свет звёзд, который катализировал преимущественный синтез L-аминокислот в межзвёздных облаках, ставших нашей Солнечной системой. С другой стороны, сторонники панспермии ссылались на преобладание L-аминокислот как на дополнительное доказательство существования жизни на кометах, поскольку они не считают, что существуют убедительные доказательства того, что эту асимметрию вызвал небиологический процесс. Они утверждают, что органическое вещество наподобие того, что было обнаружено на Мурчисонском метеорите, могло сыграть существенную роль в избрании жизнью левостороннего пути.

Но каким бы ни был источник, новые находки могут затруднить разделение органических соединений на те, что создают земные организмы, и те, что производят инопланетяне где-то ещё в Солнечной системе. Исследователи долгое время надеялись, что преобладание L-аминокислот станет отличительной меткой землян. Но если химическая асимметрия была заложена ещё до начала эволюции всей жизни, то у инопланетян могут быть такие же отличительные метки.

Дополнительные анализы Мурчисонского метеорита выявили вещества, представляющие собой пурины и пиримидины (компоненты генетических молекул), а также различные углеводы. Эти и другие предбиологические вещества, содержащиеся в кометах, метеоритах и частицах небесной пыли, возможно, синтезировались в солнечных туманностях ещё до того, как образовалась Земля. В своей замечательной книге «Мы не одни» (“We Are Not Alone”) Уолтер Салливан отмечает: «И если семена наших предков, может быть, и не упали с небес, кажется, что самые элементарные компоненты живых существ поступили именно так».

Даже если сложные органические молекулы не упали на Землю с небес, мы знаем, что сахара и аминокислоты легко создать, просто осветив ультрафиолетовым светом колбу, содержащую смесь углекислого газа, аммиака и водяного пара — сочетание, напоминающее первобытную атмосферу Земли миллиарды лет назад. Многие учёные предполагают, что наша изначальная атмосфера была лишена кислорода, о чем в наши дни свидетельствуют некоторые примитивные формы бактерий, которые погибают от воздействия кислорода, — например те, что вызывают газовую гангрену или столбняк.

Если в нашей колбе с газами также много метана и водорода, как в атмосфере Юпитера и Сатурна, и через неё целую неделю пропускали электрическую искру, то возникает замечательный набор химикатов жизни. Из-за этого вода в колбе становится тёмно-красной, и в ней появляются аланин и глицин (аминокислоты), молочная кислота, уксусная кислота, мочевина, муравьиная кислота, гликолевая кислота и многое другое. В экспериментах с другими газами были получены компоненты нуклеиновых кислот. Простое воздействие ультрафиолетовым светом на формальдегид, молекулу, предположительно синтезировавшуюся в первичной атмосфере, приводит к образованию рибозы и дезоксирибозы — сахаров из РНК и ДНК. Также исследователи легко получили АТФ (аденозинтрифосфат) — энергетическую молекулу всех форм жизни. (Хотя первобытная атмосфера, возможно, содержала значительно меньше водорода и больше углекислого газа, чем в этих экспериментах, и потому была более окислительной, такие окислительные атмосферы также легко образуют химические вещества, необходимые для жизни.)

Я нахожу весьма интересным тот факт, что среди всех комбинаций атомов, которые могли быть получены в недавнем прошлом в ходе различных экспериментов по смешиванию таких простых молекул, как метан, углекислый газ, аммиак и вода, легче всего образуются строительные блоки жизни, такие как аминокислоты, сахара, жирные кислоты, пурины и пиримидины.{38}

Эти эксперименты показывают, что для ускорения появления того разнообразия жизни, что мы видим вокруг себя, не требовалось никаких экстраординарных обстоятельств. Более того, если жизнь на Земле могла эволюционировать из самых рядовых процессов, то вполне вероятно, что люди не одиноки в нашей собственной Солнечной системе. Должны существовать и другие формы жизни, возможно, довольно примитивные.

Лёгкость, с которой в простейших экспериментах создаются основные строительные блоки жизни, однажды побудила лауреата Нобелевской премии Мелвина Кальвина написать: «Мы можем с некоторой степенью научной уверенности утверждать, что клеточная жизнь, какой мы её знаем на поверхности Земли, действительно существует в нескольких миллионах других мест во вселенной». Лауреат Нобелевской премии Кристиан де Дюв писал: «Жизнь — это часть самой структуры Вселенной. Если бы она не была обязательным проявлением комбинаторных свойств материи, то она, возможно, не возникла бы естественным путём».

Первая форма жизни?

На Земле нуклеиновые кислоты, такие как ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота), содержат основную генетическую информацию всех форм жизни. Эта информация проявляется в виде последовательности из четырёх различных химических оснований. Предполагается, что молекулы РНК — это самые примитивные формы «жизни», которые эволюция породила самыми первыми: они спонтанно складываются в сложные структуры и при определённых условиях размножаются. В настоящее время мы знаем, что характерные особенности сворачивания РНК влияют на их функционирование и выживание в условиях, неблагоприятных в плане работы ферментов или с точки зрения биохимии.

Если сложные споры не попали на Землю на кометах, то период химической эволюции на Земле, в течение которого в первобытных морях постепенно накапливались органические соединения, начался, вероятно, около 4000 миллионов лет назад. Синильная кислота (HCN) играет ключевую роль в большинстве реакционных цепочек, ведущих к абиотическому образованию этих простых азотсодержащих органических соединений. (Понятие «абиотический» относится к процессам, в которых не участвуют живые компоненты.) HCN легко образуется в результате таких реакций, как

2 CH4 + N2 → 2 HCN + 3 H2

и

CO + NH3 → HCN + H2O.

HCN является предшественником органических молекул вроде пуринов и пиримидинов, из которых состоят такие молекулы, как ДНК и РНК.

Многие исследователи предполагают, что РНК была первоначальным протогеном — первой информационной макромолекулой и первой структурой на пороге жизни. В настоящее время исследователи пытаются заставить нити РНК воспроизводить себя и подвергаться адаптации посредством эволюции — в подходящей среде. Генетическая информация многих вирусов закодирована в одноцепочечной молекуле РНК.

Учёные давно задавались вопросом о том, появились ли белки раньше нуклеиновых кислот или наоборот. Похоже, белки образуются только по инструкциям, состоящим из нуклеиновых кислот, однако нуклеиновые кислоты не могут функционировать без помощи каталитических белков. Возможно, способ взаимодействия белков и нуклеиновых кислот эволюционировал из более простого и иного процесса. Например, мы знаем, что нуклеиновые кислоты могут размножаться без помощи белков. РНК могут действовать как ферменты, расщепляя молекулы РНК на части, которые далее могут рекомбинировать. Возможно, на ранних этапах эволюции на Земле РНК могла не только самовоспроизводиться, но и эволюционировать благодаря ошибкам репликации, подготавливая почву для эволюции более успешных систем ДНК и РНК. В лаборатории можно создавать спирали РНК и двухцепочечную РНК, просто смешивая нуклеотиды и фосфаты (строительные блоки РНК) в колбе, освещённой медленно вращающимся источником света, имитирующим суточные циклы света и темноты. Субъединицы РНК, зафиксированные на глине, также могут соединяться в длинные цепочки, которые самовоспроизводятся.

Другие исследователи считают, что белки были изначально способными к самовоспроизведению, а затем «изобрели» нуклеиновые кислоты. Когда смеси аминокислот нагревают до очень высоких температур и полученный протеиноидный материал растворяют в горячей воде и охлаждают,