Чтение онлайн

Даже если эти трудности преодолены, система, даже простая, уже отчасти лишена естественности. Например, она необычайно чистая. Трудно представить, как на первозданной Земле мог образоваться маленький водоем, в котором присутствовали именно эти соединения и никакие другие. Нелегко также представить себе, как именно могли возникнуть их предшественники. По всей вероятности, ими могли быть нуклеозидтрифосфаты или, на более простом языке, молекулы, состоящие из основания, сахара (рибозы) и трех фосфатов в ряд, хотя это не совсем те соединения, которые использовались в описанных выше экспериментах. Можно представить, как, скорее всего, каждый из этих отдельных ингредиентов мог возникнуть в том или ином месте первозданной Земли; не так легко представить, как сложилось их правильное сочетание и как, по крайней мере, частично оно отделилось от других, несколько похожих молекул, которые, если таковые имелись, вероятно, могли запутать систему. Конечно, никто уже не в силах сварить примитивный бульон из воды, солей, нескольких газов и ультрафиолетового света (или какого-либо другого источника энергии) и оставить его настаиваться до тех пор, пока в результате в нем не образуется изящная система репликации РНК. Эта неспособность не слишком удивительна, так как природе, может быть, понадобилось много миллионов лет, во многих местах на поверхности Земли, прежде чем одно счастливое стечение обстоятельств создало систему, которая могла как положить начало репликации, так и продолжать в течение некоторого времени действовать.

Таким образом, мы находимся в одной из наиболее мучительных ситуаций. С одной стороны, мы считаем, что на поверхности Земли мог существовать довольно достаточный запас органических молекул, в частности, аминокислот, пусть даже в большинстве мест их концентрация могла быть довольно низкой. Кроме того, двойная спираль РНК и ДНК определенно говорит о том, что она могла образовать хорошую основу для примитивной системы репликации. С другой стороны, трудно представить, как могла из такой сложной смеси с легкостью появиться точная система, и еще труднее понять, какие именно ингредиенты были необходимы и какие именно действия за этим последовали. Более того, если даже мы могли бы представить, как могла начаться репликация РНК, нам все же необходимо решить, каким образом она соединилась бы пусть даже с примитивной формой синтеза белка, хотя мы можем начать строить некоторые научные догадки о том, каким образом все это могло произойти.

Модель представляет короткий расширенный полипептид, длиной лишь в девять аминокислот. Остов цепи регулярный, с боковыми группами, присоединенными через равномерные интервалы.

Но для нашей настоящей цели самым проблематичным является то, что, по-видимому, почти невозможно привести любое численное значение вероятности того, что представляется довольно маловероятной последовательностью событий. Возникающее затруднение можно более четко представить на основе следующей, довольно общей аргументации. Предположим, что событие произошло в некоем пруду или заводи, возможно, поблизости от берега моря. Мы могли бы легко представить, что подобные заводи находились примерно на расстоянии одной мили друг от друга вдоль береговой линии, не говоря уже о тех, что разбросаны по всей поверхности Земли Возможно, существовало 100000 подобных мест — их число, бесспорно, могло быть намного больше. Снова примем без доказательства, что при такой медленной скорости, с какой функционируют такие системы, понадобился, вероятно, период времени, равный сотне лет, чтобы система пришла в действие. Обозначим самую малую вероятность подобного события, происходящего через сто лет, за р. Вероятно, одна p приходилась на миллиард. Но поскольку мы, возможно, имеем 500 миллионов лет и 100000 водоемов, то понимаем, что в таком случае жизнь почти неизбежно должна была возникнуть. Однако если p была лишь одним шансом на миллиард миллиардов, то вероятность зарождения жизни была отнюдь не той же самой. Если же она составляла один шанс на 1015 (тысячу миллиардов миллиардов), то вероятность зарождения здесь жизни была очень мала. Точные цифры не имеют значения. Они приведены только для иллюстрации той дилеммы, перед которой мы стоим. Она вытекает из того факта, что мы не имеем представления, какое значение должно быть у р, за исключением того, что ему следует быть очень «малым». По этой причине мы не можем решить, было ли зарождение жизни здесь весьма необычным событием или событием, которое почти неизбежно должно было произойти. Несмотря на то, что иногда выдвигаются доводы в пользу последней точки зрения, они представляются мне очень несерьезными. Без какого-либо прямого экспериментального подтверждения они, вероятно, такими и останутся. А получить экспериментальное подтверждение того, что вполне могло быть последовательностью довольно необычных реакций, будет не легко. Только в случае, если жизнь зародилась очень легко, потому что, действительно, существует некий достаточно прямой путь по лабиринту возможностей, мы, вероятно, сможем воспроизвести его в лабораториях, по крайней мере, в ближайшем будущем.

Честный человек, вооруженный всем доступным нам сейчас знанием, может лишь утверждать, что, в некотором смысле, возникновение жизни представляется сейчас почти чудом, ведь для того, чтобы начался этот процесс, необходимо было выполнить так много условий. Но не следует это воспринимать как вывод, что есть все основания считать, что она не могла зародиться на Земле в процессе вполне допустимой последовательности довольно обычных химических реакций. Очевидный факт состоит в том, что прошел слишком долгий период времени; многие микросреды на поверхности Земли слишком разнообразны; различные химические возможности слишком многочисленны, а наши собственные знания и воображение слишком ничтожны, чтобы позволить нам точно объяснить, как это могло или не могло произойти в таком далеком прошлом, особенно если мы не располагаем экспериментальными данными из той эпохи, чтобы проверить свои идеи. Возможно, в будущем мы сможем узнать достаточно для того, чтобы строить обоснованные догадки, но в настоящее время можно только сказать, что мы не можем принять решение, было ли возникновение жизни на Земле исключительно маловероятным событием или почти неизбежным — или же любой возможностью между этими двумя крайностями.

Если его вероятность была высока, то нет проблем. Но если окажется, что оно было довольно маловероятным, тогда мы вынуждены рассмотреть, могло ли оно появиться в каких-либо других возможных местах Вселенной, где, может быть, по той или иной причине, условия были более благоприятными.

Несмотря на неопределенность в вопросе о том, как зародилась жизнь, у нас нет сомнений, что сейчас она существует и существует в избытке. Мы можем видеть ее повсюду. Несомненно, можно привести доводы, что поскольку это случилось однажды, то мы можем быть уверены, что это могло бы случиться снова. Конечно, крайне маловероятно, что сейчас она может зародиться вновь. Не говоря уже о том, что поскольку современные условия столь отличны от пребиотических, представляется весьма вероятным, что любую новую систему, которая попытается начать развитие в этот период времени, будут пожирать представители существующей. Эта точка зрения появилась относительно недавно. Еще даже в девятнадцатом веке считали, что жизнь может возникнуть de novo, там и сям, в болотах, настоях, гнилом мясе и других подходящих местах. Существует множество сообщений, что таким образом зарождались личинки, мухи и даже мыши. Первые эксперименты Реди, Жобло (Joblot) и Спалланцани подвергли это некоторому сомнению, а тщательные и элегантные исследования Пастера доказали, что все подобные утверждения почти наверняка были ложными. С помощью остроумной конструкции своего прибора Пастер снял, одно за другим, все возражения, которые могли бы выдвинуть его критики. Он, несомненно, доказал, что в изначально стерильной системе не появится никаких признаков жизни даже в самом жирном и аппетитном вареве, даже если в него свободно поступает воздух, при условии, что из воздуха в сосуд для культивирования не попадают никакие микроорганизмы.

Здесь нас интересуют несколько другие вопросы. Если бы Земля вновь начала свое развитие (лишь с небольшими вариациями, чтобы события не повторялись в точности), следует ли нам рассчитывать увидеть зарождение жизни во второй раз? Поставим вопрос иначе. Если где-то существует планета, несколько похожая на нашу Землю, то каковы шансы, что там могла бы возникнуть жизнь? Даже в этих случаях существует сильное психологическое стремление считать, что вероятность таких событий должна быть высока вследствие существования жизни на Земле. К сожалению, этот аргумент ложен. Я не знаю, есть ли название у подобного хода рассуждений, но его можно назвать статистическим заблуждением. Самый легкий способ понять, почему он неверен, — рассмотреть любое вполне определенное событие, которое является одним из очень большого количества довольно похожих возможностей. Колода карт представляет отличную модель такой ситуации.

Возьмем обычную колоду из пятидесяти двух карт, которую тщательно перетасуем и произвольно раздадим четырем игрокам по тринадцать карт каждому, не прибегая к подтасовке. Какова вероятность того, что мы сдадим определенный набор карт каждому из четырех игроков? Мы можем выбрать один вариант, который легко охарактеризовать, как, например, у первого игрока окажутся все черви, у следующего — все бубны, у третьего — все пики, а у последнего игрока — все трефы, но это не имеет значения для расчета, если мы точно определим, какие карты необходимо сдать каждому из четырех игроков. Рассчитать, как часто выпадает такой расклад, очень просто, если сдавать карты снова и снова, каждый раз тасуя колоду. Вероятность такого расклада оказывается равной всего лишь единице на 5 х 1028. Все же каждый раз, когда мы сдаем колоду, мы получаем то или иное распределение карт среди четырех игроков, и поскольку наш расчет применялся также и к этому распределению, то такой расклад окажется чрезвычайно редким. И все же он находится на столе перед нами. Очевидно, что-то здесь должно быть не так.

Неправильно как раз то, что, применяя этот, расчет мы должны заранее точно сказать, какое множество раскладов мы учитываем. Нам нельзя сдать карты, а затем сделать вид, что результат оказался как раз таким, какой мы ожидали. Мы, конечно, можем сдать одну партию, а затем решить, что это именно та комбинация, которую мы собираемся выбрать. Низкая вероятность, которую мы рассчитали, даст в таком случае шанс получить тот же самый расклад при следующей сдаче, при этом всегда предполагается, что колода была надлежащим образом перетасована. Этот ход рассуждений можно было бы применить к любому фактическому раскладу, поэтому мы видим, что еще один способ взглянуть на эту цифру, единица на 5 х 1028, сказать, что это шанс сдать любой набор карт четырем игрокам дважды подряд.

Мы можем выразить это иначе, сказав, что сам по себе состав одной сдачи не говорит нам практически ничего о вероятности получения снова точно такого же набора карт у каждого из четырех игроков. Он говорит нам, что в колоде имеется верный набор из пятидесяти двух карт, но он сам по себе не сообщает нам, какова вероятность того, что мы получим тот же набор, сдавая карты при последующих возможностях. Мы можем рассчитать эту вероятность, если мы знаем все параметры в данной ситуации и количество игроков, которым мы собираемся сдать карты, прежде чем прекратим игру. Все это мы можем знать о колоде карт, но пребиотическая ситуация намного сложнее. Там есть еще дополнительный фактор, который мы обычно не пытаемся рассчитать, а именно, вероятность, с которой идентичное событие произойдет во второй раз. Любая разумная форма жизни, в известной степени похожая на современную, была бы приемлема и считалась бы успехом. Аналогия с картами поможет это понять. Мы потребовали, чтобы у каждого игрока были все черви, бубны, пики и трефы в этом порядке. Но предположим, что нам следует признать успешным любой расклад, в котором каждый игрок имеет карты только одного достоинства. Вероятность этого возрастает в двадцать четыре раза по сравнению со случаем, который мы рассмотрели выше, поскольку здесь больше возможных раскладов, которые удовлетворили бы нашим условиям. Когда мы рассматриваем происхождение жизни, этот фактор: количество похожих, но не идентичных форм жизни,— также совершенно неизвестен и только добавляет неопределенности.

В некоторых отношениях этот последний общий момент находится в корне нашей проблемы. Даже если вероятность зарождения жизни в одно определенное время в одном определенном месте выглядит чрезвычайно незначительной, на Земле было столько много возможных мест и имелось столько много времени, что мы не можем быть уверены, что эти факторы не подавляют малую вероятность того, что мог иметь место любой из них, превращая, таким образом, маловероятное событие в событие, которое почти неизбежно. Но возникшая тут же мысль доказывает, что у нас нет фактических оснований для такого вывода. Как уже говорилось в предыдущей главе, совокупная вероятность может быть чем угодно, но зависеть исключительно от того, какими окажутся различные числа.

Есть особая причина, из-за которой это статистическое заблуждение особенно относится к нашему конкретному случаю. Дело в том, что если жизнь зародилась не здесь (тем или иным способом), то нас не было бы здесь и мы не размышляли бы над этой проблемой. Сам факт того, что мы находимся здесь, обязательно означает, что жизнь действительно зародилась. По этой причине, если не по какой-либо иной, мы не можем использовать это обстоятельство в наших расчетах непосредственно.

По-видимому, мы столкнулись с врожденной несостоятельностью человеческого ума, который имеет место, когда он сталкивается с аргументами вероятности. Человеческие существа, а возможно и другие животные, слишком склонны делать обобщения на основе одного случая. Это имеет довольно интересное специальное название — суеверие, хотя многие виды суеверий также имеют эмоциональную составляющую. У нас также возникают затруднения в понимании очень больших чисел, поэтому мы счастливы, если произведение очень маленького числа на очень большое число обнаруживает нечто, чем мы владеем лучше, как, например, вероятность близкая к единице. Определенность часто очень близка нашим сердцам, несмотря на то, что она во многом ускользает от нас на практике. Единственный способ преодолеть эти психологические препятствия, а в научных вопросах они действительно являются препятствиями, — какими бы полезными они не могли оказаться в эволюции, — это излагать аргументы спокойно и четко. «Импульсивная реакция» может быть полезна в бизнесе, политике или в нашей личной жизни, потому что она выражает неосознанное обобщение предшествующего опыта, как нашего собственного, так и опыта наших предков, воплощенного в наших генах, но, рассматривая происхождение жизни, мы не имеем надежного опыта, который поведет нас по этому пути, поэтому любая импульсивная реакция, вероятно, окажется поверхностной и обманчивой. Она еще менее полезна, если рассматривать вероятность независимого зарождения и развития жизни где-нибудь в другом месте. Мы довольно мало знаем о планетах нашей собственной Солнечной системы и совсем ничего, за исключением весьма косвенных предположений, о планетах, окружающих другие звезды. Возможно, во Вселенной есть много мест, подходящих для зарождения жизни, и в некоторых из них могут быть условия даже еще более благоприятные, чем те, что мы имеем здесь. Именно к этим проблемам мы должны сейчас обратиться.