моей работы во ВНИИ растениеводства). В 1999 г. решением Бюро президиума Федерации космонавтики России в составе МАИСУ была утверждена «Организация космонавтики», которая была принята в Федерацию космонавтики России.
Действительный член МАИСУ С. И. Репьев был также председателем научной секции «Биология» и основоположником нового направления в науке «Информациология биологических систем и технологий». С 1999 г. он являлся директором НИИ астробиологических проблем и космической безопасности, созданного при МАИСУ. После кончины Сергея Ивановича Репьева в 2002 г. президентом МАИСУ стал Евгений Измаилович Боровков, доктор технических наук, заслуженный испытатель космической техники, основатель теории космической безопасности, на основании которой возможно устанавливать и объяснять причины крупных катастроф, аварий и стихийных бедствий на Земле.
Так вот, автором упомянутого выше открытия и является Е. И. Боровков с 36 соавторами (среди которых несколько космонавтов России). Открытие озаглавлено так: «Земля находится в фокусе Солнца, и определен оптический критерий землеподобности». Краткое описание открытия таково. По утверждениям астрофизиков, каждая четвертая планетарная система за пределами солнечной системы может быть местом пребывания еще одной Земли. Однако такое утверждение некорректно, так как «не может быть выполнено главное условие землеподобности: отношение среднего расстояния между Солнцем и Землей к диаметру Солнца (Д.), которое приводит к следующим соотношениям:
Помните цифру 108? Похоже, взаимосвязь этих четырех показателей в Солнечной системе является уникальной для Вселенной!
Авторы открытия поясняют, что любое образование темных пятен на Солнце связано с образованием околосолнечных черных и коронарных дыр, и поэтому воздействие пятен на Землю является строго ориентированным. Это важнейшее космическое явление обеспечивает Земле компромиссное существование (жизнь с периодическими природными катаклизмами). Далее, число 108 имеет отношение к правилу «золотого сечения», что и обеспечивает невероятное поддержание гармонии в системе Солнце — Земля по высшим законам Природы. Напомню, что правило «золотого сечения» определяет гармоничное сочетание размеров и расстояний при условии, что суммарная длина (расстояние) двух отрезков так относится к длине большего из них, как длина большего отрезка (расстояния) относится к длине меньшего. На основании сделанных выкладок авторы открытия заключают, что жизнь в Галактике не может быть повсеместной.
Итак, пусть единственный случай во Вселенной, но все-таки, как началась жизнь на нашей планете, сделавшей ее Умницей и Красавицей?! Есть ли еще научные варианты возникновения живых организмов на Земле, в которые можно было бы поверить? Конечно, есть — мысль человека способна проникать глубоко во тьму неизведанного.
С особым чувством перехожу я к изложению пути возникновения жизни и формирования живых организмов на Земле, обоснованному известным современным оригинальным ученым — физиологом растений, доктором сельскохозяйственных наук, профессором, создателем Аристотелевской академии формы в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете (СПГАУ) Валентином Мефодиевичем Буренем (1935-2005). Дело в том, что мы близко знали друг друга со студенческих лет, и наше дружеское общение продолжалось более сорока лет. Мне повезло быть свидетелем постепенного, год за годом, создания Валентином Мефодиевичем собственной гипотезы возникновения и образования живых организмов на Земле. Основные положения своих научных разработок он изложил в нескольких книгах, причем сделал это убедительно, эмоционально и смело. Книги представлены в списке литературы. Позволю себе кратко познакомить читателей с принципиальными моментами теории В. М. Буреня.
В начале ученый пишет о трех ловушках современной биологии, которые мешают развивать прежние теории. Первая ловушка: «беспредельно увлекшись эволюцией, биология до сих пор не оценивает по достоинству коренных, исходных свойств структур, способных привести к упорядоченному обмену веществ, то есть к жизни». Автор поясняет, что результаты экспериментального абиогенного синтеза органических веществ из газов показали, что эти вещества сразу, «без подгонки пригодны для образования всех клеточных структур и целых клеток».
Вторая ловушка связана с объяснением причин образования тканей и органов у многоклеточных организмов. «В угоду теории эволюции» считается, что их возникновение можно объяснить только исторически. Но многоклеточные организмы формируют дочерние клетки — зиготы, которые «знают», как построить органы и ткани. «Если бы клетки сразу не могли, не умели создавать эти структуры, они никогда бы не возникли. Весь живой мир оставался бы одноклеточным», — пишет В. М. Бурень.
Третья ловушка: неверное трактование причин возникновения форм. Истинность общепринятой позиции, согласно которой геном одного таксона (вида организма), меняясь, даст геном другого таксона (сформирует другой вид), требуется доказать, однако соответствующих доказательств нет. Возможно, «природа никогда не получала из одной формы другую». В. М. Бурень ставит вопросы, как в генах зашифровать образование ткани, место ее расположения, время образования, как зашифровать лист растения, его цветок, плод. Биология не имеет точного ответа на эти вопросы. Но природа сама безукоризненно справляется с этим ежегодно уже многие и многие века. Автор новой теории утверждает, что время и место образования органов зашифровать в генах невозможно, да это и не нужно. В. М. Бурень считает, что ответ лежит в области познания вечных законов поведения популяции клеток организмов: там, в популяции с критическим числом клеток, создаются условия за счет клеточных взаимодействий, которые и приводят к формированию тканей и органов.
Несомненно, сначала на Земле возникли одноклеточные организмы: отпечатки таких клеток находят в осадочных породах возрастом 3,5-3,7 млрд лет; это — ориентировочное время зарождения жизни. В те времена Земля содержала все минеральные элементы, на ней была вода, но в воздухе еще не было свободного кислорода. Зарубежные физиологи растений (Д. Холл, К. Pao, 1983) поясняют, что первые зеленые и пурпурные фотосинтезирующие бактерии появились около 3 млрд лет назад, когда возраст Земли составлял примерно 2 млрд лет. И в те времена эти бактерии в условиях бескислородной среды были единственными живыми организмами, способными использовать для своего роста солнечную энергию; их поэтому называют фотобактериями.
Под действием солнечных лучей, электрических разрядов, радиации и других видов энергии синтезировались абиогенно (то есть без жизни) органические вещества. В. М. Бурень отмечает удивительный факт: те органические вещества, из которых строятся органеллы современных клеток (мембраны, хлоропласты, митохондрии, рибосомы и др.), синтезируются из минеральных сразу, и именно в исходной природе минеральных веществ, их разнообразных, множественных сочетаниях и заложен путь к жизни («По сути дела, жизнь не внесла ничего нового в свойства органического вещества. Она только умело распорядилась этими свойствами и создала себя, живые клетки»). Вероятно, первыми на путь создания клеток вступили молекулы жиров (липидов): за счет их свойств создавалось пространство, отграниченное от окружающей среды. Оно и стало первой клеткой. К жирам присоединились белки, углеводы и другие вещества, оказавшиеся внутри ограниченного пространства, — так образовались мембраны. Внутри клеток абиогенно синтезировались ферменты, и от их набора и порядка расположения на мембранах стал зависеть обмен веществ. «Родилась клетка. В ней зажглась жизнь впервые и на долгие времена». И автор вновь упоминает теорию эволюции: она не рассматривает стартовый момент запуска жизненных процессов, ее логика касается уже действующих, меняющихся структур. Автор же утверждает, что жизнь — это процесс, в котором свойства веществ были использованы сразу, стартово, а не были созданы заново по ходу эволюции. В связи с этим особенно интересны последующие рассуждения В. М. Буреня. Известно, что у современных организмов кислоты, их геном, синтезируются матричным способом, то есть новая молекула НК копирует последовательность азотистых оснований уже существующей молекулы НК. У НК, которые синтезировались абиогенно, не было предшествующих матриц, поэтому последовательность азотистых оснований в них не задавалась ничем. У первых клеток не было предшественников — они возникли из веществ, а не из клеток. Но первые клетки сразу должны были иметь свойство делиться и копировать себя: этот принцип нельзя выработать в процессе эволюции. «Если бы первые клетки не имели копирующих самих себя молекул, жизнь на Земле замерла бы, сформировав только одно поколение клеток», — такой сильный и убедительный довод приводит В. М. Бурень. Более того, он считает, что уже первые клетки были сложными образованиями, так как присущие им функции исключали простоту: они стали жить и функционировать с упорядоченным обменом веществ, при условии образования с самого начала мембран, адсорбирования на них ферментов (белков), наличия межмембранных пространств и полупроницаемости мембран. Самое главное качество живых клеток — наличие внутренних структур, обеспечивающих обмен веществ.
Следующая позиция В. М. Буреня: вероятнее всего, в рассматриваемый период сложились условия для создания бесчисленного количества разнообразных геномов, практически всех будущих организмов. С течением времени на Земле накапливалось все больше кислорода за счет распада молекул воды, и при достижении уровня 3% от его современного содержания кислород начал окислять вещества, синтезированные абиогенно. Так свободный кислород воздуха остановил около 1 млрд лет назад процесс образования новых оригинальных комбинаций азотистых оснований и ДНК клеток.
Таким путем на Земле возник мир одноклеточных организмов. Существовал он в течение длительного периода, около 3 млрд лет. Можно предположить, что уже тогда среди тех одноклеточных организмов были клетки, имевшие геномы бабочек, пшеницы, одуванчика, мышей, слонов и… людей. В тот период были образованы геномы разных видов организмов, которые когда-либо населяли Землю и существуют на ней в наши дни. Все они реализовались из своих геномов при возникновении условий для их жизни.
Итак, построена ясная и логическая цепочка явлений от времени первичной атмосферы Земли до возникновения организмов (до нас, людей).
Как же вдохнуть жизнь в клетку, как стала она работающей системой? Такие вопросы ставит В. М. Бурень и дает свои ответы. Он утверждает, что «жизнь — это строго упорядоченная работа, и живая клетка выполняет работу; она синтезирует вещества и разрушает их; на этом пути в клетке накапливается и используется свободная энергия».
Интересно, что клетка способна поглотить из почвы, почвенного раствора все минеральные элементы, которые в нем есть, но использует она для образования своих структур лишь некоторые. В. М. Бурень задается вопросом: «Кто подсказал клетке, какие элементы следует использовать?» Исследователь считает, что работа клетки основана на чисто физико-химических свойствах веществ и структур, созданных из этих веществ. На уровне живых клеток жизнь наиболее близко подходит к не жизни, к загадочной грани: здесь, вне клетки, еще не жизнь, а рядом, в клетке — уже жизнь. Никому до сих пор не ясно, как Природа догадалась создать молекулы, сразу имевшие способность копировать себя и содержавшие программы синтеза белков — веществ совершенно иной химической структуры. В. М. Бурень продолжает: «Надо признать, что догадка природы использовать гены для синтеза белков представляет собой самое оригинальное решение этой труднейшей задачи. Возможно, это самый значительный патент Природы, который она использовала и теперь использует в живых системах».
События, ведущие в растениях к синтезу аминокислот и из них белков, начинаются с фотосинтеза. Образованные при фотосинтезе сахара далее окисляются в процессе дыхания до промежуточных соединений — «углеродных скелетов», которые взаимодействуют с аммиаком. В результате образуется 20 аминокислот, необходимых для последующего синтеза белков.
Считается, что в синтезе одной аминокислоты задействованы 17 ферментов. Следовательно, для синтеза 20 аминокислот необходимо 340 ферментов. Значит, на синтез аминокислот работают не менее 340 генов.
Более того, человеческий ум воспринимает как чудо то, что клетка, имея диаметр всего около 0,01 мм (есть клетки мельче, но есть и крупнее), не только вмещает в себе тысячи веществ различной химической природы, но и способна «заставлять» эти вещества передвигаться и превращаться в различных направлениях, синтезироваться и распадаться — жить.
Далее о фотосинтезе. В. М. Бурень пишет: «Растения — это удивительные существа. Они синтезируют органические вещества, прежде всего сахар, из минеральных веществ Со2 и Н2о, потребляя для этого энергию Солнца». Ход фотосинтеза изображают так:
В. М. Бурень восхищается этим изобретением живой природы, которое позволяет ей поддерживать жизнь: «Так разумно, экономно, без шума, без вредных отходов, а наоборот, с полезными выбросами (выделение 02) идет процесс, результат которого удерживает жизнь на Земле уже более 3,5 млрд лет». Здесь выражена экологическая роль зеленых растений, реально и образно! Вместе с тем, сам В. М. Бурень признавал, что в этой проблеме для биологов остается еще много вопросов. Ответы на них, возможно, будут получены в XXI в.
В заключение хочу коснуться еще двух моментов. Часто обсуждается возможность проникновения в тайны природы. Раздается немало голосов в пользу того, что полностью они непознаваемы. Поиски бесконечны, наука увлекает и даже забирает ученых — истинных первопроходцев. В этом видится что-то фатальное, даже дьявольское, особенно при попытке решать вопросы о происхождении жизни. Такие сомнения выразил даже Л. Н. Толстой в своей легенде «Разрушение ада и восстановление его». В ней писатель описывает бахвальство нечистой силы, «заразившей» людей казалось бы неразрешимой задачей: «…я внушил им еще и то, что им очень нужно и важно знать, как произошли все звери, все червяки, все растения, все бесконечно малые животные. И хотя им это точно так же совсем не нужно знать и совершенно ясно, что узнать это невозможно, потому что животных так же бесконечно много, как и звезд, они на эти и подобные этим исследования явлений материального мира направляют все свои умственные силы и очень удивляются тому, что чем больше они узнают того, что им не нужно знать, тем больше остается не узнанного ими». И все-таки люди не останавливаются в своих поисках. К месту здесь еще один афоризм Леонардо да Винчи: «Истина в конце концов не останется скрытой». Наука притягательна и интересна. «Дело науки — служить людям», — так сказал сам Л. Н. Толстой. Настоящие ученые всегда надеются на то, что их разработки будут полезны людям.
И второе: как относиться к эволюционному учению Ч. Дарвина? В противовес ранее общепринятому взгляду В. М. Бурень утверждал, что похожесть физиологической и внешней организации организмов (разных видов растений и разных видов животных) объясняется не родством их происхождения, а рациональностью действий природы при одновременном создании многообразного исходного материала (использованием самых разных сочетаний общего набора химических веществ). Таким путем могли сформироваться сходные, удобные, нормально функционирующие определенное время (продолжительность жизни) системы в живых организмах (проводящие сосуды, ткани, системы выделения, размножения и др.). Биоразнообразие с самого начала было необычайно широким: имелись прообразы миллионов будущих видов растений и животных.
Надо ли полностью отказываться от учения об эволюции? Думается, что и в этом случае, как и всегда в природе и жизни, наиболее приемлемо компромиссное решение. Путь возникновения организмов при определенных условиях обоснован В. М. Буренем. А совершенствование и образование различных новых форм внутри каждого вида и возникновение приспособленности видов к различным условиям реализовывались веками и осуществляются в наше время эволюционным путем. С использованием методов генетики и селекции достигнуты многообразные впечатляющие результаты в деле получения и выведения множества сортов растений и пород животных, однако, практически во всех случаях такие изменения достигались и достигаются в наше время только в пределах конкретных видов, но не преобразованием одного вида в другой.