Живое и неживое. В поисках определения жизни - Карл Циммер

побольше. Есть много чего промежуточного. Изучение жизни во Вселенной – это не только поиск жизни как таковой».

Четыре голубые капельки

В 560 км к северу от пробирки с радиобами Джона Батлера Бёрка и более чем на столетие позже проходит эксперимент[377], до странного похожий на бёрковский. Он разворачивается у реки Клайд, в корпусе им. Джозефа Блэка Университета Глазго. Только там нет ученых, склонившихся над лабораторными столами и занятых варкой бульона или очисткой радия. Эксперимент идет сам по себе.

Его запустил сотрудник этого университета химик Ли Кронин. Вместе со своими студентами он сконструировал робота, способного самостоятельно смешивать реактивы. Однако этот робот не ходит по лаборатории. Его остов представляет собой черную раму, закрепленную на столе. К одной из крестовин рамы приделан шприц с масляным содержимым. Он скользит по крестовине, пока не оказывается над чашкой Петри, куда выдавливает четыре голубые капельки. Когда шприц уезжает, капельки начинают двигаться.

Они ускользают друг от друга, разбегаясь к стенкам чашки. Замедляя движение, отклоняются от стенок и разворачиваются обратно. Направляются к своим капелькам-сестрам, но не сталкиваются и не сливаются. Вместо этого капельки в последний момент меняют курс и опять расходятся в разные стороны. Иногда они кружат друг вокруг друга, словно партнеры в танце, а иногда выстраиваются в группу и движутся по окружности, словно стайка рыбок в аквариуме.

В 1944 г. два психолога, Фриц Хайдер и Марианна Зиммель[378], сняли мультфильм с использованием вырезанных из картона двух треугольников, кружка и прямоугольной рамки. Мультфильм начинается с того, что большой треугольник находится внутри прямоугольной рамки. Психологи покадрово сдвигали фигуры так, что треугольник перемещался внутри рамки и одна из ее сторон в конце концов приоткрывалась. Треугольник выходил из прямоугольника и сталкивался с треугольничком поменьше и кружком.

Хайдер и Зиммель, в то время преподававшие в колледже Смита, попросили 34 своих студентов просмотреть эту короткометражку и описать, что в ней происходит. Только один испытуемый передал происходящее как перемещение группы геометрических фигур внутри и вокруг рамки. Остальные сообщали примерно следующее:

Мужчина выходит из комнаты на свидание с девушкой, а та приходит с другим. Первый мужчина велит второму убираться, второй отвечает ему тем же, но первый не соглашается, отрицательно качая головой. Затем двое мужчин начинают разборки, а девушка хочет войти в комнату, чтобы укрыться; она сначала колеблется, но все-таки входит.

Когда преподаватели попросили другую группу студентов описать характеры фигур, большинство участников исследования выбрали те же слова. Большой треугольник был «агрессивным», кружок – «испуганным», маленький треугольник – «непокорным». А когда психологи прокрутили пленку задом наперед, студенты описали совсем другие сюжеты и другие характеры.

Мультфильм Хайдера и Зиммель помог установить, что наш мозг чутко настроен на признаки живого. Когда мы видим предметы, совершающие сложные движения, то определяем их как живых существ. Затем мы быстро интерпретируем движения этих объектов, чтобы понять их намерения. Это происходит настолько автоматически, что нам думается, будто мы видим нечто самоочевидное. Но в силу этого автоматизма мы не можем не приписывать жизнь также кружкам и треугольникам, даже если их толкают по стеклу два психолога, снимающие любительский мультик.

Метания капелек в лаборатории Кронина действуют на мозг таким же образом. Капельки выглядят то легкомысленными, то нерешительными, то общительными, то одинокими. Это казалось бы необычным, даже если бы Кронин тайно управлял капельками с помощью, скажем, магнитного поля. Но он не управляет ими. Капли эти, смешав четыре несложных вещества, приготовил его робот. Одно из веществ – каприловая кислота, которая входит в состав пластика. Другое – 1-пентанол, который вырабатывается ананасами. Когда робот смешивает все четыре компонента и впрыскивает капли смеси в воду, они как будто оживают, становясь тем, что рисовалось воображению Джона Батлера Бёрка, когда он бросал радий в пробирку с говяжьим бульоном.

Эти голубые капельки – одни из самых странных обитателей пограничья жизни. Ученые ломают копья в спорах относительно вирусов – живые те или неживые, но вирусы хотя бы состоят из генов и белков. Даже липосома с несколькими кусочками РНК внутри имеет некоторое отношение к нашей собственной биологии. А капли Кронина всего лишь пузырьки, нагруженные обычными молекулами. Но тому, что создал робот в лаборатории Глазго, трудно подобрать название.

Обсуждая с Кронином его капельки, я остановился на слове «жизнеподобные». И Кронину это понравилось. «Я бы сказал, что жизнеподобное предшествовало живому», – ответил он.

_______

Биология триумфально вошла в XXI век. И пусть ученые пока не обнаружили внеземную жизнь, зато они приобрели невероятно детальные знания об обитателях нашей собственной планеты. Исследователи узнали, что гены закодированы в ДНК, которую они теперь могут прочесть быстро и недорого. Они смогли прочитать геномы неандертальцев, умерших 100 000 лет назад. Они научились извлекать из капли крови единственную клетку и составлять список всех активных в ней генов. Они сделали мозг прозрачным и проследили паутину связей между тысячами нейронов в трехмерной сети. Они нашли глубоко под землей жизнь, питающуюся радиоактивностью. И тем не менее все эти новые данные, все эти удивительные находки не связываются в четкое определение жизни, с которым бы все единодушно согласились.

Под ногами постоянно путаются живые парадоксы – вирусы, митохондрии и моллинезии-амазонки. Определение жизни по NASA, хоть и запоминающееся, не помогло самим сотрудникам агентства, когда они пытались установить, содержит ли метеорит ALH 84001 остатки живых организмов. Иные критики находят это определение не просто непрактичным, но и дезориентирующим. Оно сужает возможный круг форм, которые может принимать жизнь[379].

Возьмем, например, критерий способности к дарвиновской эволюции. Это весьма специфический тип изменений во времени. Он имеет место, когда гены точно – но не идеально точно – копируются из поколения в поколение. Особи с определенными сочетаниями генов больше преуспевают в размножении, чем другие, и естественный отбор распространяет такие более приспособленные варианты дальше. Со временем он обращает многие мутации на производство новых адаптаций.

Но можем ли мы быть уверены, что где-то в другом месте эволюция не протекает как-то иначе?[380] Разве, к примеру, нет вероятности, что другой тип биологии может допускать наследование приобретенных признаков – так называемую ламарковскую эволюцию? А что, если передача признаков возможна не только между поколениями, но и между особями в пределах одного поколения?

Эта неудовлетворенность породила вал новых определений – их уже сотни[381].

Жизнь – это предопределенное, совокупно самоорганизованное свойство каталитических полимеров[382].

Жизнь – это метаболическая сеть в определенных границах.

Жизнь – это новое качество, возникающее в органической химической системе вследствие диалектического перехода, порождаемого возрастанием сложности системы. Это новое качество характеризуется способностью к временному самоподдержанию и самосохранению.

Жизнь – это процесс существования открытых неравновесных целостных систем, состоящих из углеродных полимеров и способных к самовоспроизводству и эволюции на базе матричного синтеза их полимерных