7.1. Введение

7.1. Введение

Тот факт, что все живое на Земле обладает очень схожей биохимией, сообщает нам кое–какие сведения об истории жизни на Земле, но не о том, как в принципе должна быть устроена жизнь. Даже на Земле жизнь могла начаться с экзотических генетических материалов — я имею в виду материалы, структурно весьма отличающиеся от нашей ДНК, хотя и имеющие ту же суть и назначение, то есть способные хранить воспроизводимую информацию и влиять на окружающую среду таким образом, чтобы способствовать собственному выживанию и распространению и, следовательно, эволюционировать путем естественного отбора. По–видимому, наиболее приспособлены для поддержания такой эволюции вовсе не органические материалы, а неорганические кристаллы; и вполне возможно, что эволюция на Земле началась именно с эволюции информации, заключенной в подобных материалах (минералах) [3]. Исследование экзотических генетических материалов способно принести большую пользу при создании искусственных форм жизни [4]; кроме того, они могут представлять интерес для размышлений о распространенности жизни во вселенной — внеземной жизни, существующей сейчас или могущей существовать в далеком будущем.

Многие конкретные черты жизни на Земле кажутся универсальными, таково, например, повсеместное присутствие определенных аминокислот и нуклеотидов, универсальность белкового кода и многое другое. Однако нет основательных причин предполагать, что так называемые «молекулы жизни» являются какой?то биологической необходимостью. Существует более основательное и достаточное объяснение наблюдаемого нами единства биохимии: вся жизнь, существующая сейчас на Земле, произошла от общего предка, у которого эти черты присутствовали и были уже зафиксированы, запечатлены намертво, скорее всего, благодаря их взаимозависимости [3]. Но, если этот общий предок сам появился на свет в результате дарвиновской эволюции, значит, было время, когда эти его компоненты еще не были зафиксированы. Как такое может быть?

С помощью наивной аналогии мы можем вообразить себе ситуацию, при которой пошаговый дарвиновский процесс приводит к фиксированной взаимозависимости компонентов. Представим себе арку из камней, построенную без помощи цемента:

Рис. 7.1

Это грубая модель любой системы, состоящей из взаимозависимых компонентов. Мы можем спросить, как возможно построить такую арку шаг за шагом, то есть трогая лишь один камень в каждый момент. Вот один из возможных ответов: сначала нужно навалить груду камней —

Рис. 7.2

А затем извлекать нижние камни один за другим так, чтобы образовалась арка. На мой взгляд, жесткая взаимозависимость компонентов в современной биохимии сама по себе свидетельствует о том, что в более ранних биохимических системах компоненты были не столь жестко связаны друг с другом, что создавало своего рода «леса», позволявшие возводить шаг за шагом более сложные системы, после чего эти «леса» оказались излишними и исчезли [3].

Таким образом, мы имеем картину ранней, «текучей» стадии биохимической эволюции, за которой последовало «замораживание» жизни на земле в виде одной–единственной системы с высокой степенью взаимозависимости. Мы не знаем точно, какие материалы использовались в этой «текучей» эпохе, особенно на самых первых ее стадиях. Однако, к счастью, у нас есть возможность сделать кое–какие предположения об эволюционирующих системах вообще, а также о химических закономерностях, ограничивающих их возможности.