Теории и гипотезы Новая редакция



страница5/6
Дата09.11.2016
Размер0.57 Mb.
1   2   3   4   5   6

4.3.6. „Звёздные кочевники”


О некоторых сторонах проблемы панспермии следовало бы поговорить подробнее.

Если Жизнь занесена извне, она должна была возникнуть, вероятно, вне Солнечной системы, на планете иной звезды. Согласно принятому в первой части определению живой материи (гл. 1.4.), Жизнь возникает в момент, когда появляется и начинает использоваться генетический код. А как возникает код? Как возникает обозначение одних элементов другими (обозначение аминокислот триплетами нуклеотидов)? Как возник исходный минимум информации, задавший на миллиарды лет сложную систему кодирования-декодирования? Не известно. Значит, не решена и проблема зарождения Жизни.


Может показаться, что проблема возникновения исходного минимума информации появилась из-за нового определения живой материи (гл. 1.4.), выдвинувшего на авансцену её информационные свойства. Но это не так. В скрытой форме загадка исходной информации присутствует и в старых определениях, в отмеченной ими способности живой материи к развитию (подразумевая прогрессивное развитие), что требовало наследования полезных свойств на базе генетической памяти. Следовательно, и раньше подспудно существовала проблема непонятного возникновения генетического кода и реализующих его молекулярных механизмов.
Трудность в том, что код не мог быть выработан естественным отбором, потому что польза от кода (на которую только и реагирует отбор) начинает проявляться лишь при вполне завершённой системе кодирования-декодирования.

Известный нам генетический код не только не мог быть выработан естественным отбором напрямую, но не мог быть выработан и опосредованно, через механизм ароморфозов, через многофакторный эксперимент Природы (см. гл. 1.9.). Ароморфозы – единственный известный нам механизм формирования сложных (затрагивающих комплекс генов) биологических новаций. Но творческие возможности ароморфозов на несколько порядков ниже потребностей таинственного процесса – выработки исходного минимума информации. Кроме того, само формирование ароморфозов требует наличия генетической памяти и не может произойти ранее, чем появится генетический код.

Однако нужно отметить, что генетический код, по-видимому, способен развиваться. С точки зрения возникновения Жизни, представляет интерес первый, простейший вариант кода, после появления которого уже начнёт действовать примитивная генетическая память, а с ней – разовьётся естественный отбор и хотя бы упрощённый механизм ароморфозов. Простейшим вариантом генетического кода, вероятно, является такой, который кодирует последовательность двух разновидностей аминокислот при помощи двух видов нуклеотидов.

Важно, что такой простейший вариант уже может передавать по наследству и размножать цепочки аминокислот, складывающиеся в сложные пространственные структуры или примитивные белки. Подобные цепочки могут присоединять к себе (в качестве активных центров) атомы металлов и превращаться в достаточно эффективные катализаторы (проферменты). Можно представить себе также постепенное, очень медленное усложнение подобной системы кодирования под действием мутаций и ароморфозов.

Однако даже самый простой вариант системы генетического кодирования так сложен, что трудно представить себе его случайное возникновение в ходе предбиологической эволюции. Система должна включать в себя сложный молекулярный агрегат, который бы, подобно рибосоме, „прочитывал” последовательность цепочки нуклеотидов и формировал по ней цепочку аминокислот, а, кроме того, должна содержать ряд непростых вспомогательных молекул, например, прообраз транспортных РНК. Для случайного возникновения подобной системы с последующим медленным усложнением до знакомой нам формы генетического кода, даже время существования нашей Галактики, которое оценивают в 12–13 млрд. лет, выглядит недостаточным.

Далее, в разделе „Гипотезы о Вселенной” приводятся доводы в пользу отсутствия расширения Вселенной, круговорота материи в ней, и её вечного существования. Если эта гипотеза окажется справедливой, ситуация со случайным возникновением генетического кода существенно изменится. Случайное событие, слишком маловероятное на ограниченном отрезке времени, становится практически неизбежным в масштабе бесконечности.

* * *

Да, можно согласиться с оппонентами, что гипотеза направленной панспермии не решает сакраментальной проблемы первоначального возникновения Жизни. Но и при этом недостатке, она предпочтительнее всех гипотез о зарождении Жизни на нашей планете, поскольку имеет перед ними следующие достоинства:



a) объясняет непонятно быстрое появление Жизни, сразу после возникновения на Земле пригодных для этого условий;

b) объясняет появление на Земле исходного минимума информации;

c) объясняет отсутствие на Земле следов предбиологической эволюции и древа филогенетических связей между разными таксонами наиболее древних организмов (прокариот);

d) объясняет единство биохимических констант всех земных организмов, а также отсутствие следов прошлой, более примитивной биохимии;

e) объясняет стабильность рибосом и РНК-полимеразы прокариот при широкой изменчивости других ферментов.

* * *


Последний тезис требует пояснения. Подавляющее большинство ферментов в ходе эволюции существенно изменилось, приобрело видовые отличия, что иногда проявляется очень ярко. Например, среди многих видовых вариантов довольно „спокойных” пероксидаз – ферментов, катализирующих образование перекисей – есть совершенно удивительная пероксидаза хрена, чудовищная активность которой способна доводить нас до слёз. Уникальные свойства этого фермента позволили создать даже особые методы исследований. Вообще, большой разброс свойств однотипных ферментов у разных организмов – явление, хорошо известное биологам.

Но на фоне подобных широких вариаций выделяется группа ферментов (молекул и молекулярных агрегатов), оставшихся в ходе эволюции практически неизменными. Сюда относятся ДНК-полимераза, РНК-полимераза, рибосомы прокариот и др. Их высокая стабильность на протяжении эволюции может объясняться только длительной внеземной предысторией, настолько „отшлифовавшей” молекулярную структуру, что все дальнейшие изменения ведут лишь к ухудшению свойств и потому отметаются естественным отбором. Только у эукариот данные ферменты претерпели чёткие изменения (например, появилось три типа РНК-полимераз), но к этому привели особо веские причины.


ДНК- и РНК- полимеразы, РНК рибосом составляют основу комплекса молекул, реализующего генетический алфавит и код. От стабильности этих молекул зависит сохранение генетического алфавита и кода в ходе эволюции. Отсутствие видовых вариаций генетического алфавита и кода показывает, что земная жизнь получила извне не просто первые „сырые” молекулы, способные зажечь на планете Жизнь, а хорошо отработанный комплекс молекулярных структур и агрегатов, ставший незыблемым фундаментом всей биохимии.
* * *

Рассмотрим некоторые астрофизические вопросы, связанные с проблемой панспермии.

Сейчас доминирует представление, что возраст Вселенной составляет около 15 млрд. лет, а возраст нашей галактики Млечный Путь – 13 млрд. лет. Солнце, хоть и считается старой звездой, отнюдь не относится в Галактике к звездам первого поколения. Это принципиально важно, потому что, по данным астрофизики, звёзды первого поколения содержат только водород и гелий. Тяжёлых элементов, необходимых для формирования планет земного типа и для зарождения Жизни, в первых звёздах нет. Эти элементы образуются в недрах звёзд в ходе термоядерного синтеза, и высвобождаются, например, при взрывах „сверхновых”. Из образующихся при взрывах газо-пылевых облаков рождаются новые звёзды и планеты. Полагают, что в нашей Галактике между звёздами первого поколения и рождением Солнца успело просуществовать ещё несколько поколений звёзд.

С. Доул в 1974 г. нашёл, что среди 100 ближайших звёзд у 43 есть планеты, на которых экологические условия не исключают возможности жизни. Расстояние между такими планетами составляет около 20 световых лет. Если в семидесятые годы планеты возле других звёзд обнаруживались по косвенным признакам, то после запуска космического телескопа „Хаббл” данные о реально наблюдаемых планетах посыпались как из рога изобилия. Правда, пока у других звёзд видны только очень крупные планеты типа нашего Юпитера или Сатурна, а до планет земного типа астрономия лишь подбирается.

Темп эволюции звезд зависит от их массы. Чем массивнее звезда, тем короче её век. В нашей Галактике есть много более массивных звёзд, чем Солнце. Их жизнь, от начала свечения до гибели, протекает всего за десятки (или сотни) миллионов лет. За один оборот Солнца вокруг центра Галактики (а уже пройдены десятки оборотов) сменяется несколько поколений массивных звёзд. Их планеты, из-за относительной краткости существования, не могут быть местом долгой биологической эволюции, но могут стать временным пристанищем разумных существ другой гибнущей звезды, вынужденных мигрировать в пределах Галактики („звёздные кочевники”).

Высокоразвитый организм поневоле оказывается весьма специализированным, в высокой степени приспособленным именно к условиям своей планеты. Поэтому ему нелегко найти новое пристанище. Нужна привычная по составу и плотности атмосфера, сходная сила тяжести и освещённость звездой и т.п. Так, если бы люди поселились на Марсе или Венере, им, при самых благоприятных условиях, трудно было бы жить без скафандров. Трудно было бы акклиматизировать земные растения, земных животных. А если меняется и звезда, меняется спектр дневного света? Тогда ситуация ещё труднее.

Поэтому, при необходимости переселения, цивилизация, вероятно, готовит не корабль, а крупную движущуюся базу. Создаётся просторный, но закрытый, изолированный мир, лишь изредка требующий пополнения запасов водорода для термоядерных реакторов, да метеоритного вещества для остальных нужд. Такой искусственный мир, практически, независим от существующих планет. Но иногда он, всё-таки, должен приближаться к звездам, потому что вдали от них, в межзвёздном пространстве, мало водорода и метеоритного вещества.

Для „кочующей цивилизации”, покинувшей гаснущую звезду, межзвёздные перелёты становятся элементом существования. Перенося базу от звезды к звезде, цивилизация может попутно засевать жизнью ближайшие планеты. В этом смысле, Земля, с её относительно спокойным и длительным существованием, могла бы показаться им идеальным кандидатом для посева Жизни.

„Кочующая цивилизация” способна создавать на новых планетах условия, пригодные для жизни, способна сеять там простейшую, не специализированную жизнь (уже потому более способную к адаптации). Но ей трудно найти планету, соответствующую собственным понятиям о комфорте, сформировавшимся за долгую жизнь на своей планете. Трудно найти планету точно с параметрами бывшей родины. Внутри искусственного, закрытого мира создать привычные, комфортные условия намного проще. Поэтому „кочующая цивилизация”, как правило, не колонизирует другие планеты, не становится конкурентом новой жизни.

Отвлечённые рассуждения всегда вызывают сомнения. Но вот реальность – получена информация, что телескоп „Хаббл” обнаружил более полутора десятков удивительных планет, движущихся в Космосе вне связи с какой-либо звездой, вдали от любой из них. Совсем недавно существование таких планет казалось совершенно немыслимым.

Учёными уже высказано предположение, что внутри планеты, не связанной со звездой, цивилизация создаёт замкнутый мир, использующий термоядерную энергию, и этот факт может быть обнаружен инфракрасными телескопами по аномальной температуре поверхности планеты. Это укрепляет предположение о существовании „кочующих цивилизаций”. Учёными уже начат поиск близких цивилизаций по ИК-излучению блуждающих планет.

Если бы некая „кочующая цивилизация” внесла в наш Океан примитивные клетки, результат был бы как раз таким, какой мы видим. Естественно, что были бы посеяны клетки с единым вариантом биохимии – тем же, что у „сеятелей”. Сразу за посевом последовал бы мощный всплеск биосинтеза, оставивший след на миллиарды лет. И, конечно, никакого намёка на предбиологическую эволюцию или на общего предка всех прокариот палеонтологи после этого не обнаружили бы. И, конечно, стабильность очень древних молекул, обслуживающих генетический аппарат, резко контрастировала бы с широкой видовой изменчивостью молодых ферментов.

Однако не нужно думать, что вариант „посева” жизни на Земле „звёздными кочевниками” наиболее вероятен. Больше шансов у другого варианта. Но об этом позже.

1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница