Ник Лейн - Лестница жизни. Десять величайших изобретений эволюции

• Название: Лестница жизни. Десять величайших изобретений эволюции
• Автор: Ник Лейн
• Издательство: Act, corpus
• Жанр: Научпоп
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-17-079731-8

Как возникла жизнь? Откуда взялась ДНК? Почему мы умираем? В последние десятилетия ученые смогли пролить свет на эти и другие вопросы происхождения и организации жизни. Известный английский биохимик реконструирует историю всего живого, описывая лучшие изобретения эволюции, и рассказывает, как каждое из них, начиная с самой жизни и генов и заканчивая сознанием и смертью, преображало природу нашей планеты и даже саму планету.

---

Скорее всего мы никогда не будем жить вечно, да и мало кому из нас это действительно нужно. Проблема здесь была заложена еще в устройстве первых колониальных организмов, у которых возникло разделение клеток на половые и соматические. Когда клетки стали дифференцироваться, интересам зародышевой линии были подчинены интересы всего тела. Чем более узкой становилась специализация клеток, тем выгоднее это было всему организму в целом и зародышевой линии в частности. Самые узко специализированные клетки из всех - это нейроны нашего головного мозга. В отличие от многих более “приземленных” клеток, они фактически незаменимы, и каждая из них может иметь десять тысяч синаптических связей, любая из которых основана на неких конкретных аспектах нашего уникального опыта. Наш мозг нельзя заменить новым. Когда нейроны умирают, для их восполнения обычно не находится фонда соответствующих стволовых клеток, а если когда-нибудь мы и научимся создавать такой фонд, ясно, что за его работу нам придется платить собственным жизненным опытом. Так что ценой бессмертия окажутся наши же человеческие качества.

Эпилог

Водной из самых поразительных передач за всю историю телевидения были такие кадры: Джейкоб Броновский шагал по болоту в окрестностях Освенцима, куда смыли прах четырех миллионов человек, в том числе его родных и близких, и говорил в объектив камеры так, как умел говорить только он. Он говорил, что наука не лишает людей человеческого достоинства и не рассматривает их как безличные единицы. Но Освенцим делал именно это. И виной тому был не отравляющий газ, а высокомерие. Догматизм. Невежество. По словам Броновского, так бывает, когда люди претендуют на знания богов, не проверяя их на относимость к реальности.

Наука же - очень человечная форма познания. Броновский прекрасно об этом сказал: “Мы всегда идем по краю неизведанного, всегда с надеждой прощупываем почву под ногами. Всякое научное суждение высказывается на грани ошибки, как сугубо личное мнение. Наука прославляет все, что познаваемо, несмотря на свойственную нам склонность ошибаться”.

Эта сцена из цикла передач “Восхождение человека” была снята в 1973 году. В следующем году автор и ведущий этого цикла, человечный, как сама наука, умер от сердечного приступа. Но то, что он оставил после себя, продолжает вдохновлять людей, и мне неизвестно лучшее воплощение живого духа науки. И в соответствии с этим духом в своей книге я тоже шел по краю неизведанного. Она содержит немало суждений на грани ошибки. И она тоже прославляет то, что познаваемо, несмотря на свойственную нам склонность ошибаться.

Но где же проходит эта грань между ошибкой и истиной? Некоторые ученые не согласятся с теми или иными деталями, некоторые - согласятся. Разногласия возникают именно на грани ошибки, и не так уж сложно эту грань перейти. Но если детали меняются или оказываются ошибочны, означает ли это, что ошибочна картина целиком? Относительны ли научные знания, особенно касающиеся далекого прошлого? Можно ли в них усомниться (что ежедневно делают те, кто предпочитает искать утешение в догматизме)? И правы ли те, кто утверждает, будто наука об эволюции - это всего лишь очередная догма, не допускающая сомнений?

Ответ, по-моему, состоит в том, что смысл множества научных данных вполне может быть однозначным, несмотря на склонность человека ошибаться. Мы не можем во всех подробностях узнать прошлое, и все имеющиеся у нас данные допускают различные интерпретации, предлагая которые, мы всегда можем ошибиться. Именно поэтому ученые так много спорят. Но наука уникальна тем, что она позволяет разрешать споры путем экспериментов и наблюдений, путем проверки соотношения наших представлений с реальностью. В итоге из бесчисленных деталей вырисовывается нечто большее, как из множества пикселей, если рассматривать их на достаточном расстоянии, возникает картина. Сомневаться в эволюции всего живого, несмотря на то, что многие из подробностей, изложенных в этой книге, вполне могут оказаться ошибочными, значит сомневаться в непротиворечивых данных о множестве всевозможных предметов, от молекул до людей, от бактерий до планетных систем. Это значит сомневаться в данных биологии и в их согласованности с данными физики и химии, геологии и астрономии. Сомневаться в достоверности экспериментов и наблюдений, сомневаться в проверке представлений на их соотношение с реальностью. Это значит, наконец, сомневаться в самой реальности.

Я думаю, что картина, нарисованная в этой книге, верна. Все живое, несомненно, возникло путем эволюции и эволюционировало в общих чертах именно так, как здесь описано. Это не догма, а научные данные, прошедшие строгие проверки на отношение к реальности и исправленные в соответствии с ними. Совместима ли эта общая картина с верой в Бога, я не знаю. Для одних людей, глубоко, детально знакомых с теорией эволюции, - совместима, для других - нет. Но каковы бы ни были наши убеждения, эти несметные богатства знаний заслуживают восхищения и восторга. Как замечательно, что у нас есть так много общего со всем, что живет вокруг нас на этом сине-зеленом шарике, вертящемся в безжизненном бескрайнем космосе. В этом воззрении есть не только величие. В нем есть и человеческая склонность ошибаться, и стремление исправлять ошибки, и торжество разума, и жажда познания во всей красе.

Примечания

Глава 1

1. Реакции этого типа называются окислительно-восстановительными. Для них характерна передача электрона от донора (в данном случае - водорода) акцептору (в данном случае - кислороду), обладающему гораздо большей потребностью в их присоединении. В итоге образуется термодинамически стабильный конечный продукт (вода). В ходе любой окислительно-восстановительной реакции происходит передача электронов от донора акцептору, и примечательно, что все живое, от бактерий до человека, получает энергию за счет того или иного механизма передачи электронов. Венгерский нобелевский лауреат Альберт Сент-Дьерди высказался так: “Жизнь есть не что иное как электроны, которые ищут себе место для отдыха”.

2. Это не совсем так. Гидротермальные источники испускают слабый свет (см. главу 7), незаметный для человеческого глаза, но достаточно сильный, чтобы давать некоторым бактериям энергию для фотосинтеза. Однако эти бактерии, по сравнению с серными, вносят небольшой вклад в изобилие экосистем гидротермальных источников. Кстати, скромная роль тепла и света в жизни гидротермальных источников подтверждается сравнительно недавним открытием полей холодных источников на океанском дне, фауна которых почти столь же богата и мало чем отличается от фауны горячих источников.

3. Есть и другие трудности: связанные с температурой (по мнению некоторых исследователей, слишком высокой для продолжительного существования органических молекул), кислотностью (в большинстве “черных курильщиков” слишком кислая среда для поддержания предполагаемых Вехтерсхойзером реакций, и реакции синтеза, проводившиеся в его собственной лаборатории, шли только в щелочной среде) и серой (по меркам современных биохимических реакций, ее слишком много).

4. Еще один интересный вопрос связан с долгосрочными последствиями охлаждения глубоких слоев планеты. В результате постепенного охлаждения мантии вода все больше должна связываться с породами, входить в состав их структуры и все реже при вулканической активности вырываться под действием тепла на поверхность. Охлаждаясь, планета рано или поздно может поглотить собственные океаны. Такого рода процесс мог быть одной из причин исчезновения воды на Марсе.

5. Одноклеточные прокариотические (то есть не имеющие ядра) организмы делятся на два царства: бактерий и архей. “Потерянный город” населен преимущественно археями, получающими энергию за счет синтеза метана (метаногенеза). Биохимия архей сильно отличается от биохимии сложных (эукариотических) клеток, из которых сложены растения и животные. Среди патогенных и паразитических прокариот не известно ни одной архей - лишь бактерии, биохимия которых имеет гораздо больше общего с биохимией клеток-хозяев. Возможно, архей просто слишком отличаются от других организмов, чтобы сожительствовать с ними. Уникальным исключением мог быть союз архей и бактерии, от которого около двух миллиардов лет назад, вероятно, произошли эукариотические клетки (см. главу 4).

6. Уксус по-латыни - acetum, отсюда корень “ацетил”. В ацетилтиоэфире двухуглеродная основа молекулы уксусной кислоты присоединена к другой органической молекуле через атом серы. Кристиан де Дюв уже два десятилетия указывает на ключевую роль, которую ацетилтиоэфиры должны были играть на ранних этапах эволюции, и в последнее время экспериментаторы наконец начали принимать его доводы всерьез.