Очерки о филогении и охране животного мира

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ

Этот вопрос в данной книге не основной. Он уже давно стал предметом особой, отдельной темы лекций, читаемых по планам общества «Знание», и авторы рассматривают его здесь лишь в кратком изложении.

По современным научным представлениям, Земля вместе с другими планетами солнечной системы образовалась около 7 миллиардов лет тому назад из сгустившегося облака космической пыли. Вначале холодная, она непрерывно разогревалась и расплавлялась под влиянием тепла атомной энергии (радиоактивного распада) и других процессов. Лишь впоследствии они стали вновь остывать и затвердевать.

Вначале на Земле не было никаких химических соединений, даже элементов, кроме свободных атомов водорода и гелия. Именно таково строение наиболее горячих звезд с температурой до 25 тысяч градусов на поверхности. Наше Солнце (одна из звезд) также представляет собой водородно-гелиевое тело с температурой на поверхности планеты — 5–7 тысяч градусов.

Известно, что в результате ядерных реакций гелий превращается в углерод. Совершенно также и на Земле возникли первые элементы, а позже и соединения. По мере снижения температуры выделялись углекислый газ, соляная кислота, метан и перегретый водяной пар. Свободного кислорода в атмосфере не было.

Все живое состоит из органических веществ (белков, жиров и углеводов), в основе которых содержится углерод. Можно сказать, что история углерода и есть история возникновения Жизни. Углерод отличается необыкновенной тугоплавкостью, но в тогдашних условиях он вступил в соединения с тугоплавкими элементами, например с железом и другими металлами, образуя их карбиды.

Азот тоже не легко вступает в соединения. Для этого нужны электрические разряды. Но их, благодаря частым тогда грозам, молниям, хватало, отчего в атмосфере возник аммиак. Однако вернемся к карбидам металлов. Они изливались на поверхность планеты, где взаимодействовали с перегретым паром, образуя углеводороды. Именно так получил великий русский ученый Д. И. Менделеев искусственные углеводороды, подвергая в своей лаборатории карбиды действию перегретого пара.

Далее углеводороды вступали в соединение с аммиаком атмосферы и вновь с водяным паром. Так получились первые органические соединения.

Разность давлений и притяжение Солнца приводили всю массу атмосферы Земли в вихревое движение, образуя ветры и ураганы с грозами огромной силы. Но Земля продолжала остывать с поверхности, и когда ее температура понизилась до 100 градусов, водяные пары сгустились, образовавшиеся при этом ливневые дожди затопили всю планету неглубоким океаном (по плоскому, еще не имевшему гор и впадин рельефу). Сотни миллионов лет потребовалось этому пресному Океану, чтобы накопить в своих водах соли… Со дна все время выделялся углекислый газ. Он растворялся в воде, образуя также соединения с метаном и аммиаком.

Путем сложных сочетаний, «встреч» и соединений, в это время возникали высокомолекулярные аминокислоты, которые, соединяясь длинными цепочками, образовывали еще более сложные молекулы разнообразных белков.

Повторив указанные условия в лаборатории, построив для этого особый аппарат (в котором сквозь колбу проскакивал электрический заряд), современный исследователь С. Миллер (США) действительно получил соединения, близкие к простейшим белкам. А русские ученые А. М. Бутлеров[10] и А. Н. Бах[11] еще раньше доказали, что простейшие органические вещества в воде могут превращаться в соединения типа сахаров и белков.

Большие молекулы, состоящие из множества более простых, соединенных в виде цепочек, называются полимерами. Видимо, одновременно с белками (или даже раньше) возникали и другие полимеры типа нуклеиновых кислот (которые гораздо позже стали собираться в ядрах клеток). Все эти сложные и очень длинные молекулы могли возникнуть и сохраняться только «на плаву» в воде. Одни ученые считают, что они возникли в первичном океане, другие — во влажных почвах, т. е. в прослойках воды между частичками почвы, но так или иначе — в воде.

Академик А. И. Опарин представляет этот процесс как возникновение мельчайших клейких сгустков, округлых капель из веществ, плававших в воде. Капли эти называют коацерватами. Их получают искусственно из водных растворов разных белков. Во взвешенном состоянии такие капли плавали в теплой воде: достигшие уже большой сложности вперемежку с оставшимися более простыми и рядом с растворенными еще более простыми органическими веществами, даже не обладавшими формой капель.

Доказано, что капли коацерватов способны захватывать различные вещества из окружающей среды. При этом видно, как увеличиваются их размеры, а сами они делаются плотнее по поверхности, как бы отгораживаясь от окружающей воды. Так возникали первые оболочки и зачаток процесса питания. А иные, неудачно построенные распадались вновь на молекулы, переходили в раствор и поглощались «соседями». Все это сопровождалось образованием и других белков, становившихся ускорителями реакций. Их мы называем ферментами. У одних коацерватов ферменты работали лучше, у других хуже. Сохранялись прежде всего те капельки, у которых рост и накопление создаваемых новых соединений шли быстрее распада. Эти капли делились пополам или на несколько частей. Так возникли процессы обмена веществ, роста, питания и размножения. И с этих пор, с этого рубежа, коацерваты, можно считать, стали «живыми», на что потребовались миллионы лет.

Указанным путем возникли «доклеточные» организмы, став первым этапом развития Жизни. Они отличались отсутствием обособленного ядра, то есть были безъядерными и упоминавшиеся выше нуклеиновые (ядерные) кислоты еще не были отмежеваны ядерной оболочкой от остальной массы «живых» органических веществ. Точнее, у них не было и других специализированных частей и участков, которые называются органеллами или органоидами, например хлорофилловых зерен (хлоропластов) и особых продолговатых телец митохондрий, заведующих образованием и подачей энергии в клетке. На доклеточной стадии поныне остановились такие формы жизни, как вирусы, бактерии и синезеленые водоросли.

Почти все живое на Земле состоит из клеток. Это обобщение называют клеточной теорией. Оно было высказано впервые русским врачом П. Ф. Горяниновым[12], а затем немецким биологом Т. Шванном. Ф. Энгельс высоко оценил клеточную теорию, сорвавшую покров тайны в вопросе о развитии всего живого[13]. Большое сходство в строении клеток как растений, так и животных доказывает, что те и другие произошли от общих древнейших прародителей.

Итак, каждая клетка обладает ядром с двухслойной оболочкой, в котором и находятся закрученные как штопор молекулы-цепочки нуклеиновой кислоты (дезоксирибонуклеиновой — ДНК), из которых и состоят хромосомы. В изменчивой последовательности и распорядке составных частей вдоль их цепочки заключается закодированный шифр всех наследственных признаков клетки и всего организма.

Кроме того, снаружи от ядра в цитоплазме клетки обязательны органоиды. В митохондриях и хлоропластах есть свои собственные цепочки ДНК, и хотя эти попроще тех, что в ядре, но и они заняты синтезом веществ нужных самим органоидам и всей клетке. Сейчас на Западе[14] многие ученые считают, что хлоропласты и митохондрии были когда-то самостоятельными организмами. Об этом писали в начале века русские ботаники. Но тогда еще не было биохимических подтверждений данного мнения. Считают, что какие-то доклеточные формы организмов поселились внутри других, более сложных и крупных, так что вступили с ними во взаимно полезное сожительство (симбиоз). В крупных доклеточных сначала поселились какие-то предки бактерий, ставшие впоследствии митохондриями, а позже поселились и другие доклеточные (уже обладавшие зеленым пигментом предки водорослей), ставшие хлоропластами.

Потеряли самостоятельность как те, так и другие, упростив при этом строении своих ДНК. Однако упрощение это не так сильно коснулось хлоропластов, потому что они, став сожителями позже, еще в большей степени сохранили свою былую самостоятельность. Это видно из того, что хлоропласты не только удается воспитывать и питать вне клеток, но и поселять в клетки… животных. Здесь (например, в клетках печени мыши) они даже размножаются вместе с клетками, в которых прижились. Чудеса да и только!

Но главное в том, что синтез сложных веществ в органоидах проходит через промежуточные фазы именно так, как оно наблюдается у доклеточных (например, у кишечной палочки и других бактерий), а не так как в ядре «своей» клетки и вообще у клеточных организмов. Многие факты подтверждают эту точку зрения! Однако доказательств еще недостаточно!

Итак, те одноклеточные, в которых хлоропласты не поселялись или в которых они позже исчезли, дали начало животному миру. Но на первых порах, еще долго после обособления ядра, организмы (теперь уже «клеточные») обладали признаками как животных, так и растений, лишь постепенно теряя это сходство, становясь между собой непохожими, как об этом пишет Ф. Энгельс[15]. В это время от них отделялись предки грибов, образовав совершенно особую ветвь развития жизни. (Грибы сейчас не относят ни к животным, ни к растениям, хотя к растениям они стоят ближе.)

Дальше мы займемся развитием одного только животного мира.

Возможно ли возникновение жизни на Земле повторно? Даже в условиях, близких к тем, что царили на планете когда-то (например, в кратерах вулканов), если бы и возникли вновь органические соединения, они немедленно были бы поглощены и использованы хотя бы бактериями или другими организмами Земли, и продолжать свое развитие не смогли бы.

Возможно ли развитие Жизни на других мирах Вселенной?

Весьма вероятно. Однако при этом следует иметь в виду, что она обязательно будет совсем иной, чем на Земле. Ведь даже на нашей планете никакая форма жизни дважды повторена быть не может. Например, на много миллионов лет позже акул от наземных зверей возникли киты, вновь внешне похожие на рыб, но по своему строению они остались зверями и рыбами никогда не станут. «Этому мешают» их легкие, млечные железы и другие органы. А на других мирах, где с самого начала должен быть совершенно другим «исходный материал» — и говорить нечего. Достаточно заменить в белке хотя бы один элемент его родичем из таблицы Менделеева, даже его место, положение в молекуле, чтобы получить совсем другой организм, развитие которого пойдет по совсем иному пути, приспосабливаясь, к тому же, к неземным условиям жизни, что еще более удалит его от сходства с «земной жизнью».

А по таким путям развития, как мы увидим дальше, предстоит пройти десятки тысяч промежуточных станций и полустанков, развилок дорог… И стоит лишь раз пойти не по правой, а по левой из постепенно расходящихся «тропинок», как она приведет совсем в другую долину, страну, как оно и бывает в горах, в путанице троп, лежащих вначале рядом. О каком сходстве, кроме отдаленно-внешнего, можно тут мечтать? Представьте себе многоступенчатую олимпиаду, в которой вам нужно один за другим разрешить 5000 вопросов. Сначала вам предлагают вынуть из колоды, перетасовывая ее, два раза ту же карту. Потом дают иголки, отмеченные в ушках цветными нитками, чтобы бросить их в сено, затем собрать и бросить вновь, но именно в таком же порядке, в каком они лежали в первый раз. Например, чтобы иголка с красной ниткой легла, касаясь опять концами лютика и одуванчика… Третья, четвертая задачи будут сложнее и сложнее… Совершить все это невозможно.

На Земле высшие организмы возникали независимо друг от друга несколько раз. У них сложная нервная деятельность, и они строят гнезда, запасают корм, производя работу. К таким относятся также спруты и насекомые, но хозяевами Земли они не стали. Ими стали люди, которые появились, когда в третий раз (совсем иным путем) живые организмы достигли высочайшего развития. Но, может быть, на иных мирах победителями окажутся или оказались организмы, подобные тем, которые у нас стали неудачниками? Так рассуждал писатель Герберт Уэллс, сам биолог по образованию, населив в своих романах иные небесные тела технически грамотными, изобретательными существами, похожими то на муравьев, то на спрутов.

Врач, ставший писателем-фантастом, Станислав Ламм, разрешил этот вопрос шуткой, понимая, что инопланетяне вряд ли могут быть похожими на нас. В его рассказе папа римский посылает своих миссионеров на далекие миры, чтобы обратить в христианство тамошних жителей, но получает запрос по радио: «Как быть? Здесь у жителей мужской, женский и сомнительный — средний пол, как у пчел, и кого брать в монахи? Рук нет и креститься могут только хвостом, которым они и работают…»

И все-таки фантазия писателей-фантастов, даже имеющих биологическое образование, бедна. Разве развитие жизни в иных условиях не могло пойти совсем иным путем, образовав организмы мыслящие, но питающиеся, как растения, самостоятельно синтезируя органические вещества, обходясь, следовательно, без кишечника? Модель человека отнюдь не безукоризненна: в ней много «лишних деталей», бесполезных и даже мешающих, вредных, отнюдь не свидетельствующих о мудрости «творца». В других местах Вселенной природа могла исправить указанные ошибки, совершив при этом новые.

Отсюда все сказки о «человеках», прилетавших с других миров на Землю, основаны на ненаучном вымысле.