Я очень хорошо помню, как мой старший брат пришел домой из школы и задал вопрос: а вирусы живые? Их можно считать живыми существами? Мы можем запереть их в банке на много лет, и они точно так же вернутся и продолжат делать то, что и делали. В присутствии других организмов они размножаются как сумасшедшие. Они мутируют. Они взаимодействуют с другими клетками. Но когда они одни, они находятся в состоянии стагнации. После продолжительной дискуссии мы с братом пришли к выводу, что ответом на этот вопрос будет «возможно…».
Глядя на вирусы с позиции сегодняшнего дня, мы понимаем, что они размножаются. Они заставляют клетки размножаться за них. Ни одна клетка не может жить без своего окружения, она должна дрейфовать в химическом бульоне или находиться достаточно близко к капиллярной крови. С этой точки зрения вирус является живой единицей, которая, вместо того чтобы окружать себя химическими питательными веществами, окружает себя другими живыми единицами. Он вынужден жить в клетках и в окружении других клеток – других живых единиц. Это дает нам право называть его «облигатным паразитом».
Но что необходимо для того, чтобы считать организованную кучку химических веществ живым существом? В ответе на этот вопрос нам помогут астробиологические исследования. Как правило, мы считаем, что живое существо должно иметь мембрану. Мы ожидаем, что оно будет размножаться, и мы предполагаем, что оно будет поддерживать устойчивый химический баланс или устойчивое состояние внутри себя. В биологии считается, что живое существо по определению может поддерживать равновесие, или, как это официально называется, гомеостаз («оставаться прежним»).
Когда дело доходит до бактерий, здесь вопросов нет. У них есть и мембраны, и стенки, они поддерживают свой метаболизм в различных условиях окружающей среды, и они, конечно, могут размножаться. Но когда мы говорим о вирусах, все зависит от того, как на них посмотреть. Вирусы не поддерживают гомеостаз. С точки зрения вируса им это не нужно. Зачем стараться, если молекулы сами могут сохранять свое расположение в условиях, которые можно рассматривать как недружелюбные? Зачем все усложнять, если все системы и так работают нормально? Я полагаю, что если бы у нас не было домена бактерий, у нас не могло бы быть вирусов или всего домена вирусов. Следовательно, они определенно попадают под определение живых существ на Земле.
На самом деле вирусы могли бы стать ключевым моментом в нашем основном вопросе, поскольку могут рассказать о том, какая форма жизни появилась в первую очередь. Разве молекулярные структуры вирусов могли существовать без самовоспроизводящихся бактерий? Или вирусы стали побочным продуктом, ненамеренным следствием природных процессов, которые прежде всего привели к появлению самовоспроизводящихся молекулярных механизмов? Вирусы проще, чем бактерии, что, казалось бы, делает их более подходящим кандидатом на роль первой формы жизни на Земле.
Однако есть и другие аспекты, которые не слишком хорошо сочетаются с титулом первого земного организма. С одной стороны, в отличие от бактерии (и нас с вами), вирусы, судя по всему, не имеют общего предка. В загадочном мире вирусов нет ничего, что напоминало бы способ, которым все другие живые существа используют ДНК для своего размножения. Каждая вирусная атака направлена на конкретную, порой даже на слишком конкретную живую клетку. Когда вирус атакует, он не обменивается генами и не заимствует гены атакованной клетки. Гены вируса переходят в клетку и никогда наоборот. С этой традиционной и очень важной точки зрения вирус нельзя назвать живым. Вирусы как будто появились после того, как возникли самовоспроизводящиеся и саморегулирующиеся организмы (свойства, которые характеризуют «живое существо»). Но давайте смотреть правде в глаза: вирусы являются очень важной частью нашего мира. Без вирусов каждое живое существо было бы другим.
Вирусы – это некая часть общего спектра жизни, и они, так или иначе, связаны с вопросом о том, как все это началось. Мы по-прежнему перебираем толстые и запутанные ветви Древа жизни – только в последние десятки лет биологам удалось обнаружить гигантские вирусы, которые делают возможным выделение вирусов в отдельный домен жизни. Чем больше усилий мы прикладываем к поиску ответов о происхождении жизни, тем больше сюрпризов мы получаем. Эти открытия заставляют меня задать вопрос: «Мать Природа, чего ты еще не сказала мне?»
36. Второе начало жизни?
Я – дитя космической эры; в 1969 году я припадал к черно-белому экрану лампового телевизора, когда люди впервые ступили на Луну. Когда я думаю об инопланетной форме жизни и обо всем, что она сможет поведать нам о процессе эволюции, я, естественно, представляю себе совершенно иную картину мира. Но некоторые исследователи, в том числе Пол Дэвис из Университета штата Аризона, имеют совершенно противоположную точку зрения. Они предполагают, что инопланетяне – микробные инопланетяне – могут уже сейчас находиться на Земле. Если эти исследователи правы, значит, мы упустили один из самых мощных способов понимания происхождения жизни. Может быть, за привычной картиной нашего мира скрывается совсем другое Древо жизни.
Возможность существования еще одного типа жизни, закрепившегося здесь, на Земле, называется вторым началом. Если бы мы могли обнаружить еще один вид жизни, это могло бы изменить наш мир. Все известные нам на данный момент организмы происходят от одного вида. Если бы мы могли сравнить два абсолютно разных типа организмов, то экспериментальным путем мы смогли бы узнать, есть ли альтернативы ДНК, существует ли другой вид метаболизма, иная химия жизни. Практические последствия будоражат ум не менее научных. И тут я задаюсь вопросом: что бы сказали креационисты?
Я уже слышу ваши возражения. Как на Земле может быть неизвестная жизнь, учитывая, как тщательно биологи изучили всех окружающих нас микробов? Хм, а вы только представьте себе процесс распознавания неизвестных микробов. Ведь даже с нашими микробами все происходит более чем сложно. Существует всего два основных способа обнаружить новый микроб: можно вырастить его в чашке Петри, а можно вычислить его ДНК. Ну а если он не ест то же самое, что и другие микробы, и если он не имеет стандартной ДНК (или вообще не использует ДНК)? Значит, он, по сути, пророс сквозь трещины фундамента современной биологии.
Все новое осознание того, что Земля полна удивительных и неожиданных организмов, приходит к нам с каждым новым днем. Исследуя отходы разработки нефтяных скважин (камни и почву, извлеченные буровыми установками), можно обнаружить целые экосистемы медленно растущих бактерий. Эти организмы насчитывают миллионы лет, и они никогда не видели дневного света. Но они все же имеют ДНК. А значит, у нас есть общий предок. Но они в корне отличаются от всего того, что живет на поверхности.
Не устаешь удивляться тому, что еще может скрываться там, под землей. Может быть, там целая система живых существ, о которой мы совершенно ничего не знаем? В районе Иллинойского угольного бассейна есть огромные угольные шахты, простирающиеся под землей на многие километры в разных направлениях. Если оглядеться там по сторонам, можно заметить огромные деревья, вымершие виды растений, похожих на папоротник, обитавшие в первобытных болотах около 300 млн лет назад, а затем превратившиеся в уголь. В тех районах, вероятно, существовали целые микробные экосистемы, о которых мы ничего не знаем. Видимо, это те виды живых существ, которых мы не сможем опознать сегодня. Они могут отличаться от всего, что мы знаем, так сильно, что мы не узнаем их, даже если они будут пялиться на нас через лупу наших микроскопов.
