Зарождения жизни в геологические периоды.
Совершенно иное представляет первое предположение. Оно может очень хорошо объяснить, отчего мы не видели следов зарождения жизни в геологические периоды. Вместе с тем оно допускает нахождение на земной поверхности в это время таких количеств и форм действенной энергии, которые совершенно достаточны для всякого рода мыслимых на Земле изменений, в том числе и для зарождения жизни.
Согласно этим предположениям, в эпохи, когда Земля обладала высокой температурой, имела горячую атмосферу, в эпоху интенсивной свободной энергии, произошел синтез тех углеродно- азотистых соединений, которые могли служить источником зарождения организмов. Эти условия не повторялись на Земле в позднейшие геологические эпохи и потому дальнейшего зарождения организмов не происходило.
Идеи этого рода были выдвинуты, кажется, впервые Пфлюгером, который основывался на эндотермических условиях образования циановых соединений, которые действительно образуются при высоких температурах. Хотя связь циановых соединений с белковыми или другими необходимыми для организма углеродно-азотистыми телами очень отдаленная, однако нельзя отрицать, что они действительно указывают на новые условия образования сложных углеродно-азотистых соединений, которые мы не должны упускать из виду при наших исканиях.
В позднейшее время в этом направлении было сделано несколько разнообразных гипотетических предположений. Допускали возможность синтеза белков при высоких температурах, считали возможным образование мочевины в присутствии аммиака, хлористого карбонита, углекислоты, а еще при понижении температуры до 100° — аминокислот. Этим теориям нельзя отказать в большом интересе и в значительной допустимости таких предположений. Но дальше идти мы пока не можем. Ибо следов нахождения этих тел мы в земных условиях до сих пор не встретили.
Но надо их искать. Ибо нельзя не отметить, что в области углеродно-азотистых тел мы должны считаться с недостаточной разработанностью наших знаний в области минералогии и геохимии азота. Несомненно, и сейчас образуются на Земле циановые и аммиачные соединения при более высоких температурах — в метаморфической оболочке, в вулканических извержениях; есть указания и на образования карбониловых тел, а в последнее время указываются не связанные, по-видимому, с живой материей оксины, состоящие из углерода, азота и кислорода. Но до сих пор нет никаких указаний на их нахождение в формах и условиях, которые хотя бы отдаленным образом приближались к тем, при которых можно было бы — при самых смелых допущениях — предположить возможность в связи с ними возникновения (зарождения) зародыша живого организма из мертвой материи.
Самое большее, что они дают возможность заключить, это только то, что искания в этой области не вполне безнадежны и что в земной коре существовали, а может быть, и существуют условия, которые и в геологические эпохи допускали образование углеродно-азотистых тел, не связанных с живой материей.
От этих тел еще далеко до соединений, входящих в состав тела организмов, но вполне мыслимо, что в других догеологических эпохах синтез этих тел происходил в большем размере и в иных формах и приводил к тем гипотетическим синтезам мочевины или аминокислот, о которых я говорил выше.
Но сейчас для нас эти предположения являются бесплодными, так как никаких указаний на нахождение их в геологических явлениях мы не видим, кроме самого существования в геологических процессах живой материи, появление которой можно объяснять и иначе.
Нельзя не отметить, что для этих гипотез нет никакой необходимости исходить из теорий типа кантлапласовской; и плането-зимальные теории позволяют предположить нахождение на земной поверхности термодинамических условий того же самого порядка.
К этому циклу идей подходят и предположения об образовании органических соединений, нужных организму, из неорганических путем длительной эволюции. Но мы стоим здесь в области научных догадок, лишенных пока каких бы то ни было научных фактов, указывающих на реальную возможность их образования [1] *.
Поэтому мы должны в научной области оставить их без рассмотрения, хотя как раз эти идеи в последнее время, после речи физиолога Шефера в 1912 г. на съезде Британской ассоциации наук, обратили на себя внимание широких кругов образованного общества.
Значительно более отвечают нашему теперешнему научному миропониманию гипотезы, которые допускают, что жизнь зарождается не на Земле, а на Землю приносится извне, из космических пространств в готовом виде.
Появление первых зародышей жизни на Земле извне, конечно, может вполне объяснить отсутствие на ней самопроизвольного зарождения. Однако эта гипотеза совершенно не объясняет земной структуры, столь приспособленной для ее развития.
Эти идеи о космическом зарождении живой материи и о заражении ею Земли тесно связаны с представлениями о ее происхождении из метеоритов и о падении на Землю метеоритов или космической пыли. По-видимому, они возникали не раз в связи с изучением этих явлений, хотя в литературе отражались относительно не часто. Указывают как на предшественника этих идей на Саль Гюйом де Монливо (Sales Guyom de Montlivault) [2]*, который в 1821 г. высказал идею о происхождении семян жизни из Луны, откуда производили тогда и метеориты. Однако нельзя отрицать, что дальнейшее углубление в изучение биохимии приведет нас к нахождению столь часто искавшегося различия между жизненным и мертвым веществом. Но, по-видимому, оно укажет нам на различия, связанные не с причиной жизни, а с ее следствиями.
К этому осторожному отношению приводит всякого вдумывающегося натуралиста изучение истории развития мысли в этой области. И прав Дюкло (1920), когда он указывает, что в 1860-х годах после победы органического синтеза никто не мог бы представить себе зарождение новых идей в этой области, в неожиданной форме возрождающих старые, только что как будто бы побежденные представления. Он призывает к осторожности и пишет: «...когда вдумываются в эти обстоятельства, возбуждается вопрос, окончательна ли достигнутая победа и различие, дважды исчезнувшее, не возобновится ли в какой-нибудь момент в новой форме, когда мы познаем факты до конца».
Эта вторая попытка нахождения резкого различия в свойствах материальной среды в живом веществе и в мертвой материи была неожиданно для всех выдвинута в 1860 г. Л. Пастером в связи с явлениями симметрии ее молекулярного строения, отличной от симметрии молекулярных группировок мертвой материи. Пастер опубликовал свои соображения поздно. Еще в 1848 г. он нашел основное явление, их оправдывающее, — разложение рацемического тела на два компонента и энантиаморфность формы этих компонентов, принадлежащих к одному и тому же кристаллическому классу. Несомненно, эти идеи бродили у Пастера уже тогда, но высказывать их он не решался. Указывают (Л. Дюкло), что Л. Пастер как верующий христианин по мог примириться с тем, что между мертвым и живым нет в основе вещества никакого различия. Очень вероятно, и почти наверное это так, мы здесь видим один из многочисленных примеров в истории науки случаев, когда только благодаря религиозному сознанию получается научное новое достижение. Мимо явления, перед которым остановилась научная мысль Пастера под влиянием его религиозных переживаний, другие проходили, ничего особого в нем не видя.
Пастер указал это различие в своеобразных свойствах вещества, создаваемого организмами, резко отличающими его от вещества мертвой природы. Только в живых организмах создаются на нашей планете такие соединения, молекулярные структуры которых лишены элементов сложной симметрии. Очень часто, к сожалению, говорят об этих явлениях как об отсутствии симметрии. В действительности среди энантиаморфных разностей рацемических компонентов вещества без элементов симметрии представляют редкий случай. В огромном числе случаев мы имеем здесь формы, которые обладают осями симметрии, но не имеют элементов зеркальной (сложной) симметрии.
Изучая тела организмов, Пастер обратил внимание на два явления:
- что такие энантиаморфные структуры, связанные с молекулярным строением, получаются разделенными только в телах, вырабатываемых организмами,
- что организмы обладают свойством давать неравенство двум энангиаморфным молекулярным изомерам, причем яшвое вещество в своей яшвой составной части оказывает преимущество левым изомерам.
Ему снерва казалось, что даже при наших синтезах мы не моя ем обойтись для получения чисто левой разности без посредства организма в той или иной стадии процесса, без его участия в ней прямого или косвенного. Это последнее условие оказалось неправильным в такой категорической форме — можно получить левые изомеры и при отсутствии в процессе их получения живой материи, но, в общем это верно: в огромном большинстве случаев такое получение идет легче и быстрее при участии в нем живой материи. К тому же более тщательное Изучение этих явлений показало нам, что такое преобладание айтиподов одного знака не является исключительно свойственным левым антиподам. Оно свойственно или левым или правым. Важно сохранение одного антипода — все равно какого — живой материей и свободное нахождение в нем другого. Так, в спарже находится лишь левый аспарагин, а в сахарном тростнике — только правый тростниковый сахар, в табаке — только левый никотин, а в костях — только правый глютеин.
Но больше того, с геохимической точки зрения все обобщение Пастера по существу кажется нам правильным, не имеющим исключения. Мы должны сравнивать вещество, вырабатываемое в организмах, не с продуктами наших лабораторий, а с продуктами земной лаборатории, происходящими вне влияния живого вещества. С геохимической точки зрения все продукты лаборатории — создания человеческого сознания, т. е. неизбежно связаны с живым веществом. Без него их не будет на нашей планете.
Для нас сейчас стоит вопрос, возможно ли вообще образование на нашей планете молекулярных группировок, не обладающих элементами сложной симметрии помимо живого вещества, т. е. организмов — все равно, будет ли это какая-нибудь Betula nana, производящая такие соединения бессознательно, или Homo sapiens, ведущий процесс путем сознания.
И мы пока должны ответить на этот вопрос отрицательно, как это в другой форме делал Пастер.
Несомненно, что даже при этом условии чрезвычайно трудно обойтись в этом процессе без участия — в той или другой его стадии — непосредственного участия живого вещества, будет ли это культура Penicillium glaucum или другого гриба, выбирающего левые или правые изомеры, или будет это избирательная деятельность человеческого сознания, производящего такой обзор по левым и правым энантиаморфным комбинациям кристаллических многогранников.
Несомненно, сейчас только в организмах получаются эти молекулярные структуры, притом так, что количество обоих «оптических» изомеров почти никогда не бывает равным, чего мы в наших синтезах без участия живого вещества не достигаем.
В общем, даже едва ли можно отрицать, что условия химических процессов в организмах способствуют образованию левых изомеров, и прав Пастер, что возможна иная структура живого вещества, отсутствующая на нашей планете, в которой преобладают условия, благоприятные для образования правых изомеров, ибо мы не видим никаких осповяний предполагать, чтобы свойства жизненных процессов вообще препятствовали проявлению правых структур распределения атомов в пространстве.
Пастер, как известно, до конца жизни чувствовал все значение этого явления и связывал его с глубокими и своеобразными космогоническими представлениями.
В сущности, однако, это реальное различие живой и мертвой материи едва ли может служить каким бы то ни было препятствием для их соединения вместе в одно общее, как это приходится делать нам в геохимии, где мы имеем дело с живым веществом, объединяющим и вещество, охваченное жизнью, и вещество вполне косное, мертвое.
Мы не можем утверждать, как мы только что видели, чтобы такое вещество с молекулярной структурой без элементов сложной симметрии было носителем жизни. Мы можем лишь утверждать, что такие молекулярные структуры в природных условиях получаются исключительно в организмах. Но совершенно также мы можем утверждать, что и белки или углеводы, жиры, сахара получаются в земной коре только в живом веществе или при участии живого вещества.
Это не особые формы материи, для которых жизнь является специфическим свойством, а те формы мертвой материи, которые устойчивы в среде, где царствует жизнь.
Мы пользуемся этим эмпирическим обобщением даже в такой степени, что в тех случаях в природе, где мы открываем такую молекулярную структуру, нанример в нефтях, мы видим в этом, как это сделали первыми Вальден и Ракузин, доказательство их происхождения из продуктов, выработанных организмами.
Ибо энантиаморфные разности в природе представляют образования, которые по нашим господствующим научным воззрениям по существу отличаются от рацемических компонентов.
Правый и левый кварцы, образующиеся чисто природными процессами вне всякого как будто участия живого вещества, связаны со структурой того кристаллического класса, к которому они принадлежат. Еще недавно нам казалось вполне возможным резко отличать их структуру и структуру других минералов без элементов сложной симметрии (например, киновари) от структуры, например, левой, правой, рацемической винной кислоты. Там мы видели причину этого энантиаморфиого строения в химической молекуле, здесь — в минералах — в кристаллической молекуле.
Этот взгляд сейчас вызывает большие сомнения и настойчиво требует пересмотра. С одной стороны, рентгеновский свет, примененный к изучению кристаллов, вызывает сомнения в существовании кристаллических молекул. Кристалл составлен из атомов, подобно тому, как составлена из атомов химическая молекула. Мы подходим к мысли, что кристаллы — по крайней мере некоторые, например алмаз, — являются сами по себе как бы целой химической молекулой, каковы бы ни были их размеры.
С другой стороны, как будто отпадает и другое отличие, ранее выставлявшееся, — связь энантиаморфных антиподов с присутствием асимметрического атома в химической молекуле. Этому противоречит нахождение таких антиподов Верастом в ряде хромовых, кобальтовых, радиевых, железных слояшых соединений, например в хлорнокислом триэтилодиаминкобальте — Со{С2Н4(Ш2)2}з(СЮ4)з.
Причину энантиаморфизма, нахождения оптических изомеров, надо, очевидно, искать в другой области, и мы можем сейчас только догадываться, что она лежит, может быть, в области самого атома при известных условиях его комбинирования с другими атомами.
Но идти уверенно по этому пути мы сейчас не можем. Нельзя, однако, не отметить, что среди всех природных сил мы знаем только одну, где явно проявляется отсутствие элементов сложной симметрии — вещество организмов. Между тем, как показал в своем глубоком анализе явлений симметрии П. Кюри (мало еще обратившим на себя внимание исследователей), причина, не обладающая элементами сложной симметрии, не может вызвать следствий, ими обладающих.
Для объяснения таких структур, как кварц или киноварь, приходится допустить или влияние живого вещества через свои продукты распада, или искать в окружающей среде другие силы, связанные с энантиаморфной симметрией. Намеки на существование таких сил имеются в проявлении лучистой энергии. Как показал Беккерель, от водных поверхностей под влиянием земного магнетизма получаются лучи света с круговой поляризацией, неодинаково относящиеся к прохождению через антиподы, и явления электролиза в магнитном поле тоже должны быть разными для аптиподов, тогда, может быть, различными должны быть и излучения Солнца. Но это все явления, которые только ярче обнаруживают наше незнание. Пока мы точно знаем одну энан-тиаморфно существующую в природе нашей планеты среду — живую материю.
С геохимической точки зрения, однако, нельзя отказать этим явлениям в их значении, ибо, по-видимому, появление энантиа- морфных химических соединений организма связано с структурой атома и должно быть к тому же сводится к явлению энан- тиаморфных кристаллических многогранников.
Но эти отличия сейчас при современном состоянии наших знаний не могут выходить из области гипотез. Нельзя только отрицать, что в учении об изотопах элементов мы имеем почву для построения новых гипотез об особых системах атомов жизненной материи.
[1] Я оставляю в стороне другие принадлежащие к тому же типу гипотезы о развитии жизни, не стоящие на почве лапласовской или аналогичных космогоний, ибо эти представления не вошли в научное мировоззрение и не повлияли на научную мысль. Они являются поэтому пока всецело уделом философии (Смотрите примечание на с. 100. — Ред.). Таковы, например, идеи Фехнера об особом космоорганическом состоянии вещества нашей планеты в то время, когда могла зародиться на ней жизнь.
[2] Впрочем, на почве фехнеровских идей стоит «теория диссоциации». «Мы не имеем точки опоры для суждения о том, каким образом, или из каких предшествующих ступеней неорганической материи могла развиться протоплазма. Скорее еще можно было бы понять это, если бы можно было считать возможным, что на известной стадии уплотнения первичной туманности в общей вещественной основе неорганическая часть Природы отделилась от сходно устроенного с природой органического. Но при этом мы можем натолкнуться на непреодолимые, может быть, трудности» (Раубер А. Руководство анатомии человека, Отдел 1, СПб., 1912, с. 62). б2* О нем смотрите: Аррениус С. Образование миров. М., 1909, с. 166.
