Сліпий годинникар: як еволюція доводить відсутність задуму у Всесвіті - Річард Докінз

до зародження життя була приблизно такою ж, як і в інших планет, що залишаються безживними донині. Там не було кисню, зате було багато водню й води, вуглекислого газу, дуже імовірно, трохи аміаку, метану та інших простих органічних газів. Хіміки знають, що безкисневі середовища на кшталт цього зазвичай сприяють спонтанному синтезу органічних сполук. Вони вже не раз влаштовували в колбах мініатюрні реконструкції умов на первісній Землі. Вони пропускали крізь ці колби електричні розряди, імітуючи грози, а також ультрафіолетове світло, що мало бути значно інтенсивнішим до появи на Землі озонового шару, який захищає її від сонячного випромінювання. Результати цих експериментів виявилися захопливими. У колбах спонтанно, самі собою збирались органічні молекули, і деякі з них належали до тих самих типів, які в нормі можна знайти лише в живих організмах. Ані ДНК, ані РНК не виникло, а от будівельні блоки цих великих молекул — пурини та піримідини — спостерігалися. З’явилися там також будівельні блоки білків — амінокислоти. Однієї ланки у цьому класі теорій все ще бракує — походження реплікації. Будівельні блоки не збиралися разом для формування ланцюжка, що самореплікує, на кшталт РНК. Та можливо, одного дня вони це все ж таки зроблять.

Але в будь-якому разі, теорія органічного «первісного бульйону» — не та, яку я обрав для своєї ілюстрації типу рішення, яке ми повинні шукати. Я вже використовував її у своїй першій книжці «Егоїстичний ген», тож подумав, що запущу тут пробну кулю для дещо менш модної теорії (хоча нещодавно вона й зажила успіху), яка, на мою думку, має який-неякий шанс виявитися правильною. Її сміливість приваб­лює, і вона добре ілюструє властивості, які повинна мати будь-яка задовільна теорія походження життя. Це теорія «неорганічних мінералів» хіміка з Глазго Ґрема Кейрнса-Сміта, вперше запропонована 20 років тому. З того часу вона була розвинена й ретельно розроблена у трьох книжках, найостанніша з яких — «Сім ключів до розгадки походження життя» — подає походження життя як таємницю, у розкритті якої не завадила б допомога Шерлока Холмса.

На думку Кейрнса-Сміта, техніка ДНК та білка виникла порівняно нещодавно, можливо всього лише три мільярди років тому. До цього часу змінилося багато поколінь накопичувального відбору, що грунтувалися на якихось зовсім інших реплікаційних сутностях. Одразу ж після своєї появи ДНК показала себе настільки ефективнішою як реплікатор і настільки потужнішою у своїх впливах на власну реплікацію, що первинна система реплікації, яка її породила, була відкинута й забута. Згідно з цим поглядом, сучасна техніка ДНК є більш пізнім, недавнім узурпатором ролі основного реплікатора, що перебрав на себе цю роль від більш раннього й примітивнішого. Можливо навіть, що таких узурпацій була ціла низка, але первинний процес реплікації мав бути достатньо простим, аби виникнути шляхом того, що я назвав «однокроковим відбором».

Хіміки розподіляють свій предмет на дві основні галузі — органічну та неорганічну хімію. Органічна хімія — це хімія одного конкретного елемента, вуглецю. Неорганічна хімія — решта. Вуглець є дуже важливим і заслуговує мати свою власну приватну галузь хімії почасти тому, що на ньому базується хімія всього життя, а почасти тому, що ті самі властивості, які роблять вуглець придатним для життя, роб­лять його придатним також для промислових процесів, таких як виробництво пластмас. Основною властивістю атомів вуглецю, що робить їх такими придатними для життя та промислового застосування, є те, що вони з’єднуються разом, формуючи необмежений репертуар різних типів дуже великих молекул. Деякі з цих властивостей має також кремній. Хоча хімія сучасного земного життя є цілковито вуглецевою, це може бути не так у всьому Всесвіті і, можливо, не завжди було так на нашій Землі. Кейрнс-Сміт вважає, що первинне життя на цій планеті базувалося на самореплікаційних неорганічних кристалах, таких як солі кремнієвих кислот — силікати. Якщо це правда, то органічні реплікатори, а зрештою й ДНК пізніше напевно перехопили чи узурпували цю роль.

Він наводить деякі аргументи на користь загальної правдоподібності такої ідеї про «перехоплення». Кам’яна арка, наприклад, є стійкою конструкцією, здатною простояти багато років навіть без жодного цементу для її скріплення. Створення тієї чи іншої складної конструкції шляхом еволюції схоже на побудову арки без розчину, коли вам дозволено торкатися лише одного каменя за раз. Якщо підійти до цього завдання наївно, з ним не впоратися. Арка стоятиме після того, як на місце ляже останній камінь, але проміжні етапи будуть нестійкими. Однак побудувати арку доволі легко, якщо вам дозволено не лише додавати камені, а й виймати їх. Почніть зі створення стійкої купи каміння, а потім зведіть арку, що спиратиметься на верхівку цього масивного фундаменту. Коли вся арка займе своє місце, включно із життєво важливим наріжним каменем на верхівці, обережно прийміть підпірні камені, і за умови дрібки удачі арка залишиться стояти. Стоунгендж неможливо осягнути, поки не усвідомиш, що його будівничі використовували якісь підмурки чи, можливо, земляні пандуси, яких там більше немає. Ми можемо бачити лише кінцевий продукт, а про зниклі підмурки мусимо здогадуватися. Так само ДНК та білок є двома стовпами стійкої й елегантної арки, що продовжує існувати після одночасного виникнення всіх її частин. Важко уявити, що вона виникла унаслідок якогось покрокового процесу, якщо не допустити існування якихось більш ранніх підмурків, що нині повністю зникли. Ці підмурки самі, мабуть, були створені якоюсь більш ранньою формою накопичувального відбору, про природу якого можна лише здогадуватися. Але він, мабуть, ґрунтувався на реплікаційних сутностях, що мали владу над власним майбутнім.

Кейрнс-Сміт припускає, що первинними реплікаторами були кристали з неорганічних матеріалів на кшталт знайдених у глині та багні. Кристал — це лише великий упорядкований набір атомів чи молекул у твердому стані. Через властивості, які можна назвати їхньою «формою», атоми та невеличкі молекули від природи тяжіють до ущільнення разом фіксованим і впорядкованим чином. Вони немовби «прагнуть» улаштуватися разом у певний спосіб, але ця ілюзія є лише мимовільним наслідком їхніх властивостей. Їхній «улюблений» спосіб улаштування разом формує весь кристал. Він також означає, що навіть у великому кристалі, такому як діамант, будь-яка його частина є точно такою самою, як і будь-яка інша, за винятком місць із дефектами. Якби ми могли зменшитися до атомних масштабів, то побачили б мало не нескінченні ряди атомів, що тягнуться до горизонту рівними лініями, — галереї геометричного повторення.

Оскільки нас цікавить саме процес реплікації, то перш за все треба дізнатися, чи можуть кристали реплікувати свою структуру. Кристали складаються з безлічі шарів атомів (або їх еквівалентів), і кожен шар надбудовується на тому, що лежить нижче. Атоми (чи іони; для нас це не важливо) вільно плавають навколо у розчині, але якщо раптом наштовхуються на кристал, то мають природну схильність влаштовуватись у певному положенні на його поверхні. Розчин кухонної солі містить іони натрію та хлору, що штовхаються між собою більш-менш хаотичним чином. Кристал кухонної солі являє собою ущільнений упорядкований набір іонів натрію, що чергуються з іонами хлору під прямими кутами один до одного. Коли іони, що вільно плавають у воді, раптом наштовхуються на тверду поверхню кристала, вони зазвичай прилипають до неї. Причому прилипають саме у потрібних місцях, щоб спричинити додавання до кристала нового шару,