Глава 9. Одновременные открытия

 

Теория эволюции и естественного отбора была выдвинута в 1850‑х годах двумя учеными, которые работали независимо друг от друга. Одного из них звали Чарльз Дарвин, другого – Альфред Рассел Уоллес. Оба имели серьезную академическую подготовку и опыт, хотя каждый из них в душе оставался натуралистом. Дарвин происходил из семьи состоятельного врача, который сначала отправил его изучать медицину в Эдинбургском университете, затем философию – в Кембридже. Уоллес, напротив, был беден, в 14 лет ему пришлось уйти из школы, чтобы пойти работать учеником землемера и продолжать учебу в Институте для рабочих Лондона и Лестера.

В науке традиционно существовало два подхода к объяснению мира: либо исходя из анализа его физической структуры, либо на основе изучения жизненных процессов – их сложности, разнообразия, цикличного движения от жизни к смерти – в отношении как отдельного человека, так и всего человечества. И эти подходы никак не могли сойтись воедино до тех пор, пока не была опубликована теория эволюции.

Наука о жизни принципиально отличается от физики детальным изучением живой природы во всем ее многообразии. Начали этим заниматься натуралисты, которые собирали данные обо всем, что их окружало: о птицах, деревьях, траве, улитках и прочих живых существах. На первый взгляд их великое многообразие должно хотя бы отчасти объясняться случайностью. И все же природа настолько однородна, что очевидно, что ее ограничивают многие причины.

В XVIII–XIX веках изучением живой природы (тем, что мы сейчас называем полевыми работами в ботанике и биологии) занялись натуралисты, в число которых вошли сельские орнитологи, священники, врачи и состоятельные британцы, проводившие в своих поместьях дни отдыха. Есть огромный соблазн назвать их всех «джентльменами викторианской Англии». Наблюдение за животными стало массовым увлечением, поэтому меня не удивляет, что теорию эволюции придумали два не знакомых друг с другом человека, – таков был дух Викторианской эпохи.

Теория эволюции была придумана дважды двумя учеными, жившими в одно и то же время в одной и той же стране.

Чарльз Дарвин.

 

Чарльзу Дарвину было чуть более двадцати лет, когда Адмиралтейство собралось послать исследовательское судно «Бигль» в Южную Америку для нанесения на карту ее точных береговых очертаний и предложило ему занять должность натуралиста. Столь удачным предложением он был обязан профессору ботаники, с которым подружился в Кембридже, хотя не увлекался ботаникой, если не считать коллекционирование жуков:

Вот вам доказательство моего рвения: однажды, отрывая какую‑то старую кору, я увидел двух редких жуков и схватил обоих. Затем я увидел третьего. Он был совершенно нового вида, поэтому я не мог его упустить. Я сунул в рот жука, которого держал в правой руке, и поймал третьего.

А ведь путешествия, начавшегося 27 декабря 1831 года, могло и не случиться: отец Дарвина был против, а капитану «Бигля» не понравилась форма его носа, но Веджвуд похлопотал за племянника, и тот отправился в путь.

Пять лет, проведенные на корабле, изменили Дарвина. Ему просто нравилось наблюдать за птицами, растениями и укладом жизни в сельской местности Англии, а Южная Америка породила в нем страсть к этому занятию. Дарвин вернулся домой, в Англию, с твердым убеждением, что виды начинают развиваться в различных направлениях, когда изолируются друг от друга, виды не являются неизменными. Но он не мог придумать, что это за механизм изменчивости видов. Это было в 1836 году.

Когда двумя годами позже Дарвин пришел к объяснению эволюции видов, он сильно сомневался, стоит ли ему это публиковать. Он мог бы так всю жизнь и откладывать это дело, если бы еще один ученый не пришел к теории эволюции путем таких же рассуждений. Сегодня его имя позабыто, но то была яркая личность.

Звали этого человека Альфред Рассел Уоллес, огромный человек с семейной историей в духе Диккенса. В 1836 году Уоллес был подростком (он родился в 1823 году) – моложе Дарвина на 14 лет. Однако уже тогда жилось ему непросто:

Был бы отец хотя бы умеренно богатым человеком… моя жизнь сложилась бы по‑другому. Я, без сомнения, уделял бы некоторое внимание науке, и, возможно, хотя очень маловероятно, я принял бы участие в… путешествии в почти неизведанные леса Амазонки, чтобы наблюдать природу и этим зарабатывать на жизнь.

Так Уоллес писал о своей юности, когда ему пришлось искать способ, как в английской провинции заработать на жизнь. Он обучился у старшего брата ремеслу межевания, не требующему высшего образования. В 1846 году Уоллес занял его место, после того как брат умер от простуды, которую схватил, добираясь домой в открытом вагоне третьего класса с заседания комитета Королевской комиссии по конкурирующим железнодорожным фирмам.

Большую часть времени Уоллес проводил под открытым небом, он рассматривал пейзажи, интересовался растениями и насекомыми. В Лестере он познакомился с опытным натуралистом, который удивил его тем, что собрал в окрестностях города несколько сотен разных видов жуков:

Если бы меня прежде спросили, сколько различных видов можно найти в небольшом районе недалеко от города, я, наверное, ответил бы, что не более пятидесяти… теперь я узнал… что, вероятно, в радиусе десяти миль одновременно существуют не менее тысячи различных видов.

Друга Уоллеса звали Генри Уолтер Бейтс. Серьезное увлечение натурализмом определило жизнь и судьбу каждого из них. Например, Бейтс напишет ряд знаменитых работ по мимикрии насекомых.

А в те годы молодой Альфред Уоллес был вынужден зарабатывать себе на жизнь. К счастью для землемера, его ремесло оказалось востребованным владельцами железных дорог в 1840‑х годах. Его наняли планировать железнодорожные ветки в долине Нит в Южном Уэльсе. Уоллес был добросовестным техником – истинным викторианцем. Хотя он вполне справедливо подозревал, что стал пешкой в игре: большинство изыскательских работ становились поводом подать жалобу против другого железнодорожного «олигарха». Уоллес впоследствии подсчитал, что из всех заказанных тогда веток была построена только десятая часть.

Работая в сельской валлийской местности, по воскресеньям он от души радовался, как художник‑любитель, занимающийся искусством. Уоллес наблюдал и коллекционировал образцы насекомых и растений для себя, с нарастающим волнением замечая, как многообразна природа. Этот период останется в его памяти навсегда:

Даже когда я был всю неделю занят, все воскресенья были в моем распоряжении. Я использовал выходные для долгих прогулок по горам со своей коробочкой, которую я приносил домой полную сокровищ… В такие моменты я ощущал настоящую радость. Она рождалась каждый раз, когда я открывал новую форму жизни, тот же восторг я испытывал впоследствии, когда мне удавалось поймать еще одну новую бабочку на Амазонке.

В предгорье Уоллес отыскал пещеру, в которой текла подземная река, и решил переночевать в ней. Таким способом он – почти неосознанно – готовился к жизни в дикой природе:

На этот раз мы хотели попробовать спать на свежем воздухе, без крыши над головой и кроватей, используя то укрытие, что создала природа… Я думаю, что мы намеренно ни к чему не готовились. Мы представляли себе, что находимся в неизвестной стране, забрели в эту пещеру случайно и вынуждены в ней переночевать.

На самом деле он почти не спал.

Когда Уоллесу исполнилось двадцать пять, он решил стать профессиональным натуралистом. Была такая странная профессия в викторианскую эпоху. Он должен был путешествовать и собирать в чужих краях образцы насекомых, птиц, животных и растений, а затем продавать их английским музеям и коллекционерам. В этом начинании его поддержал Бейтс. В 1848 году они вдвоем, объединив капиталы, которые вместе составили сто фунтов стерлингов, отправились в Южную Америку, чтобы совершить путешествие длиной в тысячу миль вверх по Амазонке.

Конечным пунктом они назначили город Манаус, рядом с которым встречаются две большие реки – Амазонка и Рио‑Негро.

Уоллес никогда не бывал дальше Уэльса, но южноамериканская экзотика его не напугала. Об этом свидетельствуют его дневниковые заметки и написанные позже статьи, уверенные и точные. Например, так он написал о черных грифах через пять лет после возвращения:

Здесь очень много обычных черных грифов, но, должно быть, им не хватает еды. Они вынуждены есть пальмовые плоды в лесу, если не могут найти никакой другой пищи.

Мои долгие наблюдения за этими птицами позволяют мне сказать, что в поисках пищи грифы пользуются в первую очередь своим отменным зрением, а вовсе не обонянием.

В Манаусе друзья разделились. Уоллес отправился вверх по Рио‑Негро. Он пытался отыскать места, в которых натуралисты ранее не бывали. Ведь он собрался зарабатывать коллекционированием, поэтому ему надо было отыскать неизвестные европейской науке образцы или, по крайней мере, редкие виды. Уровень реки в сезон дождей был невероятно высок, поэтому Уоллес вместе с его проводниками‑индейцами могли путешествовать по джунглям прямо на каноэ. Кроны тропических деревьев нависали над водой. Уоллес благодарил судьбу за бесконечное разнообразие живых существ, но разнообразие леса также его занимало, и он рассуждал, как джунгли могут выглядеть с воздуха.

Это путешествие убедило меня в том, что в тропиках существует гораздо большее число видов и разнообразных форм растительности, чем в умеренных зонах.

Кроме долины реки Амазонки, пожалуй, ни один край в мире не может похвалиться таким количеством растений. Эти земли почти целиком покрыты густыми и высокими девственными лесами, наиболее обширными и нетронутыми из всех существующих на Земле.

Во всем великолепии эти джунгли можно увидеть только с высоты птичьего полета – например, если проплыть над ними на воздушном шаре. Вполне допускаю, что через некоторое время подобные путешествия будут предлагать туристам.

Впервые входя в индейскую деревню, Уоллес был одновременно взволнован и испуган. Но характерно для Уоллеса то, что преобладающим чувством было удовольствие:

…Моя первая встреча с людьми, которые живут в полной гармонии с природой, вызвала у меня самые неожиданные чувства удивления и восторга. Я увидел чистых дикарей!.. Они занимались своими делами с таким удовольствием, какое неведомо белым людям. Каждый индеец шел свободным шагом независимого лесного жителя и… не обращал никакого внимания на нас, иноземцев, случайно оказавшихся рядом с ним.

В каждом движении, в каждой детали они были оригинальны и самодостаточны, как дикие лесные животные. Абсолютно независимые от цивилизации, они жили здесь множество столетий до открытия Америки и могли бы жить дальше, передавая свои привычки и обычаи из поколения в поколение.

Оказалось, что индейцы не были жестоки, наоборот, они с удовольствием помогали Уоллесу в деле сбора образцов:

За время, которое я провел здесь (сорок дней), я раздобыл у индейцев по крайней мере сорок видов бабочек, совершенно новых для меня, и значительно пополнил свою коллекцию другими видами.

Однажды один из дикарей принес мне любопытный экземпляр. Это был Caiman gibbus – маленький аллигатор редкого вида с многочисленными гребнями и коническими бугорками. Индейцы с удовольствием внимательно наблюдали за тем, как я снял с него кожу и сделал чучело.

Время от времени среди лесных удовольствий и трудов Уоллес задавался одним и тем же животрепещущим вопросом: как сформировалось тропическое многообразие флоры и фауны? Почему представители родственных отрядов похожи внешне и различаются в деталях? Как и Дарвин, Уоллес был поражен этими обстоятельствами, и он стал искать ответы, чтобы понять, почему каждый вид стал развиваться по‑своему.

В естественной истории нет ничего более интересного и поучительного) чем изучение географического распределения животных.

Зачастую на расстоянии в пятьдесят или сто миль проживают совершенно разные виды насекомых и птиц, которые не встречаются в другом месте. Значит, должна быть какая‑то граница) замыкающая ареал каждого вида. Наверняка есть какая‑то внешняя особенность) отмечающая эту линию, за которую насекомые и животные определенного вида не заступают.

Уоллес всегда интересовался географией. Позже, когда он был на Малайском архипелаге, он писал, что животные на западных островах напоминают виды из Азии, а на восточных островах – из Австралии, разделяющую их линию до сих пор называют линией Уоллеса.

Уоллес был тонким наблюдателем, которого интересовали и люди, и природа. Он остро подмечал малейшие отличия и сходства. В викторианскую эпоху жителей Амазонки называли дикарями, а Уоллес симпатизировал их культуре. Он понимал, что значат для них язык, изобретение, традиция. Пожалуй, он первым осознал, что культурное расстояние между цивилизациями гораздо короче, чем мы думаем. Он вывел принцип естественного отбора, который кажется не только верным, но и биологически очевидным.

Естественный отбор наделил дикаря мозгом, на несколько степеней превосходящим мозг обезьяны, и он почти не отличается от мозга философа. Таким образом, с появлением человека в мир вошло существо, обладающее той тонкой силой, которую мы называем «ум». В этом контексте мозг стал чем‑то гораздо более важным, чем простая телесная структура.

Уоллес твердо отстаивал свое отношение к индейцам. Он написал в своем журнале идиллическую поэму, посвященную жизни в деревне Явита в 1851 году:

 

Стоит индейская деревня. Укутана

Плотным лесным покрывалом,

На котором найдешь все оттенки зелени.

Здесь я – единственный белый человек –

какое‑то время обитал

Среди, наверное, двухсот живых душ.

Все дни они проводили в трудах: вот

Пошли все вместе валить лес, а вот в каноэ,

С крючками, копьями и стрелам, поплыли

на рыбалку,

Или вот собирают пальмовые листья,

Чтобы защититься от ураганов и дождей.

Женщины копают маниоку

И делают из нее хлеб,

Каждое утро и каждый вечер они купаются в реке,

Прекрасные, словно русалки.

Маленькие дети бегают нагие,

Подростки и юноши носят узкие набедренные

повязки –

Как приятно видеть их сильные торсы,

Сильные руки и сверкающую на солнце

красновато‑коричневую кожу!

Их движения полны благодати и здоровья:

Бегут ли они наперегонки, прыгают

Или ныряют в бурные воды реки.

Глядя на них, мне жаль английских детей,

чьи руки и ноги

Упакованы в тесную, плотно облегающую

одежду и обувь.

Мне также жаль английских девушек:

Их талии и груди затянуты

Предметом пытки под названием корсет!

Хотел бы я родиться индейцем и жить здесь.

Ловить рыбу, охотиться и плыть на каноэ,

Видеть, как растут мои дети, похожие

на молодых диких оленей,

Со здоровыми телами и спокойными душами,

Богатые без сокровищ и счастливые без золота!

 

Чувства, которые вызвали у Уоллеса индейцы Южной Америки, отличаются от тех, что испытал Дарвин, встретившись с туземцами Огненной Земли, – он был в ужасе. Это ясно из его слов и зарисовок в его «Путешествии». Безусловно, сложные климатические условия полуострова сделали характер аборигенов суровым, а обычаи и обряды – страшными для чужеземцев. Хотя на фотографиях, сделанных во второй половине XIX века, жители Огненной Земли не выглядят настолько свирепыми, как показалось Дарвину. В Кейптауне Дарвин вместе с капитаном «Бигля» издал памфлет, в котором давались рекомендации миссионерам.

Уоллес тем временем после четырехлетнего пребывания в Амазонии упаковал свои коллекции, чтобы отправиться домой, в Англию. Однако не все шло гладко:

Лихорадка и озноб снова трепали меня, и я провел несколько очень тяжелых дней. Почти не прекращаясь, шли дожди. Добираться до моих многочисленных птиц и зверей было тяжело, и невозможно было как следует почистить клетки. Почти каждый день кто‑то из них умирал, и часто мне даже приходила мысль выпустить всех на волю. Но ведь я взял на себя обязательство доставить коллекцию в Англию и должен был сдержать слово.

Из ста животных, которых я купил или поймал с помощью индейцев, на борту оставалось только тридцать четыре особи.

Да, путь домой не заладился с самого начала. Впрочем, Уоллес всегда был не из счастливчиков:

Десятого июня мы вышли из Манауса. Начало нашего путешествия, к сожалению, для меня стало малоприятным: когда мне оставалось загрузить свои личные вещи и попрощаться с друзьями, я упустил из виду клетку с туканом. Потом я нигде не смог найти ее. Без всякого сомнения, клетка с птицей свалилась за борт, никто этого не заметил, и несчастный тукан утонул.

Выбор судна был тоже очень неудачным: через три недели после начала похода, 6 августа 1852 года, корабль, груженный горючими смолами, загорелся. Уоллесу уже стало не до коллекции, он попытался спасти какие‑то личные вещи:

Я спустился в каюту. Она уже была полна дыма, оттого в ней стало удушливо и жарко. Я стал быстро соображать, что я должен спасать в первую очередь. Я уложил в небольшую жестяную коробку часы, несколько рубах и пару старых записных книг с некоторыми рисунками растений и животных. С этим скудным багажом я и вышел на палубу. Много одежды и большой портфель рисунков и эскизов остались в каюте и в багаже. Однако я не хотел рисковать снова – на меня навалилась апатия, поэтому я перестал думать о спасении других своих вещей.

Капитан приказал всем садиться в лодки, а сам покинул судно последним.

Потом, после спасения, я с горечью размышлял о том, с каким удовольствием рассматривал каждого редкого и любопытного жука из своей погибшей в пожаре коллекции! Сколько раз, преодолевая приступы лихорадки, я ползал по лесу, чтобы добыть некоторых неизвестных и прекрасных насекомых и птиц! Сколько мест из тех, где не ступала нога ни одного европейца, я обошел! Все это я мог бы вспомнить, если бы моя коллекция сохранилась!

Теперь все пропало. У меня не было ни одного образца, чтобы проиллюстрировать неизвестные земли и вспомнить сцены из дикой жизни, свидетелем которых я стал! Однако я убедил себя в напрасности подобных сожалений, поэтому постарался меньше думать о том, что могло бы быть, и сосредоточиться на действительности.

Альфред Уоллес, как и Чарльз Дарвин, вернулся из экспедиций с твердой убежденностью, что родственные виды имеют общего предка, и озадаченный вопросом, почему они разошлись. Уоллес не знал, что два года назад Дарвин предложил объяснение, вернувшись из своего путешествия на «Бигле». По словам последнего, он прочел скуки ради (подобная литература не входила в сферу его научных интересов) эссе преподобного Томаса Мальтуса с изложением его теории народонаселения. Английский священник и ученый утверждал, что популяция увеличивается быстрее, чем запасы еды. Если это верно для животных, они вынуждены конкурировать, чтобы выжить: природа отсеивает слабых и формирует новые виды из выживших, лучше всего приспособившихся к окружающей среде.

«Наконец‑то у меня есть теория, с которой можно работать!» – воскликнул Дарвин. Вы можете подумать, что человек, произнесший эти слова, немедленно приступил к написанию статей и выступлениям с лекциями. Ничего подобного не произошло. В течение четырех лет Дарвин даже не оформит теорию. Только в 1842 году он запишет свои выводы карандашом на тридцати пяти страницах, а спустя два года превратит их в двести тридцать, пользуясь уже чернилами. Этот труд и некоторую сумму денег он отдаст на хранение своей жене с просьбой опубликовать текст в случае его неожиданной кончины.

«Я только что завершил набросок моей теории видов», – написал он ей в официальном письме, направленном 5 июля 1844 года в Даун:

Вот почему на случай своей неожиданной кончины я и пишу это. Моя серьезная и самая последняя просьба к тебе, – а я знаю, что ты отнесешься к ней так же, как если бы она была юридически оформлена в моем завещании, – выделить 400 фунтов стерлингов на публикацию этого труда и затем, самой или через посредство Генслея, приложить все усилия для его распространения. Я желаю, чтобы мой труд попал в руки какого‑нибудь компетентного лица и указанная выше сумма могла побудить его улучшить и расширить мою работу…

Я просил бы также, чтобы этому лицу были переданы все вырезки, разложенные примерно по восьми или десяти папкам из оберточной бумаги. Что касается редактора, то лучше всего было бы привлечь для этого дела мистера Лайеля, если бы он согласился, особенно при содействии Гукера.

Складывается впечатление, что Дарвин действительно хотел бы умереть, прежде чем его теория будет опубликована, но при этом он намеревался закрепить за собой авторство. Очень странный характер! Такой поступок может говорить о следующем: Дарвин был уверен, что его выводы шокируют общественность (и несомненно шокируют его жену!), и в определенном смысле был шокирован сам. Ипохондрия (он и правда подхватил какую‑то инфекцию в тропиках, что его, конечно, извиняет), бесконечные баночки с лекарствами, удушливая атмосфера его дома и кабинета, обязательный дневной сон, отказ от публикаций и публичных выступлений на тему эволюции – все это, очевидно, говорит о том, что Дарвин не желал столкнуться с сопротивлением общественности.

Более молодого и решительного Уоллеса не сдерживало ни одно из этих соображений. Он, несмотря на все невзгоды, отправился в 1854 году на Дальний Восток и в течение восьми лет путешествовал по Малайскому архипелагу. Он продолжил собирать образцы, чтобы затем продать их в Англии. К этому времени он был совершенно убежден в том, что виды не являются неизменными, в 1855 году он опубликовал статью «О законе, который определил появление новых видов» и с тех пор, по словам Уоллеса, «вопрос о том, каким образом происходят изменения видов, редко покидал мои мысли».

В феврале 1858 года Уоллес находился на маленьком вулканическом острове Терпате, входящем в состав Молуккских островов, которые иногда называют Островами пряностей. Этот архипелаг расположен между Новой Гвинеей и Борнео. Уоллеса опять трепали приступы тропической лихорадки. Горячечный бред сменялся ознобом. Он беспокойно метался всю ночь. Отчего‑то ему вспомнилась та же книга Томаса Мальтуса, и внезапно у него промелькнула мысль, которая когда‑то посетила Дарвина:

Мне пришел в голову такой вопрос: почему некоторые умирают, а другие остаются в живых? И ответ был очевиден: потому что выживают более приспособленные. Наиболее здоровые – выздоравливают, самые хитрые, быстрые и сильные – спасаются от врагов, лучшие охотники или те, кто обладает отличным пищеварением, не голодают, и так далее.

И я сразу понял, что изменчивость видов всех живых существ объясняется естественным отбором, который заключается в том, что слабейшие особи погибают, а сильнейшие – сохраняются, чтобы продолжить род.

Вот так, внезапно, меня захватила идея выживания сильнейшего.

Чем больше я размышлял, тем больше убеждался, что я давным‑давно искал именно этот закон природы, который разрешает вопрос происхождения видов… Я с тревогой дожидался окончания приступа, потому что не мог записать свои соображения. В тот же вечер я почти завершил работу и два последующих вечера тщательно редактировал текст, чтобы отправить его Дарвину со следующим почтовым судном, которое отплывает в Англию через день или два.

Уоллес знал, что Чарльз Дарвин занимается этой темой, и предположил, что Дарвин покажет бумаги Лайелю, если увидит в них рациональное зерно.

Дарвин получил статью Уоллеса четыре месяца спустя, 18 июня 1858 года, и был в растерянности, не зная, что теперь делать. Двадцать лет он осторожничал, молчал и искал подтверждения своей теории, и вот они упали как будто с неба. В тот же день он сделал такую краткую запись:

Я никогда не видел более поразительного совпадения. Если бы Уоллес прочел мою диссертацию 1842 года, то не мог бы лучше изложить ее суть!

Но друзья – Чарльз Лайель и Джозеф Долтон Гукер – разрешили сомнения Дарвина. Они договорились, что теории Уоллеса и Дарвина будут обсуждаться без авторов в июле, на следующем заседании Общества Линнея в Лондоне.

Бумаги мало чем различались. Однако Дарвина толкали под локоть. Уоллес, как писал Дарвин, был человеком благородным и великодушным. Так что Дарвин написал «Происхождение видов» и опубликовал в конце 1858 года. Книга сразу стала сенсацией и бестселлером.

Теория эволюции путем естественного отбора – безусловно, самая важная научная теория XIX века. Первоначально ее встретил шквал дурацких острот. Когда они стихли, мир стал другим – он стал миром движения. Творение не статично, оно изменяется со временем так, как физические процессы не изменяются. Физический мир 10 миллионов лет назад был таким же, как сегодня, и его законы были такими же. Живой мир – совсем иное, десять миллионов лет назад на Земле не было человека. Он появился в результате длительного процесса развития, получившего название «эволюция». В отличие от физики каждое обобщение в биологии – это срез во времени, эволюция – это настоящий создатель всего оригинального и нового во Вселенной.

Если это так, то существование каждого из нас восходит к возникновению жизни на Земле. Дарвин и, конечно же, Уоллес, отслеживая эволюционные процессы, изучали археологические находки (ископаемые окаменелости) и современные скелеты, сравнивали поведение. Однако кости, и окаменелости, и поведение – очень сложные системы, состоящие из простых и более древних частей. Какими были самые простые первые единицы? Предположительно, это были молекулы, являющиеся отличительными признаками жизни.

По этой причине, когда мы изучаем происхождение жизни на Земле, мы все глубже и глубже погружаемся в химию. Кровь, какая она есть сейчас, прошла через миллионы этапов, от самых первых молекул, способных к воспроизводству более чем три тысячи миллионов лет назад. Это эволюция в современном понимании. Процессы, приведшие к возникновению крови, частично определялись наследственностью (которую ни Дарвин, ни Уоллес не понимали), а частично химической структурой (которая опять же находилась в ведении французских ученых, а не британских натуралистов). Таким образом, объяснения даются сразу из нескольких областей, но их кое‑что объединяет. Они описывают дивергенцию видов как происходящую поэтапно, последовательно, – это подразумевается, если принять теорию эволюции за верную. И с того момента больше невозможно стало верить, что жизнь можно воссоздать в любую секунду.

Теория эволюции подразумевает, что не все виды живых существ появились на Земле одновременно. Критики теории в основном ссылались на Библию. Но большинство людей считали, что творение не завершилось на Библии. Они думали, что крокодилы в Ниле появляются из ила и грязи под влиянием солнца, мыши разводятся сами по себе в кучах старой одежды, трупные мухи происходят из тухлого мяса, личинки фруктовых червей рождаются внутри плодов (а иначе как они туда попадают?). Все эти создания возникли спонтанно, без участия предков.

В очень древние сказания о самозарождении живых существ многие верят и сегодня, хотя Луи Пастер красиво опроверг их в 1860‑х годах. Он проделал большую часть этой работы в родительском доме в Арбуа, департамент Юра, куда любил приезжать каждый год. До того он уже изучил процессы брожения, в частности молочного брожения (слово «пастеризация» напоминает нам об этом). Он был на пике своего расцвета в 1863 году (ему было 40 лет), когда французский император обратился к нему с просьбой решить проблему брожения вина. Задача была с блеском решена через два года. Это оказалось очень кстати, потому что 1864 год остался в истории французского виноделия как один из лучших.

«Вино – это море организмов, – писал Пастер. – За счет одних оно живет, за счет других оно портится». В этой мысли поражают две вещи. Во‑первых, он обнаружил молекулы, живущие без кислорода. Именно они были основной проблемой виноградарей, и именно они сыграли решающую роль в нашем понимании того, как зарождалась жизнь, когда на Земле еще не было кислорода. Во‑вторых, Пастер сумел создать уникальную технику, которая позволила увидеть признаки жизни в жидкости. В двадцатилетием возрасте он создал себе репутацию, показав, что это микроорганизмы с характерной формой. И затем он продемонстрировал, что они наложили свой отпечаток на весь процесс жизни. Открытие Пастера было настолько глубоким и захватывающим, что лучше дать возможность самому микробиологу рассказать о нем:

Как за один прием обработать большой объем урожая, заставить ли тесто подняться, превратить ли молоко в простоквашу, заделать ли прошлогоднюю листву в почву для получения перегноя? Должен признать, что в своем исследовании я давно руководствовался идеей, что структура вещества, с точки зрения леворукости и праворукости, играет важную роль в самых глубинных законах организации живых существ и проникает в самые темные уголки их физиологии.

Правая рука, левая рука, это была серьезная подсказка, которую Пастер использовал в своем изучении жизни. Мир полон вещей, чья правая версия отличается от левой: штопор для правшей, улитка с панцирем, закрученным вправо или влево, и прочие аналогичные объекты. В этом плане наиболее репрезентативны две руки человека – правая и левая. Структурно обе верхние конечности представляют зеркальное отображение друг друга, однако невозможно повернуть их так, чтобы они стали взаимозаменяемы. Во времена Пастера было известно, что аналогичной особенностью обладают виннокислые кристаллы, имеющие правые и левые версии.

Пастер изготовил деревянные модели таких кристаллов (он обладал незаурядными способностями рисовальщика, скульптора и художника‑декоратора) и, что гораздо важнее, разработал их интеллектуальные модели. В первом исследовании он натолкнулся на мысль, что должны существовать также правые и левые молекулы, и это их свойство, а не кристаллов. Свойство должно находить отражение в поведении молекул в любой несимметричной ситуации. Например, если поместить эти кристаллы в раствор и направить поляризованный (несимметричный) луч света, то молекулы одного вида (Пастер называл их правыми) должны вращать плоскость поляризации света влево. Раствор кристаллов одного типа будет вести себя несимметрично по отношению к несимметричному лучу света, образуемому поляриметром.

Удивительно, но химический раствор из живых клеток ведет себя точно так же. Мы до сих пор не знаем, почему жизнь имеет столь странное химическое свойство. Остается несомненным факт его существования. Кроме того, именно эта особенность сохраняется на протяжении всей эволюции жизни во Вселенной.

Зеркальность, но не взаимозаменяемость правой и левой рук человека натолкнули Пастера на идею эксперимента с деревянными моделями правых и левых виннокислых кристаллов.

 

Заслуга Пастера заключается в том, что он сумел связать все формы жизни с одним типом химической структуры. Из этого фундаментального умозаключения следует, что мы можем связать эволюцию с химией.

Сегодня теория эволюции больше не является предметом баталий, потому что ее современные доказательства гораздо убедительнее, богаче и разнообразнее, чем это было по времена Дарвина и Уоллеса. Самый интересный аргумент основан на биохимических процессах, проходящих в нашем теле.

Давайте рассмотрим их на практическом примере: я могу поднять руку в любой момент, потому что мышцы содержат запас кислорода, который доносит белок миоглобин, состоящий из без малого ста пятидесяти аминокислот. Их число одинаково, что у человека, что у всех других животных, в обмене у которых присутствует миоглобин. Однако сами аминокислоты несколько отличаются: между человеком и шимпанзе разница в одной аминокислоте, между человеком и галаго (низшими приматами) – в нескольких, между человеком и овцой или мышью – разница в количестве аминокислот заметно возрастает. Таким образом, количество аминокислот – мера эволюционного расстояния между человеком и другими млекопитающими.

Из этого следует, что истоки эволюции следует искать в построении молекул, которое началось с веществ, бурливших на Земле в начале времен. Говорить всерьез об истоках жизни следует, опираясь на реальные факты. Для этого надо задать такой исторический вопрос: из чего состояла атмосфера на поверхности Земли четыре триллиона лет назад, когда планета была очень молода и безжизненна?

На сегодняшний день мы знаем приблизительный ответ: атмосфера нагнеталась из недр земли, поэтому особенно хорошо формировалась в тех районах, где были вулканы, паровые котлы, полные азота, метана, аммиака и других восстановительных газов, самый известный из которых – углекислый. Лишь один газ отсутствовал в атмосфере – в ней не было свободного кислорода. Это важно, потому что он производится растениями, значит, появляется только с возникновением жизни.

Эти газы и их продукты, слабо растворенные в океане, образовали восстановительную атмосферу. Как они реагировали на электрические разряды молнии и ультрафиолетовое излучение Солнца – крайне важное в любой теории происхождения жизни, так как оно проникает без кислорода? На этот вопрос ответил красивый эксперимент Стэнли Миллера в 1950‑х годах. Он поместил в замкнутый цикл (стеклянные колбы, соединенные запаянными прозрачными трубками) смесь метана, аммиака, воды и других веществ и начал нагревать их день за днем, пропускать между ними электрические заряды (имитации молний) и воздействовать на них иными агрессивными способами. Через некоторое время смесь газов заметно потемнела. При анализе полученного «бульона» ученый установил, что в нем сформировались аминокислоты. Это было очень важным шагом вперед в теории эволюции, потому что аминокислоты являются строительными блоками жизни. Из них формируются белки, а белки – основной строительный материал всех живых существ.

Мы раньше думали, что жизнь зародилась в таких теплых и наэлектризованных условиях. Однако ученые доказали, что она могла возникнуть в другой экстремальной ситуации – во льдах. На первый взгляд эта мысль кажется странной. Однако стоит помнить, что лед имеет два ключевых свойства, делающих его пригодной средой для образования простых основных молекул. Во‑первых, процесс замерзания формирует большие концентрации веществ, которые в начале времен были растворены в океане. Во‑вторых, кристаллическая структура льда позволяет молекулам выстраиваться определенным образом, крайне важным для каждого этапа зарождения жизни.

Лесли Оргел провел ряд элегантных и остроумных экспериментов. Я опишу только самый простой из них. Он взял несколько основных компонентов, которые несомненно присутствовали в атмосфере Земли на заре времен. В их число вошли синильная кислота (цианистый водород) и аммиак (нитрит водорода). Ученый растворил их в воде, заморозил и выдержал полученный лед в морозильной камере несколько дней. По прошествии этого времени он увидел, что материал приобрел форму крошечного айсберга на верхушке, а небольшое количество цвета указывало на то, что были сформированы органические молекулы. Без всякого сомнения, Оргел получил аминокислоты. Больше того, он сумел получить одну из четырех главных аминокислот ДНК – аденин. Эксперимент Оргела позволил предположить, что ДНК формировалась не в условиях тропиков, а во льдах.

Таким образом, проблема происхождения жизни не в том, как молекулы стали усложняться, а в том, как появились простейшие молекулы, способные к самопроизводству. Вопрос о происхождении жизни – это вопрос о том, были ли основные молекулы, обнаруженные нынешним поколением биологов, образованы естественными процессами. Мы знаем, что ищем в начале жизни: простые основные молекулы, как так называемые основания (аденин, тимин, гуанин и цитозин), составляющие с