Что такое жизнь, как она возникла на Земле и есть ли она еще где-нибудь во Вселенной

Что такое живая материя

Точного определения понятия «живой материи» в современной науке нет. Есть только перечисление свойств, отличающих живую материю от неживой. И каждое из них вызывает вопросы.

• «Высокоупорядоченное строение».

Но что это такое? Вот, например, кристаллы. Это тоже высокоупорядоченные структуры. Каждый атом находится на строго определенном месте, образуя так называемую кристаллическую решетку. Или, например, сложные органические соединения, состоящие из атомов разных элементов. Так там тоже все упорядоченно. Да что там органика. Возьмем простой карандашный грифель и алмаз. Они состоят из одних и тех же атомов углерода. Только структура расположения их разная, но, заметьте, высокоупорядоченная. Потому алмаз – это алмаз. А грифель – это грифель.

• «Метаболизм»

Под этим мудреным термином подразумевается получение энергии из окружающей среды для поддержания и усиления своей упорядоченности.

Но, простите, вернемся к той же органической химии. Под воздействием, например, солнечной энергии из набора простейших соединений возникают все более и более сложные упорядоченные структуры. Именно таким образом, по некоторым теориям, и возникла жизнь на Земле (об этом мы позже поговорим). Но все эти структуры, например, аминокислоты, никакой живой материей не являются.

• Рост, способность к развитию, адаптация к окружающей среде, воспроизводство, информация, содержащаяся в генах и хромосомах и передающаяся потомкам.

Опять, возвращаясь к органической химии, мы увидим, что все эти свойства присущи и неживой природе. Рост? Да. При определенных, благоприятных условиях, число молекул сложных органических соединений в первоначальном «простом» бульоне стремительно растет. Вот вам и рост, и способность к развитию, и адаптация к окружающей среде. И свойства этой сложной органики будут сохраняться «из поколения в поколения», пусть и без генов и хромосом. Но передаваться будут. Если внешние условия, благоприятно влияющие на протекание химических реакций, не изменятся. Так и живая материя живет по таким же законам. Изменились внешние условия – и вымерли динозавры.

Так что не все так просто. Поэтому, например, в программе NASA, принятой для решения задач поиска жизни во Вселенной, жизнь определяется просто. Это «самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции». Ключевым моментом здесь, на наш взгляд, являются слова о «дарвиновской эволюции». Действительно, наша живая материя не просто самовоспроизводится, адаптируется к условиям окружающей среды и так далее по списку, – она эволюционирует. И в некоторых случаях, в сторону совершенства. Вот так и человек появился. А вот с мыслящими крокодилами или птеродактилями не получилось. Так что эволюция выбирает разные пути развития. Какие-то оказываются удачными, какие-то нет.

В заключение этого раздела необходимо отметить следующее. Каждое из перечисленных выше свойств живой материи встречается и в материи неживой. Другое дело, что в своей совокупности они в неживой материи вроде бы не встречаются. По отдельности – да. А все вместе – нет. Тем и интереснее и загадочней становится вопрос о том, как из неживой материи образовалась живая. Как отдельные свойства, такие как усложнение структуры, самоорганизация, способность к развитию под воздействием окружающей среды смогли когда-то породить жизнь.

Возникновение жизни на Земле

Что дальше было, более-менее понятно. Дарвиновская эволюция, генетические мутации, так вот и «вырос человечек». Но с чего все началось?

Экспериментально воспроизвести возникновение из неживой материи пусть простейших, но живых организмов, например клеток, пока не получается. Хотя все микробиологи бьются над этим. Интересно же. Да и «нобелевка» не помешает.

Как же тогда возникла жизнь на Земле? На этот счет существует много гипотез, но подтверждения они не имеют. Вот некоторые из них.

Все началось еще с Аристотеля. Хотя подобные представления были в Китае, Вавилоне и Египте. Это – так называемое «самозарождение жизни». Эта гипотеза была альтернативой креационизму, который предполагал наличие Бога или Творца, который все сущее и создал. Так вот, согласно Аристотелю и его последователям, некоторые частицы вещества (неживой материи), содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях активизируется и порождает жизнь. Однако никакого убедительного экспериментального подтверждения эта теория не получила, хотя поиски этого «активного начала» проходили до конца XIX века. Потом бросили. Как говорится, «бесполезняк».

О бредовой теории «стационарного состояния», согласно которой жизнь на Земле существовала всегда, и формы живой материи не менялись, говорить не будем. Это что-то близкое к упомянутому выше креационизму. Так что здесь здравомыслящему человеку все понятно.

Едем дальше. Теория Опарина.

В 1924 году он опубликовал статью «Происхождение жизни», которая позднее была переведена на английский язык и, фактически, являлась продолжением Аристотелевской теории «самовозрождения», но совсем на другом научном уровне.

Не будем вдаваться в детали. Основная идея Опарина состояла в том, что в растворах высокомолекулярных соединений, в том числе аминокислот, которые образуются из простейшей органики при повышенных температурах или под воздействием электричества (молнии), возникают так называемые коацерваты. Это зоны повышенной концентрации сложной органики, которые отделены от внешней среды и могут поддерживать обмен с ней.

Вот с них-то все и началось.

Образование сложной органики, о которой говорилось выше, подтверждено экспериментально. Оставалось непонятным, как случайно образовавшиеся белковые структуры могли бы воспроизводить себя и далее эволюционировать.

Сейчас идеи Опарина развиваются и совершенствуются. Уже удалось синтезировать существующие в природе самовоспроизводящиеся молекулы, называющиеся РНК.

Но, если говорить о возникновении жизни, то, по большому счету, воз и ныне там.

Для полноты картины надо еще упомянуть теорию Панспермии, согласно которой жизнь на Землю была занесена из космоса. Вот падали на Землю метеориты и несли на себе какие-то бактерии или белковые тела. С них-то все и пошло. Это довольно странно. Потому что при вхождении в плотные слои атмосферы космические тела разогреваются до столь высоких температур (тысячи градусов), что никакая органика выжить в них бы не смогла. Ну а разговоры о том, что это инопланетяне нам жизнь завезли, всерьез рассматривать не стоит.

Современная наука и живая материя

Во-первых, отметим, что современная наука уже научилась влиять на свойства живой материи. Пример тому – генная инженерия и создаваемые ее методами генно-модифицированные продукты, за которыми, конечно, будущее. Наша Госдума их использование, правда, запретила. Но это – из-за присущего депутатам невежества. Они не понимают того, что практически все, что люди веками употребляли в пищу, именно этими генно-модифицированными продуктами и являются. Ну, нет в природе пшеницы, которую мы сеем на полях. И кур, несущих яйца каждый день – нет. И коров, дающих молоко. И свиней.

Вся эта «живность» была выведена искусственно, путем многолетней, а часто и многовековой селекции. Иными словами, за счет отбора, когда люди выбирали растения или животных с интересующими их свойствами, а потом занимались их размножением. И так из поколения в поколение.

А откуда появлялись эти свойства? Наука это выяснила. За счет случайных генных мутаций. А селекция эти мутации закрепляла. Так все, что мы едим и выращиваем, и возникло. Генная инженерия делает все то же самое. Но только в сотни и тысячи раз быстрее.

А разговоры о том, что ГМО могут повлиять на человека, являются полным бредом. Геном курицы или коровы, которых вы употребляете в пищу, на геном человека повлиять не может. А вот какие-нибудь поля картошки, обрабатываемые пестицидами, дабы колорадский жук их не жрал, могут дорого вашему здоровью обойтись. Так что лучше сажать генно-модифицированный картофель, которому колорадский жук не по зубам, чем использовать химию.

Вроде бы, все всем понятно (кроме депутатов Госдумы, но какой с них спрос). Можно ли отсюда сделать вывод, что вопрос происхождения живой материи не актуален? Вот же научились на живую материю влиять и ее совершенствовать.

Нет, нельзя.

Зачем исследовать происхождение и воспроизводство живой материи

Есть такое явление – «мусорный остров» в Тихом океане. Он образовался из-за структуры океанических течений, которые все нетонущие отходы приносят в одно место.

Сейчас его площадь составляет свыше 1,6 млн кв. км (в три раза больше территории Франции) и постоянно растет. Заметить его невооруженным глазом невозможно. Ибо состоит он из триллионов мелких частиц, явившихся результатом разрушения пластика, полиэтилена и полипропилена. Крупные фрагменты, например, пластиковых бутылок, разрушаются, а остающаяся мелочь – живет. И ничего с ней не происходит. Ее масса составляет сейчас 87 тыс. тонн и постоянно растет. Все это представляет огромную угрозу для морских экосистем. А как с этим бороться – непонятно.

Одна из идей – синтезировать бактерии, которые этим мусором и будут питаться. Но таких на Земле нет. Значит, надо создать новую форму живой материи. Да и на свалки бытовых отходов их можно было бы поселить. Одни бы ели пластик, другие продуктовые отходы. Ну, а стекло и металл оставались бы на отдельную переработку.

Это проблема, актуальность которой с каждым годом будет только возрастать. И здесь не обойтись без научного прорыва в вопросе воспроизводства и конструирования живой материи с заданными свойствами.

Уникальность Земли

И еще один очень важный и интересный аспект. А есть ли жизнь где-то еще во Вселенной? Пока не ясно. Существуют предположения, что даже в нашей Солнечной системе, например на Марсе или спутниках Юпитера и Сатурна, обладающих поверхностным слоем льда, могут обитать какие-нибудь бактерии. Под ледовым слоем в существующих (или нет?) там океанах. Но пока современная техника не позволяет это проверить.

Ну и что? Может быть, какие-нибудь бактерии там и есть. Это, конечно, жизнь. Но не очень она интересна всем, кроме специалистов. Другое дело, внеземные цивилизации. Их поиски ведутся. Мы уже упоминали выше соответствующую программу NASA по поиску внеземных цивилизаций. Хотя она и не единственная, много где этим занимаются.

Представляется, однако, что все это пустая затея. Действительно, сколько лет существует наша цивилизация. Не homo sapiens и его предки, а именно цивилизация. От силы 5 тыс. лет или около того. Египет, Вавилон, Китай. И когда она достигла в своем развитии возможностей исследования далекого космоса и поиска там жизни? Только в XX веке. И сколько еще она, наша цивилизация, просуществует? Никто не знает. Но факт остается фактом. На сегодняшний день промежуток времени, в котором мы имеем технические средства для поиска внеземной жизни, ничтожно мал по сравнению с появлением на Земле живой материи (это несколько миллиардов лет назад).

Так вот, представим себе, что где-то существует высокоорганизованная форма жизни (не обязательно белковой, как наша), но способной передавать и воспринимать информацию, которую несут электромагнитные волны. У ближайших к нам звезд планетарных систем нет. Значит, и жизни тоже там быть не может.

Сейчас уже обнаружено множество так называемых экзопланет, вращающихся вокруг своих звезд, на которых теоретически что-то живое может существовать. Но расстояние до них – миллионы световых лет. Поэтому если даже мы получим какой-то сигнал от этой неведомой цивилизации, то к моменту его получения несколько миллионов лет пройдет. И что к тому моменту с этой цивилизацией станет? И если мы им ответим, то этот наш сигнал сообщит только то, что было у нас на Земле миллионы лет назад. Поэтому никакого общения с инопланетным разумом быть не может. Физика, к сожалению, так устроена.

Более того. Как должно все сложиться, чтобы этот сигнал от инопланетян попал именно к нам, на Землю. Ведь Земля, да и сама Солнечная система – всего лишь малая песчинка во Вселенной. Как можно понять, в какую точку этого бескрайнего мира надо посылать сигнал «Мы тут, мы существуем!»?

Поэтому, скорей всего, нам придется существовать в одиночестве на просторах космоса. Ничего, проживем как-нибудь. Если по дурости сами себя не уничтожим.

Это, конечно, печально. Но такова реальность. А вот изучение происхождения жизни на Земле и попытки воспроизвести этот процесс в лабораторных условиях – настоятельная необходимость.