Страница 9 из 13
В течение 40 лет попытки понять пребиотический синтез нуклеотидов, из которых строятся блоки РНК, базировались на допущении, что они должны быть составлены из трех молекулярных компонентов: основания (которое может быть аденином, гуанином, цитозином или урацилом), сахара рибозы и остатка фосфатной кислоты. Из многих трудностей, с которыми сталкиваются все, кто работает в этой области, самой неприятной была невозможность найти путь присоединения пиримидинового основания – цитозина или урацила – к рибозе… Однако Паунер[29] и его соавторы вновь вывели на передний план модель «первой РНК», исследовав вариант синтеза пиримидиновых рибонуклеотидов, в котором сахара и основания образуются из одних и тех же прекурсоров. В этой модели структура рибонуклеотида формируется без участия свободного сахара и молекул основания в качестве промежуточной стадии. Это важное открытие в сочетании с серией дополнительных усовершенствований позволяет найти весьма надежное решение проблемы пребиотического синтеза рибонуклеотидов (Шостак, 2009).
Грег Майер, специалист в области эволюционной биологии, отметил самый важный момент этого открытия:
Джон Сазерленд, один из соавторов Паунера и руководитель лаборатории, в которой выполнялась работа, исследовал проблему более двенадцати лет, пока решение не было найдено. А если бы он сдался после десяти лет усилий? Могли ли мы прийти к выводу, что синтез невозможен? Нет. Эта работа показывает тщетность всех вероятных возражений – возражений со стороны сторонников идеи Творения, «Бога белых пятен»[30], не доверяющих природе, опирающихся в своих теориях на невежество как главный аргумент (2009).
В этой книге я буду постоянно использовать приемы исторической реконструкции, основанные на убеждении, что всякое живое существо есть продукт физических процессов, соединивших вместе отдельные элементы, усовершенствовавших их постепенно и приведших в результате к появлению работающей системы без какой-либо примеси сверхъестественного. Мы ведь можем исследовать конечный результат и представить себе некую гипотетическую промежуточную стадию, ступеньку на пути возникновения живых существ, о существовании которых мы знаем доподлинно. Целая серия событий должна была произойти, чтобы привести к изменениям, которые мы сможем наблюдать в ретроспективе, и к постепенному совершенствованию зарождающихся живых систем (мы уже на пути к завершению шахматной партии, продвигаемся вперед). Но пока эти системы не стали самовоспроизводящимися, все происходившее было только протоэволюцией, полударвиновским процессом, частичным подобием естественного отбора; это были процессы, которые позволяли увеличить вероятность возникновения все большего количества различных комбинаций ингредиентов, перетасовывая исходные молекулы таким образом и до тех пор, пока их соединения не стали устойчивыми и не положили начало жизни. Живое существо должно захватить достаточное количество энергии и строительного материала, чтобы защищаться от разрушения и просуществовать достаточно долго для создания достаточно качественной копии самого себя. Ретроспективный метод исследования распространен в биологии, без него нельзя обойтись при исследовании происхождения жизни. Конечно, он постоянно требует выбора оптимального решения: какова была бы самая простая химическая структура, способная сделать возможным явление х? А окажется ли явление х достаточно стабильным, чтобы пошел процесс y?
В весьма известной статье Стивена Джея Гулда и Ричарда Левонтина (1979)[31] авторы использовали термин «парадигма Панглосса» как намеренно оскорбительный для теории адаптационизма, берущей за основу методологический принцип, согласно которому все части организма считаются нужными для чего-нибудь, пока не будет доказано обратное. То есть они все играют некую полезную роль, способствуют циркуляции крови, повышению скорости движения, защите от инфекций, перевариванию пищи, рассеиванию тепла, привлечению партнера и тому подобное. Допущение основано как раз на ретроспективном взгляде, который рассматривает живые существа как эффективно построенные из частей с разными функциями (конечно, есть и известные исключения: например, функции, которые когда-то были нужны, но теперь стали рудиментарными и сопровождают жизнь вида, поскольку не мешают ее поддержанию, или функции, не имеющие никакого смысла, но случайно закрепившиеся в процессе развития).
Шутка Гулда и Левонтина про Панглосса была взята ими из творчества Вольтера. Один из героев его романа «Кандид, или Оптимизм»[32] доктор Панглосс, карикатура на философа Лейбница[33], проповедует идею о том, что наш мир – лучший из возможных миров. Бурное воображение доктора Панглосса находит оправдание для любой природной катастрофы или уродства и приписывает всякому несчастью полезные свойства. Они превращаются в божье благословение, которое Бог посылает счастливым обитателям лучшего из миров. Например, венерические заболевания «это вещь неизбежная в лучшем из миров. Если бы Колумб, посещая Вест-Индию, не подцепил этой болезни, которая заражает источник размножения, доставляет ему неудобства и очевидно противна великой цели Природы, мы не имели бы ни шоколада, ни кошенили» (процитировано Гулдом и Левонтиным в 1979 году, стр. 151). Исследователи трудов Лейбница будут настаивать, до определенной степени справедливо, что пародия Вольтера – поклеп на великого ученого, но мы можем это проигнорировать. Было ли заимствование карикатуры на философа критикой идеи использования оптимальных допущений в биологии? Да, и оно имело два неприятных последствия: атака биологов на адаптационизм была ошибочно интерпретирована эволюционистами как серьезные нападки на теорию естественного отбора и убедила многих биологов в том, что самоцензуре надо подвергать не только свою речь, но и мышление, так, будто метод обратной реконструкции был чем-то неприличным, тем, чего следует по возможности избегать.
Ученые, работающие над проблемами происхождения жизни, проигнорировали критику их методов а-ля Панглосс, прекрасно зная, что их стратегические допущения необходимы – они помогают избежать бесплодной траты времени. Нет смысла изучать химические реакции, которые не могли сформировать сложную структуру, ставшую впоследствии необходимым компонентом живого. Конечно, такая стратегия тоже сопряжена с определенными рисками; как отмечал Шостак, долгие годы исследователи делали ошибочное допущение, что, очевидно, лучшим и самым эффективным путем образования соединения основания с рибозой была их непосредственная реакция, и упускали из виду более хитроумный путь получения рибонуклеотидов из общих прекурсоров, минуя промежуточные этапы, казавшиеся обязательными.
В шахматах гамбитом называется стратегия, использующая жертву фигуры – вроде как шаг назад – чтобы перейти в атаку из лучшей позиции. Когда вы пытаетесь просчитать, что ваш противник собирается делать, гамбит предсказать трудно, поскольку это проигрышный ход, а противник, по умолчанию, не глуп. Такой же риск для реконструктора-биолога несет игнорирование извилистых, но плодотворных путей эволюции. Фрэнсис Крик прекрасно сформулировал это в виде второго правила Орджела: «Эволюция умнее вас». Сверхъестественный путь, которым слепая, бесцельная сила эволюции (включая и пребиотическую химическую стадию) находит нестандартные решения, не может служить ни доказательством акта Творения, ни предлогом отказаться от метода реконструкции – это был бы просто полный отказ от исследований. Наоборот, он подталкивает ученых упорствовать и улучшать их игру в реконструкцию. Как и в шахматах, в этой игре сдаваться нельзя: надо учиться на ошибках и продолжать исследования, пуская в ход все возможности воображения и приготовившись к тому, что сколь бы правдоподобными ни были наши гипотезы, они все равно могут быть опровергнуты, и именно из этих опровержений рождается истина.
29
Доктор Мэттью Паунер из Университетского колледжа Лондона и его исследовательская группа показали, что обнаружили, что пептиды, один из основных видов строительных блоков жизни, можно формировать из примитивных предшественников аминокислот при условиях, схожих с теми, что были на Земле незадолго до появления жизни.
30
«Бог белых пятен» – термин, означающий использование пробелов в человеческих знаниях в качестве аргумента непознаваемости мира и существования высших сил.
31
Американские биологи Джон Гулд (1941–2002) и Ричард Левонтин (род. 1929) в 1979 году опубликовали статью под названием «Пазухи сводов собора святого Марка и парадигма Панглосса». В ней они ввели новый эволюционный термин «пазуха сводов», заимствованный из мира архитектуры. «Пазухами сводов» они назвали те свойства живых организмов, которые являются побочным эффектом других его свойств и возникли не в результате естественного отбора в ходе эволюции. Ряд свойств человеческого разума были отнесены как раз к таким «пазухам».
32
«Кандид, или Оптимизм» – наиболее известное произведение Вольтера (1694–1778), великого французского философа. Философская повесть, замаскированная под плутовской роман, один из первых международных бестселлеров.
33
Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716) – немецкий философ, математик, механик, физик, юрист, историк, дипломат, изобретатель и языковед, основатель Берлинской академии наук, предшественник немецкой классической философии.