Как возникла молекула жизни. Часть 4.
Представим, что у нас есть возможность собирать все требуемые для синтеза молекулы элементы и потоки в благоприятном месте. Все это следует собирать в определенном порядке, придерживаясь каких-то временных режимов, или предположить, что все это собирается случайно.
Действительно простых начальных элементов собрать в одном месте и одновременно можно достаточно большое количество, а как присовокупить к этому непрерывный поток молний? Автор, будучи на даче в Московской области возле Сергиевого-посада однажды наблюдал такое явление. Темной ночью разразилась сильная гроза. Во время этой грозы молнии, происходившие во всем пространстве, почти одновременно, следовали с такой частотой, что в помещении было светло как днем. Свет проникал через шторы, лился в окна всех помещений. От этого света негде было спрятаться. Это длилось минуты две.
Кто скажет, могло такое быть в те далекие времена? Если могло, то, как оно было распределено во времени и в пространстве? Совместно с явлениями, порожденными процессами, происходящими в молодой Земле, грозовые разряды создали особые очаги с условиями для возникновения особого вида реакций.
На Земле особые очаги существуют и сейчас, их обычно называют “гиблыми местами”. Это не мистика, а обычное физическое явление, возникающее из-за изостазии Земли или процессов происходящих в Земле. Такие места в первом случае постоянны, а во втором случае образуются временно. В зависимости от качества потоков фотонов из таких мест, они могут быть как вредными (глохнут двигатели, ухудшается самочувствие человека и т.п.), так и нейтральными, а иногда и полезными, помогающими излечению какого-нибудь недуга. Обычно там поставят какой-нибудь знак и молятся на него.
Предположим, что это были локальные, ограниченные во времени, очаги. В этих очагах были разные температурные места, что позволяло природе синтезировать азотистые основания, если для их синтеза требовалась большая температура, и рядом синтезировать аминокислоты, углеводы, липиды и всякие другие элементы. Большое разнообразие излучаемых фотонов могло привести к бурному синтезу полинуклеотидов и полипептидов. Причем, если один спектр фотонов успешно строил эти молекулы, то другой спектр также энергично их разрушал. Так уж случилось в природе, что правая дезоксирибоза излучала и поглощала фотоны правой ориентации и как раз их могли поглощать и излучать свободные азотистые основания (подчеркнем – свободные, т.е. не связанные в другие соединения). По этой причине при соответствующем потоке фотонов в реакцию дезоксирибоза с основаниями вступала с основаниями. Левый сахар для оснований был не виден. Абсолютно так, как бактерии в винной бочке съедали правый сахар, а на левый не обращали внимания. Эта хиральность сахара сбивает с толку многих исследователей, не давая возможности получить чистый энантиномер. Шло соревнование не на жизнь, а на смерть. Некоторым молекулам удалось, при помощи течений, ураганов и неровностей поверхности Земли, ускользнуть из этого “бурлящего первобытного бульона” в более спокойную заводь. Другие молекулы, множество раз синтезируясь и распадаясь, дождались окончания этого сумбура. Те из них, которые попадали в переломную точку в собранном виде, те оставались живы, а другие стали строительным материалом для последующего синтеза. Получилось множество различных по размерам и качеству молекул. Большинство их получилось случайным образом. Но в это время полипептиды в некоторых случаях могли участвовать в катализе полунуклеотидов, связывая их качество с аминокислотами. Так появились первые “живые” элементы молекулы. Так в случайные процессы врезалась закономерность. Модификация молекулы происходила все чаще и чаще эволюционным путем, а случайные процессы модификации происходили все реже в виде мутагенеза.
В некоторых этих молекулах могли случайно получиться гены, которые могли на себе строить какие-то белки, которые были неразрывно связаны с молекулой. Это в частности гистоны, которые своими R-связями частично конденсировали молекулу или к чему-нибудь ее прикрепляли.
Некоторые гены молекул были не полны в том смысле, что они могли строить полипептидные цепи, но эти фрагменты белка были не полноценным белком. Они не могли построить какую-нибудь ткань и просто распадались.
Из одной даже большой молекулы по размеру мог зародиться относительно простой организм и, напротив, из небольшой молекулы мог зародиться сложный организм. Важно то, как модифицировались те или иные гены.
Не исключено, что такой “бурлящий первобытный бульон” на молодой Земле был повсеместно и длился он очень долго. Но, в конце концов, Земля потихонечку остывала, вулканы и гейзеры уходили в толщу земной коры, конвекция атмосферы все меньше провоцировала свою поляризацию, утихали громы и молнии и бульон остывал все больше и больше. До наших дней отголоски бурной молодости Земли дошли в виде черных курильщиков, да относительно редких грозовых раскатов.
За этим процессом и тянулся, возникнувший тогда живой мир. Иногда природа, вероятно из-за космических процессов, сильно изменялась, лишая живую природу потоков элементов и энергии, в результате чего, какая-то часть живых существ исчезала. Но вряд ли какие-нибудь процессы могли вернуть Земле ее молодость, поэтому жизнь, никогда больше не разрушалась до основания. Всегда что-нибудь из живого да оставалось, и она снова возрождалась при благоприятных условиях. И возрождение могло быть более богатым, чем предыдущая жизнь. Кембрийский взрыв тому свидетельство. Куда-то далеко нас занесло, возвратимся на молодую Землю.
Данная модель образования живой материи частично совпадает с тезисной моделью предложенной Джоном Берналом, о которой пишет Чайковский:
“Следующий шаг к БКА сделал в 1957 г. английский физик, натурфилософ и историк науки Джон Бернал - в Москве, на Международном симпозиуме по происхождению жизни. В докладе "Проблемы стадий в биопоэзе" (биопоэз - порождение жизни) он обобщил разрозненные высказывания предшественников и сформулировал следующие тезисы.
1) Если "первичный бульон" и существовал, то встает проблема - как в нем обеспечивались нужные концентрации нужных наборов веществ (то, что Дикерсон назвал позже проблемой изоляции).
2) Вернее, что "бульона" никогда не было, а образование мономеров шло в параллель с их полимеризацией.
3) Для этого были удобны мелкие водоемы на грани высыхания и глины в качестве катализаторов, заменявших ферменты (появившиеся позже).
4) В эту эпоху "ничего похожего на обособленный организм возникнуть не могло, а могли существовать лишь беспорядочные образования довольно постоянного состава, в которых метаболизм поддерживался некоторое время и которые более напоминали холодное пламя, чем организмы".
Действительно, для синтеза мономеров из простых, везде существующих молекул, природе нет резона создавать особые условия, осекая потоки, способные полимезировать мономеры в полимеры. Да это и невозможно осуществить в физических процессах получения потоков фотонов. В физических процессах всегда генерируется более-менее широкий спектр излучения, за исключением лазерного излучения. Это возможно только в химических реакциях, то есть в катализаторах, изменяя их свойства.
Это значит, что с большой вероятностью синтез всех элементов осуществлялся параллельно, ровно, как и разложение этих элементов. Дело состояло в том, каких реакций анаболических или катаболических больше присутствовало и сохранилось после исчезновения условий реакций в том мелком водоеме.
Несомненным был и случайный процесс образования соединений. В одном месте было больше сахаров, в другом аденина, в третьем лейцина и так далее. С одной стороны согласно законам термодинамики энтропия этой смеси все повышалась, все элементы пытались перемешаться как можно равномерней, с другой стороны подпитка процессов внешними притоками энергии позволяла атомам изменять свое энергетическое состояние и совершать химические связи.
Наличие в смеси аминокислот частично вносило формальный порядок в полимеризацию молекул. Для природы это не имело никакого значения (порядок следования нуклеотидов), а для живых существ, в частности многоклеточных организмов, это оказалось решающим фактором.
При таком методе синтеза можно получить большое количество различных молекул (книг) с количеством нуклеотидных пар от 700 миллиардов (амёба) до 2.3 миллиона н. п. (паразитический гриб). В каждой молекуле оказалось различное количество кодирующих элементов, а все остальное, действительно, можно назвать “мусором”, это бессмысленные случайные соединения. И пока подтверждения того, что эта часть молекулы, как-то влияет на жизнь молекулы или ее действия, пока не обнаружены. Форма некоторых частей этой составляющей молекулы, в виде тандемных повторов, используется человеком в генной идентификации. Возможно, со временем обнаружим в интроной части еще что-нибудь полезное.
Конечно сразу же против такой модели синтеза возникнут различные контраргументы. И одним из таких контраргументов противников такой модели синтеза всегда приводится наличие хиральности. Почему это именно правые сахара собираются в молекуле? Да почему, же только правые? В таком потоке может быть происходят и другие виды соединений. Но вы же не требуете, например, соединения фосфата и азотистого основания напрямую, или соединения основания и жирной кислоты. Это будет не корректно с вашей стороны – вы понимаете, что фосфат или жирная кислота как-то отличается от правосторонней дезоксирибозы. И природа это понимает и она еще понимает, что левый сахар отличается от правого, также как от него отличается фосфат или жирная кислота. На квантовом уровне это совсем различные молекулы.
Может ли быть так, что в полученном пуле молекул были полностью сформированы наборы генотипов всех или некоторых живых существ? То есть, чтобы среди этих молекул была человеческая ДНК или ДНК кролика? Принципиально это никакими законами, в том числе и законами всеми любимой термодинамики, не запрещено. В генной части молекулы человека чуть ли не половина генов не экспрессируются, потому что нет пока необходимости в появлении этого белка в человеческом организме, хотя может быть и обратная проблема – белок нужен, а гена, соответствующего этому белку, нет.
Какими бы путями не осуществлялся синтез молекулы, результаты этого синтеза следовало каким-то образом сохранять. У природы получился способ сохранения молекулы в виде избирательной изоляции ее от внешней среды и непрерывное ее воспроизведение.
