Теория жизни, слепленная глиной

Со всколыхнувшим прессу утверждением выступил известнейший российский физиолог, академик РАН Юрий Викторович Наточин из Института эволюционной физиологии и биохимии имени Сеченова. По его мнению, жизнь зародилась на суше, причем огромную роль в её появлении сыграли богатые калием глины.

Добавьте сюда слова разной степени желтизны о том, что наука подтвердила библейскую легенду о создании человека из глины – и сенсация готова. Такой она и ушла на ленты агентств.

В подобных случаях всегда полезно разобраться, что здесь «сенсация», а что нет. Особенно если о революционном открытии сообщается не в рецензируемом журнале, а на пресс-конференции. Перед началом которой журналистам к тому же сообщают, что косный московский научный совет РАН отказался заслушать доклад академика.

Зарождение жизни в океане, по мнению учёного, противоречит признанным научным данным. Юрий Наточин пояснил, что солёная вода содержит много натрия, который вредит живому: «Для возникновения жизни необходим синтез белков из нуклеиновых кислот. Натрий угнетает эту систему, делает синтез невозможным».

В то же время калия, который критически необходим для строительства белков, в морской воде мало. Современные организмы вынуждены постоянно выводить натрий из клеток, одновременно закачивая калий внутрь. И если самая первая клетка («протоклетка») появилась в солёной воде, она должна была сразу явиться миру с готовым механизмом такого обмена. Верится в это с трудом, говорит один из крупнейших в мире специалистов по обмену, «выжить она может с таким механизмом, а зародиться – нет».

Однако выяснить, каков был состав океана, когда зародилась жизнь – сколько в нём было натрия и сколько калия – не так просто. Академик Наточин вместе со своими коллегами установили содержание двух элементов в различных средах в течение последних 2,5 миллиардов лет. Оказалось, что океан все это время был натриевым, а вот в глинистых почвах на поверхности Земли доминировал калий.

Собственно, в этом и состоит основной научный результат. Всё остальное – гипотезы, даже если в них очень хорошо вписываются результаты по химическому составу сред. И гипотезы не всегда свежие.

По мысли академика Наточина, протоклетка появилась как раз 2,5 миллиарда лет назад в небольшом глинистом углублении почвы, заполненном дождевой водой – проще говоря, в луже. Наточин очень красочно описывает этот процесс: «Можно представить себе, как это было. Это происходило три с лишним миллиарда лет тому назад. Появились нуклеиновые кислоты, в микроводоемах имелись органические вещества, небольшие комочки. Возникла своеобразная пленка, которая могла обволакивать эти комочки. Под этой пленкой в воде с калием произошло отделение нуклеиновых кислот и белка в комочки, которые создали первую клетку – протоклетку».

Вполне доступное изложение теории академика Опарина (Опарина-Холдейна) в уточнении Миллера образца 1953 года. И точно так же – никакого ответа на вопрос, как белки «создали первую клетку».

«Не исключено, что в этих лужицах впоследствии появлялся натрий, – продолжает учёный. – В результате естественного отбора у протоклетки возникла настоящая мембрана, с механизмами вывода натрия из клетки и удержания калия. Таким образом, 2,5 миллиарда лет назад появилась первая настоящая клетка, а затем и многоклеточные организмы».

Наточин уверен, что позднее клетка попала в океан. По мнению академика, здесь у неё из-за разницы в осмотическом давлении было два пути. Один – создать внутри себя жесткую оболочку, через которую не проходила бы вода. Второй – создать мембрану и постоянно тратить энергию на то, чтобы освобождаться от натрия и удерживать калий. Это две линии жизни: по первой пошли растения, по второй – животные.

Но учёный так и не поясняет механизм возникновения жизни – как из сложных, но всё же неживых молекул, образовались строительные блоки всего живого? И что защищало едва образовавшиеся белки от мгновенного разрушения ультрафиолетовым излучением? В океане защиту обеспечивала многометровая толща воды, однако как белки сохранялись на земле, непонятно. И как возникла та сложнейшая мембрана, которая сделала клетку клеткой?

Ответов академик не даёт, предпочитая вместо этого бороться с устоявшимися догмами: «Сегодня в любом официальном издании, посвященном этой теме, сказано, что жизнь зародилась в океане палеозойской эры».

Однако существуют подозрения, что, упоминая официальные издания, академик имеет в виду старые учебники биологии и рождённый ими расхожий миф. В научной литературе кроме «догмы» обсуждаются и другие варианты.

Ещё в 1970-х годах появились предположения, что глины – более того, именно богатые калием глины – могут играть ключевую роль при зарождении жизни. Регулярная структура этих веществ позволяет формировать на них сложные последовательности нуклеиновых кислот – процесс, который потенциально может привести к появлению необходимых для жизни белков. Подобные построения обычно связывают с работами шотландского биолога Грэма Кернса-Смита. В последние годы было также показано, что глины могут играть особую роль в синтезе органических молекул и образовании протоклеточных структур.

Впрочем, в гипотезе академика Наточина – по крайней мере, в той форме, в которой он изложил её на пресс-конференции, – глины важны не как матрица, а скорее как источник необходимого для синтеза белка калия. От дальнейших разъяснений отличий своей теории от прежних работ академик уклонился. Возможно, он считает, что глупой прессе достаточно упоминания о Библии.

Что ж, сенсация удалась. Но стало ли кому-то понятнее, как зародилась жизнь на Земле?