“Жизнь” — то, из чего вы ее сделаете
Как молекулы стали живыми организмами
Вся жизнь на Земле произошла от общего предка — изначального репликатора (или реплицирующей системы, состоящей из нескольких молекул), который запустил эволюционный процесс. Как только у вас появляется самовоспроизводящаяся молекула, она начнет копировать себя. Почему? Потому что так получилось, что она обладает молекулярными свойствами, которые притягивают подходящие строительные блоки из окружающей среды и соединяют их посредством химических связей так, что в конечном итоге это приводит к дублированию.
Время от времени «ошибки копирования» приводили к образованию новых типов молекул. Многим из них не хватало свойств для дальнейшего самовоспроизведства, ведь если внести небольшие изменения в сложную вещь, то вы скорее сломаете ее, чем улучшите. Но иногда эти ошибки копирования повышают стабильность репликатора или скорость его репликации. Когда это происходит, новый вариант распространяется быстрее и изменение становится преобладающим в следующих поколениях репликаторов. Эволюция носит кумулятивный характер, т. е. новым поколениям не приходится начинать процесс с нуля. Вместо этого они извлекают выгоду из всей неявной «проектной работы», которую естественный отбор уже проделал в прошлом. Этот принцип постепенных изменений, накапливающихся на протяжении поколений, чрезвычайно силен; по сути, он лежит в основе всего разнообразия, которое мы видим в мире природы.
Сначала репликаторы были простыми, и репликация была прямолинейной. Со временем появились более замысловатые способы самокопирования. Например, вместо того, чтобы просто ждать, пока на них наткнутся нужные строительные блоки, первые живые организмы развивают способы передвижения и увеличивают свои шансы найти питательные вещества. Они разрабатывают защитные мембраны, чтобы повысить свою стабильность. А некоторые «хищные» организмы даже начинают разбирать на части другие организмы, чтобы самим использовать их ресурсы.
Граница между химией и биологией или между живым и неживым размыта. По мере того как самовоспроизводящиеся молекулы становятся более сложными, быстрее копируют себя и лучше адаптируются, чтобы оставаться стабильными в окружающей среде, они начинают проявлять все больше и больше характеристик, которые биологи связывают с живыми организмами. Но то, что биологи связывают с живыми организмами, — это просто условность, удобный способ собрать схожие вещи в одну ментальную категорию. Категоризация происходит в наших умах, а не в самой реальности. В мире есть просто штуки, частицы, связанные воедино и перемещающиеся определенным образом. Хотя вопрос «Что такое жизнь» может казаться интригующим, на деле это очень скучный вопрос об определениях.
Ради точности мы могли бы произвольно установить конкретные критерии того, что квалифицируется как «жизнь». И тогда мы могли бы провести резкую границу между жизнью и не-жизнью, но не узнали бы при этом ничего нового. Мы бы только уточнили нашу терминологию. Если бы кто-то не согласился с получившейся классификацией, наше разногласие было бы чисто словесным.
Откуда появился первый репликатор?
Эволюция работает только тогда, когда уже есть репликация. Первый репликатор должен был образоваться спонтанно в результате физических процессов. Это событие, до сих пор в какой-то мере загадочное для науки, называется абиогенезом.
Поскольку ДНК представляет собой огромную молекулу, и ее случайное формирование астрономически маловероятно, ученые полагают, что ДНК развилась из более мелких молекул/молекулярных циклов, — скорее всего из мира РНК. Но это лишь откладывает вопрос. Откуда появился первый РНК-репликатор? Некоторые ученые предполагают, что шаблонами в первых циклах репликации могли служить кристаллы глины, но это остается предположением. Хоть РНК и менее сложна, чем ДНК, ее спонтанное образование из более простых строительных блоков все же должно было быть крайне маловероятным событием.
Хотя на какой-либо конкретной планете этот первоначальный шаг был бы чрезвычайно маловероятным, это не значит, что для него требовалось чудо. Мы оказались в совершенно особом положении, рассматривая возможности появления жизни на Земле, поскольку мы, как живые наблюдатели, здесь эволюционировали. Если бы на ранней Земле не образовался репликатор, мы бы здесь не размышляли над этим вопросом. Этот эффект отбора наблюдателей также известен как «антропный принцип»: наблюдатели всегда оказываются только на тех планетах, где уже появилась жизнь. Если бы во всей Вселенной была только одна планета с жизнью — одна такая планета на все сто миллиардов галактик (каждая из которых содержит десятки миллиардов звезд, вокруг которых вращаются планеты), то мы, как наблюдатели, естественным образом оказались бы на этой самой планете. Таким образом, маловероятность абиогенеза на какой-либо случайно выбранной конкретной планете не является проблемой. Земля далека от случайно выбранной, потому что она может наблюдаться и быть “выбранной” только тогда, когда лотерея уже выиграна.
Ссылки
Dawkins, R. (1996). The blind watchmaker: Why the evidence of evolution reveals a universe without design. WW Norton & Company.