«Где ни проведи грань, она будет условной»
Биолог Александр Марков — о жизни и нежизни
«Жизнь и смерть» вошла в шорт-лист важнейших научных тем по итогам опроса Всенауки. Вопрос, как зародилась жизнь и чем она отличается от нежизни, находится в центре внимания ученых и обычных людей. Эволюционист Александр Марков поделился своими мыслями о том, с какими сложностями сталкиваются популяризаторы и как правильно рассказывать о зарождении жизни на Земле.
Востребованная тема
В 2000-х годах я делал сайт о проблемах эволюции, и самыми посещаемыми были странички, посвященные эволюции человека, ведь всем интересно знать про себя, а на втором месте по востребованности были темы происхождения жизни. Всем хотелось бы знать, как могла зародиться жизнь.
Популярность всего, связанного с «жизнью», понятна. Это действительно одна из самых интригующих научных загадок, тема, имеющая большое мировоззренческое и философское значение.
Для широкой аудитории я бы посоветовал прекрасную книгу Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки». Если читатель справится с ней, то будет в курсе современной научной картины мира.
Одна из самых важных вещей о жизни, которую надо понимать, — с точки зрения современной науки жизнь может самопроизвольно развиваться из неживой материи, это не противоречит физическим и химическим законам. Этот процесс мог включать в себя в том числе маловероятные события, для которых требовалось редкое стечение обстоятельств. Но размеры Вселенной достаточно велики, чтобы хотя бы на одной планете такие случайности произошли.
Также стоит знать про четыре ключевых этапа становления первых живых систем из неживой материи: синтез простой органики, синтез более сложной органики, появление первых репликаторов и старт дарвиновской эволюции, эволюция систем синтеза белка.
Как дать определение
При этом с самим определением жизни все непросто. Объекты, которые изучает биология, вообще очень активно сопротивляются тому, чтобы загнать их в рамки строгих определений. Например, как определить понятие «биологический вид»? Почему мы считаем, что индийской слон и африканский — это разные виды, а североамериканский гризли и бурый медведь — подвиды одного? Между разновидностями и видами нет четкой грани, просто разновидности с течением времени накапливают отличия, и в какой-то момент биологи начинают говорить, что это отдельные виды. Но процесс дивергенции постепенный, поэтому, где бы мы ни провели грань, она будет условной, договорной.
Тем более сложно определить жизнь: она у нас присутствует только в одном, земном, экземпляре. Мы понятия не имеем, какие из особенностей земной жизни характерны для жизни вообще, а какие — уникальны для земной. Мне больше всего нравится определение NASA. Агентство занимается поиском жизни в космосе, и им нужно четко понимать, что именно они пытаются найти. Они приняли рабочее определение: давайте считать живой любую химическую систему, которая обладает свойствами репликатора. Репликатор — это система, которой свойственны самокопирование (или размножение), изменчивость, наследственность и влияние индивидуальных особенностей организма на эффективность размножения. Четвертый пункт — то же самое, что естественный отбор. Грубо говоря, NASA предложило считать живой любую химическую систему, которая способна к дарвиновской эволюции.
Ответом на вопрос, как из простой органической системы появился репликатор, способный воспроизводить свои копии, занимается отдельная большая научная область. Придется рассказывать про РНК, ДНК, наследственность, объяснять, почему РНК — лучший кандидат на роль «первой молекулы жизни», чем ДНК, про теорию РНК мира, рибозимы, про эксперименты, которые показывают, каким образом абиогенным путем синтезируются те кирпичики, из которых складываются молекулы РНК. После этого уже начинается дарвиновская эволюция — совсем другой процесс. К первому репликатору мы приходим без помощи дарвиновской эволюции — это область самых низких вероятностей. Но в двух словах абсолютно безграмотному человеку вы не докажете, что происхождение жизни без помощи бога — это вполне реальная штука.
Просто и популярно о жизни
Видимо, поэтому самый распространенный современный миф внутри этой темы — это креационизм. Вера в то, что жизнь слишком сложная, чтобы возникнуть самостоятельно. Такое утверждение возникает из здравого смысла, повседневного опыта. В реальности мы не наблюдаем, чтобы живая клетка «внезапно» возникала из чего-то неживого. Сколько бы мусор в помойке ни валялся, ничего сложного и красивого из него само собой не появится. Некоторые привлекают (некорректным образом) к этому интуитивному убеждению второе начало термодинамики: энтропия должна только увеличиваться, хаос нарастает, а сложные упорядоченные живые системы не могут самостоятельно зародиться. Чтобы возразить на такое утверждение, придется прочесть длинную лекцию с изложением современных представлений о происхождении жизни.
Другое дело — как доказать, что эволюция шла таким путем, а не другим. Мы не можем на машине времени вернуться в прошлое и проследить возникновение жизни. Мы вынуждены конструировать это событие по косвенным признакам и свойствам организмов, которые сейчас живут на Земле, по экспериментам на упрощенных системах. Некоторые отказываются верить ученым, пока те не смогут синтезировать из неживой материи живую клетку. Наука уже вплотную приблизилась к этому моменту, но и подобный результат, когда он случится, креационистов не переубедит. Они скажут: «Ученые целенаправленно создали, значит — разумный замысел». Таких людей трудно убедить в чем-то другом.
Очень много ненужных проблем возникает и из-за того, что некоторые люди насильственно пытаются применить к биологическим объектам формальную логику: «истина — ложь», «да — нет». Берут биологический факт и спрашивают, истинный ли он. Потом находят объект, который не согласуется с этим утверждением, и делают вывод «это утверждение ложно». Этот прием часто используется в драках между популяризаторами — и совершенно напрасно. На самом деле все закономерности и тенденции, найденные биологами, всегда имеют исключения. Формулы в биологии описывают некие тенденции, которые соблюдаются при выполнении множества специально оговоренных условий. Нельзя написать формулу, которой все будет подчиняться.
Хотите, чтобы книга Александра Маркова стала бесплатной для всех? Поддержите наш проект на краудфандинговой платформе Planeta.ru