Распространенность жизни и уникальность разума?

Ì. È. Ìîñåâèöêèé

ÐÀÑÏÐÎÑÒÐÀÍÅÍÍÎÑÒÜ ÆÈÇÍÈ È ÓÍÈÊÀËÜÍÎÑÒÜ ÐÀÇÓÌÀ?

Ñàíêò-Ïåòåðáóðã 2008

ÓÄÊ 572 Ì.È. Ìîñåâèöêèé. Ðàñïðîñòðàíåííîñòü æèçíè è óíèêàëüíîñòü ðàçóìà? – Ãàò÷èíà Ëåíèíãðàäñêîé îáë.: Èçäàòåëüñòâî ÏÈßÔ ÐÀÍ, 2008. – 236 ñ. Ìîñåâèöêèé Ìàðê Èñààêîâè÷ – ãëàâíûé íàó÷íûé ñîòðóäíèê Îòäåëåíèÿ ìîëåêóëÿðíîé è ðàäèàöèîííîé áèîôèçèêè Ïåòåðáóðãñêîãî èíñòèòóòà ÿäåðíîé ôèçèêè èì. Á.Ï. Êîíñòàíòèíîâà ÐÀÍ, äîêòîð áèîëîãè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð.  íàñòîÿùåå âðåìÿ îñíîâíàÿ îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñî⠖ ìîëåêóëÿðíûå ìåõàíèçìû îáó÷åíèÿ è ïàìÿòè.

ISBN 5-86763-203-2

© Ì. È. Ìîñåâèöêèé, 2008 © Èçäàòåëüñòâî ÏÈßÔ ÐÀÍ, îôîðìëåíèå, 2008

2

Èññëåäîâàíèå ñàìûõ ðàííèõ îñàäî÷íûõ ïîðîä ïîêàçûâàåò, ÷òî êëåòî÷íûå ôîðìû æèçíè ïðèñóòñòâîâàëè íà Çåìëå îêîëî 3.85 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, ò.å. ïîÿâèëèñü âñêîðå ïîñëå ñîçäàíèÿ ñîâìåñòèìûõ ñ æèçíüþ óñëîâèé. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî äîêëåòî÷íàÿ ýâîëþöèÿ ïðè âñåé åå ñëîæíîñòè ìîãëà áûòü îñóùåñòâëåíà â î÷åíü êîðîòêèé ñðîê (10–50 ìëí ëåò). Ñîãëàñíî äðóãîé âåðñèè, äîêëåòî÷íàÿ ýâîëþöèÿ ïðîèñõîäèëà âíå Çåìëè (ïàíñïåðìèÿ).  ëþáîì ñëó÷àå ïðèìåð Çåìëè ïîçâîëÿåò ïðåäïîëàãàòü øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå æèçíè âåçäå, ãäå ñîçäàíû ïîäõîäÿùèå äëÿ åå ðàçâèòèÿ óñëîâèÿ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ïàëåîíòîëîãè÷åñêàÿ ëåòîïèñü, íà÷àòàÿ îêîëî 3.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, ïîçâîëèëà âûÿâèòü ìíîãî÷èñëåííûå êðèçèñû (âûìèðàíèÿ), ïðèâîäèâøèå ê êðóòûì ðàçâîðîòàì â õîäå ýâîëþöèîííîãî ïðîöåññà.  îñíîâå ýâîëþöèîííûõ êðèçèñîâ ëåæàëè ïðèðîäíûå êàòàñòðîôû, âûçâàííûå ïàäåíèÿìè àñòåðîèäîâ, ãëîáàëüíûìè îëåäåíåíèÿìè, äëèòåëüíûìè (â òå÷åíèå ìèëëèîíîâ ëåò) èñòå÷åíèÿìè ëàâû, èçìåíåíèÿìè ãàçîâîãî áàëàíñà â îêåàíå è àòìîñôåðå. Áåñ÷èñëåííûå âîçäåéñòâèÿ íà ýâîëþöèþ îêàçûâàëè òàêæå ïðîèñõîäèâøèå ñïîíòàííî ìóòàöèè è ãîðèçîíòàëüíûå îáìåíû ãåíåòè÷åñêèì ìàòåðèàëîì. Áëàãîäàðÿ íàëîæåíèþ áîëüøîãî ÷èñëà ñëó÷àéíûõ ôàêòîðîâ ýâîëþöèîííûé ïðîöåññ êàæäûé ðàç ÿâëÿåòñÿ óíèêàëüíûì. Íà Çåìëå ïîñëå ïî÷òè 4-õ ìëðä ëåò ñóùåñòâîâàíèÿ æèçíè ýâîëþöèîííûé ïðîöåññ äàë åäèíñòâåííóþ âåäóùóþ ê ðàçóìó âåòâü ãîìèíèí (ïðÿìîõîäÿùèõ íàñëåäíèêîâ øèìïàíçå). Ïîñëå ìíîãèõ êðèòè÷åñêèõ ñèòóàöèé íà ýòîé âåòâè ñîõðàíèëñÿ îäèí ïîáå㠖 ñîâðåìåííîå ÷åëîâå÷åñòâî. Îòñóòñòâèå ïðèçíàêîâ ñóùåñòâîâàíèÿ äðóãèõ öèâèëèçàöèé â äîñòóïíîì äëÿ îáùåíèÿ êîñìîñå ïîäòâåðæäàåò âåñüìà íèçêóþ âåðîÿòíîñòü âûõîäà ýâîëþöèè íà ìàðøðóò, âåäóùèé ê ðàçóìó. Ïîíèìàíèå ïðèðîäû êðèçèñíûõ ñîáûòèé, èìåâøèõ ìåñòî íà Çåìëå â ïðîøëîì, íåîáõîäèìî äëÿ òîãî, ÷òîáû, îïèðàÿñü íà âñå âîçðàñòàþùèå âîçìîæíîñòè ÷åëîâå÷åñòâà, ïðåäîòâðàòèòü íàñòóïëåíèå ýòèõ ñîáûòèé â áóäóùåì èëè õîòÿ áû ñìÿã÷èòü èõ ïîñëåäñòâèÿ. Îñíîâíîé ìàòåðèàë äîñòóïåí øèðîêîìó êðóãó ÷èòàòåëåé. Àâòîð ñòðåìèëñÿ òàêæå ñäåëàòü êíèãó èíòåðåñíîé äëÿ ñïåöèàëèñòîâ. Ýòèì, â ÷àñòíîñòè, îáúÿñíÿåòñÿ áîëüøîå ÷èñëî ññûëîê íà ïîñëåäíèå ïóáëèêàöèè â íàó÷íûõ æóðíàëàõ.

3

M.I. Mosevitsky. Wide spreading of life and uniqueness of mind? Publishing division of Petersburg Nuclear Physics Institute, Russian Academy of Sciences. Traces of cellular forms of life were found in the earliest sediments (3.85 billion years of age). Therefore, life on the Earth arose soon after the environment became compatible with its existence. It means that precellular evolution was performed in a very short time (10–50 million years). Another possibility – accomplishment of precellular evolution elsewhere, and arrival of viable cell to ready for its multiplication Earth (panspermia). In any case, the Earth’s experience shows that the probability of life appearance on other planets of our system and in other worlds was rather high. However, the paleontological chronicles evidence numerous crisises (extinctions), which caused tight bends of evolution process. The main causes of the crisises were collisions with asteroids (impacts), global glaciations, long-term lava outflows, changes of gas balance in the oceans and atmosphere. Mutations and horizontal genetic exchanges also exert countless influences on the evolution. Due to superposition of different accidental events all evolution processes are uncial. After almost 4 billion years of life development on the Earth, the evolution process produced a single branch of hominins (the bipedal successors of chimpanzee) leading to the intellectual beings. After many crisis situations, only one sprout representing the contemporary mankind remains on this branch. The apparent absence of any signs of artificial signals in the available for contacts outer space confirms an impression that evolution version resulting in intellectual civilization is highly unlikely. Knowledge of character of the crisises that occurred on the Earth in past is necessary for prevention of such events or mitigation of their consequences in future. The main material of this book is available to all interested readers. The author supposed also to make the book useful for specialists. For this purpose, many recent papers published in scientific journals are cited.

4

Ïîñâÿùàþ ðîäèòåëÿì è Òàíå

Ãëàâà I. ÂÂÅÄÅÍÈÅ Ñ íåçàïàìÿòíûõ âðåìåí ÷åëîâåê çàäóìûâàëñÿ íàä ñîáñòâåííûì ïðîèñõîæäåíèåì è âîçíèêíîâåíèåì æèçíè âîîáùå. Áèáëèÿ äîíåñëà äî íàñ îòâåòû íà ýòè âîïðîñû, ïðåäëîæåííûå 2500 ëåò òîìó íàçàä. Âî ìíîãîì ñõîäíûìè áûëè âîççðåíèÿ øóìåðîâ, íàñåëÿâøèõ Ìåññàïîòàìèþ áîëåå 3000 ëåò òîìó íàçàä. Ãëàâíûì â ýòèõ âîççðåíèÿõ áûëî ïðåäñòàâëåíèå î åäèíîì àêòå òâîðåíèÿ: âñå æèâûå ñóùåñòâà, â òîì ÷èñëå ÷åëîâåê, áûëè ñîçäàíû òàêèìè, êàêèìè îñòàþòñÿ è ïîíûíå.  òå÷åíèå òûñÿ÷åëåòèé ýòè âîççðåíèÿ ïðèíèìàëèñü êàê íå÷òî ñàìî ñîáîþ ðàçóìåþùååñÿ, õîòÿ ÷åëîâåê èçäàâíà âëàäåë óìåíèåì ñîçäàâàòü íîâûå ïîðîäû æèâîòíûõ è ñîðòà ðàñòåíèé, ñèëüíî îòëè÷àþùèåñÿ îò èñõîäíûõ. Ïåðåëîìíûì ñòàë êîíåö XVIII âåêà. Ôðàíöóçñêèé íàòóðàëèñò Æîðæ Êþâüå ÷àñòî ñîâåðøàë ïðîãóëêè âäîëü îáðûâèñòûõ áåðåãîâ ðåê â îêðåñòíîñòÿõ Ïàðèæà. Êîãäà-òî òàì áûëî ìîðå. Âçáèðàÿñü ââåðõ è ñïóñêàÿñü âíèç ïî êðóòîìó ñêëîíó, Êþâüå ñîáèðàë êîëëåêöèþ ðàêîâèí èñêîïàåìûõ ìîëëþñêîâ, êîñòåé æèâîòíûõ, ñåìÿí è ëèñòüåâ ðàñòåíèé. Ïðè ýòîì îí îòìå÷àë ãëóáèíó ñëîÿ (îòëîæåíèÿ), â êîòîðîì îáíàðóæèë òîò èëè èíîé ïðåäìåò. Ñèñòåìàòèçèðóÿ ñâîþ êîëëåêöèþ, Êþâüå íåîæèäàííî äëÿ ñåáÿ îáíàðóæèë, ÷òî îêàìåíåëîñòè, êàçàëîñü áû, ïðèíàäëåæàùèå îäíèì è òåì æå æèâîòíûì è ðàñòåíèÿì, íî âçÿòûå èç ðàçíûõ ñëîåâ, íà ñàìîì äåëå îòëè÷àþòñÿ. Íåêîòîðûå îêàìåíåëîñòè, â èçîáèëèè íàõîäèâøèåñÿ â îïðåäåëåííîì ñëîå, íå îáíàðóæèâàëèñü íè íèæå, íè âûøå ýòîãî ñëîÿ. Òàêèì îáðàçîì, âèäû â ðàçíîå âðåìÿ ïîÿâëÿëèñü è çàòåì èñ÷åçàëè. Êþâüå áûë íà ïîðîãå îòêðûòèÿ ýâîëþöèè. Îäíàêî åãî ìûñëè áûëè çàíÿòû äðóãèì: êàê ñîâìåñòèòü ñäåëàííîå îòêðûòèå ñ áèáëåéñêîé äîãìîé, óòâåðæäàâøåé íåèçìåííîñòü âñåãî æèâîãî. Êîìïðîìèññ áûë íàéäåí â ñîçäàííîé Êþâüå òåîðèè êàòàñòðîô. Ñîãëàñíî ýòîé òåîðèè, íà Çåìëå ïåðèîäè÷åñêè ïðîèñõîäèëè êàòàñòðîôû, îõâàòûâàâøèå çíà÷èòåëüíûå 5

ïðîñòðàíñòâà, íî íå âñþ ïëàíåòó.  çîíå êàòàñòðîôû âñå èëè ìíîãèå îáèòàâøèå òàì âèäû âûìèðàëè. Ñî âðåìåíåì, êîãäà áëàãîïðèÿòíûå äëÿ æèçíè óñëîâèÿ âîññòàíàâëèâàëèñü, îïóñòåâøåå ïðîñòðàíñòâî çàíèìàëè æèâîòíûå è ðàñòåíèÿ, ìèãðèðîâàâøèå èç äðóãèõ îáëàñòåé Çåìëè. À îíè ìîãëè îòëè÷àòüñÿ îò æèâîòíûõ è ðàñòåíèé, îáèòàâøèõ íà ýòîì ïðîñòðàíñòâå ðàíåå, õîòÿ âñå îíè âîçíèêëè îäíîâðåìåííî. Äëÿ òîãî, ÷òîáû ñãëàäèòü íåêîòîðûå óãëû, Êþâüå ðàñøèðèë èíòåðâàë âðåìåíè îò ñîòâîðåíèÿ ìèðà äî 75 òûñÿ÷ ëåò. Îí ïðåäïîëîæèë òàêæå, ÷òî íîâûå âèäû æèâîòíûõ ìîãëè ïîÿâëÿòüñÿ â ðåçóëüòàòå íåñêîëüêèõ ïîñëåäîâàòåëüíûõ àêòîâ òâîðåíèÿ, ðàçäåëåííûõ çíà÷èòåëüíûìè ïðîìåæóòêàìè âðåìåíè. Òåîðèÿ êàòàñòðîô íåìåäëåííî âñòóïèëà â êîíôëèêò ñ ïåðâîé ýâîëþöèîííîé òåîðèåé ñîâðåìåííèêà Êþâüå Ëàìàðêà. Ïî Ëàìàðêó æèâîé ìèð ïîñëå åãî ñîçäàíèÿ íå îñòàâàëñÿ íåèçìåííûì. Æèâîòíûå ïðèñïîñàáëèâàëèñü ê ïåðåìåíàì â ñðåäå îáèòàíèÿ, ïðèîáðåòàÿ íà ïðîòÿæåíèè æèçíè íîâûå ïðèçíàêè. È ýòè ïðèçíàêè ïåðåäàâàëèñü ïî íàñëåäñòâó. Êëàññè÷åñêàÿ èëëþñòðàöèÿ òåîðèè Ëàìàðêà – ïðåâðàùåíèå àíòèëîïû, âûíóæäåííîé òÿíóòü øåþ ê âûñîêî ðàñòóùèì ïîáåãàì, â æèðàôà. Ñêàçêà Ðåäüÿðäà Êèïëèíãà î ëþáîïûòíîì ñëîíåíêå, êîòîðîìó êðîêîäèë âûòÿíóë íîñ, ïðåâðàòèâ åãî â õîáîò, òàêæå âïîëíå â äóõå êëàññè÷åñêîé ýâîëþöèîííîé òåîðèè Ëàìàðêà. Ñòàâøàÿ îñíîâîé ñîâðåìåííîé ãåíåòèêè ýâîëþöèîííàÿ òåîðèÿ ×àðëüçà Äàðâèíà ñîçäàâàëàñü â ïîëåìèêå êàê ñî ñòîðîííèêàìè êàòàñòðîôèçìà ïî Êþâüå, òàê è ñ ýâîëþöèîíèñòàìè ïî Ëàìàðêó.  ýòîé òåîðèè, ñôîðìóëèðîâàííîé Äàðâèíûì â âûøåäøåì â 1859 ã. òðóäå “Ïðîèñõîæäåíèå âèäîâ ïóòåì åñòåñòâåííîãî îòáîðà” (Äàðâèí, 1937), ãëàâíûìè ÿâëÿþòñÿ äâà ïîëîæåíèÿ: 1. Ó îñîáè ìîãóò ïðîÿâèòüñÿ íàñëåäóåìûå ïðèçíàêè (ìóòàöèè), îòñóòñòâîâàâøèå ó ðîäèòåëåé. Ýòè ïðèçíàêè ÿâëÿþòñÿ ñëó÷àéíûìè êàê â îòíîøåíèè ñâîéñòâ, êîòîðûå îíè íåïîñðåäñòâåííî õàðàêòåðèçóþò, òàê è â îòíîøåíèè íàïðàâëåíèÿ, â êîòîðîì ýòè ñâîéñòâà èçìåíÿþòñÿ èç-çà ïðîèñøåäøåé ìóòàöèè. Ïî Äàðâèíó íîâûå ïðèçíàêè ìîãóò îêàçàòüñÿ â êîíêðåòíûõ óñëîâèÿõ îáèòàíèÿ êàê ïîëåçíûìè, òàê è íåíóæíûìè è äàæå âðåäíûìè. Åñëè ìóòàöèÿ îêàçàëàñü ïîëåçíîé, òî íåñóùàÿ åå ëèíèÿ ïîòîìñòâà ïðèîáðåëà íåêîòîðûå ïðåèìóùåñòâà, è ó íåå áîëüøå øàíñîâ îñòàâèòü ïîòîìñòâî. È òàê â êàæäîì ïîêîëåíèè. 2. Ïîëåçíîñòü èëè âðåäíîñòü äëÿ ïðîäîëæåíèÿ ðîäà òîé èëè èíîé ìóòàöèè âûÿâëÿåòñÿ âî âçàèìîäåéñòâèè îðãàíèçìà ñî ñðåäîé îáèòà6

íèÿ. Ýòî è åñòü çíàìåíèòûé åñòåñòâåííûé îòáîð ïî Äàðâèíó: ñëó÷àéíûå èçìåíåíèÿ îòáèðàþòñÿ ïî êðèòåðèþ ëó÷øåãî ñîîòâåòñòâèÿ óñëîâèÿì ñðåäû.  ÷àñòíîñòè, åñëè óñëîâèÿ ñðåäû èçìåíèëèñü, òî âñå ïðåèìóùåñòâà ïîëó÷àåò òà ëèíèÿ, êîòîðàÿ íåñåò ìóòàöèè, îêàçàâøèåñÿ ïîëåçíûìè â íîâûõ óñëîâèÿõ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ õîðîøî èçâåñòíà ìîëåêóëÿðíàÿ ïðèðîäà ñëó÷àéíûõ èçìåíåíèé ïðèçíàêîâ ó æèâûõ îðãàíèçìîâ: îíè îòðàæàþò íà óðîâíå ôèçèîëîãèè èçìåíåíèÿ â ñîñòàâå àçîòèñòûõ îñíîâàíèé äåçîêñèðèáîíóêëåèíîâîé êèñëîòû (ÄÍÊ), ÿâëÿþùåéñÿ íîñèòåëåì ãåíåòè÷åñêîé (ò.å. íàñëåäóåìîé) èíôîðìàöèè. Ýòè èçìåíåíèÿ (à èõ òîæå íàçûâàþò ìóòàöèÿìè), åñëè íå áðàòü âî âíèìàíèå ðàçíûå âàðèàíòû ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ ìàòåðèàëà ÄÍÊ â ïîòîìñòâå (ãåíåòè÷åñêèå ðåêîìáèíàöèè), ÿâëÿþòñÿ, êàê ïðàâèëî, òî÷å÷íûìè. Îíè ïðîèñõîäÿò, ãëàâíûì îáðàçîì, êàê ñëó÷àéíûå îøèáêè ïðè ñèíòåçå (ðåïëèêàöèè) ÄÍÊ. Âîçìîæíû òàêæå ñëó÷àè, êîãäà õèìè÷åñêèå èçìåíåíèÿ àçîòèñòûõ îñíîâàíèé ÿâëÿþòñÿ ñëåäñòâèåì âîçäåéñòâèÿ âíåøíèõ ôàêòîðîâ, ãëàâíûì îáðàçîì ðàäèàöèè, à òàêæå íåêîòîðûõ õèìè÷åñêèõ âåùåñòâ.  òàêèõ ñëó÷àÿõ ðåïëèêàöèÿ ÄÍÊ òîëüêî ôèêñèðóåò óæå ïðîèñøåäøåå èçìåíåíèå. Åñëè ìóòàöèÿ ïðîèçîøëà â ÄÍÊ ïîëîâûõ êëåòîê, òî îíà èìååò øàíñ ïðîÿâèòüñÿ â ïîòîìñòâå. Ñåé÷àñ âñå ýòè èñòèíû èçâåñòíû (èëè äîëæíû áûòü èçâåñòíû) ñòàðøåêëàññíèêó. Èõ óñòàíîâëåíèå – ðåçóëüòàò ïðîãðåññà íàóêè ïîñëå îòêðûòèÿ Ýâåðè ñ ñîòðóäíèêàìè â 1944 ã. çíà÷åíèÿ ÄÍÊ êàê ìàòåðèàëà íàñëåäñòâåííîñòè è ðàñøèôðîâêè ìîëåêóëÿðíîé ñòðóêòóðû Êðèêîì è Óîòñîíîì äåñÿòü ëåò ñïóñòÿ. Äàðâèí íè÷åãî ýòîãî çíàòü íå ìîã, êàê è ìíîãîãî äðóãîãî êàñàòåëüíî ñîñòàâà êëåòêè è ïðîèñõîäÿùèõ â íåé ïðîöåññîâ. Ýâîëþöèþ îí èçó÷àë íà îðãàíèçìåííîì óðîâíå, íà÷èíàÿ ñ êëåòêè. Îäíàêî èç ýòîãî îòíþäü íå ñëåäóåò, ÷òî Äàðâèí íå çàäóìûâàëñÿ íàä âîïðîñîì, îòêóäà âçÿëàñü ñàìà êëåòêà. Áîëåå òîãî, ñóäÿ ïî íåêîòîðûì åãî âûñêàçûâàíèÿì, Äàðâèí ïîíèìàë, ÷òî êëåòêà ÿâëÿåòñÿ ïëîäîì ýâîëþöèè, ò.å. ÷òî ó íåå áûëè äîêëåòî÷íûå ïðåäøåñòâåííèêè. Ïîëåìèçèðóÿ ñ ñîâðåìåííûìè åìó âèòàëèñòàìè, Äàðâèí ïèñàë: åñëè áû ñåé÷àñ èç ñîëåé àììîíèÿ è ôîñôîðà ïîä âîçäåéñòâèåì ñâåòà, òåïëà, ýëåêòðè÷åñòâà õèìè÷åñêè îáðàçîâàëñÿ áåëîê, ñïîñîáíûé ê âñå áîëåå ñëîæíûì ïðåâðàùåíèÿì, òî ýòîò áåëîê áûë áû íåìåäëåííî ðàçðóøåí èëè ïîãëîùåí (ñúåäåí), ÷òî áûëî áû íåâîçìîæíî â ïåðèîä äî âîçíèêíîâåíèÿ æèâûõ ñóùåñòâ (äëÿ òî÷íîé öèòàòû ñì. Bernstein, 2006). Èç ýòîãî âûñêàçûâàíèÿ ñëåäóåò, ÷òî Äàðâèí, ðàññìàòðèâàÿ êëåòêó â êà÷åñòâå ýëåìåíòàðíîãî íîñèòåëÿ æèçíè, ïîíèìàë, ÷òî ñàìà îíà 7

ÿâëÿåòñÿ ïëîäîì ýâîëþöèè, à â äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ïðèçíàâàë íåîáõîäèìîñòü ÷èñòî õèìè÷åñêîãî ýòàïà. Î÷åâèäíî, Äàðâèí íå âêëþ÷èë â ñâîþ òåîðèþ ïðåäñòàâëåíèå î äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ëèøü ïîòîìó, ÷òî ñîçíàâàë íåäîñòàòî÷íîñòü íàêîïëåííûõ ñîâðåìåííîé åìó íàóêîé äàííûõ äëÿ àðãóìåíòèðîâàííûõ âûâîäîâ (*). Ïîñëå îïóáëèêîâàíèÿ Äàðâèíîì åãî ýâîëþöèîííîé òåîðèè ïîòðåáîâàëîñü åùå ïîëâåêà èíòåíñèâíîãî íàêàïëèâàíèÿ ñâåäåíèé ïî ãåîõèìèè è êîñìîõèìèè, äàííûõ ïî ìåõàíèçìàì ñèíòåçà îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ è ïî æèçíåäåÿòåëüíîñòè ñàìîé êëåòêè, ïðåæäå ÷åì ìîãëà áûòü ñäåëàíà ïîïûòêà äàòü äîñòàòî÷íî àðãóìåíòèðîâàííîå íàó÷íîå îïèñàíèå äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè. Ýòó ïîïûòêó îñóùåñòâèë À.È. Îïàðèí, êíèãà êîòîðîãî î ïðîèñõîæäåíèè æèçíè áûëà âïåðâûå îïóáëèêîâàíà â 1924 ãîäó â Ìîñêâå (Îïàðèí, 1975). Ñòåðæíåì òåîðèè Îïàðèíà áûëà óæå äîñòàòî÷íî êîíêðåòíàÿ êîíöåïöèÿ õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè, ïðîòåêàâøåé ïåðâîíà÷àëüíî â çåìíîé àòìîñôåðå, ãäå ïðåîáëàäàëè ìåòàí, àììèàê, ñåðîâîäîðîä, öèàíèñòûé âîäîðîä, à òàêæå ïðèñóòñòâîâàëè óãëåêèñëîòà è âîäà, íî ïðàêòè÷åñêè íå áûëî ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà.  òàêîé îáëàäàþùåé âîññòàíîâèòåëüíûìè ñâîéñòâàìè àòìîñôåðå ïîä âîçäåéñòâèåì ýëåêòðè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ, óëüòðàôèîëåòîâûõ ëó÷åé, èîíèçèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ, à òàêæå òåïëà ìîãëè äîâîëüíî ýôôåêòèâíî ïðîòåêàòü âñå óñëîæíÿâøèåñÿ ðåàêöèè îðãàíè÷åñêîãî ñèíòåçà. Îäíèì èç ðàííèõ ïðîäóêòîâ ìîã áûòü ôîðìàëüäåãèä. Ïîñëåäîâàòåëüíî ôîðìèðîâàëèñü âñå áîëåå ñëîæíûå ñîåäèíåíèÿ: àìèíîêèñëîòû, ñàõàðà, ëèïèäû, ãåòåðîöèêëû. Âñå ýòè âåùåñòâà íàêàïëèâàëèñü â îêåàíå, îáðàçóÿ “ïåðâè÷íûé áóëüîí”. Ïî Îïàðèíó ⠓ïåðâè÷íîì áóëüîíå” îñóùåñòâëÿëñÿ ñèíòåç áåëêîâ è ôîð(*) Íåëüçÿ íå óïîìÿíóòü íàáèðàþùèå ñèëó èäåè, ñòîðîííèêè êîòîðûõ èìåíóþò ñåáÿ íåîëàìàðêèñòàìè. Ñóòü ýòèõ èäåé â òîì, ÷òî ïðèíèìàÿ ìóòàöèîííóþ òåîðèþ Äàðâèíà êàê îñíîâó, íåîëàìàðêèñòû ïðåäïîëàãàþò âîçìîæíîñòü (â íàðóøåíèå ïðèíöèïà Âåéñìàíà) ïåðåíîñà ìóòàöèé, âîçíèêøèõ â ñîìàòè÷åñêèõ êëåòêàõ, â êëåòêè çàðîäûøåâîé ïëàçìû è, ñîîòâåòñòâåííî, ïåðåäà÷è ýòèõ ìóòàöèé ïî íàñëåäñòâó. Îïðåäåëåííàÿ íàïðàâëåííîñòü óíàñëåäîâàííûõ èçìåíåíèé îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî ìóòèðîâàâøèå ñîìàòè÷åñêèå êëåòêè ïîäâåðãàþòñÿ îòáîðó ïîä âîçäåéñòâèåì îïðåäåëåííîãî ôàêòîðà, è òîëüêî îòîáðàííûå (ðàçìíîæèâøèåñÿ) êëåòêè èìåþò øàíñ îêàçàòüñÿ â çàðîäûøåâîé ïëàçìå. Èíòåðåñíûå ïðèëîæåíèÿ íåîëàìàðêèçì ìîæåò íàéòè â èììóíîëîãèè. Ñîãëàñíî ïðåäëîæåííîé ãèïîòåçå (Ñòèë è äð., 2002), ëèìôîöèòû, â êîòîðûõ àêòèâíî ìóòèðóþò ãåíû èììóíîãëîáóëèíîâ, ïîäâåðãàþòñÿ îòáîðó ïîä êîíòðîëåì àíòèãåíà. Îòîáðàííûå ëèìôîöèòû, íåñóùèå îïðåäåëåííóþ ìóòàöèþ â èììóíîãëîáóëèíîâîì ãåíå, ñïîñîáíû ïðîíèêíóòü â çàðîäûøåâóþ ïëàçìó.  ñëó÷àå ðàçðóøåíèÿ îêàçàâøåãîñÿ â çàðîäûøåâîé ïëàçìå ëèìôîöèòà åãî ÄÍÊ ìîæåò ïðîíèêíóòü â ïîëîâóþ êëåòêó è ïóòåì ãîìîëîãè÷åñêîé ðåêîìáèíàöèè áûòü âêëþ÷åííîé â åå ãåíîì. Òåì ñàìûì, ñîìàòè÷åñêàÿ ìóòàöèÿ, îáåñïå÷èâàþùàÿ óñòîé÷èâîñòü îðãàíèçìà, â êîòîðîì îíà âîçíèêëà, ê îïðåäåëåííîìó áîëåçíåòâîðíîìó ôàêòîðó, íàñëåäóåòñÿ ïîòîìñòâîì, ïðèîáðåòàþùèì âìåñòå ñ íåþ óñòîé÷èâîñòü ê áîëåçíè. Ñëåäóåò îòìåòèòü, îäíàêî, ÷òî íè îïèñàííûé âûøå âàðèàíò íåîëàìàðêèñòñêîãî íàñëåäîâàíèÿ, íè êàêèå-òî äðóãèå ïðåäïîëîæåíèÿ íå èìåþò ïðÿìûõ äîêàçàòåëüñòâ.

8

ìèðîâàëèñü “êîàöåðâàòíûå êàïëè” – ïðåäøåñòâåííèêè êëåòîê. Ôîðìèðóþùèåñÿ êëåòêè ÷åðïàëè èç áóëüîíà ñòðîèòåëüíûé ìàòåðèàë è ïèòàíèå (ýíåðãåòè÷åñêè áîãàòûå ñîåäèíåíèÿ). Ê ìîìåíòó èñ÷åðïàíèÿ “ïåðâè÷íîãî áóëüîíà” êëåòêè ïðèîáðåëè ñïîñîáíîñòü àâòîíîìíî ñèíòåçèðîâàòü íåîáõîäèìûå äëÿ ïîääåðæàíèÿ æèçíåäåÿòåëüíîñòè âåùåñòâà. Õîòÿ îïèñàíèå ïåðåõîäà îò êîàöåðâàòíûõ êàïåëü ê æèâîé êëåòêå áûëî ëèøåíî êîíêðåòèêè, ïðåäñòàâëåíèÿ Îïàðèíà î õèìè÷åñêîì ýòàïå ýâîëþöèè ïîääàâàëèñü ýêñïåðèìåíòàëüíîé ïðîâåðêå. Òàêèå èññëåäîâàíèÿ (ò.í. “ìîäåëüíûå” ýêñïåðèìåíòû) áûëè ïðîâåäåíû êàê ñàìèì Îïàðèíûì è åãî ñîòðóäíèêàìè, òàê è Ã. Þðè, Ñ. Ìèëëåðîì, Ë. Îðãåëîì, Ñ. Ôîêñîì è äðóãèìè.  ýòèõ ýêñïåðèìåíòàõ ãåðìåòè÷íî çàêðûâàåìûé ñîñóä çàïîëíÿëè ñìåñüþ òàêèõ ãàçîâ, êîòîðûå ìîãëè ïðèñóòñòâîâàòü â ðàííåé àòìîñôåðå Çåìëè. Íà ýòó ñìåñü âîçäåéñòâîâàëè ðàçíîãî ðîäà àãåíòàìè: ïðîïóñêàëè ýëåêòðè÷åñêèé ðàçðÿä, äåéñòâîâàëè óëüòðàôèîëåòîâûì è äðóãèìè âèäàìè èçëó÷åíèé, íàãðåâàëè äî ñòà è áîëåå ãðàäóñîâ ïî Öåëüñèþ. Àíàëèç ïðîäóêòîâ ðåàêöèé, â öåëîì, ïîäòâåðæäàë ïðåäñêàçàíèÿ (ñì. Ðàçäåë 2.3). Âïîñëåäñòâèè, êîãäà áûëà îòêðûòà ðîëü íóêëåèíîâûõ êèñëîò â æèçíåäåÿòåëüíîñòè êëåòêè, ïðèñóòñòâèå èõ ýëåìåíòîâ àçîòèñòûõ îñíîâàíèé áûëî òàêæå îòìå÷åíî ñðåäè ïðîäóêòîâ ðåàêöèé. Óäàëîñü ïîëó÷èòü è íåáîëüøèå áåëêè (ïåïòèäû), íî òîëüêî â ñëó÷àå íàãðåâà àìèíîêèñëîò äî 200° Ñ ïðè îòñóòñòâèè âîäû. Íåñìîòðÿ íà èçìåíèâøèåñÿ çà ïîñëåäíèå ãîäû ïðåäñòàâëåíèÿ î ñîñòàâå ðàííåé àòìîñôåðû è î ñîîòíîøåíèè ñêîðîñòåé òåõ èëè èíûõ ðåàêöèé, çíà÷åíèå ýòèõ ýêñïåðèìåíòîâ, íåêîòîðûå èç êîòîðûõ áûëè îñóùåñòâëåíû áîëåå 70 ëåò íàçàä, ñîõðàíèëîñü. Ñ ó÷åòîì íîâûõ ïðåäñòàâëåíèé è çàäà÷ ïîäîáíûå ýêñïåðèìåíòû ïðîäîëæàþòñÿ. Áîëåå ïîäðîáíî ñîâðåìåííóþ ñèòóàöèþ â äàëåêî åùå íå ðåøåííîé ïðîáëåìå õèìè÷åñêîé, à òàêæå ïðåäêëåòî÷íîé è ðàííåêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ìû ðàññìîòðèì â ïîñëåäóþùèõ ãëàâàõ. Îäíàêî ïîðà îáîçíà÷èòü îñíîâíóþ çàäà÷ó, êîòîðóþ ñòàâèò ïåðåä ñîáîþ àâòîð. Äëÿ ýòîãî êðàòêî êîñíåìñÿ åùå îäíîãî “íàáîëåâøåãî” âîïðîñà: åñòü ëè æèçíü âîîáùå, è ðàçóìíàÿ æèçíü â ÷àñòíîñòè, â äðóãèõ óãîëêàõ êîñìîñà. Ìû íå ñëó÷àéíî ðàçãðàíè÷èâàåì ýòè äâà ïîíÿòèÿ. Åñëè ðàçâèòèå ðàçóìà âîçìîæíî ëèøü íà áàçå óæå ñóùåñòâóþùåé æèçíè, òî æèçíü âïîëíå ìîæåò ñóùåñòâîâàòü è ðàçâèâàòüñÿ â îòñóòñòâèå ðàçóìà. Êàê èçâåñòíî, ïåðâàÿ ïîïûòêà îáíàðóæèòü æèçíü èëè åå ñëåäû íà Ìàðñå ñ ïîìîùüþ àíàëèçà ìàðñèàíñêîãî ãðóíòà ïîêà íå ïðèíåñëà 9

óñïåõà. Íå äàëî ÷åòêîãî îòâåòà è èññëåäîâàíèå “ìàðñèàíñêèõ” ìåòåîðèòîâ (Ðàçä. 4.2). Î÷åâèäíî, âîïðîñ, åñòü ëè â íàñòîÿùåå âðåìÿ èëè ñóùåñòâîâàëà ëè ðàíåå æèçíü íà Ìàðñå, áóäåò ðåøàòüñÿ ïðåäñòîÿùåé ýêñïåäèöèåé íà ýòó ïëàíåòó. Ìîæíî íàçâàòü åùå íåñêîëüêî ïåðñïåêòèâíûõ îáúåêòîâ â íàøåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå äëÿ ïîèñêà æèçíè èëè åå ñëåäîâ. Ýòî ñïóòíèê Þïèòåðà Åâðîïà, íà êîòîðîì ïîä êîðêîé ëüäà ìîæåò ñêðûâàòüñÿ âîäíûé îêåàí, ñïóòíèê Ñàòóðíà Òèòàí, íàêîíåö, Âåíåðà, ãäå, ïðàâäà, íåò âîäíûõ ìàññèâîâ, íî ïðèñóòñòâóåò î÷åíü ïëîòíàÿ àòìîñôåðà, â êîòîðîé ìîãëè ïðîéòè, ïî êðàéíåé ìåðå, ðàííèå ýòàïû ñòàíîâëåíèÿ æèçíè. Äåéñòâèòåëüíî ëè íà êàêîé-òî èç ýòèõ ïëàíåò ïðèñóòñòâóþò õîòÿ áû ïðîñòåéøèå ôîðìû æèçíè – ýòîò âîïðîñ ìîæåò ïåðåñòàòü áûòü òàéíîé óæå â XXI âåêå. Îäíàêî â íàñòîÿùåå âðåìÿ âîïðîñ î ïðèñóòñòâèè æèçíè â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå âíå Çåìëè îñòàåòñÿ îòêðûòûì. Íåäàâíèå îòêðûòèÿ íà Çåìëå ïîäñêàçûâàþò ïåðñïåêòèâíîå íàïðàâëåíèå ïîèñêà æèçíè íà ïëàíåòàõ, ãäå åñòü âîäíûå ìàññèâû è âóëêàíèçì, íî æèçíü íà ïîâåðõíîñòè íåâîçìîæíà èç-çà êðàéíå íèçêîé òåìïåðàòóðû. Ðå÷ü èäåò î ãëóáîêîâîäíîé ïðèäîííîé ôàóíå, ëîêàëèçîâàííîé âáëèçè âûõîäîâ ëàâû, ãàçîâ, äîííûõ ãåéçåðîâ. Ïåðâè÷íûìè èñòî÷íèêàìè ýíåðãèè â ýòèõ èçîëèðîâàííûõ ìèðêàõ ÿâëÿþòñÿ ñåðîâîäîðîä è ìåòàí, ïîäâåðãàþùèåñÿ àíàýðîáíîìó îêèñëåíèþ â ìèêðîîðãàíèçìàõ. Çà èõ ñ÷åò ñóùåñòâóþò ÷åðâè, êðàáû, ðûáû. Ýòè ñîîáùåñòâà, èñïîëüçóþùèå èñêëþ÷èòåëüíî âíóòðåííþþ ýíåðãèþ Çåìëè, ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñÿò îò òåìïåðàòóðû è äðóãèõ óñëîâèé íà ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû. Òàê ÷òî áóäóùåé ýêñïåäèöèè íà Åâðîïó ïðèäåòñÿ âçÿòü ñ ñîáîþ ãëóáîêîâîäíûé àïïàðàò. Ïåðåíîñÿ âçãëÿä íà áëèæàéøèå çâåçäû, íåîáõîäèìî ïðåæäå âñåãî îòìåòèòü, ÷òî ïðàêòè÷åñêè âñå îíè îáçàâåëèñü ïëàíåòàìè. Îá èõ ïðèñóòñòâèè ñóäÿò ïî âîçìóùåíèÿì â äâèæåíèè çâåçäû è ïî íåêîòîðûì äðóãèì ïðèçíàêàì. Îñîáîå âíèìàíèå ïðèâëåêëè êàðëèêîâûå M çâåçäû êàê ïîòåíöèàëüíî îáèòàåìûå ñèñòåìû (Scalo et al., 2007; Lammer et al., 2007; Tarter et al., 2007). Äî íåäàâíåãî âðåìåíè â äðóãèõ çâåçäíûõ ñèñòåìàõ óäàâàëîñü çàðåãèñòðèðîâàòü òîëüêî ïëàíåòû-ãèãàíòû – íå ìåíüøèå, ÷åì Þïèòåð. Ïðè ýòîì ñóùåñòâîâàëà óáåæäåííîñòü â ñóùåñòâîâàíèè òàêæå ïëàíåò, ñîèçìåðèìûõ ñ Çåìëåé, êàê íåïîñðåäñòâåííî îáðàùàþùèõñÿ âîêðóã çâåçäû, òàê è ÿâëÿþùèõñÿ ñïóòíèêàìè ãèãàíòîâ (von Bloh, 2003). Òàêàÿ ïëàíåòà, ìàññà êîòîðîé òîëüêî â 5 ðàç áîëüøå ìàññû Çåìëè, îáíàðóæåíà íà ðàññòîÿíèè 22.5 ñâåòîâûõ ëåò â ñîçâåçäèè Âåñû (Udry et al., 2007). Îíà îáðàùàåòñÿ âîêðóã íåáîëüøîé ïîòóõàþùåé çâåçäû (êðàñíîãî êàðëèêà) Gliese 581, 10

íàõîäÿñü îò íåå íà ðàññòîÿíèè îêîëî10 ìëí êì. Ïåðèîä åå îáðàùåíèÿ âîêðóã çâåçäû – 13 çåìíûõ ñóòîê. Áëàãîäàðÿ òîìó, ÷òî çâåçäà èçëó÷àåò îòíîñèòåëüíî ìàëî òåïëà, òåìïåðàòóðà íà ïëàíåòå 0 – +40° Ñ, ò.å. âîäà, åñëè îíà òàì åñòü, íàõîäèòñÿ â æèäêîì ñîñòîÿíèè. À ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íà ïëàíåòå ìîæåò áûòü æèçíü. Îïðåäåëåííî ñóäèòü î ñóùåñòâîâàíèè æèçíè íà ýòîé è äðóãèõ ïîõîæèõ íà íåå ïëàíåòàõ, î êîòîðûõ ñòàíåò èçâåñòíî, ìîæíî áóäåò òîëüêî ïðè íåïîñðåäñòâåííîì èõ íàáëþäåíèè. Îñîáûå íàäåæäû âîçëàãàþò íà ñïåêòðàëüíûé àíàëèç ïëàíåò â äðóãèõ çâåçäíûõ ñèñòåìàõ, êîòîðûé, êàê ïîëàãàþò, ñêîðî ñòàíåò âîçìîæíûì áëàãîäàðÿ óñîâåðøåíñòâîâàíèþ ñïåêòðîãðàôîâ è óñòàíîâêå èõ íà ñïóòíèêàõ. Öâåòîâàÿ õàðàêòåðèñòèêà è àíàëèç ñîñòàâà àòìîñôåðû ïðåäîñòàâÿò íåîáõîäèìûå äàííûå äëÿ íàäåæíûõ âûâîäîâ. Îäíàêî îáíàðóæåíèå ðàçâèòûõ (òåõíîëîãè÷åñêèõ) öèâèëèçàöèé âîçìîæíî óæå òåïåðü (Øêëîâñêèé, 1976). Ïðîÿâëåíèÿ äåÿòåëüíîñòè òàêîé öèâèëèçàöèè î÷åâèäíû. Ýòî, ïðåæäå âñåãî, òåïëîâîé ôîí è ôîí ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí, â òîì ÷èñëå óïîðÿäî÷åííûå ñèãíàëû. Íåêîòîðûå èç ýòèõ ñèãíàëîâ, íàïðàâëåííûå äëÿ ñâÿçè ñ êîñìè÷åñêèìè êîðàáëÿìè, ñ êîëîíèÿìè íà äðóãèõ ïëàíåòàõ, à âîçìîæíî, è ñ äðóãèìè çâåçäíûìè ñèñòåìàìè, äîëæíû áûòü äîñòàòî÷íî ñèëüíû, ÷òîáû áûòü çàðåãèñòðèðîâàííûìè íà Çåìëå. Çäåñü ìû îòíþäü íå îòäàåì äàíü ôàíòàñòèêå. Ïðîáà ñèë áûëà ïðîâåäåíà ñ ïîìîùüþ àïïàðàòóðû, óñòàíîâëåííîé íà êîñìè÷åñêîì àïïàðàòå Ãàëèëåé (Galileo). Áûëè èññëåäîâàíû 50 òåë, â òîì ÷èñëå ïëàíåòû Âåíåðà, Ìàðñ, Ëóíà, êîìåòû è, íàêîíåö, Çåìëÿ (Sagan et al., 1993; Geissler et al., 1995). Ñ êàæäûì òåëîì Ãàëèëåé ñáëèæàëñÿ íà ðàññòîÿíèå îêîëî 100000 êì è îñóùåñòâëÿë îäíó è òó æå ñåðèþ èçìåðåíèé. Ïðåæäå âñåãî áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî òîëüêî íà Çåìëå àòìîñôåðà íàõîäèòñÿ â òåðìîäèíàìè÷åñêè íåðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè: áóäó÷è âåñüìà îêèñëèòåëüíîé áëàãîäàðÿ âûñîêîìó ñîäåðæàíèþ ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà, îíà ñîäåðæèò ïîëíîñòüþ âîññòàíîâëåííîå ñîåäèíåíèå óãëåðîäà (ìåòàí) â êîëè÷åñòâå, íà ìíîãèå ïîðÿäêè ïðåâûøàþùåì ðàâíîâåñíîå. Òàêàÿ ñèòóàöèÿ âîçìîæíà, êîãäà íåðàâíîâåñíûå êîíöåíòðàöèè âåùåñòâ ïîääåðæèâàþòñÿ ïðîöåññàìè æèçíåäåÿòåëüíîñòè: çåìíûå ðàñòåíèÿ âûäåëÿþò êèñëîðîä, à íåêîòîðûå ìèêðîîðãàíèçìû – ìåòàí. Áûëî ïîêàçàíî òàêæå, ÷òî íà Çåìëå ïðèñóòñòâóåò öèâèëèçàöèÿ, äîñòèãøàÿ òåõíîëîãè÷åñêîé ñòàäèè. Ãëàâíûì äîâîäîì ÿâèëñÿ àíàëèç ñïåêòðà ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ. Îíî îêàçàëîñü ðàçáèòûì íà äèàïàçîíû è ìîäóëèðîâàííûì ïî àìïëèòóäå, ÷òî óêàçûâàëî íà èñïîëüçîâàíèå ýòîãî èçëó÷åíèÿ äëÿ 11

ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ. Î÷åâèäíî, ÷òî òàêèå æå ïîäõîäû, íî ñ ïðèìåíåíèåì ìíîãîêðàòíî áîëåå ñîâåðøåííîé àïïàðàòóðû, ìîæíî áóäåò ïðèìåíèòü äëÿ ïîèñêà æèçíè è öèâèëèçàöèé â äðóãèõ çâåçäíûõ ñèñòåìàõ. Ìíîãèå èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, ÷òî ïðÿìîå íàáëþäåíèå ïëàíåò, ïîõîæèõ íà Çåìëþ, â äðóãèõ çâåçäíûõ ñèñòåìàõ – äåëî áëèæàéøèõ äåñÿòèëåòèé. Òîãäà æå áóäåò ñîçäàíà àïïàðàòóðà, íåîáõîäèìàÿ äëÿ ïîèñêà íà íèõ ïðèçíàêîâ æèçíè è öèâèëèçàöèé. Ñëåäóåò íàïîìíèòü, ÷òî íàøà öèâèëèçàöèÿ î÷åíü ìîëîäà. Îíà íàñ÷èòûâàåò îêîëî ÷åòûðåõ òûñÿ÷åëåòèé (åñëè âåñòè îòñ÷åò îò ïîÿâëåíèÿ ïèñüìåííîñòè), à íàó÷íî-òåõíè÷åñêàÿ ðåâîëþöèÿ, çàïóùåííàÿ èçîáðåòåíèÿìè Ñòèâåíñîíà, Ôàðàäåÿ, Ýäèñîíà, áðàòüåâ Ðàéò, Ïîïîâà, Ìàðêîíè, òðóäàìè Ìàêñâåëëà, Ëîðåíöà, Ýéíøòåéíà, Ìåíäåëååâà, Ïüåðà Êþðè, ïî-íàñòîÿùåìó íà÷àëàñü íå ìíîãèì áîëåå 150 ëåò òîìó íàçàä. Çåìíàÿ êîñìîíàâòèêà ñòàðòîâàëà ïîëåòîì Ãàãàðèíà îêîëî 50 ëåò òîìó íàçàä, à óæå îáñëåäîâàíû îòäàëåííûå îáëàñòè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Êîëîíèè íà Ëóíå è Ìàðñå ìîãóò áûòü ñîçäàíû â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ äåñÿòèëåòèé. Óñîâåðøåíñòâîâàíèå ñâÿçè ïîçâîëèò íàïðàâèòü êîðàáëè ê öåëÿì íà îêðàèíàõ è äàæå çà ïðåäåëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Íà÷àëî ýòîìó óæå ïîëîæåíî (Fisk, 2005). Çàïóùåííûé â 1977 ã. àïïàðàò “Voyager 1” ÷åðåç 5 ëåò äîñòèã êðàÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, îïðåäåëÿåìîãî êàê ðàññòîÿíèå, íà êîòîðîì ñòèõàåò ñîëíå÷íûé âåòåð, âñòóïèâøèé â êîíòàêò ñî âñòðå÷íûì ìåæçâåçäíûì âåòðîì. Ýòî ðàññòîÿíèå îêàçàëîñü ðàâíûì 94 àñòðîíîìè÷åñêèì åäèíèöàì (1 ÀÅ ðàâíà ðàññòîÿíèþ îò Ñîëíöà äî Çåìëè). È õîòÿ ñâÿçü ñ óãëóáèâøèìèñÿ â ìåæçâåçäíîå ïðîñòðàíñòâî àïïàðàòàìè ïðåðûâàåòñÿ èç-çà áîëüøîé èõ óäàëåííîñòè, ñàì ôàêò âûõîäà çåìíûõ àïïàðàòîâ çà ïðåäåëû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû çíàìåíàòåëåí. Îäíàêî ýòè, áåçóñëîâíî, ãðàíäèîçíûå óñïåõè íå îçíà÷àþò, ÷òî îíè ïîçâîëÿò âñêîðå ðåøèòü ïðîáëåìó ñóùåñòâîâàíèÿ âíåçåìíûõ öèâèëèçàöèé. Åùå àíòè÷íûå ôèëîñîôû, îñíîâûâàÿñü íà ïîñòóëàòå “íè÷òî íå áûâàåò â åäèíñòâåííîì ÷èñëå”, ïîëàãàëè, ÷òî ãäå-òî â áåçäíàõ êîñìîñà ñóùåñòâóþò äðóãèå ìèðû, íàñåëåííûå ëþäüìè èëè ïîäîáíûìè èì ñóùåñòâàìè. Ïðîòèâ ýòîé ëîãèêè è ñåé÷àñ òðóäíî âîçðàçèòü. Îäíàêî ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ ìîãóò òàê ðàçäåëèòü öèâèëèçàöèè, ÷òî îáùåíèå ìåæäó íèìè îêàæåòñÿ íåîñóùåñòâèìûì. Äåéñòâèòåëüíî, î êàêîì îáùåíèè ìîæåò èäòè ðå÷ü, åñëè íà îáìåí ïîñëàíèÿìè ïîíàäîáèëèñü áû òûñÿ÷è èëè äàæå ìèëëèîíû ëåò. Íåîäîëèìîé ïðîáëåìîé ìîãëà îêàçàòüñÿ è î÷åíü âûñîêàÿ ìîùíîñòü ñèãíàëà, íåîáõîäèìàÿ äëÿ ïðåîäîëåíèÿ ÷óäîâèùíûõ ðàññòîÿíèé, ðàçäåëÿþùèõ 12

öèâèëèçàöèè. Ïîýòîìó, ðàññóæäàÿ î åäèíñòâåííîñòè èëè ìíîæåñòâåííîñòè öèâèëèçàöèé, ìû äîëæíû èìåòü â âèäó îãðàíè÷åííóþ ÷àñòü Êîñìîñà, êîòîðàÿ ïî ìåðå ðàçâèòèÿ íàøåé öèâèëèçàöèè, à âîçìîæíî, è äðóãèõ öèâèëèçàöèé, áóäåò ðàñøèðÿòüñÿ, íî ðàñïðîñòðàíåíèå îáùåíèÿ íà ìåæãàëàêòè÷åñêèå ðàññòîÿíèÿ ïðåäñòàâëÿåòñÿ ôàíòàñòèêîé. Äåéñòâèòåëüíî, åñëè îòëîæèòü, êàê íåêîíêðåòíóþ, èäåþ “âðåìåííîãî òóííåëÿ”, ñîâðåìåííàÿ íàóêà íå äîïóñêàåò ïåðåäà÷ó ñèãíàëà ñî ñêîðîñòüþ, ïðåâûøàþùåé ñêîðîñòü ñâåòà, à äëÿ ïóòåøåñòâèé âîçìîæíû òîëüêî ñêîðîñòè íèæå ñêîðîñòè ñâåòà. Èñõîäÿ èç âûøåñêàçàííîãî, ìîæíî îãðàíè÷èòü îáëàñòü áëèæàéøåãî ê íàì êîñìîñà, â ïðåäåëàõ êîòîðîé âîïðîñ î ìíîæåñòâåííîñòè èëè óíèêàëüíîñòè æèçíè (â òîì ÷èñëå, ðàçóìíîé) ðåàëüíî èññëåäîâàòü ýêñïåðèìåíòàëüíî. Åñëè îãðàíè÷èòü ýòó äîñòóïíóþ äëÿ êîììóíèêàöèé îáëàñòü ñôåðîé ðàäèóñîì 500 ñâåòîâûõ ëåò (íà ñèãíàë, ïîñëàííûé ñ Çåìëè, íåìåäëåííûé îòâåòíûé ñèãíàë ïîñòóïèò íå ïîçæå, ÷åì ÷åðåç 1000 ëåò), òî â íåé îêàæóòñÿ 100 ìèëëèîíîâ çâåçä (îêîëî 0,1% âñåõ çâåçä íàøåé Ãàëàêòèêè). Ñóùåñòâåííî ïðåäñòàâëÿòü, ÷òî åñëè áû â äîñòóïíîé íàáëþäåíèÿì ÷àñòè êîñìîñà ñóùåñòâîâàëè äðóãèå öèâèëèçàöèè, òî íàøà öèâèëèçàöèÿ ïðàêòè÷åñêè íàâåðíÿêà îêàçàëàñü áû ñàìîé ìîëîäîé. Òî÷íî òàê æå íîâîðîæäåííûé â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ìãíîâåíèé îñòàåòñÿ ñàìûì ìîëîäûì æèòåëåì ïëàíåòû. Îäíàêî êîñìè÷åñêèå “ìãíîâåíèÿ” òàêîâû, ÷òî äðóãèå öèâèëèçàöèè, ðîæäåííûå äî íàøåé, áûëè áû ñòàðøå äàæå íå íà òûñÿ÷è, à íà ìèëëèîíû è ñîòíè ìèëëèîíîâ ëåò. Íàì òðóäíî ïðåäñòàâèòü ìàñøòàáû èõ äåÿòåëüíîñòè è äîñòèæåíèé, íî î÷åâèäíî, ÷òî òåõíîëîãè÷åñêèé, â ÷àñòíîñòè ýíåðãåòè÷åñêèé, ôîí “çðåëîé” öèâèëèçàöèè äîëæåí áûòü î÷åíü âûñîêèì è èçëó÷àòü íå èç êàêîé-òî òî÷êè (ïëàíåòû), à îò çíà÷èòåëüíî áîëåå îáøèðíîé îáëàñòè èëè äàæå ìíîãèõ îáëàñòåé â ñèñòåìå äàííîé çâåçäû è äàæå ãðóïïû çâåçä. Ïîïûòêè ïðîùóïàòü êîñìîñ ñ ïîìîùüþ äîñòóïíûõ íàì ñðåäñòâ (îïòè÷åñêèõ è ðàäèîòåëåñêîïîâ, ñïåêòðàëüíûõ ïðèáîðîâ) ïîçèòèâíîãî ðåçóëüòàòà ïîêà íå ïðèíåñëè. Ñëåäóåò ïîëàãàòü òàêæå, ÷òî áîëåå ðàçâèòûå è íå ìåíåå ëþáîçíàòåëüíûå öèâèëèçàöèè äàâíî îáðàòèëè áû âíèìàíèå íà Ñîëíå÷íóþ ñèñòåìó, îáíàðóæèëè è èññëåäîâàëè áû åå ïëàíåòû. Óæå 2,5 ìèëëèàðäà ëåò ñîñòàâ àòìîñôåðû Çåìëè (â ÷àñòíîñòè, âûñîêîå ñîäåðæàíèå ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà, ïðèñóòñòâèå, îäíîâðåìåííî, çíà÷èòåëüíîãî êîëè÷åñòâà ìåòàíà, ñâèäåòåëüñòâóþùåå î íåðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè àòìîñôåðû) óêàçûâàåò íà ïðèñóòñòâèå íà íåé æèçíè. Óæå â òå÷åíèå 500 ìèëëèîíîâ ëåò Çåìëÿ 13

ïîêðûòà ðàñòèòåëüíîñòüþ, êîòîðàÿ ìîãëà áûòü çàðåãèñòðèðîâàíà êîëîðèìåòðè÷åñêîé è ñïåêòðàëüíîé àïïàðàòóðîé. Òàêîé çàïîâåäíèê æèçíè íå îñòàëñÿ áû íåçàìå÷åííûì. Ñíàðÿæåíèå íà Çåìëþ ýêñïåäèöèè äîëæíî áûëî ñîñòîÿòüñÿ, ïî êðàéíåé ìåðå, åñëè ñëåäîâàòü íàøåìó ïðåäñòàâëåíèþ î ëþáîçíàòåëüíîñòè êàê ãëàâíîì äâèãàòåëå íàó÷íîãî è òåõíè÷åñêîãî ïðîãðåññà. Ñ ïîÿâëåíèåì íà Çåìëå ëþäåé âûñîêîðàçâèòûå ïðèøåëüöû âñòóïèëè áû ñ íèìè â êîíòàêò òî÷íî òàê æå, êàê âñòóïàëè â êîíòàêò ñ òóçåìöàìè öèâèëèçîâàííûå ìèññèîíåðû è ó÷åíûå. Îäíàêî íàóêå òàêèå, êàê, âïðî÷åì, è èíûå êîíòàêòû ñ ïðèøåëüöàìè íå èçâåñòíû. Ïðåäâàðèòåëüíûé âûâîä òàêîâ: âíå Çåìëè ðàçóìíîé æèçíè íåò. Åñòåñòâåííî, ðå÷ü èäåò î òîé îáëàñòè êîñìîñà, à òî÷íåå, íàøåé Ãàëàêòèêè, êîòîðàÿ äîñòóïíà äëÿ êîììóíèêàöèé (ñì. âûøå). Îáúåêòèâíîñòè ðàäè ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî ïóòåøåñòâèå íà ðàññòîÿíèå, èñ÷èñëÿåìîå ñîòíÿìè ñâåòîâûõ ëåò, ìîæåò îêàçàòüñÿ íåðåàëüíûì äàæå äëÿ âûñîêîðàçâèòîé öèâèëèçàöèè. Çíà÷èòåëüíî ïðîùå äëÿ íåå áûëî áû ïîïûòàòüñÿ íà÷àòü ïåðåïèñêó. Îäíàêî åñëè òàêàÿ öèâèëèçàöèÿ è îáíàðóæèëà ïðèçíàêè æèçíè íà Çåìëå, âñòóïàòü â ðàäèîîáìåí ó íåå ïîêà íåò îñíîâàíèé. Äåéñòâèòåëüíî, íàøà öèâèëèçàöèÿ ñîâñåì íåäàâíî, ëåò äâàäöàòü òîìó íàçàä, ïðèîáðåëà âíåøíèå ïðèçíàêè, ñâèäåòåëüñòâóþùèå î åå âñòóïëåíèè â òåõíîëîãè÷åñêóþ ñòàäèþ.  ÷àñòíîñòè, îíà ñòàëà èñòî÷íèêîì äîñòàòî÷íî âûñîêîãî ôîíà èçëó÷åíèé â äèàïàçîíàõ ðàäèîâîëí. Îäíàêî èíôîðìàöèÿ îá ýòîì íàõîäèòñÿ íà ïîëïóòè äî áëèæàéøèõ çâåçä è, ñëåäîâàòåëüíî, åùå íå äîñòèãëà ïîòåíöèàëüíîãî íàáëþäàòåëÿ. Äî ïîëó÷åíèÿ îòâåòíîãî ñèãíàëà, èëè èíîé íàäåæíîé èíôîðìàöèè (íà ÷òî ìîãóò óéòè ñòîëåòèÿ), ñëåäóåò, èñõîäÿ èç ïðèíöèïà ïðèíÿòèÿ íàèáîëåå ïðîñòîé ãèïîòåçû, ñ÷èòàòü íàøó öèâèëèçàöèþ óíèêàëüíîé èëè, ïî êðàéíåé ìåðå, î÷åíü ðåäêèì ÿâëåíèåì. Ê òàêîìó æå âûâîäó ïðèøåë È.Ñ. Øêëîâñêèé â 1976 ã., è çà ïîñëåäóþùèå 30 ëåò, íåñìîòðÿ íà ñóùåñòâåííûé ïðîãðåññ â êîíñòðóèðîâàíèè ÷óâñòâèòåëüíûõ èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðîâ, â ïåðâóþ î÷åðåäü ñïåêòðîìåòðîâ äëÿ ðàçíûõ äèàïàçîíîâ âîëí, ïðèíöèïèàëüíî íîâûå ðåçóëüòàòû íå ïîëó÷åíû. Óíèêàëüíîñòü íàøåé öèâèëèçàöèè íå èìååò îäíîçíà÷íîãî îáúÿñíåíèÿ. Ïðåäâàðèòåëüíî ìîæíî ïðåäëîæèòü íåñêîëüêî âåðñèé. Ïåðâàÿ âåðñèÿ – óäà÷íîå ðàñïîëîæåíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû âäàëè îò ÿäðà Ãàëàêòèêè, óíèêàëüíûå ñâîéñòâà Ñîëíöà, â ÷àñòíîñòè, âûñîêàÿ ñòàáèëüíîñòü è îïòèìàëüíûé ñïåêòð èçëó÷åíèÿ, à òàêæå è ñàìîé Çåìëè – åå õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, ðàçìåðû, ïàðàìåòðû îðáèòû, îáåñïå÷èâàþùèå óñëîâèÿ, íåîáõîäèìûå äëÿ ðàçâèòèÿ æèçíè âïëîòü 14

äî åå âûñøèõ ôîðì. Ïðèäàåòñÿ çíà÷åíèå òàêæå òîìó ôàêòó, ÷òî Ñîëíöå âîçíèêëî êàê îäèíî÷íàÿ çâåçäà. Ìíîãèå çâåçäû ðîæäàþòñÿ è çàòåì ïðîäîëæàþò ñóùåñòâîâàòü ãðóïïàìè.  òàêèõ ñêîïëåíèÿõ ïëàíåòíûå ñèñòåìû îòäåëüíûõ çâåçä íåñòàáèëüíû, ò.ê. îðáèòû ïëàíåò ïîäâåðãàþòñÿ âîçìóùåíèÿì ñî ñòîðîíû äðóãèõ çâåçä, ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàþùèõ âåðîÿòíîñòü èñêàæåíèÿ îðáèòû è ñòîëêíîâåíèé. Âîçíèêíîâåíèå æèçíè è, ãëàâíîå, äëèòåëüíàÿ ýâîëþöèÿ â òàêèõ óñëîâèÿõ ìàëîâåðîÿòíû. Îäíàêî, äàæå åñëè çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü çâåçä íàõîäèòñÿ â ñêîïëåíèÿõ, â äîñòóïíîì êîñìîñå ïðèñóòñòâóåò åùå ìíîãî îäèíî÷íûõ çâåçä. Ïî ïîñëåäíèì äàííûì ïî÷òè âñå îíè îáçàâåëèñü ïëàíåòàìè. Ïëàíåòû, ïîõîæèå íà Çåìëþ, îáðàùàþùèåñÿ âîêðóã ñàìîé çâåçäû èëè ÿâëÿþùèåñÿ ñïóòíèêàìè áîëåå êðóïíûõ ïëàíåò, òàêæå íå äîëæíû áûòü ðåäêîñòüþ (Lissauer, 1999). Ïîýòîìó ïåðâàÿ âåðñèÿ íå êàæåòñÿ óáåäèòåëüíîé. Âòîðàÿ âåðñèÿ – ÷ðåçâû÷àéíî íèçêàÿ âåðîÿòíîñòü âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè (ò.å. îáðàçîâàíèÿ ñïîñîáíîé ê âîñïðîèçâåäåíèþ êëåòêè) äàæå ïðè áëàãîïðèÿòíûõ äëÿ òîãî óñëîâèÿõ. Íî êîëü ñêîðî æèçíü âîçíèêëà, âåëèêà âåðîÿòíîñòü, ÷òî åå ýâîëþöèÿ ïðèâåäåò ê ðàçóìíîé æèçíè. Ïî ýòîé âåðñèè íàì ïðîñòî ïîâåçëî, ÷òî î÷åíü ðåäêîå ñîáûòèå – çàðîæäåíèå æèçíè – ïðîèçîøëî íà Çåìëå. Òðåòüÿ âåðñèÿ – ïðè äîñòàòî÷íî âûñîêîé âåðîÿòíîñòè âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè è äàæå îáðàçîâàíèÿ ñëîæíûõ ôîðì, â òîì ÷èñëå ìíîãîêëåòî÷íûõ, âêëþ÷àÿ ðàñòåíèÿ è æèâîòíûõ, êðàéíå ìàëà âåðîÿòíîñòü ðåàëèçàöèè âàðèàíòà ýâîëþöèè, êîòîðûé, â èòîãå, ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ ðàçóìíûõ ñóùåñòâ. Ïî ýòîé âåðñèè âåðîÿòíîñòü ïîÿâëåíèÿ ðàçóìíûõ ñóùåñòâ â ðåçóëüòàòå íåèçáåæíî äëèòåëüíîé ýâîëþöèè (íà Çåìëå ïî÷òè 4 ìëðä ëåò íåïðåðûâíîãî ðàçâèòèÿ) çàâèñèò îò ìíîæåñòâà ñëó÷àéíûõ ñîáûòèé êàê âíóòðèêëåòî÷íûõ (ìóòàöèè ïî Äàðâèíó), òàê è âíåøíèõ, âêëþ÷àÿ ìîùíûå ïðèðîäíûå êàòàêëèçìû. Âñå ýòè ñîáûòèÿ, ïðîèñõîäÿ â äîëæíûå ìîìåíòû, íàïðàâëÿþò ýâîëþöèþ â îïðåäåëåííîå ðóñëî. Ëþáîå îòñòóïëåíèå óâåäåò ýâîëþöèþ â ñòîðîíó îò ïåðñïåêòèâíîãî äî òîãî ìîìåíòà íàïðàâëåíèÿ ëèáî âîîáùå ëèêâèäèðóåò ýòî íàïðàâëåíèå. Ñîãëàñíî îáñóæäàåìîé âåðñèè, êàê è ïðåäûäóùåé, Çåìëÿ âûòàùèëà ñ÷àñòëèâûé áèëåò. Îäíàêî ìåæäó ýòèìè âåðñèÿìè ñóùåñòâóåò ïðèíöèïèàëüíîå ðàçëè÷èå. Ñîãëàñíî îäíîé – ëèìèòèðóþùèì ýòàïîì ïðåäïîëàãàåòñÿ ïîÿâëåíèå æèçíåñïîñîáíîé êëåòêè. Äàëüíåéøàÿ ýâîëþöèÿ ìîæåò ñ äîñòàòî÷íî âûñîêîé âåðîÿòíîñòüþ ïðèâåñòè ê ïîÿâëåíèþ ìûñëÿùèõ ñóùåñòâ. Ñîãëàñíî æå äðóãîé âåðñèè, âåðîÿòíîñòü ïîÿâëåíèÿ æèçíè âåëèêà âåçäå, ãäå åñòü 15

áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ, à îñîáàÿ ñóäüáà Çåìëè â òîì, ÷òî èç ìíîãèõ ïëàíåò, îáðåòøèõ æèçíü, òîëüêî çäåñü ýâîëþöèÿ ïðèâåëà ê êðàéíå ìàëîâåðîÿòíîìó ñîáûòèþ – ïîÿâëåíèþ ðàçóìíîãî ñóùåñòâà, ÷åëîâåêà. Ñðåäè ãëàâíûõ ïðèçíàêîâ, îòëè÷àþùèõ ðàçóìíûå ñóùåñòâà îò îñòàëüíûõ, â òîì ÷èñëå âûñîêîðàçâèòûõ ñóùåñòâ, îáû÷íî îòìå÷àþò ñïîñîáíîñòü ê àññîöèàòèâíîìó è àáñòðàêòíîìó ìûøëåíèþ, ñêëîííîñòü ê îáîáùåíèÿì è òâîð÷åñòâó. Èìåÿ â âèäó îáñóæäàåìûå íàìè ïðîáëåìû, äîáàâèì, ÷òî ðàçóìíîìó ñóùåñòâó ñâîéñòâåííî ïðîÿâëÿòü èíòåðåñ ê ïðîøëîìó è çàäóìûâàòüñÿ î áóäóùåì.  ïîñëåäóþùèõ ãëàâàõ ìû îáñóäèì ïðåäëîæåííûå âûøå âåðñèè. Äëÿ ýòîãî ïðèäåòñÿ ðàññìîòðåòü øèðîêèé ñïåêòð âîïðîñîâ, íà÷èíàÿ îò ïðîöåññîâ, ïðîòåêàâøèõ â ïåðèîä âîçíèêíîâåíèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Áóäóò ðàññìîòðåíû ñîâðåìåííûå êîíöåïöèè õèìè÷åñêîé, ïðåäêëåòî÷íîé è ðàííåêëåòî÷íîé ýâîëþöèè. Ìû îáñóäèì, ïðàâäà íà ÷èñòî èíòóèòèâíîì óðîâíå, ìîãëè ëè âñå ýòè ýòàïû ñòàíîâëåíèÿ æèçíè áûòü âûïîëíåíû â ñðîêè, îòâåäåííûå äëÿ íèõ íà Çåìëå. Áóäåò ïðîñëåæåíî âîçäåéñòâèå íà õîä ýâîëþöèè ìíîãîêðàòíî èìåâøèõ ìåñòî íà Çåìëå ãëîáàëüíûõ êàòàñòðîô è îáðàùåíî âíèìàíèå íà îïàñíîñòü äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà ãðÿäóùèõ êàòàñòðîô, êàê ëîêàëüíûõ (êàñàþùèõñÿ òîëüêî Çåìëè), òàê è êîñìè÷åñêîãî ìàñøòàáà. Èìåÿ â âèäó íåîáõîäèìîñòü ïðîòèâîñòîÿíèÿ ýòèì ïîñëåäíèì (ïóñòü è â îòäàëåííîì áóäóùåì), áóäóò îáñóæäåíû ïóòè ïîâûøåíèÿ èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ëþäåé. Êíèãà âïîëíå äîñòóïíà ÷èòàòåëþ, èìåþùåìó ñîâðåìåííîå ñðåäíåå îáðàçîâàíèå, ò.å. çíàêîìîìó ñ îñíîâàìè ôèçèêè, àñòðîíîìèè, õèìèè, à òàêæå êëåòî÷íîé è ìîëåêóëÿðíîé áèîëîãèè. Àâòîð íàäååòñÿ òàêæå, ÷òî êíèãà ïðèâëå÷åò âíèìàíèå èíòåðåñóþùèõñÿ îáñóæäàåìûìè ïðîáëåìàìè ñïåöèàëèñòîâ.  ðàñ÷åòå íà êâàëèôèöèðîâàííîãî ÷èòàòåëÿ ïðèâåäåí ïîäðîáíûé ñïèñîê èñïîëüçîâàííîé ëèòåðàòóðû.

16

Ãëàâà II. ÐÀÍÍßß ÇÅÌËß 2.1. Îáðàçîâàíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû Îêîëî 4.6 ìëðä ëåò òîìó íàçàä ãàçîïûëåâàÿ òóìàííîñòü, èç êîòîðîé çàòåì ñôîðìèðîâàëàñü íàøà Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà, âñòóïèëà â ôàçó ñæàòèÿ. Ó÷àñòèâøèåñÿ ñòîëêíîâåíèÿ ïûëåâûõ ÷àñòèö âûçûâàëè ðàçîãðåâ ìàòåðèè îñîáåííî â áîëåå ïëîòíûõ öåíòðàëüíûõ îáëàñòÿõ. Ïîíà÷àëó òåïëî ñâîáîäíî èçëó÷àëàñü â ïðîñòðàíñòâî. Îäíàêî ïî äîñòèæåíèè äîñòàòî÷íî âûñîêîé ïëîòíîñòè îòòîê òåïëà îêàçàëñÿ çàòðóäíåííûì, à çàòåì ïî÷òè ïðåêðàòèëñÿ. Âñëåäñòâèå ýòîãî ïëîòíîå ÿäðî òóìàííîñòè, â êîòîðîì èç ãàçîâ ïðåîáëàäàë âîäîðîä, ñòàëî ðàçîãðåâàòüñÿ. Êîãäà òåìïåðàòóðà äîñòèãëà íåñêîëüêèõ ìèëëèîíîâ ãðàäóñîâ, íà÷àëàñü ðåàêöèÿ ñëèÿíèÿ ÿäåð âîäîðîäà, ïðîòåêàþùàÿ ñ âûäåëåíèåì áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ýíåðãèè. Õîòÿ ñ ïîâûøåíèåì äàâëåíèÿ ãàçîâ â öåíòðàëüíîé îáëàñòè òóìàííîñòè ñæàòèå ïðåêðàòèëîñü, çàïóùåííàÿ òåðìîÿäåðíàÿ ðåàêöèÿ ïîääåðæèâàëà âûñîêóþ òåìïåðàòóðó ïëîòíîãî ÿäðà – ìîëîäîãî Ñîëíöà. Ïàðàëëåëüíî èçìåíÿëàñü ñòðóêòóðà ïåðèôåðèè òóìàííîñòè. Âñëåäñòâèå ñæàòèÿ ñêîðîñòü åå âðàùåíèÿ âîçðàñòàëà (ïðè ñîõðàíåíèè îáùåãî ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ), è îíà òðàíñôîðìèðîâàëàñü â áûñòðî âðàùàþùèéñÿ äèñê. Ïðè ýòîì ðåçêî ó÷àñòèëèñü ñòîëêíîâåíèÿ ïûëåâûõ ÷àñòèö, ñîðáèðîâàâøèõ íà ñåáå ãàçû è âåùåñòâà, ñèíòåçèðîâàííûå â ðàçîãðåòîé òóìàííîñòè. Ñòàëêèâàâøèåñÿ ÷àñòèöû ñëèïàëèñü (ïðîèñõîäèëà àêêðåöèÿ). Ïðîöåññ àêêðåöèè øåë êðàéíå íåðàâíîìåðíî, âñëåäñòâèå ÷åãî ñòàëè îáðàçîâûâàòüñÿ òåëà ðàçíîãî ðàçìåðà. Íåìíîãèå òåëà äîñòèãëè êðóïíûõ ðàçìåðîâ. Íà çàâåðøàþùèõ ýòàïàõ ôîðìèðîâàíèÿ ýòèõ òåë – áóäóùèõ ïëàíåò – ðåøàþùóþ ðîëü ñûãðàëè ñèëû ãðàâèòàöèè: íà ïðîòîïëàíåòû ñïëîøíûì ïîòîêîì ïàäàëè áîëåå ìåëêèå îáðàçîâàíèÿ. Ïðè ñòîëêíîâåíèÿõ âûäåëÿëîñü òåïëî. Îáðàçîâàâøèåñÿ â ãîðíèëå òåðìîÿäåðíîãî êîòëà ìîëîäîãî Ñîëíöà è ïåðèîäè÷åñêè âûáðàñûâàåìûå â îêðóæàþùåå ïðîñòðàíñòâî êîðîòêîæèâóùèå ðàäèîàêòèâíûå ýëåìåíòû ñîðáèðîâàëèñü íà ïûëèíêàõ è óâåëè÷èâàëè ðàçîãðåâ óêðóïíÿâøèõñÿ òåë. 17

Íà çàâåðøàþùèõ ñòàäèÿõ ôîðìèðîâàíèÿ ïëàíåò èõ ïîâåðõíîñòü, â òîì ÷èñëå ïîâåðõíîñòü ïðîòî-Çåìëè, îêàçàëàñü ðàñïëàâëåííîé. Êîãäà ìàòåðèàë äëÿ àêêðåöèè áûë â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè èñ÷åðïàí, íà÷àëñÿ ïðîöåññ îñòûâàíèÿ ïëàíåò. Àíàëèç èçîòîïíîãî ñîñòàâà ðàäèîàêòèâíûõ ñåìåéñòâ â ñîõðàíèâøèõñÿ ñ òåõ ïîð ìèíåðàëàõ, çàíåñåííûõ íà Çåìëþ êàê ìåòåîðèòû, ïîçâîëèë îöåíèòü ìèíèìàëüíûé âîçðàñò Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû â 4.5695 ìëðä ëåò (Baker et al., 2005). Ðåàëüíîñòü îïèñàííîãî âûøå ïðîöåññà ôîðìèðîâàíèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ïîäòâåðæäàåòñÿ ñîâðåìåííûìè àñòðîíîìè÷åñêèìè íàáëþäåíèÿìè. Îáíàðóæåíî ìíîãî êîñìè÷åñêèõ îáúåêòîâ, êîòîðûå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîþ çâåçäíûå ñèñòåìû íà ðàçíûõ ñòàäèÿõ ôîðìèðîâàíèÿ: îò òîëüêî ïðèñòóïèâøèõ ê ñæàòèþ òóìàííîñòåé äî áûñòðî âðàùàþùèõñÿ äèñêîâ ñ ìîëîäîé çâåçäîé â öåíòðå (Habing et al., 1999). Ìåäëåííîå âðàùåíèå ìíîãèõ çðåëûõ çâåçä, â òîì ÷èñëå íàøåãî Ñîëíöà, ñâÿçûâàþò ñ ïðèñóòñòâèåì ïëàíåò, êîòîðûå áåðóò íà ñåáÿ ÷àñòü ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ñèñòåìû. Èìåííî ýòè íàáëþäåíèÿ ïîçâîëèëè ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ óâåðåííîñòè îïèñàòü ïîýòàïíî ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ èç ãàçîâîé òóìàííîñòè íàøåãî Ñîëíöà è îáðàùàþùèõñÿ âîêðóã íåãî òåë. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, èññëåäîâàíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû èçíóòðè ïîçâîëÿåò ïðåäñòàâèòü ñòðóêòóðó äðóãèõ ïëàíåòíûõ ñèñòåì, ò.ê. îñíîâíûå ïðèíöèïû èõ ôîðìèðîâàíèÿ äîëæíû áûòü îáùèìè. À ýòî îçíà÷àåò, ÷òî âíóòðåííèå (áëèæàéøèå ê çâåçäå) ïëàíåòû – íåáîëüøèå è ïëîòíûå (êàê Çåìëÿ), à âíåøíèå – áîëüøèå è ðûõëûå (êàê Þïèòåð è Ñàòóðí). Êðóïíûå ïëàíåòû óæå îáíàðóæåíû îêîëî ìíîãèõ çâåçä. Ïðè ýòîì èñïîëüçîâàíû òàêèå ìåòîäû êàê ôîòîìåòðèÿ (îïðåäåëÿëîñü ïåðèîäè÷åñêîå ñíèæåíèå ÿðêîñòè çâåçäû ïðè ïðîõîæäåíèè ïëàíåòû ïåðåä äèñêîì çâåçäû), äîïïëåðîâñêàÿ òåõíèêà, ïîçâîëÿþùàÿ îïðåäåëÿòü èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ïðèáëèæåíèÿ èëè óäàëåíèÿ çâåçäû ïðè åå äâèæåíèè ïî îðáèòå, âûçâàííûå âçàèìîäåéñòâèåì çâåçäû ñ êðóïíîé ïëàíåòîé (èëè ïëàíåòàìè).  ðàçíûõ çâåçäíûõ ñèñòåìàõ óæå îáíàðóæåíî îêîëî äâàäöàòè ïëàíåò, ïîäîáíûõ Þïèòåðó, è äàæå áîëåå êðóïíûõ. Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè íå óäàëîñü âûÿâèòü ïëàíåòû, ïî ðàçìåðàì áëèçêèå Çåìëå, îáðàùàþùèåñÿ âîêðóã äðóãèõ çâåçä èëè âîêðóã êðóïíûõ ïëàíåò, õîòÿ ñóùåñòâóåò ïîëíàÿ óâåðåííîñòü, ÷òî îíè ïðèñóòñòâóþò âî ìíîãèõ çâåçäíûõ ñèñòåìàõ (Lissauer, 1999). Äëÿ îáíàðóæåíèÿ ýòèõ ïëàíåò íåîáõîäèìî ñóùåñòâåííî ïîâûñèòü ÷óâñòâèòåëüíîñòü àïïàðàòóðû, â òîì ÷èñëå îïòè÷åñêèõ è ðàäèîòåëåñêîïîâ. Óñîâåðøåíñòâîâàíèå ñïåêòðàëüíûõ ìåòîäîâ ïîçâîëèò íå òîëüêî îáíàðóæèòü ïîäîáíûå Çåìëå ïëàíåòû, 18

íî è íåïîñðåäñòâåííî èõ èññëåäîâàòü, â ÷àñòíîñòè ïðîâåñòè àíàëèç ïîâåðõíîñòè ïëàíåò è èõ àòìîñôåðû. Ïî ìíåíèþ ìíîãèõ ñïåöèàëèñòîâ, íîâûõ îòêðûòèé ñëåäóåò îæèäàòü óæå â òå÷åíèå áëèæàéøèõ äåñÿòè-äâàäöàòè ëåò. Îäíàêî â íàñòîÿùåå âðåìÿ ìîãóò áûòü èññëåäîâàíû òîëüêî îáúåêòû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è, â ïåðâóþ î÷åðåäü, ñàìà Çåìëÿ. 2.2. Èñòîðèÿ ðàííåé Çåìëè. Îáðàçîâàíèå Ëóíû Êîãäà ñî âðåìåíè îáðàçîâàíèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ïðîøëî îêîëî 100 ìëí ëåò, íà ïîâåðõíîñòè ïåðâîíà÷àëüíî ðàñïëàâëåííîé Çåìëè ñòàëà îáðàçîâûâàòüñÿ òâåðäàÿ êîðêà. Îäíàêî íà÷àâøèéñÿ áûëî ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ çåìíîé êîðû áûë ïðåðâàí ñòîëêíîâåíèåì Çåìëè ñ äðóãîé ïëàíåòîé, ïî ìàññå áëèçêîé Ìàðñó.  ðåçóëüòàòå óäàðà è âûçâàííîãî ìãíîâåííûì ðàçîãðåâîì âçðûâà â êîñìîñ áûëî âûáðîøåíî ãðîìàäíîå êîëè÷åñòâî âåùåñòâà. Îíî ïðèíàäëåæàëî, ãëàâíûì îáðàçîì, ïëàíåòå-ïðèøåëüöó, îäíàêî çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî âåùåñòâà Çåìëè òàêæå îêàçàëîñü â êîñìîñå. Èç ýòîãî ìàòåðèàëà ñôîðìèðîâàëñÿ íàø åäèíñòâåííûé ñïóòíèê – Ëóíà, à íà Çåìëå îñòàëàñü ãëóáîêàÿ âîðîíêà, â êîòîðîé âïîñëåäñòâèè ðàçìåñòèëñÿ ñàìûé áîëüøîé è ãëóáîêèé Òèõèé îêåàí. Âûäåëèâøååñÿ ïðè ñòîëêíîâåíèè òåïëî áûëî ñòîëü çíà÷èòåëüíûì, ÷òî ïîâåðõíîñòü Çåìëè âíîâü îêàçàëàñü ðàñïëàâëåííîé. Ýòî ïðîèçîøëî 4.45 ìëðä ëåò òîìó íàçàä. (Newsom and Taylor, 1989). Ïðåäëîæåíà è íåñêîëüêî èíàÿ òðàêòîâêà ýòîãî ñîáûòèÿ (Asphaug et al., 2006). Ñîãëàñíî ýòîé òðàêòîâêå, òîãäà ñòîëêíóëèñü äâå ïðîòîïëàíåòû (ïëàíåòåçèìàëè). Èìåííî ïðè èõ ñòîëêíîâåíèè è ôàêòè÷åñêîì ñëèÿíèè îáðàçîâàëàñü Çåìëÿ, îáðàùàþùàÿñÿ âîêðóã Ñîëíöà ïî ïî÷òè êðóãîâîé îðáèòå. Òîãäà æå èç âûáðîøåííîãî â êîñìîñ ìàòåðèàëà îáåèõ ïðîòîïëàíåò ñôîðìèðîâàëàñü Ëóíà. Íåçàâèñèìî îò êîíêðåòíûõ îáñòîÿòåëüñòâ, ïðèâåäøèõ ê îáðàçîâàíèþ Ëóíû, íà ýòîì ñîáûòèè â èñòîðèè Çåìëè ñëåäóåò îñòàíîâèòüñÿ áîëåå ïîäðîáíî. Ëóíà îêàçàëà ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà ïîâåäåíèå Çåìëè è, êàê ñëåäñòâèå, íà åå êëèìàò. Ñòîëêíîâåíèå ñ êðóïíûì òåëîì è îáðàçîâàíèå Ëóíû âûçâàëè íàêëîí çåìíîé îñè ïî îòíîøåíèþ ê îðáèòå äâèæåíèÿ Çåìëè âîêðóã Ñîëíöà. Èìåííî ýòîò íàêëîí (îêîëî 23.5°) îáóñëîâëèâàåò ñìåíó âðåìåí ãîäà íà íàøåé ïëàíåòå. Îò íàêëîíà çåìíîé îñè çàâèñèò è êëèìàò â ëþáîì ðåãèîíå ïëàíåòû. Íî âîçäåéñòâèå ñðåäû – îäèí èç ãëàâíûõ ôàêòîðîâ, çàäàþùèõ íàïðàâëåíèå ýâîëþöèè æèâûõ ñóùåñòâ. Ïåðâîíà÷àëüíî Ëóíà ñôîðìèðîâàëàñü 19

î÷åíü áëèçêî îò Çåìëè – íà ðàññòîÿíèè 20–30 òûñ. êì.  òîò ïåðèîä Ëóíà îêàçûâàëà ñèëüíîå âîçìóùàþùåå âîçäåéñòâèå íà àòìîñôåðó Çåìëè è âûçûâàëà ïðèëèâû ñíà÷àëà â ðàñïëàâëåííîé êîðå, à çàòåì – â îêåàíàõ è ìîðÿõ.  òîò ïåðèîä Çåìëÿ âðàùàëàñü âîêðóã ñâîåé îñè çíà÷èòåëüíî áûñòðåå, ÷åì íûíå: äëèíà ñóòîê ñîñòàâëÿëà îêîëî 6 ÷àñîâ. Ïðèëèâíûå ÿâëåíèÿ, ñîçäàâàÿ òðåíèå, çàìåäëÿëè âðàùåíèå Çåìëè, óâåëè÷èâàÿ äëèíó ñóòîê. Âñëåäñòâèå ýòîãî (äëÿ ñîõðàíåíèÿ ìîìåíòà èìïóëüñà ñèñòåìû) Ëóíà ñòàëà óäàëÿòüñÿ îò Çåìëè. Ñåé÷àñ îíà íàõîäèòñÿ íà ðàññòîÿíèè îêîëî 380 òûñ. êì è ïðîäîëæàåò óäàëÿòüñÿ ñî ñêîðîñòüþ 3.5 ñì â ãîä. 4 ìëðä ëåò òîìó íàçàä Ëóíà óñïåëà óäàëèòüñÿ íà 140 òûñ. êì, è åå âîçäåéñòâèå íà Çåìëþ ïåðåñòàëî áûòü ýêñòðåìàëüíûì. Ñîãëàñíî ïðåîáëàäàþùèì íûíå ïðåäñòàâëåíèÿì, ãëîáàëüíîå ïëàâëåíèå êîðû â èñòîðèè Çåìëè ïðîèñõîäèëî, êàê ìèíèìóì, åùå îäèí ðàç.  îòëè÷èå îò âñåõ ñîáûòèé, ïðîèñõîäèâøèõ íà Çåìëå ðàíåå, ýòî ïðîèñøåñòâèå “äîêóìåíòèðîâàíî” áëàãîäàðÿ ïîÿâëåíèþ Ëóíû, êîòîðàÿ áûñòðî ðàñòåðÿëà ñâîþ ïåðâîíà÷àëüíóþ àòìîñôåðó. Âîäà òàêæå èñïàðèëàñü, ïî êðàéíåé ìåðå, èç ïîâåðõíîñòíûõ ñëîåâ. Áëàãîäàðÿ ýòîìó íà Ëóíå ïî÷òè ñ ñàìîãî åå âîçíèêíîâåíèÿ íå áûëî âåòðîâîé è âîäíîé ýðîçèè, è ñàìûå äðåâíèå äåòàëè ðåëüåôà, áëèçêèå ïî âîçðàñòó ñàìîé Ëóíå, ñîõðàíèëèñü äî íàøèõ äíåé. Íàáëþäåíèå ñèñòåì ïåðåêðûâàþùèõñÿ ëóííûõ êðàòåðîâ è ëàâîâûõ ïîòîêîâ, à òàêæå àíàëèç äîñòàâëåííûõ íà Çåìëþ ïðîá ëóííîãî ãðóíòà ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü, ÷òî ñèëüíåéøèå ìåòåîðèòíûå ëèâíè îáðóøèëèñü íà Ëóíó 4.1–3.8 ìëðä ëåò òîìó íàçàä (Maurer et. al., 1978; Strom et al., 2005; Gomes et al., 2005). Ñóäÿ ïî êðàòåðàì, ðàçìåðû íåêîòîðûõ ìåòåîðèòîâ ïðåâûøàëè 10 êì. Îäíàêî öåíòð òÿæåñòè ñèñòåìû Çåìëÿ-Ëóíà íàõîäèòñÿ â Çåìëå. Ïîýòîìó îñíîâíûå ïîòîêè ìåòåîðèòîâ ïðèíèìàëà íà ñåáÿ Çåìëÿ. Ñîãëàñíî ïîäòâåðæäåííîé ðàñ÷åòàìè ãèïîòåçå, â òîò ïåðèîä ïðîèñõîäèëè âûïëåñêèâàíèÿ ìàòåðèàëà àñòåðîèäíîãî ïîÿñà, âûçâàííûå íàðóøåíèÿìè îðáèòàëüíîãî äâèæåíèÿ ïëàíåò-ãèãàíòîâ (Strom et al., 2005; Gomes et al., 2005; Tsiganis, 2005). Ïî ìíåíèþ íåêîòîðûõ àâòîðîâ, â ýòîò ïåðèîä êîðà Çåìëè âíîâü ðàñïëàâèëàñü, à óæå ñóùåñòâîâàâøèé äî òîãî îêåàí èñïàðèëñÿ (Chyba, 1993; Wilde, 2001). Ýòè ñâåäåíèÿ èç ðàííåé èñòîðèè Çåìëè èìåþò ïðÿìîå îòíîøåíèå ê âîïðîñó î âîçíèêíîâåíèè æèçíè íà Çåìëå, ò.ê. âûçâàííîå ñèëüíåéøèì ðàçîãðåâîì (äî òûñÿ÷è ãðàäóñîâ è áîëåå) ïëàâëåíèå êîðû êàæäûé ðàç ïðèâîäèëî áû ê åå ñòåðèëèçàöèè. Åñëè íà Çåìëå ðàíåå óæå áûëè îñóùåñòâëåíû êàêèå-òî øàãè íà ïóòè ñòàíîâëåíèÿ 20

æèçíè, ò.å. áûëè ñèíòåçèðîâàíû ñëîæíûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ èëè äàæå ïðèñóòñòâîâàëè æèâûå îðãàíèçìû, òî ïîñëå î÷åðåäíîãî ñòåðèëèçóþùåãî ñîáûòèÿ âñå äîëæíî áûëî íà÷èíàòüñÿ ñíà÷àëà. Ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî ëèíèÿ æèçíè íà Çåìëå, ïðîäîëæåííàÿ äî íàøèõ äíåé, ìîãëà èìåòü íà÷àëî íå ðàíåå 3.9–3.8 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, èáî èìåííî ñ òåõ ïîð òîòàëüíîãî ïëàâëåíèÿ çåìíîé êîðû íå áûëî íè ðàçó. Ýòîò ñðîê îáîçíà÷åí ãåîëîãàìè íà îñíîâàíèè èññëåäîâàíèÿ äðåâíåéøèõ ñêàëüíûõ ïîðîä êàê âóëêàíè÷åñêîãî, òàê è îñàäî÷íîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, âûõîäû êîòîðûõ îáíàðóæåíû íà ðàçíûõ êîíòèíåíòàõ: â Ãðåíëàíäèè, Àâñòðàëèè, Þæíîé Àôðèêå, Âîñòî÷íîé Ñèáèðè. Ìåòîä îïðåäåëåíèÿ âîçðàñòà ìèíåðàëîâ îñíîâàí íà êîëè÷åñòâåííîì îïðåäåëåíèè ãàçîîáðàçíûõ ïðîäóêòîâ ðàäèîàêòèâíîãî ðàñïàäà, íàêàïëèâàþùèõñÿ â òîëùå ìèíåðàëà. Èç ðàñïëàâà ýòè ïðîäóêòû óëåòó÷èâàþòñÿ, è îòñ÷åò âîçðàñòà ìèíåðàëà íà÷èíàåòñÿ ïîñëå åãî çàòâåðäåâàíèÿ. Ïîäõîäÿùèì äëÿ òàêîãî èññëåäîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ñåìåéñòâî 40 K (Ê-çàõâàò) → 40Ar. Ïåðèîä ïîëóðàñïàäà 40K ñîñòàâëÿåò 1.3õ109ëåò. Îïðåäåëåíèå ñîäåðæàíèÿ â ìèíåðàëå èíåðòíîãî ãàçà 40Ar îòíîñèòåëüíî 40 K ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü âðåìÿ, ïðîøåäøåå ïî-ñëå ïîñëåäíåãî ïëàâëåíèÿ ìèíåðàëà. Èìåííî òàê, ïî âîçðàñòó ñàìûõ äðåâíèõ ìèíåðàëîâ, áûë îïðåäåëåí ïðîìåæóòîê âðåìåíè ïîñëå ïîñëåäíåãî ãëîáàëüíîãî ïëàâëåíèÿ Çåìëè – ïî÷òè 4 ìëðä ëåò. Ê òîìó âðåìåíè â öåíòðàëüíîé îáëàñòè Çåìëè ñôîðìèðîâàëîñü ðàñïëàâëåííîå æåëåçî-íèêåëåâîå ÿäðî, â êîòîðîì, ïî ïîñëåäíèì äàííûì, ïðèñóòñòâóþò è ñèëèêàòû (Elliott, 2007). Åãî îêàéìëÿåò ðàñïëàâëåííàÿ ìàíòèÿ, îáðàçîâàííàÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, ñèëèêàòàìè, îêèñëàìè ìåòàëëîâ, áàçàëüòàìè è íàñûùåííàÿ ðàçíîîáðàçíûìè ãàçàìè. Çàòâåðäåâøàÿ êîðà 4 ìëðä ëåò òîìó íàçàä áûëà òîíüøå íûíåøíåé. Ïðèñóòñòâóþùàÿ â âåðõíèõ ñëîÿõ ìàíòèè ìàãìà âî ìíîãèõ ìåñòàõ ïðîðûâàëà êîðó è ðàçëèâàëàñü íà ïîâåðõíîñòè. Âìåñòå ñ ëàâîé íàðóæó ïðîðûâàëèñü ãàçû, êîòîðûå ôîðìèðîâàëè ðàííþþ àòìîñôåðó Çåìëè. Ïðåäñòàâëÿòü êàê ìîæíî òî÷íåå ñîñòàâ ðàííåé àòìîñôåðû ïðèíöèïèàëüíî âàæíî äëÿ ïðàâèëüíîãî íàïðàâëåíèÿ ðàññóæäåíèé î õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ, ïðîòåêàâøèõ òîãäà â àòìîñôåðå, è, â ïåðâóþ î÷åðåäü, î ñèíòåçàõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé, êîòîðûå ÿâëÿëèñü íåîáõîäèìûìè ñòàäèÿìè ôîðìèðîâàíèÿ ñðåäû, â êîòîðîé ìîãëà ïîÿâèòüñÿ æèçíü.

21

2.3. Àòìîñôåðà ðàííåé Çåìëè è åå ðîëü â äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè Ñàìûì ðàñïðîñòðàíåííûì ýëåìåíòîì âî Âñåëåííîé ÿâëÿåòñÿ âîäîðîä.  ãàçîâî-ïûëåâîé òóìàííîñòè, èç êîòîðîé ñôîðìèðîâàëàñü Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà, òàêæå ïðåîáëàäàë âîäîðîä. Ïîýòîìó åñòåñòâåííîé áûëà ãèïîòåçà Îïàðèíà è Þðè î ïðåîáëàäàíèè â ðàííåé àòìîñôåðå Çåìëè âîäîðîäà. Ýòî îçíà÷àëî áû, ÷òî äðóãèå àòîìû è ìîëåêóëû íàõîäèëèñü â ìàêñèìàëüíî âîññòàíîâëåííîì ñîñòîÿíèè. Òàê, ìåòàëëû äîëæíû áûëè ñóùåñòâîâàòü, â îñíîâíîì, â ÷èñòîì âèäå, à íå â ôîðìå îêèñëîâ.  àòìîñôåðå ïðåîáëàäàëè áû ñîåäèíåíèÿ, áîãàòûå âîäîðîäîì: ìåòàí (CH4), àììèàê (NH3), ñåðîâîäîðîä (SH2).  ïðèñóòñòâèè ïàðîâ âîäû âîññòàíîâèòåëüíàÿ àòìîñôåðà áëàãîïðèÿòíà äëÿ ñèíòåçà ñëîæíûõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé.  èñòî÷íèêàõ ýíåðãèè, íåîáõîäèìîé äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ðåàêöèé, òàêæå íå áûëî íåäîñòàòêà. Áëàãîäàðÿ îòñóòñòâèþ â àòìîñôåðå ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà (è, ñîîòâåòñòâåííî, îçîíà) îíà íå ÿâëÿëàñü ïðåïÿòñòâèåì äëÿ èíòåíñèâíîãî óëüòðàôèîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ Ñîëíöà, êîòîðîå ïðàêòè÷åñêè áåç ïîòåðü äîñòèãàëî ïîâåðõíîñòè Çåìëè. Äðóãèìè èñòî÷íèêàìè ýíåðãèè áûëè ìîùíûå ðàçðÿäû àòìîñôåðíîãî ýëåêòðè÷åñòâà, ïîòîêè èîíèçèðóþùèõ ÷àñòèö ñ Ñîëíöà è èç äàëüíåãî êîñìîñà è, íàêîíåö, òåïëî, äîñòàâëÿâøååñÿ ðàñêàëåííîé ëàâîé, ãîðÿ÷èìè èñòî÷íèêàìè, âñå åùå ìíîãî÷èñëåííûìè ìåòåîðèòàìè, ýíåðãèÿ òîðìîæåíèÿ êîòîðûõ îñâîáîæäàëàñü â ôîðìå òåïëà. Ïî èäåå Îïàðèíà è Þðè îáðàçîâàâøèåñÿ â àòìîñôåðå îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà íàêàïëèâàëèñü â âîäîåìàõ (“ïåðâè÷íûé áóëüîí”). Þðè è Ìèëëåð ïåðâûìè ïîñòàâèëè ýêñïåðèìåíòû, ìîäåëèðóþùèå ïðîöåññû, êîòîðûå ìîãëè èäòè íà ðàííåé Çåìëå â îïèñàííûõ âûøå óñëîâèÿõ (Miller and Urey, 1956; Miller, 1986). Îíè ïðîïóñêàëè ýëåêòðè÷åñêèå ðàçðÿäû ÷åðåç îáëàäàþùóþ âîññòàíîâèòåëüíûìè ñâîéñòâàìè ñìåñü ãàçîâ â ãåðìåòè÷åñêè çàêðûòîé êîëáå, ñíàáæåííîé ýëåêòðîäàìè.  ñìåñè îáû÷íî ïðèñóòñòâîâàëè âîäîðîä, ìåòàí, àììèàê, ïàðû âîäû è äð. Ïðîäóêòàìè ðåàêöèé îêàçàëèñü ôîðìàëüäåãèä, àìèíîêèñëîòû, æèðíûå êèñëîòû è äàæå áîëåå ñëîæíûå ñîåäèíåíèÿ. Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî áëàãîäàðÿ âûñîêîé ýôôåêòèâíîñòè ñèíòåçà îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé â àòìîñôåðå ïîäîáíîãî ñîñòàâà â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ìèëëèîíîâ ëåò íà Çåìëå ìîãëî íàêîïèòüñÿ äîñòàòî÷íî ðàçíîîáðàçíîé îðãàíèêè äëÿ îáðàçîâàíèÿ êîíöåíòðèðîâàííîãî “ïåðâè÷íîãî áóëüîíà”, ÷òî ïîçâîëèëî áû îñóùåñòâèòüñÿ âçàèìîäåéñòâèÿì, âåäóùèì ê îáðàçîâàíèþ åùå áîëåå 22

ñëîæíûõ ìîëåêóë, â òîì ÷èñëå ïîëèìåðîâ. Ïåðâîíà÷àëüíî îáðàçîâàíèå êîðîòêèõ áåëêîâûõ ìîëåêóë (ïåïòèäîâ) â ñìåñè àìèíîêèñëîò óäàëîñü íàäåæíî çàôèêñèðîâàòü ëèøü ïðè èñïîëüçîâàíèè ïîâûøåííîé òåìïåðàòóðû (110–120° Ñ) â áåçâîäíîé ñðåäå (Fox and Middlebrook, 1954). Îñóùåñòâëåíèå ïðîöåññà â áåçâîäíîé ñðåäå îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî ïðè îáðàçîâàíèè ïåïòèäíîé ñâÿçè îñâîáîæäàåòñÿ ìîëåêóëà âîäû. Ïîýòîìó â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì äåéñòâóþùèõ ìàññ â âîäíîé ñðåäå ðàâíîâåñèå ðåàêöèè ñìåùåíî â ñòîðîíó ðàçðûâà ñâÿçè, ñîïðîâîæäàþùåãîñÿ ñâÿçûâàíèåì ìîëåêóëû âîäû (ãèäðîëèç). Îäíàêî ïîçæå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ïðè îðèåíòèðîâàííîé ñîðáöèè ðåàãåíòîâ íà òâåðäîé ïîâåðõíîñòè ðåàêöèè, â òîì ÷èñëå îáðàçîâàíèå ïåïòèäíîé ñâÿçè, îñóùåñòâëÿþòñÿ â çíà÷èòåëüíî áîëåå ìÿãêèõ óñëîâèÿõ. Áîëüøîå çíà÷åíèå ìîãëî èìåòü ïðèñóòñòâèå âåùåñòâ, ñïîñîáíûõ ñâÿçûâàòü âîäó, êàê êàðáîäèèìèä, öèàíîãåí è äð. Íåäàâíî áûë ïðîäåìîíñòðèðîâàí ñïîñîá îáðàçîâàíèÿ ïåïòèäîâ èç àìèíîêèñëîò â ïðèñóòñòâèè êàðáîíèë ñóëüôèäà (COS). Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî ýòîò ïðîöåññ ýôôåêòèâåí â âîäíîé ñðåäå ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå (Leman et al., 2004). Àâòîðû ïîä÷åðêèâàþò, ÷òî COS ÿâëÿåòñÿ ðàñïðîñòðàíåííûì âóëêàíè÷åñêèì ãàçîì, è, ñëåäîâàòåëüíî, ýòîò ïðîöåññ ìîã îñóùåñòâëÿòüñÿ â ïðåäáèîëîãè÷åñêèé ïåðèîä âáëèçè âûõîäîâ ëàâû è ãîðÿ÷èõ èñòî÷íèêîâ, à òàêæå íà îêåàíè÷åñêîì äíå.  öåëîì ìîäåëüíûå ýêñïåðèìåíòû ïîäòâåðäèëè ïðàêòè÷åñêóþ îñóùåñòâèìîñòü õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè, ò.å. äîáèîëîãè÷åñêîãî îáðàçîâàíèÿ ñëîæíûõ îðãàíè÷åñêèõ ìîëåêóë, èç êîòîðûõ è ìîãëè áûòü ñôîðìèðîâàíû ïåðâûå æèâûå îðãàíèçìû. Òîëüêî ïîçæå, óæå â õîäå êëåòî÷íîé ýâîëþöèè ïî ìåðå îñâîåíèÿ êëåòêàìè âñå áîëåå ñëîæíûõ îðãàíè÷åñêèõ ñèíòåçîâ íåîáõîäèìîñòü â ïîñòóïëåíèè ñîîòâåòñòâóþùèõ ïðîäóêòîâ èç ñðåäû îòïàëà. Îäíàêî ñî âðåìåíåì ïðåäñòàâëåíèå î ñîñòàâå, à ñëåäîâàòåëüíî, è ñâîéñòâàõ ðàííåé àòìîñôåðû Çåìëè ñóùåñòâåííî èçìåíèëîñü (Kerr, 1980; Pace, 1991; Kasting and Ackerman, 1986). Ïîâîäîì äëÿ òàêîãî ïåðåñìîòðà ÿâèëèñü ðåçóëüòàòû ãåîõèìè÷åñêîãî àíàëèçà äðåâíåéøèõ îñàäî÷íûõ ïîðîä, âîçðàñò êîòîðûõ 3.9–3.8 ìëðä ëåò. Ýòè ïîðîäû â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ñëîæåíû èç èçâåñòíÿêîâ, ÷òî óêàçûâàåò íà âûñîêîå ñîäåðæàíèå óãëåêèñëîòû (CO2) â àòìîñôåðå, äîñòèãàâøåå 70%. Ýòî çíà÷åíèå ìíîãîêðàòíî âûøå ñîäåðæàíèÿ CO2 â íûíåøíåé àòìîñôåðå. Òàêèì îáðàçîì, ðàííÿÿ àòìîñôåðà Çåìëè íå îáëàäàëà ñèëüíûìè âîññòàíîâèòåëüíûìè ñâîéñòâàìè. Íà ýòî óêàçûâàåò è ïðèñóòñòâèå â äðåâíåéøèõ ìèíåðàëàõ îêèñëîâ ìåòàëëîâ (Summers and Chang, 1993).  îáðàçîâàíèè ýòèõ ìèíåðàëîâ ìîã ó÷àñòâîâàòü êèñëîðîä, 23

îñâîáîæäàþùèéñÿ ïðè ðàäèîëèçå âîäû, à òàêæå îêèñü àçîòà, îáðàçóþùàÿñÿ â àòìîñôåðå ïðè ýëåêòðè÷åñêèõ ðàçðÿäàõ. Èìåííî áëàãîäàðÿ ñâÿçûâàíèþ êèñëîðîäà â îêèñëàõ ìåòàëëîâ îí íå íàêàïëèâàëñÿ â çíà÷èòåëüíîì êîëè÷åñòâå â àòìîñôåðå Çåìëè. Ìîäåëüíûå ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî ïîä äåéñòâèåì ýëåêòðè÷åñêîãî ðàçðÿäà, óëüòðàôèîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ èëè äðóãèõ âèäîâ ýíåðãèè â ãàçîâîé ñìåñè, ìîäèôèöèðîâàííîé ïðèñóòñòâèåì ÑÎ2 è êèñëîðîäà, âîçíèêàëè ðàçíîîáðàçíûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, ïðè÷åì âûõîäû èõ áûëè ñîïîñòàâèìû ñ âûõîäàìè â ãàçîâîé ñìåñè ñ ñèëüíî âîññòàíîâèòåëüíûìè ñâîéñòâàìè (Schlesinger and Miller, 1983; Miyakawa et al., 2002). Îäíàêî îñòàåòñÿ ìíîãî âîïðîñîâ. Äëÿ ýôôåêòèâíîãî ïðîòåêàíèÿ ñèíòåòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ êîíöåíòðàöèÿ ðåàãåíòîâ äîëæíà áûòü äîñòàòî÷íî âûñîêà (íå ìåíåå 10–5 Ì, ò.å. ïîðÿäêà 1018–1019 ìîëåêóë â ëèòðå). Áûëà ëè äîñòèæèìà ýòà ïîðîãîâàÿ êîíöåíòðàöèÿ íà ðàííåé Çåìëå ïðè îñóùåñòâëåíèè ñèíòåçîâ â áëèçêèõ ê íåéòðàëüíûì óñëîâèÿõ? Ñëåäóåò òàêæå èìåòü â âèäó, ÷òî íàðÿäó ñ ñèíòåòè÷åñêèìè ïðîöåññàìè ïîä äåéñòâèåì òåõ æå èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè äîëæíû áûëè èäòè îáðàòíûå ïðîöåññû äåñòðóêöèè. Èõ èíòåíñèâíîñòü çàâèñåëà îò ðàçíûõ îáñòîÿòåëüñòâ, êîòîðûå ïîëíîñòüþ ó÷åñòü íåâîçìîæíî. Ïî ñîâðåìåííûì îöåíêàì íà ðàííåé Çåìëå ñèíòåçèðîâàëîñü áîëåå 2 ìëí òîíí ôîðìàëüäåãèäà â ãîä, ÷òî îáåñïå÷èâàëî åãî êîíöåíòðàöèþ ⠓ïåðâè÷íîì áóëüîíå” îêîëî 0.02 Ì.  çíà÷èòåëüíîì êîëè÷åñòâå ïîñòóïàë òàêæå öèàíèñòûé âîäîðîä è äðóãèå ðåàêöèîííîñïîñîáíûå ñîåäèíåíèÿ, ÷òî îáåñïå÷èâàëî îñóùåñòâëåíèå âñå áîëåå è áîëåå ñëîæíûõ ñèíòåçîâ â õîäå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè (Taillades, et al., 1998). Îïèñàííûå âûøå ðåçóëüòàòû ìîäåëüíûõ ýêñïåðèìåíòîâ ïîäòâåðæäàþò ïðèíöèïèàëüíóþ âîçìîæíîñòü ñëîæíûõ îðãàíè÷åñêèõ ñèíòåçîâ â ïðåäïîëàãàåìûõ íà ðàííåé Çåìëå óñëîâèÿõ, íî íå ìîãóò ñëóæèòü äîêàçàòåëüñòâîì, ÷òî ýòè ïðîöåññû äåéñòâèòåëüíî èìåëè ìåñòî.  äðåâíåéøèõ îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ àìèíîêèñëîòû, àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ è äðóãèå ñëîæíûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ íå îáíàðóæåíû. Îäíàêî ýòî íå äîêàçûâàåò îòñóòñòâèå ýòèõ ñîåäèíåíèé â òîò ïåðèîä, èáî èç-çà òåïëîâûõ è äðóãèõ âîçäåéñòâèé îíè ìîãëè íå ñîõðàíèòüñÿ. Òåì íå ìåíåå, âåñüìà óáåäèòåëüíûå ñâèäåòåëüñòâà ïðèñóòñòâèÿ ýòèõ âåùåñòâ íà ðàííåé Çåìëå ïîëó÷åíû. Óïàëè îíè, â áóêâàëüíîì ñìûñëå ýòîãî ñëîâà, ñ íåáà.  1969 ãîäó âáëèçè ãîðîäà Ìàð÷èíñîí â Àâñòðàëèè “ïðèçåìëèëñÿ” ìåòåîðèò, èìåâøèé â ïîïåðå÷íèêå îêîëî 50 ñì. Ìàð÷èíñîíñêèé ìåòåîðèò ïðèíàäëåæèò ê óãëèñòûì õîíäðèòàì. Òàêîå íàèìåíîâàíèå îáÿçàíî âûñîêîìó ñîäåðæàíèþ â óãëèñòûõ õîíä24

ðèòàõ óãëåðîäà (30%) è ïðèñóòñòâèþ õîíäðóë – çåðíèñòûõ ñòðóêòóð, îáðàçîâàííûõ, ãëàâíûì îáðàçîì, ñèëèêàòàìè, íî ñîäåðæàùèõ òàêæå îêèñëû è ñîëè ìåòàëëîâ. Óãëèñòûå õîíäðèòû áîãàòû âîäîé (äî 20%). Îíè ÿâëÿþòñÿ äðåâíåéøèìè ìèíåðàëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû: ðàäèîèçîòîïíûå ìåòîäû ïîêàçûâàþò, ÷òî èõ âîçðàñò îêîëî 4.6 ìëðä ëåò. Ñëåäîâàòåëüíî, îíè îáðàçîâàëèñü â ïåðèîä ôîðìèðîâàíèÿ ïëàíåò (McSween 1989).  Ìàð÷èíñîíñêîì ìåòåîðèòå, â äðóãèõ ìåòåîðèòàõ ýòîãî òèïà áûë îáíàðóæåí øèðîêèé íàáîð àìèíîêèñëîò, à òàêæå àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ, ñàõàðà, æèðíûå êèñëîòû, äðóãèå ñëîæíûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, â òîì ÷èñëå ïîðôèðèíû (Pizzarello, 2004; Meierhenrich et al., 2004). Ïðèíÿòûå ìåðû ïðåäîñòîðîæíîñòè ïîëíîñòüþ èñêëþ÷èëè âîçìîæíîñòü çàíîñà ïðîäóêòîâ æèçíåäåÿòåëüíîñòè çåìíûõ îðãàíèçìîâ. Ê òîìó æå â çåìíûõ îðãàíèçìàõ îòñóòñòâóþò íåêîòîðûå àìèíîêèñëîòû è äðóãèå îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà, îáíàðóæåííûå â ìåòåîðèòàõ. Ìíîãèå èç íèõ ïîëó÷åíû â ìîäåëüíûõ ýêñïåðèìåíòàõ, î êîòîðûõ ãîâîðèëîñü âûøå, õîòÿ íàáîð “êîñìè÷åñêèõ” àìèíîêèñëîò áîãà÷å, è â íåì ïðèñóòñòâóþò àìèíîêèñëîòû ñ áîëåå ñëîæíûìè áîêîâûìè ãðóïïàìè. Âîñïðîèçâåäåí òàêæå “êîñìè÷åñêèé” ñèíòåç êàê àìèíîêèñëîò (Nuevo et al., 2008), òàê è ñëîæíûõ ãåòåðîöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé – ïðåäøåñòâåííèêîâ ïîðôèðèíîâ è äðóãèõ áèîëîãè÷åñêèõ êîôàêòîðîâ (Mierhenrich et al., 2005). Èç ñàìîãî ôàêòà îáíàðóæåíèÿ ñëîæíîé îðãàíèêè â óãëèñòûõ õîíäðèòàõ, êàê è â ìàòåðèàëå êîìåò, òàêæå îáðàçîâàâøèõñÿ â ïåðèîä ôîðìèðîâàíèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, ñëåäóåò îäíîçíà÷íûé âûâîä: â ãàçîâî-ïûëåâîé àòìîñôåðå ìîëîäîãî Ñîëíöà óæå áûëè îñóùåñòâëåíû êàê ðàííèå (ò.å. èñïîëüçóþùèå íåïîñðåäñòâåííî ãàçû àòìîñôåðû), òàê è äàëüíåéøèå ñòàäèè õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè. Ýòîò âûâîä ïîäòâåðæäàåòñÿ ïðÿìûìè íàáëþäåíèÿìè. Ñïåêòðàëüíûé àíàëèç ïîêàçàë, ÷òî â ìåæçâåçäíûõ ãàçîâûõ ñêîïëåíèÿõ ïðèñóòñòâóþò ðàçíîîáðàçíûå îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà. Âîçìîæíî, ÷òî ÷àñòü îðãàíèêè, îáíàðóæåííîé â ìåòåîðèòàõ è êîìåòàõ, áûëà îáðàçîâàíà åùå äî ôîðìèðîâàíèÿ Ñîëíå÷íîé Ñèñòåìû (Irvine, 1998; Busemann et al., 2006).  ðåçóëüòàòå ñëèïàíèÿ ïûëèíîê îðãàíèêà îêàçàëàñü çàìóðîâàííîé â ìèíåðàëàõ, à òàêæå âî ëüäó è çàìåðçøåé óãëåêèñëîòå. Ñîõðàíåíèå â ìåòåîðèòàõ ñëîæíûõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé â òå÷åíèå 4.6 ìëðä ëåò ìîæíî îáúÿñíèòü ðÿäîì ôàêòîðîâ, â ïåðâóþ î÷åðåäü íèçêîé òåìïåðàòóðîé, ãëóáîêèì âàêóóìîì, çàùèùåííîñòüþ îò èçëó÷åíèé â òîëùå ìèíåðàëà.  ðàííèõ, äà è â íå î÷åíü ðàííèõ îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ çåìíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ñëîæíûå îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà 25

(àìèíîêèñëîòû, àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ, ñàõàðà, ëèïèäû è äð.), êàê òàêîâûå, íå ñîõðàíèëèñü, ò.ê. íå ìîãëè èçáåæàòü äåñòðóêöèè è äðóãèõ õèìè÷åñêèõ ïðåâðàùåíèé ïðè çåìíûõ òåìïåðàòóðàõ. Âñëåäñòâèå ýòîãî îðãàíèêà â çåìíûõ ìèíåðàëàõ îáíàðóæèâàåòñÿ òîëüêî â ôîðìå êåðîãåíî⠖ êîíãëàìåðàòîâ ïëîõî ðàñòâîðèìûõ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, â îñíîâíîì óãëåâîäîðîäîâ. Ìû óæå ãîâîðèëè î ãðàíäèîçíûõ ìåòåîðèòíûõ ïîòîêàõ, âûïàâøèõ íà Çåìëþ îêîëî 4.0 ìëðä ëåò òîìó íàçàä. Ìíîãèå èññëåäîâàòåëè ñ÷èòàþò, ÷òî óãëèñòûå õîíäðèòû, ïðåîáëàäàâøèå â ýòèõ ïîòîêàõ, à òàêæå êîìåòû, çàõâà÷åííûå Çåìëåé, ïðèíåñëè çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü âîäû, ïðèñóòñòâóþùåé íà ïëàíåòå. Ñ ýòèì æå ìàòåðèàëîì íà Çåìëþ ïîïàëî ìíîãî êîñìè÷åñêîé îðãàíèêè. Ïîäñ÷èòàíî, ÷òî ïðàêòè÷åñêè âåñü íûíå ïðèñóòñòâóþùèé íà Çåìëå óãëåðîä ìîã áûòü çàíåñåí èç êîñìîñà èìåííî â òîò ïåðèîä (Pflug, 1984; Oro et al., 1990; Chyba and Sagan, 1992). Çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü îðãàíèêè, äîñòàâëåííîé ìåòåîðèòàìè, äîëæíà áûëà ïîäâåðãíóòüñÿ ïèðîëèçó èç-çà ðàçîãðåâà ïðè ïðîõîæäåíèè àòìîñôåðû è âçðûâíîì ñòîëêíîâåíèè ñ Çåìëåé, ïîâåðõíîñòü êîòîðîé, ê òîìó æå, ìîãëà áûòü ðàñïëàâëåíà ïðåäûäóùèìè ñòîëêíîâåíèÿìè. Îäíàêî îðãàíèêà, âûáðîøåííàÿ ïðè âçðûâå â âåðõíèå ñëîè àòìîñôåðû, ìîãëà ñîõðàíèòüñÿ. Îñíîâíîé æå ïðèòîê îðãàíèêè íà Çåìëþ ìîã èäòè ñ ïëàâíî îñåäàâøåé êîñìè÷åñêîé ïûëüþ (Raulin and Greenberg, 1997). Ñóùåñòâåííî, ÷òî ïûëèíêè ðàçìåðîì äî íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ ìèêðîí ëåãêî òîðìîçÿòñÿ ïðàêòè÷åñêè áåç ðàçîãðåâà åùå â âåðõíèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû è íàäîëãî â íåé çàäåðæèâàþòñÿ (Anders, 1989). Âàæíûì èñòî÷íèêîì äîñòèãàâøåé Çåìëè êîñìè÷åñêîé îðãàíèêè áûëè êîìåòû. 4 ìëðä ëåò òîìó íàçàä çàñîðåííîñòü ìåæïëàíåòíîãî ïðîñòðàíñòâà ðàçíîãî êàëèáðà è ñîñòàâà “êàìíÿìè”, â òîì ÷èñëå êîìåòàìè, áûëà ìíîãîêðàòíî âûøå, ÷åì â íàøå âðåìÿ. Èõ ãàçîâî-ïûëåâûå õâîñòû ôîðìèðóþòñÿ èç ìàòåðèàëà êîìåòû, îñâîáîæäåííîãî áëàãîäàðÿ òàÿíèþ ëåäÿíîé øóáû è èñïàðåíèþ òâåðäîé óãëåêèñëîòû ïðè ñáëèæåíèè êîìåòû ñ Ñîëíöåì.  ýòîì ìàòåðèàëå çíà÷èòåëüíóþ äîëþ ñîñòàâëÿåò (è ñîñòàâëÿëà) îðãàíèêà. Èçðÿäíî “ïîõóäåâøèå” êîìåòû óäàëÿëèñü, à èõ õâîñòû ðàññåèâàëèñü âî âíóòðåííèõ îáëàñòÿõ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, ïîïîëíÿÿ çàïàñ êîñìè÷åñêîé ïûëè. Ïðèñóòñòâèå áîëüøîãî êîëè÷åñòâà îðãàíèêè â ìàòåðèàëå êîìåò äîêàçàíî ïðÿìûìè èññëåäîâàíèÿìè êîìåòû Ãàëëåÿ.  1986 ã. ñ íåþ ñáëèçèëàñü êîñìè÷åñêàÿ ñòàíöèÿ Âåãà 1, ñ áîðòà êîòîðîé áûëè ïðîâåäåíû ñïåêòðàëüíûå àíàëèçû. Òîãäà æå áûëè âçÿòû ïðîáû ìàòåðèàëà õâîñòà êîìåòû. Îêàçàëîñü, ÷òî çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü êîìåòíîé îðãàíèêè 26

ñîñòàâëÿþò íåíàñûùåííûå óãëåâîäû, àçîò-ñîäåðæàùèå (â òîì ÷èñëå öèêëè÷åñêèå) è äðóãèå âåñüìà ðåàêöèîííîñïîñîáíûå ñîåäèíåíèÿ. Êîñìè÷åñêàÿ ïûëü îñåäàåò íà Çåìëþ íåïðåðûâíî ñ ìîìåíòà åå ïîÿâëåíèÿ.  íàøè äíè åå ïðèòîê ñîñòàâëÿåò ïî îäíèì äàííûì 3 òûñ. òîíí â ãîä, ïî äðóãèì – íå ìåíåå 10 òûñ. òîíí â ãîä. 10% êîñìè÷åñêîé ïûëè ñîñòàâëÿåò îðãàíèêà. 4 ìëðä ëåò òîìó íàçàä çàïûëåííîñòü îêîëîñîëíå÷íîãî ïðîñòðàíñòâà áûëà â ñîòíè ðàç áîëüøå. Ñîîòâåòñòâåííî, ïðèòîê îðãàíèêè èç êîñìîñà áûë ìíîãîêðàòíî âûøå. (Chyba, 1993; Cooper, 2001; Llorca, 2004; Cockell and Bland, 2005). Òàêèì îáðàçîì, åñëè îñíîâûâàòüñÿ íà ýòîì ïîäõîäå, 4 ìëðä ëåò òîìó íàçàä àòìîñôåðà Çåìëè îêàçàëàñü íàñûùåííîé ðàçíîîáðàçíîé è ðåàêöèîííîñïîñîáíîé êîñìè÷åñêîé îðãàíèêîé, áëàãîäàðÿ ÷åìó õèìè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ ìîãëà ðàçâèâàòüñÿ íåçàâèñèìî îò òîãî, óñïåëà ëè íàêîïèòüñÿ îðãàíèêà ìåñòíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Î÷åâèäíî, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå òåðÿåò îñòðîòó ïîëåìèêà î ñîñòàâå ðàííåé àòìîñôåðû Çåìëè, õîòÿ ñâîé âêëàä â õèìè÷åñêóþ ýâîëþöèþ ìîãëè âíåñòè è çåìíûå ñèíòåçû. Èçëîæåííûå âûøå ïðåäñòàâëåíèÿ îá óñëîâèÿõ, ñóùåñòâîâàâøèõ íà ðàííåé Çåìëå, ÿâëÿþòñÿ äîìèíèðóþùèìè, íî íå åäèíñòâåííûìè. Ñîîòâåòñòâóþùåé ýòèì ïðåäñòàâëåíèÿì êîíöåïöèè íîðìàëüíî òåïëîé ðàííåé Çåìëè (âîäà â îêåàíå – æèäêîñòü), âðåìåíàìè ðàñêàëåííîé äî ïëàâëåíèÿ êîðû ñòîëêíîâåíèÿìè ñ àñòåðîèäàìè, ïðîòèâîñòîèò àëüòåðíàòèâíàÿ êîíöåïöèÿ íîðìàëüíî îáëåäåíåâøåé Çåìëè, âðåìåíàìè îòòàèâàâøåé áëàãîäàðÿ ñòîëêíîâåíèÿì ñ àñòåðîèäàìè. Âî âðåìåíà, î êîòîðûõ èäåò ðå÷ü (4.4–4.0 ìëðä ëåò òîìó íàçàä), ñâåòèìîñòü Ñîëíöà áûëà íèæå íûíåøíåé â íà÷àëå ýòîãî ñðîêà íà 40%, à â êîíöå – íå ìåíåå ÷åì íà 30%. Ðàñ÷åòû ïîêàçûâàþò, ÷òî â ýòèõ óñëîâèÿõ äàæå ïðè âûñîêîì ñîäåðæàíèè óãëåêèñëîòû è ìåòàíà â àòìîñôåðå íîðìàëüíûì ñîñòîÿíèåì Çåìëè áûëî îëåäåíåíèå. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî òîëùèíà ëåäÿíîãî ïîêðîâà íà îêåàíå ìîãëà ñîñòàâèòü 300 ì (Bada et al., 1994). Äîñòàòî÷íîå äëÿ ïðåêðàùåíèÿ îëåäåíåíèÿ êîëè÷åñòâî òåïëà ìîãëî áûòü âûäåëåíî ïðè ñòîëêíîâåíèè Çåìëè ñ êðóïíûì (ðàçìåðîì îêîëî 100 êì) àñòåðîèäîì èëè ñ äîæäåì àñòåðîèäîâ ìåíüøåãî ðàçìåðà. Ýòè ñîáûòèÿ â òå âðåìåíà ïðîèñõîäèëè äîñòàòî÷íî ÷àñòî. Íåîáõîäèìîñòü ðàñïëàâèòü ãðîìàäíûé ìàññèâ ëüäà ñíèæàëà âåëè÷èíó ðàçîãðåâà.  ðåçóëüòàòå Çåìëÿ èçáåãàëà ðàñêàëåííîãî ñîñòîÿíèÿ, íî ñòàíîâèëàñü òåïëîé. Çà âðåìÿ îëåäåíåíèÿ ïîäî ëüäîì ñêàïëèâàëèñü ãàçû, ïîäíèìàâøèåñÿ îò äíà, ãäå äåéñòâîâàëè òåðìàëüíûå èñòî÷íèêè, ïðîèñõîäèëè èçâåðæåíèÿ è èñòå÷åíèÿ ëàâû. Íàêîïëåí27

íûå ïîäî ëüäîì ãàçû ïîñòóïàëè â ïîòåïëåâøóþ àòìîñôåðó è âñòóïàëè â õèìè÷åñêèå ðåàêöèè, ïðîèçâîäÿ ðàçíîîáðàçíûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ. Óãëåêèñëîòà è ìåòàí ñîçäàâàëè ïàðíèêîâûé ýôôåêò, ïðîäëåâàâøèé òåïëûé ïåðèîä íà Çåìëå. Öèêëû ãëîáàëüíîå îëåäåíåíèå – èíäóöèðîâàííîå ïîòåïëåíèå ìîãëè ìíîãîêðàòíî ïîâòîðÿòüñÿ, ïðè÷åì îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, ñèíòåçèðîâàííûå â òå÷åíèå òåïëûõ ïåðèîäîâ, ñîõðàíÿëèñü â õîëîäíûå ïåðèîäû îëåäåíåíèÿ è ìîãëè áûòü âïîñëåäñòâèè èñïîëüçîâàíû äëÿ ïîëó÷åíèÿ áîëåå ñëîæíûõ ñîåäèíåíèé. Ïðàâäîïîäîáíîñòü òàêîãî ïîäõîäà ïîäòâåðæäàåòñÿ äëèòåëüíûìè ãëîáàëüíûìè îëåäåíåíèÿìè, äåéñòâèòåëüíî èìåâøèìè ìåñòî îêîëî 2 ìëðä è 600 ìëí ëåò òîìó íàçàä, ò.å. â ïåðèîäû, àêòèâíî èññëåäóåìûå ãåîëîãè÷åñêèìè è ïàëåîíòîëîãè÷åñêèìè ìåòîäàìè. Êàæäîå èç íèõ ïðîäîëæàëîñü ìíîãèå ìèëëèîíû ëåò, è âûõîä â ñîñòîÿíèå òåïëîé Çåìëè áûë ïðèíóäèòåëüíûì: ïîìèìî ìîùíûõ èìïàêòîâ (ñòîëêíîâåíèé ñ àñòåðîèäàìè) íàçûâàëàñü âóëêàíè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü. Îêîí÷àòåëüíûé âûáîð ìåæäó ãèïîòåçàìè, ìîäåëèðóþùèìè óñëîâèÿ, ñóùåñòâîâàâøèå íà ðàííåé Çåìëå, åùå íå ñäåëàí. Íåêîòîðûå íîâûå äàííûå åùå áîëåå îáîñòðÿþò ïîëåìèêó. Òàê, ñîãëàñíî Tian et al. (2005), âîäîðîä, êîòîðîãî áûëî î÷åíü ìíîãî â ïåðâè÷íîé àòìîñôåðå Çåìëè, óáûâàë â ñîòíè ðàç ìåäëåííåå, ÷åì ñëåäîâàëî èç äàííûõ äðóãèõ àâòîðîâ, è, ñëåäîâàòåëüíî, âîññòàíîâèòåëüíàÿ àòìîñôåðà “ïî Îïàðèíó” ìîãëà ïðîäåðæàòüñÿ çíà÷èòåëüíî äîëüøå, ÷åì ïîëàãàþò ñòîðîííèêè ðàííåãî ôîðìèðîâàíèÿ îêèñëèòåëüíîé (áåäíîé ìåòàíîì è áîãàòîé îêèñëàìè óãëåðîäà) àòìîñôåðû. Íî â òàêîì ñëó÷àå ñèíòåçû ñëîæíûõ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé â äîñòàòî÷íîì äëÿ ýòàïà õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè îáúåìå ìîãëè áûòü â íåîáõîäèìûé ñðîê îñóùåñòâëåíû íà Çåìëå áåç íåïðåìåííîãî ó÷àñòèÿ êîñìè÷åñêîé îðãàíèêè (ñì., îäíàêî, Catling, 2006). 2.4. Âîçìîæíûå ñðîêè îñóùåñòâëåíèÿ äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè Íåîáõîäèìî ïðèíÿòü âî âíèìàíèå, ÷òî õèìè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ, íà÷àâøèñü, êàê ïîëàãàåò áîëüøèíñòâî èññëåäîâàòåëåé, íå ðàíåå 3.9 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, äîëæíà áûëà ïðèâåñòè ê ïîÿâëåíèþ êëåòî÷íûõ ôîðì æèçíè ìåíåå ÷åì ÷åðåç 50 ìëí ëåò. Ýòî îãðàíè÷åíèå íàêëàäûâàåòñÿ îáíàðóæåííûìè íåäàâíî ïðèçíàêàìè ñóùåñòâîâàíèÿ æèçíè 3.8–3.85 ìëðä ëåò òîìó íàçàä. Îñíîâàíèåì äëÿ òàêîãî óòâåðæäåíèÿ ÿâèëàñü ïîâûøåííàÿ äîëÿ ëåãêèõ èçîòîïîâ óãëåðîäà, æåëåçà 28

è äðóãèõ ýëåìåíòîâ â äðåâíåéøèõ îáíàðóæåííûõ îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ, ôîðìèðîâàíèå êîòîðûõ îòíîñÿò èìåííî ê ýòîìó èíòåðâàëó âðåìåíè (Schidlowski, 1992, 1995; Mojzsis et al., 1996). Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî êëåòî÷íàÿ ìåìáðàíà íåñêîëüêî áîëåå ïðîíèöàåìà äëÿ ëåãêèõ èçîòîïîâ. Ýòî ïðèâîäèò ê èõ áîëåå âûñîêîìó ñîäåðæàíèþ â ìîëåêóëàõ áèîëîãè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ ìîëåêóëàìè, îáðàçîâàííûìè íåáèîëîãè÷åñêèì ïóòåì. Ïðåîáëàäàíèå ëåãêèõ èçîòîïîâ íàä òÿæåëûìè â áèîëîãè÷åñêèõ ìîëåêóëàõ íåçíà÷èòåëüíî. Òàê, äëÿ óãëåðîäà Ñ12/Ñ13)áèîë./(Ñ12/Ñ13)íåáèîë.=1.01. Îäíàêî ýòî ïðåâûøåíèå âïîëíå ðåãèñòðèðóåìî. Ïðèíèìàÿ ïðèâåäåííûå ðåçóëüòàòû, íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü èõ ïðåäâàðèòåëüíûé õàðàêòåð.  ÷àñòíîñòè, ïðåäñòîèò åùå óáåäèòü îïïîíåíòîâ (van Zuilen et al., 2002; Fedo et al., 2006) â òîì, ÷òî èññëåäîâàííûå ïîðîäû äåéñòâèòåëüíî ÿâëÿþòñÿ îñàäî÷íûìè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ó èññëåäîâàòåëåé íåò åäèíîãî ìíåíèÿ, äîñòàòî÷íî ëè áûëî 10–50 ìëí ëåò äëÿ âñåé äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè. Ìíîãèì ýòîò ñðîê êàæåòñÿ íåäîñòàòî÷íûì. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, Ñèäíåé Ìèëëåð è åãî êîëëåãè ïîëàãàþò, ÷òî îò íà÷àëà õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè äî ïîÿâëåíèÿ êëåòî÷íûõ ôîðì æèçíè ìîãëî ïðîéòè âñåãî 5–10 ìëí ëåò (Lazcano and Miller, 1996). Àðãóìåíòèðóÿ â ïîëüçó ýòîãî ïîñòóëàòà, àâòîðû îáðàùàþò âíèìàíèå íà òî, ÷òî ñèíòåçèðîâàííûå â õîäå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ áûëè ïîäâåðæåíû äåñòðóêöèè ïîä äåéñòâèåì òåõ æå ýíåðãåòè÷åñêèõ ôàêòîðîâ, êîòîðûå ó÷àñòâîâàëè â èõ îáðàçîâàíèè. Ïîýòîìó ìåäëåííî ïðîãðåññèðîâàâøèå êîíãëîìåðàòû (äîêëåòî÷íûå îáðàçîâàíèÿ) áûëè îáðå÷åíû íà èíâîëþöèþ èç-çà äåñòðóêöèè ñîñòàâëÿâøèõ èõ îðãàíè÷åñêèõ ìîëåêóë. Ïî ýòîé ëîãèêå âñÿ äîêëåòî÷íàÿ ýâîëþöèÿ äîëæíà áûëà ïðîéòè äîñòàòî÷íî áûñòðî, ÷òîáû ó÷àñòâóþùèå â íåé êîíãëîìåðàòû îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ óñïåëè ïðåâðàòèòüñÿ â êëåòêè – çàêëþ÷åííûå â ìàëîïðîíèöàåìóþ îáîëî÷êó (ìåìáðàíó) àâòîíîìíûå îáðàçîâàíèÿ, êîòîðûå îïåðàòèâíî îáíîâëÿþò ñâîé ñîñòàâ, çàõâàòûâàÿ âåùåñòâà èçâíå è îñóùåñòâëÿÿ ñîáñòâåííûå ñèíòåçû. Íàêîïèâ îïðåäåëåííûé èçáûòîê îáðàçóþùèõ èõ êîìïîíåíòîâ, êëåòêè äåëÿòñÿ íà ðàâíîöåííûå äî÷åðíèå êëåòêè. Èìåííî ýòè ïðèñóùèå êëåòêàì êà÷åñòâà – îáíîâëåíèå ñîñòàâà ïóòåì ìíîãîêðàòíî óñêîðåííûõ êàòàëèçîì ñèíòåçîâ è ðàçìíîæåíèå äåëåíèåì – îáåçîïàñèëè èõ îò ãèáåëè èç-çà ñïîíòàííîé è èíäóöèðîâàííîé äåñòðóêöèè îðãàíè÷åñêèõ ìîëåêóë. Âåñüìà êîíêðåòíûé ñðîê, îòïóùåííûé íà âñþ äîêëåòî÷íóþ ýâîëþöèþ, àâòîðû âûâîäÿò èç ïðåäåëüíîãî ñðîêà “æèçíè” îðãàíè÷åñêèõ ìîëåêóë â Ìèðîâîì îêåàíå. Ñîãëàñíî èõ êîíöåïöèè, âñëåäñòâèå 29

öèðêóëÿöèè âîä Ìèðîâîãî îêåàíà âñå ïðèñóòñòâóþùèå â íåì ìîëåêóëû â òå÷åíèå 10 ìëí ëåò îáÿçàòåëüíî ïîïàäàþò â çîíó èçâåðæåíèÿ äîííûõ âóëêàíîâ, ãäå îðãàíèêà ïîäâåðãàåòñÿ òåðìè÷åñêîìó ðàçëîæåíèþ. Äåñòðóêöèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ïðè íàãðåâå, äåéñòâèè èçëó÷åíèé è ïî èíûì ïðè÷èíàì áåçóñëîâíî èìåëà ìåñòî è îêàçûâàëà ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà òåìï äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè, îäíàêî ïðåäëîæåííîå Ìèëëåðîì è êîëëåãàìè îáîñíîâàíèå îòïóùåííîãî èìè ñðîêà íà äîêëåòî÷íóþ ýâîëþöèþ íå êàæåòñÿ óáåäèòåëüíûì. Êðîìå òîãî, îêåàí íå áûë åäèíñòâåííûì ìåñòîì, ãäå ðàçëè÷íûå ìóëüòèìîëåêóëÿðíûå êîìïëåêñû “ïûòàëèñü” òðàíñôîðìèðîâàòüñÿ â êëåòêè. Ïðåäïî÷òèòåëüíûì ïîëèãîíîì äëÿ òàêèõ ïîïûòîê ìîãëà îêàçàòüñÿ óâëàæíåííàÿ òâåðäàÿ ïîâåðõíîñòü è çàïûëåííàÿ âëàæíàÿ àòìîñôåðà. Ê ýòîìó âîïðîñó ìû åùå âåðíåìñÿ. Çäåñü ëèøü îòìåòèì, ÷òî áîëüøóþ ðîëü â òåìïå äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè èìåëà ýôôåêòèâíîñòü íóêëåàöèè, ò.å. ÷àñòîòà çàðîæäåíèÿ ìóëüòèìîëåêóëÿðíûõ êîìïëåêñîâ, ïðåòåíäóþùèõ íà ïðåâðàùåíèå â êëåòêè.  çàâèñèìîñòè îò ìíîãèõ îáñòîÿòåëüñòâ (ýôôåêòèâíîñòè ïðåäøåñòâîâàâøèõ ýòàïîâ õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè, ïðîñòðàíñòâà, äîñòóïíîãî äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ è ðàçâèòèÿ ýòèõ êîìïëåêñîâ è äð.) ÷èñëî ýòèõ öåíòðîâ ìîãëî áû îòëè÷àòüñÿ íà ìíîãî ïîðÿäêîâ. Ñîîòâåòñòâåííî è ñðîêè, îñíîâàííûå íå íà êîíêðåòíîì çíàíèè, à íà ïðåäïîëîæåíèÿõ, ìîãóò â èíòåðïðåòàöèè ðàçíûõ àâòîðîâ êàðäèíàëüíî îòëè÷àòüñÿ. Âûøå ìû ïðèäåðæèâàëèñü íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííîé âåðñèè î íà÷àëå íà Çåìëå ýâîëþöèè (â ïåðâóþ î÷åðåäü, õèìè÷åñêîé) îêîëî 3.9 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, êîãäà íà ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû óñòàíîâèëèñü, íàêîíåö, áëàãîïðèÿòíûå äëÿ òîãî óñëîâèÿ. Îäíàêî, åñëè íå îãðàíè÷èâàòüñÿ ïðåäñòàâëåíèåì, ÷òî æèçíü ìîãëà çàðîäèòüñÿ è ïîääåðæèâàòüñÿ òîëüêî íà ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû, òî îòêðûâàþòñÿ äîïîëíèòåëüíûå íèøè, ãäå ïðîöåññû äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ìîãëè íà÷àòüñÿ çíà÷èòåëüíî ðàíüøå. Ýòî ãëóáèíû îêåàíà è äîñòàòî÷íî óäàëåííûå îò ïîâåðõíîñòè ñëîè àòìîñôåðû. Åñòü îñíîâàíèÿ ïîëàãàòü, ÷òî ãëóáèííûå îáëàñòè îêåàíà íå ïîäâåðãàëèñü èñïàðåíèþ äàæå ïðè ñàìûõ ñèëüíûõ êàòàêëèçìàõ. Òàì, â ïðèäîííûõ ó÷àñòêàõ âáëèçè âûõîäîâ ãîðÿ÷èõ ãàçîâûõ ñòðóé è èçâåðæåíèé ïîäâîäíûõ âóëêàíîâ âîçíèêëè áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ ïðîöåññîâ, âåäóùèõ ê ñòàíîâëåíèþ æèçíè (Maher and Stevenson, 1988; Ferris, 1992). Ñóùåñòâåííûì ôàêòîðîì â ýòèõ ïðèäîííûõ ïðîöåññàõ ìîãëî ñòàòü äàâëåíèå, ñîçäàâàåìîå ñòîëáîì âîäû âûñîòîþ íåñêîëüêî êèëîìåòðîâ, ñìåùàþùåå ðàâíîâåñèå â õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ â ñòîðîíó ñèíòåçà, â òîì ÷èñëå ïîëèìåðèçàöèè. 30

Íåñêîëüêî ïîçæå áûëî îáðàùåíî âíèìàíèå íà àòìîñôåðó Çåìëè êàê åùå îäèí ðåçåðâóàð, â êîòîðîì ìîãëè îñóùåñòâëÿòüñÿ íå òîëüêî ðàííèå îðãàíè÷åñêèå ñèíòåçû, íî è ñëîæíûå ïðîöåññû ïðåäáèîòè÷åñêîé ýâîëþöèè (Woese, 1979; Oberbeck et al. 1991).  àòìîñôåðå â áîëüøåé ñòåïåíè, ÷åì â äðóãèõ ðåçåðâóàðàõ, áûëè äîñòóïíû âñå óïîìèíàâøèåñÿ âûøå èñòî÷íèêè ýíåðãèè: ýëåêòðè÷åñêèå ðàçðÿäû, òåïëî, èñõîäÿùåå îò Ñîëíöà, à òàêæå îò ðàñêàëåííîé ïîâåðõíîñòè Çåìëè, èîíèçèðóþùåå è óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèÿ, ïîñòóïàþùèå èç êîñìîñà, ãëàâíûì îáðàçîì îò Ñîëíöà. Âóëêàíè÷åñêèå èçâåðæåíèÿ è ìåòåîðèòíûå âçðûâû ïîïîëíÿëè àòìîñôåðó ãàçàìè, âëàãîé, ðàñïûëåííûìè ìèíåðàëàìè. Êðîìå òîãî, êàê óæå îáñóæäàëîñü âûøå, çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ìèíåðàëüíîé ïûëè è ðåàêöèîííî-ñïîñîáíîé îðãàíèêè ïîñòóïàëî â àòìîñôåðó èç êîñìîñà. Íà äîñòàòî÷íîì óäàëåíèè îò ïîâåðõíîñòè óñòàíàâëèâàëñÿ áëàãîïðèÿòíûé ðåæèì äëÿ îðãàíè÷åñêèõ ñèíòåçîâ è äðóãèõ ýâîëþöèîííî çíà÷èìûõ âçàèìîäåéñòâèé. Âîñõîäÿùèå ïîòîêè òåïëà è ãàçîâ ïîääåðæèâàëè âçâåøåííûå ÷àñòèöû è êàïëè âëàãè íà óäàëåíèè îò ïîâåðõíîñòè. Ðåàêöèîííî-ñïîñîáíûå ñîåäèíåíèÿ, ñèíòåçèðîâàííûå èç ãàçîâ, è îðãàíè÷åñêèå ìîëåêóëû, ïðîíèêàþùèå â àòìîñôåðó èç êîñìîñà, ñêàïëèâàëèñü â êàïåëüêàõ âëàãè, ðàçìåðû êîòîðûõ íå áûëè ïîñòîÿííûìè. Ïåðåìåùàÿñü â íèñõîäÿùèõ è âîñõîäÿùèõ ïîòîêàõ, îíè ìîãëè óìåíüøèòüñÿ âïëîòü äî ïîëíîãî âûñûõàíèÿ, êîãäà îêàçûâàëèñü â íèæíèõ (ãîðÿ÷èõ) èëè â âåðõíèõ ñèëüíî ðàçðåæåííûõ ñëîÿõ àòìîñôåðû, à çàòåì, âåðíóâøèñü â íàñûùåííûå âëàãîé ñëîè, âíîâü óâåëè÷èâàëèñü â ðàçìåðàõ, îáîãàùàëèñü ðåàãåíòàìè, â òîì ÷èñëå àìèíîêèñëîòàìè, è öèêë ïîâòîðÿëñÿ. Ýòè ìåòàìîðôîçû ìîãëè èìåòü ïðèíöèïèàëüíîå çíà÷åíèå. Ïðè âûçâàííîì èñïàðåíèåì óìåíüøåíèè ðàçìåðîâ êàïåëü ñîäåðæàâøèåñÿ â íèõ âåùåñòâà êîíöåíòðèðîâàëèñü â äåñÿòêè è ñîòíè ðàç. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ñóùåñòâåííî óñêîðÿëèñü ñèíòåòè÷åñêèå ïðîöåññû. Ïðèñóòñòâîâàâøèå â êàïëÿõ ïûëèíêè ìåòàëëîâ, ãëèí è äðóãèõ ìèíåðàëîâ íå òîëüêî ïðåäîñòàâëÿëè òâåðäóþ ïîâåðõíîñòü äëÿ îðèåíòèðîâàííîé ñîðáöèè ðåàãåíòîâ, íî áëàãîäàðÿ âûõîäó íà ïîâåðõíîñòü îïðåäåëåííûõ, â òîì ÷èñëå çàðÿæåííûõ, ãðóïï îêàçûâàëèñü ñïîñîáíûìè êàòàëèçèðîâàòü ïðîèñõîäÿùèå íà èõ ïîâåðõíîñòè ðåàêöèè (Áåðíàë, 1969; Wachtershauser, 1988, 1994; de Duve and Miller, 1991). Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî â óñëîâèÿõ ïîâåðõíîñòíîé ñîðáöèè ìîãëè áûòü îñóùåñòâëåíû âàæíåéøèå ïðîöåññû, ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíûå â ÷èñòî âîäíîé ñðåäå.  ïåðâóþ î÷åðåäü, ýòî îòíîñèòñÿ ê îáðàçîâàíèþ ïåïòèäíûõ ñâÿçåé, ñîåäèíÿþùèõ àìèíîêèñëîòû â öåïî÷êó, îáðàçóþ31

ùóþ áåëîê (ïåïòèä), è ôîñôîýôèðíûõ ñâÿçåé, êîòîðûå, âîçìîæíî, ôîðìèðîâàëè ðàííèå àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìîëåêóëû. Áîëüøîå çíà÷åíèå äëÿ ïðîãðåññà äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ìîãëè èìåòü àêòû äðîáëåíèÿ-ñëèÿíèÿ êàïåëü, âíåøíå íàïîìèíàþùèå àêòû äåëåíèÿ-ñëèÿíèÿ êëåòîê, êîãäà îñóùåñòâëÿåòñÿ ïåðåðàñïðåäåëåíèå ìàòåðèàëà, âîçðàñòàåò ìíîãîîáðàçèå ñèíòåòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ è, ñîîòâåòñòâåííî, èõ ïðîäóêòîâ. Åñëè ðåàêöèè ñèíòåçà ïðåîáëàäàëè íàä äåñòðóêöèåé, àòìîñôåðà îáîãàùàëàñü âñå áîëåå ñëîæíîé, â òîì ÷èñëå ïîëèìåðíîé, îðãàíèêîé, ñãðóïïèðîâàííîé â ðàçíîîáðàçíûå êîìïëåêñû íà ïîâåðõíîñòè ïûëåâûõ ÷àñòèö. Î÷åâèäíî, ÷òî äîñòàòî÷íî ïðî÷íàÿ ñîðáöèÿ íà ïîâåðõíîñòÿõ, âûïîëíÿâøèõ ôóíêöèè êîíöåíòðàòîðà è êàòàëèçàòîðà, ìîãëà ïðîèñõîäèòü òîëüêî ïðè óìåðåííîé òåìïåðàòóðå. Íà ýòîì îñíîâàíèè Áàäà è Ëàçêàíî âûñòóïèëè ïðîòèâ øèðîêî ðàñïðîñòðàíèâøèõñÿ ïðåäñòàâëåíèé î çàðîæäåíèè æèçíè âáëèçè ïðèäîííûõ ãîðÿ÷èõ èñòî÷íèêîâ è âóëêàíîâ (Bada and Lazcano, 2002). Îäíàêî íåîáõîäèìûå äëÿ çàðîæäåíèÿ æèçíè ïðîöåññû ìîãëè îñóùåñòâëÿòüñÿ íà íåêîòîðîì óäàëåíèè îò èñòî÷íèêîâ òåïëà (ñì. Borgeson et al., 2002). Îêîëî 3.9 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, êîãäà çàòâåðäåëà êîðà è òåìïåðàòóðà ïîâåðõíîñòè ñòàëà íèæå 100° Ñ, çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü àòìîñôåðíîé âëàãè ïðîëèëàñü ëèâíÿìè, çàïîëíèâ îêåàíè÷åñêèå âûåìêè. Âìåñòå ñ âîäîé â îêåàíû è íà ïîâåðõíîñòü ïåðåìåñòèëàñü ñèíòåçèðîâàííàÿ â àòìîñôåðå îðãàíèêà. Ýòà îðãàíèêà âìåñòå ñ îðãàíèêîé, ïîñòóïàâøåé íåïîñðåäñòâåííî èç êîñìîñà, ÿâèëàñü êàê áû çàòðàâêîé äëÿ ïðîöåññîâ, ïðîäîëæèâøèõñÿ íà îêîí÷àòåëüíî çàñòûâøåé ïîâåðõíîñòè Çåìëè è â óæå íå ïîäâåðãàâøèõñÿ òîòàëüíîìó èñïàðåíèþ îêåàíàõ. Ïðåäïîëîæåíèå î ñóùåñòâîâàíèè â ïåðèîäû ãëîáàëüíîãî ïëàâëåíèÿ çåìíîé êîðû íèø, â êîòîðûõ ñîõðàíÿëàñü âîçìîæíîñòü ïðîäîëæåíèÿ è ðàçâèòèÿ ýâîëþöèîííûõ ïðîöåññîâ, ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü äîïóñòèìûé ñðîê äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè íà Çåìëå äî 500 ìëí ëåò. Òàêîé ñðîê ïðåäïîëàãàåò, ÷òî ýâîëþöèîííûé ïðîöåññ ìîã áûòü èíèöèèðîâàí åùå â ïåðèîä ôîðìèðîâàíèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è ñ òåõ ïîð íèêîãäà íå ïðåðûâàëñÿ.  ñâÿçè ñ ýòèì îòìåòèì åùå îäíó äîñòàòî÷íî èçÿùíóþ ãèïîòåçó ñáåðåæåíèÿ çåìíîé æèçíè íà ïåðèîä, êîãäà îáðóøèâøèéñÿ íà ïëàíåòó ìåòåîðèòíûé ëèâåíü ïëàâèë êîðó è èñïàðÿë îêåàí: êëåòêè è èõ ñïîðû ìîãëè ñîõðàíèòüñÿ â ìàòåðèàëå, âûáðîøåííîì â êîñìîñ ïðè èìïàêòàõ (Gladman et al., 2005). Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ýòîãî ãðóíòà, â èòîãå, âîçâðàùàåòñÿ íà Çåìëþ, ïðè÷åì ïðåáûâàíèå â êîñìîñå êàêîé-òî åãî ÷àñòè 32

ìîæåò îêàçàòüñÿ äîñòàòî÷íî äëèòåëüíûì äëÿ òîãî, ÷òîáû çàìóðîâàííûå â ãðóíòå êëåòêè âåðíóëèñü íà Çåìëþ óæå ïîñëå âîññòàíîâëåíèÿ íà íåé ñîâìåñòíûõ ñ æèçíüþ óñëîâèé. 2.5. Âîçìîæíûå ïóòè ïðåäêëåòî÷íîé ýâîëþöèè Áûëî áû áîëüøèì óïðîùåíèåì ïîëàãàòü, ÷òî îïèñàííàÿ âûøå õèìè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ, â õîäå êîòîðîé íàêàïëèâàëèñü âñå áîëåå ñëîæíûå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, íåïîñðåäñòâåííî ïðåäøåñòâîâàëà êëåòî÷íîé ýâîëþöèè, ò.å. ïîÿâëåíèþ æèçíè. Íà ñàìîì äåëå ñëåäóåò âûäåëèòü ïðåäêëåòî÷íûé ýòàï ýâîëþöèè, â õîäå êîòîðîãî ôîðìèðîâàëèñü êâàçèæèâûå êîìïëåêñû.  ýòèõ êîìïëåêñàõ ãëàâíûì êîìïîíåíòîì áûëè ïîëèìåðíûå ìîëåêóëû, ñïîñîáíûå ê âîñïðîèçâîäñòâó ïóòåì àâòîðåïëèêàöèè (Paul and Joyce, 2004). Èçâåñòíûå íàì àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìîëåêóëû âîñïðîèçâîäÿòñÿ íå íåïîñðåäñòâåííî, à ÷åðåç êîìïëåìåíòàðíóþ (ñòðóêòóðíî äîïîëíèòåëüíóþ) ðåïëèêó, ò.ê. êîìïëåìåíòàðíûå çâåíüÿ âçàèìîäåéñòâóþò çíà÷èòåëüíî áîëåå ýôôåêòèâíî, ÷åì èäåíòè÷íûå (ïðèíöèï êîìïëåìåíòàðíîãî óçíàâàíèÿ). Ïðè êîìïëåìåíòàðíîì ñèíòåçå ê êîíöó ðàñòóùåé öåïè ïîäêëþ÷àåòñÿ ìîíîìåð, íåñóùèé ìàòðè÷íûé ýëåìåíò, êîìïëåìåíòàðíûé ìàòðè÷íîìó ýëåìåíòó ñîîòâåòñòâóþùåãî çâåíà ðîäèòåëüñêîé öåïè, èãðàþùåé ðîëü ïîëèìåðíîé ìàòðèöû. Íîâûå öåïè îäíîçíà÷íî ñîîòâåòñòâóþò ðîäèòåëüñêèì öåïÿì, íî íå èäåíòè÷íû, à êîìïëåìåíòàðíû èì. Òîëüêî ïðè ñëåäóþùåì ðàóíäå ðåïëèêàöèè, ïðè êîòîðîì â êà÷åñòâå ìàòðèö âûñòóïàþò êîìïëåìåíòàðíûå ýëåìåíòû äî÷åðíåé öåïè, âîñïðîèçâîäèòñÿ êîìïëåìåíòàðíàÿ êîìïëåìåíòàðíîé, ò.å. èñõîäíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü çâåíüåâ, ïîñëå ÷åãî öèêë ïîâòîðÿåòñÿ âíîâü è âíîâü.  ñîâðåìåííûõ êëåòêàõ ïðèíöèï êîìïëåìåíòàðíîãî óçíàâàíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ïðè ðåïëèêàöèè íóêëåèíîâûõ êèñëîò: ìîëåêóë äåçîêñèðèáîíóêëåèíîâîé êèñëîòû (ÄÍÊ) è ðèáîíóêëåèíîâîé êèñëîòû (ÐÍÊ) (Áðåñëåð, 1963; Àëáåðòñ è äð., 1994). Ïðè ýòîì àâòîðåïëèöèðóþùèìèñÿ ÿâëÿþòñÿ ìîëåêóëû ÄÍÊ, à âñå òèïû êëåòî÷íîé ÐÍÊ ñèíòåçèðóþòñÿ ïî ÄÍÊ (èñêëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ÐÍÊ âèðóñîâ). Òîëüêî ó âèðóñîâ èìååò òàêæå ìåñòî îáðàòíûé ïðîöåññ: ñèíòåç ÄÍÊ ïî ÐÍÊ. Ìàòðè÷íûìè ýëåìåíòàìè â çâåíüÿõ íóêëåèíîâûõ êèñëîò ñëóæàò àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ, ïðèíàäëåæàùèå êëàññó ãåòåðîöèêëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Çà íåáîëüøèìè èñêëþ÷åíèÿìè â ñîâðåìåííîé æèâîé ïðèðîäå èñïîëüçóþòñÿ äâå ïàðû êîìïëåìåíòàðíûõ äðóã äðóãó îñíîâàíèé: 33

ãóàíèí – öèòîçèí è àäåíèí – óðàöèë (â ÄÍÊ, êàê ïðàâèëî, âìåñòî óðàöèëà èñïîëüçóåòñÿ òèìèí). Îäíàêî ïðåäñòàâëÿåòñÿ ìàëîâåðîÿòíûì, ÷òî ðàííèìè ñàìîâîñïðîèçâîäÿùèìèñÿ ñòðóêòóðàìè áûëè ìîëåêóëû ÄÍÊ èëè ÐÍÊ.  ìîäåëüíûõ ýêñïåðèìåíòàõ ñðåäè ïðîäóêòîâ îðãàíè÷åñêèõ ñèíòåçîâ ñàõàð ðèáîçà âñòðå÷àåòñÿ çíà÷èòåëüíî ðåæå äðóãèõ ñàõàðîâ (Shapiro, 1984, 1988), è òåì áîëåå ðåäêè íóêëåîçèäû ñ “ïðàâèëüíûì” ïîäêëþ÷åíèåì ê ðèáîçå àçîòèñòîãî îñíîâàíèÿ (â ïåðâîì ïîëîæåíèè). Ñ äðóãîé ñòîðîíû, íåïîñðåäñòâåííûå îáúåêòû êîìëåìåíòàðíîãî óçíàâàíèÿ, àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ, âïîëíå ìîãëè íàêàïëèâàòüñÿ â õîäå îðãàíè÷åñêèõ ñèíòåçîâ â ðàííåé àòìîñôåðå Çåìëè. Óæå â ïåðâûõ ìîäåëüíûõ ýêñïåðèìåíòàõ áûëî ïîêàçàíî, ÷òî àäåíèí, à òàêæå äðóãèå ïóðèíû ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû èç öèàíîâîäîðîäíîé êèñëîòû (HCN) (Oro, 1961; Ferris and Hagan, 1984; Borquez, 2005). Òàêæå ïðèñóòñòâîâàâøèé â ðàííåé àòìîñôåðå Çåìëè öèàíîàöåòèëåí ìîã ïîñëóæèòü èñõîäíûì ïðîäóêòîì äëÿ îáðàçîâàíèÿ ïèðèìèäèíîâ öèòîçèíà è óðàöèëà (Miller 1986; Ferris and Hagan, 1984). Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî âûñêàçàíî ñîìíåíèå â ðåàëüíîñòè ïðåáèîòè÷åñêîãî ñèíòåçà öèòîçèíà (Shapiro, 1999), ìíîãèå àâòîðû ñõîäÿòñÿ âî ìíåíèè, ÷òî àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ ñ ñàìîãî íà÷àëà âõîäèëè â ñîñòàâ ìîíîìåðîâ, èç êîòîðûõ ôîðìèðîâàëèñü öåïíûå ìîëåêóëû, îáåñïå÷èâàÿ àâòîðåïëèêàöèþ ýòèõ ìîëåêóë ïî ïðèíöèïó êîìïëåìåíòàðíîãî óçíàâàíèÿ. Ïîñëåäîâàòåëüíîñòè àçîòèñòûõ îñíîâàíèé â àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóëàõ, êàê è íûíå, ñëóæèëè äëÿ çàïèñè è ñîõðàíåíèÿ íàñëåäñòâåííîé èíôîðìàöèè. Ïðèíÿòî ñ÷èòàòü òàêæå, ÷òî çâåíüÿ áûëè àöèêëè÷åñêèìè è àõèðàëüíûìè (íå îáëàäàâøèìè îïòè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ) àíàëîãàìè íóêëåîòèäîâ. Îäíàêî íåò åäèíîãî ìíåíèÿ î âîçìîæíîé ñòðóêòóðå ñêåëåòíîé ÷àñòè çâåíüåâ è, ñîîòâåòñòâåííî, î ïðèðîäå ñâÿçåé, îáúåäèíÿþùèõ èõ â öåïíîé ìîëåêóëå.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ðàññìàòðèâàþòñÿ äâå îñíîâíûå êîíöåïöèè. Ñîãëàñíî îäíîé èç íèõ, â ðàííèõ àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóëàõ çâåíüÿ ñîåäèíÿëèñü, êàê è â íóêëåèíîâûõ êèñëîòàõ, ôîñôîäèýôèðíûìè ñâÿçÿìè. Îíè ìîãëè áûòü ñêîíñòðóèðîâàíû íà îñíîâå ãëèêîëÿ, àêðîëåèíà è äðóãèõ ìîëåêóë, êîòîðûå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê àöèêëè÷åñêèå ïðåäøåñòâåííèêè ðèáîçû (Joyce and Schwartz, 1987; Schwartz, 1997; Zhang et al., 2005). Ñîãëàñíî äðóãîé êîíöåïöèè, çâåíüÿ ñîåäèíÿëèñü àìèäíîé ñâÿçüþ ïîäîáíî àìèíîêèñëîòàì â áåëêå. Ìîíîìåðàìè â ýòîì ñëó÷àå ñëóæèëè àìèíîêèñëîòû, ó êîòîðûõ â êà÷åñòâå áîêîâûõ ãðóïï áûëè àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ. Ïîëèìåðíûå ìîëåêóëû ýòîãî òèïà ïîëó÷èëè íàçâàíèå ïåïòèä-íóêëåèíî34

âûõ êèñëîò (peptide nucleic acid, PNA). Èõ ìîæíî áûëî áû òàêæå íàçâàòü “èíôîðìàöèîííûå ïåïòèäû”. Òàêèå ìîëåêóëû ïîëó÷åíû â ëàáîðàòîðèè (Nielsen et al. 1991; Nelson et al., 2000; Fader and Trantrizos, 2002), ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î ðåàëüíîñòè èõ ñèíòåçà â õîäå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè. Ìàòðè÷íûé ñèíòåç öåïè ÏÍÊ ïî êîìïëåìåíòàðíîé ÏÍÊ òàêæå îñóùåñòâëåí ýêñïåðèìåíòàëüíî. Áîëåå òîãî, îêàçàëîñü, ÷òî â êà÷åñòâå êîìïëåìåíòàðíîé ìàòðèöû ïðè ñèíòåçå ÏÍÊ ìîæíî èñïîëüçîâàòü öåïü ÐÍÊ è, íàîáîðîò, ÐÍÊ ìîæåò áûòü ñèíòåçèðîâàíà ïî ÏÍÊ (Bohler et al. 1995). Ïîñëåäíèé ôàêò ïðåäñòàâëÿåòñÿ âåñüìà ñóùåñòâåííûì äëÿ ýâîëþöèè. Îí ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðè ïåðåõîäå ïî ìåðå ðàçâèòèÿ êëåòî÷íûõ ñèíòåçîâ îò ïðîñòåéøèõ àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóë ê áîëåå ñîâåðøåííûì ñòðóêòóðàì ìîãëà èìåòü ìåñòî ïðååìñòâåííîñòü ãåíåòè÷åñêèõ ñâîéñòâ, èíôîðìàöèÿ î êîòîðûõ çàøèôðîâàíà â ïîñëåäîâàòåëüíîñòè àçîòèñòûõ îñíîâàíèé. Àíàëîãè÷íûìè ñâîéñòâàìè îáëàäàþò òàêæå ãëèêîëü-íóêëåèíîâûå êèñëîòû (Zhang et al., 2005). Ìû íå çíàåì, êàêîé èìåííî âàðèàíò ñòðóêòóðû àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóë áûë ðåàëèçîâàí ïðè çàðîæäåíèè æèçíè. Âîçìîæíî, ïàðàëëåëüíî ôóíêöèîíèðîâàëè íåñêîëüêî òàêèõ ñòðóêòóð (Wu and Orgel, 1991). Ãëàâíîå, ÷òî óïîìÿíóòûå âûøå àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ñòðóêòóðû äåéñòâèòåëüíî ìîãëè âîçíèêíóòü â õîäå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè. Íåçàâèñèìî îò òîãî, êàêèå àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ è èíûå ñòðóêòóðû ôóíêöèîíèðîâàëè â ïðåäáèîëîãè÷åñêîì ìèðå, ïðîáëåìà êàòàëèçà èõ ñèíòåçà ñîõðàíÿåò àêòóàëüíîñòü. ßâëåíèå ïîâåðõíîñòíîãî êàòàëèçà ðåàêöèé ïîëèìåðèçàöèè ïðèâëåêëî âíèìàíèå èññëåäîâàòåëåé êàê ïîêà åäèíñòâåííîå íàó÷íî ïðàâäîïîäîáíîå îáúÿñíåíèå äîáèîëîãè÷åñêîãî îáðàçîâàíèÿ áåëêîâ è àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóë.  êà÷åñòâå ìèíåðàëîâ-êàòàëèçàòîðîâ îñîáîå âíèìàíèå èññëåäîâàòåëåé ïðèâëåêëè êàîëèí (ãëèíû) (Cairns-Smith, 1985), ïèðèò (FeS2) (Keller et al., 1994), ñóëüôèä æåëåçà (FeS) (Wachtershauser, 1988; Huber, 2003; Martin and Russell, 2003). Ïîâåðõíîñòü ýòèõ ìèíåðàëîâ íåñåò ñëàáûé ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä. Òàêîé çàðÿä îòòÿãèâàåò ýëåêòðîíû ñîðáèðîâàííûõ íà ïîâåðõíîñòè ìîëåêóë. Áëàãîäàðÿ ýòîìó îñëàáåâàþò âíóòðèìîëåêóëÿðíûå ñâÿçè è ïîâûøàåòñÿ ðåàêöèîííîñïîñîáíîñòü ìîëåêóë (èíûìè ñëîâàìè, êàê ïðè ëþáîì êàòàëèçå, ïîíèæàåòñÿ ýíåðãèÿ àêòèâàöèè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé). Êðîìå òîãî, ìîëåêóëû, ñîðáèðîâàííûå íà ïîâåðõíîñòè, ìîãóò áëóæäàòü ïî íåé, êàê áû ïîäûñêèâàÿ ïàðòíåðîâ ïî âçàèìîäåéñòâèþ. Ñîðáèðîâàííàÿ íà ïîâåðõíîñòè òâåðäîãî òåëà âîäà íàõîäèòñÿ â ñâÿçàííîì ñîñòîÿíèè, ÷òî ñíèæàåò 35

åå âîâëå÷åííîñòü â õèìè÷åñêèå ïðîöåññû. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ïðîöåññû êîíäåíñàöèè äîëæíû ïðîõîäèòü ýôôåêòèâíåå, ÷åì â âîäíîé ñðåäå. Ê òàêèì ïðîöåññàì îòíîñÿòñÿ îáðàçîâàíèå ïåïòèäíîé è ôîñôîýôèðíîé ñâÿçåé, ò.å. ñèíòåç áåëêîâ è àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóë. Äåéñòâèòåëüíî, íà âçâåøåííûõ â âîäíîì ðàñòâîðå àìèíîêèñëîò ÷àñòèöàõ êîëëîèäíûõ êîìïëåêñîâ ñóëüôèäîâ æåëåçà è íèêåëÿ â ïðèñóòñòâèè îêèñè óãëåðîäà (CO) áûëè ñèíòåçèðîâàíû ïåïòèäû (Huber and Wachtershauser 1998, 2006). Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî ïðîöåññ îñóùåñòâëÿëñÿ â îòíîñèòåëüíî ìÿãêèõ óñëîâèÿõ (ïðè òåìïåðàòóðå îêîëî 100° Ñ è íåéòðàëüíûõ çíà÷åíèÿõ pH). Òàêèå óñëîâèÿ ñ÷èòàþòñÿ òèïè÷íûìè äëÿ Çåìëè 4–3.9 ìëðä ëåò òîìó íàçàä. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî ïðåäøåñòâåííèêàìè ïðè ñèíòåçå ïåïòèäîâ áûëè íå ñàìè àìèíîêèñëîòû, à ïðèñóòñòâîâàâøèå â áîëüøåì êîëè÷åñòâå ìîäèôèöèðîâàííûå ïðåäøåñòâåííèêè (Taillades, 1998). Ýíåðãèÿ, íåîáõîäèìàÿ äëÿ îáðàçîâàíèÿ ïåïòèäíîé ñâÿçè, êàê è äëÿ äðóãèõ ðåàêöèé, ìîãëà äîñòàâëÿòüñÿ íå òîëüêî òåïëîì, íî òàêæå óæå óïîìèíàâøèìèñÿ äðóãèìè èñòî÷íèêàìè: ÓÔ-èçëó÷åíèåì è ýëåêòðè÷åñêèìè ðàçðÿäàìè. (Dickerson 1978). Ïîä äåéñòâèåì òåõ æå èñòî÷íèêîâ ñèíòåçèðîâàëèñü ñîåäèíåíèÿ, ñàìè ñïîñîáíûå áûòü äîíîðàìè ýíåðãèè. Ýòî ìîãëè áûòü íåîðãàíè÷åñêèå ïèðîôîñôàòû (Baltscheffsky and Baltscheffsky 1994), êîòîðûå îáðàçóþòñÿ, â ÷àñòíîñòè, èç âóëêàíè÷åñêîé ìàãìû ïðè ðàñïàäå P4O10 (Yamagata at al. 1991), à òàêæå ïîëèôîñôàòû è îðãàíè÷åñêèå ìàêðîýðãè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ (Kulaev, 1979; Westheimer, 1987). Îñóùåñòâëåíèå äîáèîëîãè÷åñêèõ ñèíòåçîâ íà ïîâåðõíîñòè ìèíåðàëîâ ïîçâîëÿëî ðåøèòü ñðàçó íåñêîëüêî, êàê êàçàëîñü íå ðåøàåìûõ âíå êëåòêè, ïðîáëåì: êîíöåíòðèðîâàíèå ðåàãåíòîâ â çîíå ðåàêöèè, êàòàëèç, ñäâèã ðàâíîâåñèÿ â ñòîðîíó ïîëèìåðèçàöèè. Åùå îäíî âàæíîå êà÷åñòâî îñóùåñòâëåííûõ íà ïîâåðõíîñòè ñèíòåçîâ: èõ ïðîäóêòû îñòàþòñÿ íà êàêîå-òî âðåìÿ â êîíòàêòå ñ ïîâåðõíîñòüþ è äðóã ñ äðóãîì.  ôîðìèðîâàâøèõñÿ íà ïîâåðõíîñòè êîìïëåêñàõ àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìîëåêóëû (ïðåäøåñòâåííèêè ÐÍÊ è ÄÍÊ), ïåïòèäû è äðóãèå ìîëåêóëû, â òîì ÷èñëå ñïîñîáíûå çàïàñàòü ýíåðãèþ, âñòóïàëè âî âçàèìîäåéñòâèÿ, âîñïðèíèìàåìûå êàê çà÷àòîê ìåòàáîëèçìà. Êëþ÷åâûì ýòàïîì ðàííåãî ìåòàáîëèçìà ìîãëà ñòàòü îðãàíèçàöèÿ âçàèìîäåéñòâèé, îáåñïå÷èâøèõ óñòàíîâëåíèå ýëåìåíòîâ îáðàòíîé ñâÿçè, êîãäà îïðåäåëåííûé ïðîäóêò ñïîñîáñòâóåò ñèíòåçó äðóãîãî, à ýòîò ïîñëåäíèé ñòèìóëèðóåò îáðàçîâàíèå ïåðâîãî. Îñîáîå çíà÷åíèå èìåëî óñòàíîâëåíèå òàêîé ñâÿçè ìåæäó ïåïòèäàìè è àâòîðåïëèöèðóþ36

ùèìèñÿ ìîëåêóëàìè. Ïåïòèäû, íåñìîòðÿ íà íåáîëüøèå ðàçìåðû, óæå ìîãëè èãðàòü ðîëü êàòàëèçàòîðà.  ÷àñòíîñòè, ñèíòåçèðîâàííûé â ëàáîðàòîðèè äèïåïòèä ãèñòèäèë-ãèñòèäèí ïðîÿâèë ñïîñîáíîñòü êàòàëèçèðîâàòü êàê ñèíòåòè÷åñêèå ïðîöåññû, òàê è ãèäðîëèç (Shen et al., 1990). Ïîýòîìó ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ïåïòèäû (áåëêè) ìîãëè áûòü â ÷èñëå ñàìûõ ðàííèõ ó÷àñòíèêîâ ïðåäáèîëîãè÷åñêîé ýâîëþöèè è îá ó÷àñòèè ïåïòèäîâ â îáðàçîâàíèè àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóë âïîëíå îïðàâäàíî, òåì áîëåå, ÷òî àìèíîêèñëîòû, èç êîòîðûõ ôîðìèðóþòñÿ ïåïòèäû, ìîãëè áûòü îáðàçîâàíû, êàê è àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ, èç HCN (Oro and Kamat, 1961; Oro and Guidry, 1961). Äðóãîé ýëåìåíò îáðàòíîé ñâÿçè – êîíòðîëü îáðàçîâàíèÿ ïåïòèäà ñî ñòîðîíû àâòîðåïëèöèðóþùåéñÿ ìîëåêóëû. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî àìèíîêèñëîòíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ïåïòèäà îïðåäåëÿëàñü ïðèëåãàâøèìè äðóã ê äðóãó ýëåìåíòàìè àâòîðåïëèöèðóþùåéñÿ ìîëåêóëû, êîòîðûå ñâÿçûâàëè è îïðåäåëåííûì îáðàçîì îðèåíòèðîâàëè ñîîòâåòñòâîâàâøèå èì àìèíîêèñëîòû (ïðèìåíèòåëüíî ê ÐÍÊ ñì. Ðàçäåë 3.2).  îáðàçîâàíèè ñâÿçåé ìåæäó àìèíîêèñëîòàìè ìîãëè ó÷àñòâîâàòü ýëåìåíòû òåõ æå àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóë. Ýòî ïðåäïîëîæåíèå îñíîâûâàåòñÿ íà íåäàâíî ïîäòâåðæäåííûõ äàííûõ, ñâèäåòåëüñòâóþùèõ, ÷òî â ñîâðåìåííîì ìèðå, â êîòîðîì, êàçàëîñü áû, áåçðàçäåëüíî ãîñïîäñòâóþò ôåðìåíòû áåëêîâîé ïðèðîäû, ðîëü ôåðìåíòà, îñóùåñòâëÿþùåãî â ðèáîñîìå ïðèñîåäèíåíèå î÷åðåäíîé àìèíîêèñëîòû ê êîíöó ðàñòóùåé áåëêîâîé öåïè, âûïîëíÿåò ýëåìåíò ðèáîñîìíîé ÐÍÊ (Nissen et al. 2000). Ýòè ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå, ïîëó÷åííûå íà ÐÍÊ, êîñâåííî ïîäòâåðæäàþò ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ñïîñîáíîñòüþ êîíòðîëèðîâàòü àìèíîêèñëîòíóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü è ñàì ñèíòåç ïåïòèäîâ ìîãëè îáëàäàòü è áîëåå ðàííèå, íå äîøåäøèå äî íàñ, àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìîëåêóëû.  ïîñëåäíèå ãîäû êàê ìîäåëè ðàííåé (íåôåðìåíòíîé) àâòîðåïëèêàöèè íóêëåèíîâûõ êèñëîò ðàññìàòðèâàþòñÿ ðàçëè÷íûå ìàòðè÷íûå êîíñòðóêöèè, õèìè÷åñêèå êàòàëèçàòîðû è ò.ä.  ýêñïåðèìåíòàõ ïî íåôåðìåíòíîé àâòîðåïëèêàöèè íóêëåèíîâûõ êèñëîò, êàê è â áèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåìàõ, èñïîëüçóåòñÿ ïðèíöèï êîìïëåìåíòàðíîñòè. Ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî êîðîòêèå ôðàãìåíòû îäíîíèòåâîé ÄÍÊ ìîãóò àññîöèèðîâàòü ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè èì (ãîìîëîãè÷íûìè) ó÷àñòêàìè áèñïèðàëüíîé ÄÍÊ.  îáðàçîâàâøåéñÿ ïðåðûâíîé òðîéíîé ñïèðàëè ïðèìûêàþùèå äðóã ê äðóãó ôðàãìåíòû ìîãóò áûòü âîññîåäèíåíû (ëåãèðîâàíû) ñ ïîìîùüþ N-öèàíèìèäàçîëà. Àíàëîãè÷íûì îáðàçîì ìîãóò áûòü âîññîåäèíåíû ôðàãìåíòû, 37

íàõîäÿùèåñÿ â ñîñòàâå ïðåðûâíîé áèñïèðàëè (Li and Nicolaou, 1994; Sievers and von Kiedrovski, 1994; Luther et al., 1998). Îòìåòèì, îäíàêî, ÷òî îò âîññîåäèíåíèÿ ôðàãìåíòîâ äî ðåàëüíîãî ñèíòåçà êîìïëåìåíòàðíîé íèòè ÄÍÊ èëè äðóãîé àâòîðåïëèöèðóþùåéñÿ ìîëåêóëû èç ìîíîìåðíûõ ïðåäøåñòâåííèêîâ åùå äàëåêî. Òåì íå ìåíåå, ìåõàíèçì ôîðìèðîâàíèÿ ïðîòÿæåííûõ öåïíûõ ìîëåêóë ïóòåì ñêðåïëåíèÿ êîðîòêèõ ôðàãìåíòîâ ìîã áûòü ïîëåçíûì â äîáèîëîãè÷åñêèå âðåìåíà è â ðàííèõ êëåòêàõ ïðè óñëîâèè îñóùåñòâëåíèÿ õèìè÷åñêîãî ñèíòåçà êîðîòêèõ ôðàãìåíòîâ èç ìîíîìåðîâ (Sievers and von Kiedrovski, 1994; Luther et al., 2001). Ñøèâêà ôðàãìåíòîâ íà ìàòðèöàõ ïîçâîëÿëà ñòóïåí÷àòî íàðàùèâàòü äëèíó öåïíûõ ìîëåêóë äî ðàçìåðîâ, ïîçâîëÿâøèõ ìîëåêóëàì âûïîëíÿòü èõ ôóíêöèè (â äàííîì ñëó÷àå, èíôîðìàöèîííûå). Ôàêòè÷åñêè, ýòîò ïðîöåññ ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ñàìóþ ðàííþþ è, åñòåñòâåííî, ïðèìèòèâíóþ ôîðìó ãåíåòè÷åñêîé ðåêîìáèíàöèè (Lehman, 2003). Ìåõàíèçì ñòóïåí÷àòîãî íàðàùèâàíèÿ ïåïòèäà ïóòåì ñîåäèíåíèÿ êîðîòêèõ öåïî÷åê íà áåëêîâîé æå ìàòðèöå òàêæå ìîã èìåòü ìåñòî (Lee et al., 1996; Yao et al., 1998; Paul and Joyce, 2004). Îáðàçîâàíèå ïðèìèòèâíûõ êëåòîê ñäåëàëî àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìîëåêóëû, à ñëåäîâàòåëüíî, è çàêëþ÷àâøèå èõ êëåòêè ïðåäìåòàìè Äàðâèíîâñêîãî îòáîðà. Èäåÿ î âîçìîæíîñòè íåôåðìåíòíîé àâòîðåïëèêàöèè íóêëåèíîâûõ êèñëîò ïðèâåëà íåêîòîðûõ àâòîðîâ ê âûâîäó î âòîðè÷íîñòè áåëêîâ. Âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî â ÐÍÊ ìèðå áåëêîâ åùå íå áûëî. Îäíàêî ó÷èòûâàÿ, ÷òî áåëêè, êàê è íóêëåèíîâûå êèñëîòû (ñêîðåå, àíàëîãè íóêëåèíîâûõ êèñëîò), ìîãëè áûòü îáðàçîâàíû â õîäå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè, èõ ó÷àñòèå â ïðåäáèîëîãè÷åñêèõ è ðàííåáèîëîãè÷åñêèõ ñèíòåòè÷åñêèõ ïðîöåññàõ ïðåäñòàâëÿåòñÿ âåñüìà âåðîÿòíûì. Ñëåäóåò êîñíóòüñÿ ÷àñòî ïîäíèìàåìîãî âîïðîñà, êàêèì îáðàçîì è â êàêîé ñòåïåíè â äîáèîëîãè÷åñêèå è ðàííåáèîëîãè÷åñêèå âðåìåíà ïðè ñèíòåçå “áèîëîãè÷åñêèõ” ïîëèìåðîâ, â ïåðâóþ î÷åðåäü áåëêîâ è íóêëåèíîâûõ êèñëîò, âûïîëíÿëîñü ïðàâèëî åäèíîîáðàçèÿ îïòè÷åñêèõ èçîìåðîâ. Àìèíîêèñëîòû, ñîñòàâëÿþùèå áåëêè, êàê è ñàõàðà, ñîñòàâëÿþùèå îñíîâó íóêëåèíîâûõ êèñëîò, îáëàäàþò àñèììåòðè÷åñêèì àòîìîì óãëåðîäà (âñå çàìåùàþùèå ãðóïïû ó ýòîãî àòîìà ðàçíûå), áëàãîäàðÿ ÷åìó ÿâëÿþòñÿ îïòè÷åñêè àêòèâíûìè (õèðàëüíûìè) âåùåñòâàìè. Êàæäîå èç íèõ ïðèñóòñòâóåò â ôîðìå äâóõ êîíôîðìàöèîííûõ d- è l-èçîìåðîâ (ýíàíòèîìåðîâ), âðàùàþùèõ ïëîñêîñòü ïîëÿðèçàöèè ñâåòà, ñîîòâåòñòâåííî, âïðàâî è âëåâî. Òàêèå èçîìåðû, áóäó÷è õèìè÷åñêè èäåíòè÷íû, íå ìîãóò áûòü ñîâìåùåíû äðóã ñ äðóãîì 38

ïîäîáíî êèñòÿì ïðàâîé è ëåâîé ðóêè. Î÷åâèäíî, ÷òî d- èëè l-èçîìåðû íå âçàèìîçàìåíÿåìû â áèîëîãè÷åñêèõ ïîëèìåðíûõ ìîëåêóëàõ (â òîì ÷èñëå óæå íà ýòàïå èõ ñèíòåçà), ò.ê. îñóùåñòâëåíèå ôåðìåíò-ñóáñòðàòíîé ðåàêöèè è äðóãèõ ôîðì ìåæìîëåêóëÿðíûõ âçàèìîäåéñòâèé, òðåáóåò òî÷íîãî ñîîòâåòñòâèÿ ïîçèöèé ó÷àñòâóþùèõ âî âçàèìîäåéñòâèè ãðóïï.  êëåòêå ýòà ïðîáëåìà ðåøàåòñÿ, êàê ïðàâèëî, îïðåäåëåííûì îáðàçîì: ñîîòâåòñòâóþùèå ôåðìåíòíûå ñèñòåìû ñèíòåçèðóþò òîëüêî l-èçîìåðû (àìèíîêèñëîòû) èëè d-èçîìåðû (ñàõàð ðèáîçà). Îãîâîðêà “êàê ïðàâèëî” íå ñëó÷àéíà, ò.ê. ñóùåñòâóþò è èñêëþ÷åíèÿ. Èçâåñòíû íå ÷àñòûå ñëó÷àè, êîãäà â îïðåäåëåííîé ïîçèöèè ïåïòèäà (íàïðèìåð ñèíòåçèðóåìîãî öèàíîáàêòåðèÿìè òîêñèíà) ïðèñóòñòâóåò íå l-, à d-èçîìåð, ñèíòåç êîòîðîãî êîíòðîëèðóþò ñîîòâåòñòâóþùèå ôåðìåíòíûå ñèñòåìû. Òàêîé ïåïòèä íå êîäèðóåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ãåíåòè÷åñêèì àïïàðàòîì êëåòêè, è, ñîîòâåòñòâåííî, åãî ñèíòåç íå îñóùåñòâëÿåòñÿ íà ðèáîñîìàõ.  ýòèõ ñëó÷àÿõ êîäèðóþòñÿ îáðàçîâàííûå l-àìèíîêèñëîòàìè ôåðìåíòû, êîòîðûå îáåñïå÷èâàþò ñèíòåç ïåïòèäà ñ âêëþ÷åííûìè â îïðåäåëåííûõ ïîçèöèÿõ d-àìèíîêèñëîòàìè. Ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî ïðè õèìè÷åñêèõ ñèíòåçàõ l- è d-ôîðìû àìèíîêèñëîò îáðàçóþòñÿ â ðàâíûõ êîëè÷åñòâàõ (ðàöåìè÷åñêàÿ ñìåñü).  ñâÿçè ñ ýòèì âîçíèê âîïðîñ, êàêèì îáðàçîì â ïðåäáèîëîãè÷åñêèõ è ðàííèõ áèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåìàõ ïðè ñèíòåçå áåëêà èç ðàöåìè÷åñêîé ñìåñè àìèíîêèñëîò îòáèðàëñÿ òîëüêî îäèí îïòè÷åñêèé èçîìåð. Ñîâðåìåííûå äàííûå âíîñÿò îïðåäåëåííóþ ÿñíîñòü â ýòó ïðîáëåìó. Ïðåæäå âñåãî, îíè íå ïîäòâåðæäàþò ïðåäïîëîæåíèå î ñòðîãîé ðàöåìè÷íîñòè ïðèñóòñòâîâàâøèõ íà ðàííåé Çåìëå àìèíîêèñëîò. Óñòàíîâëåíî, ÷òî â êîñìè÷åñêîé îðãàíèêå, äîñòàâëÿåìîé, â ÷àñòíîñòè, óãëèñòûìè õîíäðèòàìè, íåêîòîðûå àìèíîêèñëîòû â áîëüøåé ñòåïåíè ïðåäñòàâëåíû l-ýíàíòèîìåðàìè (Bada, 1997; Pizzarello and Cronin 2004). Òàêóþ àñèììåòðèþ ñâÿçûâàþò ñ êðóãîâîé ïîëÿðèçàöèåé (âîçìîæíî, íà êðèñòàëëèêàõ ëüäà) êîñìè÷åñêîãî óëüòðàôèîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ, ÿâëÿâøåãîñÿ ýíåðãåòè÷åñêèì êîìïîíåíòîì ïðè ñèíòåçå àìèíîêèñëîò êàê â àòìîñôåðå ðàííåãî Ñîëíöà, òàê è íà Çåìëå (Meierhenrich and Thiemann, 2004). Âîçìîæíî, ÷òî íåçíà÷èòåëüíîå ïðåîáëàäàíèå l-àìèíîêèñëîò ⠓ïåðâè÷íîì áóëüîíå” â ïåðèîä õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè ÿâèëîñü ïðè÷èíîé òîìó, ÷òî èìåííî ýòà ñòåðåîôîðìà áûëà “âûáðàíà” íà Çåìëå äëÿ êîíñòðóèðîâàíèÿ êëåòî÷íûõ áåëêîâ. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî â äðóãîé ÷àñòè Âñåëåííîé èëè äàæå íàøåé Ãàëàêòèêè, ãäå óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå ïîëÿðèçîâàíî â äðóãîì íàïðàâëåíèè, â ñìåñè õèìè÷åñêè ñèíòåçèðîâàííûõ àìèíîêèñëîò ïðåîáëàäàþò d-àìèíîêèñ39

ëîòû è, ñîîòâåòñòâåííî, êëåòî÷íûå áåëêè îáðàçîâàíû d-àìèíîêèñëîòàìè. Ïî ýòîé ïðè÷èíå äëÿ íàñ òàìîøíÿÿ ïèùà îêàçàëàñü áû íåñúåäîáíîé. Ïðèíöèïèàëüíî âàæíûé ðåçóëüòàò áûë ïîëó÷åí Õèòñîì è Ëóèçè (Hitz and Luisi, 2004). Àâòîðû ïîêàçàëè, ÷òî ïåïòèäû, ïîëó÷åííûå â âîäíîé ñðåäå èç ðàöåìàòà àìèíîêèñëîò, cîäåðæàò çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ãîìîõèðàëüíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé (d- èëè l-).  òîé æå ðàáîòå ïðîäåìîíñòðèðîâàíî, ÷òî ïåïòèäû ñ ãîìîõèðàëüíûìè ïîñëåäîâàòåëüíîñòÿìè èçáèðàòåëüíî ñîðáèðóþòñÿ íà òâåðäîé ïîâåðõíîñòè.  ñëó÷àå äàæå íåçíà÷èòåëüíîãî ïðåîáëàäàíèÿ â èñõîäíîé ñìåñè l-àìèíîêèñëîò (êàê, âîçìîæíî, è íà ðàííåé Çåìëå) ñðåäè ãîìîõèðàëüíûõ ïåïòèäîâ â çíà÷èòåëüíî áîëüøåé ñòåïåíè ïðåîáëàäàþò ïåïòèäû, îáðàçîâàííûå l-çâåíüÿìè (ýôôåêò óñèëåíèÿ). Äðóãèå àâòîðû (Saghatelian et al., 2001) ïîêàçàëè, ÷òî ñïåöèàëüíî ñêîíñòðóèðîâàííûé 32-çâåííûé ïåïòèäíûé ðåïëèêàòîð, èñïîëüçóÿ ðàöåìè÷åñêóþ ñìåñü ïåïòèäíûõ ôðàãìåíòîâ, îñóùåñòâëÿåò ñåëåêòèâíûé ïðîöåññ êîíäåíñàöèè, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî îáðàçóþòñÿ ãîìîõèðàëüíûå ïðîäóêòû. Íåäàâíî áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî àìèíîêèñëîòà ñåðèí îáðàçóåò âîñüìè÷ëåííûå ãîìîõèðàëüíûå êëàñòåðû, êîòîðûå ìîãëè ôîðìèðîâàòüñÿ è â ïðåáèîòè÷åñêèå âðåìåíà. Èõ âçàèìîäåéñòâèå ñ äðóãèìè ñòðóêòóðàìè òàêæå áûëî ñòåðåîñïåöèôè÷íûì (Nanita and Cooks, 2006). Âûøå áûëî îòìå÷åíî, ÷òî ïðîöåññ ïîëèìåðèçàöèè ìîã ïðîèñõîäèòü íå â ãîìîãåííîé ñðåäå, à ïðè ñîðáöèè ðåàãåíòîâ (â äàííîì ñëó÷àå àìèíîêèñëîò) íà òâåðäîé ïîâåðõíîñòè. Èõ âçàèìîäåéñòâèå ñ ïîâåðõíîñòüþ îñëàáëÿåò ñóùåñòâóþùèå ñâÿçè, êàòàëèçèðóÿ òåì ñàìûì îáðàçîâàíèå íîâûõ ñâÿçåé. Íåîáõîäèìûé äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ õèìè÷åñêîé ðåàêöèè òåñíûé êîíòàêò íàðàùèâàåìîãî êîíöà ïåïòèäà ñ ïðèñîåäèíÿåìîé àìèíîêèñëîòîé â óñëîâèÿõ ñîðáöèè íà òâåðäîé ïîâåðõíîñòè ìîæåò áûòü îáåñïå÷åí ïðè îïðåäåëåííîé âçàèìíîé îðèåíòàöèè ñîðáèðîâàííûõ ðåàãåíòîâ, ÷òî ìîæåò áûòü îáåñïå÷åíî èõ ãîìîõèðàëüíîñòüþ. Èìåÿ â âèäó íåêîòîðîå ïðåîáëàäàíèå l-àìèíîêèñëîò ⠓ïåðâè÷íîì áóëüîíå”, ñëåäóåò çàêëþ÷èòü, ÷òî õèðàëüíîñòü áîëüøåé ÷àñòè ïåïòèäîâ, ñèíòåçèðîâàííûõ íà òâåðäîé ïîâåðõíîñòè, äîëæíà áûëà îêàçàòüñÿ l-òèïà. Òàêèì îáðàçîì, ñóùåñòâåííîå ïðåîáëàäàíèå ìîíîõèðàëüíûõ ïåïòèäîâ (áåëêîâ), ñôîðìèðîâàííûõ èç l-àìèíîêèñëîò, ìîãëî ñóùåñòâîâàòü óæå íà ýòàïå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè.  êëåòêàõ ýòà ñïåöèôèêà çàêðåïëåíà ôåðìåíòàòèâíûì ñèíòåçîì l-àìèíîêèñëîò. Íåëüçÿ èñêëþ÷èòü, ÷òî íà ðàííèõ ýòàïàõ êëåòî÷íîé 40

ýâîëþöèè, êîãäà ñèíòåç ïåïòèäîâ ñòàëè êîíòðîëèðîâàòü àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìîëåêóëû, îòáîð èçîôîðì ìîã îñóùåñòâëÿòüñÿ ïðè ñâÿçûâàíèè è îðèåíòèðîâàíèè àìèíîêèñëîò ýëåìåíòàìè ýòèõ ìîëåêóë. Äåéñòâèòåëüíî, ñâÿçûâàþùèå àìèíîêèñëîòû ïåòëåâûå ýëåìåíòû ÐÍÊ ðàñïîçíàþò íå òîëüêî ñàìó àìèíîêèñëîòó, íî è åå êîíôîðìàöèþ, ñâÿçûâàÿ ïðåèìóùåñòâåííî l-àìèíîêèñëîòû (Geiger et al. 1996). Òàêèì îáðàçîì, â ñâîåé ñîâîêóïíîñòè èäåè ïîâåðõíîñòíîãî êàòàëèçà, óäåðæàíèÿ ñèíòåçèðîâàííûõ ìîëåêóë â ñîñòîÿíèè ñîðáöèè, ôîðìèðîâàíèÿ èç ýòèõ ìîëåêóë àíñàìáëåé ñ çà÷àòêàìè ñàìîîðãàíèçàöèè ïîçâîëÿþò ïðåäñòàâèòü, êàê ìîã îñóùåñòâëÿòüñÿ ïðèíöèïèàëüíî âàæíûé ýòàï ïðåäêëåòî÷íîé ýâîëþöèè, à òàêæå ïåðåõîä ê ðàííèì êëåòêàì. 2.6. Ïðèçíàêè, îòëè÷àþùèå æèâîå îò íåæèâîãî; ðàííèå êëåòêè Ïûëèíêó, êîòîðàÿ íåñëà àíñàìáëü, ñîñòàâëåííûé àâòîðåïëèöèðóþùèìèñÿ ìîëåêóëàìè, ïåïòèäàìè è äðóãèìè ìîëåêóëàìè, íåîáõîäèìûìè äëÿ ïîääåðæàíèÿ è àêòèâèçàöèè ñèíòåòè÷åñêîé àêòèâíîñòè, ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê äâóìåðíóþ (ïëîñêóþ) êâàçèêëåòêó. Ïðè íàêàïëèâàíèè èçáûòî÷íîãî êîëè÷åñòâà ñèíòåçèðîâàííûõ ïîëèìåðíûõ è äðóãèõ ìîëåêóë ÷àñòü èõ ñúåçæàëà ñ ïûëèíêè è âíîâü ñîðáèðîâàëàñü íà ñâîáîäíîé ïîâåðõíîñòè, ãäå ñèíòåçû âîçîáíîâëÿëèñü. Òàê ïðîèñõîäèëî ðàçìíîæåíèå êâàçèêëåòîê. Îäíàêî êîãäà-òî äîëæåí áûë ïðîèçîéòè ïåðåõîä ê îáðàçîâàíèÿì, áîëåå áëèçêèì íàñòîÿùèì êëåòêàì, â êîòîðûõ ìåòàáîëèðóþùèé êîìïëåêñ îðãàíè÷åñêèõ ìîëåêóë îêðóæåí ïîëóïðîíèöàåìîé îáîëî÷êîé, ïðîïóñêàþùåé âíóòðü íåîáõîäèìûå äëÿ ïîääåðæàíèÿ ìåòàáîëèçìà âåùåñòâà, íî èçîëèðóþùåé îò ñðåäû è îò äðóãèõ êëåòîê ïðîäóêòû êëåòî÷íûõ ñèíòåçîâ. Ïîëó÷åíû äàííûå, ñâèäåòåëüñòâóþùèå, ÷òî ôîðìèðîâàíèå òàêîé ìåìáðàíû ìîãëî áûòü ñòèìóëèðîâàíî ñàìîé ìèíåðàëüíîé ÷àñòèöåé, íåñóùåé ìóëüòèìîëåêóëÿðíûé êîìïëåêñ (Hanczyc et al., 2003). Òîëüêî ñ ïîÿâëåíèåì èçîëèðîâàííûõ àíñàìáëåé ìîãëà áûòü çàïóùåíà ýâîëþöèÿ ïî Äàðâèíó, â îñíîâå êîòîðîé ëåæèò åñòåñòâåííûé îòáîð. Ðàíåå òàêîé îòáîð áûë íåâîçìîæåí, ò.ê. íîâûå óäà÷íûå ïðîäóêòû èëè ïîëåçíûå ìîäèôèêàöèè óæå ïðèñóòñòâîâàâøèõ ðàíåå ïðîäóêòîâ ïðè ïîÿâëåíèè â îòêðûòîé ñèñòåìå, êàêîâîþ ÿâëÿåòñÿ ïîâåðõíîñòü ïûëèíêè, ìîãëè ýòó ïîâåðõíîñòü ïîêèíóòü è ïðèñîåäèíèòüñÿ ê äðóãîé “êâàçèêëåòêå”, ò.å. ñòàòü äîñòîÿíèåì âñåõ, ÷òî ïðåïÿòñòâîâàëî êîíêóðåí41

öèè è îòáîðó.  êà÷åñòâå ïðèìåðà ðàññìîòðèì ñëåäóþùóþ ñèòóàöèþ. Ïðè êîìïëåìåíòàðíîé ðåïëèêàöèè èíôîðìàöèîííîé (àâòîðåïëèöèðóþùåéñÿ) ìîëåêóëû ïðîèçîøëî ïîäêëþ÷åíèå íåêîìïëåìåíòàðíîãî çâåíà (ìóòàöèÿ). Âñëåäñòâèå èçìåíåíèÿ ñîñòàâà èíôîðìàöèîííîé ìîëåêóëû èçìåíèëàñü òàêæå åå êîíôîðìàöèÿ, áëàãîäàðÿ ÷åìó îêàçàëèñü èçìåíåíû ìàòðè÷íûå ñâîéñòâà ýòîé ìîëåêóëû ïðè îáðàçîâàíèè êîíòðîëèðóåìîãî åþ ïåïòèäà. Èçìåíåííûé âñëåäñòâèå ýòîãî ïåïòèä ïðèîáðåë íîâûå êà÷åñòâà, êîòîðûå ïîçâîëèëè åìó ëó÷øå ñïðàâëÿòüñÿ ñ âûïîëíÿåìîé ôóíêöèåé – àêòèâèçàöèåé êîìïëåìåíòàðíîé ðåïëèêàöèè èíôîðìàöèîííûõ ìîëåêóë. Âñëåäñòâèå îòêðûòîñòè ñèñòåìû ïåïòèäû, ñèíòåçèðîâàííûå íà ìîäèôèöèðîâàííîé ìàòðèöå, ìîãëè ðàññåèâàòüñÿ è ïðèñîåäèíÿòüñÿ ê äðóãèì ïîâåðõíîñòíûì àíñàìáëÿì.  ýòèõ àíñàìáëÿõ ðåïëèêàöèÿ íåìîäèôèöèðîâàííûõ èíôîðìàöèîííûõ ìîëåêóë îêàçûâàëàñü àêòèâèðîâàííîé òàê æå, êàê â àíñàìáëå, ïîðîäèâøåì èçìåíåííûé ïåïòèä. Ýòà “ôèëàíòðîïèÿ” íå ïîçâîëÿëà îñóùåñòâèòüñÿ â ïîëíîé ìåðå êîíêóðåíöèè è ïðîÿâëåíèþ ïðåèìóùåñòâ ìóòèðîâàâøåãî àíñàìáëÿ, ò.å. îòáîðó. Îáðàçîâàíèå îáîëî÷êè, ïðåïÿòñòâîâàâøåé âûõîäó â ñðåäó ñèíòåçèðîâàííûõ â àíñàìáëå ïðîäóêòîâ, êîðåííûì îáðàçîì ìåíÿëî ñèòóàöèþ. Ñ ýòèõ ïîð âñå èçìåíåíèÿ â ñòðóêòóðå èíôîðìàöèîííûõ ìîëåêóë, êàê áëàãîïðèÿòíûå, òàê è íåáëàãîïðèÿòíûå, ðàáîòàëè íà ïîëüçó èëè âî âðåä òîëüêî ñâîåé êëåòêå.  ðàññóæäåíèÿõ îá ýâîëþöèè ìû äîñòèãëè ýòàïà, êîãäà íåîáõîäèìî ââåñòè îïðåäåëåíèå, ÷åì æå îòëè÷àåòñÿ æèâîå îò íåæèâîãî, ò.å. ïîïûòàòüñÿ îòâåòèòü íà âîïðîñ, ÷òî åñòü æèçíü. Îäíî èç ïåðâûõ, åñëè íå ïåðâîå, íàó÷íîå îïðåäåëåíèå æèçíè â 60-å ãîäû 19-ãî âåêà äàë Ôðèäðèõ Ýíãåëüñ, çàÿâèâøèé: æèçíü åñòü ôîðìà ñóùåñòâîâàíèÿ áåëêîâûõ òåë. Ïðåäñòàâëåíèÿ, ñôîðìóëèðîâàííûå ÷åðåç 80 ëåò èçâåñòíûì ôèçèêîì Ýðâèíîì Øðåäèíãåðîì â êíèãå “×òî òàêîå æèçíü?”, ìàëî îòëè÷àþòñÿ îò ïðåäñòàâëåíèé Ýíãåëüñà. Øðåäèíãåð, êàê è Ýíãåëüñ, ïðèïèñûâàë áåëêó âñå îñíîâíûå ôóíêöèè â êëåòêå, â òîì ÷èñëå íàñëåäñòâåííûå. Îäíàêî ñïåöèàëèñòàì óæå áûëà èçâåñòíà ðàáîòà Ýâåðè è åãî ñîòðóäíèêîâ, îïóáëèêîâàííàÿ â 1944 ã. (Avery et al., 1944).  ýêñïåðèìåíòàõ ïî ïåðåíîñó íàñëåäóåìûõ ïðèçíàêîâ ó ïíåâìîêîêêîâ àâòîðû ïîêàçàëè, ÷òî òðàíñôîðìèðóþùèì íà÷àëîì, à ñëåäîâàòåëüíî, âåùåñòâîì, îáåñïå÷èâàþùèì íàñëåäñòâåííûå (ãåíåòè÷åñêèå) ñâîéñòâà êëåòêè, ÿâëÿåòñÿ ÄÍÊ, à íå áåëêè, êàê ñ÷èòàëîñü ðàíåå. Èìåííî ñ ýòîãî ìîìåíòà íà÷àëàñü ìíîãîêðàòíî îïèñàííàÿ ãîíêà, çàâåðøèâøàÿñÿ â 1953 ã. óñòàíîâëåíèåì Óîòñîíîì è 42

Êðèêîì áèñïèðàëüíîé ñòðóêòóðû ÄÍÊ (Watson and Crick, 1953a) è îïèñàíèåì èìè æå ìåõàíèçìà ïîëóêîíñåðâàòèâíîé ðåïëèêàöèè ÄÍÊ (Watson and Crick, 1953b). Êàê ñëåäñòâèå, â êà÷åñòâå æèâûõ áûëè ïðèçíàíû ñèñòåìû, â êîòîðûõ “îáÿçàòåëüíûìè êîìïîíåíòàìè ÿâëÿþòñÿ äâà âàæíåéøèõ êëàññà áèîïîëèìåðî⠖ áåëêè è íóêëåèíîâûå êèñëîòû” (Ýíãåëüãàðäò, 1984). Äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ â îáëàñòè ýâîëþöèè êëåòêè ïîêàçàëè, ÷òî â ðàííèõ êëåòêàõ íóêëåèíîâûì êèñëîòàì ìîãëè ïðåäøåñòâîâàòü ìåíåå ñëîæíî îðãàíèçîâàííûå íîñèòåëè íàñëåäñòâåííûõ ñâîéñòâ, òàêæå ñïîñîáíûå ê ïîëóêîíñåðâàòèâíîé ðåïëèêàöèè (íàïðèìåð, óæå óïîìèíàâøèåñÿ ÏÍÊ). Ïîýòîìó â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðåäëîæåíî áîëåå îáùåå îïðåäåëåíèå æèâîãî, ñîñòîÿùåå èç òðåõ ïîëîæåíèé: 1) Ñïîñîáíîñòü ê ñàìîâîñïðîèçâåäåíèþ, 2) Ñïîñîáíîñòü ê ðàçìíîæåíèþ, 3) Ñïîñîáíîñòü ê êîíêóðåíòíîé ýâîëþöèè. Ïðè ýòîì ïîäðàçóìåâàåòñÿ êëåòî÷íàÿ ñòðóêòóðà æèâîãî îðãàíèçìà, ïîëüçóþùåãîñÿ âíåøíèìè èñòî÷íèêàìè ýíåðãèè è ïîñòóïàþùèìè èç ñðåäû èñõîäíûìè ìàòåðèàëàìè äëÿ áèîõèìè÷åñêèõ ðåàêöèé. Ñîãëàñíî ïðèâåäåííîìó îïðåäåëåíèþ, îïèñàííûå âûøå äåëÿùèåñÿ ìóëüòèìîëåêóëÿðíûå êîìïëåêñû, êîòîðûå îòãîðîäèëèñü îò ñðåäû è äðóãèõ êîìïëåêñîâ ìàëîïðîíèöàåìîé ìåìáðàíîé, ñëåäóåò ðàññìàòðèâàòü êàê ñàìûå ïðèìèòèâíûå, íî óæå æèâûå êëåòêè. 2.7. Ïîïûòêè ìîäåëèðîâàíèÿ ïðèìèòèâíûõ êëåòîê  ðàííèõ ðàáîòàõ î ïðîèñõîæäåíèè æèçíè áûëà âûäâèíóòà èäåÿ ïðåäêëåòî÷íûõ ñòðóêòóð, ñóùåñòâóþùèõ â âîäíîé ñðåäå â ôîðìå “ìèêðîñôåð” (Fox, 1965; 1991) è “êîàöåðâàòíûõ êàïåëü” (Îïàðèí, 1966). Ìèêðîñôåðû ôîðìèðîâàëèñü èç ò.í. ïðîòåèíîèäî⠖ áåëêîâîïîäîáíûõ âåùåñòâ, îáðàçîâàííûõ ïóòåì òåðìè÷åñêîé ïîëèìåðèçàöèè íàáîðîâ àìèíîêèñëîò. Íåñìîòðÿ íà îòñóòñòâèå ëèïèäîâ, ìèêðîñôåðû îãðàíè÷åíû ïîõîæåé íà ìåìáðàíó ñòðóêòóðîé, ôîðìèðîâàíèå êîòîðîé çàâèñèò îò ïðèñóòñòâèÿ â ïðîòåèíîèäàõ çâåíüåâ ñ ãèäðîôîáíûìè áîêîâûìè ãðóïïàìè. Ïðè ìåõàíè÷åñêèõ âîçäåéñòâèÿõ ìèêðîñôåðû äðîáèëèñü (äåëèëèñü), ìîæíî áûëî òàêæå äîáèòüñÿ èõ ñëèÿíèÿ. Êîàöåðâàòíûå êàïëè êîíñòðóèðîâàëèñü èç ãîòîâûõ áåëêîâ, â òîì ÷èñëå ôåðìåíòîâ, íóêëåèíîâûõ êèñëîò, ïîëèñàõàðèäîâ, ëèïèäîâ, õëîðîôèëëà è äðóãèõ âåùåñòâ, êîòîðûå ìîæíî âñòðåòèòü â æèâîé êëåòêå. Ïîêàçàòåëüíî, ÷òî ôåðìåíòàòèâíûå ðåàêöèè â êîàöåðâàòíûõ êàïëÿõ ïðîòåêàëè ýôôåêòèâíåå, ÷åì â îêðóæàþùåé ñðåäå. Íàêàïëèâàÿ 43

ìàòåðèàë, êîàöåðâàòíûå êàïëè óâåëè÷èâàëèñü â ðàçìåðàõ è äåëèëèñü. Îäíàêî ðåàëüíî êîàöåðâàòíûå êàïëè, êîíñòðóèðîâàâøèåñÿ èç âåùåñòâ, õàðàêòåðíûõ äëÿ ñîâðåìåííûõ êëåòîê, âåñüìà äàëåêè îò ðàííèõ àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ êîìïëåêñîâ, êîòîðûå ïî ñîñòàâó áûëè íàìíîãî ïðèìèòèâíåå, íî ïîëíîñòüþ âîñïðîèçâîäèëèñü â äî÷åðíèõ ñòðóêòóðàõ.  ïîñëåäíèå ãîäû âíîâü ïðîÿâèëñÿ èíòåðåñ ê ïðîáëåìå ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èçó÷åíèÿ âîçìîæíûõ ñâîéñòâ ïðèìèòèâíûõ êëåòîê. Ýòîò èíòåðåñ îòðàçèëè êîíôåðåíöèè ïî èñêóññòâåííûì ôîðìàì æèçíè (äëÿ îáçîðà ñì. Rasmussen et al., 2004). Çäåñü ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî ñàìûå ðàííèå îòïå÷àòêè êëåòîê, îáíàðóæåííûå ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè íà Çåìëå, âîçðàñò êîòîðûõ 3.5 ìëðä ëåò, ïðèíàäëåæàò óæå êëåòêàì ñîâðåìåííîãî òèïà. Îäíàêî òîíêèå äåòàëè ñòðóêòóðû ýòèõ êëåòîê è, òåì áîëåå, ìîëåêóëÿðíûé ñîñòàâ ïðàêòè÷åñêè íåîïðåäåëèìû. Îòïå÷àòêè ïðåäøåñòâîâàâøèõ èì ïðèìèòèâíûõ êëåòîê âîîáùå íå íàéäåíû. Ïîýòîìó ëþáûå ñîâðåìåííûå âåðñèè ïðèìèòèâíûõ êëåòîê, äàæå óñïåøíûå, ìîãóò ðàññìàòðèâàòüñÿ ëèøü êàê ïðàâäîïîäîáíûå, íî îòíþäü íå îáÿçàòåëüíî ñóùåñòâîâàâøèå ñòðóêòóðû. Ïðåäëîæåíû íåñêîëüêî âàðèàíòîâ ìîäåëèðîâàíèÿ ïðèìèòèâíûõ êëåòîê, êîòîðûå ñîîòâåòñòâîâàëè áû ïðèâåäåííîìó âûøå îïðåäåëåíèþ æèâîãî. Òàê, èññëåäóþòñÿ ñèñòåìû, ñîäåðæàùèå ïåïòèä-íóêëåèíîâóþ êèñëîòó (ÏÍÊ) êàê îòíîñèòåëüíî ïðîñòîé àâòîðåïëèöèðóþùèéñÿ êîìïîíåíò. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìîëåêóëû (ïðîòîãåíû), ïðèíèìàÿ îïðåäåëåííûå êîíôîðìàöèè, ñìîãóò âûïîëíÿòü ìàòðè÷íûå è êàòàëèòè÷åñêèå ôóíêöèè (íàïðèìåð ïðè ñèíòåçå ïåïòèäîâ).  ñèñòåìàõ ïðèñóòñòâóþò òàêæå ïèãìåíòíûå êîìïëåêñû, ïðèçâàííûå îáåñïå÷èâàòü èõ ýíåðãèåé ïîçàèìñòâîâàííîé ó Ñîëíöà. Îáÿçàòåëüíûì ó÷àñòíèêîì òàêîé ñèñòåìû ÿâëÿåòñÿ ìåìáðàíà, îðãàíèçóþùàÿ âñå êîìïîíåíòû è èçîëèðóþùàÿ ñèñòåìó (êëåòêó) îò ñðåäû. Ýòà ìåìáðàíà ìîæåò áûòü îáðàçîâàíà ëèïèäàìè (ñì. Segre et al., 2001) èëè äðóãèìè, ñïîñîáíûìè îáðàçîâàòü ìåìáðàíó â âîäíîé ñðåäå, ñîåäèíåíèÿìè, íàïðèìåð ãåòåðîöèêëè÷åñêèìè, êîòîðûå áëàãîäàðÿ ïîñòóïëåíèþ èç êîñìîñà è ëîêàëüíûì ñèíòåçàì ïðèñóòñòâîâàëè â çíà÷èòåëüíîì êîëè÷åñòâå íà Çåìëå â ïåðèîä ñòàíîâëåíèÿ íà íåé æèçíè (Ehrenfreund et al., 2006). Îñíîâíàÿ çàäà÷à èññëåäîâàòåëåé – çàïóñòèòü â èñêóññòâåííî îðãàíèçîâàííûõ êëåòêàõ ñàìîïîääåðæèâàþùèåñÿ ñèíòåòè÷åñêèå è äðóãèå ïðîöåññû, êîòîðûå îáåñïå÷èëè áû èõ ðîñò è äåëåíèå.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ðàçíûì ãðóïïàì èññëåäîâàòåëåé óäàëîñü â ëèïèäíîì ïóçûðüêå îñóùåñòâèòü îòäåëüíûå ñèíòåçû, 44

â ÷àñòíîñòè ýêñïðåññèðîâàòü îïðåäåëåííûå áåëêè (Luisi et al., 2006), ïðîâåñòè àâòîðåïëèêàöèþ ÏÍÊ (Rasmussen et al., 2003). Âîçìîæíîñòü äåëåíèÿ ëèïèäíûõ ïóçûðüêîâ äîêàçàíà ýêñïåðèìåíòàëüíî (Hanczyc and Szostak, 2004; Luisi et al., 2004). Îäíàêî åùå ïðåäñòîèò ñäåëàòü ãëàâíîå: íàëàäèòü âçàèìîçàâèñèìûå ñèíòåòè÷åñêèå è äðóãèå ïðîöåññû, êîòîðûå îáåñïå÷àò âîñïðîèçâîäñòâî ñîäåðæèìîãî ïóçûðüêà è åãî äåëåíèå ñ îáðàçîâàíèåì äâóõ ïîëíîöåííûõ ñòðóêòóð, ñïîñîáíûõ ïîâòîðèòü öèêë. Ïî äîñòèæåíèè ýòîé öåëè ìåòàáîëèðóþùèå ïóçûðüêè ìîæíî áóäåò ïåðåèìåíîâàòü â èñêóññòâåííî ïîëó÷åííûå ïðèìèòèâíûå êëåòêè. Î÷åâèäíî, ÷òî â äåëÿùèõñÿ ïðèìèòèâíûõ êëåòêàõ îòñóòñòâîâàë ìåõàíèçì ýêâèâàëåíòíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóë ìåæäó äî÷åðíèìè êëåòêàìè. Ïîýòîìó â êëåòêå çà ïåðèîä ðîñòà äîëæíû áûëè ïðîéòè íåñêîëüêî öèêëîâ âîñïðîèçâîäñòâà ìîëåêóë, ÷òîáû ïðè äåëåíèè âåðîÿòíîñòü èõ ïîïàäàíèÿ â îáå äî÷åðíèå êëåòêè áûëà âåëèêà. Íàïîìíèì, ÷òî èìåííî òàêîâ ìåõàíèçì ñîõðàíåíèÿ ìèòîõîíäðèé â ïîêîëåíèÿõ ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê. Ñîáñòâåííûå âîçìîæíîñòè ðàííèõ êëåòîê áûëè âåñüìà îãðàíè÷åíû. Èõ ðàçâèòèå äîëæíî áûëî áûòü íàïðàâëåíî, â ïåðâóþ î÷åðåäü, íà ñîâåðøåíñòâîâàíèå àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ ìîëåêóë è óñêîðåíèå èõ ñèíòåçà. Ïðåäñòàâëÿåòñÿ ìàëîâåðîÿòíûì, ÷òîáû â ÷èñëå ïðîäóêòîâ ðàííèõ êëåòî÷íûõ ñèíòåçîâ áûëè ýëåìåíòû êëåòî÷íîé îáîëî÷êè. Òåì áîëåå ÷òî ýòè ýëåìåíòû, êàêîâûìè ìîãëè áûòü æèðíûå êèñëîòû, ëèïèäû, “ãèäðîôîáíûå” ïåïòèäû, íàêàïëèâàëèñü â ñðåäå êàê ïðîäóêòû õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé. Îá ýòîì ñâèäåòåëüñòâóþò ýêñïåðèìåíòû, âîññîçäàþùèå óñëîâèÿ, êîòîðûå ìîãëè ñóùåñòâîâàòü íà ðàííåé Çåìëå. Ñðåäè ïðîäóêòîâ áûëè, â ÷àñòíîñòè, îáíàðóæåíû ëèïèäû ôîñôàòèäèëõîëèí è ôîñôàòèäèëýòàíîëàìèí (Epps et al. 1978; Deamer, 1986). Ýòè ëèïèäû ïðèíàäëåæàò ê ÷èñëó îñíîâíûõ ñîñòàâëÿþùèõ ëèïèäíîãî áèñëîÿ, îáðàçóþùåãî ñòåíêè (ìåìáðàíû) ñîâðåìåííûõ êëåòîê. Äëÿ òàêèõ ìîëåêóë õàðàêòåðíî íàëè÷èå ãèäðîôèëüíîé ãîëîâêè è ãèäðîôîáíîãî êîíöà, îáðàçîâàííîãî ïðîòÿæåííûìè óãëåâîäîðîäíûìè öåïî÷êàìè. Ëèïèäû ñòðåìÿòñÿ ñàìîîðãàíèçîâàòüñÿ â áè-ñëîé, îáå ïîâåðõíîñòè êîòîðîãî ãèäðîôèëüíûå, à âíóòðåííÿÿ îáëàñòü, öåìåíòèðóþùàÿ áèñëîé, ñôîðìèðîâàíà èç ãèäðîôîáíûõ óãëåâîäîðîäíûõ öåïî÷åê. Òàì, ãäå ïðèñóòñòâîâàëà âëàãà, ëèïèäíûå áèñëîè îáðàçîâûâàëè ïîâåðõíîñòíûé ñëîé, ñîñòîÿâøèé ïðåèìóùåñòâåííî èç çàìêíóòûõ ìèêðîñòðóêòóð – âåçèêóë (ïóçûðüêîâ), âíóòðåííÿÿ ïîëîñòü êîòîðûõ áûëà çàïîëíåíà âîäíîé ñðåäîé. Âåçèêóëû ìîãëè çàõâàòûâàòü ïðèîáðåòøèå ñïîñîáíîñòü ê ìåòàáîëèçìó ìîëåêóëÿðíûå àíñàìáëè, ôîðìèðóÿ òàêèì îáðàçîì ðàííèå êëåòî÷íûå ñòðóêòóðû (Monnard and Deamer, 2002). 45

Ëèïèäíàÿ îáîëî÷êà ñîäåðæàëà ðàçíîîáðàçíûå âêðàïëåíèÿ, â ÷àñòíîñòè ïåïòèäû, íàðóøàâøèå ðåãóëÿðíîñòü ñòðóêòóðû áèñëîÿ, Ýòè âêðàïëåíèÿ îáëåã÷àëè òðàíñïîðò ÷åðåç ìåìáðàíó âåùåñòâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ æèçíåäåÿòåëüíîñòè êëåòêè. Ïðèìèòèâíûå êëåòêè ôîðìèðîâàëèñü íå òîëüêî íà îñíîâå ìîëåêóëÿðíûõ àíñàìáëåé, “ñïîëçøèõ” ñ ñîçäàâøåé èõ ïîâåðõíîñòè, íî è ñàìè êàòàëèòè÷åñêèå ïûëèíêè ìîãëè îêàçàòüñÿ âêëþ÷åííûìè â êëåòêè.  ýòîì ñëó÷àå ïîâåðõíîñòíûé êàòàëèç ñîõðàíÿëñÿ â êëåòêå, ÷òî ñóùåñòâåííî ïîâûøàëî åå âîçìîæíîñòè. Ïðåäëîæåíà ãèïîòåçà, îñíîâàííàÿ íà ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî ëèïèäíûå ìåìáðàíû ñ ñàìîãî íà÷àëà áûëè îñíîâîé, îáúåäèíèâøåé “ðåïëèêàòîðû” (íóêëåèíîâûå êèñëîòû èëè èõ ïðåäøåñòâåííèêè), êàòàëèçàòîðû, ïåïòèäû. Êîíêóðåíöèÿ ýòèõ âñå óñëîæíÿâøèõñÿ íóêëåî/ áåëêîâî/ëèïèäíûõ àíñàìáëåé ïðèâîäèëà ê îòáîðó âîñïðîèçâîäèâøèõñÿ íàèáîëåå òî÷íî è áûñòðî. Ñèìáèîòè÷åñêèå âçàèìîäåéñòâèÿ (ñëèÿíèÿ) óñêîðÿëè ýâîëþöèþ ýòèõ ïðîòî-îðãàíèçìîâ (Cavalier-Smith, 2001). Åñòåñòâåííî, ðàííèå êëåòêè íå ìîãëè îáåñïå÷èòü ðåãóëÿðíîñòü êëåòî÷íîãî äåëåíèÿ, âåñüìà ñëîæíîãî ìíîãîñòóïåí÷àòîãî ïðîöåññà. Êëåòî÷íîå äåëåíèå ìîãëî îñóùåñòâëÿòüñÿ ïðè ðàçðûâå îáîëî÷êè âñëåäñòâèå ïåðåïîëíåíèÿ êëåòêè ñèíòåçèðîâàííûìè ïðîäóêòàìè è ïðè ñëó÷àéíûõ ìåõàíè÷åñêèõ ïîâðåæäåíèÿõ, íàïðèìåð ïðè ïîïàäàíèè êëåòêè â òóðáóëåíòíîñòü. Ïðåäñòàâëÿåòñÿ î÷åâèäíûì, ÷òî æèçíü êëåòêè ìîãëà ïðîòåêàòü òîëüêî â âîäíîé ñðåäå, ãäå ÷åðïàëèñü ïðîäóêòû, ñëóæèâøèå êëåòêàì ïèòàíèåì, è ìîãëà ôîðìèðîâàòüñÿ ëèïèäíàÿ îáîëî÷êà. Ýëåêòðè÷åñêèé ðàçðÿä è âûñîêàÿ òåìïåðàòóðà, ñëóæèâøèå âàæíûìè èñòî÷íèêàìè ýíåðãèè ïðè äîêëåòî÷íûõ ñèíòåçàõ â àòìîñôåðå, íå ìîãëè áûòü ñòîëü æå ýôôåêòèâíî èñïîëüçîâàíû îáèòàâøèìè â âîäíîé ñðåäå êëåòêàìè. Îäíàêî ïî-ïðåæíåìó ýôôåêòèâíûì îñòàâàëîñü óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå Ñîëíöà, ñâîáîäíî äîñòèãàâøåå ïîâåðõíîñòè Çåìëè áëàãîäàðÿ îòñóòñòâèþ â àòìîñôåðå ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà, à ñëåäîâàòåëüíî, è ïîãëîùàþùåãî óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå îçîíîâîãî ñëîÿ (â çíà÷èòåëüíîì êîëè÷åñòâå êèñëîðîä ïîÿâèëñÿ â àòìîñôåðå Çåìëè ÷åðåç 1 ìëðä ëåò êàê ïîáî÷íûé ïðîäóêò ôîòîñèíòåçà). Îòñóòñòâèå ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà äàâàëî ïðåèìóùåñòâî ñèíòåòè÷åñêèì ïðîöåññàì ïåðåä îêèñëèòåëüíîé äåñòðóêöèåé, ÷òî áûëî âåñüìà ñóùåñòâåííûì â òîò ðàííèé ïåðèîä ýâîëþöèè, êîãäà ñêîðîñòü ñèíòåòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, â òîì ÷èñëå ïîëèìåðèçàöèè, áûëà åùå î÷åíü íèçêà. 46

Ñèíòåçèðîâàííûå ïîä äåéñòâèåì óëüòðàôèîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ ãåòåðîöèêëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ (ïèððîëû, èìèäàçîëû, èíäîëû, àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ, ïîðôèðèíû) ìîãëè ïåðåõâàòûâàòü ýíåðãèþ âèäèìîãî ñâåòà è èñïîëüçîâàòü åå íà îáðàçîâàíèå ìàêðîýðãè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Íà ðîëü òàêèõ ìàêðîýðãîâ, êîòîðûå îáåñïå÷èâàëè ýíåðãèåé ñèíòåòè÷åñêèå ïðîöåññû â ðàííèõ êëåòêàõ, à âîçìîæíî, è â ïðåäêëåòî÷íûõ ñèñòåìàõ, ïðî÷àò íåîðãàíè÷åñêèå ïîëèôîñôàòû, â ÷àñòíîñòè ïèðîôîñôàò (Baltscheffsky and Baltscheffsky, 1994).

47

Ãëàâà III. ÌÈÐ ÐÍÊ-ÄÍÊ 3.1. Ìèðû äî ÐÍÊ è ìèð ÐÍÊ Ìíîãèå èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, ÷òî ïåðâûì êëåòî÷íûì ìèðîì áûë ìèð ÐÍÊ (Ferris, 1999; Hoenigsberg, 2003). Îäíàêî ïî ïðè÷èíàì, ðàññìîòðåííûì âûøå, áîëåå ïðàâäîïîäîáíà âåðñèÿ, ñîãëàñíî êîòîðîé â ðàííèõ êëåòêàõ ôóíêöèîíèðîâàëè èíôîðìàöèîííûå àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìîëåêóëû, â êîòîðûõ àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ áûëè ïîäêëþ÷åíû ê ïðîñòî îðãàíèçîâàííûì ëèíêåðàì. Ýòè ëèíêåðû ìîãëè áûòü ñèíòåçèðîâàíû ïóòåì ïðåáèîòè÷åñêèõ ñèíòåçîâ. Îäèí èç âîçìîæíûõ ïðåäøåñòâåííèêîâ ÐÍÊ – óæå óïîìèíàâøàÿñÿ âûøå ïåïòèäíóêëåèíîâàÿ êèñëîòà (ÏÍÊ) – èìååò ñòðóêòóðó áåëêà (çâåíüÿ ñîåäèíåíû ïåïòèäíîé ñâÿçüþ), â êîòîðîì áîêîâûìè ãðóïïàìè ÿâëÿþòñÿ àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ (ñì. Ðàçäåë 2.5). Êîìïëåìåíòàðíûå íèòè ÏÍÊ ñïîñîáíû îáðàçîâàòü áèñïèðàëü è, ÷òî îñîáåííî âàæíî, êîìïëåìåíòàðíûå íèòè ÏÍÊ è ÐÍÊ îáðàçóþò ãèáðèäíóþ áèñïèðàëü. Ýêñïåðèìåíòàëüíî óñòàíîâëåíî, ÷òî ÏÍÊ ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà â êà÷åñòâå ìàòðèöû ïðè êîìïëåìåíòàðíîì ñèíòåçå ÐÍÊ (Bohler et al., 1995). Åñëè ÏÍÊ êàê èíôîðìàöèîííàÿ àâòîðåïëèöèðóþùàÿñÿ ñòðóêòóðà áûëà íåïîñðåäñòâåííûì ïðåäøåñòâåííèêîì ÐÍÊ, òî áëàãîäàðÿ ñòîëü âûñîêîé èõ ñîâìåñòèìîñòè ïåðåõîä ê ìèðó ÐÍÊ ìîã ïðîèçîéòè äîñòàòî÷íî ïëàâíî. Ýòîò ïåðåõîä áûë ïîäãîòîâëåí ïðèîáðåòåíèåì êëåòêàìè ñïîñîáíîñòè ïðîèçâîäèòü ñàõàð d-ðèáîçó, íóêëåîçèäû, ÿâëÿþùèåñÿ ïðîäóêòàìè ïðèñîåäèíåíèÿ îäíîãî èç ÷åòûðåõ àçîòèñòûõ îñíîâàíèé (àäåíèíà, ãóàíèíà, öèòîçèíà èëè óðàöèëà) ê d-ðèáîçå ïî óãëåðîäó Ñ1, è íóêëåîòèäû – ôîñôîðèëèðîâàííûå ìàêðîýðãè÷åñêèå ïðîèçâîäíûå íóêëåîçèäîâ (íóêëåîçèäòðèôîñôàòû). Èìåííî íóêëåîòèäû ÿâëÿþòñÿ çâåíüÿìè â öåïè ÐÍÊ. Ñàìè íóêëåîòèäû è ðÿä èõ íèçêîìîëåêóëÿðíûõ ïðîèçâîäíûõ ìîãëè áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ çàïàñàíèÿ è ïåðåíîñà ýíåðãèè, à òàêæå â êà÷åñòâå êîôåðìåíòîâ ó÷àñòâîâàòü â ôåðìåíòàòèâíîì êàòàëèçå, â òîì ÷èñëå â êîìïëåìåíòàðíîé àâòîðåïëèêàöèè ÐÍÊ. Íà ýòîì ïîïðèùå ÐÍÊ âûòåñíèëà ïðåäøåñòâî48

âàâøèå åé àâòîðåïëèöèðóþùèåñÿ ìàêðîìîëåêóëû. Ïåðâîíà÷àëüíî ìèð ÐÍÊ, â ïðèíöèïå, ìàëî îòëè÷àëñÿ îò òîãî, íà ñìåíó êîòîðîìó îí ïðèøåë. Ïðåäïîëîæèòåëüíî, äîñòàòî÷íî ïðîòÿæåííûå ìîëåêóëû ÐÍÊ áûëè îðãàíèçîâàíû ïîäîáíî èõ ïðåäøåñòâåííèêàì â ôîðìå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ïåòåëü, êîòîðûå ñåëåêòèâíî ñâÿçûâàëè îïðåäåëåííûå àìèíîêèñëîòû è ôèêñèðîâàëè èõ â ïîëîæåíèÿõ, áëàãîïðèÿòñòâîâàâøèõ îáðàçîâàíèþ ïîëèìåðíîé öåïè (Ðèñ. 1À). Òàêèì îáðàçîì, ìîëåêóëû ÐÍÊ îäíîâðåìåííî ñëóæèëè ìàòðèöàìè, ñâÿçûâàþùèìè àìèíîêèñëîòû, è êîäèðîâàëè àìèíîêèñëîòíóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ïåïòèäà (áåëêà). Ïðàâäîïîäîáíîñòü ýòîé ãèïîòåçû ïîäòâåðæäàåòñÿ äàííûìè î ðåàëüíîì ñóùåñòâîâàíèè ñòðóêòóð ÐÍÊ, ñïåöèôè÷åñêè ñâÿçûâàþùèõ îïðåäåëåííûå àìèíîêèñëîòû. Òàêàÿ ñòðóêòóðà áûëà ïåðâîíà÷àëüíî âûÿâëåíà â èíòðîíå ïðåäøåñòâåííèêà ðèáîñîìíîé ÐÍÊ òåòðàõèìåíû (Yarus, 1988). Ñîîòâåòñòâóþùèé ó÷àñòîê ÐÍÊ ñòàáèëüíî èçîãíóò â ôîðìå ïåòëè, ñôîðìèðîâàííîé êàê ïîëîñòü, êîòîðàÿ ñïåöèôè÷åñêè ñâÿçûâàåò àðãèíèí. Ïðè ýòîì îêàçàëîñü, ÷òî ÐÍÊ-ïåòëÿ ïðåäïî÷òèòåëüíî ñâÿçûâàåò L-ôîðìó àðãèíèíà, ò.å. îñóùåñòâëÿåò õèðàëüíóþ ñåëåêöèþ. Èçìåðåíèÿ êîíñòàíòû äèññîöèàöèè òàêîãî êîìïëåêñà ïîêàçàëè åãî âûñîêóþ ñòàáèëüíîñòü (Geiger et al., 1996). Âïîñëåäñòâèè áûëè îáíàðóæåíû ÐÍÊ ïåòëè, ñïåöèôè÷åñêè ñâÿçûâàþùèå ôåíèëàëàíèí è òðèïòîôàí (Zinnen and Yarus, 1995). Ýòè íàáëþäåíèÿ èìåþò ïðèíöèïèàëüíîå çíà÷åíèå.  ÷àñòíîñòè, îíè ïîäòâåðæäàþò âîçìîæíîñòü îñóùåñòâëåíèÿ õèðàëüíîé ñåëåêöèè àìèíîêèñëîò â ïåòëÿõ ïðèìèòèâíûõ ÐÍÊ-ìàòðèö.  ïåðèîä, êîãäà ñèíòåç àìèíîêèñëîò áûë àáèîòè÷åñêèì è, ñëåäîâàòåëüíî, â êëåòêó ïîñòóïàëè îáà îïòè÷åñêèõ èçîìåðà, ñïîñîáíîñòü ïåòåëü îñóùåñòâëÿòü ïåðâè÷íóþ ñåëåêöèþ ýíàíòèîìåðîâ (îïòè÷åñêèõ èçîìåðîâ) îáåñïå÷èâàëà îïòè÷åñêóþ îäíîðîäíîñòü ñôîðìèðîâàííîãî áåëêà. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî äëÿ îáðàçîâàíèÿ ïåïòèäíîé ñâÿçè â êëåòêå, ò.å. â äîñòàòî÷íî ìÿãêèõ óñëîâèÿõ, àìèíîêèñëîòû áûëè ïðåäâàðèòåëüíî àêòèâèðîâàíû.  ìîäåëüíûõ ýêñïåðèìåíòàõ îáðàçîâàíèå ïåïòèäîâ áûëî îñóùåñòâëåíî ïðè ïîëèêîíäåíñàöèè ýôèðîâ àëüôà-àìèíîêèñëîò (Fukuda et al., 1981). Ñîâðåìåííûé ìåõàíèçì àêòèâèðîâàíèÿ àìèíîêèñëîò – ïîäêëþ÷åíèå èõ ê 3´-OH êîíöó òÐÍÊ ñ îáðàçîâàíèåì ýôèðíîé ñâÿçè – â íåñêîëüêî èíîé ôîðìå ìîã áûòü ðåàëèçîâàí óæå íà ýòàïå ïðèìèòèâíîãî êîäèðîâàíèÿ ïåïòèäîâ íà îãàíèçîâàííîé â ôîðìå ïåòåëü ÐÍÊ-ìàòðèöå (Felden and Giege, 1998).  îáðàçîâàíèè õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé ìåæäó àìèíîêèñëîòàìè, óäåðæèâàåìûìè â ïåòëÿõ ÐÍÊ-ìàòðèöû, ìîãëè ó÷àñòâîâàòü êàê ÐÍÊ-ôåð49

ìåíòû (ðèáîçèìû), òàê è ôåðìåíòû áåëêîâîé ïðèðîäû. Ýòîò âîïðîñ îñòàåòñÿ îòêðûòûì. Îäíàêî â ñîâðåìåííîì àïïàðàòå òðàíñëÿöèè íà ðèáîñîìàõ ýòàï îáðàçîâàíèÿ ïåïòèäíîé ñâÿçè îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ó÷àñòèåì ýëåìåíòà ðèáîñîìíîé ÐÍÊ â êà÷åñòâå ðèáîçèìà (Joyce, 1989; Lhose and Szostak, 1996; Zhang and Cech, 1997). Õèìè÷åñêèå ìîäèôèêàöèè àçîòèñòûõ îñíîâàíèé, à òàêæå îøèáêè ïðè êîïèðîâàíèè (ïîäêëþ÷åíèå ê ðàñòóùåé öåïè íå êîìïëåìåíòàðíîãî ìàòðèöå àçîòèñòîãî îñíîâàíèÿ) ÿâëÿëèñü ïðè÷èíîé ìóòàöèé â ÐÍÊ-ìàòðèöàõ, êîòîðûå ïðèâîäèëè ê êîíôîðìàöèîííûì èçìåíåíèÿì ïåòåëü è îáåñïå÷èâàëè èõ èçìåí÷èâîñòü êàê àäàïòîðîâ àìèíîêèñëîò. Ñîîòâåòñòâåííî ýâîëþöèîíèðîâàëè êîíòðîëèðóåìûå ÐÍÊ-ìàòðèöàìè áåëêè. Äðóãîé êàðäèíàëüíûé ïóòü ìîäèôèêàöèè ÐÍÊ-ìàòðèö, èìåþùèé ñëåäñòâèåì ïîÿâëåíèå íîâûõ áåëêîâ, – ðåêîìáèíàöèÿ ìàòðèö êàê ïóòåì ïðÿìîãî îáìåíà ìàòåðèàëîì, òàê è ïî ìåõàíèçìó ïåðåìåíû ìàòðèöû ïðè ðåïëèêàöèè (Kogoma, 1996). Íåîáõîäèìûì ýëåìåíòîì ðàññìàòðèâàåìîãî ìåõàíèçìà ïðèìèòèâíîãî êîäèðîâàíèÿ áåëêîâ ÿâëÿåòñÿ ïëîòíàÿ óêëàäêà ÐÍÊ-ìàòðèöû, îáåñïå÷èâàþùàÿ åå êîìïàêòíîñòü è òåñíîå ïðèëåãàíèå ñîñåäíèõ ïåòåëü äðóã ê äðóãó (êàê ìîíåòû â ñòîïêå). Ïðè äîëæíîì îðèåíòèðîâàíèè àìèíîêèñëîò, ñâÿçàííûõ ñ ñîñåäíèìè ïåòëÿìè, èõ êîíöåâûå àìèíî è êàðáîêñèëüíàÿ ãðóïïû îêàçûâàëèñü äîñòàòî÷íî ñáëèæåííûìè äëÿ îáðàçîâàíèÿ õèìè÷åñêîé ñâÿçè. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî îïðåäåëåííàÿ êîíôîðìàöèÿ ìàòðè÷íîé ìîëåêóëû ÐÍÊ, îáåñïå÷èâàâøàÿ êîîðäèíèðîâàííóþ ïîçèöèþ ïåòåëü è èõ òåñíóþ óïàêîâêó, áûëà ñòàáèëèçèðîâàíà âçàèìîäåéñòâèåì áîêîâûõ ó÷àñòêîâ ñîñåäíèõ ïåòåëü. Èíòåðåñíî îòìåòèòü, ÷òî, õîòÿ â ñîâðåìåííîé ñèñòåìå òðàíñëÿöèè îñíîâíóþ ñòàáèëèçèðóþùóþ ôóíêöèþ âûïîëíÿåò ðèáîñîìà, âçàèìîäåéñòâèå ïåòëåâûõ ýëåìåíòîâ äâóõ ìîëåêóë òÐÍÊ, êîòîðûå äîñòàâèëè â ðèáîñîìó î÷åðåäíûå àìèíîêèñëîòû, ñîõðàíÿåò çíà÷åíèå êàê äîïîëíèòåëüíûé ñòàáèëèçèðóþùèé ôàêòîð (Smith and Yarus, 1989). 3.2. Ïåðåõîä ê ñîâðåìåííîìó ñïîñîáó êîäèðîâàíèÿ àìèíîêèñëîòíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé â áåëêàõ Ìèð ÐÍÊ ÿâèëñÿ ïåðåëîìíûì â ýâîëþöèè êëåòêè, ò.ê. â ðàìêàõ ýòîãî ìèðà ïðîèçîøåë ïåðåõîä îò îáðàçîâàíèÿ ïåïòèäîâ íà îðãàíèçîâàííûõ â ôîðìå ïåòåëü ìàòðèöàõ ê ñîâðåìåííîìó ñïîñîáó êîäèðîâàíèÿ íàñëåäñòâåííîé èíôîðìàöèè è îòäåëåííîìó îò ýòîãî ïðîöåññà 50

ñèíòåçó áåëêîâ â ñëîæíî îðãàíèçîâàííûõ ÐÍÊ-áåëêîâûõ ñòðóêòóðàõ – ðèáîñîìàõ.  ýòîì ñèíòåçå, ïîìèìî ðèáîñîìíûõ ÐÍÊ, ó÷àñòâóþò èíôîðìàöèîííûå (messendger) ÐÍÊ (ìÐÍÊ), â íóêëåîòèäíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòÿõ êîòîðûõ çàêîäèðîâàíû àìèíîêèñëîòíûå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè áåëêîâ, è àäàïòîðíûå èëè òðàíñïîðòíûå ÐÍÊ (òÐÍÊ), êîòîðûå ñâÿçûâàþòñÿ ñ îïðåäåëåííûìè àìèíîêèñëîòàìè è äîñòàâëÿþò èõ â ðèáîñîìû ê ýêñïîíèðîâàííûì êîäîíàì ìÐÍÊ. Îäíîé èç èíòðèãóþùèõ çàãàäîê ýâîëþöèè ÿâëÿåòñÿ âîïðîñ, ïîÿâèëèñü ìÐÍÊ è òÐÍÊ ñîãëàñîâàííî êàê “çàïëàíèðîâàííûå” ýëåìåíòû ñèñòåìû êîäèðîâàíèÿ áåëêîâ èëè âîçíèêëè íåçàâèñèìî, íå áóäó÷è èñõîäíî ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ öåëåé êîäèðîâàíèÿ. Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè îáùåïðèíÿòîãî ðåøåíèÿ ýòîé ïðîáëåìû íåò. Àâòîðó ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïðåäïî÷òèòåëüíîé ãèïîòåçà “íåöåëåâîãî” (ïî Äàðâèíó) îáðàçîâàíèÿ ýòèõ òèïîâ ÐÍÊ, êîòîðûå âïîñëåäñòâèè îêàçàëèñü òåñíî âçàèìîäåéñòâóþùèìè ýëåìåíòàìè íîâîé ñèñòåìû êîäèðîâàíèÿ è ñèíòåçà áåëêîâ. Èìåÿ â âèäó ýòó ãèïîòåçó, åùå ðàç îáðàòèì âíèìàíèå íà òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî ïåòëè ÐÍÊ-ìàòðèöû áûëè òåñíî ñáëèæåíû. Ýòî ìîãëî ïðèâåñòè â äåéñòâèå ïðîöåäóðó ðåïëèêàöèè (êîïèðîâàíèÿ) ñî ñìåíîé ìàòðèöû (copy choice) (Kogoma, 1996): ñáëèæåííûå ó÷àñòêè ïåòåëü, êîòîðûå ìû äîñòàòî÷íî óñëîâíî èìåíóåì òîðöåâûìè, ñëóæèëè ýëåìåíòàìè ïðåðûâèñòîé ìàòðèöû, ïî êîòîðîé øåë ñèíòåç íåïðåðûâíîé êîìïëåìåíòàðíîé êîïèè (Ðèñ. 1Á). Íóêëåîòèäíóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ýòîé “îãèáàþùåé” íèòè ìîæíî óñëîâíî ðàçáèòü íà ðÿä êîðîòêèõ ó÷àñòêîâ, êîòîðûå ñîîòâåòñòâîâàëè îïðåäåëåííûì ïåòëÿì (áûëè êîìïëåìåíòàðíû èõ òîðöåâûì ó÷àñòêàì) è ñëåäîâàëè â òîì æå ïîðÿäêå. Î÷åâèäíî, ÷òî áëàãîäàðÿ òàêîé ñòðóêòóðå, âîçíèêøàÿ ïåðâîíà÷àëüíî êàê ïîáî÷íûé ïðîäóêò “îãèáàþùàÿ” íèòü íåñëà èíôîðìàöèþ î ïîñëåäîâàòåëüíîñòè àìèíîêèñëîò â ïåïòèäå. Ýòà íèòü, êàê è äðóãèå ìîëåêóëû ÐÍÊ, ïîäâåðãàëàñü àâòîðåïëèêàöèè, áëàãîäàðÿ ÷åìó çàôèêñèðîâàííàÿ â íåé èíôîðìàöèÿ îêàçûâàëàñü òèðàæèðîâàíà â ïîòîìñòâå. Îäíàêî â óñëîâèÿõ ïðèìèòèâíîãî êîäèðîâàíèÿ áåëêîâ èíôîðìàöèîííûå âîçìîæíîñòè îãèáàþùèõ ÐÍÊ îñòàâàëèñü íåâîñòðåáîâàííûìè. Ïåðâîíà÷àëüíî îíè ìîãëè âûïîëíÿòü ðîëü äîïîëíèòåëüíîãî ñòàáèëèçàòîðà êîíôîðìàöèè ÐÍÊ-ìàòðèöû ñ òåñíî ñáëèæåííûìè ïåòëÿìè, îñóùåñòâëÿÿ ñ èõ òîðöàìè êîìïëåìåíòàðíîå âçàèìîäåéñòâèå. Îäíàêî â êëåòêàõ íàðÿäó ñ ïîëíûìè ÐÍÊ-ìàòðèöàìè ïðèñóòñòâîâàëè èõ ôðàãìåíòû, âîçíèêàâøèå êàê ïðè ïðåðûâàíèè ñèíòåçà ÐÍÊ-ìàòðèö, òàê è ïðè äåãðàäàöèè ïîëíûõ ìîëåêóë. Ñ ïîìîùüþ îãèáàþùåé ÐÍÊ ôðàãìåíòû ÐÍÊ-ìàòðèöû ìîãëè áûòü 51

À

Á

Â

Ã

Ðèñ. 1.

52

Ðèñ. 1. Ñõåìû, èëëþñòðèðóþùèå ãèïîòåçó ïåðåõîäà îò ïðèìèòèâíîãî ñèíòåçà ïðåäåòåðìèíèðîâàííûõ ïåïòèäîâ ê ñîâðåìåííîìó ãåíåòè÷åñêîìó êîäó. À. Îáðàçîâàíèå áåëêà (ïåïòèäà), çàïðîãðàììèðîâàííîãî ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ ïåòåëü-ïîëîñòåé åäèíîé ìîëåêóëû ÐÍÊ, ñâÿçûâàþùèõ àêòèâèðîâàííûå àìèíîêèñëîòû. Á. Òî æå. Ïîêàçàíà òàêæå “îãèáàþùàÿ” ÐÍÊ, íóêëåîòèäíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü êîòîðîé ñîîòâåòñòâóåò (êîìïëåìåíòàðíà) ðÿäó “òîðöî┠ïåòëåâûõ ýëåìåíòîâ ìàòðèöû. Â. Ñèíòåç ïåïòèäîâ íà ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ðàçäåëåííûõ ïîëîñòåé-ïåòåëü, íàáèðàåìûõ èç îáùåãî ïóëà. Ïîðÿäîê ïåòëåâûõ ýëåìåíòîâ â íàáîðå îïðåäåëÿåòñÿ ñâÿçûâàíèåì èõ òîðöåâûõ ó÷àñòêîâ ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè ó÷àñòêàìè «îãèáàþùåé» ÐÍÊ, âûïîëíÿþùåé òàêèì îáðàçîì ðîëü èíôîðìàöèîííîé ìîëåêóëû (ìÐÍÊ). Ñîîòâåòñòâåííî, ïåòëåâûå ýëåìåíòû â ýòîé ñõåìå ÿâëÿþòñÿ ïðåäøåñòâåííèêàìè òÐÍÊ. Ã. Ýïèçîä ñîâðåìåííîãî ñèíòåçà áåëêà íà ðèáîñîìå: ïðèñîåäèíåíèå î÷åðåäíîãî çâåíà ê ðàñòóùåé áåëêîâîé öåïè. Âñëåäñòâèå èçìåíåíèÿ ìåõàíèçìà óçíàâàíèÿ àäàïòîðàìè ñîîòâåòñòâóþùèõ àìèíîêèñëîò ïåòëè òÐÍÊ ïåðåñòàëè ïðåäñòàâëÿòü ñîáîþ «ïîëîñòè», õîòÿ â íèõ ïðèñóòñòâóþò íåîáõîäèìûå äëÿ óçíàâàíèÿ ñòðóêòóðíûå ýëåìåíòû. Ñõåìû Ðèñ. 1 ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ èëëþñòðàöèè îñíîâíûõ ïîëîæåíèé ãèïîòåçû è íå îòðàæàþò èñòèííîé êîíôîðìàöèè (óêëàäêè) ìàòðè÷íûõ ìîëåêóë ÐÍÊ. Äðóãèå ðàçúÿñíåíèÿ ïðèâåäåíû â òåêñòå. Ðèñóíîê ñîçäàí ïðè ó÷àñòèè Â.Â. Ãîðáåíêî.

âûñòðîåíû ⠓ïðàâèëüíîé” ïîñëåäîâàòåëüíîñòè, îáðàçóÿ â ñóììå ïîëíóþ ìàòðèöó. È ýòî óæå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ÷àñòè÷íóþ ðåàëèçàöèþ èíôîðìàöèîííûõ âîçìîæíîñòåé îãèáàþùèõ íèòåé. Äî ïîëíîé ðåàëèçàöèè ýòèõ âîçìîæíîñòåé îñòàâàëñÿ îäèí øàã: îáðàçîâàíèå ïóëà àâòîðåïëèöèðóþùèõñÿ àâòîíîìíûõ ÐÍÊ-àäàïòîðîâ, ñâÿçûâàâøèõ îòäåëüíûå àìèíîêèñëîòû è óçíàâàâøèõ ñîîòâåòñòâóþùèå èì ó÷àñòêè â èíôîðìàöèîííûõ íèòÿõ. Ïåðâîíà÷àëüíî àäàïòîðíûå ìîëåêóëû – ïðåäøåñòâåííèöû ñîâðåìåííûõ òðàíñïîðòíûõ ÐÍÊ (òÐÍÊ) – âîçíèêàëè êàê îäíîïåòëåâûå ôðàãìåíòû ÐÍÊ-ìàòðèöû. Ñôîðìèðîâàâøèéñÿ ïóë àâòîíîìíûõ ÐÍÊ-ïåòåëü îáåñïå÷èâàë ñâÿçûâàíèå âñåõ àìèíîêèñëîò, âõîäèâøèõ òîãäà â ñîñòàâ ïåïòèäîâ. “Çàðÿæåííûå” àìèíîêèñëîòàìè àâòîíîìíûå ïåòëè ìàòðè÷íîé ÐÍÊ áûëè òàêæå ñïîñîáíû ñâîèìè òîðöåâûìè ó÷àñòêàìè ïîäêëþ÷àòüñÿ ê ñîîòâåòñòâóþùèì (êîìïëåìåíòàðíûì) ó÷àñòêàì îãèáàþùåé ÐÍÊ. Ïðèíöèïèàëüíî âàæíûì äëÿ äàëüíåéøåé ýâîëþöèè êà÷åñòâîì ïóëà àâòîíîìíûõ àäàïòîðîâ àìèíîêèñëîò ñòàëà åãî óíèâåðñàëüíîñòü: îí ìîã áûòü èñïîëüçîâàí ïðè ñèíòåçå ëþáîãî ïåïòèäà â ïðèñóòñòâèè ñîîòâåòñòâóþùåé îãèáàþùåé ÐÍÊ. Ïåðåõîä ê ñîâðåìåííîìó ïðèíöèïó êîäèðîâàíèÿ àìèíîêèñëîòíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé è ê ñïîñîáó ïðî÷òåíèÿ ýòîãî êîäà ïðè ñèíòåçå áåëêà â ðèáîñîìå èëëþñòðèðóåò ñõåìà Ðèñ. 1Á: ñâÿçàâøèå àìèíîêèñëîòû ïåòëè-àäàïòîðû âûñòðîåíû â òîì æå ïîðÿäêå, ÷òî íà Ðèñ. 1A è Á, íî íå ïîòîìó, ÷òî îíè â ýòîì ïîðÿäêå ñâÿçàíû äðóã ñ äðóãîì â åäèíîé ìîëåêóëå, à ïîòîìó, ÷òî ïîëó÷èëè èíôîðìàöèþ 53

î ñâîåé ïîçèöèè áëàãîäàðÿ âçàèìîäåéñòâèþ ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè ó÷àñòêàìè îãèáàþùåé ÐÍÊ, ïðèíÿâøåé íà ñåáÿ ôóíêöèè ìÐÍÊ. Ó÷àñòêè, óçíàâàåìûå â ìÐÍÊ àäàïòîðíûìè ÐÍÊ, ïðåäñòàâëÿëè ñîáîþ êîäîíû, à èõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü êîäèðîâàëà îïðåäåëåííûé ïåïòèä. Ïîíà÷àëó íîâûé ñïîñîá êîäèðîâàíèÿ áåëêîâ ðàçâèâàëñÿ êàê âñïîìîãàòåëüíûé âàðèàíò “ïîä ïðèêðûòèåì” ïðîäîëæàâøåãî ôóíêöèîíèðîâàòü ïðèìèòèâíîãî ìåõàíèçìà. Ãëàâíûì ýâîëþöèîííûì ñòèìóëîì ê ïåðåêëþ÷åíèþ íà íîâûé ñïîñîá êîäèðîâàíèÿ áåëêîâ ÿâèëàñü âûñîêàÿ ðàöèîíàëüíîñòü ýòîãî ñïîñîáà, îñâîáîäèâøåãî êëåòêó îò íåîáõîäèìîñòè ñîäåðæàòü è ñîõðàíÿòü â ïîêîëåíèÿõ çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî (ïî ÷èñëó áåëêîâ) ÐÍÊ-ìàòðèö, ðàçìåðû êîòîðûõ ìíîãîêðàòíî ïðåâûøàëè ðàçìåðû ñîîòâåòñòâóþùèõ ìÐÍÊ. Ïîñëå ïåðåõîäà ê êîäèðîâàíèþ ñ ó÷àñòèåì ìÐÍÊ îòêðûëàñü âîçìîæíîñòü óâåëè÷åíèÿ êàê ÷èñëà, òàê è ðàçìåðîâ êëåòî÷íûõ áåëêîâ. Ñîîòâåòñòâåííî âîçðîñëè èõ ðàçíîîáðàçèå è êîíôîðìàöèîííàÿ ñëîæíîñòü, ÷òî ïîçâîëèëî êëåòêàì îñâîèòü íîâûå ïóòè ìåòàáîëèçìà, óñîâåðøåíñòâîâàòü ýíåðãåòèêó, êàðäèíàëüíî ïîâûñèòü ñêîðîñòü è òî÷íîñòü ñèíòåçîâ. Ïåðâîíà÷àëüíî õàðàêòåð ñâÿçûâàíèÿ àìèíîêèñëîò ñîîòâåòñòâóþùèìè èì àäàïòîðàìè ñîõðàíÿëñÿ òàêèì æå, êàê ïðè ïðèìèòèâíîì ñèíòåçå: ïîëîñòü, îáðàçîâàííàÿ ïåòëåé ÐÍÊ, êîíôîðìàöèîííî ñîîòâåòñòâîâàëà àìèíîêèñëîòå è óäåðæèâàëà åå â ñâÿçàííîì ïîëîæåíèè. Âïîñëåäñòâèè ìåõàíèçì ñâÿçûâàíèÿ áûë èçìåíåí. Îíî ñòàëî îñóùåñòâëÿòüñÿ ïðè ïîñðåäíè÷åñòâå áåëêîâûõ ôåðìåíòîâ àìèíîàöèë-òÐÍÊñèíòåòàç, ïîäêëþ÷àþùèõ àìèíîêèñëîòû ê 3´-êîíöåâîìó àäåíîçèíó ñîîòâåòñòâóþùåãî àäàïòîðà (òÐÍÊ). Ïðè ýòîì èçìåíèëîñü íàçíà÷åíèå ïåòëåâîé îáëàñòè â ìîëåêóëàõ òÐÍÊ. Åå ñòðóêòóðà ñîõðàíèëà ñïåöèôè÷íîñòü, íî ïðåîáðàçîâàëàñü ñîîòâåòñòâåííî íîâîìó íàçíà÷åíèþ – ñëóæèòü îáúåêòîì óçíàâàíèÿ äëÿ ñïåöèôè÷åñêîé àìèíîàöèëòÐÍÊ-ñèíòåòàçû. Ïðåäëàãàåìàÿ ìîäåëü ïîçâîëÿåò óäîâëåòâîðèòåëüíî îáúÿñíèòü ïðîèñõîæäåíèå ðÿäà õàðàêòåðíûõ îñîáåííîñòåé ñîâðåìåííîãî ãåíåòè÷åñêîãî êîäà, â ÷àñòíîñòè, ïîÿâëåíèå “áåññìûñëåííûõ êîäîíîâ”, îáðûâàþùèõ ñèíòåç ïåïòèäà íà ðèáîñîìå. Ïðè ñèíòåçå áåëêà ïî åäèíîé ÐÍÊ-ìàòðèöå èõ ðîëü âûïîëíÿëè ïåòëè, êîòîðûå âîîáùå íå ñâÿçûâàëè àìèíîêèñëîòó (Ðèñ. 1A). Òàêèå ïåòëè ðàçäåëÿëè äâà ïåïòèäà, îáðàçîâàííûå íà åäèíîé ÐÍÊ-ìàòðèöå.  ïóëå ðàçäåëèâøèõñÿ ïåòåëüàäàïòîðî⠓ïóñòîé” ïåòëåâîé ýëåìåíò íå çàêðåïèëñÿ çà íåíàäîáíîñòüþ, íî ñîîòâåòñòâóþùèé åìó êîäîí ñîõðàíèëñÿ â ìÐÍÊ (Ðèñ. 1Á). 54

 ñõåìàõ Ðèñ. 1, èëëþñòðèðóþùèõ ãèïîòåçó âîçíèêíîâåíèÿ ñîâðåìåííîãî ñïîñîáà êîäèðîâàíèÿ áåëêîâ, èñïîëüçîâàí íûíåøíèé òðåõíóêëåîòèäíûé (òðåõáóêâåííûé) êîä. Îäíàêî íà ðàííåì ýòàïå ïåðåõîäà ê ñîâðåìåííîìó ñïîñîáó êîäèðîâàíèÿ êîä, âåðîÿòíî, áûë èíûì. Ëîãè÷íî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ÷èñëî áóêâ â íåì áûëî íå òðè, à íå ìåíåå ÷åì ñåìü–äåâÿòü. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ýíåðãèÿ êîìïëåìåíòàðíîãî êîäîí-àíòèêîäîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ìîãëà îáåñïå÷èòü ñòàáèëüíîñòü êîìïëåêñà íà âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ îáðàçîâàíèÿ ïåïòèäíîé ñâÿçè. Áîëüøîé ðàçìåð ðàííåãî êîäîíà ìîã òàêæå â îòñóòñòâèå ñïåöèàëüíîãî ìåõàíèçìà îáåñïå÷èâàòü ñîáëþäåíèå ðàìêè ñ÷èòûâàíèÿ. Ïðè òðåõáóêâåííîì êîäå âñå âîçìîæíûå 64 òðèïëåòà çàäåéñòâîâàíû, ò.å. çà èñêëþ÷åíèåì òðåõ ñòîï-êîäîíîâ îíè ìîãóò áûòü óçíàíû ñîîòâåòñòâóþùèìè òÐÍÊ. Ïîýòîìó ñìåùåíèå ðàìêè ñ÷èòûâàíèÿ â ìÐÍÊ, êîäèðóþùåé îïðåäåëåííûé ïåïòèä, íà îäíó èëè äâå áóêâû íå ïðåðûâàëî áû ñèíòåçà, íî èçìåíèëî áû ïîñëåäîâàòåëüíîñòü êîäîíîâ, ò.å. ïðèâåëî áû ê ïîÿâëåíèþ “íåïðàâèëüíîãî” ïåïòèäà. Ïðè ñîâðåìåííîì ñèíòåçå áåëêà íà ðèáîñîìàõ îñóùåñòâëÿåòñÿ êîíòðîëü íà÷àëà ñ÷èòûâàíèÿ ñî ñòàðòîâîãî êîäîíà, îïðåäåëÿþùåãî N-êîíöåâóþ àìèíîêèñëîòó è îäíîâðåìåííî îáîçíà÷àþùåãî íà÷àëî ðàìêè ñ÷èòûâàíèÿ. Îäíàêî òðóäíî ðàññ÷èòûâàòü íà òî, ÷òî êîíòðîëü ñîáëþäåíèÿ ðàìêè ñ÷èòûâàíèÿ óæå îñóùåñòâëÿëñÿ â ðàííèõ âåðñèÿõ ñîâðåìåííîãî ñïîñîáà êîäèðîâàíèÿ. Ðîëü êîíòðîëèðóþùåãî ôàêòîðà â ñîáëþäåíèè ðàìêè ñ÷èòûâàíèÿ ìîãëè ñûãðàòü áîëüøèå ðàçìåðû êîäîíà. Ïðè ñåìèáóêâåííîì êîäå è ÷åòûðåõ óçíàâàåìûõ ýëåìåíòàõ (àçîòèñòûõ îñíîâàíèÿõ) ÷èñëî âîçìîæíûõ âàðèàíòîâ êîäîíîâ îêîëî 16 000. Î÷åâèäíî, ÷òî ÷èñëî ôóíêöèîíèðîâàâøèõ ÐÍÊ-àäàïòîðîâ è, ñîîòâåòñòâåííî, “îñìûñëåííûõ” (ñîîòâåòñòâîâàâøèõ îïðåäåëåííûì àìèíîêèñëîòàì) êîäîíîâ áûëî ìíîãîêðàòíî íèæå. Àáñîëþòíîå áîëüøèíñòâî ïîòåíöèàëüíûõ êîäîíîâ íå èìåëî àäàïòîðîâ. Ïîýòîìó âîïðîñ îá èñïîëüçîâàíèè “íåïðàâèëüíîé” ðàìêè ñ÷èòûâàíèÿ âîîáùå íå ñòîÿë: ñóùåñòâîâàëà åäèíñòâåííàÿ ðàìêà, îáåñïå÷åííàÿ àäàïòîðàìè íà âñåì ïðîòÿæåíèè.  íåé îñóùåñòâëÿëñÿ ñèíòåç çàïðîãðàììèðîâàííîãî ïåïòèäà. Âïîñëåäñòâèè, êîãäà ñôîðìèðîâàëñÿ äåéñòâóþùèé ïîíûíå àïïàðàò ñèíòåçà áåëêîâ (Ðèñ. 1Â), âêëþ÷àþùèé ðèáîñîìó, êîòîðàÿ íàðÿäó ñ äðóãèìè ôóíêöèÿìè îñóùåñòâëÿåò óçíàâàíèå ñòàðòîâîãî êîäîíà â ìÐÍÊ, êîíòðîëèðóåò ïîñëåäîâàòåëüíîå ïîäêëþ÷åíèå “çàðÿæåííûõ” àìèíîêèñëîòàìè òÐÍÊ è ñòàáèëèçèðóåò êîäîí-àíòè55

êîäîííîå âçàèìîäåéñòâèå äî ìîìåíòà ôîðìèðîâàíèÿ ïåïòèäíîé ñâÿçè, ðàçìåð êîäîíà áûë ðåäóöèðîâàí äî íåîáõîäèìîãî ìèíèìóìà – òðèïëåòà. Âîçìîæíûé õîä ýâîëþöèè ãåíåòè÷åñêîãî êîäà ðàññìàòðèâàëñÿ ðàíåå (Fitch and Upper, 1987). 3.3. Òðàíñôîðìàöèÿ ìèðà ÐÍÊ â ìèð ÐÍÊ-ÄÍÊ Íîâûé ñêà÷îê â ýâîëþöèè êëåòêè ñâÿçàí ñ ïîÿâëåíèåì ÄÍÊ è ïåðåõîäîì ê íåé ôóíêöèé îñíîâíîãî íîñèòåëÿ ãåíåòè÷åñêîé èíôîðìàöèè. Ýâîëþöèîííî ýòîò ïåðåõîä áûë îáóñëîâëåí ìåíüøåé ñêëîííîñòüþ ÄÍÊ ê ãèäðîëèçó (Áðåñëåð, 1963) è, ñîîòâåòñòâåííî, áîëåå âûñîêîé ïðî÷íîñòüþ ïîëèíóêëåîòèäíîé öåïè. Ïîñëåäíåå îáñòîÿòåëüñòâî ïîçâîëÿåò ÄÍÊ ôîðìèðîâàòü çíà÷èòåëüíî áîëåå äëèííûå ìîëåêóëû, ÷åì ýòî âîçìîæíî ó ÐÍÊ.  ñîâðåìåííîé êëåòêå òîëüêî ÄÍÊ ÿâëÿåòñÿ àâòîðåïëèöèðóþùåéñÿ ìîëåêóëîé è ïðèñóòñòâóåò â ôîðìå äâóíèòåâîé ìîëåêóëû (áèñïèðàëè). Âñå êëåòî÷íûå ÐÍÊ ñèíòåçèðóþòñÿ â ôîðìå îäíîíèòåâûõ ìîëåêóë ïóòåì êîìïëåìåíòàðíîãî êîïèðîâàíèÿ “ñìûñëîâîé” íèòè äâóíèòåâîé ÄÍÊ-ìàòðèöû. Èìåííî äâóíèòåâàÿ ñòðóêòóðà ÄÍÊ ïîâëåêëà ôîðìèðîâàíèå öåëîé ñåðèè ðåïàðàöèîííûõ ñèñòåì, ñïîñîáíûõ óçíàâàòü è óñòðàíÿòü äåôåêòû â îäíîé íèòè, èñïîëüçóÿ èíôîðìàöèþ, êîòîðóþ íåñåò êîìïëåìåíòàðíàÿ íèòü. Ýòè ïðåîáðàçîâàíèÿ â ñòðóêòóðå è ìåòàáîëèçìå êëåòêè, îáåñïå÷èâøèå ïîâûøåííóþ óñòîé÷èâîñòü åå ãåíåòè÷åñêîãî àïïàðàòà, áûëè ðåàëèçîâàíû â õðîìîñîìàõ, ñîäåðæàùèõ äâîéíóþ íèòü ÄÍÊ ïðîòÿæåííîñòüþ â íåñêîëüêî ìèëëèîíîâ íóêëåîòèäíûõ çâåíüåâ. Ðåçêî âîçðîñëî è ïåðåñòàëî áûòü ëèìèòèðóþùèì ôàêòîðîì â ýâîëþöèè îáùåå êîëè÷åñòâî ãåíåòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà, êîòîðûì ñïîñîáíà óïðàâëÿòü êëåòêà (ò.å. ñîõðàíÿòü, ðåïëèöèðîâàòü, ýêâèâàëåíòíî ðàñïðåäåëÿòü â ïîòîìñòâå, êîíòðîëèðîâàòü ñ÷èòûâàíèå èíôîðìàöèè).  ñîâðåìåííîì ìèðå íà ïåðâîì ìåñòå – ñêîðîñòü è êîíòðîëèðóåìîñòü ìåòàáîëè÷åñêîãî ïðîöåññà. Ïîýòîìó â ãåíàõ, ïîìèìî ñòðóêòóðíûõ ó÷àñòêîâ, êîäèðóþùèõ áåëêè èëè ôóíêöèîíàëüíûå ÐÍÊ (òðàíñïîðòíûå, ðèáîñîìíûå è äð.), ïðèñóòñòâóþò ðåãóëÿòîðíûå îáëàñòè, êîòîðûå ïðè ó÷àñòèè áåëêîâ àêòèâàòîðîâ è ðåïðåññîðîâ êîíòðîëèðóþò òðàíñêðèïöèþ. Ñëîæíûå è ïî÷òè áåçîøèáî÷íûå ïðîöåäóðû ñèíòåçà áåëêà è ðåïëèêàöèè ÄÍÊ – ëó÷øèå ïîäòâåðæäåíèÿ âûñîêîé îðãàíèçîâàííîñòè ìîëåêóëÿðíî-áèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ñîâðåìåííîì ìèðå. Îíè îñóùåñòâëÿþòñÿ ïðè ïðîòÿãèâàíèè êîäèðóþùèõ ìàòðèö (ñîîòâåòñòâåí56

íî, èíôîðìàöèîííîé ÐÍÊ è ðàçäåëåííûõ ðîäèòåëüñêèõ íèòåé ÄÍÊ), ïîäîáíî ëåíòå êîíâåéåðà ÷åðåç ñèíòåçèðóþùèé àïïàðàò, ñìîíòèðîâàííûé â ñïåöèàëüíûõ îðãàíåëëàõ, ðèáîñîìàõ è ðåïëèñîìàõ, êîòîðûå ìîæíî ñ÷èòàòü ìîëåêóëÿðíûìè ôàáðèêàìè èëè, ÷òî çâó÷èò áîëåå ñîâðåìåííî, íàíîôàáðèêàìè. Ðåäêèå îøèáêè, äîïóñêàåìûå ïðè âîñïðîèçâåäåíèè ÄÍÊ ôåðìåíòàìè ÄÍÊ-ïîëèìåðàçàìè è êîððåêòàçàìè, ïðèâîäÿò ê âêëþ÷åíèþ â ñèíòåçèðóåìóþ íèòü íóêëåîòèäíîãî çâåíà, íåêîìïëåìåíòàðíîãî ìàòðè÷íîìó çâåíó. Îíè ÿâëÿþòñÿ òåìè ñàìûìè ìóòàöèÿìè, êîòîðûå ëåæàò â îñíîâå Äàðâèíîâñêîé ýâîëþöèè. Åñëè áû ìåõàíèçì âîñïðîèçâåäåíèÿ ÄÍÊ ñòàë àáñîëþòíî òî÷íûì, òî ýâîëþöèÿ ñîøëà áû íà íåò. Æèçíü ìîãëà áû ñîõðàíÿòüñÿ òîëüêî ïðè íåèçìåííûõ óñëîâèÿõ ñðåäû, ÷òî ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî.  îñíîâíûõ ÷åðòàõ, ðàáîòà âíóòðèêëåòî÷íûõ ìîëåêóëÿðíûõ ôàáðèê – ñèíòåç áåëêà íà ðèáîñîìàõ (Watson, 1963; Ãàâðèëîâà è Ñïèðèí, 1967; Êèðèëëîâ è Ñåìåíêîâ, 1984; Spirin, 2004) è ïîëóêîíñåðâàòèâíàÿ ðåïëèêàöèÿ ÄÍÊ â ðåïëèñîìàõ (Ìîñåâèöêèé, 1976; Alberts, 1984; Kornberg, 1985) – îïèñàíà áîëåå òðèäöàòè ëåò òîìó íàçàä, îäíàêî íåêîòîðûå âàæíûå äåòàëè îñòàþòñÿ íåâûÿñíåííûìè è ïîíûíå. Îòïå÷àòêè êëåòîê, êîòîðûå óæå áûëè ïîõîæè íà ñîâðåìåííûõ áàêòåðèé, îáíàðóæåíû â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ, âîçðàñò êîòîðûõ äîñòèãàåò 3.5 ìëðä ëåò (Schopf, 1993, 2006). Åñòü îñíîâàíèÿ ïîëàãàòü, ÷òî ãåíåòè÷åñêèé êîä, îôîðìèâøèéñÿ óæå òîãäà èëè äàæå ðàíüøå, âïîñëåäñòâèè íå ïðåòåðïåë ñóùåñòâåííûõ èçìåíåíèé. Âûñîêóþ ñòàáèëüíîñòü ãåíåòè÷åñêîãî êîäà ìîæíî îáúÿñíèòü îïàñíîñòüþ ëþáîé ïåðåêîäèðîâêè – èçìåíåíèÿ íàçíà÷åíèÿ òîãî èëè èíîãî òðèïëåòà. Ïåðåêîäèðîâêà âîçìîæíà âñëåäñòâèå ìóòèðîâàíèÿ ãåíà òÐÍÊ â ó÷àñòêå, ïðåäñòàâëÿþùåì àíòèêîäîí. Î÷åâèäíî, ÷òî ìóòèðîâàâøàÿ òÐÍÊ áóäåò óçíàâàòü â ìÐÍÊ íîâûé òðèïëåò (êîäîí), ñîîòâåòñòâóþùèé èçìåíåííîìó àíòèêîäîíó. Ïðè ýòîì ìóòàíòíàÿ òÐÍÊ ñîõðàíÿåò ñïåöèôè÷íîñòü ïî îòíîøåíèþ ê àìèíîêèñëîòå. Ýòî ïðèâåäåò ê òîìó, ÷òî ïðàêòè÷åñêè âñå áåëêè îêàæóòñÿ ìíîæåñòâåííî ìóòàíòíûìè, ÷òî íåèçáåæíî ðàññòðîèò ìåòàáîëèçì êëåòêè è âûçîâåò åå ãèáåëü. Ïîñëå âîçíèêíîâåíèÿ ïðàêëåòêè (ñòâîëîâîé ëèíèè) ýâîëþöèÿ ïðîÿâèëàñü â àêòèâíîì âèäîîáðàçîâàíèè, ïðè÷åì áûëè è òàêèå êàðäèíàëüíûå ðåøåíèÿ, êàê âîçíèêíîâåíèå îêîëî 1.7 ìëðä ëåò òîìó íàçàä ýóêàðèîòè÷åñêèõ (ñíàáæåííûõ ÿäðîì) êëåòîê, à çàòåì íà èõ îñíîâå – âñåãî ðàçíîîáðàçèÿ ìíîãîêëåòî÷íûõ îðãàíèçìîâ (ñì. Hedges et al., 2004). Âìåñòå ñ òåì, íå èçâåñòíî íè îäíîãî ñëó÷àÿ îòñòóïëåíèÿ îò óæå ïðèñóòñòâîâàâøèõ â ïðàëèíèè áàçîâûõ àòðèáóòîâ ñîâðåìåííîé 57

ãåíåòèêè è ìîëåêóëÿðíîé áèîëîãèè. Òàê, ïðàêòè÷åñêè â íåèçìåííîì âèäå ñîõðàíåí îáùèé äëÿ âñåãî æèâîãî ìèðà Çåìëè ãåíåòè÷åñêèé êîä. Îáùèìè ÿâëÿþòñÿ òàêæå ìåõàíèçìû ðåïëèêàöèè ÄÍÊ, ñèíòåçà ÐÍÊ (òðàíñêðèïöèÿ), îáðàçîâàíèÿ áåëêîâ (òðàíñëÿöèÿ) è ìíîãèå äðóãèå áèîõèìè÷åñêèå ïðîöåññû. Îïðåäåëåííûå ðàçëè÷èÿ, âîçíèêøèå óæå â ðàçäåëèâøèõñÿ âåòâÿõ ïîòîìñòâà ïðàêëåòêè è ïîòîìó âûÿâëÿåìûå ïðè ñðàâíèòåëüíîì àíàëèçå (ñì. Ðàçäåë 7.3), òîëüêî ïîä÷åðêèâàþò óíèâåðñàëüíîñòü ãëàâíûõ ãåíåòè÷åñêèõ ïðèíöèïîâ è áèîõèìè÷åñêèõ ìåõàíèçìîâ. Áûëî áû îïðîìåò÷èâî óòâåðæäàòü, ÷òî îïðåäåëåííûå èçìåíåíèÿ ýòèõ ïðèíöèïîâ è ìåõàíèçìîâ íåâîçìîæíû. Ñîâðåìåííûé ìèð ïðèíÿòî ñ÷èòàòü ìèðîì ÄÍÊ. Ïåðåõîä îò ìèðà ÐÍÊ ê ýòîìó ìèðó çàôèêñèðîâàí â ðÿäå ñîõðàíèâøèõñÿ ïîíûíå ïðîöåäóð, â êîòîðûõ ïðè ïðîèçâîäñòâå ñïåöèôè÷íûõ äëÿ ÄÍÊ ñòðóêòóð èñïîëüçóþòñÿ èõ àíàëîãè èç ìèðà ÐÍÊ. Òàê, ïðåäøåñòâåííèêè ÄÍÊ äåçîêñèðèáîíóêëåîòèäû ñèíòåçèðóþòñÿ èç ðèáîíóêëåîòèäîâ, à äåçîêñèðèáîíóêëåîòèä, íåñóùèé õàðàêòåðíîå äëÿ ÄÍÊ àçîòèñòîå îñíîâàíèå òèìèí, îáðàçóåòñÿ èç äåçîêñèðèáîíóêëåîòèäà, ñîõðàíèâøåãî õàðàêòåðíîå äëÿ ÐÍÊ îñíîâàíèå óðàöèë, ïóòåì ìåòèëèðîâàíèÿ ïîñëåäíåãî. Îäíàêî ïåðåõîä îò ìèðà ÐÍÊ ê ìèðó ÄÍÊ îñòàëñÿ íåçàâåðøåííûì.  ñîâðåìåííîì ìèðå ÄÍÊ ïåðåíÿëà ôóíêöèþ ñîõðàíåíèÿ íàñëåäñòâåííîé èíôîðìàöèè, â òî âðåìÿ êàê âñÿ îïåðàòèâíàÿ äåÿòåëüíîñòü îñòàëàñü çà ÐÍÊ. Ïîýòîìó áîëåå ïðàâèëüíî èìåíîâàòü åãî ÐÍÊ-ÄÍÊ-ìèðîì. Ñàìî äâîéíîå íàèìåíîâàíèå óêàçûâàåò íà ïðîìåæóòî÷íîå ñîñòîÿíèå ýòîãî ìèðà. Ïåðåõîä ê èñòèííîìó ìèðó ÄÍÊ, â êîòîðîì ÐÍÊ óòðàòèëà áû âñå ñâîè ôóíêöèè è áûëà áû èñêëþ÷åíà èç êëåòî÷íîãî ìåòàáîëèçìà, îçíà÷àë áû íîâûé ýòàï ðàöèîíàëèçàöèè ýòîãî ïðîöåññà, à ñëåäîâàòåëüíî, è æèçíåäåÿòåëüíîñòè âñåé êëåòêè, ò.å., êàçàëîñü áû, ÿâëÿåòñÿ ïåðñïåêòèâíûì ñ òî÷êè çðåíèÿ ýâîëþöèè. Íåäàâíåå îáíàðóæåíèå ó ÄÍÊ ñïîñîáíîñòè âûïîëíÿòü ôåðìåíòàòèâíûå ôóíêöèè (Garibotti et al., 2006, 2007; Lu and Liu, 2006) êîñâåííî ïîäòâåðæäàåò ïîòåíöèàëüíûå âîçìîæíîñòè ìèðà ÄÍÊ. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ñàì ôàêò íå òîëüêî ñîõðàíåíèÿ â òå÷åíèå áîëåå 3.5 ìëðä ëåò, íî è áóðíîãî ðàçâèòèÿ “ïðîìåæóòî÷íîãî” ìèðà ÐÍÊ-ÄÍÊ ñâèäåòåëüñòâóåò î åãî âûñîêîé ýâîëþöèîííîé ñòàáèëüíîñòè. Îäíàêî î÷åâèäíîå ïðåóñïåâàíèå ìèðà ÐÍÊ-ÄÍÊ îòíþäü íå îçíà÷àåò, ÷òî ýâîëþöèÿ íå ïðåäïðèìåò ïîïûòêè ïåðåéòè ê ñëåäóþùåìó ìèðó, åñëè ñî÷òåò åãî áîëåå ðàöèîíàëüíûì. Ïîÿâëåíèå äðóãîãî, ýâîëþöèîííî ïðåäïî÷òèòåëüíîãî ãåíåòè÷åñêîãî àïïàðàòà, â êîòîðîì íå îñòàíåòñÿ ìåñòà äëÿ ÐÍÊ, îç58

íà÷àëî áû ïåðåõîä ê íîâûì ôîðìàì æèçíè è â ïåðñïåêòèâå èñ÷åçíîâåíèå íàñ, ëþäåé. Âïðî÷åì, òàêàÿ ýâîëþöèÿ â åå íà÷àëüíîé ñòàäèè âîçìîæíà òîëüêî íà óðîâíå áàêòåðèé, à çàòåì îðãàíèçìàì ñ íîâîé ãåíåòè÷åñêîé ñèñòåìîé ïðåäñòîÿëî áû ïðîéòè âåñü ïóòü ýâîëþöèè çàíîâî. Âîçìîæíî, óæå ñåé÷àñ ãäå-òî íà äíå âîäîåìà èëè íà ïî÷âå îáðàçîâàëñÿ ìóòàíòíûé êëîí áàêòåðèé, íà÷àâøèõ äâèæåíèå â íàïðàâëåíèè “÷èñòîãî” ìèðà ÄÍÊ, ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ êîòîðîãî (ïðàâäà, êàê ïðåäøåñòâåííèêà ìèðà ÐÍÊ) óæå ðàññìàòðèâàëàñü (Dworkin et al., 2003). Ïåðâîíà÷àëüíî òàêèå áàêòåðèè ïðåäñòàâëÿëè áû îïàñíîñòü òîëüêî â ñëó÷àå èõ áîëåçíåòâîðíîñòè. Îäíàêî ðàçâèòèå ìèðà ÄÍÊ (ïîêà, ïîâòîðÿåì, òîëüêî ãèïîòåòè÷åñêîå) ãðîçèò âûòåñíåíèåì ïðåäøåñòâóþùåìó ìèðó ÐÍÊ-ÄÍÊ. Èìåííî òàê ïðîèñõîäèëî ðàíåå – íîâûé ìèð ïîëíîñòüþ çàìåùàë ñîáîþ ìèð-ïðåäøåñòâåííèê. Îäíàêî íûíå ñèòóàöèÿ êîðåííûì îáðàçîì èçìåíèëàñü. Ïðèíàäëåæàùèé ìèðó ÐÍÊ-ÄÍÊ ÷åëîâåê âìåñòå ñ ðàçóìîì ïðèîáðåë ñïîñîáíîñòü àíàëèçèðîâàòü ñèòóàöèþ è â ñëó÷àå íåîáõîäèìîñòè ïðèíèìàòü ìåðû ê åå èçìåíåíèþ. Î÷åâèäíî, ÷òî è â ýòîì ñëó÷àå ÷åëîâå÷åñòâî íå îñòàëîñü áû â ðîëè ñòîðîííåãî íàáëþäàòåëÿ è âçÿëî áû ïîä êîíòðîëü ïàðàëëåëüíî ðàçâèâàþùèéñÿ “÷óæîé” ìèð. Îäíàêî ýòî óæå èç îáëàñòè ôàíòàñòèêè.

59

Ãëàâà IV. ÏÅÐÂÛÅ ÏÐÎßÂËÅÍÈß ÆÈÇÍÈ ÍÀ ÇÅÌËÅ; ÆÈÇÍÜ ÈÌÅÅÒ ÇÅÌÍÎÅ ÈËÈ ÂÍÅÇÅÌÍÎÅ ÏÐÎÈÑÕÎÆÄÅÍÈÅ? 4.1. Ïàëåîíòîëîãè÷åñêèå è ôèçèêî-õèìè÷åñêèå äàííûå î âðåìåíè ïîÿâëåíèÿ íà Çåìëå êëåòî÷íûõ ôîðì æèçíè Âîçðàñò ñàìûõ äðåâíèõ ìèíåðàëîâ íà Çåìëå 3800–3900 ìèëëèîíîâ ëåò. Ê íèì îòíîñÿòñÿ óæå îáðàçîâàâøèåñÿ ê òîìó âðåìåíè â ìîðÿõ è îêåàíàõ îñàäî÷íûå ïîðîäû, à òàêæå áîëåå äðåâíèå ìèíåðàëû, êîòîðûå ïîäâåðãàëèñü ïëàâëåíèþ (ïðåòåðïåâàëè ìåòàìîðôèçì), íî êàê áû çàíîâî ðîæäåííûå â óêàçàííûé ïåðèîä è ïîçæå ñåðüåçíîìó ìåòàìîðôèçìó íå ïîäâåðãàâøèåñÿ. Âûõîäû äðåâíåéøèõ ïîðîä îáíàðóæåíû íà ðàçíûõ êîíòèíåíòàõ: â Àâñòðàëèè, Þæíîé Àôðèêå, Ãðåíëàíäèè, Âîñòî÷íîé Ñèáèðè. Ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ñàìûå ðàííèå îòïå÷àòêè, êîòîðûå ñ áîëüøîé äîëåé óâåðåííîñòè ìîæíî ïðèïèñàòü êëåòî÷íûì îðãàíèçìàì, îáíàðóæåíû Äæ. Øîïôîì â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ Ñåâåðî-Çàïàäíîé Àâñòðàëèè, Þæíîé Àôðèêè è Ãðåíëàíäèè, âîçðàñò êîòîðûõ äîñòèãàåò 3.5 ìëðä ëåò (Schopf, 1993, 2006; Schopf and Packer, 1987). Åñòåñòâåííî, ýòè îòïå÷àòêè ÿâëÿþòñÿ íàèìåíåå ñîõðàíèâøèìèñÿ è ÷àñòî íàõîäÿòñÿ íà ãðàíè ïðèçíàíèÿ èõ áèîëîãè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ (ñì. Ðàçäåë 5.1). Òåì íå ìåíåå, îáùèé âûâîä äîñòàòî÷íî îïðåäåëåííûé: îòïå÷àòêè ïðèíàäëåæàò äàæå íå ïðèìèòèâíûì (ðàííèì) êëåòêàì, à ñëîæíî îðãàíèçîâàííûì êëåòêàì ñîâðåìåííîãî òèïà. Ýòîò âûâîä ñòàíîâèòñÿ åùå áîëåå óáåäèòåëüíûì ïðè ïðÿìîì ñîïîñòàâëåíèè ñàìûõ ðàííèõ îòïå÷àòêîâ (âîçðàñò îêîëî 3.5 ìëðä ëåò) ñ áîëåå ïîçäíèìè (âîçðàñò 2–2.5 ìëðä ëåò) è, ñîîòâåòñòâåííî, ëó÷øå ñîõðàíèâøèìèñÿ îòïå÷àòêàìè. Îáíàðóæåíû òàêæå ñòîëü æå äðåâíèå ìèíåðàëû, ïî ñîñòàâó è ñòðóêòóðå âåñüìà ïîõîæèå íà ñòðîìàòîëèòû è íûíå ïðîèçâîäèìûå íà ìåëêîâîäüå êîëîíèÿìè öèàíîáàêòåðèé. Âñåãî âûÿâëåíî íå ìåíåå 11 ìîðôîëîãè÷åñêèõ ôîðì ðàííèõ ìèêðîîðãàíèçìîâ, êàê îòäåëüíûõ êëåòîê êðóãëîé è âûòÿíóòîé ôîðìû, òàê è êëåòîê, îðãàíèçîâàííûõ â ôîðìå öåïî÷åê (Schop 60

and Barghoorn, 1967; Engel et al., 1968; Walsh and Lowe, 1985; Walsh, 1992; Schopf, 1993, 2006; Rasmussen, 2000; Shen, 2001; Tice and Lowe, 2004; Ueno et al., 2006). Íåêîòîðûå ðàííèå îòïå÷àòêè ïîêàçàíû íà Ðèñ. 2. Ïðèñóòñòâèå 3.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä òàêîãî ðàçíîîáðàçèÿ ôîðì êëåòîê ñâèäåòåëüñòâóåò, ÷òî æèçíü íà Çåìëå çàðîäèëàñü ñóùåñòâåííî ðàíüøå (Awramik, 1992, ñì. òàêæå ðàçäåë 5.1). Îäíàêî â ïîðîäàõ, åùå áîëåå äðåâíèõ, îêàìåíåëîñòåé, êîòîðûå ìîæíî áûëî áû ïðèíÿòü çà êëåòêè, íå îáíàðóæåíî. Íå èñêëþ÷àÿ òàêèå íàõîäêè â áóäóùåì, îòìåòèì, ÷òî ñóùåñòâóåò íåïðÿìîé ñïîñîá îáíàðóæåíèÿ â ìèíåðàëàõ ìàòåðèàëà áèîëîãè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Îí îñíîâàí íà òîì, ÷òî ñîîòíîøåíèå èçîòîïîâ ðÿäà ýëåìåíòîâ â ìîëåêóëàõ, ïðîèçâåäåííûõ æèâîé êëåòêîé, îòëè÷àåòñÿ îò òàêîâîãî â íåæèâîé ïðèðîäå â ñòîðîíó ïîâûøåíèÿ äîëè ëåãêîãî èçîòîïà.  ÷àñòíîñòè, ïðè èçîòîïíîì àíàëèçå óãëåðîäà â áèîëîãè÷åñêèõ ìîëåêóëàõ îáíàðóæèâàåòñÿ îòíîñèòåëüíîå óâåëè÷åíèå äîëè 12Ñ ïî îòíîøåíèþ ê 13Ñ. Äåôèöèò 13Ñ (δ13Ñ) ñîñòàâëÿåò 30–50‰. Îäíîçíà÷íîãî îáúÿñíåíèÿ ýòîìó ÿâëåíèþ íåò. Ïîëàãàþò, ÷òî îíî îáóñëîâëåíî íåêîòîðûì ïðåèìóùåñòâîì ïðè ïðîíèêíîâåíèè â êëåòêó ìîëåêóëïðåäøåñòâåííèêîâ, â ñîñòàâå êîòîðûõ ïðèñóòñòâóåò ëåãêèé èçîòîï,. Ñ ó÷åòîì ñêàçàííîãî ìàññ-ñïåêòðîìåòðè÷åñêèé ìèêðîàíàëèç áûë ïðèìåíåí ê êàðáîíàòíûì âêëþ÷åíèÿì (êåðîãåíàì), ïðèñóòñòâóþùèì â âûõîäàõ äðåâíåéøèõ ïîðîä â Ãðåíëàíäèè, âîçðàñò êîòîðûõ ïðåâûøàåò 3.85 ìëðä ëåò (Schidlowski, 1992; Mojzsis et al., 1996; Holland, 1997; Ueno et al., 2002). Áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî äåôèöèò 13Ñ â ýòèõ êåðîãåíàõ äîñòèãàåò 40–50‰. Ýòî ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ ïîäòâåðæäàåò áèîëîãè÷åñêîå ïðîèñõîæäåíèå êåðîãåíîâ. Òàêèì îáðàçîì, æèçíü íà Çåìëå óæå ñóùåñòâîâàëà 3.85 ìëðä ëåò òîìó íàçàä. Îäíàêî ââèäó òîãî, ÷òî îòïå÷àòêè ñàìèõ êëåòîê â ýòèõ ïîðîäàõ íå ñîõðàíèëèñü, íè÷åãî íåëüçÿ ñêàçàòü îá èõ ìîðôîëîãèè, à ñëåäîâàòåëüíî, îá èõ ïðèíàäëåæíîñòè èçâåñòíûì èëè íåèçâåñòíûì âèäàì êëåòî÷íûõ îðãàíèçìîâ. Åäèíñòâåííîå, ÷òî ìîæíî óòâåðæäàòü, è ýòî î÷åíü âàæíî, ÷òî ãðàíèöà ïîÿâëåíèÿ æèçíè íà Çåìëå îòîäâèãàåòñÿ çà ÷åðòó 3.85 ìëðä ëåò. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, äîñòàòî÷íî îáîñíîâàííûå äàííûå ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî òîëüêî â ýòîò ïåðèîä çåìíàÿ êîðà îêîí÷àòåëüíî çàòâåðäåëà è îêåàíû âåðíóëèñü â ñâîè ëîæà ïîñëå ìàññèðîâàííîé àñòåðîèäíîé àòàêè, ïðîäîëæàâøåéñÿ ñâûøå 100 ìëí ëåò (Holland; 1997; Chyba, 1993). Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ïåðåä ýòèì â óñëîâèÿõ ðàñïëàâëåííîé êîðû è èñïàðèâøèõñÿ îêåàíîâ æèçíü áûëà íåâîçìîæíà (ïðèíÿòî ãîâîðèòü, ÷òî Çåìëÿ áûëà ñòåðèëüíà). Ñëåäîâàòåëüíî, 61

À

Á

 Ã

Å

Ä

Æ

Ç

È

Ðèñ. 2. Ïðåäïîëàãàåìûå îòïå÷àòêè (îêàìåíåëîñòè) ðàííèõ êëåòîê íà Çåìëå (âîçðàñò 3.5–3.2 ìëðä ëåò). À–Â. «Íèò÷àòûå» (filamentous) ìèêðîîêàìåíåëîñòè. Ã. Ñôåðîèäíàÿ ìèêðîîêàìåíåëîñòü (Schopf, 1993; Schopf et al., 2007). Ä. Ñôåðîèäíàÿ ìèêðîîêàìåíåëîñòü (Barghoorn, 1971). Å. Ñëîèñòûé ìèíåðàë, ïî õèìè÷åñêîìó ñîñòàâó è ñòðóêòóðå ñîîòâåòñòâóþùèé ñòðîìàòîëèòàì, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ ïðè ó÷àñòèè êîëîíèé ìèêðîñêîïè÷åñêèõ âîäîðîñëåé; âîçðàñò áîëåå 3.4 ìëðä ëåò. Æ. Ôðàãìåíò áîãàòîãî óãëåðîäîì ñëîÿ ñòðîìàòîëèòà ñ îòïå÷àòêîì ïîõîæåé íà ìèêðîîðãàíèçì íèò÷àòîé ñòðóêòóðû (Tice and Lowe, 2004). Ç. Ìèêðîîêàìåíåëîñòü ïðåäïîëîæèòåëüíî íèò÷àòîé áàêòåðèè (èëè ãðóïïû ïàëî÷êîîáðàçíûõ áàêòåðèé) (Walsh and Lowe, 1985). È. Ìèêðîîêàìåíåëîñòü ïðåäïîëîæèòåëüíî ãðóïïû íèòåâûõ áàêòåðèé òåðìîôèëüíûõ õåìîòðîôîâ (Rassmussen, 2000). À–Ã, È – ìàòåðèàë èç ñêâàæèí, ïðîáóðåííûõ â Çàïàäíîé Àâñòðàëèè, Ä–Ç – â Þæíîé Àôðèêå. Ðàçìåðû ìèêðîîêàìåíåëîñòåé 20–100 ìèêðîí.

62

æèçíü ïðîÿâèëàñü ïðàêòè÷åñêè îäíîâðåìåííî ñ ñîçäàíèåì äëÿ íåå ïðèåìëåìûõ óñëîâèé (Davies and Lineweaver, 2005). Ïðè äîñòóïíîé â íàñòîÿùåå âðåìÿ òî÷íîñòè äàòèðîâîê âïîëíå ìîæíî äîïóñòèòü çàçîð â 10–50 ìëí ëåò ìåæäó óñòàíîâëåíèåì íà Çåìëå òåìïåðàòóðíîãî ðåæèìà, ïðèåìëåìîãî äëÿ èíèöèàöèè è ðàçâèòèÿ ïðîöåññîâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè (100° Ñ è íèæå), è ðåàëüíûì åå ïîÿâëåíèåì. Ïðè ýòîì ðå÷ü èäåò î êëåòêàõ íå îáÿçàòåëüíî ñîâðåìåííîãî òèïà, íî óæå îñóùåñòâëÿþùèõ ñåëåêöèþ èçîòîïîâ óãëåðîäà. Ìíåíèÿ ó÷åíûõ ðåçêî ðàçäåëèëèñü. Ëàçêàíî è Ìèëëåð (Lazcano and Miller, 1996) âûñòóïèëè ñ óòâåðæäåíèåì, ÷òî âñÿ ýâîëþöèÿ äî ïîÿâëåíèÿ àêòèâíî ìåòàáîëèðîâàâøèõ êëåòîê íå òîëüêî ìîãëà, íî äîëæíà áûëà óëîæèòüñÿ â ñæàòûå ñðîêè.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå, óòâåðæäàþò àâòîðû, äåñòðóêòèâíûå ïðîöåññû âçÿëè áû âåðõ. Îñîáîå çíà÷åíèå àâòîðû ïðèäàþò âûõîäàì ðàñêàëåííîé ëàâû èç òðåùèí è êðàòåðîâ íà äíå îêåàíà. Ïî èõ ðàñ÷åòàì, âñå ñîäåðæèìîå ìèðîâîãî îêåàíà “ïðîïóñêàåòñÿ” ÷åðåç ýòè ñèëüíî ðàçîãðåòûå ïðèäîííûå îáëàñòè çà 11 ìëí ëåò. Ïðè ýòîì îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà ðàçðóøàþòñÿ. Àâòîðû ïîëàãàþò, ÷òî îò íà÷àëà õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè äî ïîÿâëåíèÿ àâòîíîìíûõ ñàìîâîñïðîèçâîäÿùèõñÿ ñòðóêòóð ìîãëî ïðîéòè íå áîëåå 10 ìëí ëåò. Ñôîðìèðîâàâøèåñÿ îðãàíèçìû áûëè ñïîñîáíû âûáðàòü ñåáå îïðåäåëåííûå çîíû îáèòàíèÿ è çàêðåïèòüñÿ òàì, èñêëþ÷èâ ñåáÿ òàêèì îáðàçîì èç ïàññèâíîãî êðóãîâîðîòà. Îäíàêî ýòà àðãóìåíòàöèÿ âûãëÿäèò ÿâíî íåäîñòàòî÷íîé. Òðóäíî îöåíèòü, ñêîëüêî âàðèàíòîâ ìîëåêóëÿðíûõ êîíãëîìåðàòîâ áûëî ïåðåáðàíî, ïðåæäå ÷åì âîçíèêëè ñòðóêòóðû (ïðèìèòèâíûå êëåòêè), îêàçàâøèåñÿ ñïîñîáíûìè ê ñàìîâîñïðîèçâåäåíèþ â íåîãðàíè÷åííîì êîëè÷åñòâå öèêëîâ, ò.å. áûëà çàïóùåíà ëèíèÿ æèçíè, ïðîäîëæàþùàÿñÿ äî ñèõ ïîð. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ìíîãèå èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, ÷òî ñðîê 10–50 ìëí ëåò íåäîñòàòî÷åí äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ âñåõ ýòàïîâ ñòàíîâëåíèÿ æèçíè, ò.å. äëÿ îáðàçîâàíèÿ 3.85 ìëðä ëåò òîìó íàçàä êëåòî÷íûõ ñòðóêòóð, ñïîñîáíûõ ê ðåãóëÿðíîìó ñàìîâîñïðîèçâåäåíèþ. Ñòîëü æå ìàëîðåàëüíûì ïðåäñòàâëÿåòñÿ ñðîê îêîëî 300 ìëí ëåò, îòïóùåííûé äëÿ ýâîëþöèîííîãî ïðåâðàùåíèÿ ðàííèõ êëåòîê â êëåòêè ñîâðåìåííîãî òèïà, ïîÿâèâøèåñÿ íå ïîçæå 3.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, êîãäà èõ ïðèñóòñòâèå ïîäòâåðæäåíî ïàëåîíòîëîãè÷åñêèìè äàííûìè (ñì. âûøå â ýòîì ðàçäåëå).  íàñòîÿùåå âðåìÿ îòñóòñòâóþò äàííûå, êîòîðûå ïîçâîëèëè áû ñ óâåðåííîñòüþ ñóäèòü îá ýòîì âîïðîñå. Îñòàåòñÿ íåÿñíûì, ñêîëüêî âðåìåíè ïðîøëî â äåéñòâèòåëüíîñòè 63

îò îáðàçîâàíèÿ ïðèìèòèâíûõ êëåòîê äî îñâîåíèÿ èìè âûñîêîýôôåêòèâíîé ýíåðãåòèêè â ôîðìå õåìîñèíòåçà, ôîòîñèíòåçà è îêèñëèòåëüíîãî ôîñôîðèëèðîâàíèÿ, äî ðàçðàáîòêè ñîõðàíèâøåãîñÿ ïîíûíå ãåíåòè÷åñêîãî êîäà, äî ñîçäàíèÿ ñëîæíûõ ìîëåêóëÿðíûõ êîìïëåêñîâ (ôàáðèê), îñóùåñòâëÿþùèõ âûñîêîñêîðîñòíîé ïî÷òè áåçîøèáî÷íûé ñèíòåç ÄÍÊ, ÐÍÊ, áåëêîâ, ëèïèäîâ, äðóãèõ ñòðóêòóð, óæå ñâîéñòâåííûõ ðàííèì êëåòêàì ñîâðåìåííîãî òèïà (áàêòåðèÿì).  êà÷åñòâå àðãóìåíòà ïðîòèâ âîçìîæíîñòè îñóùåñòâëåíèÿ âñåãî âûøåñêàçàííîãî çà óêàçàííûé, êàçàëîñü áû, çíà÷èòåëüíûé ñðîê ìîæíî íàïîìíèòü (è ýòî óæå äîêóìåíòèðîâàíî ïàëåîíòîëîãè÷åñêèìè íàõîäêàìè), ÷òî êëåòêè, ïîäîáíûå ñîâðåìåííûì ýóêàðèîòè÷åñêèì (ÿäåðíûì) êëåòêàì, ïîÿâèëèñü ïî÷òè ÷åðåç 2 ìëðä ëåò ïîñëå òîãî, êàê îáðàçîâàëèñü áàêòåðèè. Îäíàêî íîâûå ñòðóêòóðû è ôóíêöèè, ñâîéñòâåííûå ñîâðåìåííûì ýóêàðèîòè÷åñêèì êëåòêàì, îòëè÷àþùèå èõ îò áàêòåðèé, (öèòîñêåëåò, ÿäåðíàÿ ìåìáðàíà, ÿäåðíûé ìàòðèêñ, ñëîæíàÿ îðãàíèçàöèÿ õðîìîñîì, óïîðÿäî÷åííûå êëåòî÷íûå öèêëû è äð.), õîòÿ è ÿâëÿþòñÿ âåñüìà çíà÷èìûìè ïðèîáðåòåíèÿìè, ïðåäñòàâëÿþòñÿ ïî ýâîëþöèîííûì ìåðêàì ñóùåñòâåííî ìåíåå ìàñøòàáíûìè ïî ñðàâíåíèþ ñ îòìå÷åííûìè âûøå áàçîâûìè ïðîöåññàìè è ñòðóêòóðàìè, ñâîéñòâåííûìè óæå áàêòåðèÿì. Ïðè ýòîì ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî ñâîè ýíåðãåòè÷åñêèå ïðîèçâîäñòâà – ìèòîõîíäðèè è õëîðîïëàñòû – ýóêàðèîòû ïðèîáðåëè áëàãîäàðÿ ïîãëîùåíèþ áàêòåðèé è ñîõðàíåíèþ èõ â êà÷åñòâå îðãàíåëë (ýíäîñèìáèîç). Áîëåå òîãî, óñòàíîâëåíî, ÷òî çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî õðîìîñîìíûõ (ÿäåðíûõ) ãåíîâ òàêæå ïåðåíÿòî ýóêàðèîòàìè ó áàêòåðèé (ñì. ïàðàãðàô 5.3.2). Ýòè ïðÿìûå çàèìñòâîâàíèÿ ñóùåñòâåííî îáëåã÷èëè ôîðìèðîâàíèå ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê, êîòîðûå, ñóäÿ ïî îòïå÷àòêàì, èìåëè âñå ïðèçíàêè èõ ñîâðåìåííûõ ïîòîìêîâ. È, òåì íå ìåíåå, ýòîò ïðîöåññ, êàê ñêàçàíî âûøå, çàíÿë 2 ìëðä ëåò. Ïîýòîìó 300 ìëí ëåò êàê ìàêñèìàëüíûé ñðîê ýâîëþöèîííîãî ïðèîáðåòåíèÿ áàçîâûõ êà÷åñòâ, ïðèñóùèõ ñîâðåìåííûì êëåòêàì, òàêæå êàæåòñÿ íåäîñòàòî÷íûì. Î÷åâèäíî, ÷òî äëÿ âûõîäà èç ñîçäàííîãî ýòèìè ðàññóæäåíèÿìè ïîðî÷íîãî êðóãà íåîáõîäèìû äîïîëíèòåëüíûå èäåè. Ïåðâîå è äîâîëüíî î÷åâèäíîå ïðåäïîëîæåíèå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ñòåðèëèçàöèÿ Çåìëè â ïåðèîäû ïëàâëåíèÿ êîðû íå áûëà ïîëíîé òàê æå, êàê è èñïàðåíèå îêåàíîâ, è áëàãîäàðÿ ýòîìó ñðîêè, îòïóùåííûå íà ðàííþþ ýâîëþöèþ, ìîãëè áûòü ñóùåñòâåííî áîëüøå. Ðàíåå ìû óæå îòìå÷àëè âîçìîæíîñòü ðàçâèòèÿ ýâîëþöèîííîãî ïðîöåññà â àòìîñôåðå ïåðåãðåòîé Çåìëè. Âûñêàçàíî òàêæå ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî óñïåâøèå 64

ñôîðìèðîâàòüñÿ òåðìîôèëüíûå êëåòêè, ñïîñîáíûå ñóùåñòâîâàòü ïðè 100° Ñ, ìîãëè ñîõðàíÿòüñÿ è ýâîëþöèîíèðîâàòü â íå ïîëíîñòüþ èñïàðèâøèõñÿ îêåàíàõ (Sleep et al., 2001). Åñëè ïðèíÿòü, ÷òî ñóùåñòâóþùàÿ íûíå íà Çåìëå æèçíü âçÿëà ñòàðò ïîñëå ñàìîãî ãðàíäèîçíîãî â åå èñòîðèè èìïàêòà, ïðîèñøåäøåãî 4.45 ìëðä ëåò òîìó íàçàä (ò.å. âïîñëåäñòâèè ïîëíûõ ñòåðèëèçàöèé óæå íå áûëî), òî íà âñå ýòàïû õèìè÷åñêîé è ïðåäêëåòî÷íîé ýâîëþöèé ìîãëî áûòü îòïóùåíî îêîëî 600 ìëí ëåò. Ýòîò óæå âåñüìà çíà÷èòåëüíûé ñðîê ñëåäóåò èç ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ, âîçðàñò êîòîðûõ 3.85 ìëðä ëåò, îáíàðóæåíû ñëåäû òîëüêî òîãäà ïîÿâèâøèõñÿ ïðèìèòèâíûõ êëåòîê. Îäíàêî íåëüçÿ èñêëþ÷èòü, ÷òî ñóùåñòâîâàâøèå òîãäà êëåòêè áûëè óæå ñóùåñòâåííî ïðîäâèíóòûìè íà ïóòè ýâîëþöèè, ò.å. ýòàïû õèìè÷åñêîé è ïðåäêëåòî÷íîé ýâîëþöèè óëîæèëèñü â áîëåå ñæàòûå ñðîêè. Ýòè âîïðîñû ìîæíî áóäåò ðåøèòü, åñëè óäàñòñÿ îáíàðóæèòü îñàäî÷íûå ïîðîäû, ôîðìèðîâàâøèåñÿ â åùå áîëåå äðåâíèõ îêåàíàõ. Îíè ìîãóò íàõîäèòüñÿ íà áîëüøîé ãëóáèíå, ÷òî ñèëüíî çàòðóäíÿåò ïîèñê. Îáíàäåæèâàåò òî, ÷òî íåêîòîðûå ìèíåðàëû (íàïðèìåð ñîåäèíåíèÿ öèðêîíèÿ), âîçðàñò êîòîðûõ äîñòèãàåò 4.3 ìëðä ëåò, óæå îáíàðóæåíû (Mojzsis et al., 2001; Menneken et al., 2007). Äðóãàÿ âåðñèÿ âîçíèêíîâåíèÿ æèçíè íà Çåìëå – ïàíñïåðìèÿ, ò.å. çàñåëåíèå Çåìëè æèâûìè îðãàíèçìàìè (ñïîðàìè áàêòåðèé) èç êîñìîñà. 4.2. Î âîçìîæíîñòè âíåçåìíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ çåìíîé æèçíè (ïàíñïåðìèÿ) Ïðåäïîëîæåíèÿ î ñóùåñòâîâàíèè æèçíè íà äðóãèõ ïëàíåòàõ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è â äðóãèõ çâåçäíûõ ìèðàõ âûñêàçûâàëèñü óæå äàâíî. Äæîðäàíî Áðóíî çà òàêèå ìûñëè áûë ñîææåí èíêâèçèöèåé íà êîñòðå. Ýòî áûëî íà ãðàíèöå XVI–XVII âåêîâ.  íà÷àëå ÕÕ âåêà àñòðîíîìû îáíàðóæèâàëè íà Ìàðñå ðàñòèòåëüíîñòü, ñõîäíóþ ñ âûñîêîãîðíîé ðàñòèòåëüíîñòüþ Çåìëè, à âûòÿíóòûå îáðàçîâàíèÿ íà ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû ïðèíèìàëèñü çà êàíàëû, âûðûòûå ìàðñèàíàìè. Íî â áîëåå ïîçäíèõ èññëåäîâàíèÿõ ýòè äàííûå íå ïîäòâåðäèëèñü. Òåìà íàøåñòâèÿ ìàðñèàí íà Çåìëþ, ïîäíÿòàÿ Óýëëñîì, íå åäèíîæäû âîëíîâàëà ôàíòàçèþ ïèñàòåëåé. È Óýëëñ è åãî ïîñëåäîâàòåëè âñÿ÷åñêè ïîä÷åðêèâàëè íåïîõîæåñòü ìàðñèàí è çåìëÿí. Íàâåðíî, äàæå èì ìûñëü î ìàðñèàíñêîì ïðîèñõîæäåíèè ñóùåñòâóþùåé íà Çåìëå æèçíè ïîêàçàëàñü áû ñëèøêîì íåïðàâäîïîäîáíîé. Îäíàêî ðåçóëüòàòû 65

ïîñëåäíèõ èññëåäîâàíèé ïîêàçûâàþò, ÷òî ýòó âåðñèþ íå ñëåäóåò ñáðàñûâàòü ñî ñ÷åòîâ, õîòÿ íà ñàìîì Ìàðñå ñëåäû æèçíè ïîêà íå îáíàðóæåíû (Davies, 2003). Àíàëèç ìåòåîðèòîâ, ïðèçåìëèâøèõñÿ çà ïîñëåäíèå 150 ëåò â ðàçíûõ òî÷êàõ íàøåé ïëàíåòû è ïîäîáðàííûõ “ïî ãîðÿ÷èì ñëåäàì” èëè îáíàðóæåííûõ â ëåäÿíîì ïàíöèðå Àíòàðêòèäû, ïîêàçàë, ÷òî íåêîòîðûå èç íèõ, õîòÿ è ðàçëè÷àþòñÿ êàê ìèíåðàëû, ïî ðÿäó îáùèõ ïðèçíàêîâ ìîãóò áûòü îáúåäèíåíû â îòäåëüíóþ ãðóïïó. Ïî ïåðâûì áóêâàì íàèìåíîâàíèé ìåòåîðèòîâ, âêëþ÷åííûõ â ýòó ãðóïïó, îíà íàçâàíà SNC (McSween, 1985). Âîçðàñò ïðèíàäëåæàùèõ ãðóïïå SNC ìåòåîðèòîâ (ò.å. âðåìÿ, â òå÷åíèå êîòîðîãî îíè íå ïðåòåðïåâàëè ìåòàìîðôèçìà) íå áîëåå 1.3 ìëðä ëåò. Ýòèì, à òàêæå îòñóòñòâèåì ñèëèêàòíûõ ãðàíóë (õîíäðóë) îíè îòëè÷àþòñÿ îò ðîâåñíèêîâ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû óãëèñòûõ õîíäðèòîâ. Ìåòåîðèòû SNC ñõîæè ñ çåìíûìè ìèíåðàëàìè, îäíàêî îòëè÷àþòñÿ ïî ñîîòíîøåíèþ îïðåäåëåííûõ ýëåìåíòîâ è èçîòîïîâ. Ïîçäíèé ìåòàìîðôèçì è ðÿä äðóãèõ ôàêòîðîâ ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî ìåòåîðèòû SNC íàõîäèëèñü ðàíåå â ñîñòàâå ñêàëüíûõ ïîðîä êðóïíîé ïëàíåòû. Âàæíûì àðãóìåíòîì â ïîëüçó ìàðñèàíñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ìåòåîðèòîâ SNC ÿâèëñÿ ñîñòàâ ãàçîâ, çàõâà÷åííûõ, ïî-âèäèìîìó, â ìîìåíò âûëåòà, êîãäà âíåøíÿÿ îáëàñòü ìåòåîðèòà áûëà ïîäïëàâëåíà. Îêàçàëîñü, ÷òî â ìåòåîðèòàõ ALHA7705 è EETA79001 èçîòîïíûé ñîñòàâ èäåàëüíûõ ãàçîâ (àðãîíà, êðèïòîíà, êñåíîíà), à òàêæå àçîòà óíèêàëåí, åñëè ñðàâíèâàòü ñ àíàëîãè÷íûìè äàííûìè äëÿ äðóãèõ êëàññîâ ìåòåîðèòîâ, íî âåñüìà ñõîæ ñ ñîñòàâîì àòìîñôåðû Ìàðñà ïî äàííûì, ïîëó÷åííûì êîñìè÷åñêîé ñòàíöèåé “Âèêèíã”. Ìèíåðàëîãè÷åñêèå è ôèçèêî-õèìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ìåòåîðèòîâ SNC ïðèâåëè ê ðÿäó âàæíûõ çàêëþ÷åíèé. Ó íåêîòîðûõ ìåòåîðèòîâ SNC ïðèñóòñòâóþò ïðèçíàêè óäàðíîãî ìåòàìîðôèçìà – ñâèäåòåëüñòâî ïàäåíèÿ ïîáëèçîñòè êðóïíîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà. Èìåííî âçðûâíàÿ âîëíà, âûçâàííàÿ óäàðîì (èìïàêòîì), – ïðàêòè÷åñêè åäèíñòâåííàÿ ïðè÷èíà, êîòîðàÿ ìîãëà çàñòàâèòü îñêîëêè ïîðîä ïîêèíóòü ðîäíóþ ïëàíåòó. Äàííûå ïî íàêîïëåíèþ â ìåòåîðèòàõ SNC èçîòîïîâ 3He, 21Ne, 38A ïîä äåéñòâèåì êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé óêàçûâàþò, ÷òî ñàìîå äëèòåëüíîå ïðåáûâàíèå èçó÷åííûõ ìåòåîðèòîâ â êîñìîñå ñîñòàâèëî 11 ìëí ëåò. Äëÿ íåêîòîðûõ ìåòåîðèòîâ îïðåäåëåííîå òàêèì ñïîñîáîì âðåìÿ áëóæäàíèé â êîñìîñå îêàçàëîñü çíà÷èòåëüíî êîðî÷å – 2.6 ìëí ëåò è 0.5 ìëí ëåò. Êàê âîçìîæíûå ðàññìàòðèâàþòñÿ äâà âàðèàíòà. Ñîãëàñíî ïåðâîìó èç íèõ, çà ïîñëåäíèå 11 ìëí ëåò áûëî íåñêîëüêî ñëó÷àåâ ïàäåíèÿ íà Ìàðñ êðóïíûõ òåë è, ñîîòâåòñòâåííî, 66

âûáðîñîâ ôðàãìåíòîâ ñêàëüíûõ ïîðîä â êîñìîñ. Îäíàêî íåëüçÿ èñêëþ÷èòü, ÷òî âñå èññëåäîâàííûå ìåòåîðèòû îáðàçîâàëèñü èç-çà îäíîãî èìïàêòà 11 ìëí ëåò òîìó íàçàä. Íåêîòîðûå “êàìíè”, âûáðîøåííûå òîãäà â êîñìîñ, áûëè íàñòîëüêî êðóïíûìè, ÷òî èõ âíóòðåííèå îáëàñòè îêàçàëèñü çàùèùåííûìè îò êîñìè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ.  êîñìîñå ïî òîé èëè èíîé ïðè÷èíå (ïåðåïàäû òåìïåðàòóðû, ñòîëêíîâåíèÿ, ãðàâèòàöèîííûå ïîëÿ) êðóïíûå êàìíè ðàçðóøàëèñü, ïîñëå ÷åãî îòñ÷åò âðåìåíè ïðåáûâàíèÿ â îòêðûòîì êîñìîñå íà÷èíàëñÿ è äëÿ âíóòðåííèõ ôðàãìåíòîâ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ òðóäíî îòäàòü ïðåäïî÷òåíèå îäíîé èç ýòèõ âåðñèé. Ðàíåå â êà÷åñòâå êîñâåííîãî äîâîäà ïðîòèâ ïðèñóòñòâèÿ íà Çåìëå ìåòåîðèòîâ ñ Ìàðñà îòìå÷àëîñü, ÷òî èìïàêòû ïðîèñõîäèëè è íà Ëóíå, íî ëóííûå ìåòåîðèòû íà Çåìëå íå îáíàðóæåíû. Îäíàêî âïîñëåäñòâèè îíè áûëè íàéäåíû â Àíòàðêòèäå (Marvin, 1984). Áëàãîäàðÿ ýòèì íå îñïàðèâàåìûì íèêåì íàõîäêàì àðãóìåíòû â ïîëüçó ìàðñèàíñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ìåòåîðèòîâ SNC ñòàëè áîëåå âåñîìûìè. Äàëåå ìû ïåðåéäåì êî âòîðîìó, ãëàâíîìó äëÿ íàñ, íàïðàâëåíèþ èññëåäîâàíèé ìåòåîðèòîâ SNC, êîòîðîå ïðåäñòàâëÿåòñÿ åùå áîëåå ñåíñàöèîííûì, – îáíàðóæåíèþ â íèõ ñëåäîâ æèçíè. Åùå â õîäå ïåðâîíà÷àëüíîãî èçó÷åíèÿ ýëåìåíòàðíîãî ñîñòàâà ýòèõ ìåòåîðèòîâ áûëè âûÿâëåíû ñîäåðæàùèå óãëåðîä âêëþ÷åíèÿ, õàðàêòåðèçîâàâøèåñÿ δ13Ñ îêîëî –30‰, ÷òî óêàçûâàëî íà èõ áèîëîãè÷åñêîå ïðîèñõîæäåíèå. Îäíàêî âîçíèêëè ïîäîçðåíèÿ, ÷òî ýòè âêëþ÷åíèÿ – çåìíûå ïðèìåñè. Ïîýòîìó ïîñëåäóþùèå èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü ñ áîëüøîé òùàòåëüíîñòüþ (Wright et al., 1989). Áûë âûáðàí âíóòðåííèé ôðàãìåíò ìåòåîðèòà ÅÅÒÀ79001, îáíàðóæåííîãî â Àíòàðêòèêå â òîëùå ëüäà è ïîòîìó ïðåäåëüíî ÷èñòîãî. Ïóòåì ñòóïåí÷àòîãî ñæèãàíèÿ áûëà âûäåëåíà òà ÷àñòü óãëåðîäà, êîòîðàÿ íàõîäèëàñü â ñîñòàâå îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Äëÿ ýòîãî óãëåðîäà çíà÷åíèå δ13Ñ îêàçàëîñü ðàâíûì –33‰. Îäíàêî àâòîðû íå ñòàâÿò âîïðîñ, ÷òî îáíàðóæåííûå èìè îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ áèîëîãè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, îãðàíè÷èâàÿñü êîíñòàòàöèåé èõ âíåçåìíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Ïåðâîå çàÿâëåíèå î ïðèñóòñòâèè â ìåòåîðèòàõ SNC áèîëîãè÷åñêîãî ìàòåðèàëà áûëî ñäåëàíî â ðàáîòå ÌàêÊåÿ è ñîòð. (McKay et al., 1996; 2003).  íàéäåííîì â Àíòàðêòèêå ìåòåîðèòå ALH84001, êîòîðûé òàêæå ïðè÷èñëÿþò ê ìàðñèàíñêèì, àâòîðû îáíàðóæèëè îêàìåíåëîñòè ñ âêëþ÷åííûìè êðèñòàëëàìè ìàãíåòèòà (Fe3O4) è ãðåéãèòà (Fe3S4), ïîõîæèìè ïî ðàçìåðàì, ôîðìå è ñòåïåíè ÷èñòîòû íà ìàãíåòîñîìû, ïðîèçâîäèìûå çåìíûìè ìàãíèòîòàêñè÷åñêèìè (îðèåíòèðîâàííûìè ïî ìàãíèòíîìó 67

ïîëþ) ìèêðîîðãàíèçìàìè (magnetotactic bacteria). Ïîçæå äëÿ èññëåäîâàíèÿ òåõ æå îáúåêòîâ áûëà ïðèìåíåíà ñêàíèðóþùàÿ ñòåðåîñêîïè÷åñêàÿ ýëåêòðîííàÿ ìèêðîñêîïèÿ (Friedmann et al., 2001). Áûëè âûÿâëåíû öåïî÷êè ìàãíåòèòîâûõ ãðàíóë. Ýòè ãðàíóëû ñóùåñòâåííî îòëè÷àëèñü ïî ðàçìåðàì è ôîðìå, íî â îòäåëüíîé öåïî÷êå îíè âñåãäà áûëè îäèíàêîâûå (Ðèñ. 3ĖÆ). Èìåííî ýòà êàðòèíà õàðàêòåðíà äëÿ çåìíûõ ìàãíåòîòàêòíûõ áàêòåðèé. Àâòîðû ïîëàãàþò, ÷òî íà Ìàðñå êîëîíèè áàêòåðèé îáèòàëè â ðàñùåëèíå ñêàëû.  ðåçóëüòàòå ìîùíîãî âçðûâà ïðè èìïàêòå îáëîìîê ñêàëû ñ çàìóðîâàííûìè â åå òðåùèíàõ áàêòåðèÿìè áûë âûáðîøåí â êîñìîñ è âûøåë íà ãåëèîöåíòðè÷åñêóþ îðáèòó. ×åðåç íåñêîëüêî ñîòåí òûñÿ÷ èëè ìèëëèîíû ëåò ìàðñèàíñêèé êàìåíü óäà÷íî, ò.å. áåç ñèëüíûõ ïîâðåæäåíèé ïðèçåìëèëñÿ â Àíòàðêòèêå, ãäå áûë îáíàðóæåí â òîëùå ìàòåðèêîâîãî ëüäà. Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ïðåäïîëîæåíèå î ñóùåñòâîâàíèè æèçíè íà Ìàðñå, õîòÿ áû â ïðîøëîì, îñòàåòñÿ ïîä âîïðîñîì.  ÷àñòíîñòè, âûñêàçàíû ñîìíåíèÿ â òîì, ÷òî îáíàðóæåíèå â ìàðñèàíñêèõ ìåòåîðèòàõ ìàãíåòèòîâûõ çåðåí, îðãàíèçîâàííûõ â ôîðìå öåïî÷åê, äîêàçûâàåò èõ áèîëîãè÷åñêîå ïðîèñõîæäåíèå (Bradley et al., 1998; Kerr, 1998; Scott, 1999; Treiman, 2003). Âûñêàçàííûå âîçðàæåíèÿ äîñòàòî÷íî ñåðüåçíû. Òåì íå ìåíåå, â îäíîì èç ïîñëåäíèõ èññëåäîâàíèé (Thomas-Keprta et al., 2002) ïðèâîäÿòñÿ íîâûå äîâîäû â ïîëüçó áèîëîãè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ìàðñèàíñêèõ ìàãíåòèòîâûõ ãðàíóë (âûñîêàÿ õèìè÷åñêàÿ ÷èñòîòà, ôîðìà, îäíîðîäíîñòü ðàçìåðîâ è äð.). Âîçðàñò ýòèõ ñòðóêòóð îöåíèâàåòñÿ â 3.9 ìëðä ëåò. Íå èñêëþ÷àþò áèîëîãè÷åñêîå ïðîèñõîæäåíèå öåïî÷åê ìàãíåòèòîâûõ ãðàíóë â ìàðñèàíñêèõ ìåòåîðèòàõ è äðóãèå àâòîðû (Weiss et al., 2004). Äðóãîé ñåíñàöèåé ðàáîòû ÌàêÊåÿ è ñîòð. (McKay et al., 1996) ÿâèëîñü îòêðûòèå ñòðóêòóð, âåñüìà íàïîìèíàþùèõ ñàìè áàêòåðèè. Èõ îòëè÷èå îò èçâåñòíûõ òîãäà çåìíûõ ìèêðîîðãàíèçìî⠖ â ñóùåñòâåííî ìåíüøèõ ðàçìåðàõ (Ðèñ. 3 ǖÈ). Çåìíûå áàêòåðèè, íàïðèìåð Escherichia coli, èìåþò òîëùèíó 2–3 ìêì, à òîëùèíà ìàðñèàíñêèõ “áàêòåðèé” íå áîëåå 0.05 ìêì. Îòñþäà èõ óñëîâíîå íàçâàíèå íàíîáàêòåðèè. Ñòîëü ìàëûå ðàçìåðû ýòèõ ñòðóêòóð ïîñëóæèëè îñíîâíûì ïîâîäîì äëÿ ñîìíåíèé â èõ áèîëîãè÷åñêîì ïðîèñõîæäåíèè: ìíîãèå àâòîðû ñ÷èòàþò, ÷òî ïðîñòî íå îñòàåòñÿ âíóòðåííåãî ïðîñòðàíñòâà äëÿ ðàçìåùåíèÿ âñåõ ñèñòåì æèçíåîáåñïå÷åíèÿ (Maniloff et al., 1997; Vogel, 1998). C äðóãîé ñòîðîíû, ïîÿâèëèñü äàííûå î ïðèñóòñòâèè íàíîáàêòåðèé íà Çåìëå, ïðè÷åì, äàæå â íàøå âðåìÿ (Folk, 1997; McKay et al., 1997; Vogel, 1998; Drancourt et al., 2003; Miller et al., 2004; Ciftcioglu 68

et al., 2006). Äà è õîðîøî èçâåñòíûå êëåòêè ìèêîïëàçìû òîëüêî âäâîå òîëùå “ìàðñèàíñêèõ”. Ðåàëüíîñòü íàáëþäàâøèõñÿ ÌàêÊååì è ñîòð. ñòðóêòóð áûëà ïîäòâåðæäåíà äðóãèìè àâòîðàìè (Steele, 1998; Gillet et al., 2000). Îäíàêî î÷åíü ïîõîæèå ñòðóêòóðû áûëè íàéäåíû òàêæå â ìåòåîðèòå, êîòîðîìó ïðèïèñûâàþò ëóííîå ïðîèñõîæäåíèå (Sears and Kral, 1998). Òî÷êó â ýòèõ äèñêóññèÿõ äîëæíà ïîñòàâèòü óæå ñêîðàÿ ýêñïåäèöèÿ íà Ìàðñ. Èçìåðåíèÿ ñ ïîìîùüþ ëàçåðíîãî àëüòèìåòðà, ïðîèçâåäåííûå ñ îðáèòàëüíîé ñòàíöèè, âûÿâèëè áåðåãîâóþ ëèíèþ íåêîãäà ñóùåñòâîâàâøåãî íà Ìàðñå îêåàíà (Head III et al., 1999).  ïîñëåäíåå âðåìÿ ïîëó÷åíû è äðóãèå ñâèäåòåëüñòâà, ïðè÷åì âûñêàçûâàþòñÿ ïðåäïîëîæåíèÿ î ïåðèîäè÷åñêèõ âûõîäàõ ãëóáèííûõ âîä íà ïîâåðõíîñòü Ìàðñà è â íàøå âðåìÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, äîëæíû áûòü è îñàäî÷íûå ïîðîäû. Èìåííî â íèõ ìîãóò áûòü îáíàðóæåíû ñëåäû æèçíè ïðè óñëîâèè, ÷òî îíà äåéñòâèòåëüíî ñóùåñòâîâàëà íà Ìàðñå. Åñëè (ïîêà óñëîâíî) ïðèíÿòü, ÷òî æèçíü íà Ìàðñå êîãäà-òî âñå æå áûëà, òî âîçíèêíóòü îíà ìîãëà äî çåìíîé, ò.ê. Ìàðñ, èìåÿ ìåíüøóþ ìàññó, çàòâåðäåë ðàíüøå. Åñëè íà íåì íå áûëî ïðåñëåäîâàâøèõ Çåìëþ êàòàñòðîô, ïðèâîäèâøèõ ê ãëîáàëüíûì ñòåðèëèçàöèÿì, òî “ôîðà” ìîãëà ñîñòàâèòü äî 400 ìëí ëåò. Ïîýòîìó âïîëíå âîçìîæíî, ÷òî ê ìîìåíòó, êîãäà íà Çåìëå, íàêîíåö, ñôîðìèðîâàëèñü áëàãîïðèÿòíûå äëÿ ðàçâèòèÿ æèçíè óñëîâèÿ, íà Ìàðñå æèçíü â ôîðìå áàêòåðèé óæå áûëà. Ïîäñ÷èòàíî, ÷òî íå ìåíåå äåñÿòè íàéäåííûõ ìàðñèàíñêèõ ìåòåîðèòîâ ïðèçåìëèëèñü çà ïîñëåäíèå 150 ëåò. Î÷åâèäíî, ÷òî çíà÷èòåëüíî áîëüøåå êîëè÷åñòâî ìàðñèàíñêèõ ìåòåîðèòîâ, ïîïàâøèõ íà Çåìëþ çà òîò æå ïåðèîä, åùå íå îáíàðóæåíû. Èíòåíñèâíîñòü æå êàìíåïàäà ñ Ìàðñà â òå äàëåêèå âðåìåíà (îêîëî 4 ìëðä ëåò òîìó íàçàä) áûëà ñóùåñòâåííî âûøå. Òàê ÷òî åñòü íàäåæäà è íà Çåìëå ïîëó÷èòü íîâûå äàííûå î æèçíè íà Ìàðñå. Îòäåëüíûé âîïðîñ, ñïîñîáíû ëè êëåòêè, åñëè îíè íàõîäèëèñü â ðàñùåëèíå ñêàëüíîé ïîðîäû, êîòîðàÿ ñòàëà ìåòåîðèòîì, ñîõðàíèòü æèçíåñïîñîáíîñòü ïðè âûëåòå ñ ðîäíîé ïëàíåòû, çà âðåìÿ ïóòåøåñòâèÿ â êîñìîñå è ïðè ïàäåíèè ìåòåîðèòà íà Çåìëþ.  ïðèíöèïå, òàêàÿ âîçìîæíîñòü ïðèçíàåòñÿ (Rettberg et al., 2002; Gladman et al., 2005; Warmflash and Weiss, 2005). Ñòðóêòóðíûé àíàëèç äîñòóïíûõ íûíå ìàðñèàíñêèõ ìåòåîðèòîâ ïîêàçàë, ÷òî ìíîãèå èç íèõ íå ïðåòåðïåâàëè óäàðíîãî ìåòàìîðôèçìà èëè ãëóáîêîãî ïëàâëåíèÿ â ìîìåíò âûëåòà. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî âíóòðè ìåòåîðèòà óñëîâèÿ îêàçàëèñü òîãäà äîñòàòî÷íî ìÿãêèìè è êëåòêè, ïîïàâøèå â åãî ãëóáîêèå ðàñùåëèíû, ìîãëè ñîõðàíèòü æèçíåñïîñîáíîñòü ïðè âûëåòå. Äàëåå – ïóòåøåñòâèå 69

â êîñìîñå. Êàê óæå ãîâîðèëîñü âûøå, äëÿ íàéäåííûõ ìàðñèàíñêèõ ìåòåîðèòîâ ìàêñèìàëüíàÿ äëèòåëüíîñòü ïðåáûâàíèÿ â êîñìîñå ñîñòàâëÿëà îêîëî 11 ìëí ëåò, íî òåîðåòè÷åñêè ïðè óäà÷íîé òðàåêòîðèè îíà ìîãëà áûòü ìíîãîêðàòíî ìåíüøå, âïëîòü äî âñåãî ëèøü íåñêîëüêèõ ëåò. Íà Çåìëå ñòîëü “ñêîðûå” ìàðñèàíñêèå ìåòåîðèòû åùå íå íàéäåíû. Íàêîíåö, èññëåäîâàíèå ìåòåîðèòîâ ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðèçåìëåíèå ìîæåò îêàçàòüñÿ äîñòàòî÷íî ïëàâíûì è áåç ïåðåãðåâà, áëàãîäàðÿ ÷åìó íàõîäÿùèåñÿ â ãëóáîêèõ òðåùèíàõ êëåòêè èìåþò øàíñ ñîõðàíèòü ñïîñîáíîñòü ê äåëåíèþ. Î÷åâèäíàÿ è, ïîæàëóé, ãëàâíàÿ ïðîáëåìà ãèïîòåçû ïàíñïåðìèè çàêëþ÷àåòñÿ â âîïðîñå, âîçìîæíî ëè ïîñëå áëóæäàíèé â êîñìîñå ñîõðàíåíèå êëåòêàìè (áàêòåðèÿìè èëè èõ ñïîðàìè) ñïîñîáíîñòè ê ðàçìíîæåíèþ â ñëó÷àå ïîïàäàíèÿ â áëàãîïðèÿòíûå äëÿ ýòîãî óñëîâèÿ. Êàêèå æå îïàñíîñòè ïîäñòåðåãàþò êëåòêó â îòêðûòîì êîñìîñå? Ïåðâàÿ èç íèõ – ïðîíèçûâàþùèå êîñìîñ èçëó÷åíèÿ. Óëüòðàôèîëåòîâûå ëó÷è âåñüìà ýôôåêòèâíî ïîâðåæäàþò íóêëåèíîâûå êèñëîòû, êîòîðûå àêòèâíî ïîãëîùàþò ñâåò â îáëàñòè ñïåêòðà 250–270 íì. Ãëàâíûé âèä ÓÔ ïîâðåæäåíèé ÄÍÊ – îáðàçîâàíèå òèìèíîâûõ äèìåðîâ. Æåñòêèå ãàììà-ëó÷è è ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû (ïðîòîíû, ìåçîíû, íåéòðîíû è äð.) âûçûâàþò, ãëàâíûì îáðàçîì, ðàçðûâû êàê îòäåëüíûõ, òàê è îáåèõ íèòåé ÄÍÊ. Åñòåñòâåííî, ýòè æå âîçäåéñòâèÿ â òîé èëè èíîé ñòåïåíè êëåòêà èñïûòûâàåò è â óñëîâèÿõ íîðìàëüíîãî ñóùåñòâîâàíèÿ. Äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ ïîâðåæäåííûõ ó÷àñòêîâ ÄÍÊ-êëåòêà ðàñïîëàãàåò ðàçíîîáðàçíûìè, ñôîðìèðîâàííûìè èç ìíîãèõ ôåðìåíòîâ, ðåïàðàöèîííûìè ñèñòåìàìè (äëÿ îáçîðà: Ìîñåâèöêàÿ, 1978; Æåñòÿííèêîâ, 1979; Êðóòÿêîâ è äð., 1985; Êîðîëåâ, 2005). Îäíàêî ïðè ïîïàäàíèè â êîñìîñ êëåòêè îáåçâîæèâàþòñÿ è áîëüøóþ ÷àñòü âðåìåíè ïðåáûâàþò ïðè áëèçêîé ê àáñîëþòíîìó íóëþ òåìïåðàòóðå, ò.å. íèêàêèå áèîõèìè÷åñêèå ðåàêöèè â íèõ èäòè íå ìîãóò. Ïîýòîìó âñå ïîâðåæäåíèÿ çà âðåìÿ áëóæäàíèÿ êëåòêè â êîñìîñå ñîõðàíÿþòñÿ, à çíà÷èò, è íàêàïëèâàþòñÿ.  ðåàëüíîì ýêñïåðèìåíòå ñïîðû áàêòåðèé Bacillus subtilis áûëè ýêñïîíèðîâàíû â îòêðûòîì êîñìîñå â òå÷åíèå øåñòè ëåò íà ñïóòíèêå è çàòåì äîñòàâëåíû íà Çåìëþ.  ïàðòèè, íè÷åì íå çàùèùåííîé îò èçëó÷åíèÿ, ñîõðàíèëè æèçíåñïîñîáíîñòü 0.01% ñïîð. Ãëàâíûì ïîâðåæäàþùèì àãåíòîì áûëî ÓÔ èçëó÷åíèå, èñïóñêàåìîå Ñîëíöåì. Îäíàêî íå âñå òàê áåçíàäåæíî. Ïðîíèêàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ÓÔ-ëó÷åé êðàéíå ìàëà.  ïàðòèè, çàùèùåííîé îò ÓÔ ëó÷åé òîíêîé àëþìèíèåâîé ïëàñòèíêîé 80% ñïîð ñîõðàíèëè æèçíåñïîñîáíîñòü. 70

Ñïîðû, îáðåòøèå ÷åõîë áëàãîäàðÿ àêêðåöèè ïûëåâûõ ÷àñòèö, à òåì áîëåå ñïðÿòàâøèåñÿ â ðàñùåëèíå ìåòåîðèòà, òàêæå îêàçûâàþòñÿ çàùèùåííûìè îò ýòîãî âèäà èçëó÷åíèÿ. Îäíàêî ñïóòíèê îáðàùàëñÿ íà íåâûñîêîé îêîëîçåìíîé îðáèòå, ãäå ïîòîê êîñìè÷åñêèõ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö ñóùåñòâåííî îñëàáëåí ìàãíèòíûì ïîëåì Çåìëè. Âî âíåøíåì ïî îòíîøåíèþ ê ýòîìó ïîëþ êîñìîñå â ïîëíîé ìåðå ïðîÿâëÿåòñÿ âîçäåéñòâèå íà ñïîðû ïîòîêîâ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö (ïðîòîíîâ, ÿäåð ãåëèÿ, ýëåêòðîíîâ è äð.), à òàêæå æåñòêèõ ðåíòãåíîâñêèõ è γ-ëó÷åé. Ïðè çíà÷èòåëüíî áîëüøåé ïî ñðàâíåíèþ ñ ÓÔ ëó÷àìè ïðîíèêàþùåé ñïîñîáíîñòè ýòè ôîðìû èçëó÷åíèÿ âûçûâàþò â òîëùå ìåòåîðèòà âòîðè÷íûå ëèâíè ÷àñòèö è “òîðìîçíóþ” ðàäèàöèþ (Hubner et al., 1994; Warmflash and Weiss, 2005). Òîëüêî ñïîðû, íàõîäÿùèåñÿ íà ðàññòîÿíèè áîëåå 1 ì îò ïîâåðõíîñòè ìåòåîðèòà, ìîãóò ñ÷èòàòüñÿ çàùèùåííûìè îò äåéñòâèÿ ôîíîâîãî êîñìè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ.  ýòîé îöåíêå íå ó÷òåíû íåéòðàëüíûå ÷àñòèöû íåéòðîíû, ïðîíèêàþùàÿ ñïîñîáíîñòü êîòîðûõ çíà÷èòåëüíî âûøå. Îäíàêî èõ äîëÿ â ôîíîâîì êîñìè÷åñêîì èçëó÷åíèè íåâåëèêà. Èñêëþ÷åíèåì ÿâëÿþòñÿ îêðåñòíîñòè ñâåðõíîâûõ. Ñóäÿ ïî äîâîëüíî ÷àñòîìó ïîÿâëåíèþ ñâåðõíîâûõ íà çåìíîì íåáîñâîäå, êëåòêà çà âðåìÿ ïðåáûâàíèÿ â êîñìîñå ìîæåò îêàçàòüñÿ (è íå ðàç) â èíòåíñèâíîì ïîòîêå íåéòðîíîâ, èñïóùåííûõ ñâåðõíîâîé, êîòîðàÿ âñïûõíóëà íà “áëèçêîì” ðàññòîÿíèè (â ïðåäåëàõ 15 ñâåòîâûõ ëåò). Íåîáõîäèìî èìåòü â âèäó òàêæå âíóòðåííèå ïîâðåæäàþùèå ôàêòîðû. Ýòî ÷àñòèöû è èçëó÷åíèÿ, îñâîáîæäàþùèåñÿ ïðè ðàñïàäå ðàäèîàêòèâíûõ ýëåìåíòîâ, ïðèñóòñòâóþùèõ â îêðóæàþùåì êëåòêó ìàòåðèàëå (ïûëåâîé ÷åõîë, ìåòåîðèò-íîñèòåëü), èëè íåïîñðåäñòâåííî èíêîðïîðèðîâàííûõ â ñîñòàâ êëåòêè (14C, 3H, 40K, è äð.). Íàêîíåö, íåîáõîäèìî èìåòü â âèäó åùå îäèí ìåõàíèçì ïîâðåæäåíèÿ ìîëåêóëÿðíûõ ñòðóêòóð – ñïîíòàííûå õèìè÷åñêèå ïðîöåññû, êîòîðûå ïðèâîäÿò, ãëàâíûì îáðàçîì, ê ðàçðûâàì õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé â ìîëåêóëàõ áåëêîâ è íóêëåèíîâûõ êèñëîò. Ýòîò æå ìåõàíèçì ìîæåò îêàçàòüñÿ îòâåòñòâåííûì çà îáðàçîâàíèå ñëó÷àéíûõ ñâÿçåé (ñøèâîê) ìåæäó îêàçàâøèìèñÿ â òåñíîé áëèçîñòè ðåàêöèîííûìè ãðóïïàìè.  îáû÷íûõ óñëîâèÿõ, à òåì áîëåå ïðè ïîâûøåííîé òåìïåðàòóðå, ýòè ïðîöåññû ÿâëÿþòñÿ ãëàâíîé ïðè÷èíîé èíàêòèâàöèè äàæå âûñîêîî÷èùåííûõ ôåðìåíòîâ, ïîíèæåíèÿ ðàñòâîðèìîñòè âåùåñòâ è äð. Îäíàêî ïðè ñâåðõíèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, ãîñïîäñòâóþùèõ â êîñìîñå, âåðîÿòíîñòü (ñêîðîñòü) òàêèõ ïðîöåññîâ ðåçêî ïàäàåò. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ðåàêöèè ïåðåõîäà èç îäíîãî êîíå÷íîãî 71

ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå äîëæåí áûòü ïðåîäîëåí àêòèâàöèîííûé áàðüåð, ñîîòâåòñòâóþùèé ýíåðãèè àêòèâàöèè (Uact) õèìè÷åñêîé ðåàêöèè (20–30 êêàë/ìîëü). Ôîðìàëüíî êèíåòèêà ðåàêöèè îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì óðàâíåíèåì: Kp = Be-Uact/RT (Kp – êîíñòàíòà ñêîðîñòè ðåàêöèè). Kp óìåíüøàåòñÿ ýêñïîíåíöèàëüíî ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû. Óæå ïðè òåìïåðàòóðå 50° K õèìè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ äîëæíà áûòü ïîëíîñòüþ çàìîðîæåííîé. Ôàêòè÷åñêè ýòî íå òàê. Äàæå ïðè ñòîëü íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ õèìè÷åñêèå ïðîöåññû èìåþò êîíå÷íóþ ñêîðîñòü. Èññëåäóÿ ýòó ïðîáëåìó, Â.È. Ãîëüäàíñêèé è ñîòðóäíèêè îáðàòèëè âíèìàíèå íà âîçìîæíîñòü òóííåëüíîãî ïåðåõîäà, ò.å. îñóùåñòâëåíèÿ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé (êàê ñèíòåçà, òàê è äåãðàäàöèè) áåç ïðåîäîëåíèÿ àêòèâàöèîííîãî áàðüåðà (Ãîëüäàíñêèé, 1986). Òàêèì îáðàçîì, äàæå â ñïðÿòàâøåéñÿ â òîëùå ìåòåîðèòà êëåòêå èëè ñïîðå ïî ðÿäó ïðè÷èí íàêàïëèâàþòñÿ ïîâðåæäåíèÿ, êîòîðûå íå ìîãóò áûòü ñâîåâðåìåííî óñòðàíåíû. Ïîâðåæäàþòñÿ íå òîëüêî ãåíåòè÷åñêèå êîìïîíåíòû (ÄÍÊ), íî è äðóãèå êëåòî÷íûå ñòðóêòóðû, â òîì ÷èñëå ôåðìåíòû. Èìåííî â èíàêòèâàöèè ôåðìåíòîâ çàêëþ÷åíà âåñüìà ñóùåñòâåííàÿ ïðîáëåìà. Ïîñëå ïîïàäàíèÿ ñèëüíî ïîâðåæäåííîé êëåòêè äàæå â ñàìûå áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ îíà íå ñìîãëà áû âîññòàíîâèòü æèçíåñïîñîáíîñòü, åñëè îêàçàëèñü èíàêòèâèðîâàííûìè ôåðìåíòû, îñóùåñòâëÿþùèå ðåïàðàöèþ ÄÍÊ, òðàíñêðèïöèþ (ñèíòåç ÐÍÊ), òðàíñëÿöèþ (ñèíòåç áåëêà), ýíåðãîîáåñïå÷åíèå è ðÿä äðóãèõ íåîáõîäèìûõ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ æèçíåäåÿòåëüíîñòè ôóíêöèé. Ñ ó÷åòîì âñåãî âûøåñêàçàííîãî, ñïîñîáíîñòü êëåòêè âîññòàíîâèòüñÿ ïîñëå ïðåáûâàíèÿ â êîñìîñå â òå÷åíèå ìèëëèîíîâ ëåò ïðåäñòàâëÿåòñÿ âåñüìà ìàëîâåðîÿòíîé. Îäíàêî ïàðàäîêñ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî áîëüøîé âåðîÿòíîñòè òóò è íå òðåáîâàëîñü. Åäèíñòâåííàÿ ïðîðâàâøàÿñÿ èç êîñìîñà êëåòêà, ïîâðåæäåíèÿ êîòîðîé îêàçàëèñü “ñîâìåñòèìû ñ æèçíüþ”, ìîãëà áû îïëîäîòâîðèòü ñòåðèëüíóþ, íî óæå ñïîñîáíóþ ïðèíÿòü æèçíü Çåìëþ. Ìû ðàññìîòðåëè âåñüìà æåñòêóþ ñèòóàöèþ, â êîòîðîé îêàçûâàþòñÿ êëåòêè ïðè äîëãîì ïðåáûâàíèè â êîñìîñå. Îäíàêî â êàêèõ-òî ñëó÷àÿõ ýòî ïðåáûâàíèå ìîæåò áûòü íàìíîãî êîðî÷å. Èññëåäîâàíèå ìàãíèòíûõ õàðàêòåðèñòèê Ìàðñèàíñêîãî ìåòåîðèòà ALH84001 ïîêàçàëî, ÷òî âíóòðåííèå îáëàñòè ýòîãî ìåòåîðèòà íè ïðè âûëåòå, íè ïðè ïðèçåìëåíèè íå ïîäâåðãàëèñü íàãðåâó âûøå 40° Ñ (Weiss et al., 2000). Äîêàçàíà òàêæå âîçìîæíîñòü âûõîäà ìàðñèàíñêèõ ìåòåîðèòîâ íà òðàåêòîðèè, ïî êîòîðûì îíè ïîïàäàþò íà Çåìëþ ÷åðåç íåñêîëüêî ëåò (Weiss et al., 2000; Gladman et al., 2005). 72

Î÷åâèäíî, ÷òî ïóñòü íå ÷àñòîå, íî âîçìîæíîå ñî÷åòàíèå ýòèõ áëàãîïðèÿòíûõ ôàêòîðîâ ïðàêòè÷åñêè ãàðàíòèðîâàëî äîñòàâêó ìèêðîîðãàíèçìîâ, “ñïðÿòàâøèõñÿ” â ðàñùåëèíàõ âûáðîøåííîé ïîðîäû, æèâûìè, åñëè æèçíü íà Ìàðñå äåéñòâèòåëüíî ïðèñóòñòâîâàëà. Çäåñü ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî, ïðèçíàâàÿ âîçìîæíîñòü çàíîñà æèçíè íà Çåìëþ, íåëüçÿ èñêëþ÷èòü îáðàòíîå ÿâëåíèå: ðàñïðîñòðàíåíèå çåìíîé æèçíè â êîñìè÷åñêîì ïðîñòðàíñòâå. Äåéñòâèòåëüíî, æèçíü íà Çåìëå ñóùåñòâóåò óæå áîëåå 3.5 ìëðä ëåò. Çà ýòî âðåìÿ Çåìëÿ ìíîãîêðàòíî ñòàëêèâàëàñü ñ êðóïíûìè òåëàìè, è êàæäûé ðàç ìàòåðèàë, â êîòîðîì ñîäåðæàëèñü ðàçíîîáðàçíûå ìèêðîîðãàíèçìû, îêàçûâàëñÿ â êîñìîñå. ×àñòü ýòîãî ìàòåðèàëà íå âîçâðàùàëàñü íà Çåìëþ è â êà÷åñòâå çåìíûõ ìåòåîðèòîâ ìîãëà îêàçàòüñÿ íà äðóãèõ ïëàíåòàõ. Ïîýòîìó åñëè áóäåò îáíàðóæåíà æèçíü èëè ñëåäû åå ñóùåñòâîâàíèÿ íà äðóãèõ ïëàíåòàõ, â òîì ÷èñëå íà Ìàðñå, òî âñòàíåò âîïðîñ, íå ÿâèëàñü ëè îíà âåòâüþ çåìíîé æèçíè.  ñâîå âðåìÿ áîëüøîé èíòåðåñ âûçâàëè ñîîáùåíèÿ î ïðèñóòñòâèè â ÿâëÿþùèõñÿ ðîâåñíèêàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû óãëèñòûõ õîíäðèòàõ ìèêðîîáðàçîâàíèé, ïî ñòðóêòóðå íàïîìèíàþùèõ îêàìåíåâøèå êëåòêè (Claus and Nagy, 1961; Meinschein et al., 1963; Urey, 1966; Nagy, 1975). Ðàçìåðû ìèêðîîáðàçîâàíèé – 30–40 ìèêðîí, òîëùèíà ñòåíîê – îêîëî îäíîãî ìèêðîíà. Èíòåðåñ ê ýòèì ñòðóêòóðàì áûë ïîäîãðåò íàõîäêàìè âåñüìà ñõîæèõ ñòðóêòóð â äðåâíåéøèõ çåìíûõ ïîðîäàõ (ñì. Ðèñ. 2). Èññëåäîâàíèþ ïîäâåðãàëè òîíêèå ïîëèðîâàííûå øëèôû, ãäå íàáëþäàþòñÿ ñðåçû ïðèñóòñòâóþùèõ ñòðóêòóð.  íèõ õîðîøî ðàçëè÷èìà îáîëî÷êà è ïðåäñòàâëåíû ýëåìåíòû, êîòîðûå ìîæíî ïðèíÿòü çà êëåòî÷íûå îðãàíåëëû. Ê íàèáîëåå âïå÷àòëÿþùèì çåìíûì îáðàçöàì îòíîñÿòñÿ äàòèðóåìûå ðàííèì ïàëåîçîåì (600 ìëí ëåò) îáðàçöû, äîáûòûå Ðóäàâñêîé (1972) íà òðåõêèëîìåòðîâîé ãëóáèíå â Âîñòî÷íîé Ñèáèðè. Ïðèñóòñòâóþùèå â íèõ ìèêðîñòðóêòóðû èäåíòèôèöèðîâàíû êàê îêàìåíåëûå àêðèòàðõè ðîäà Polyedrixium. Èíòðèãà ñîñòîèò â òîì, ÷òî íà íèõ î÷åíü ïîõîæè ìèêðîñòðóêòóðû, ïðèñóòñòâóþùèå â ìåòåîðèòå Îðãåé (Orgueil). Ïîäáîðêà îáðàçöîâ íà Ðèñ. 3À–à äåìîíñòðèðóåò ñõîæåñòü ìèêðîñòðóêòóð, âûÿâëåííûõ â óãëèñòûõ õîíäðèòàõ è â çåìíûõ ïîðîäàõ. Ñîîòâåòñòâóþùàÿ ãèïîòåçà íå çàñòàâèëà ñåáÿ æäàòü (Timoffejev., 1963; Urey, 1966; Rossignol-Strick and Barghoorn, 1971; Nagy, 1975; Pflug, 1984). Èäåÿ åå â òîì, ÷òî æèçíü ïîÿâèëàñü åùå â ïåðèîä ôîðìèðîâàíèÿ Ñîëíöà èç ãàçîâî-ïûëåâîé òóìàííîñòè.  ñôåðè÷åñêîì ñëîå íà îïðåäåëåííîì ðàññòîÿíèè îò ìîëîäîãî Ñîëíöà ïðèñóòñòâîâàëè 73

À

Ä

Ç

À

Á

Á

Ä

Â

 Ã

Å Æ

Å

Ç

Ã

È

Æ

È

Ðèñ. 3. Îáíàðóæåííûå â ìåòåîðèòàõ ñòðóêòóðû, íàïîìèíàþùèå êëåòî÷íûå îêàìåíåëîñòè. À. Îêàìåíåëàÿ êëåòêà ïëàíêòîííîãî ìèêðîîðãàíèçìà (àêðèòàðõà) èç ðàííåïàëåîçîéñêèõ îòëîæåíèé Âîñòî÷íîé Ñèáèðè; ðàçìåð îêîëî 15 ìèêðîí (Ðóäàâñêàÿ, 1972). Á. Ïîõîæàÿ íà àêðèòàðõ òèïè÷íàÿ ìèêðîñòðóêòóðà èç ìåòåîðèòà Îðãåé (Orgueil) (ñì. Ðóäàâñêàÿ, 1972). Â. Ìèêðîñòðóêòóðà èç ìåòåîðèòà Ìèõåé (Mighei) (ñì. Urey, 1966). Ã. Ìèêðîñòðóêòóðà (âîçìîæíî, îêàìåíåëîñòü äåëÿùåéñÿ êëåòêè) èç ìåòåîðèòà Îðãåé (Claus and Nagy, 1961). À–Ã. Ðàçìåðû ìèêðîñòðóêòóð îêîëî 15 ìèêðîí. ĖÆ. Ìàãíåòèòîâûå ãðàíóëû, â òîì ÷èñëå îðãàíèçîâàííûå â öåïî÷êè, îáíàðóæåííûå â Ìàðñèàíñêîì ìåòåîðèòå ALH84001 (McKay et al., 1996; Friedmann et al., 2001; MacKay et al., 2003). Ç è È. Îáíàðóæåííûå â ìåòåîðèòå ALH84001 ìèêðîñòðóêòóðû òîëùèíîé 0.1–0.2 ìèêðîíà, èäåíòèôèöèðîâàííûå êàê «íàíîáàêòåðèè» (McKay et al., 1996; Kerr, 1996; McKay et al., 2003).

74

íåîáõîäèìûå äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ æèçíè óñëîâèÿ: òåìïåðàòóðà 0–100° Ñ, âëàãà, íåñëîæíàÿ îðãàíèêà, íåîáõîäèìàÿ äëÿ ñèíòåçà áîëåå ñëîæíûõ âåùåñòâ, íàêîíåö, ïûëåâûå ÷àñòèöû, î âîçìîæíîé ðîëè êîòîðûõ â ôîðìèðîâàíèè æèçíè ãîâîðèëîñü âûøå. Ïåðèîä, â òå÷åíèå êîòîðîãî ìîãëà ðàçâèâàòüñÿ æèçíü â äîïëàíåòíîé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå, íåëüçÿ íàçâàòü äëèòåëüíûì – íå áîëåå 100 ìëí ëåò. Îòíîñèòåëüíî íåáîëüøîé âðåìåííîé èíòåðâàë êîìïåíñèðóåòñÿ âíóøèòåëüíûìè ðàçìåðàìè ïðîñòðàíñòâà, êîòîðîå ìîãëî ïîñëóæèòü ïîëèãîíîì äëÿ èñïûòàíèÿ ðàçíûõ ïîäõîäîâ ê “êîíñòðóèðîâàíèþ” æèâûõ îðãàíèçìîâ. Îíî áûëî íåèçìåðèìî áîëüøèì ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðèãîäíûì äëÿ ýòèõ öåëåé ïðîñòðàíñòâîì íà Çåìëå. Ïðè íàñòóïëåíèè ôàçû ñëèïàíèÿ ïûëåâûõ ÷àñòèö êëåòêè (åñëè îíè óæå äåéñòâèòåëüíî ñóùåñòâîâàëè) îêàçàëèñü çàìóðîâàííûìè âíóòðè ôîðìèðîâàâøèõñÿ ìèíåðàëîâ. Ïî áîëüøåé ÷àñòè ýòè ìèíåðàëû âîøëè â ñîñòàâ ôîðìèðîâàâøèõñÿ ïëàíåò è íà êàêîå-òî âðåìÿ îêàçàëèñü ðàñïëàâëåííûìè, íî íåêîòîðûå îñòàëèñü íåáîëüøèìè êàìíÿìè, êàêèìè è ÿâëÿþòñÿ óãëèñòûå õîíäðèòû, îáèëüíî âûïàäàâøèå íà ìîëîäóþ Çåìëþ. Åñëè èìåííî îíè ïðèíåñëè íà Çåìëþ æèçíü, òî ñòàíîâèòñÿ ïîíÿòíîé ïîõîæåñòü îêàìåíåëûõ ìèêðîñòðóêòóð, âûÿâëåííûõ êàê â çåìíûõ ïîðîäàõ, òàê è â ïîíûíå âûïàäàþùèõ íà Çåìëþ óãëèñòûõ õîíäðèòàõ. Æèâûå êëåòêè, ïîÿâèâøèåñÿ â àòìîñôåðå ðàííåãî Ñîëíöà, ìîãëè äî Çåìëè îáîñíîâàòüñÿ íà “ïðîìåæóòî÷íîé ñòàíöèè” – äðóãîé ïëàíåòå, ðàíüøå Çåìëè ïîäãîòîâèâøåéñÿ ê âîñïðèÿòèþ æèçíè.  òàêîé ðîëè ìîãëè âûñòóïèòü Âåíåðà è Ìàðñ. Æèçíü äîëæíà áûëà òàì ïðîäåðæàòüñÿ (ïðîäîëæàÿ ýâîëþöèîíèðîâàòü) äî òîãî âðåìåíè, êîãäà Çåìëÿ òàêæå ñòàëà ñïîñîáíîé ïîääåðæàòü åå. Î ìàðñèàíñêèõ ìåòåîðèòàõ, êîòîðûå ìîãëè äîñòàâèòü æèâûå êëåòêè íà Çåìëþ, ãîâîðèëîñü âûøå. Âûñêàçûâàëèñü òàêæå ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî â ðàííåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå ïîëó÷èëà ðàçâèòèå æèçíü, çàðîäèâøàÿñÿ íå íà ìåñòå, à çàíåñåííàÿ ñ äðóãîé çâåçäíîé ñèñòåìû. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî îêîëî òðåòè îáëîìêîâ ñêàëüíûõ ïîðîä, âûáðîøåííûõ â êîñìîñ ïðè ìîùíîì èìïàêòå, ïîêèäàþò ñâîþ çâåçäíóþ ñèñòåìó.  ïðèíöèïå, êàêèå-òî èç íèõ ìîãóò äîñòèãíóòü äðóãîé çâåçäíîé ñèñòåìû è ïðèíåñòè ïðèñóòñòâóþùèå â èõ ðàñùåëèíàõ ìèêðîîðãàíèçìû íà ïëàíåòó ñ ïîäõîäÿùèìè äëÿ èõ ñóùåñòâîâàíèÿ óñëîâèÿìè. Âîïðîñ â òîì, ñóùåñòâóåò ëè êîíå÷íàÿ âåðîÿòíîñòü òàêîãî ñîáûòèÿ. Ñîãëàñíî íåäàâíî ïðîâåäåííûì ðàñ÷åòàì, ìåæçâåçäíûé ïåðåíîñ æèçíè ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæåí 75

(Melosh, 2003). Íåëüçÿ èñêëþ÷èòü, îäíàêî, ÷òî â ñîîòâåòñòâóþùèé ïåðèîä, à èìåííî îò 4.6 ìëðä ëåò (îáðàçîâàíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû) äî 3.8 ìëðä ëåò (ïîÿâëåíèå æèçíè íà Çåìëå), íåêàÿ çâåçäíàÿ ñèñòåìà, óæå îáðåòøàÿ æèçíü, ñáëèæàëàñü ñ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìîé, ÷òî ñäåëàëî áû òàêîé ïåðåíîñ áîëåå âåðîÿòíûì. Êîãäà äèñêóññèè íà òåìó ïàíñïåðìèè áûëè â ðàçãàðå (ñì. Nagy, 1975), äâà àìåðèêàíñêèõ àñòðîôèçèêà âûñòóïèëè ñ ñåíñàöèîííûì óòâåðæäåíèåì, ÷òî ìåæçâåçäíûå “ïûëåâûå” òóìàííîñòè îáðàçîâàíû áàêòåðèÿìè. Ïî ïðåäïîëîæåíèþ àâòîðîâ, ýòè áàêòåðèè áûëè âûíåñåíû èç ãàçîâî-ïûëåâîé àòìîñôåðû çâåçä, ãäå îíè îáèòàëè (Hoyle and Wickramasinghe, 1977; 1981). Ãëàâíûå äîâîäû àâòîðîâ îñíîâàíû íà äàííûõ èíôðàêðàñíîé ñïåêòðîñêîïèè è ñâåòîðàññåÿíèÿ. Ïî ýòèì äàííûì, ÷àñòèöû, èç êîòîðûõ ñôîðìèðîâàíû ìåæçâåçäíûå òóìàííîñòè, ñîäåðæàò ïîëèñàõàðèäû, à ñâåò ðàññåèâàåòñÿ íà íèõ òàê æå, êàê â ìîäåëüíûõ îïûòàõ îí ðàññåèâàëñÿ íà áàêòåðèÿõ ñ îáóãëåííîé îáîëî÷êîé. Àâòîðû îïóáëèêîâàëè ñâîå ñîîáùåíèå â ïðåñòèæíûõ íàó÷íûõ æóðíàëàõ, ÷òî, îäíàêî, íå óáåðåãëî èõ îò òðóäíûõ âîïðîñîâ, êîòîðûå ïîñëåäîâàëè îò ïîñòåïåííî âûõîäèâøèõ èç øîêîâîãî ñîñòîÿíèÿ áèîëîãîâ è äðóãèõ èññëåäîâàòåëåé. Áûëî îòìå÷åíî, ÷òî, â ïåðâóþ î÷åðåäü, ñëåäîâàëî ñ ïîìîùüþ âûíåñåííûõ â êîñìîñ ñïåêòðîìåòðîâ èññëåäîâàòü ñïåêòðû ïîãëîùåíèÿ â óëüòðàôèîëåòîâîé îáëàñòè, ãäå äîëæíû áûëè áû ïðèñóòñòâîâàòü ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ îêîëî 260 íì, õàðàêòåðíûå äëÿ íóêëåèíîâûõ êèñëîò, è â áîëåå êîðîòêîâîëíîâîé îáëàñòè, ãäå ïîãëîùàåò ïåïòèäíàÿ ñâÿçü, ñîåäèíÿþùàÿ àìèíîêèñëîòû â áåëêàõ. Íàñêîëüêî èçâåñòíî, òàêèå âïîëíå äîñòóïíûå â íàøå âðåìÿ ýêñïåðèìåíòû îñóùåñòâëåíû íå áûëè. Ïîýòîìó âîïðîñ îñòàëñÿ îòêðûòûì, à ñêîðåå âñåãî, ñåíñàöèÿ íà ýòîò ðàç íå ñîñòîÿëàñü. Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè íåëüçÿ òàêæå ñ÷èòàòü äîêàçàííûì, ÷òî ìèêðîñòðóêòóðû, îáíàðóæèâàåìûå â óãëèñòûõ õîíäðèòàõ, äåéñòâèòåëüíî ÿâëÿþòñÿ êëåòî÷íûìè îêàìåíåëîñòÿìè. Ñîîòâåòñòâåííî íå äîêàçàíî ïðèñóòñòâèå êëåòîê â àòìîñôåðå ðàííåãî Ñîëíöà. Îäíàêî ñàìî ïðèçíàíèå âîçìîæíîñòè ðàçâèòèÿ ýâîëþöèîííîãî ïðîöåññà âïëîòü äî ïîÿâëåíèÿ êëåòî÷íûõ ôîðì âíå êîíñîëèäèðîâàííîé òâåðäîé ôàçû (ïëàíåò), à â ãàçîâî-ïûëåâîé àòìîñôåðå çâåçä (êàê è â àòìîñôåðå ïëàíåò, î ÷åì ãîâîðèëîñü âûøå), ìíîãîêðàòíî óâåëè÷èâàåò äîñòóïíîå ýòîìó ïðîöåññó ïðîñòðàíñòâî è ïðîäëåâàåò âðåìÿ, â òå÷åíèå êîòîðîãî îí ìîã ðàçâèâàòüñÿ. Ñîãëàñíî ñîâðåìåííûì ïðåäñòàâëåíèÿì, áàçèðóþùèìñÿ íà àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèÿõ, ïóòü, êîòîðûé ïðîøëà íàøà Ñîëíå÷íàÿ 76

ñèñòåìà, ôîðìèðîâàâøàÿñÿ èç ãàçîâî-ïûëåâîé òóìàííîñòè, õàðàêòåðåí äëÿ âñåõ èëè ïî÷òè âñåõ çâåçäíûõ ñèñòåì. Áîëåå òîãî, íåäàâíî áûëè îïèñàíû “âëàæíûå” çâåçäíûå ñèñòåìû, â êîòîðûõ, âîçìîæíî, ïðèñóòñòâóåò çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî âîäû (Tarter et al., 2007).  íàøåé Ãàëàêòèêå îêîëî 100 ìëðä çâåçä.  áëèçêîì ñîñåäñòâå ñ íàìè ìèëëèîíû çâåçäíûõ ñèñòåì. Ìíîãèå èç íèõ èìåëè ðàâíûå ñ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìîé øàíñû äîâåñòè ýâîëþöèþ äî êëåòî÷íûõ ôîðì æèçíè. Äðóãîé âîïðîñ – áûëà ëè ïðàêòè÷åñêàÿ âîçìîæíîñòü çàíîñà æèçíè íà Çåìëþ îò äàëåêèõ êîñìè÷åñêèõ îáúåêòîâ. Ïðîâåäåííûé âûøå àíàëèç ïîâðåæäàþùèõ âîçäåéñòâèé, èñïûòûâàåìûõ êëåòêîé ïðè åå áëóæäàíèÿõ â êîñìîñå, ïî÷òè íå îñòàâëÿåò íàäåæäû íà ïîëîæèòåëüíûé îòâåò (Melosh, 2003). Òåì íå ìåíåå, ìû îêîí÷àòåëüíî íå èñêëþ÷àåì òàêóþ âîçìîæíîñòü. Íàøà Ãàëàêòèêà íàñ÷èòûâàåò áîëåå 10 ìëðä ëåò. Óæå òîãäà â íåé ìîã íà÷àòüñÿ ïðîöåññ çàðîæäåíèÿ æèçíè, ïåðåêèíóâøèéñÿ è íà Ñîëíå÷íóþ ñèñòåìó, ãäå äîñòèã Çåìëè.  òàáëèöå 1 ñóììèðîâàíû ïðèâåäåííûå âûøå äîïóùåíèÿ è ðàññóæäåíèÿ î âîçìîæíûõ ñðîêàõ, îòïóùåííûõ ýâîëþöèè íà ñîçäàíèå æèçíè íà Çåìëå, ñàìûå ðàííèå ïðèçíàêè êîòîðîé îáíàðóæåíû â ïîðîäàõ, èìåþùèõ âîçðàñò 3.85 ìëðä ëåò. Òàáëèöà 1

Âîçìîæíûå ñðîêè ýâîëþöèè äî ïîÿâëåíèÿ íà Çåìëå æèâûõ îðãàíèçìîâ ïðåäïîëîæèòåëüíî íå ïîçæå 3.85 ìëðä ëåò òîìó íàçàä Ñðîê (ìëí ëåò)

ÀÐÅÀË Çåìëÿ (íà÷àëî ýâîëþöèè ïîñëå ïîñëåäíåé ñòåðèëèçàöèè 4.0–3.9 ìëðä ëåò íàçàä)

äî 50

Çåìëÿ, âêëþ÷àÿ åå àòìîñôåðó (íà÷àëî ýâîëþöèè ïîñëå ñòåðèëèçàöèè, âûçâàííîé ñòîëêíîâåíèåì Çåìëè ñ äðóãîé ïëàíåòîé 4.45 ìëðä ëåò íàçàä)

äî 600

Ìàðñ + Çåìëÿ

äî 650

Àòìîñôåðà ðàííåãî Ñîëíöà + Ìàðñ? + Çåìëÿ Äðóãèå çâåçäíûå ñèñòåìû Ãàëàêòèêè + Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà, âêëþ÷àÿ Çåìëþ

77

îêîëî 700 äî 6000

Âîïðîñ, ïðîèçîøëî ëè çàðîæäåíèå æèçíè çà îòâåäåííîå íà Çåìëå âðåìÿ (ïî ðàçíûì äîïóùåíèÿì çà10–600 ìëí ëåò) ñàìîñòîÿòåëüíî ëèáî â òå æå ñðîêè íà Çåìëå ïðèæèëàñü êëåòêà, ïðèáûâøàÿ èçâíå, ïðåäñòàâëÿåò áîëüøîé íàó÷íûé èíòåðåñ è ðåàëüíî áóäåò ðåøàòüñÿ, êîãäà ëþäè ñòîëêíóòñÿ ñ æèçíüþ íà äðóãèõ ïëàíåòàõ è â äðóãèõ ìèðàõ. Åñëè îáðàçóþùèå êëåòêó ìîëåêóëÿðíûå ñòðóêòóðû, îñíîâíûå ïóòè êëåòî÷íîãî ìåòàáîëèçìà è ãåíåòè÷åñêèé êîä îêàæóòñÿ òàêèìè æå, êàê ó çåìíûõ îðãàíèçìîâ, ðàñïðîñòðàíåíèå æèçíè èç îáùåãî èñòî÷íèêà ìîæíî áóäåò ñ÷èòàòü äîêàçàííûì. Åñëè æå ôîðìû æèçíè, êîòîðûå áóäóò îáíàðóæåíû íà äðóãèõ ïëàíåòàõ, ðàçâèâàëèñü ñàìîñòîÿòåëüíî íå òîëüêî íà ýòàïàõ êëåòî÷íîé, íî è äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè, îíè îêàæóòñÿ îòëè÷íûìè îò çåìíûõ ôîðì â áàçîâûõ ìåõàíèçìàõ, êîíòðîëèðóþùèõ êëåòî÷íûå ñèíòåçû è ôóíêöèè. Íåçàâèñèìî, êàêîé èç âàðèàíòîâ ðàííåé ýâîëþöèè èìåë ìåñòî â äåéñòâèòåëüíîñòè, ñóùåñòâåííûì ÿâëÿåòñÿ îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî êëåòî÷íàÿ ôîðìà æèçíè ïîÿâèëàñü âñêîðå ïîñëå òîãî, êàê Çåìëÿ ñòàëà äîñòàòî÷íî êîìôîðòíîé äëÿ åå ïîääåðæàíèÿ è äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ. Íåò îñíîâàíèé ïîëàãàòü, ÷òî Çåìëÿ â ýòîì îòíîøåíèè óíèêàëüíà. Îòñþäà î÷åâèäíûé âûâîä – âåðîÿòíîñòü çàðîæäåíèÿ æèçíè âûñîêà âåçäå, ãäå ýòîìó áëàãîïðèÿòñòâóþò óñëîâèÿ ñðåäû. 4.2.1 Âûñîêàÿ âåðîÿòíîñòü ïîÿâëåíèÿ æèçíè ïðè íàëè÷èè ñîâìåñòèìûõ ñ íåþ óñëîâèé è ìàëàÿ âåðîÿòíîñòü ïîÿâëåíèÿ ðàçóìíûõ ñóùåñòâ â õîäå ýâîëþöèè Òàêèì îáðàçîì, ìû ïðèõîäèì ê âàæíîìó ïðîìåæóòî÷íîìó ðåçóëüòàòó. Àðãóìåíòû, ïðåäñòàâëåííûå âî Ââåäåíèè (Ãëàâà 1), ïðèâåëè ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî íàøà öèâèëèçàöèÿ, ðàçâèòèå êîòîðîé îïðåäåëÿþò ðàçóì è ëþáîçíàòåëüíîñòü, óíèêàëüíà, ïî êðàéíåé ìåðå, â äîñòóïíîé îáùåíèþ îáëàñòè êîñìîñà. Ìîæíî ïðåäñòàâèòü äâå a priori äîïóñòèìûå âåðñèè, îáúÿñíÿþùèå óíèêàëüíîñòü Çåìíîé öèâèëèçàöèè. Ïåðâàÿ – óíèêàëüíîñòü ñàìîé æèçíè, ðàçâèâøåéñÿ òîëüêî íà Çåìëå. Ñîãëàñíî âòîðîé âåðñèè, ïðè øèðîêîì ðàñïðîñòðàíåíèè æèçíè êàê ÿâëåíèÿ ÷ðåçâû÷àéíî ìàëà âåðîÿòíîñòü âàðèàíòà ýâîëþöèè, âåäóùåãî ê ðàçóìíûì ñóùåñòâàì, êîòîðûé èìåë ìåñòî èìåííî íà Çåìëå. Ïî ñóììå èçëîæåííûõ âûøå ðåçóëüòàòîâ è ñîîáðàæåíèé ìû áóäåì ïðèäåðæèâàòüñÿ ïîñëåäíåé âåðñèè, òåì ñàìûì ñíèìàÿ âîïðîñèòåëüíûé çíàê â íàçâàíèè ýòîé êíèãè. È ñðàçó âñòàåò íîâûé âîïðîñ: ïî÷åìó ñòîëü ìàëîâåðîÿòíî äîñòèæåíèå æèçíüþ “ðàçóìíîé ”ñòàäèè, 78

è êàêèå ôàêòîðû íàïðàâèëè ýâîëþöèþ íà Çåìëå â íóæíîå ðóñëî? Ýòîé ïðîáëåìå áóäóò ïîñâÿùåíû ïîñëåäóþùèå ðàçäåëû êíèãè. Ïðåæäå âñåãî ñëåäóåò ðàññìîòðåòü âîïðîñ, êàêèì îáðàçîì ðàçâèâàëàñü íà Çåìëå ýâîëþöèÿ êëåòî÷íûõ ôîðì æèçíè íà ïðîòÿæåíèè áîëåå 3.5 ìëðä ëåò.

79

Ãëàâà V. ÄÅÐÅÂÎ ÆÈÇÍÈ Èäåÿ ïîñòðîåíèÿ äåðåâà ýâîëþöèè âîñõîäèò ê ×àðëüçó Äàðâèíó, äîïóñòèâøåìó âîçìîæíîñòü ïðîèñõîæäåíèÿ âñåãî ìíîãîîáðàçíîãî æèâîãî ìèðà îò åäèíñòâåííîé êëåòêè (Ðèñ. 4À). Ýòî ñóæäåíèå äëÿ ñåðåäèíû äåâÿòíàäöàòîãî âåêà áûëî åùå áîëåå ðåâîëþöèîííûì, ÷åì øèðîêî èçâåñòíàÿ åãî ãèïîòåçà î ïðîèñõîæäåíèè ÷åëîâåêà îò îáåçüÿíîïîäîáíîãî ñóùåñòâà, ïîäòâåðæäåííàÿ ìíîãî÷èñëåííûìè ïàëåîíòîëîãè÷åñêèìè íàõîäêàìè, â òîì ÷èñëå ñäåëàííûìè â ïîñëåäíåå âðåìÿ (Ãëàâà 7). Èìåííî ñ òîãî âðåìåíè ýâîëþöèþ ñòàëè ïðåäñòàâëÿòü êàê ðàñòóùåå èç îáùåãî ñòâîëà äåðåâî ñ âåòâÿìè, êîòîðûå, â ñâîþ î÷åðåäü, äàþò ìíîãî÷èñëåííûå âåòâÿùèåñÿ îòðîñòêè. Êàê ïðàâèëî, íà ýâîëþöèîííîì äåðåâå èçîáðàæàþò òîëüêî òå âåòâè, êîòîðûå ñîîòâåòñòâóþò íûíå çäðàâñòâóþùèì öàðñòâàì, êëàññàì, îòðÿäàì è âèäàì (òàê, íà íåì îòñóòñòâóþò äèíîçàâðû). Èìåÿ â âèäó ýòî îáñòîÿòåëüñòâî, ìû áóäåì èìåíîâàòü åãî âñëåä çà ìíîãèìè èññëåäîâàòåëÿìè äåðåâîì æèçíè. 5.1. Ñîâðåìåííûå ïîäõîäû ê ïîñòðîåíèþ äåðåâà æèçíè Äî 60-õ ãîäîâ ïðîøëîãî âåêà ñòåïåíü ðîäñòâà ìåæäó âèäàìè îïðåäåëÿëè èñêëþ÷èòåëüíî ïî àíàòîìè÷åñêèì, ìîðôîëîãè÷åñêèì è ïîâåäåí÷åñêèì ïðèçíàêàì. Ïðèíàäëåæíîñòü æèâîòíûõ, êàê ñóùåñòâóþùèõ, òàê è âûìåðøèõ, òîìó èëè èíîìó âèäó, îòðÿäó è ò.ï. îïðåäåëÿëàñü ïî äåòàëÿì ñòðîåíèÿ ñêåëåòà, ïî îòäåëüíûì êîñòÿì è çóáàì. Ýòè ïîäõîäû ñîõðàíèëè çíà÷åíèå è â ïîñëåäóþùèå ãîäû. Ïðèîáðåòåííûé îïûò ñòîëü çíà÷èòåëåí, ÷òî äàæå ïëîõî ñîõðàíèâøèåñÿ îêàìåíåëîñòè ïîçâîëÿþò äîñòàòî÷íî íàäåæíî êëàññèôèöèðîâàòü æèâîòíûõ, æèâøèõ äåñÿòêè è ñîòíè ìèëëèîíîâ ëåò òîìó íàçàä. Òàê, ïî îòïå÷àòêàì ðàêîâèí ÷åòêî êëàññèôèöèðóþò ìîëëþñêîâ, ñóùåñòâîâàâøèõ 400–600 ìëí ëåò òîìó íàçàä. Äîñòàòî÷íî òî÷íîå äàòèðîâàíèå îêàìåíåëîñòåé (êàê æèâîòíûõ, òàê è ðàñòåíèé) ïîçâîëèëî îïðåäåëèòü íå òîëüêî ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îáðàçîâàíèÿ âèäîâ, íî è âðåìÿ èõ îáðàçîâàíèÿ (òî÷êè ðàçâåòâëåíèÿ) âïëîòü äî âîçðàñòà 1 ìëðä ëåò, 80

À

Á Áàêòåðèè Ðàñòåíèÿ Æèâîòíûå Ãðèáû Àðõå

×åëîâåê ðàçóìíûé

↓

Êëåòêà – ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê

Ã

Â

Ðèñ. 4. Ýâîëþöèÿ ïðåäñòàâëåíèé î äåðåâå æèçíè. À. Äåðåâî æèçíè, êàê åãî ïðåäñòàâëÿë ×àðëüç Äàðâèí. Á. Äåðåâî æèçíè ïî Woese et al. (1990), ñòâîë êîòîðîãî (ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê) äàåò âåòâè áàêòåðèé è àðõå. Â. Äåðåâî æèçíè ïî Doolittle (1999), ó÷èòûâàþùåå ãîðèçîíòàëüíûå ïåðåíîñû. Ã. Äåðåâî æèçíè, ïðè ïîñòðîåíèè êîòîðîãî ó÷òåíû ñîîáðàæåíèÿ î âîçíèêíîâåíèè ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè ïðè àêòå ñèìáèîçà áàêòåðèè è àðõå.

81

êîãäà ïîÿâèëèñü ãóáêè è êèøå÷íîïîëîñòíûå. Áîëåå äðåâíèå îòïå÷àòêè ïðèíàäëåæàò èñêëþ÷èòåëüíî îäíîêëåòî÷íûì îðãàíèçìàì. Îáíàðóæåíî çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî äîñòàòî÷íî ÷åòêèõ îòïå÷àòêîâ ïðîêàðèîòè÷åñêèõ è ýóêàðèîòè÷åñêèõ (ÿäåðíûõ) êëåòîê âîçðàñòîì äî 2.5 ìëðä ëåò è 1.7 ìëðä ëåò, ñîîòâåòñòâåííî. Îäíàêî â áîëåå äðåâíèõ ïîðîäàõ, ãëàâíûì îáðàçîì âñëåäñòâèå èõ çíà÷èòåëüíîãî ìåòàìîðôèçìà, êëåòî÷íûå îòïå÷àòêè – áîëüøàÿ ðåäêîñòü. Ñâîåîáðàçíûé ðåêîðä ïðèíàäëåæèò Äæ. Øîïôó, êîòîðûé âïåðâûå îïóáëèêîâàë ìèêðîôîòîãðàôèè êëåòî÷íûõ îêàìåíåëîñòåé, îáíàðóæåííûõ èì íà ÑåâåðîÇàïàäå Àâñòðàëèè â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ, çàëåãàþùèõ íà ãëóáèíå îêîëî 30 êì (Schopf, 1993). Âîçðàñò ýòèõ ïîðîä è, ñîîòâåòñòâåííî, îêàìåíåëîñòåé – îêîëî 3.5 ìëðä ëåò. Àâòîð èäåíòèôèöèðîâàë îêàìåíåëûå êëåòêè êàê áëèçêèå ñîâðåìåííûì ôîòîñèíòåçèðóþùèì ãðàìîòðèöàòåëüíûì áàêòåðèÿì, êîòîðûå èìåþò äâà íàçâàíèÿ: ñèíå-çåëåíûå âîäîðîñëè è öèàíîáàêòåðèè (Ðèñ. 2). Ãëàâíûì äîâîäîì â ïîëüçó ýòîãî çàêëþ÷åíèÿ ñòàëî ïðèñóòñòâèå â òåõ æå îòëîæåíèÿõ ñëîèñòûõ èçâåñòêîâûõ ñòðóêòóð (ñòðîìàòîëèòîâ), ïîíûíå ñîçäàâàåìûõ êîëîíèÿìè ñîâðåìåííûõ öèàíîáàêòåðèé íà ìåëêîâîäüå. Íî òàêîé âûâîä ðàâíîöåíåí óòâåðæäåíèþ, ÷òî óæå 3.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä íà Çåìëå îñóùåñòâëÿëñÿ ïðîöåññ ôîòîñèíòåçà, ïðè êîòîðîì ñ ó÷àñòèåì ñâåòîâîé ýíåðãèè ïðèñóòñòâîâàâøèå â àòìîñôåðå ïàðû âîäû è ÑÎ2 èñïîëüçîâàëèñü äëÿ îðãàíè÷åñêèõ ñèíòåçîâ è ïðîèçâîäñòâà êèñëîðîäà. Åñëè ïðèäåðæèâàòüñÿ êîíöåïöèè çàðîæäåíèÿ æèçíè íà ñàìîé Çåìëå, òî ñóùåñòâîâàíèå 3.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä áàêòåðèé ñîâðåìåííîãî òèïà ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî æèçíü íà Çåìëå äîëæíà áûëà ïðèñóòñòâîâàòü è çíà÷èòåëüíî ðàíüøå (Awramik, 1992). Îäíàêî áîëåå äðåâíèå íå ìåòàìîðôîçèðîâàííûå (íå ïîäâåðãàâøèåñÿ ïëàâëåíèþ) ïîðîäû, â êîòîðûõ ìîãëè ñîõðàíèòüñÿ ðàííèå êëåòî÷íûå ôîðìû, ïîêà íå îáíàðóæåíû. Äà è âûâîäû Øîïôà î áèîëîãè÷åñêîì ïðîèñõîæäåíèè ñäåëàííûõ èì íàõîäîê áûëè îñïîðåíû êàê â îòíîøåíèè êëåòîê (Brasier et al., 2002, 2006), òàê è ñòðîìàòîëèòîâ (Lowe D.R., 1994; Grotzinger and Knoll, 1999; Walsh, 2004).  îòíîøåíèè íåêîòîðûõ ïðåäúÿâëåííûõ Øîïôîì îêàìåíåëîñòåé, ñîõðàíèâøèõñÿ ñîâñåì ïëîõî, êðèòèêà ïðåäñòàâëÿåòñÿ îáîñíîâàííîé. Êà÷åñòâî îñòàëüíûõ îòïå÷àòêîâ òàêæå íå î÷åíü âûñîêîå. Îäíàêî ñðàâíåíèå ñ ÿâíî ðîäñòâåííûìè, íî áîëåå ïîçäíèìè è ïîòîìó ëó÷øå ñîõðàíèâøèìèñÿ îòïå÷àòêàìè ïîäòâåðæäàåò èõ äîñòîâåðíîñòü.  íåäàâíèõ èññëåäîâàíèÿõ ðÿäîì àâòîðîâ ïîëó÷åíû íîâûå òîìó äîêàçàòåëüñòâà (Altermann and Kazmierczak, 2003; Schopf, 2006; Allwood et al., 2006; Hofmann and Bolhar, 2007).  ÷àñò82

íîñòè, îáíàðóæåíû ñëåäû ôîòîñèíòåçèðóþùèõ êëåòîê â ñòîëü æå äðåâíèõ îòëîæåíèÿõ íà òåððèòîðèè Þæíîé Àôðèêè (Tice and Lowe, 2004). Ñ äðóãîé ñòîðîíû, Øîïô â ñóììèðóþùåì îáçîðå (Schopf, 2006) ôàêòè÷åñêè îòêàçàëñÿ îò ðàííèõ óòâåðæäåíèé, ÷òî îáíàðóæåííûå èì îòïå÷àòêè äðåâíåéøèõ êëåòîê ïðèíàäëåæàëè ôîòîñèíòåçèðóþùèì áàêòåðèÿì, ïîõîæèì íà ñîâðåìåííûõ öèàíîáàêòåðèé. Îí ññûëàåòñÿ íà ñóùåñòâóþùèõ íûíå õåìîòðîôîâ, êîòîðûå èìåþò áîëüøîå ñõîäñòâî ñ òåìè æå îòïå÷àòêàìè. Òàêèì îáðàçîì, âîïðîñ î âðåìåíè ïîÿâëåíèÿ ôîòîñèíòåçèðóþùèõ êëåòîê âíîâü îêàçàëñÿ íà ïîâåñòêå äíÿ. Äëèòåëüíîå âðåìÿ íå óäàâàëîñü îáíàðóæèòü îòíîñÿùèåñÿ ê òîé æå ýïîõå ìèêðîîêàìåíåëîñòè, êîòîðûå ìîæíî áûëî áû ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ óâåðåííîñòè îòíåñòè ê õåìîòðîôíûì áàêòåðèÿì, ïîíûíå ïðåîáëàäàþùèì ñðåäè àíàýðîáîâ (ìèêðîîðãàíèçìîâ, ñóùåñòâóþùèõ â áåñêèñëîðîäíîé ñðåäå). Ýâîëþöèîííî îíè ïðåäøåñòâîâàëè öèàíîáàêòåðèÿì è, ñëåäîâàòåëüíî, íå ìîãëè íå áûòü èõ ñîâðåìåííèêàìè. Íàêîíåö, â 2000-îì ãîäó áûëî ñîîáùåíî, ÷òî â Àâñòðàëèè â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ, ôîðìèðîâàâøèõñÿ áîëåå 3.2 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, îáíàðóæåíû îòïå÷àòêè íèòåîáðàçíûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ. Ïîðîäû îêàçàëèñü áîãàòû ñîåäèíåíèÿìè ñåðû, ÷òî ñâèäåòåëüñòâîâàëî î èõ ôîðìèðîâàíèè íà îêåàíè÷åñêîì äíå âáëèçè âûõîäîâ ëàâû è ãîðÿ÷èõ ñåðíûõ èñòî÷íèêîâ. Íà ýòîì îñíîâàíèè îêàìåíåëûå áàêòåðèè áûëè îòíåñåíû ê àíàýðîáíûì õåìîòðîôàì (Rasmussen, 2000; Shen, 2001). Áûëè ïîëó÷åíû è äðóãèå ñâèäåòåëüñòâà ïðèñóòñòâèÿ áîëåå 3 ìëðä ëåò òîìó íàçàä âîññòàíàâëèâàþùèõ CO2 äî ìåòàíà (ìåòàíîãåííûõ) (Ueno et al., 2006) è âîññòàíàâëèâàþùèõ îêèñëû ñåðû àíàýðîáíûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ (Ohmoto et al., 1993). Òàêèì îáðàçîì, ìèêðîîðãàíèçìû, îòëè÷íûå îò öèàíîáàêòåðèé, òàêæå ìîãëè ïðåòåíäîâàòü íà ðîëü ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà. Ïðîâåäåííîå âûøå îáñóæäåíèå ïîêàçûâàåò, ÷òî ñòâîë è ðàííèå âåòâè äåðåâà æèçíè ìîãëè ôîðìèðîâàòü àíàýðîáíûå õåìîòðîôû, èñïîëüçóþùèå íàèáîëåå ïðèìèòèâíûå ïóòè íàêàïëèâàíèÿ ýíåðãèè çà ñ÷åò ïðåîáðàçîâàíèÿ íåîðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé: âîññòàíîâëåíèÿ äâóîêèñè óãëåðîäà è ñóëüôàòà èëè îêèñëåíèÿ ñåðîâîäîðîäà. Ôîòîñèíòåçèðóþùèå áàêòåðèè, èñïîëüçóþùèå áîëåå ñëîæíûå ñõåìû ìåòàáîëèçìà, âîçíèêëè ïîçæå. Ïðè÷åì, ïî ìíåíèþ ðÿäà àâòîðîâ, ýòî áûëè íå öèàíîáàêòåðèè, èñïîëüçóþùèå â êà÷åñòâå âîññòàíîâèòåëÿ ïðè ôîòîñèíòåçå âîäó è îñâîáîæäàþùèå êèñëîðîä, à ôîòîñèíòåçèðóþùèå áàêòåðèè, êîòîðûå â óñëîâèÿõ âîññòàíîâèòåëüíîé àòìîñôåðû ìîãëè èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå âîññòàíîâèòåëÿ ñâîáîäíûé âîäîðîä 83

èëè ñåðîâîäîðîä (Des Maralis, 1998; Hoehler, 2005; Olson, 2006). Ïî äàííûì Îëñîíà öèàíîáàêòåðèè ïîÿâèëèñü íå ðàíåå 2.9 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, à ïî äðóãèì äàííûì (Kopp et al., 2005) åùå ïîçæå. Òàêîé ïîäõîä ïîçâîëÿåò îáúÿñíèòü ñîõðàíåíèå âåñüìà òåïëîãî êëèìàòà íà Çåìëå â òå÷åíèå ïåðâîãî ìèëëèàðäà ëåò ðàçâèòèÿ íà íåé æèçíè ñèëüíûì ïàðíèêîâûì ýôôåêòîì, êîòîðûé ìîã ñîçäàâàòüñÿ áëàãîäàðÿ ïðèñóòñòâèþ ìåòàíà, ïîñòóïàâøåãî â àòìîñôåðó ïðè âûõîäàõ ëàâû è â ðåçóëüòàòå æèçíåäåÿòåëüíîñòè ìåòàíîãåííûõ áàêòåðèé (Pavlov et al., 2000), à òàêæå ïðèñóòñòâèþ äâóîêèñè óãëåðîäà (Hessler et al., 2004). Íàêîïëåíèå è ñîõðàíåíèå ìåòàíà áûëè âîçìîæíû òîëüêî ïðè îòñóòñòâèè â àòìîñôåðå ìîëåêóëÿðíîãî êèñëîðîäà. Ñ ðàñïðîñòðàíåíèåì öèàíîáàêòåðèé è ïîñòóïëåíèåì çíà÷èòåëüíîãî êîëè÷åñòâà êèñëîðîäà â àòìîñôåðó ñîäåðæàíèå â íåé ìåòàíà áûëî ñâåäåíî, ïðàêòè÷åñêè, ê íóëþ. Èìåííî ñ ýòèì îáñòîÿòåëüñòâîì ñâÿçûâàþò íå ïðîñòî ïîõîëîäàíèå, íî ãëîáàëüíîå îëåäåíåíèå, èìåâøåå ìåñòî îêîëî 2.2 ìëðä ëåò òîìó íàçàä (Kopp et al., 2005; Kasting and Ono, 2006 ). Ìû âèäèì, ÷òî âîïðîñ î âðåìåíè ïîÿâëåíèÿ öèàíîáàêòåðèé ïðèíöèïèàëåí äëÿ èíòåðïðåòàöèè ãåîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â èíòåðâàëå 3.5–2.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä è äëÿ ïðàâèëüíîãî îòîáðàæåíèÿ äåðåâà æèçíè. Î÷åâèäíî òàêæå, ÷òî äàííûå ïàëåîíòîëîãèè íå ïîçâîëÿþò íàäåæíî äàòèðîâàòü ïîÿâëåíèå ñàìûõ ðàííèõ âåòâåé äåðåâà æèçíè è, ñîîòâåòñòâåííî, îáîñíîâàííî ñóäèòü îá èõ î÷åðåäíîñòè (ñì. Schopf, 1999). Óñïåõè ìîëåêóëÿðíîé áèîëîãèè ïîçâîëèëè ðàçðàáîòàòü öåëûé ðÿä íîâûõ ïîäõîäîâ ê ðåøåíèþ ýòîé ïðîáëåìû. Áàçîâóþ èäåþ “ìîëåêóëÿðíûõ ÷àñî┠âûñêàçàëè Öóêåðêàíäë è Ïîëèíã â 1965 ã. (Zuckerkandl and Pauling, 1965). Ê òîìó âðåìåíè óæå áûëà ðàñøèôðîâàíà àìèíîêèñëîòíàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ðÿäà áåëêîâ. Ñðåäè ýòèõ áåëêîâ áûëè è áåëêè-ãîìîëîãè, ïðèíàäëåæàâøèå ðàçíûì âèäàì. Îêàçàëîñü, ÷òî ÷åì äàëüøå îòñòîÿò âèäû äðóã îò äðóãà, ò.å. ÷åì ðàíüøå ïðîèçîøëî èõ ðàçäåëåíèå, òåì áîëüøå ðàçëè÷èé â àìèíîêèñëîòíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòÿõ ãîìîëîãè÷íûõ áåëêîâ. Ïîñëå óñïåõîâ â îïðåäåëåíèè íóêëåîòèäíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé ÄÍÊ (ñåêâåíèðîâàíèè) ïîÿâèëàñü ïðàêòè÷åñêàÿ âîçìîæíîñòü ðåàëèçîâàòü àíàëîãè÷íûé ïîäõîä íåïîñðåäñòâåííî íà ãåíàõ, îïðåäåëÿÿ ïðîèñøåäøèå â íèõ ìóòàöèè (çàìåíû àçîòèñòûõ îñíîâàíèé, âñòàâêè, äåëåöèè, äóïëèêàöèè). Åñòåñòâåííî, ðå÷ü èäåò î ïîëåçíûõ èëè ïðàêòè÷åñêè íåéòðàëüíûõ ìóòàöèÿõ, êîòîðûå ñîõðàíÿþòñÿ â ïîòîìñòâå è, ñëåäîâàòåëüíî, íàêàïëèâàþòñÿ ñ ìîìåíòà îáðàçîâàíèÿ âèäà (Ohta T., 1987; Schuster P., 1993). 84

Ïåðâûé âîïðîñ, êîòîðûé ñëåäîâàëî ðåøèòü, âîçíèêàþò ëè ìóòàöèè â ãåíàõ ëèíåéíî âî âðåìåíè. Ñ ýòîé öåëüþ ñîïîñòàâëÿëèñü äàííûå î ÷èñëå ìóòàöèé, íàêîïëåííûõ ó îïðåäåëåííûõ âèäîâ, ñ ïàëåîíòîëîãè÷åñêèìè äàííûìè î âîçðàñòå ýòèõ âèäîâ. Òàêîå èññëåäîâàíèå ñìîãëî îõâàòèòü ïî÷òè ìèëëèàðä ëåò áëàãîäàðÿ áîëüøîìó êîëè÷åñòâó ïàëåîíòîëîãè÷åñêèõ íàõîäîê, îòíîñÿùèõñÿ ê ýòîìó ïåðèîäó. Îíî ïîêàçàëî, ÷òî, ïî êðàéíåé ìåðå, â ïðåäåëàõ îçíà÷åííîãî ïåðèîäà ëèíåéíîñòü íàêîïëåíèÿ ìóòàöèé âî âðåìåíè äåéñòâèòåëüíî èìåëà ìåñòî. Áûëî ñäåëàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ýòà çàêîíîìåðíîñòü âûïîëíÿëàñü âïëîòü äî òåõ äàâíèõ âðåìåí, êîãäà ïîÿâèëèñü ñàìûå ðàííèå èç äîøåäøèõ äî íàñ (ñîâðåìåííûõ) âèäîâ. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ðå÷ü øëà î ãðîìàäíûõ ïðîìåæóòêàõ âðåìåíè, ïðåäñòîÿëî âûáðàòü â êëåòêå îáúåêòû (áåëêè èëè ãåíû), äëÿ êîòîðûõ õàðàêòåðåí íèçêèé òåìï èçìåí÷èâîñòè. Ñðåäè áåëêîâ ïðåäïî÷òèòåëüíûìè îáúåêòàìè ÿâëÿþòñÿ êîìïîíåíòû ìóëüòèìîëåêóëÿðíûõ êîìïëåêñîâ, íàïðèìåð áåëêè ðèáîñîì. Ñòðóêòóðíîå èçìåíåíèå â òàêîì áåëêå èç-çà íåñîãëàñîâàííîñòè ñ äðóãèìè êîìïîíåíòàìè äåñòàáèëèçèðóåò âåñü êîìïëåêñ. Ïîäîáíûå ìóòàöèè èñêëþ÷àþòñÿ èç ïîïóëÿöèè. Ïî òîé æå ëîãèêå ïîäõîäÿùèìè îáúåêòàìè ïðè “òåñòèðîâàíèè” äåðåâà æèçíè ÿâëÿþòñÿ ðèáîñîìíûå è òðàíñïîðòíûå ÐÍÊ. Ïàðàëëåëüíî ñ ïðàêòè÷åñêèì èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäà ìîëåêóëÿðíûõ ÷àñîâ ïðîäîëæàåòñÿ åãî ñîâåðøåíñòâîâàíèå (Lee, 1999; Douzery et al., 2003; Müller and Reisz, 2005; Benton and Donoghue, 2007). 5.2. Ïîèñê ïðàëèíèè (ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà) Îäèí èç ïåðâûõ çíà÷èìûõ ðåçóëüòàòî⠓ìîëåêóëÿðíîãî” ïîäõîäà ê èçó÷åíèþ ðàííèõ ýòàïîâ ýâîëþöèè áûë ïîëó÷åí Óýçîì è Ôîêñîì (Woese and Fox, 1978). Àâòîðû àíàëèçèðîâàëè íóêëåîòèäíûé ñîñòàâ ÐÍÊ ìàëîé ñóáúåäèíèöû ðèáîñîìû ó ðÿäà ïðîêàðèîòè÷åñêèõ è ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê. Îíè îáíàðóæèëè, ÷òî ïî ïðèçíàêó ïðèñóòñòâèÿ èëè, íàîáîðîò, îòñóòñòâèÿ â ýòîé âåñüìà êîíñåðâàòèâíîé ÐÍÊ òåõ èëè èíûõ ýëåìåíòîâ (îïðåäåëåííûõ ïåòåëü, ïàëèíäðîìîâ è äð.) ïðîêàðèîòû, ïðåäñòàâëÿâøèåñÿ äî òîãî åäèíûì öàðñòâîì, ÷åòêî äåëÿòñÿ íà äâà öàðñòâà: èñòèííûõ áàêòåðèé (ýóáàêòåðèé) è àðõåáàêòåðèé, íûíå èìåíóåìûõ, ñîîòâåòñòâåííî, áàêòåðèÿìè è àðõå. Îáà ýòè öàðñòâà ïðîèñõîäÿò íåïîñðåäñòâåííî îò ñòâîëîâîé êëåòî÷íîé ëèíèè ò.í. ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà (last universal common 85

ancestor – LUCA).  íàñòîÿùåå âðåìÿ êëåòêè ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà íå ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê î÷åíü ïðèìèòèâíûå. Ñàìîñòîÿòåëüíî ñóùåñòâóÿ âî âíåøíåé ñðåäå (íå ïàðàçèòèðóÿ), îíè äîëæíû áûëè èìåòü íå ìåíåå 1000 ãåíîâ (Ouzounis et al., 2006). Ðàçäåëåíèå ñòâîëîâîé ëèíèè íà àðõå è áàêòåðèè ïðîèçîøëî îêîëî 3.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä. Ñîãëàñíî Óýçó è Ôîêñó, ýóêàðèîòè÷åñêèå (îáëàäàþùèå ÿäðîì) êëåòêè áëèæå àðõå, ÷åì áàêòåðèÿì, è ÿâëÿþòñÿ âåòâüþ àðõå. Ýòîò ðåçóëüòàò áûë, â ïðèíöèïå, ïîäòâåðæäåí äàííûìè ìîðôîëîãè÷åñêîãî àíàëèçà ðèáîñîì (Lake et al., 1986). Áûëè èñïîëüçîâàíû òàêæå äðóãèå ïîäõîäû. Íåêîòîðûå àâòîðû (Iwabe et al., 1989; Baldauf et al., 1996) â êà÷åñòâå “ìîëåêóëÿðíûõ ÷àñî┠èñïîëüçîâàëè α- è β- ñóáúåäèíèöû ÀÒÔ-àçû, à òàêæå ôàêòîðû ýëîíãàöèè Tu è G. Ýòè ïàðû ïîëèïåïòèäîâ îáðàçîâàëèñü â ðåçóëüòàòå ãåííûõ äóïëèêàöèé åùå ⠓ñòâîëîâîé” ëèíèè, ò.ê. ïðèñóòñòâóþò ó âñåõ îðãàíèçìîâ. Ïîýòîìó ìóòàöèè, íàêîïëåííûå èìè â ðàçíûõ ëèíèÿõ, òàêæå ïîçâîëÿëè îöåíèòü ñàìîå ðàííåå ðàçäåëåíèå âèäîâ. È â ýòîì ñëó÷àå îêàçàëîñü, ÷òî àðõå ôèëîãåíåòè÷åñêè áëèæå ýóêàðèîòàì, ÷åì áàêòåðèÿì. Èññëåäîâàíèÿ, ïðîâîäèâøèåñÿ ðàçíûìè ãðóïïàìè, è ìíîãî÷èñëåííûå, ïîðîé âåñüìà îñòðûå äèñêóññèè (Penny, 1988; Lake et al., 1990; Doolittle and Brown, 1994; Edgell and Doolittle, 1997; Olsen and Woese, 1997) ïðèâåëè ê ïðèíÿòîìó òîãäà áîëüøèíñòâîì èññëåäîâàòåëåé âàðèàíòó äåðåâà æèçíè, îñíîâàííîìó íà êîíöåïöèè òðåõ öàðñòâ, âïåðâûå ñôîðìóëèðîâàííîé Óýçîì (Ðèñ. 4Á). Ñàìûìè ïåðâûìè âåòâÿìè íà ýòîì äåðåâå (èç òåõ, ÷òî äîòÿíóëèñü äî íàøåãî âðåìåíè) áûëè áàêòåðèè è àðõå. Ñîãëàñíî ýòîé êîíöåïöèè, ýóêàðèîòû ïîÿâèëèñü êàê ïîçäíåéøåå îòâåòâëåíèå îò àðõå, ïðèîáðåòøåå ýâîëþöèîííûì ïóòåì ÿäðî, öèòîñêåëåò è äð. (Woese et al., 1990). Ïåðâûé âîïðîñ, âîçíèêàþùèé ïðè ðàññìîòðåíèè ïðåäëîæåííîãî Óýçîì äåðåâà æèçíè ñ îáîçíà÷åííûì íà íåì ñòâîëîì, êàêàÿ èç äâóõ ëèíèé (áàêòåðèè èëè àðõå) áûëà ñòâîëîâîé, ò.å. “ïîñëåäíèì îáùèì ïðåäøåñòâåííèêîì”. Ìóòàöèÿ èëè ñåðèÿ ìóòàöèé â îäíîé èç êëåòîê ýòîé ëèíèè èíèöèèðîâàëà ïåðâîå îòâåòâëåíèå íà äåðåâå æèçíè. Ìíîãèå àâòîðû ïîëàãàëè, ÷òî ñòâîëîâîé ëèíèåé áûëè àðõå, à îòâåòâëåíèå ñôîðìèðîâàëè áàêòåðèè. Ãëàâíûé àðãóìåíò – êðàéíå ñóðîâûå óñëîâèÿ, ñóùåñòâîâàâøèå íà ðàííåé Çåìëå. Áüþùèå âáëèçè âóëêàíîâ íàñûùåííûå ñåðîâîäîðîäîì ãîðÿ÷èå èñòî÷íèêè – òèïè÷íàÿ ñðåäà îáèòàíèÿ ñîâðåìåííûõ àðõå, òàê è îñòàâøèõñÿ àíàýðîáàìè (Chyba, 1993; Nisbet and Fowler, 1996).  ïîëüçó ýòîé âåðñèè ãîâîðèò àíàëèç ñïîñîáîâ ïðîèçâîäñòâà ýíåðãèè ðàçíûìè òèïàìè êëåòîê. Ñàìûé ïðîñòîé àïïàðàò ó àðõå, èñïîëüçóþ86

ùèõ ýíåðãèþ âîäîðîäà, âûäåëÿþùåãîñÿ ïðè àíàýðîáíîì îêèñëåíèè ìåòàíà è ñåðîâîäîðîäà. Äëÿ ãðàìîòðèöàòåëüíûõ áàêòåðèé õàðàêòåðíû áîëåå ñëîæíûå ïðîöåññû – ôîòîñèíòåç (öèàíîáàêòåðèè) è îêèñëèòåëüíîå ôîñôîðèëèðîâàíèå (ïðîòåîáàêòåðèè).  îáîèõ ñëó÷àÿõ ýíåðãèÿ çàïàñàåòñÿ â ìàêðîýðãàõ (ÀÒÔ, ÃÒÔ, ÍÀÄÔ è äð.). Èç äâóõ ýòèõ ñïîñîáîâ ïðîèçâîäñòâà êëåòêàìè ýíåðãèè áîëåå ðàííèì ñëåäóåò ïðèçíàòü ôîòîñèíòåç, ò.ê. ïðîöåññ îêèñëèòåëüíîãî ôîñôîðèëèðîâàíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé íóæäàåòñÿ â ñâîáîäíîì êèñëîðîäå, êîòîðûé ñòàë íàêàïëèâàòüñÿ â àòìîñôåðå ñ ðàñïðîñòðàíåíèåì ôîòîñèíòåçèðóþùèõ îðãàíèçìîâ. Îäíàêî ñóùåñòâóþò âåñêèå àðãóìåíòû â ïîëüçó ïåðâåíñòâà áàêòåðèé, êîíêðåòíî ãðàìïîëîæèòåëüíûõ áàêòåðèé, êîòîðûå íàçâàíû òàê ïîòîìó, ÷òî ýôôåêòèâíî îêðàøèâàþòñÿ (â îòëè÷èå îò ãðàìîòðèöàòåëüíûõ áàêòåðèé) ïðè âîçäåéñòâèè íà íèõ êðàñèòåëåì Ãðàìà. Ñðåäè ýòèõ áàêòåðèé ñîõðàíèëèñü òåðìîôèëüíûå õåìîòðîôû, èñïîëüçóþùèå òå æå èñòî÷íèêè ýíåðãèè, ÷òî è àðõå. Ñ öåëüþ îáíàðóæåíèÿ î÷åðåäíîñòè áàêòåðèé è àðõå â ýâîëþöèè Ð. Ãóïòà (Gupta, 2001) âûÿâëÿë îïðåäåëåííûå ñòðóêòóðíûå èçìåíåíèÿ â äðåâíåéøèõ áåëêàõ, êîòîðûå ìîãëè ïðèñóòñòâîâàòü ó ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà (ñòâîëîâàÿ ëèíèÿ) èëè ïîÿâèëèñü ó ñàìûõ ðàííèõ îòâåòâëåíèé.  âåñüìà êîíñåðâàòèâíîì ïî àìèíîêèñëîòíîìó ñîñòàâó áåëêå òåïëîâîãî øîêà Hsp70 áûëà îáíàðóæåíà âñòàâêà, ïðèñóòñòâóþùàÿ ó âñåõ ãðàìîòðèöàòåëüíûõ áàêòåðèé, íî êîòîðîé íåò íè ó ãðàìïîëîæèòåëüíûõ áàêòåðèé, íè ó àðõå. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ó Hsp70, ïðèíàäëåæàùåì àðõå, îáíàðóæåíû âñòàâêè, êîòîðûõ íåò ó îáåèõ ãðóïï áàêòåðèé. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñòâîëîâîé ëèíèåé ÿâëÿëèñü ãðàìïîëîæèòåëüíûå áàêòåðèè è ÷òî àðõå îòâåòâèëèñü îò ãðàìïîëîæèòåëüíûõ áàêòåðèé åùå äî ïîÿâëåíèÿ ãðàìîòðèöàòåëüíûõ áàêòåðèé (Skophammer et al., 2007; Servin et al., 2008). Äëÿ òîãî, ÷òîáû ïðèíÿòü ýòó êîíöåïöèþ, íå âñòóïàÿ â ïðîòèâîðå÷èå ñî ñêàçàííûì âûøå, ñëåäóåò ïðèíÿòü, ÷òî ê ìîìåíòó îáðàçîâàíèÿ âåòâè àðõå ïðåäñóùåñòâîâàâøèå áàêòåðèè ëèáî åùå íå îáëàäàëè ñïîñîáíîñòüþ ê ôîòîñèíòåçó è, òåì áîëåå, ê îêèñëèòåëüíîìó ôîñôîðèëèðîâàíèþ, ëèáî àðõå óòåðÿëè ýòè êà÷åñòâà, çàíÿâ íèøè, ãäå â íèõ íå áûëî íåîáõîäèìîñòè. Ïåðåõîä ïàëüìû ïåðâåíñòâà ê áàêòåðèÿì îòíþäü íå îçíà÷àë îòêàçà îò êîíöåïöèè âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî îêðóæåíèÿ â ïåðèîä ôîðìèðîâàíèÿ ñòâîëîâîé ëèíèè. Èññëåäîâàíèÿ ïî ðåêîíñòðóêöèè àìèíîêèñëîòíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé â áåëêàõ ñàìûõ ðàííèõ áàêòåðèé óêàçûâàþò íà èõ âûñîêóþ òåðìîôèëüíîñòü (Di Glulio, 2003). Òî, ÷òî íûíå ìíîãèå âèäû 87

áàêòåðèé ñóùåñòâóþò ïðè óìåðåííûõ òåìïåðàòóðàõ, ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì ýâîëþöèè. Îòìåòèì, ÷òî îáíàðóæåíû âåñüìà çíà÷èòåëüíûå ñîîáùåñòâà àðõå, ÿâëÿþùèõñÿ àýðîáàìè è îáèòàþùèõ â õîëîäíûõ âîäàõ (DeLong, 1998). Ðèáîñîìíûå ÐÍÊ áàêòåðèé è àðõå, ðàçëè÷àÿñü ïî ðàçìåðàì è ñîñòàâó îñíîâàíèé, âåñüìà êîíñåðâàòèâíû â êàæäîì èç ýòèõ öàðñòâ. Ýêñòðàïîëÿöèè, âûïîëíåííûå Óýçîì ñ èñïîëüçîâàíèåì äàííûõ î ÷àñòîòå ìóòèðîâàíèÿ ðèáîñîìíûõ ÐÍÊ, íå îñòàâëÿþò îòäåëèâøåéñÿ îò ñòâîëîâîé ëèíèè âåòâè, êîòîðóþ ìû îáîçíà÷èì êàê ïðåäàðõå, äîñòàòî÷íî âðåìåíè íà ïðåâðàùåíèå ðèáîñîìíûõ ÐÍÊ-áàêòåðèé â ñîîòâåòñòâóþùèå ÐÍÊ-àðõå. Îäíàêî â òîò ðàííèé ïåðèîä, êîãäà àïïàðàò ðåïëèêàöèè ÄÍÊ òîëüêî ôîðìèðîâàëñÿ è ìåõàíèçìû ðåïàðàöèè (èñïðàâëåíèÿ) îøèáîê ðåïëèêàöèè, êàê è äðóãèõ ìóòàöèé, áûëè äàëåêî íå ñòîëü ñîâåðøåííû, êàê íûíå, òåìï ìóòèðîâàíèÿ ìîã áûòü ñóùåñòâåííî âûøå. Íàêîïëåííûå ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ñâåäåíèÿ îá àìèíîêèñëîòíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè áåëêîâ, ó÷àñòâóþùèõ â ñèíòåçå íóêëåèíîâûõ êèñëîò, ïîçâîëèëè ïîñòàâèòü âîïðîñ î ãåíåòè÷åñêîé ñòðóêòóðå “ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà” – êëåòîê, ôóíêöèîíèðîâàâøèõ íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä îáðàçîâàíèåì äâóõ ñàìûõ ðàííèõ ñîõðàíèâøèõñÿ ïîíûíå âåòâåé. Áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ôåðìåíòû, îñóùåñòâëÿþùèå ïîëóêîíñåðâàòèâíóþ ðåïëèêàöèþ ÄÍÊ (ÄÍÊ-ðåïëèêàçû), ó áàêòåðèé è àðõå íå ÿâëÿþòñÿ ðîäñòâåííûìè. Ñëåäîâàòåëüíî, îíè ïîÿâèëèñü óæå ïîñëå ðàçäåëåíèÿ âåòâåé. Èç ýòèõ, à òàêæå ðÿäà äðóãèõ ñîîáðàæåíèé áûë ñäåëàí âûâîä î ïðèíàäëåæíîñòè ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà ìèðó ÐÍÊ (Poole and Logan, 2005). Ñ äðóãîé ñòîðîíû, áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî ìíîãèå ôåðìåíòû, îñóùåñòâëÿþùèå â ñîâðåìåííûõ êëåòêàõ ñèíòåç ïðåäøåñòâåííèêîâ ÄÍÊ (äåçîêñèðèáîíóêëåîòèäîâ), à òàêæå ñèíòåç ÐÍÊ ïî ÄÍÊ (òðàíñêðèïöèþ), óæå ïðèñóòñòâîâàëè ó ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà (Leipe et al., 1999). Ïîýòîìó âïîëíå îáîñíîâàííûì ïðåäñòàâëÿåòñÿ ìíåíèå, ÷òî êëåòêè ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà óæå îáëàäàëè ÄÍÊ, îäíàêî ìåõàíèçìîì èõ ñèíòåçà ïóòåì ïîëóêîíñåðâàòèâíîé ðåïëèêàöèè îíè åùå íå ðàñïîëàãàëè. Ñèíòåç ÄÍÊ ìîã îñóùåñòâëÿòüñÿ ïóòåì êîìïëåìåíòàðíîãî êîïèðîâàíèÿ ÐÍÊ. Ýòîò ìåõàíèçì, èçâåñòíûé êàê îáðàòíàÿ òðàíñêðèïöèÿ, èñïîëüçóåòñÿ ðåòðîâèðóñàìè äëÿ ñîçäàíèÿ â çàðàæåííîé êëåòêå ÄÍÊ-êîïèè èõ ÐÍÊ-ãåíîìà. Âîçìîæíî, ãåíîì ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà áûë ïðåäñòàâëåí ãèáðèäíûìè ÐÍÊ-ÄÍÊ áèñïèðàëüíûìè ìîëåêóëàìè. Íèòü ÄÍÊ 88

â ãèáðèäíûõ ìîëåêóëàõ ñëóæèëà ìàòðèöåé äëÿ êîìïëåìåíòàðíîãî ñèíòåçà ÐÍÊ. Ïîìèìî âûïîëíåíèÿ ôóíêöèé, ñâÿçàííûõ ñ ñèíòåçîì áåëêîâ, ýòà ÐÍÊ ñëóæèëà ìàòðèöåé äëÿ îáðàçîâàíèÿ êîìïëåìåíòàðíîé íèòè ÄÍÊ è ò.ä. Âîçìîæíî òàêæå, ÷òî ïîëó÷åííàÿ îáðàòíîé òðàíñêðèïöèåé íèòü ÄÍÊ ñëóæèëà ìàòðèöåé äëÿ îáðàçîâàíèÿ êîìïëåìåíòàðíîé íèòè ÄÍÊ, ò.å. ãåíîì ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà áûë îáðàçîâàí áèñïèðàëüíîé ÄÍÊ. Åå âîñïðîèçâåäåíèå â îòñóòñòâèå ïîëóêîíñåðâàòèâíîé ðåïëèêàöèè ìîãëî îñóùåñòâëÿòüñÿ ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûé ñèíòåç íèòè ÐÍÊ, îáðàòíóþ òðàíñêðèïöèþ è ò.ä.  ýòîì ñëó÷àå äëÿ ïðåâðàùåíèÿ â êëåòêó ñîâðåìåííîãî òèïà ïîñëåäíåìó îáùåìó ïðåäøåñòâåííèêó, óæå îáëàäàâøåìó ñîâðåìåííûì ãåíåòè÷åñêèì êîäîì è ìåõàíèçìîì ñèíòåçà áåëêîâ íà ðèáîñîìàõ (Harris et al., 2003), åùå ïðåäñòîÿëî ðàçðàáîòàòü ìåõàíèçì ïîëóêîíñåðâàòèâíîé ðåïëèêàöèè ÄÍÊ, êîãäà ïàðàëëåëüíî êîïèðóþòñÿ îáå íèòè “ðîäèòåëüñêîé” áèñïèðàëè ñ îáðàçîâàíèåì äâóõ “äî÷åðíèõ” áèñïèðàëåé. Îäíàêî èìåííî ïåðåä ýòèì ýòàïîì ýâîëþöèè ïðîèçîøëî îòäåëåíèå âåòâè àðõå, è óêàçàííûé ìåõàíèçì âûðàáàòûâàëñÿ â îáåèõ âåòâÿõ (áàêòåðèé è àðõå) íåçàâèñèìî (Leipe et al., 1999). Ïîñëå òîãî, êàê ýòà çàäà÷à áûëà âûïîëíåíà, ïåðåñòàë ôóíêöèîíèðîâàòü çà íåíàäîáíîñòüþ ìåõàíèçì îáðàòíîé òðàíñêðèïöèè. Òåïåðü òîëüêî ÄÍÊ îòâå÷àëà êàê çà ñèíòåç ÐÍÊ, òàê è çà ñîáñòâåííîå âîñïðîèçâîäñòâî. Èíòåðåñíî îòìåòèòü, ÷òî, íåñìîòðÿ íà íåçàâèñèìîå ôîðìèðîâàíèå ìåõàíèçìîâ ïîëóêîíñåðâàòèâíîé ðåïëèêàöèè, â âåòâÿõ àðõå è áàêòåðèé îáà ýòè ìåõàíèçìà ïðè âñåé èõ ñëîæíîñòè â áîëüøèíñòâå äåòàëåé íå òîëüêî ñõîæè, íî ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâû. Òàê, ó âñåõ îðãàíèçìîâ ðåïëèêàöèÿ ïðîèñõîäèò ïðè îäíîíàïðàâëåííîì ïðîòÿãèâàíèè îáåèõ íèòåé ðîäèòåëüñêîé ÄÍÊ ÷åðåç çàêðåïëåííûé ìóëüòèôåðìåíòíûé êîìïëåêñ – ðåïëèñîìó (ñì. Ìîñåâèöêèé, 1976; Àëáåðòñ è äð., 1994; Kornberg, 2000). Âîçíèêàþùèå ïðè ýòîì ïðîáëåìû (ìåõàíè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ â ÄÍÊ, ñâÿçàííûå ñ ðàñêðó÷èâàíèåì áèñïèðàëè â âèëêå ðåïëèêàöèè, íåîáõîäèìîñòü ïîôðàãìåíòíîãî êîïèðîâàíèÿ îäíîé èç íèòåé è äð.) òàêæå ðåøàþòñÿ ñõîäíûì îáðàçîì ó áàêòåðèé è àðõå. Ñîîòâåòñòâåííî è ôóíêöèè áåëêîâ, ó÷àñòâóþùèõ â ýòèõ ïðîöåññàõ, âåñüìà ñõîæè ó âñåõ ñóùåñòâóþùèõ íûíå êëåòîê. Íåêîòîðûå áåëêè, âûïîëíÿþùèå áëèçêèå ôóíêöèè, îêàçàëèñü ïîõîæèìè òàêæå ñòðóêòóðíî, õîòÿ âîçíèêàëè è ýâîëþöèîíèðîâàëè óæå â ðàçíûõ âåòâÿõ (Leipe et al., 1999; Giraldo, 2003). Ïîñëåäíåå ìîæíî îáúÿñíèòü áîëüøèì ýâîëþöèîííûì ïðåèìóùåñòâîì åäèíñòâåííîé îïòèìàëüíîé êîíôîðìàöèè ýòèõ áåëêîâ, âûïîëíÿâøèõ îïðåäåëåííûå ôóíêöèè ïðè 89

ðåïëèêàöèè ÄÍÊ, è â äðóãèõ, ñâÿçàííûõ ñ ÄÍÊ, ïðîöåññàõ. Îäíàêî íà ðàññìàòðèâàåìîì ýòàïå íåëüçÿ èñêëþ÷èòü âçàèìíóþ êîððåëÿöèþ ýâîëþöèîííîãî ðàçâèòèÿ áàêòåðèé è àðõå, êîòîðàÿ òàêæå ìîãëà ïðèâîäèòü ê ñòðóêòóðíîé áëèçîñòè áåëêîâ, ó÷àñòâóþùèõ â, êàçàëîñü áû, íåçàâèñèìî ôîðìèðîâàâøèõñÿ ïðîöåññàõ. Òàêèå êîððåëÿöèè, èìåíóåìûå ãîðèçîíòàëüíûìè ïåðåíîñàìè, ÿâëÿþòñÿ îñíîâíîé òåìîé ñëåäóþùåãî ðàçäåëà. 5.3. Ãîðèçîíòàëüíûå ïåðåíîñû è èõ ðîëü â ýâîëþöèîííîì ïðîöåññå Ïðèâåäåííûå âûøå ïàëåîíòîëîãè÷åñêèå äàííûå ñâèäåòåëüñòâîâàëè, ÷òî íà Çåìëå îêîëî 3.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä óæå ñóùåñòâîâàëè ðàçíîîáðàçíûå ìèêðîîðãàíèçìû ñîâðåìåííîãî òèïà. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî áàêòåðèè è àðõå ðàçäåëèëèñü åùå ðàíüøå. Îäíàêî îñíîâàííàÿ íà ýòèõ äàííûõ õðîíîëîãèÿ íà êàêîå-òî âðåìÿ áûëà ïîñòàâëåíà ïîä ñîìíåíèå. “Âîçìóòèòåëè ñïîêîéñòâèÿ” ÿâèëèñü â ëèöå Ð. Äóëèòòëà è ñîòð. (R. Doolittle, íå ïóòàòü ñ W. Doolittle), îïóáëèêîâàâøèõ âåðñèþ äåðåâà æèçíè, ñóùåñòâåííî îìîëàæèâàâøóþ íàø æèâîé ìèð (Doolittle et al., 1996). Àâòîðû àíàëèçèðîâàëè 57 áåëêîâ, ñòðóêòóðà êîòîðûõ èçâåñòíà ó ðàçíûõ âèäîâ. Âñåãî áûëè èññëåäîâàíû áîëåå 500 àìèíîêèñëîòíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé ó 15 âèäîâ. Ïîäñ÷åò íàêîïëåííûõ â íèõ íåçàâèñèìûõ ìóòàöèé è ñîîòâåòñòâóþùèå ýêñòðàïîëÿöèè ïðèâåëè ê íåîæèäàííîìó âûâîäó, ÷òî ðàçäåëåíèå àðõå è áàêòåðèé ïðîèçîøëî âñåãî 2 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, ò.å., ïî êðàéíåé ìåðå, íà 1.5 ìëðä ëåò ïîçæå, ÷åì ñëåäîâàëî èç äàííûõ ïàëåîíòîëîãèè. Áîëüøèíñòâî èññëåäîâàòåëåé íå ïðèíÿëè íîâóþ êîíöåïöèþ. Åñòåñòâåííî, ýòî íåïðèÿòèå ñëåäîâàëî îáîñíîâàòü. Ê òîìó âðåìåíè (1996 ã.) áûëè ïîëíîñòüþ èëè â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ðàñøèôðîâàíû ãåíîìû ìíîãèõ âèäîâ, ïðèíàäëåæàùèõ âñåì òðåì öàðñòâàì (áàêòåðèÿì, àðõå, ýóêàðèîòàì). Ïîëåìèêà ñ Äóëèòòëîì çàñòàâèëà çàíÿòüñÿ òùàòåëüíûì àíàëèçîì ýòèõ äàííûõ. Ðåçóëüòàòû àíàëèçà âíåñëè ñóùåñòâåííûå êîððåêòèâû â ïðåäñòàâëåíèÿ î ôàêòîðàõ, îêàçûâàþùèõ âîçäåéñòâèå íà õîä ýâîëþöèè, à ñëåäîâàòåëüíî, è íà ñòðóêòóðó äåðåâà æèçíè. Ðàíåå ýâîëþöèÿ ðàññìàòðèâàëàñü, ãëàâíûì îáðàçîì, êàê âåðòèêàëüíûé ïðîöåññ, ò.å. êàê ñëåäñòâèå íàêàïëèâàíèÿ â ïîêîëåíèÿõ ñïîíòàííûõ ìóòàöèé, ê êîòîðûì îòíîñÿò íå òîëüêî çàìåíû îòäåëüíûõ îñíîâàíèé â õðîìîñîìíîé ÄÍÊ, íî òàêæå õðîìîñîìíûå ïåðåñòðîéêè è òðàíñëîêàöèè ìîáèëüíûõ ýëåìåíòîâ. Èìåííî ãåíåòè÷åñêèå ïðåîá90

ðàçîâàíèÿ îáåñïå÷èâàþò ïðîãðåññèâíîå óñëîæíåíèå îðãàíèçìîâ, ñîñòàâëÿþùåå ñóòü âåðòèêàëüíîé ýâîëþöèè (ñì. Ñóõîäîëåö, 2003). Îäíàêî, õîòÿ ýâîëþöèÿ è áàçèðóåòñÿ íà âåðòèêàëüíîì ïðîöåññå, ôàêòè÷åñêàÿ ñèòóàöèÿ îêàçàëàñü ìíîãîêðàòíî ñëîæíåå. Ïðåäïðèíÿòîå ðÿäîì èññëåäîâàòåëåé ñîïîñòàâëåíèå ãåííûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé è ïåðâè÷íîé ñòðóêòóðû áåëêîâ ó ðàçíûõ âèäîâ ïîêàçàëî, ÷òî íà ðàííèõ ýòàïàõ ýâîëþöèè íå áûë ðåäêîñòüþ è äàæå îñóùåñòâëÿëñÿ ðóòèííî ãîðèçîíòàëüíûé ïåðåíîñ ïðèçíàêîâ ìåæäó âèäàìè, â òîì ÷èñëå ïðèíàäëåæàùèìè ðàçíûì öàðñòâàì (Doolittle, 1999; Gogarten et al., 1999; Aravind et al., 2000). Îí ïîçâîëÿë îïåðàòèâíî ñîçäàâàòü ðàçëè÷íûå êîìáèíàöèè ïðèçíàêîâ è âíîñèë çíà÷èòåëüíûé âêëàä â ñîçäàíèå íîâûõ âèäîâ. Ñîãëàñíî àíàëèçó, ïðîâåäåííîìó ðÿäîì àâòîðîâ, îñóùåñòâëÿâøèåñÿ íà ðàííèõ ýòàïàõ ãîðèçîíòàëüíûå ïåðåíîñû ìîãëè ñóùåñòâåííî óñêîðèòü ýâîëþöèîííûé ïðîöåññ (Doolittle, 1997, 1999; Woese, 1998; Whitman et al., 1999) è, äîáàâèì, äåëàëè åãî åùå ìåíåå ïðåäñêàçóåìûì. Î÷åâèäíî, ãîðèçîíòàëüíûé ïåðåíîñ ïðèçíàêîâ ìîã áûòü îäíèì èç ãëàâíûõ èíñòðóìåíòîâ ðàííåé ýâîëþöèè, ñóùåñòâåííî óñêîðÿÿ åå òåìï. Äëÿ ãîðèçîíòàëüíîãî ïåðåíîñà íàñëåäóåìûõ ïðèçíàêîâ ìîãëè áûòü èñïîëüçîâàíû õîðîøî èçâåñòíûå íûíå ìåõàíèçìû. Ó áàêòåðèé – ýòî, ïðåæäå âñåãî, ãåíåòè÷åñêàÿ òðàíñôîðìàöèÿ (äëÿ îáçîðà: Ïðîçîðîâ, 2000). Ýòîò, âîçìîæíî, ñàìûé àðõàè÷íûé ïóòü ãîðèçîíòàëüíîãî ïåðåíîñà íàñëåäóåìûõ ïðèçíàêîâ çàêëþ÷àåòñÿ â ïîãëîùåíèè êëåòêàìè ÄÍÊ èç ñðåäû è âêëþ÷åíèè åå ôðàãìåíòîâ â õðîìîñîìó êëåòêè ïóòåì ãîìîëîãè÷íîé ðåêîìáèíàöèè.  ýêñïåðèìåíòå ýòî ÄÍÊ, âûäåëåííàÿ èç êëåòîê äðóãîãî øòàììà òîãî æå âèäà áàêòåðèé, â ïðèðîäå – ÄÍÊ, ñïîíòàííî îñâîáîæäåííàÿ êëåòêàìè, â ÷àñòíîñòè ïðè èõ àâòîëèçå (Âèíîãðàäñêàÿ è Ìîñåâèöêèé, 1982). Ðàñïðîñòðàíåííîé ôîðìîé ãîðèçîíòàëüíîãî ïåðåíîñà ÿâëÿåòñÿ òàêæå òðàíñäóêöèÿ – ïåðåíîñ ãåíåòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà îò êëåòêè ê êëåòêå (îò îðãàíèçìà ê îðãàíèçìó) âèðóñàìè, ñïîñîáíûìè ïðè ôîðìèðîâàíèè áåëêîâîé îáîëî÷êè â ðîäèòåëüñêîé êëåòêå çàõâàòûâàòü ôðàãìåíòû åå ÄÍÊ. Ýòè “÷óæèå” ôðàãìåíòû âèðóñ îñâîáîæäàåò â î÷åðåäíîé çàðàæåííîé êëåòêå. Ïî ðàçíûì ïðè÷èíàì çàðàæåííàÿ êëåòêà ìîæåò ñîõðàíèòü æèçíåñïîñîáíîñòü. Çàñòðîèâøèñü â ãåíîì òàêîé êëåòêè, “÷óæàÿ” ÄÍÊ âíîñèò â íåå íîâóþ èíôîðìàöèþ. Ïðèìåðîì òàêîãî âèðóñà ÿâëÿåòñÿ áàêòåðèîôàã ëàìáäà (Äðàáêèíà è äð., 1967; Gingery and Echols, 1968) Íà ðàííèõ ýòàïàõ ýâîëþöèè ïðèìèòèâíûå âèðóñû ìîãëè áûòü ñóùåñòâåííî ìåíåå ñïåöèôè÷íû ïî îòíîøåíèþ ê êëåòêå-õîçÿèíó è ñëó91

æèòü ýôôåêòèâíûì ñðåäñòâîì ìåæâèäîâîãî ïàðàëëåëüíîãî ïåðåíîñà ãåíåòè÷åñêîé èíôîðìàöèè (Forterre, 2005). Íàêîíåö, ôîðìîé ãîðèçîíòàëüíîãî ïåðåíîñà ÿâëÿåòñÿ ïîëîâîé ïðîöåññ, îáóñëîâëèâàþùèé îáìåí ïðèçíàêàìè ìåæäó ðîäèòåëÿìè, îäèí èç êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ äîíîðîì, à äðóãîé – ðåöèïèåíòîì ãåíåòè÷åñêîãî ìàòåðèàëà. Ïîëîâîé ïðîöåññ ïðèñóòñòâóåò óæå ó áàêòåðèé (íàïðèìåð, êîíúþãàöèÿ ó êèøå÷íîé ïàëî÷êè Escherichia coli, ñì. Bresler et al., 1981).  ñîâðåìåííîì æèâîì ìèðå ãîðèçîíòàëüíûé ïåðåíîñ ÿâëÿåòñÿ ýôôåêòèâíûì ñïîñîáîì îáìåíà ãåíåòè÷åñêîé èíôîðìàöèåé ìåæäó îñîáÿìè îäíîãî âèäà. Äåéñòâèòåëüíî, ÄÍÊ, âûäåëåííàÿ èç áàêòåðèé Bacillus subtilis, îêàçàëàñü ìàëîýôôåêòèâíîé ïðè òðàíñôîðìàöèè õîòÿ è áëèçêèõ, íî ïðèíàäëåæàùèõ äðóãîé ðàçíîâèäíîñòè áàêòåðèé Bacillus megaterium, à ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå ðåöèïèåíòîâ ïíåâìîêîêêîâ ïåðåíîñ ïðèçíàêîâ ïîëíîñòüþ îòñóòñòâîâàë.  îñíîâå âèäîâîé ñïåöèôè÷íîñòè ãåíåòè÷åñêîé ðåêîìáèíàöèè ëåæèò ÿâëåíèå ãîìîëîãè÷íîãî óçíàâàíèÿ: òîëüêî ãîìîëîãè÷íûå, ò.å. ïðàêòè÷åñêè íå îòëè÷àþùèåñÿ ïî ïîñëåäîâàòåëüíîñòè îñíîâàíèé ìîëåêóëû ÄÍÊ (èëè ó÷àñòêè ÄÍÊ â õðîìîñîìàõ) ñïîñîáíû âñòóïèòü â òåñíûé êîíòàêò (óçíàòü äðóã äðóãà), ÷òî îòêðûâàåò ïóòü ê îñóùåñòâëåíèþ äàëüíåéøèõ ýòàïîâ ïåðåâîññîåäèíåíèÿ íèòåé ÄÍÊ è ðåêîìáèíàöèè ãåíåòè÷åñêèõ ïðèçíàêîâ (ñì. Ìîñåâèöêèé,1975; Mosevitsky, 1978; Ëàíöîâ, 2007). Îäíàêî 2–3 ìëðä ëåò òîìó íàçàä çàïðåò íà ìåæâèäîâîé îáìåí ìîã áûòü íå ñòîëü ñòðîãèì, êàêèì îí ñòàë ïîçæå. Ïðè ãîðèçîíòàëüíîì ïåðåíîñå ñîîòâåòñòâóþùèå ñâîéñòâà ðåöèïèåíòà ìîãëè îäíîìîìåíòíî ìåíÿòüñÿ âåñüìà ñóùåñòâåííî (ñêà÷êîì). Ýòî, â ïåðâóþ î÷åðåäü, êàñàëîñü ïðèçíàêîâ, êîíòðîëèðóåìûõ îòäåëüíûì àãåíòîì, êàê ïðàâèëî, áåëêîì. Çíà÷èòåëüíî ìåíåå âåðîÿòíà çàìåíà ïóòåì ãîðèçîíòàëüíîãî ïåðåíîñà îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ â ñôîðìèðîâàâøèõñÿ ñëîæíûõ ñòðóêòóðàõ, â ÷àñòíîñòè â ðèáîñîìàõ. Èìåííî ïîýòîìó ñäåëàííûé Óýçîì âûáîð ðèáîñîìíîé ÐÍÊ, êàê è âûáîð ðèáîñîìíûõ áåëêîâ, â êà÷åñòâå ìîëåêóëÿðíûõ ÷àñîâ áûë îïðàâäàí. Èñêëþ÷èâ ðÿä áåëêîâ, êîòîðûå ìîãëè ó÷àñòâîâàòü â ãîðèçîíòàëüíîì ïåðåíîñå è, ñëåäîâàòåëüíî, èñêóññòâåííî ñáëèæàòü âèäû, Ð. Äóëèòòë è ñîòðóäíèêè (ñì. Feng åt al., 1997) óæå â ñëåäóþùåì ïîñëå èõ íàøóìåâøåé ïóáëèêàöèè 1997-îì ãîäó ïîëó÷èëè íîâûå ðåçóëüòàòû, ñîãëàñíî êîòîðûì ðàçäåëåíèå áàêòåðèé è àðõå ìîãëî ïðîèçîéòè 3.2– 3.8 ìëðä ëåò òîìó íàçàä.  ýòîò èíòåðâàë óêëàäûâàëèñü è ýêñòðàïî92

ëÿöèè äðóãèõ àâòîðîâ (ñì. Doolittle, 1997). Ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî è â íàñòîÿùåå âðåìÿ îöåíêà ðàçíûìè ãðóïïàìè èññëåäîâàòåëåé âêëàäà ãîðèçîíòàëüíûõ ïåðåíîñîâ â ýâîëþöèîííûé ïðîöåññ íåîäíîçíà÷íà. Ïî äàííûì íåêîòîðûõ àâòîðîâ ãîðèçîíòàëüíûå ïåðåíîñû âíîñÿò ñòîëü çíà÷èòåëüíûå èñêàæåíèÿ â îáóñëîâëåííóþ ìóòàöèÿìè “âåðòèêàëüíóþ” ýâîëþöèþ, ÷òî ñóùåñòâåííûå îøèáêè â ïîñòðîåíèè äåðåâà æèçíè íåèçáåæíû (Bapteste et al., 2003; Andersson et al., 2005). Âûøå, ãîâîðÿ î ãîðèçîíòàëüíîì ïåðåíîñå, ìû èìåëè â âèäó ïåðåäà÷ó îòäåëüíûõ ïðèçíàêîâ (ãåíîâ). Òàêèå ïåðåíîñû, ïîñòåïåííî íàêàïëèâàÿñü, ìîãëè êîðåííûì îáðàçîì ïðåîáðàçîâàòü ãåíåòè÷åñêèé àïïàðàò è ôèçèîëîãèþ êëåòêè. Áûëî âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî îñîáåííî ýôôåêòèâíî îíè ïðîèñõîäèëè ïðè çàõâàòå è èñïîëüçîâàíèè îäíèõ êëåòîê äðóãèìè â êà÷åñòâå ïèùè.  ÷àñòíîñòè, èìåííî “ïèùåâûìè“ ïåðåíîñàìè Äóëèòòë îáúÿñíÿë ïðèñóòñòâèå áîëüøîãî ÷èñëà áàêòåðèàëüíûõ ãåíîâ â õðîìîñîìàõ ýóêàðèîòîâ (Doolittle, 1998). Îäíàêî çíà÷åíèå, êîòîðîå íåâîçìîæíî ïåðåîöåíèòü, ñûãðàëà äðóãàÿ ôîðìà ãîðèçîíòàëüíîãî ïåðåíîñà, êîãäà îáúåäèíÿëèñü â åäèíûé îðãàíèçì öåëûå êëåòêè. 5.3.1 Êîíöåïöèÿ ôîðìèðîâàíèÿ ìèòîõîíäðèé è õëîðîïëàñòîâ ïóòåì ñèìáèîçà áàêòåðèàëüíîé êëåòêè è ðàííåãî ýóêàðèîòà Îêîëî 2 ìëðä ëåò òîìó íàçàä íà Çåìëå ñîçäàëàñü êðèòè÷åñêàÿ äëÿ äàëüíåéøåãî ðàçâèòèÿ æèçíè ñèòóàöèÿ. Ôîòîñèíòåçèðóþùèå áàêòåðèè, ðàçìíîæèâøèñü, ñòàëè ïðîèçâîäèòü âñå áîëüøå êèñëîðîäà. Ïåðâîíà÷àëüíî, ïîêà íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè áûëî ìíîãî ÷èñòûõ ìåòàëëîâ, à â àòìîñôåðå ïðèñóòñòâîâàëè ìåòàí, ñåðîâîäîðîä è äðóãèå âîññòàíîâëåííûå ñîåäèíåíèÿ, ïðàêòè÷åñêè âåñü êèñëîðîä ðàñõîäîâàëñÿ íà èõ îêèñëåíèå. Îäíàêî ê óêàçàííîìó ñðîêó ïðàêòè÷åñêè âñå âûõîäèâøèå íà ïîâåðõíîñòü ìåòàëëû áûëè ïðåâðàùåíû â îêèñëû è â àòìîñôåðå íà÷àë íàêàïëèâàòüñÿ ñâîáîäíûé êèñëîðîä. Äëÿ õåìîòðîôíûõ àíàýðîáîâ, êàêèìè áûëè òîãäà âñå àðõå, êèñëîðîä îêàçàëñÿ ÿäîì. Ïîýòîìó îíè áûëè ëèáî îáðå÷åíû íà ãèáåëü, ëèáî äîëæíû áûëè îãðàíè÷èòüñÿ íèøàìè, êóäà êèñëîðîä íå ïðîíèêàë (ãëóáèííûå îáëàñòè ìîðåé è îêåàíîâ, âûõîäû ëàâû è ïîäçåìíûõ âîä è äð.). Îäíàêî ó áàêòåðèé óñïåëè ïîÿâèòüñÿ âèäû (ïðîòåîáàêòåðèè), êîòîðûå, îáçàâåäÿñü ìåõàíèçìîì îêèñëèòåëüíîãî ôîñôîðèëèðîâàíèÿ, ñòàëè èñïîëüçîâàòü êèñëîðîä äëÿ ïîëó÷åíèÿ ýíåðãèè, çàïàñàåìîé â 93

ÀÒÔ (êàê ïðè ôîòîñèíòåçå). Åñòåñòâåííî, äëÿ íèõ êèñëîðîä ñòàë íå ÿäîì, à áëàãîì. Àíàýðîáû ìîãëè îáëåã÷èòü ñâîå ñóùåñòâîâàíèå, âñòóïèâ â ñîñòîÿíèå ñèìáèîçà ñ ïðîòåîáàêòåðèÿìè, êîòîðûå, ïîãëîùàÿ êèñëîðîä, îñóùåñòâëÿëè ëîêàëüíóþ äåòîêñèêàöèþ. Åñëè âåðíóòüñÿ ê ïðåäñòàâëåíèþ î ýóêàðèîòàõ êàê î ïðîäîëæåíèè îäíîé èç ëèíèé àðõå, òî ðàííèå ýóêàðèîòû áûëè àíàýðîáàìè è òàê æå, êàê àðõå, íóæäàëèñü â òåñíîì îáùåíèè ñ óòèëèçèðóþùèìè êèñëîðîä áàêòåðèÿìè. Îêîëî 20-òè ëåò òîìó íàçàä èññëåäîâàíèå ìèòîõîíäðèé è õëîðîïëàñòîâ, ïðèñóòñòâóþùèõ â êëåòêàõ æèâîòíûõ (òîëüêî ìèòîõîíäðèè) è ðàñòåíèé (ìèòîõîíäðèè è õëîðîïëàñòû), íåîïðîâåðæèìî äîêàçàëî èõ áàêòåðèàëüíîå ïðîèñõîæäåíèå. Òîãäà æå ïîëó÷èëà ïðèçíàíèå ãèïîòåçà ôîðìèðîâàíèÿ ñîâðåìåííûõ ýóêàðèîò, áëàãîäàðÿ èìåâøèì ìåñòî ñëó÷àÿì ñèìáèîçà ðàííèõ ýóêàðèîò ñ áàêòåðèÿìè, êîòîðûå òðàíñôîðìèðîâàëèñü â ìèòîõîíäðèè (Gray, 1989; CavalierSmith, 2002). Ìèòîõîíäðèè ñòàëè âíóòðèêëåòî÷íûìè ýíåðãåòè÷åñêèìè ôàáðèêàìè ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè, â êîòîðûõ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñèíòåç ÀÒÔ ïî ìåõàíèçìó àýðîáíîãî îêèñëèòåëüíîãî ôîñôîðèëèðîâàíèÿ (Ðèñ. 5À). Íà îñíîâàíèè ãåíåòè÷åñêîãî àíàëèçà ðàçíûõ ôîðì ñîâðåìåííûõ ýóêàðèîò ìíîãèå èññëåäîâàòåëè ïðèøëè ê çàêëþ÷åíèþ î åäèíñòâåííîì ýïèçîäå ñèìáèîçà ðàííåãî ýóêàðèîòà ñ α-ïðîòåîáàêòåðèåé, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî ýóêàðèîòû ïðèîáðåëè ìèòîõîíäðèè. Ñèìáèîç óæå ñîäåðæàâøèõ ìèòîõîíäðèè ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê ñ ôîòîñèíòåçèðóþùèìè áàêòåðèÿìè, êîòîðûå òðàíñôîðìèðîâàëèñü â õëîðîïëàñòû, äàë ìèðó ðàñòåíèÿ, â ïåðâóþ î÷åðåäü âîäîðîñëè. Ïðîèçîøëî ýòî îêîëî 1.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä (Yoon et al., 2004). Ó ðàçëè÷íûõ âîäîðîñëåé, ïîìèìî äðóãèõ îòëè÷èé, îáíàðóæåíû ðàçíûå ôîðìû õëîðîôèëëà, õàðàêòåðíûå äëÿ îïðåäåëåííûõ ôîòîñèíòåçèðóþùèõ áàêòåðèé. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî àêòû ñèìáèîçà, ïðèâîäèâøèå ê îáðàçîâàíèþ õëîðîïëàñòîâ, áûëè íåîäíîêðàòíû.  ÷àñòíîñòè, çåëåíûå âîäîðîñëè, äàâøèå íà÷àëî íàçåìíûì ðàñòåíèÿì, ïðîèçîøëè îò ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè, âñòóïèâøåé â ñèìáèîç c çåëåíîé áàêòåðèåé (äëÿ îáçîðà Ìàëàõîâ, 2004). Ó ñîâðåìåííûõ ýóêàðèîòè÷åñêèõ îðãàíèçìîâ íåêîòîðûå ãåíû, êîíòðîëèðóþùèå ðàáîòó ìèòîõîíäðèé, ñîõðàíèëèñü â ñàìèõ îðãàíåëëàõ, â êîòîðûå òðàíñôîðìèðîâàëèñü áàêòåðèè, à äðóãèå ïåðåìåñòèëèñü â ÿäðî è, ôóíêöèîíèðóÿ â ñîñòàâå ãåíîìà ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè, ïðîäîëæàþò îáñëóæèâàòü ñâîèõ áûâøèõ õîçÿåâ. Ïîòîìó, íåñìîòðÿ íà ÿäåðíóþ ëîêàëèçàöèþ, èõ èìåíóþò ìèòîõîíäðèàëüíûìè. Ê íèì îòíîñÿòñÿ ãåíû ìèòîõîíäðèàëüíûõ òðàíñïîðòíûõ ÐÍÊ, 94

ðèáîñîìíûõ ÐÍÊ è ðèáîñîìíûõ áåëêîâ. Ïðîäóêòû ýòèõ ãåíîâ òðàíñïîðòèðóþòñÿ â ìèòîõîíäðèè, ãäå ó÷àñòâóþò â ôîðìèðîâàíèè ðèáîñîì áàêòåðèàëüíîãî òèïà äëÿ ñèíòåçà ñîáñòâåííûõ áåëêîâ. Ïîýòîìó ðèáîñîìû ìèòîõîíäðèé äàæå âèçóàëüíî îòëè÷àþòñÿ îò ðèáîñîì ñàìîé ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè, óíàñëåäîâàííûõ îò àðõå.  ïðèíöèïå, òàêæå îáñòîÿò äåëà è ñ õëîðîïëàñòàìè ðàñòåíèé. 5.3.2. Ãèïîòåçû, ñâÿçûâàþùèå ïîÿâëåíèå ýóêàðèîò ñ àêòîì ñèìáèîçà àðõå è ïðîòåîáàêòåðèè  ïîñëåäíèå ãîäû ïîÿâèëèñü îñíîâàíèÿ ê ïåðåñìîòðó íåêîòîðûõ ýëåìåíòîâ ýâîëþöèîííîé èñòîðèè ýóêàðèîò. Ãëàâíûì îáðàçîì, èçìåíåíèÿ êàñàþòñÿ ñàìîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè è ðàííèõ ýòàïîâ åå ýâîëþöèè. Ïðåîáëàäàþùèì ñòàëî ìíåíèå, ÷òî êëåòî÷íîé ëèíèè, îòäåëèâøåéñÿ îò ïðîêàðèîò è ñàìîñòîÿòåëüíî òðàíñôîðìèðîâàâøåéñÿ â ðàííèõ ýóêàðèîò, âîîáùå íå ñóùåñòâîâàëî. Àíàëèç ðàñøèôðîâàííûõ ãåíîìîâ ýóêàðèîò è ïðîêàðèîòè÷åñêèõ îðãàíèçìîâ, êàê àðõå, òàê è áàêòåðèé, ïîêàçàë, ÷òî ïåðâè÷íûå ýóêàðèîòû âîçíèêëè íå â ðåçóëüòàòå îáóñëîâëåííîãî ìóòàöèÿìè âåðòèêàëüíîãî ïðîöåññà, à êàê ñëåäñòâèå ãîðèçîíòàëüíîãî ïðîöåññà – ñèìáèîçà áàêòåðèè è àðõå (Gupta, 1998; Martin and Muller, 1998; Ribeiro and Golding, 1998; Vellai and Vida, 1999; Margulis et al., 2000; Horiike et al., 2002, 2004; Aguilar et al., 2004; Rivera and Lake, 2004; Simonson et al., 2005; Zhaxybayeva et al., 2006). Ðàññìàòðèâàþòñÿ ñóùåñòâåííî ðàçëè÷íûå ñõåìû òàêîãî ñèìáèîçà. Ñîãëàñíî ïðåäëîæåííîé ðÿäîì àâòîðîâ ãèïîòåçå (Gupta, 1998; Moreira and Lopez-Garcia, 1998; Horiike et al., 2002, 2004), ýóêàðèîòè÷åñêàÿ êëåòêà îáðàçîâàëàñü åäèíñòâåííûé ðàç çà âñþ èñòîðèþ Çåìëè ïðè ñîáûòèè ñèìáèîçà ïðîêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè, ïðèíàäëåæàùåé âåòâè àðõå (ýîöèò) è ãðàìîòðèöàòåëüíîé áàêòåðèè (ïðîòåîáàêòåðèÿ) (Ðèñ. 5Á). Ýòè àâòîðû ïîëàãàþò, ÷òî êëåòêà àðõå áûëà ïîãëîùåíà áàêòåðèåé, îáðàçîâàâ ÿäðî êîìïîçèòà, à ñàìà áàêòåðèÿ ñôîðìèðîâàëà îêðóæåíèå ÿäðà (öèòîïëàçìó). Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî â ñèìáèîç âñòóïèëè ïðîòîïëàñòû èëè ñôåðîïëàñòû, ò.å. êëåòî÷íûå ôîðìû, ëèøåííûå îáîëî÷êè (Sinkovics J.G., 2001; Wachtershauser G., 2003). Ïîçäíåå õðîìîñîìà áàêòåðèè ïåðåìåñòèëàñü â ÿäðî, ñôîðìèðîâàâ òàì âìåñòå ñ õðîìîñîìîé àðõå êîìïëåêñíûé (õèìåðíûé) ãåíîì ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè.  ýòîì ãåíîìå “èíôîðìàöèîííûå” ãåíû, êîíòðîëèðóþùèå 95

Êëåòêè ðàñòåíèé

Êëåòêè æèâîòíûõ

Êëåòêè ðàñòåíèé Õëîðîïëàñò ↑ Êëåòêè æèâîòíûõ

Ìèòîõîíäðèÿ

↑

↑ Ôîòîñèíòåçèðóþùàÿ áàêòåðèÿ Ðàííèé ↑ ýóêàðèîò

← Ïðîòåîáàêòåðèÿ ↑

ßäðî

Ïðîòåîáàêòåðèÿ ←

← Àðõå

Àðõå

← Á

À

Ðèñ. 5. Ôîðìèðîâàíèå ñîâðåìåííûõ ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê. À. Íà áàçå âîçíèêøèõ ýâîëþöèîííûì ïóòåì ðàííèõ ýóêàðèîòîâ. Á. Íà áàçå ýóêàðèîòà, âîçíèêøåãî áëàãîäàðÿ àêòó ñèìáèîçà ïðîòåîáàêòåðèè è êëåòêè àðõå (ïîäðîáíîñòè â òåêñòå). Ðèñóíîê ñîçäàí ïðè ó÷àñòèè Î. Ì. Ãîðáåíêî.

96

ðåïëèêàöèþ, òðàíñêðèïöèþ è òðàíñëÿöèþ óíàñëåäîâàíû îò àðõå, à çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü “îïåðàöèîííûõ” ãåíîâ, êîäèðóþùèõ áèîñèíòåòè÷åñêèå ïðîöåññû è ìåòàáîëèçì ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè, ïðèâíåñåíû â õèìåðíûé ãåíîì áàêòåðèåé (Gupta, 1998; Simonson et al., 2005).  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòîé ìîäåëüþ ïëàçìàòè÷åñêàÿ ìåìáðàíà (íàðóæíàÿ îáîëî÷êà) ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè ôîðìèðóåòñÿ èç ëèïèäîâ, ñèíòåç êîòîðûõ êîíòðîëèðóþò ãåíû áàêòåðèàëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Îäíàêî àâòîðû, ïîääåðæèâàþùèå ýòó êîíöåïöèþ, ðàñõîäÿòñÿ â ïðåäïîëîæåíèè î ïðèíàäëåæíîñòè áàêòåðèè, ó÷àñòâîâàâøåé â ñèìáèîçå ñ àðõå, òîé èëè èíîé ãðóïïå ïðîòåîáàêòåðèé. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î íåîáõîäèìîñòè áîëåå äåòàëüíûõ èññëåäîâàíèé. Òîò ôàêò, ÷òî êàêèåòî ãåíû ýóêàðèîò ïðîèñõîäÿò îò àðõå, à äðóãèå – îò áàêòåðèé, ïîçâîëÿåò îáúÿñíèòü, ïî÷åìó àâòîðû, èñïîëüçîâàâøèå ðàíåå ôèëîãåíåòè÷åñêèé (ìóòàöèîííûé) ïîäõîä, âåëè ïðîèñõîæäåíèå ýóêàðèîò êàê îò àðõå (Woese et al., 1990; Doolittle, 1999), òàê è îò áàêòåðèé (Hashimoto et al., 1998): âñå äåëî â òîì, ãåí êàêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ (àðõå èëè áàêòåðèàëüíîãî) áûë âûáðàí äëÿ èññëåäîâàíèÿ. Côîðìèðîâàâøèåñÿ óêàçàííûì îáðàçîì ýóêàðèîòû ïîçæå ïðèîáðåëè ìèòîõîíäðèè è õëîðîïëàñòû áëàãîäàðÿ ïîñëåäîâàòåëüíûì àêòàì ñèìáèîçà ñ α-ïðîòåîáàêòåðèåé è ñ ôîòîñèíòåçèðóþùèìè ãðàìîòðèöàòåëüíûìè áàêòåðèÿìè, î ÷åì óæå óïîìèíàëîñü âûøå.  ðàìêàõ îïèñàííîé ãèïîòåçû óìåñòíî ïîñòàâèòü âîïðîñ, ïî÷åìó ñëèÿíèå äâóõ ãåíåòè÷åñêè ðàçëè÷íûõ ïðîêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê ñòàëî ñòèìóëîì äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ êëåòî÷íîãî ÿäðà, ò.å. îáðàçîâàíèÿ ýóêàðèîòà. Èíòåðåñíóþ ãèïîòåçó ïðåäëàãàþò Ìàðòèí è Êóíèí (Martin and Koonin, 2006). Ýòè àâòîðû îáðàùàþò âíèìàíèå íà òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî ïðè ôîðìèðîâàíèè â ñèìáèîíòå îáúåäèíåííûõ ãåíîìîâ ïðîèñõîäèëà ôðàãìåíòàöèÿ íåêîòîðûõ ãåíîâ âñëåäñòâèå îáðàçîâàíèÿ ÷óæåðîäíûõ âñòàâîê. Îäíàêî òðàíñëÿöèÿ íåïîñðåäñòâåííîãî òðàíñêðèïòà ðàçîáùåííîãî ãåíà äàâàëà “íåïðàâèëüíûé” ïðîäóêò. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïðåæíåãî áåëêà ñëåäîâàëî îñâîáîäèòü ìÐÍÊ îò âñòàâîê (èíòðîíîâ). Íåîáõîäèìûé äëÿ ýòîãî ïðîöåññ âûðåçàíèÿ èíòðîíîâ è ñøèâêè ôðàãìåíòîâ ìÐÍÊ (ýêçîíîâ), èìåíóåìûé ñïëàéñèíãîì, äîëæåí ïðåäøåñòâîâàòü òðàíñëÿöèè (îáðàçîâàíèþ áåëêîâ íà ðèáîñîìàõ). Ïðåäîòâðàòèòü òðàíñëÿöèþ ïåðâè÷íûõ òðàíñêðèïòîâ ìîæíî áûëî, ïðîñòðàíñòâåííî ðàçäåëèâ îáà ïðîöåññà. Èìåííî ýòó öåëü ïðåñëåäîâàëî ôîðìèðîâàíèå âíóòðåííåé (ÿäåðíîé) îáîëî÷êè. Îíà èçîëèðîâàëà õðîìîñîìû îò îñòàëüíîãî îáúåìà êëåòêè (öèòîïëàçìû), êóäà ïåðåìåñòèëèñü ðèáîñîìû, ïðîèñõîäèâøèå îò êëåòêè 97

àðõå, çàíèìàâøåé öåíòðàëüíóþ îáëàñòü ñèìáèîíòà. Îáðàçîâàííûå â ÿäðå òðàíñêðèïòû ïîñëå äîñòàòî÷íî èçîùðåííîé è, êñòàòè, íåáûñòðîé ïðîöåäóðû ñïëàéñèíãà óæå â ôîðìå êîäèðóþùèõ íîðìàëüíûé ïðîäóêò ìÐÍÊ òðàíñïîðòèðóþòñÿ ÷åðåç ÿäåðíûå ïîðû â öèòîïëàçìó, ãäå ïîäâåðãàþòñÿ òðàíñëÿöèè íà ðàñïîëàãàþùèõñÿ òàì ðèáîñîìàõ. Íà íåêîòîðûå äàííûå, âûçûâàþùèå ñîìíåíèÿ â ïðàâîìåðíîñòè ýòîé ãèïîòåçû, óêàçûâàþò ñàìè àâòîðû, îòìå÷àÿ ïåðèîäè÷åñêè ïîÿâëÿþùèåñÿ ïóáëèêàöèè îá îñóùåñòâëåíèè òðàíñëÿöèè â ñàìîì ÿäðå íà ïðèñóòñòâóþùèõ òàì “ÿäåðíûõ” ðèáîñîìàõ (Iborra et al., 2001). Îäíàêî óòâåðæäåíèå î ïðèñóòñòâèè ðèáîñîì â ÿäðå íåëüçÿ ñ÷èòàòü äîêàçàííûì (ñì. Dahlberg and Lund, 2004). Ìîæíî âûñêàçàòü è äðóãîå ñîîáðàæåíèå. Ïðîöåññû ýâîëþöèîííîãî ñîçäàíèÿ èíñòðóìåíòîâ ñïëàéñèíãà, ôîðìèðîâàíèÿ èçîëèðîâàííîãî îò öèòîïëàçìû ÿäðà è îòäåëåíèÿ ðèáîñîì îò ïåðâè÷íûõ òðàíñêðèïòîâ ìîãëè çàíÿòü ñîòíè è ñîòíè ïîêîëåíèé. Âìåñòå ñ òåì, êëåòêè äëÿ ïîääåðæàíèÿ æèçíåñïîñîáíîñòè äîëæíû ïîñòîÿííî ñèíòåçèðîâàòü áåëêè, îáëàäàþùèå íåîáõîäèìîé àêòèâíîñòüþ. Ýòî âðÿä ëè âûïîëíèìî â ñëó÷àå òðàíñëÿöèè ïåðâè÷íûõ òðàíñêðèïòîâ, ñîäåðæàùèõ èíòðîíû, ÷òî íåèçáåæíî ïðèâîäèëî áû ê îáðàçîâàíèþ áåëêîâ ñ èçìåíåííîé ñòðóêòóðîé è íàðóøåííûìè ñâîéñòâàìè. Ýòó ïðîáëåìó, êîòîðàÿ êàæåòñÿ òðóäíîðàçðåøèìîé, àâòîðû íå îáñóæäàþò. Àâòîðû ðàññìîòðåííûõ âûøå ãèïîòåç ôîðìèðîâàíèÿ ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè èç êîìïîçèòíîé êëåòêè, îáðàçîâàííîé ñëèÿíèåì àðõå è áàêòåðèè, îñòàâëÿþò áåç îòâåòà è ðÿä äðóãèõ âîïðîñîâ. Èìåííî ýòî ïîñëóæèëî ïðè÷èíîé ïîÿâëåíèÿ íîâûõ èäåé. Çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ýóêàðèîòè÷åñêèõ ãåíîâ íå èìååò àíàëîãîâ íè ó áàêòåðèé, íè ó àðõå. Õàðòìàí è Ôåäîðîâ (Hartman and Fedorov, 2002) âûÿâèëè â ýóêàðèîòè÷åñêèõ îðãàíèçìàõ (äðîææàõ, äðîçîôèëå è äð.) áîëåå 300 áåëêîâ, íå èìåþùèõ “ðîäñòâåííèêî┠ó èçâåñòíûõ ïðîêàðèîò. Îñíîâûâàÿñü íà ýòîì ôàêòå, àâòîðû ïðåäïîëîæèëè ó÷àñòèå â ôîðìèðîâàíèè ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè åùå è òðåòüåãî ó÷àñòíèêà, òàêæå ïðîêàðèîòà, ïðèíàäëåæàâøåãî ëèíèè, íàçâàííîé èìè õðîíîöèòàìè. Ýòà ëèíèÿ ñàìà íå ñîõðàíèëàñü è îñòàâèëà ñëåä òîëüêî â ñôîðìèðîâàííûõ ñ åå ó÷àñòèåì ýóêàðèîòàõ. Èìåÿ â âèäó ôóíêöèè áåëêîâ, îòñóòñòâîâàâøèõ ó áàêòåðèé è ó àðõå, Õàðòìàí è Ôåäîðîâ ïðåäïîëàãàþò, ÷òî ãëàâíîé îñîáåííîñòüþ õðîíîöèòîâ áûëî ïðèñóòñòâèå öèòîñêåëåòà è äðóãèõ ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ öèòîïëàçìû (øåðîõîâàòûé ðåòèêóëóì, òåëüöà Ãîëüäæè), êîòîðûå îòëè÷àþò öèòîïëàçìó âñåõ ýóêàðèîò îò ïî÷òè íåñòðóêòóðèðîâàííîé öè98

òîïëàçìû èçâåñòíûõ ïðîêàðèîò. Êàê ïîëàãàþò ýòè àâòîðû, ÿäðà ñôîðìèðîâàëèñü â ðåçóëüòàòå ýíäîñèìáèîòè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ áàêòåðèè è àðõå â õðîíîöèòå. Ïîñëåäíèé, óæå îáëàäàâøèé àêòèíîâûì è òóáóëèíîâûì öèòîñêåëåòîì, ïðåäîñòàâèë ãåíåòè÷åñêóþ èíôîðìàöèþ, ñîñòàâèâøóþ áàçó äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñëîæíî îðãàíèçîâàííîé öèòîïëàçìû ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè. Îäíàêî áûëî ëè äåéñòâèòåëüíî íåîáõîäèìûì ïðèâíåñåíèå â êîìïîçèò ãèïîòåòè÷åñêèì õðîíîöèòîì îïðåäåëåííûõ ïðèçíàêîâ, êîòîðûå îòñóòñòâîâàëè ó äâóõ î÷åâèäíûõ ñèìáèîíòî⠖ áàêòåðèé è àðõå?  ïðèíöèïå, òàêîé íåîáõîäèìîñòè íå áûëî, òàê êàê çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî íîâûõ ïðèçíàêîâ (ãåíîâ) ñôîðìèðîâàëîñü â ïðîöåññå ýâîëþöèîííîãî ðàçâèòèÿ ýóêàðèîòà, ò.å. óæå ïîñëå îáðàçîâàíèÿ êîìïîçèòà.  ïåðâóþ î÷åðåäü ýòî îòíîñèòñÿ ê ñàìîìó ÿäðó. Î íåîáõîäèìîñòè ôîðìèðîâàíèÿ ó ýóêàðèîò íîâûõ ìåõàíèçìîâ (à ñëåäîâàòåëüíî, è ãåíîâ) â ñâÿçè ñ îðãàíèçàöèåé ñïëàéñèíãà ãîâîðèëîñü âûøå. Âîîáùå, êëåòî÷íîå ÿäðî – âåñüìà ñëîæíîå îáðàçîâàíèå. Ïîìèìî äâóñëîéíîé ÿäåðíîé îáîëî÷êè, ïðîíèçàííîé ðåãóëÿðíî ðàñïðåäåëåííûìè áåëêîâûìè ñòðóêòóðàìè, îáðàçóþùèìè ÿäåðíûå ïîðû, êëåòî÷íîå ÿäðî èìååò ñëîæíîå âíóòðåííåå ñòðîåíèå. Åãî ôèáðèëëÿðíûé ñêåëåò (ÿäåðíûé ìàòðèêñ) îáðàçîâàí, ãëàâíûì îáðàçîì, ÿäåðíûìè áåëêàìè ëàìèíàìè. Äåòàëè ñòðóêòóðû ÿäåðíîãî ìàòðèêñà íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ ëåò ÿâëÿþòñÿ ïðåäìåòîì îáñóæäåíèÿ (ñì. Ãåîðãèåâ è ×åíöîâ, 1960; Berezney and Coffey, 1977; Gerace and Blobel, 1982; Ìîñåâèöêèé è Íîâèöêàÿ, 1982; Ìîñåâèöêèé, 1985; van Eekelen et al., 2002). ßäåðíûé ìàòðèêñ ó÷àñòâóåò â îðãàíèçàöèè è ôóíêöèîíèðîâàíèè çàêëþ÷åííûõ â ÿäðå õðîìîñîì. Íà íåì áàçèðóþòñÿ ôåðìåíòíûå êîìïëåêñû, îñóùåñòâëÿþùèå ïîîïåðîííóþ ðåïëèêàöèþ ÄÍÊ (Tubo and Berezney 1987), òðàíñêðèïöèþ (Razin et al., 1985; Jackson, 2005), ñïëàéñèíã (Ciejek et al., 1982; Mariman et al., 1982) è äðóãèå ôóíêöèè (Pienta and Coffey, 1984). Ñëåäóåò äîáàâèòü òàêæå ñïåöèôè÷åñêèå äëÿ ýóêàðèîò áåëêè, îáåñïå÷èâàþùèå êîìïàêòíóþ ôîðìó õðîìàòèíà (ãèñòîíû), ñèñòåìû, êîíòðîëèðóþùèå ðåãóëÿðíîñòü äåëåíèÿ ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè (ìèòîç) è äð. Ìû âèäèì, ÷òî îáúåì ãåíåòè÷åñêîé èíôîðìàöèè, êîòîðóþ íåîáõîäèìî áûëî îñâîèòü ôîðìèðîâàâøåìóñÿ ýóêàðèîòó (â ôîðìå íîâûõ ãåíîâ), áûë î÷åíü âåëèê. Ñîçäàíèå öèòîñêåëåòà ñòàëî òàêæå íåîáõîäèìûì óñëîâèåì îáðàçîâàíèÿ ñîâðåìåííîé ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè, òàê êàê ïîçâîëÿëî óâåëè÷èòü êëåòî÷íûé îáúåì, ôèêñèðîâàòü ïîëîæåíèå ÿäðà, ïåðåéòè ê àêòèâíîìó òðàíñïîðòó è äð. Íî è ýòà çàäà÷à ìîãëà ðåøàòüñÿ óæå ïîñëå àêòà ñèìáèîçà, èíèöèèðîâàâøåãî âåñü 99

ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè. Ñëåäóåò òàêæå èìåòü â âèäó, ÷òî òàêîé àêò ìîã áû ñîñòîÿòüñÿ 3 è äàæå 3.5 ìëðä ëåò òîìó íàçàä, êîãäà ïîòåíöèàëüíûå ñèìáèîíòû (àðõå è ñîîòâåòñòâóþùèå ôîðìû áàêòåðèé) óæå ñóùåñòâîâàëè íà Çåìëå. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, îòïå÷àòêè êëåòîê ñ ÿäðîì è äðóãèìè ïðèçíàêàìè, õàðàêòåðíûìè äëÿ ýóêàðèîòîâ, îáíàðóæåíû â îòëîæåíèÿõ, âîçðàñò êîòîðûõ íå áîëåå 1.7 ìëðä ëåò. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íà ýâîëþöèþ îò ìîìåíòà ñèìáèîòè÷åñêîãî îáðàçîâàíèÿ õèìåðíîé êëåòêè äî ïîÿâëåíèÿ ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè áûëî îòïóùåíî ñâûøå îäíîãî ìèëëèàðäà ëåò – äàæå áîëüøå, ÷åì íà âñþ ïðåäøåñòâîâàâøóþ ýâîëþöèþ íà Çåìëå. Ñêîëüêî íà ñàìîì äåëå ïðîäîëæàëñÿ ýòîò ïðîöåññ – íåèçâåñòíî, ò.ê. íåÿñíî è âðÿä ëè ìîæåò áûòü óñòàíîâëåíî, êîãäà ñîñòîÿëñÿ èíèöèèðîâàâøèé åãî àêò ñèìáèîçà. Èäåÿ âòîðè÷íîñòè ýóêàðèîòîâ, ò.å. îáðàçîâàíèÿ èõ òåì èëè èíûì ïóòåì èç ïðîêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê, ÿâëÿåòñÿ äîìèíèðóþùåé, íî íå åäèíñòâåííîé. Íåêîòîðûå àâòîðû îòìå÷àþò, ÷òî ïðîêàðèîòû áîëåå ñîâåðøåííû, ò.ê. óñòðîåíû ðàöèîíàëüíåå, ÷åì ýóêàðèîòû. Ñîãëàñíî ýòîé ëèíèè ðàññóæäåíèé, ïåðåäà÷à ôóíêöèè õðàíèòåëÿ íàñëåäñòâåííîãî ìàòåðèàëà îò ÐÍÊ ê ÄÍÊ ñîïðîâîæäàëàñü îáúåäèíåíèåì íåáîëüøèõ õðîìîñîì â êðóïíûå. Ïðè ýòîì îêàçûâàëîñü íåèçáåæíûì ïîÿâëåíèå â ãåíàõ âñòàâîê (èíòðîíîâ), èñêàæàþùèõ ãåíåòè÷åñêóþ èíôîðìàöèþ. Ñîîòâåòñòâåííî, ñïëàéñèíã è ôîðìèðîâàíèå ÿäðà, ðàçäåëÿþùåãî ïðîöåññû òðàíñêðèïöèè è òðàíñëÿöèè, îêàçàëèñü âûíóæäåííûìè ñëåäñòâèÿìè ïåðåõîäíîãî ïåðèîäà. Ñîãëàñíî ýòîé ñõåìå, ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê áûë ýóêàðèîòîì, à ïðîêàðèîòû àðõå è áàêòåðèè ÿâëÿþòñÿ ñåñòðèíñêèìè ëèíèÿìè, ïðîèñøåäøèìè îò ðàííèõ ýóêàðèîò, ýâîëþöèîíèðîâàâøèõ â íàïðàâëåíèè óïðîùåíèÿ ìåòàáîëèçìà è ñòðóêòóðû êëåòêè (Brinkmann and Philippe, 1999; Poole et al., 1999). Ïîÿâèëèñü âåòâè êëåòîê, â êîòîðûõ ãåíû áûëè îñâîáîæäåíû îò èíòðîíîâ, áëàãîäàðÿ ÷åìó îòïàëà íóæäà è â ñïëàéñèíãå, è â ñàìèõ ÿäðàõ. Ñëîæíî îðãàíèçîâàííûé öèòîñêåëåò òàêæå ïåðåñòàë áûòü íåîáõîäèìûì è ñîøåë íà íåò. Îñâàèâàÿ íîâûå íèøè, ïðîêàðèîòû ïðèîáðåëè ñïîñîáíîñòü ê ôîòîñèíòåçó è îêèñëèòåëüíîìó ôîñôîðèëèðîâàíèþ. Íàêîíåö, ñèìáèîç îáëàäàâøèõ óñîâåðøåíñòâîâàííîé ýíåðãåòèêîé ïðîêàðèîò ñ ïîðîäèâøèìè èõ êîãäà-òî ýóêàðèîòàìè ïîçâîëèë ïîñëåäíèì çíà÷èòåëüíî ðàñøèðèòü àðåàë ñóùåñòâîâàíèÿ, à ãëàâíîå, ïðèâåë ê ïîÿâëåíèþ æèâîòíûõ è ðàñòåíèé. Îäíàêî ýòà íå ëèøåííàÿ èçÿùåñòâà ñõåìà íå ïîäòâåðæäåíà ïîëó÷åííûìè ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ïàëåîíòîëîãè÷åñêèìè äàííûìè, êîòîðûå óêà100

çûâàþò íà ïðèñóòñòâèå ïðîêàðèîò â çíà÷èòåëüíî áîëåå ðàííèõ îòëîæåíèÿõ, ïðè÷åì ðàçðûâ ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå 1.5 ìëðä ëåò. Âìåñòå ñ òåì, ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî íàõîäêè, ñäåëàííûå â ðàííèõ îòëîæåíèÿõ, ïîêà âåñüìà îãðàíè÷åíû. Îáíàðóæåíèå â íèõ èìåííî ïðîêàðèîò ìîæåò áûòü îáúÿñíåíî èõ áîëåå øèðîêèì, ïî ñðàâíåíèþ ñ ïåðâè÷íûìè ýóêàðèîòàìè, ðàñïðîñòðàíåíèåì. Îáíàðóæåíèå â ðàííèõ îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ îòïå÷àòêîâ êëåòîê, ñîäåðæàâøèõ ÿäðà, ïîçâîëèò îáñóæäàòü îïèñàííóþ ãèïîòåçó âñåðüåç. Íà ïåðâè÷íîñòü ýóêàðèîò ìîãëè òàêæå óêàçàòü äàííûå ìóòàöèîííîãî àíàëèçà ãåíîâ, êîòîðûå ïîêàçàëè áû, ÷òî èìåííî ãåíû, êîíòðîëèðóþùèå ñïëàéñèíã, ôîðìèðîâàíèå ýëåìåíòîâ ÿäåðíîãî ìàòðèêñà è äðóãèõ ÷èñòî ÿäåðíûõ ñòðóêòóð, íàèáîëåå äðåâíèå. Îäíàêî, íàñêîëüêî èçâåñòíî àâòîðó, òàêèõ äàííûõ íåò. Ìû áóäåì ïðèäåðæèâàòüñÿ áîëåå îáîñíîâàííîé ñåãîäíÿ, õîòÿ è îñòàþùåéñÿ âåñüìà ñõåìàòè÷íîé, êîíöåïöèè, óòâåðæäàþùåé, ÷òî ïåðâè÷íû ïðîêàðèîòû, à ôîðìèðîâàíèå ýóêàðèîò áûëî èíèöèèðîâàíî ñèìáèîçîì àðõå è áàêòåðèè. Ãëàâíûì àðãóìåíòîì â ïîëüçó ðàçäåëåííîãî âî âðåìåíè ïîÿâëåíèÿ ðàííèõ ýóêàðèîò, à ëèøü çàòåì ïðèîáðåòåíèÿ èìè ìèòîõîíäðèé, áûëî îòñóòñòâèå ìèòîõîíäðèé ó ïðîòèñò, ðàññìàòðèâàåìûõ êàê ïðèìèòèâíûå ýóêàðèîòû. Îäíàêî ãåíåòè÷åñêèé àíàëèç âûÿâèë ó ïðîòèñò ãåíû áàêòåðèàëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, êîòîðûå ìîãëè ïðèíàäëåæàòü ðàíåå ïðèñóòñòâîâàâøèì ìèòîõîíäðèÿì (Hasegawa and Hashimoto, 1999). Ê àíàëîãè÷íîìó âûâîäó ïðèâåëî èññëåäîâàíèå ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê, ó êîòîðûõ íåò àïïàðàòà Ãîëüäæè, øåðîõîâàòîãî ýíäîïëàçìàòè÷åñêîãî ðåòèêóëóìà è íåêîòîðûõ äðóãèõ õàðàêòåðíûõ äëÿ ýóêàðèîò ïðèçíàêîâ. Èõ îòñóòñòâèå äîñòàòî÷íî óáåäèòåëüíî ìîæåò áûòü îáúÿñíåíî íå èñõîäíîé ïðèìèòèâíîñòüþ ýòèõ ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê, à óòåðåé îïðåäåëåííûõ ïðèçíàêîâ â õîäå ïîçäíåéøåé ýâîëþöèè (Clark, 1999). Âûøå, ïðè îïèñàíèè àêòà ñèìáèîçà áàêòåðèè è àðõå, ïîëîæèâøåãî íà÷àëî ôîðìèðîâàíèþ ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè, áûëà èñïîëüçîâàíà ìîäåëü ïðîíèêíîâåíèÿ àðõå â áàêòåðèþ, ò.å. áàêòåðèÿ, îáðàçîâàâ öèòîïëàçìó õèìåðíîé êëåòêè, ïîòåðÿëà ñïîñîáíîñòü ê àâòîíîìíîìó ðàçìíîæåíèþ. Ïîòðåáîâàëñÿ äîïîëíèòåëüíûé àêò ñèìáèîçà – âíåäðåíèå ïðîòåîáàêòåðèè â ôîðìèðóþùèéñÿ èëè óæå ñôîðìèðîâàííûé ýóêàðèîò, ÷òîáû ìîãëè îáðàçîâàòüñÿ ìèòîõîíäðèè. Ìàðòèí è Êóíèí (Martin and Koonin, 2006) ïðåäëîæèëè â îïðåäåëåííîì ñìûñëå çåðêàëüíóþ ñõåìó, ñîãëàñíî êîòîðîé ïðè èíèöèèðîâàâøåì ôîðìèðîâàíèå ýóêàðèîò àêòå ñèìáèîçà áàêòåðèÿ âíåäðè101

ëàñü â àðõå è ïðèñïîñîáèëàñü ê àâòîíîìíîìó ñóùåñòâîâàíèþ (ñì. òàêæå Vellai and Vida, 1999; Martin, 2005). Òàê îáðàçîâàëèñü ìèòîõîíäðèè.  ïðîöåññå èõ ôîðìèðîâàíèÿ ìíîãèå áàêòåðèàëüíûå ãåíû îáúåäèíèëèñü ñ õðîìîñîìîé àðõå, ïðèíÿâ ó÷àñòèå â ôîðìèðîâàíèè ÿäåðíîãî ãåíîìà. Ñîãëàñíî ýòîé ìîäåëè, ôîðìèðîâàíèå ìèòîõîíäðèé è ÿäåðíûõ ñòðóêòóð ïðîèñõîäèëî ïàðàëëåëüíî, è îòäåëüíûé àêò ñèìáèîçà äëÿ ïîÿâëåíèÿ ìèòîõîíäðèé íå ïîòðåáîâàëñÿ. 5.4. Ñóùåñòâîâàë ëè ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê, òî åñòü áûë ëè åäèíûé ñòâîë ó äåðåâà æèçíè? Ïðåæäå ÷åì âåðíóòüñÿ ê äåðåâó æèçíè, ñëåäóåò óïîìÿíóòü âûñêàçûâàíèÿ, ñòàâÿùèå ïîä ñîìíåíèå ñàìî ïîíÿòèå “ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê”. Ãðóïïà àâòîðîâ ïîëàãàåò, ÷òî ðàçäåëåíèå âåòâåé äåðåâà æèçíè ïðîèçîøëî ïðåæäå, ÷åì îáðàçîâàëèñü êëåòî÷íûå ìåìáðàíû, ò.å. åùå íà äîêëåòî÷íîì óðîâíå. Ýòî ïîçâîëÿåò îáúÿñíèòü ñóùåñòâåííûå ðàçëè÷èÿ â ñòðóêòóðå êëåòî÷íûõ îáîëî÷åê àðõå è áàêòåðèé (Koga et al., 1998; Martin and Russell, 2003). Ñ áëèçêèìè ïî ñìûñëó èäåÿìè íåäàâíî âûñòóïèëè íåêîòîðûå èçâåñòíûå ýâîëþöèîíèñòû (Doolittle, 1999; Woese, 2000). Îíè ïîëàãàþò, ÷òî êîðíåâàÿ ñèñòåìà (ìíîæåñòâî ïàðàëëåëüíî ñóùåñòâîâàâøèõ äîêëåòî÷íûõ è ðàííåêëåòî÷íûõ ñòðóêòóð) íå òðàíñôîðìèðîâàëàñü â åäèíûé ñòâîë äåðåâà æèçíè, ïðåäñòàâëåííûé ïîñëåäíèì îáùèì ïðåäøåñòâåííèêîì, à ñôîðìèðîâàëà ðÿä ïîáåãîâ, êîòîðûå îáìåíèâàëèñü èíôîðìàöèåé ïóòåì ãîðèçîíòàëüíûõ ïåðåíîñîâ. Ýòè ïåðåïëåòåííûå ïîáåãè äàëè íà÷àëî äåðåâó æèçíè (Ðèñ. 4Â). Òàêàÿ òðàêòîâêà ðàííåãî ïåðèîäà æèçíè íà Çåìëå ïðàâîìåðíà, åñëè ïðèíÿòü, ÷òî ïîáåãè, ïðîèñõîäèâøèå îò ðàçíûõ ïðåäêëåòî÷íûõ ñòðóêòóð è ñîõðàíÿâøèå çíà÷èòåëüíóþ ñàìîñòîÿòåëüíîñòü ïðè ýâîëþöèè, òåì íå ìåíåå, âûøëè íà îáùèå êà÷åñòâà: áëèçêóþ ñòðóêòóðíóþ îðãàíèçàöèþ, ñõîæèé ìåòàáîëèçì (ñèíòåç áåëêà íà ðèáîñîìàõ è äð.) è ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâûé ãåíåòè÷åñêèé àïïàðàò, âêëþ÷àÿ ãåíåòè÷åñêèé êîä. Òîëüêî â ýòîì ñëó÷àå ïîñëåäóþùèå ãîðèçîíòàëüíûå ïåðåíîñû áûëè áû ýôôåêòèâíûìè. Îäíàêî ñòîëü ïîëíûé ïàðàëëåëèçì ïðè íåçàâèñèìîì ýâîëþöèîííîì ðàçâèòèè ïîáåãîâ ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïðàêòè÷åñêè íåâåðîÿòíûì. Ïðåäïîëîæåíèå æå, ÷òî ôóíêöèîíàëüíàÿ è ãåíåòè÷åñêàÿ áëèçîñòü ìíîãèõ ïîáåãîâ áûëà îáóñëîâëåíà ïîñòîÿííûìè îáìåíàìè ãåíåòè÷åñêîé èíôîðìàöèåé, ïðîèñõîäèâøèìè åùå íà ïðåäêëåòî÷íîé è ðàííåêëåòî÷íîé ñòàäèÿõ, ïðèâîäèò ê ïðåäñòàâëåíèþ î êîëëåêòèâíîì ðàçâèòèè ïîáåãîâ 102

(Woese, 2002), ÷òî, ïî ñóòè äåëà, ìàëî îòëè÷àåòñÿ îò òðàäèöèîííîãî ïðåäñòàâëåíèÿ î åäèíîé ñòâîëîâîé ëèíèè. Ðåçóëüòàòû àíàëèçà ãåíîâ òàêæå íå ñîîòâåòñòâóþò ôîðìèðîâàíèþ äåðåâà æèçíè èç ìíîãèõ ïåðâîíà÷àëüíûõ ïîáåãîâ: â àðõå èñòîêè âñåõ “íå ñîáñòâåííûõ” ãåíîâ îáíàðóæèâàþòñÿ ó áàêòåðèé è íàîáîðîò. Äðóãîé âîïðîñ, ÷òî ïðåäñòàâëÿëà ñîáîþ ñòâîëîâàÿ ëèíèÿ (ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê). Âûøå ïðèâîäèëàñü òî÷êà çðåíèÿ, ÷òî ýòî áûëè ïðîòåîáàêòåðèè. Îäíàêî ìíîãèå àâòîðû ñêëîíÿþòñÿ ê ìûñëè, ÷òî ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê ïðèíàäëåæàë çðåëîìó ìèðó ÐÍÊ (Forterre, 2005). Ê ìîìåíòó ïåðâîãî ðàçâåòâëåíèÿ ñòâîëîâàÿ ëèíèÿ îáëàäàëà òðåõáóêâåííûì ãåíåòè÷åñêèì êîäîì, êîòîðûé áûë ïåðåíÿò îáåèìè âåòâÿìè è ñîõðàíåí êàê óíèâåðñàëüíûé â ñîâðåìåííîì æèâîì ìèðå. Ôóíêöèîíèðîâàë òàêæå ìåõàíèçì ñèíòåçà áåëêîâ íà ðèáîñîìàõ, êîòîðûé, îäíàêî, åùå íå áûë îòðàáîòàí îêîí÷àòåëüíî. Åãî äîâîäêà îñóùåñòâëÿëàñü óæå â îòäåëüíûõ âåòâÿõ ïðè èõ ýâîëþöèè(ñì. Ðàçäåë 5.2). Îòñþäà ðàçëè÷èÿ ðèáîñîìíûõ áåëêîâ, ðèáîñîìíûõ ÐÍÊ, ñòðóêòóðû íåêîòîðûõ òðàíñïîðòíûõ ÐÍÊ â ýòèõ âåòâÿõ è èõ ïðîèçâîäíûõ. ×òî êàñàåòñÿ ÄÍÊ, òî ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê óæå áûë ñïîñîáåí òðàíñôîðìèðîâàòü ðèáîçó â äåçîêñèðèáîçó è, âîçìîæíî, ñèíòåçèðîâàòü ÄÍÊ ïî ÐÍÊ-ìàòðèöå, ò.å. îñóùåñòâëÿòü ïðîöåññ îáðàòíîé òðàíñêðèïöèè, ñîõðàíèâøèéñÿ òîëüêî ó íåêîòîðûõ âèðóñîâ. Ïåðâîíà÷àëüíî â ÄÍÊ, êàê è â ÐÍÊ, ïðèñóòñòâîâàë óðàöèë (ïîíûíå “óðàöèëüíóþ” ÄÍÊ ñîäåðæàò íåêîòîðûå áàêòåðèàëüíûå âèðóñû). Ïðåäñòàâëÿåòñÿ, ÷òî èìåííî íà ýòîì ýòàïå ýâîëþöèè ñòâîëîâàÿ ëèíèÿ ðàçäåëèëàñü íà âåòâè, êîòîðûå ïðèâåëè ê àðõå è áàêòåðèÿì. Ôåðìåíòû, îñóùåñòâëÿþùèå ìåòèëèðîâàíèå îñòàòêà óðàöèëà â ñîñòàâå äåçîêñèðèáîíóêëåîòèäà ñ îáðàçîâàíèåì íà åãî ìåñòå îñòàòêà òèìèíà, íåãîìîëîãè÷íû (íåðîäñòâåííû) ó àðõå è áàêòåðèé, ò.å. ïåðåõîä ê òèìèí-ñîäåðæàùåé ÄÍÊ ïðîèñõîäèë óæå ïîñëå ðàçäåëåíèÿ ýòèõ âåòâåé. Ôåðìåíòû, êîíòðîëèðóþùèå ïîëóêîíñåðâàòèâíóþ ðåïëèêàöèþ ÄÍÊ (ÄÍÊ ðåïëèêàçû, òîïîèçîìåðàçû, ãåëèêàçû è äð.), ïîäîáíî òèìèäèëàòñèíòåòàçàì íåãîìîëîãè÷íû ó àðõå è áàêòåðèé, ò.å. èíñòðóìåíòû ïîëóêîíñåðâàòèâíîé ðåïëèêàöèè ÄÍÊ òàêæå ñîçäàâàëèñü óæå ïîñëå ðàçäåëåíèÿ ñòâîëîâîé ëèíèè íà âåòâè (Leipe et al., 2000). Íà Ðèñ. 4à ïðèâåäåí âàðèàíò äåðåâà æèçíè, êîòîðûé, ïî ìíåíèþ àâòîðà, â íàèáîëüøåé ñòåïåíè îòðàæàåò ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå ïðîáëåìû.  íåì ïðèíÿòî, ÷òî òîëüêî îäíà èç ìíîãèõ ðàííèõ êëåòî÷íûõ ëèíèé äàëà íà÷àëî âñåìó æèâîìó ìèðó, ñóùåñòâóþùåìó íà Çåìëå. Ïî ñâîåé ñòðóêòóðå äåðåâî æèçíè ñîîòâåòñòâóåò ðåàëüíîìó ðà103

ñòåíèþ. Ìíîãî÷èñëåííûå êîðåøêè (äîêëåòî÷íûå ñòðóêòóðû) ñëèâàþòñÿ, îáðàçóÿ âñå áîëåå êðóïíûå êîðíè (ñëîæíûå ïðåäêëåòî÷íûå ñòðóêòóðû è ðàííèå êëåòêè), êîòîðûå âûâîäÿò íà ïîâåðõíîñòü åäèíñòâåííóþ ñòâîëîâóþ ëèíèþ – ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà. Ýòà ëèíèÿ îáëàäàëà ìíîãèìè, íî åùå íå âñåìè êà÷åñòâàìè ñîâðåìåííûõ êëåòîê è áûëà íàèáîëåå áëèçêà ñîâðåìåííûì ãðàìïîëîæèòåëüíûì áàêòåðèÿì (ïðîòåîáàêòåðèÿì). “Ñòâîëîâàÿ” ëèíèÿ, íàõîäÿñü íà ñòàäèè ïåðåõîäà îò ïîçäíåãî ÐÍÊ-ìèðà ê ðàííåìó ÐÍÊ-ÄÍÊ-ìèðó (ñèíòåç áåëêà îñóùåñòâëÿëñÿ íà ðèáîñîìàõ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñîâðåìåííîãî òðåõáóêâåííîãî ãåíåòè÷åñêîãî êîäà, è ÄÍÊ óæå ïðèñóòñòâîâàëà â êëåòêàõ), äàëà îòðîñòîê, âîçìîæíî, îäèí èç ìíîãèõ, íî â îòëè÷èå îò îñòàëüíûõ ðàçâèâøèéñÿ â ìîùíóþ âåòâü àðõå. Ñòâîëîâàÿ ëèíèÿ ïðåäñòàâèëà âòîðóþ âåòâü, ðàçâèâøóþñÿ â öàðñòâî áàêòåðèé. Ïðîöåññ âåòâëåíèÿ (âèäîîáðàçîâàíèÿ) êàê áû ïðîòèâîïîëîæåí ñèíòåòè÷åñêîìó ïðîöåññó â êîðíåâîé ñèñòåìå. Îäíàêî îáúåäèíèòåëüíûå ãîðèçîíòàëüíûå îáìåíû è íàñòîÿùèå ñëèÿíèÿ â ôîðìå ñèìáèîçà êëåòîê îòðàçèëèñü íà õîäå ýâîëþöèè, à â ôîðìèðîâàíèè ýóêàðèîòè÷åñêîé êëåòêè ñûãðàëè ãëàâíóþ ðîëü (ñì. ïàðàãðàô 5.3.2). Äàòèðîâêà ñàìûõ ðàííèõ êëåòî÷íûõ îòïå÷àòêîâ (ñì. Ðàçäåë 4.1) ïîçâîëÿåò óòâåðæäàòü, ÷òî ïåðâûå âåòâè íà ñòâîëå äåðåâà æèçíè îáðàçîâàëèñü ðàíåå 3.5 ìëðä ëåò. Íîâûå äàííûå, â ïåðâóþ î÷åðåäü ïàëåîíòîëîãè÷åñêèå íàõîäêè, îòíîñÿùèåñÿ ê ñàìîìó ðàííåìó ïåðèîäó (3.5 ìëðä ëåò è ðàíåå), à òàêæå ïðîäîëæàþùèåñÿ ôèëîãåíåòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ìîãóò ïîâëèÿòü íà ñóùåñòâóþùèå íûíå ïðåäñòàâëåíèÿ î ïóòÿõ è ñðîêàõ ôîðìèðîâàíèÿ ñîâðåìåííûõ ôîðì æèçíè è ïðèâåñòè ê ïîÿâëåíèþ íîâûõ âåðñèé äåðåâà æèçíè. Îäíàêî âðÿä ëè ýòè âåðñèè áóäóò êàðäèíàëüíî îòëè÷àòüñÿ îò óæå îáñóæäàâøèõñÿ. Ïîëó÷åííûå ïàëåîíòîëîãàìè äàííûå î æèâûõ îðãàíèçìàõ, ñóùåñòâîâàâøèõ íà Çåìëå 3–3.5 ìëðä ëåò âïîëíå íàäåæíû. Ïðàêòè÷åñêè íåîñïîðèìû âûâîäû î ïðèñóòñòâèè íà Çåìëå â òå÷åíèå 2.5 ìëðä ëåò èñêëþ÷èòåëüíî îäíîêëåòî÷íûõ îðãàíèçìîâ. Îòïå÷àòêè ïåðâûõ ìíîãîêëåòî÷íûõ îòíîñÿòñÿ ê ïåðèîäó îêîëî 1 ìëðä ëåò òîìó íàçàä. Ìèð æèâîòíûõ, ñóùåñòâîâàâøèé ñîòíè ìèëëèîíîâ ëåò òîìó íàçàä, èçó÷åí, âîçìîæíî, äàæå áîëåå äåòàëüíî, ÷åì ñîâðåìåííûé æèâîòíûé ìèð. Íàïîìíèì òîëüêî îäèí ýïèçîä. Ïàëåîíòîëîãè ïî îêàìåíåëîñòÿì, âîçðàñò êîòîðûõ îêîëî 400 ìëí ëåò, îïèñàëè äâîÿêîäûøàùóþ êèñòåïåðóþ ðûáó öåëîêàíò. Ýòà ðûáà áûëà ïðèçíàíà áëèæàéøèì ïðåäêîì âñåõ çåìíîâîäíûõ, à ñëåäîâàòåëüíî, è íàçåìíûõ æèâîòíûõ, âêëþ÷àÿ ÷åëîâåêà.  òå÷åíèå ìíîãèõ ëåò ñ÷èòàëîñü, ÷òî öåëîêàíò äàâíî âûìåð. 104

Ïîýòîìó ìèðîâîé ñåíñàöèåé ñòàëî ñîîáùåíèå î áëàãîïîëó÷íîì ñóùåñòâîâàíèè öåëîêàíòà â òðîïè÷åñêèõ âîäàõ, ãäå îí èçðåäêà ïîïàäàåò â ðûáàöêèå ñåòè. Ñîïîñòàâëåíèå äðåâíèõ îòïå÷àòêîâ ñ âûëîâëåííûìè ýêçåìïëÿðàìè ïîêàçàëî, ÷òî çà 400 ìëí ëåò ïî÷òè íèêàêèõ èçìåíåíèé â àíàòîìèè öåëîêàíòà íå ïðîèçîøëî. Äàííûå ïàëåîíòîëîãèè ïîçâîëÿþò ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ äàòèðîâàòü ïîÿâëåíèå è èñ÷åçíîâåíèå âèäîâ. Èìåííî áëàãîäàðÿ òðóäó ïàëåîíòîëîãîâ ïðåäñòàâëÿåòñÿ î÷åâèäíûì, ÷òî ÷åëîâåêà åùå íå áûëî âî âðåìåíà äèíîçàâðîâ, äåñÿòêè âèäîâ êîòîðûõ îïèñàíû ñî âñåìè àíàòîìè÷åñêèìè ïîäðîáíîñòÿìè, êàê îïèñàíû è ñóùåñòâîâàâøèå òîãäà ìëåêîïèòàþùèå. Ïàëåîíòîëîãè÷åñêèå äàííûå ñòîëü æå óâåðåííî îáîçíà÷àþò ãëàâíûå íàïðàâëåíèÿ â ýâîëþöèè ãîìèíèí – ïðÿìîõîäÿùåé âåòâè, îòäåëèâøåéñÿ 7 ìëí ëåò òîìó íàçàä îò âûñøèõ îáåçüÿí, è “ïðèøåäøåé” 200 òûñ. ëåò òîìó íàçàä ê ñîâðåìåííîìó ÷åëîâåêó (ïàðàãðàô 7.1.1). Ýòè çàìå÷àíèÿ êàæóòñÿ íåîáõîäèìûìè, ò.ê. â ïóáëè÷íûõ äèñêóññèÿõ ïðîòèâíèêîâ è ñòîðîííèêîâ ýâîëþöèîííîãî ðàçâèòèÿ æèçíè ïîñëåäíèå íå âñåãäà ïðèáåãàþò ê íàèáîëåå íàãëÿäíûì àðãóìåíòàì, ïðåäîñòàâëåííûì èì ïàëåîíòîëîãàìè. 5.5. Î çíà÷åíèè ýëåìåíòîâ ñëó÷àéíîñòè íà ðàçíûõ ýòàïàõ êëåòî÷íîé ýâîëþöèè Ìû ðàññìîòðåëè îñíîâíûå ýòàïû õèìè÷åñêîé, ïðåäêëåòî÷íîé è êëåòî÷íîé ýâîëþöèè âïëîòü äî ôîðìèðîâàíèÿ ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê, îñíîâàâøèõ öàðñòâà æèâîòíûõ è ðàñòåíèé. Ýòî ñäåëàíî, â ÷àñòíîñòè, äëÿ òîãî, ÷òîáû äîñòàòî÷íî êâàëèôèöèðîâàííî îáñóäèòü èíòåðåñóþùèé íàñ âîïðîñ – ÿâëÿþòñÿ ëè ýòè ýòàïû óíèâåðñàëüíûìè, ò.å. áûëè áû îíè æå âîñïðîèçâåäåíû â îñíîâíûõ äåòàëÿõ â ñëó÷àÿõ íåçàâèñèìîãî çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ æèçíè ïðè ñõîäíûõ âíåøíèõ óñëîâèÿõ. Ïðîñòåéøèé ãèïîòåòè÷åñêèé âàðèàíò – ïëàíåòà ðàçäåëåíà ìåðèäèîíàëüíî íà íåñêîëüêî ðàâíûõ äîëåé ñ îäèíàêîâûìè êëèìàòè÷åñêèìè ïîÿñàìè. Åäèíñòâåííîå óñëîâèå – âî âñåõ ýòèõ äîëÿõ æèçíü âîçíèêàåò è ðàçâèâàåòñÿ ñîâåðøåííî íåçàâèñèìî. Òîò ôàêò, ÷òî íà Çåìëå æèçíü ïðîÿâèëà ñåáÿ âñêîðå ïîñëå âîçíèêíîâåíèÿ íåîáõîäèìûõ äëÿ åå ñóùåñòâîâàíèÿ óñëîâèé, ïîçâîëÿåò ïîëàãàòü, ÷òî åñëè íå âî âñåõ, òî âî ìíîãèõ “íàðåçàííûõ” íàìè èçîëÿòàõ ðàçîâüåòñÿ æèçíü. Åñëè íà÷àëî ýòîìó ðàçâèòèþ ïîëîæèëè êëåòêè èç êîñìîñà (ïàíñïåðìèÿ), è îíè áûëè îáùåãî ïðîèñõîæäåíèÿ, òî è èõ ïîòîìêè â èçîëÿòàõ ñîõðàíÿò îáùèå áàçîâûå ïðèçíàêè: åäèíûé ãåíåòè÷åñêèé êîä, ñõîä105

íûé ìåõàíèçì ñèíòåçà áåëêà è ò.ä. Çíà÷èòåëüíî ìåíåå îæèäàåìîé ÿâëÿåòñÿ îäíîòèïíîñòü æèâûõ ìèðîâ, âîçíèêøèõ â ñàìèõ èçîëÿòàõ, êîãäà ïîÿâëåíèþ êëåòî÷íûõ ôîðì æèçíè êàæäûé ðàç ïðåäøåñòâîâàëè ýòàïû õèìè÷åñêîé è äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè.  êà÷åñòâå ïîñòóëàòà, ïîäëåæàùåãî ýêñïåðèìåíòàëüíîé ïðîâåðêå, ïðèìåì, ÷òî ýòè ñàìûå ðàííèå ìàëîêîíêóðåíòíûå (âñëåäñòâèå îòêðûòîñòè ïðåäêëåòî÷íûõ êîìïëåêñîâ) ýòàïû çàâèñÿò, â ïåðâóþ î÷åðåäü, îò õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ñðåäû, òåìïåðàòóðû, èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè è äðóãèõ âíåøíèõ óñëîâèé. Èíûìè ñëîâàìè, âåùåñòâà, ñèíòåçèðîâàííûå íà ðàííåì “íàêîïèòåëüíîì” ýòàïå õèìè÷åñêîé ýâîëþöèè, è ôîðìèðóþùèåñÿ íà èõ îñíîâå ñàìîâîñïðîèçâîäÿùèåñÿ ïðåäêëåòî÷íûå êîìïëåêñû ïðè îäèíàêîâûõ âíåøíèõ óñëîâèÿõ ìîãëè áû îêàçàòüñÿ âåñüìà ñõîæèìè â íåçàâèñèìî ýâîëþöèîíèðóþùèõ “ñåêòîðàõ æèçíè”. Îäíàêî ñõîæèå – íå çíà÷èò èäåíòè÷íûå. Ñèíòåçèðóåìûå â êëåòêàõ àìèíîêèñëîòû ïðèñóòñòâóþò â ñàìûõ ðàçíûõ îáúåêòàõ, êàê ïîñòóïàþùèõ ê íàì èç êîñìîñà (êîìåòû, ìåòåîðèòû, êîñìè÷åñêàÿ ïûëü), òàê è â ïðîäóêòàõ ìîäåëüíûõ õèìè÷åñêèõ ñèíòåçîâ. Íàáîð “êîñìè÷åñêèõ” è ñèíòåçèðîâàííûõ â ìîäåëüíûõ ýêñïåðèìåíòàõ àìèíîêèñëîò ïåðåêðûâàåòñÿ, íî íå ñîâïàäàåò ñ íàáîðîì êëåòî÷íûõ (áèîëîãè÷åñêèõ) àìèíîêèñëîò. Âïîëíå âîçìîæíî, ÷òî â íåçàâèñèìî ðàçâèâàþùèõñÿ ñåãìåíòàõ æèçíè çàêðåïèëèñü áû íå ïîëíîñòüþ ñîâïàäàþùèå íàáîðû àìèíîêèñëîò, èç êîòîðûõ ôîðìèðóþòñÿ áåëêè. Ìîãëè áû òàêæå ðàçëè÷àòüñÿ ïðèñóòñòâóþùèå â íóêëåèíîâûõ êèñëîòàõ àçîòèñòûå îñíîâàíèÿ, êîòîðûå èçâåñòíû â êà÷åñòâå õèìè÷åñêèõ ïðîäóêòîâ â çíà÷èòåëüíî áîëüøåì ÷èñëå, ÷åì ÷åòûðå (ñ ó÷åòîì òèìèíà ïÿòü), ñîñòàâëÿþùèå íàáîð àçîòèñòûõ îñíîâàíèé â íàøåì æèâîì ìèðå. Òî æå ìîæíî ñêàçàòü î äðóãîì êîìïîíåíòå íóêëåèíîâûõ êèñëîò – ñàõàðå. Ïîìèìî èñïîëüçóåìîé â íàøåì ìèðå ôîðìû ñàõàðà ïåíòîçû – ðèáîçû (â ÄÍÊ – äåçîêñèðèáîçû), ñóùåñòâóþò íåñêîëüêî äðóãèõ ôîðì ýòîãî ñàõàðà, íå ãîâîðÿ î ãåêñîçàõ, êîòîðûå, â ïðèíöèïå, òàêæå ìîãëè ñòàòü êîìïîíåíòàìè íóêëåèíîâûõ êèñëîò (ñì. Eschenmoser, 1999). Î÷åâèäíî, ÷òî ýòè è äðóãèå íåèçáåæíûå ïðè íåçàâèñèìîì ðàçâèòèè õèìè÷åñêèå è ñòðóêòóðíûå ðàçëè÷èÿ äîëæíû îòðàçèòüñÿ íà ôèçèîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ ðàííèõ êëåòîê è îáóñëîâèòü èõ ðàçíîîáðàçèå. Ïðèíöèïèàëüíûì ÿâëÿåòñÿ âîïðîñ: ïðèõîäÿò ëè âñå âàðèàíòû, âîçíèêøèå ïðè íåçàâèñèìîì è ïàðàëëåëüíîì ïðîòåêàíèè õèìè÷åñêîé è ïîñëåäóþùèõ ñòàäèé ðàííåé ýâîëþöèè, ê èäåíòè÷íûì áàçîâûì êîìïîíåíòàì êëåòîê.  ïåðâóþ î÷åðåäü ðå÷ü èäåò î êëþ÷åâîì ýëåìåíòå, ÐÍÊ, ò.ê. èìåííî ê ìèðó ÐÍÊ ñâåëèñü âñå ïðåäøåñòâóþùèå ëèíèè æèçíè íà Çåìëå. 106

Çàòåì îí òðàíñôîðìèðîâàëñÿ â ìèð ÐÍÊ-ÄÍÊ, ñóùåñòâóþùèé ïîíûíå. Ïðèõîä èìåííî ê ýòîìó ìèðó âî âñåõ íàõîäèâøèõñÿ ïðè îäèíàêîâûõ óñëîâèÿõ ñðåäû èçîëÿòàõ îçíà÷àë áû, ÷òî ÄÍÊ èìååò áîëüøèå ïðåèìóùåñòâà ïåðåä äðóãèìè âîçìîæíûìè íîñèòåëÿìè ãåíåòè÷åñêîé èíôîðìàöèè, ÷òî è ïðîÿâèëîñü â õîäå êëåòî÷íîé ýâîëþöèè. Òàêîé ðåçóëüòàò ïîçâîëèë áû òàêæå ïðîãíîçèðîâàòü â èçîëÿòàõ íå ñëèøêîì áîëüøèå ðàçëè÷èÿ êîíñòðóêöèè êëåòîê è áàçîâûõ ôèçèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Îäíàêî òðóäíî íàäåÿòüñÿ íà ýêñïåðèìåíòàëüíîå ïîäòâåðæäåíèå ïðåäðàñïîëîæåííîñòè ðàííåêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ê ÐÍÊ-ÄÍÊ ìèðó. Íàïîìíèì, ÷òî ïî ñóùåñòâóþùèì îöåíêàì ýòîò ïðîöåññ çàíÿë íà Çåìëå ìèëëèîíû, à âîçìîæíî, äåñÿòêè è ñîòíè ìèëëèîíîâ ëåò (ñì. âûøå). Áîëåå âåðîÿòíî, ÷òî îòâåò áóäåò ïîëó÷åí ïðè îáñëåäîâàíèè äðóãèõ ïëàíåò, ãäå ïðè ñõîäíûõ ñ Çåìëåé óñëîâèÿõ ìîãëà ðàçâèòüñÿ æèçíü. Åñëè îêàæåòñÿ, ÷òî è òàì, áóäü òî Ìàðñ, ñïóòíèê Þïèòåðà Åâðîïà, ñïóòíèê Ñàòóðíà Òèòàí èëè êàêîå-òî äðóãîå íå íàçâàííîå åùå òåëî Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, ñàìîñòîÿòåëüíî âîçíèêøàÿ æèçíü ðàçâèâàåòñÿ (èëè ðàçâèâàëàñü) â ðàìêàõ ÐÍÊ-ÄÍÊ-ìèðà, òî îïòèìàëüíîñòü èìåííî ýòîãî ìèðà áóäåò ïîäòâåðæäåíà. Çäåñü âàæíî ïîä÷åðêíóòü ñëîâî “ñàìîñòîÿòåëüíî”. Âîïðîñ ñàìîñòîÿòåëüíîñòè çàðîæäåíèÿ æèçíè èëè çàíîñà åå (âîçìîæíî, äàæå ñ Çåìëè) äîëæåí áóäåò ðåøàòüñÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü. Ðåàëüíî Çåìëÿ íå áûëà ðàçäåëåíà íà ïîëíîñòüþ èçîëèðîâàííûå ðåãèîíû, áëàãîäàðÿ ÷åìó êîíòàêòû ìåæäó ïàðàëëåëüíî ðàçâèâàâøèìèñÿ äîêëåòî÷íûìè êîìïëåêñàìè è ëèíèÿìè ðàííèõ êëåòîê íå áûëè çàïðåùåíû. Ýòèì îáåñïå÷èâàëàñü èçíà÷àëüíàÿ ñòðóêòóðíàÿ è ìåòàáîëè÷åñêàÿ áëèçîñòü ðàííèõ êëåòîê. Ìåæäó íèìè ïðîèñõîäèëè îáìåíû ãåíåòè÷åñêèì ìàòåðèàëîì, à ñëåäîâàòåëüíî, è èíôîðìàöèåé (ãîðèçîíòàëüíûå ïåðåíîñû), íå äîïóñêàâøèå ñóùåñòâåííîãî ðàñõîæäåíèÿ è ñîçäàâàâøèå áàçó äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ íà Çåìëå îïòèìàëüíîé êëåòî÷íîé ëèíèè, âîñïðèíÿâøåé íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûå ïóòè ìåòàáîëèçìà è îáëàäàâøåé áëàãîäàðÿ ýòîìó âûñîêèì æèçíåííûì ïîòåíöèàëîì. Ýòà ëèíèÿ îáðàçîâàëà ñòâîë äåðåâà æèçíè, ïðîòÿíóâøåãî ñâîè âåòâè â íàøå âðåìÿ. Íå âûÿâëåíî íè îäíîãî âèäà, êîòîðûé áû íå ïðèíàäëåæàë ýòîìó äåðåâó. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî äðóãèå êëåòî÷íûå ëèíèè, “ñîâðåìåííèêè” ñòâîëîâîé ëèíèè äåðåâà æèçíè (åñëè îíè â äåéñòâèòåëüíîñòè ñóùåñòâîâàëè), áûëè âûòåñíåíû èç âñåõ íèø, êîòîðûå îíè ìîãëè çàíèìàòü íà Çåìëå. Çäåñü íàäî îòìåòèòü, ÷òî ðàííåêëåòî÷íàÿ ýâîëþöèÿ, â õîäå êîòîðîé îòáèðàëèñü îïòèìàëüíûå ñòðóêòóðû è ìåòàáîëè÷åñêèå ïðî107

öåññû, ïðàêòè÷åñêè íå ïîäâåðãàëàñü âëèÿíèþ êàòàñòðîôè÷åñêèõ èçìåíåíèé âíåøíèõ óñëîâèé, ò.ê. ïðîòåêàëà, êàê ïîëàãàþò ìíîãèå èññëåäîâàòåëè, â äîñòàòî÷íî ñòàáèëüíûõ óñëîâèÿõ âáëèçè äîííûõ ãåîòåðìàëüíûõ èñòî÷íèêîâ.  ýòèõ óñëîâèÿõ ôàêòîð ñëó÷àéíîñòè êàê íåîáõîäèìûé ýëåìåíò ýâîëþöèîííîãî ïðîöåññà îáåñïå÷èâàëñÿ ìóòàöèÿìè è ðåêîìáèíàöèÿìè èíôîðìàöèîííûõ ìîëåêóë, è òîæå ñïîíòàííûìè ãîðèçîíòàëüíûìè ïåðåíîñàìè. Åñëè ãîâîðèòü î ðåàëüíûõ ñëó÷àéíîñòÿõ ïîäîáíîãî ðîäà, îêàçàâøèõ âëèÿíèå íà õîä ýâîëþöèè, òî èìè áîãàòà èñòîðèÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñîâðåìåííûõ ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê. Ñàì àêò ñèìáèîçà äâóõ êëåòîê, îäíà èç êîòîðûõ ïðèíàäëåæàëà îïðåäåëåííîé ðàçíîâèäíîñòè àðõå (ýîöèò), à äðóãàÿ – ðàçíîâèäíîñòè ãðàìîòðèöàòåëüíûõ áàêòåðèé (α-ïðîòåîáàêòåðèÿ) ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê óíèêàëüíûé, ò.å. åäèíñòâåííàÿ õèìåðíàÿ êëåòêà äàëà íà÷àëî âñåìó ñîâðåìåííîìó ìèðó ýóêàðèîò, â òîì ÷èñëå æèâîòíûì è ðàñòåíèÿì. Îïðåäåëÿþùåå çíà÷åíèå èìåëî òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî ïåðâûìè èç “ýíåðãåòè÷åñêèõ” îðãàíåëë ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê ïîÿâèëèñü ìèòîõîíäðèè, à ëèøü çàòåì õëîðîïëàñòû. Èìåííî òàêîé ïîðÿäîê ïîçâîëèë âûäåëèòüñÿ öàðñòâó æèâîòíûõ. Åñëè áû ýóêàðèîòè÷åñêèå êëåòêè ðàíüøå ïðèîáðåëè õëîðîïëàñòû, æèâîé ìèð Çåìëè áûë áû ñîâñåì äðóãèì.  íàñòîÿùåå âðåìÿ òðóäíî ñóäèòü î ðîëè èçìåíåíèÿ óñëîâèé ñðåäû â ýòèõ “ñëó÷àéíîñòÿõ”, ïðèâåäøèõ ê ìèðó ýóêàðèîò. Çíà÷åíèå ðåçêèõ èçìåíåíèé â îêðóæàþùåé ñðåäå ñòàëî î÷åâèäíûì áëàãîäàðÿ äàííûì ïàëåîíòîëîãèè, îòíîñÿùèìñÿ ê çíà÷èòåëüíî áîëåå ïîçäíèì ýïîõàì, íà÷èíàÿ ñ òîãî âðåìåíè, êîãäà óæå ñóùåñòâîâàëè ðàçíîîáðàçíûå ìîðñêèå æèâîòíûå (îêîëî 500 ìëí ëåò òîìó íàçàä). Ýòèì âîïðîñàì ïîñâÿùåíà ñëåäóþùàÿ ãëàâà.

108

Ãëàâà VI. ÐÎËÜ ÊÀÒÀÑÒÐÎÔ Â ÝÂÎËÞÖÈÈ ÆÈÇÍÈ ÍÀ ÇÅÌËÅ 6.1. Ïðîèñõîäèâøèå íà Çåìëå êðèçèñû (âûìèðàíèÿ) âûçûâàëè êðóòûå ïîâîðîòû ýâîëþöèè Ãåîëîãè è ïàëåîíòîëîãè ïîäåëèëè èñòîðèþ Çåìëè íà ýðû. ×åì áëèæå ýðà ê íàøåìó âðåìåíè, òåì äåòàëüíåå îíà ðàçáèòà íà ïåðèîäû. Ýòî äåëåíèå ïðåäñòàâëåíî íà Ðèñ. 6. Ãëàâíûì îñíîâàíèåì äëÿ îïðåäåëåíèÿ ãðàíèö, ðàçäåëÿâøèõ ýðû è ïåðèîäû, ñëóæèëè äàííûå î êðóòûõ ïîâîðîòàõ ýâîëþöèè, îçíàìåíîâàííûõ ìàññîâûìè âûìèðàíèÿìè äîìèíèðîâàâøèõ ïåðåä òåì âèäîâ (êðèçèñàìè) è ñëåäîâàâøèì çà âûìèðàíèÿìè âçðûâíûì ðàçâèòèåì ïðåæäå íå ïðîöâåòàâøèõ è íîâûõ âèäîâ. Îäèí èç ñàìûõ ðàííèõ çàðåãèñòðèðîâàííûõ êðèçèñîâ çà âñþ áèîëîãè÷åñêóþ èñòîðèþ Çåìëè ïðîèçîøåë îêîëî 2 ìëðä ëåò òîìó íàçàä. Ïðèìåðíî òîãäà æå íà÷àëîñü ðàñïðîñòðàíåíèå ýóêàðèîòè÷åñêèõ êëåòîê, îáðàçîâàâøèõ ìíîãî íîâûõ âèäîâ. Óñïåõè â èçó÷åíèè ãåîôèçè÷åñêîé èñòîðèè Çåìëè è óñïåõè ïàëåîíòîëîãèè â îïèñàíèè áèîëîãè÷åñêîé èñòîðèè Çåìëè ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü îïðåäåëåííóþ çàêîíîìåðíîñòü: ãðàíèöû ìåæäó ýðàìè è ïåðèîäàìè, íàìå÷åííûå ïàëåîíòîëîãàìè ïî ÷èñòî áèîëîãè÷åñêèì ïðèçíàêàì (âûìèðàíèÿì èëè êðèçèñàì), âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ñîâïàëè ñ äàòèðîâêîé óñòàíîâëåííûõ ãåîôèçèêàìè êðóïíûõ êàòàñòðîô (êàòàêëèçìîâ) íà Çåìëå.  íàñòîÿùåå âðåìÿ âûäåëÿþò øåñòü íàèáîëåå ìàññîâûõ âûìèðàíèé (êðèçèñîâ) çà ïîñëåäíèå 600 ìëí ëåò (Benton, 1995). Ýòè êðèçèñû îïðåäåëèëè ãðàíèöû ãåîëîãè÷åñêèõ ïåðèîäîâ è ýð: ïåðâûé èç íèõ ïðîèçîøåë íà ãðàíèöå ñàìîãî ðàííåãî è ñàìîãî ïðîòÿæåííîãî ïåðèîäà Äîêåìáðèÿ (â íåì èíîãäà ðàçëè÷àþò Àðõåé, ðàííèé è ïîçäíèé Ïðîòåðîçîé) è Êåìáðèÿ (îêîëî 600 ìëí ëåò òîìó íàçàä), âòîðîé – â êîíöå Îðäâèêñêîãî ïåðèîäà (440 ìëí ëåò), òðåòèé – â êîíöå Äåâîíñêîãî ïåðèîäà (370 ìëí ëåò), ÷åòâåðòûé – íà ãðàíèöå Ïåðìü-Òðèàñ (245 ìëí ëåò), ïÿòîå âûìèðàíèå îáîçíà÷èëî ãðàíèöó Òðèàñ-Þðà (îêîëî 109

110

27

28

29

30

25

26

16 17 18

ÌÅÇÎÇÎÉ 19

20

21

ÊÀÉÍÎÇÎÉ 22

23

10

ÏÀËÅÎÇÎÉ

12 13 14

ÌÅÇÎÇÎÉ 11

2

3

4 5

6

7

8

Ðèñ. 6

ÀÐÕÅÎÇÎÉ

- - - 4.5 - - - - - - 4.0 - - - - - - 3.5 - - - - - - 3.0 - - - - - - 2.5 - ìëðä ëåò ——————————————————— Äîêåìáðèé ——————————————————

1

————————————— Äîêåìáðèé ——————————————— Êåìáðèé — ìëðä ëåò ÏÐÎÒÅÐÎÇÎÉ

- 2.5 - - - - - - 2.0 - - - - - - 1.5 - - - - - - 1.0 - - - - - - 0.5 -

9

- 0.5 - - - - - - 0.4 - - - - - - 0.3 - - - - - - 0.2 - - - - - - 0.1 - ìëðä ëåò —– Îðäâèê –— Ñèëó𠖗– Äåâîí –— Êàðáîí —– Ïåðìü —––– Òðèàñ —–––– Þðà ——––––––

15

- 0.1 - - - - - - 0.08 - - - - - - 0.06 - - - - - - 0.04 - - - - - - 0.02 - ìëðä ëåò ————— Ìåë ————————————————————— Òðåòè÷íûé ————————

24

ÊÀÉÍÎÇÎÉ

- 0.02 - - - - - 0.015 - - - - - - 0.01 - - - - - - 0.005 - - - - - - 0 - ìëðä ëåò ———— Òðåòè÷íûé ————————————— ×åòâåðòè÷íûé —————————

Ðèñ. 6. Õðîíîëîãèÿ íåêîòîðûõ ñîáûòèé â èñòîðèè Çåìëè. 1 – Âîçíèêíîâåíèå Ñîëíöà è ïëàíåò, â òîì ÷èñëå ïðà-Çåìëè. 2 – Ñòîëêíîâåíèå ïðà-Çåìëè ñ äðóãîé ïëàíåòîé. Ôîðìèðîâàíèå íûíåøíåé Çåìëè è îáðàçîâàíèå Ëóíû. 3 – Ìîùíûå ìåòåîðèòíûå ëèâíè. Ãëîáàëüíîå ïëàâëåíèå êîðû (ïîñëåäíÿÿ ñòåðèëèçàöèÿ Çåìëè). 4 – Ñàìûå ðàííèå îñàäî÷íûå ïîðîäû. Ïåðâûå ñëåäû æèçíåäåÿòåëüíîñòè. 5 – Ñàìûå ðàííèå îáíàðóæåííûå îòïå÷àòêè êëåòîê è ñòðîìàòîëèòû. 6 – Ïåðâûå çàðåãèñòðèðîâàííûå (îñòàâèâøèå ñëåäû íà Çåìëå) ñòîëêíîâåíèÿ ñ àñòåðîèäàìè (èìïàêòû). 7, 8 – Ñòîëêíîâåíèÿ ñ êðóïíûìè àñòåðîèäàìè. Çàðåãèñòðèðîâàíû ïî ïðèñóòñòâèþ â îñàäî÷íûõ ñëîÿõ èðèäèÿ è äðóãèõ êîìïîíåíòîâ, õàðàêòåðíûõ äëÿ èìïàêòà. 9 – Íàðàñòàíèå ñîäåðæàíèÿ ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà â àòìîñôåðå. 10 – Ãëîáàëüíîå îëåäåíåíèå. 11 – Ðàííèå ìíîãîêëåòî÷íûå (êèøå÷íîïîëîñòíûå). 12 – Ðàííèå áèëàòåðàëüíûå îðãàíèçìû. 13 – Ãëîáàëüíîå îëåäåíåíèå. Ïîçäíåïðîòåðîçîéñêèé êðèçèñ. 14 – Êåìáðèéñêèé ýâîëþöèîííûé “âçðûâ”. 15 – Ïîÿâëåíèå ðûá. 16 – Ïîçäíåîðäâèêñêèé êðèçèñ. 17 – Ïåðâûå íàçåìíûå ðàñòåíèÿ. 18 – Ïåðâûå çåìíîâîäíûå æèâîòíûå. 19 – Ïîçäíåäåâîíñêèé êðèçèñ. 20 – Ñòîëêíîâåíèå ñ êðóïíûì àñòåðîèäîì, ìíîæåñòâåííûå èñòå÷åíèÿ ëàâû. Ïîçäíåïåðìñêèé êðèçèñ. 21 – Ïî÷òè îäíîâðåìåííîå ïîÿâëåíèå äèíîçàâðîâ è ìëåêîïèòàþùèõ. 22 – Ïîçäíåòðèàññêèé êðèçèñ. 23 – Ïîÿâëåíèå ïëàöåíòàðíûõ ìëåêîïèòàþùèõ. 24 – Ïàäåíèå êðóïíîãî àñòåðîèäà (ðàçìåð 10–15 êì) â Àòëàíòè÷åñêîì îêåàíå â ðàéîíå ï-âà Þêàòàí, Ìåêñèêà. Îáíàðóæåííûé óäàðíûé êðàòåð èìååò äèàìåòð áîëåå 180 êì. Ìíîæåñòâåííûå èñòå÷åíèÿ ëàâû. Êðèçèñ “íà ãðàíèöå K/T”. Âûìèðàíèå äèíîçàâðîâ. 25 – Ïîÿâëåíèå îòðÿäà ïëàöåíòàðíûõ ìëåêîïèòàþùèõ – ïðèìàòîâ (îáåçüÿí). 26 – Ïàäåíèå êðóïíîãî ìåòåîðèòà â Àíòàðêòèäå, îñòàâèâøåãî êðàòåð äèàìåòðîì 500 êì. Èìïàêò ïîâëèÿë íà îêåàíè÷åñêèå òå÷åíèÿ è, âîçìîæíî, âûçâàë ãëîáàëüíîå ïîõîëîäàíèå. 27 – Ïîÿâëåíèå âûñøèõ (÷åëîâåêîîáðàçíûõ) îáåçüÿí. 28 – Îòäåëåíèå â Àôðèêå îò ïðåäøåñòâåííèêîâ íûíåøíèõ øèìïàíçå ëèíèè ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä (ãîìèíèí). 29 – Ïîÿâëåíèå â Àôðèêå ðîäà Homo (ëþäåé). 30 – Ïîÿâëåíèå â Àôðèêå âèäà Homo sapiens (ñîâðåìåííûõ ëþäåé).

200 ìëí ëåò) è, íàêîíåö, ïîñëåäíåå ãëîáàëüíîå âûìèðàíèå ïðîèçîøëî íà ãðàíèöå Ìåëîâîãî è Òðåòè÷íîãî ïåðèîäîâ (ãðàíèöà K/T, 65 ìëí ëåò).  õîäå êàæäîãî èç íèõ çà êîðîòêèé â ãåîëîãè÷åñêèõ ìàñøòàáàõ ïåðèîä âðåìåíè âûìèðàëî 50–80% âñåõ ñóùåñòâîâàâøèõ â ïðåäøåñòâîâàâøèé ïåðèîä âèäîâ. Ïðèâåäåì íåêîòîðûå êîíêðåòíûå äåòàëè, óñòàíîâëåííûå äëÿ ýòèõ âûìèðàíèé. 6.1.1. Ïîçäíåïðîòåðîçîéñêèé êðèçèñ Êàê óæå îòìå÷àëîñü ðàíåå, ïðè áèîëîãè÷åñêèõ ñèíòåçàõ (â ïåðâóþ î÷åðåäü ïðè ôîòîñèíòåçå) ñ íåáîëüøèì, íî äîñòîâåðíî ðåãèñòðèðóåìûì ïðåäïî÷òåíèåì èñïîëüçóåòñÿ èçîòîï 12Ñ, âîçìîæíî, áëàãîäàðÿ áîëåå ëåãêîìó åãî ïðîíèêíîâåíèþ ÷åðåç êëåòî÷íóþ ìåìáðàíó âíóòðü êëåòêè. Àíàëèç îñàäî÷íûõ êàðáîíàòíûõ ïîðîä, ñîîòâåòñòâóþùèõ ïåðèîäó îêîëî 600 ìëí ëåò òîìó íàçàä â êîíöå Ïðîòåðîçîÿ (íà ãðàíèöå Äîêåìáðèÿ è Êåìáðèÿ), ïîêàçàë, ÷òî â íèõ ïîíèæåíî 111

ñîäåðæàíèå èçîòîïà 12Ñ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá óãàñàíèè áèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ (Knoll and Walter, 1992). Ýòîò âûâîä ïîäòâåðæäåí ïàëåîíòîëîãàìè, êîòîðûå óñòàíîâèëè èñ÷åçíîâåíèå ìíîãèõ ôîðì æèâûõ îðãàíèçìîâ, ñóùåñòâîâàâøèõ ðàíåå. Ïðè÷èíîé ìàññîâûõ âûìèðàíèé íà ýòîò ðàç ÿâèëîñü ãëîáàëüíîå îëåäåíåíèå, êîòîðîå áûëî ïîñëåäíèì â ñåðèè îëåäåíåíèé, îõâàòèâøèõ ïåðèîä îêîëî 200 ìëí ëåò. (800–590 ìëí ëåò òîìó íàçàä). Ñàìè îëåäåíåíèÿ ïðîäîëæàëèñü ïî íåñêîëüêó ìèëëèîíîâ ëåò, ñîãëàñíî íåêîòîðûì îöåíêàì – ïî 10–12 ìëí ëåò (Hoffman et al., 1998; Bodiselitsch et al., 2005). Èõ ïðè÷èíû îñòàþòñÿ äî êîíöà íå âûÿñíåííûìè, íî äîñòàòî÷íî îáîñíîâàííûå âåðñèè óæå ñóùåñòâóþò. Èíèöèèðîâàòü ïðîöåññû, êîòîðûå ïðèâîäèëè ê îëåäåíåíèþ, ìîãëî îáíàæåíèå ðàíåå ñêðûòûõ ìèíåðàëîâ, âûçâàííîå êîíòèíåíòàëüíûìè ïîäâèæêàìè èëè ñèëüíûì âûâåòðèâàíèåì. Îáíàæèâøèåñÿ ïîðîäû àêòèâíî ñâÿçûâàëè äâóîêèñü óãëåðîäà (CO2) ñ îáðàçîâàíèåì êàðáîíàòîâ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ñîäåðæàíèå CO2 â àòìîñôåðå ðåçêî óïàëî. Îäíàêî â îòñóòñòâèå ìåòàíà, íå ñîâìåñòíîãî ñî ñâîáîäíûì êèñëîðîäîì, äâóîêèñü óãëåðîäà áûëà (è îñòàåòñÿ ïîíûíå) ãëàâíûì êîìïîíåíòîì àòìîñôåðû, ñîçäàþùèì ïàðíèêîâûé ýôôåêò.  åå îòñóòñòâèå çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ïîïàâøåãî íà Çåìëþ Ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ âîçâðàùàëàñü â êîñìîñ. Îò ýòîãî êëèìàò ñòàë õîëîäíåå. Íàñòóïëåíèå ñíåãîâîãî ïîêðîâà óâåëè÷èëî îòðàæàòåëüíóþ ñïîñîáíîñòü Çåìëè è ïðèâåëî ê åùå áîëüøåìó ïîõîëîäàíèþ è ò.ä. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî åñëè îëåäåíåíèå äîñòèãëî øèðîòû 30°, òî ïðîöåññ ñòàíîâèòñÿ íåîáðàòèìûì è âñÿ Çåìëÿ îäåâàåòñÿ ëåäÿíûì ïàíöèðåì. Èìåííî òàê ïðîèñõîäèëî íåñêîëüêî ðàç íà ïðîòÿæåíèè óêàçàííîãî ïåðèîäà. Ìíîãèå èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, ÷òî ñàìî ïî ñåáå ñíèæåíèå ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà íå áûëî ñïîñîáíî çàñòàâèòü ëüäû ïðîäâèíóòüñÿ â ñòîëü íèçêèå øèðîòû. Ñîïóòñòâóþùèì ôàêòîðîì áûëî ñíèæåíèå õîòÿ áû íà 6–8% ïðîöåíòîâ ïîòîêà Ñîëíå÷íîé ýíåðãèè, äîñòèãàâøåé Çåìëè (Donnadieu et al., 2004). Î÷åâèäíî, Çåìëþ òîãî ïåðèîäà ìîæíî ñðàâíèòü ñî ñïóòíèêîì Þïèòåðà Òèòàíîì, ïîâåðõíîñòü êîòîðîãî ïîêðûòà ëüäîì, íî â ãëóáèíàõ îêåàíà íå èñêëþ÷åíà æèçíü, êîòîðàÿ ïîääåðæèâàåòñÿ, à âîçìîæíî, ïðîöâåòàåò çà ñ÷åò äîííûõ èçâåðæåíèé è òåðìàëüíûõ èñòî÷íèêîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ îáîãðåâ è ïîñòóïëåíèå íåîáõîäèìûõ äëÿ êëåòî÷íîãî ìåòàáîëèçìà âåùåñòâ. Ìîäåëèðîâàíèå óñëîâèé, ïðè êîòîðûõ ïðîèñõîäèë âûõîä èç ñîñòîÿíèÿ ãëîáàëüíîãî îëåäåíåíèÿ, ïîêàçàëî, ÷òî òîëüêî âîññòàíîâëåíèÿ ñâåòèìîñòè Ñîëíöà äî íîðìû íåäîñòàòî÷íî äëÿ òàÿíèÿ ëüäîâ. 112

Áåç ñëó÷àéíûõ ïðîèñøåñòâèé, ïðèíîñÿùèõ ìíîãî òåïëà, òàêèõ êàê ìîùíûé ìåòåîðèòíûé ëèâåíü èëè ìíîãîêðàòíîå óâåëè÷åíèå âóëêàíè÷åñêîé àêòèâíîñòè (à ïîäòâåðæäåíèé òàêèõ ñîáûòèé â òîò ïåðèîä íå ïîëó÷åíî), âûõîä èç ãëîáàëüíîãî îëåäåíåíèÿ ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì ïîñëå íàêîïëåíèÿ â àòìîñôåðå çíà÷èòåëüíîãî êîëè÷åñòâà CO2. ×òîáû ýòîò ïðîöåññ íà÷àëñÿ è ñòàë íåîáðàòèìûì, íåîáõîäèìî äîñòèæåíèå ñîäåðæàíèÿ CO2, ïðåâûøàþùåãî ñîâðåìåííûé óðîâåíü â 300–500 ðàç (Hoffman et al., 1998; Pierrehumbert, 2004). Âàæíûì îáñòîÿòåëüñòâîì áûëî îòñóòñòâèå ñâÿçûâàíèÿ CO2 ìèíåðàëàìè íà ïîêðûòîé ëüäîì Çåìëå. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ïðîäîëæàëîñü îñâîáîæäåíèå ãàçîâ, â òîì ÷èñëå CO2, èç çåìíûõ íåäð.  àòìîñôåðó ñêàïëèâàâøèåñÿ ïîäî ëüäîì ãàçû ïîïàäàëè ïðè ðàçëîìàõ ëüäà, âûçâàííûõ çåìëåòðÿñåíèÿìè è ïàäåíèÿìè ìåòåîðèòîâ, à òàêæå â ìåñòàõ ïîäòàïëèâàíèÿ ëüäà âóëêàíàìè è ãåéçåðàìè. Îäíàêî ýòî áûë âåñüìà ìåäëåííûé ïðîöåññ.  êîëè÷åñòâå, íåîáõîäèìîì äëÿ ñîçäàíèÿ äîñòàòî÷íî ñèëüíîãî ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà, ïðè êîòîðîì íà÷àëîñü áû íåîáðàòèìîå òàÿíèå ëüäà, äâóîêèñü óãëåðîäà ìîãëà áûòü íàêîïëåíà çà ìèëëèîíû ëåò, ÷åì îáúÿñíÿåòñÿ ñòîëü áîëüøàÿ äëèòåëüíîñòü ãëîáàëüíûõ îëåäåíåíèé.  ñâÿçè ñ ýòèì âñòàë âîïðîñ, êàê òàêèå îëåäåíåíèÿ ìîãëè ïåðåæèòü íóæäàþùèåñÿ â Ñîëíå÷íîì ñâåòå ôîòîñèíòåçèðóþùèå áàêòåðèè è âîäîðîñëè, à òàêæå ïîÿâèâøèåñÿ ê òîìó âðåìåíè ïðîñòåéøèå ìíîãîêëåòî÷íûå îðãàíèçìû, íå ñïîñîáíûå ê ôîòîñèíòåçó, íî íóæäàâøèåñÿ â êèñëîðîäå. Íåêîòîðûå àâòîðû ïîëàãàëè, ÷òî ñîõðàíåíèå ýòèõ ôîðì, ïóñòü è ñ áîëüøèìè ïîòåðÿìè, ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî îëåäåíåíèå Çåìëè íèêîãäà íå áûëî ïîëíûì (Hyde et al., 2000). Îäíàêî îïïîíåíòû (Hoffman et al., 1998; Schrag et al., 2001) óòâåðæäàþò, ÷òî ýòî ïðåäïîëîæåíèå íåêîððåêòíî, ò.ê. ïðè òîëùèíå ëüäà â ðàéîíå ýêâàòîðà 10 ì (êàê òåïåðü â Àðêòèêå) ñêâîçü íåãî ïðîíèêàëî äîñòàòî÷íî ñâåòà äëÿ ïîääåðæàíèÿ æèçíåäåÿòåëüíîñòè ôîòîñèíòåçèðóþùèõ îðãàíèçìîâ (McKay, 2000), à ïðîèçâîäèìûé èìè êèñëîðîä ïîçâîëèë ïåðåæèòü ãëîáàëüíûå îëåäåíåíèÿ è íå ñïîñîáíûì ê ôîòîñèíòåçó ìíîãîêëåòî÷íûì, â òîì ÷èñëå ðàííèì æèâîòíûì. Îòìå÷åíî, ÷òî òàê æå, êàê â ñîâðåìåííîé Àðêòèêå, íà ëüäó ìîãëè áûòü ïðîòàëèíû, ãäå íå òîëüêî ñîõðàíÿëèñü, íî è ðàçâèâàëèñü ñîîáùåñòâà ôîòîñèíòåçèðóþùèõ è êèñëîðîä-çàâèñèìûõ îðãàíèçìîâ (Vincent et al., 2000). Çàâåðøàâøåå ãëîáàëüíîå îëåäåíåíèå òàÿíèå ëüäà ïðîòåêàëî ñòðåìèòåëüíî, çàíÿâ âñåãî òûñÿ÷ó ëåò. Âñëåä çà òåì óñòàíîâèëñÿ î÷åíü òåïëûé êëèìàò. Äâóîêèñü óãëåðîäà, ñêîïèâøàÿñÿ â àòìîñôåðå, àêòèâ113

íî âçàèìîäåéñòâîâàëà ñ ðàñòâîðåííûìè â ðàçîãðåòîì îêåàíå ñîåäèíåíèÿìè. Âûïàäàâøèé êàðáîíàò êàëüöèÿ ôîðìèðîâàë õàðàêòåðíûé îñàäî÷íûé ñëîé, ðàñïîëàãàâøèéñÿ íåïîñðåäñòâåííî íàä èðèäèåì è äðóãèìè êîñìè÷åñêèìè ìàòåðèàëàìè, íàêîïèâøèìèñÿ âî ëüäó. Ïîñëåäîâàâøåå çà îëåäåíåíèåì ïîòåïëåíèå âûÿâèëî ìíîæåñòâî íåçàíÿòûõ (îñâîáîæäåííûõ âûìåðøèìè âèäàìè) íèø, ÷òî ïðèâåëî ê ìîùíîìó ðàçâèòèþ æèçíè, â òîì ÷èñëå íîâûõ åå âèäîâ (Êåìáðèéñêèé âçðûâ).  ÷àñòíîñòè, øèðîêî ðàñïðîñòðàíèëèñü óæå ñóùåñòâîâàâøèå 40–50 ìëí ëåò, à âîçìîæíî, è çíà÷èòåëüíî äîëüøå, ìèíèàòþðíûå áèëàòåðàëüíûå îðãàíèçìû, îáëàäàâøèå ñèììåòðè÷íî ðàñïîëîæåííûìè îðãàíàìè (Chen et al., 2004; Blair and Hedges, 2005). Çà èñêëþ÷åíèåì ñàìûõ ðàííèõ æèâîòíûõ (ãóáîê è êèøå÷íîïîëîñòíûõ), âñå æèâîòíûå îò ÷åðâåé äî ÷åëîâåêà ÿâëÿþòñÿ áèëàòåðàëüíûìè. 6.1.2. Ïîçäíåîðäâèêñêèé è Ïîçäíåäåâîíñêèé êðèçèñû Îêîëî 440 ìëí ëåò òîìó íàçàä (ãðàíèöà Îðäâèê-Ñèëóð) ïðîèçîøëî çíà÷èòåëüíîå âûìèðàíèå. Èñ÷åçëè äî 20% âñåõ ñóùåñòâîâàâøèõ òîãäà âèäîâ. Ïðè÷èíû êðèçèñà, ïðèâåäøåãî ê ýòèì âûìèðàíèÿì, ïîêà íå óñòàíîâëåíû. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî è íà ýòîò ðàç ïðîèçîøëî îëåäåíåíèå (Paris et al. 2000). Ýòî áûë îòâåòñòâåííûé ýòàï ýâîëþöèè, êîãäà â îêåàíå óæå ñóùåñòâîâàëè âûñîêîîðãàíèçîâàííûå ìîðñêèå æèâîòíûå, â òîì ÷èñëå ïîçâîíî÷íûå (ðûáû). Êðèçèñ “óáðàë” íåêîòîðûõ èç íèõ, îáëåã÷èâ òåì ñàìûì ðàçâèòèå äðóãèõ.  ÷èñëå ïîñëåäíèõ áûëè ïðåäøåñòâåííèêè êèñòåïåðûõ – ðàçíîâèäíîñòè äâîÿêîäûøàùèõ (îáëàäàâøèõ íàðÿäó ñ æàáðàìè òàêæå ëåãêèìè) ðûá, åùå ÷åðåç 30 ìëí ëåò îáðàçîâàâøåé åäèíñòâåííóþ âåòâü çåìíîâîäíûõ, ó êîòîðûõ ÷åòûðå ïëàâíèêà ðûáû-ïðåäøåñòâåííèêà ïðåîáðàçîâàëèñü â êîíå÷íîñòè. Îò ýòîé ëèíèè ðàííèõ òåòðàïîäîâ ïîøëè âñå âèäû íàçåìíûõ æèâîòíûõ. Ïîçäíåäåâîíñêèé êðèçèñ (îêîëî 370 ìëí ëåò òîìó íàçàä) – ïåðâûé êðóïíûé êðèçèñ ïîñëå ïîÿâëåíèÿ íàçåìíûõ æèâîòíûõ, â òîì ÷èñëå ïîçâîíî÷íûõ. Åãî ïðè÷èíà òàê æå, êàê Ïîçäíåïðîòåðîçîéñêîãî êðèçèñà è, âåðîÿòíî, Ïîçäíåîðäâèêñêîãî êðèçèñà, – ñèëüíîå ïîõîëîäàíèå. Îäíàêî íà ýòîò ðàç äî ïîëíîãî îëåäåíåíèÿ íå äîøëî. Çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü åäèíîãî ìàòåðèêà (Ãîíäâàíû) áûëà ñâîáîäíà îòî ëüäà. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ìíîãèì âûøåäøèì íà çåìëþ æèâîòíûì è ðàñòåíèÿì óäàëîñü ïåðåæèòü ýòîò êðèçèñ. Âûìåðëè, â îñíîâíîì, òåïëîëþáèâûå ìîðñêèå îðãàíèçìû, â ÷àñòíîñòè ñîçèäàòåëè êîðàëëîâûõ ðèôîâ. Òîãäà æå èñ÷åçëè ìíîãèå ðàçíîâèäíîñòè áåñ÷åëþñòíûõ ðûá. 114

6.1.3. Ïîçäíåïåðìñêèé è Ïîçäíåòðèàññêèé êðèçèñû Ïîçäíåïåðìñêèé (Ïåðìü-Òðèàññêèé) êðèçèñ (îêîëî 250 ìëí ëåò òîìó íàçàä) ñ÷èòàåòñÿ ñàìûì ãëóáîêèì çà ïîñëåäíèå 500 ìëí ëåò (Erwin, 1994; Benton, 1995; Bowring et al., 1999; Poreda and Becker, 2003; Ward et al., 2005). Òîãäà, ïî äàííûì ðàçíûõ àâòîðîâ, âûìåðëè îò 60% äî 80% ìîðñêèõ îáèòàòåëåé è îò 50% äî 70% íàçåìíûõ ðàñòåíèé è æèâîòíûõ. Âûñêàçàíû ðàçíûå òî÷êè çðåíèÿ î ïðè÷èíàõ, èíèöèèðîâàâøèõ Ïîçäíåïåðìñêèé êðèçèñ.  êà÷åñòâå ïåðâîé òàêîé ïðè÷èíû íàçîâåì ïîâûøåííóþ âóëêàíè÷åñêóþ àêòèâíîñòü, ïðîÿâëÿâøóþñÿ â ðàçíûõ ðåãèîíàõ ïëàíåòû è äëèâøóþñÿ ìèëëèîíû ëåò. Ñëåäû ýòîé àêòèâíîñòè íà ãðàíèöå Ïåðìè è Òðèàñà îáíàðóæåíû íà Ñèáèðñêîé ïëàòôîðìå, ãäå òîãäà èçëèëîñü îêîëî 3 ìèëëèîíîâ êóáè÷åñêèõ êèëîìåòðîâ ëàâû (Bowring et al., 1999; Reichow et al., 2002; Lin and van Keken, 2005). Íà ãðàíèöó Òðèàñ-Þðà (200 ìëí ëåò òîìó íàçàä) ïðèøåëñÿ ñëåäóþùèé ýïèçîä ïîâûøåííîé âóëêàíè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè, òàêæå äëèâøèéñÿ ìèëëèîíû ëåò. Ñëåäû ýòîãî Ïîçäíåòðèàññêîãî êðèçèñà îáíàðóæåíû íà ðàçíûõ êîíòèíåíòàõ (Marzoli et al., 1999). Èìåííî ñ íàõîäÿùèìè ãåîëîãè÷åñêîå ïîäòâåðæäåíèå ãëîáàëüíûìè èçâåðæåíèÿìè ëàâû ìíîãèå àâòîðû ñâÿçûâàþò ìàññîâûå âûìèðàíèÿ æèâîòíûõ è ðàñòåíèé â òå êðèçèñíûå ýïèçîäû (Clark et al., 1986; White, 2002). Äðóãàÿ àêòèâíî îáñóæäàåìàÿ ïðè÷èíà Ïîçäíåïåðìñêîãî è Ïîçäíåòðèàññêîãî êðèçèñî⠖ ñòîëêíîâåíèÿ Çåìëè ñ êðóïíûìè êîñìè÷åñêèìè òåëàìè (èìïàêòû).  ðÿäå íåäàâíèõ èññëåäîâàíèé áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî ñôîðìèðîâàííûå íà ãðàíèöå Ïåðìè è Òðèàñà îñàäî÷íûå ïîðîäû ñîäåðæàò ñëîé, â êîòîðîì êîëè÷åñòâà íèêåëÿ, æåëåçà, êîáàëüòà, ìàãíèÿ è ìàðãàíöà ñîîòâåòñòâîâàëè ñîîòíîøåíèÿì, õàðàêòåðíûì äëÿ ìåòåîðèòîâ òèïà óãëèñòûõ õîíäðèòîâ (Basu et al., 2003; Poreda and Becker , 2003; Becker et al., 2004). “Ìåòåîðèòíûé” ñëîé áûë çàðåãèñòðèðîâàí è â ïîðîäàõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ ãðàíèöå ÒðèàñÞðà. Ýòîò ñëîé îáîãàùåí êðóïèöàìè ìåòàìîðôîçèðîâàííîãî êâàðöà è èðèäèåì (Olsen et al., 2002). Âåñüìà äîêàçàòåëüíûì ñòàëî îáíàðóæåííîå â ðàçíûõ ðåãèîíàõ Çåìëè (Êèòàé, ßïîíèÿ, Àíòàðêòèäà è äð.) îáîãàùåíèå ñîîòâåòñòâóþùèõ ãðàíèöå Ïåðìè è Òðèàñà îñàäî÷íûõ ïîðîä ôóëëåðåíàìè – íàíîñòðóêòóðàìè, ïðåäñòàâëÿþùèìè ñîáîþ ïîëûå ñôåðîèäû, îáðàçîâàííûå èñêëþ÷èòåëüíî àòîìàìè óãëåðîäà.  ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ ýòà, à òàêæå äðóãèå ôîðìû ôóëëåðåíîâ, áûëè ïîëó÷åíû âïåðâûå 115

â 80-å ãîäû ïðîøëîãî âåêà ïóòåì êîíäåíñàöèè èñïàðåííîãî ëàçåðîì ãðàôèòà â àòìîñôåðå èíåðòíîãî ãàçà. Îäíàêî ôóëëåðåíû ìîãóò îáðàçîâàòüñÿ â ýëåêòðè÷åñêîé äóãå è ïðè äðóãèõ óñëîâèÿõ íåïîëíîãî ñãîðàíèÿ (â ñàæå). Ñîîòâåòñòâåííî, îíè áûëè îáíàðóæåíû â îïðåäåëåííûõ ïîðîäàõ çåìíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Âíåçåìíîå ïðîèñõîæäåíèå ôóëëåðåíîâ â îñàäêàõ íà ãðàíèöå Ïåðìè è Òðèàñà áûëî äîêàçàíî ïóòåì àíàëèçà çàêëþ÷åííûõ â íèõ èíåðòíûõ ãàçîâ, êîòîðûå çàõâàòûâàþòñÿ èç ñðåäû ïðè ôîðìèðîâàíèè íàíî÷àñòèö. Èçîòîïíûé ñîñòàâ ýòèõ ãàçîâ îêàçàëñÿ õàðàêòåðíûì äëÿ êîñìîñà, íî íå äëÿ Çåìëè (Becker et al., 2001; Poreda and Becker, 2003). Ìîæíî äîáàâèòü, ÷òî ýòîìó æå ïåðèîäó ïðèíàäëåæèò îáíàðóæåííûé â Àâñòðàëèè áîëüøîé êðàòåð Áåäàóò, êîòîðûé, âîçìîæíî, âîçíèê ïðè ïàäåíèè àñòåðîèäà (Becker et al., 2004). È õîòÿ ýòîò âîïðîñ åùå îêîí÷àòåëüíî íå ðåøåí, äàííûõ, ïðèâåäåííûõ âûøå, äîñòàòî÷íî äëÿ óòâåðæäåíèÿ, ÷òî íà ãðàíèöå Ïåðìè è Òðèàñà ïðîèçîøëî ñòîëêíîâåíèå Çåìëè ñ êîñìè÷åñêèì òåëîì, èìåâøåå ãëîáàëüíûå ïîñëåäñòâèÿ. Âìåñòå ñ òåì, ýòî ñòîëêíîâåíèå íåëüçÿ ðàññìàòðèâàòü êàê íåïîñðåäñòâåííóþ ïðè÷èíó ïðîèñøåäøèõ òîãäà ìàññîâûõ âûìèðàíèé. Áóäü ýòî òàê, îíè ïðîèçîøëè áû âíåçàïíî, êàê âíåçàïíî íàñòóïàþò èçìåíåíèÿ îêðóæàþùåé ñðåäû. Îäíàêî äàííûå ïàëåîíòîëîãèè ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî ïðè Ïåðìü-Òðèàññêîì êðèçèñå âûìèðàíèÿ ðàñòÿíóëèñü íà äåñÿòêè òûñÿ÷ ëåò (Bowring et al., 1999). Ãåîõèìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî â ýòîò ïåðèîä ïîëó÷èëè ðàçâèòèå ôîòîñèíòåçèðóþùèå àíàýðîáû, ãëàâíûì îáðàçîì çåëåíûå ñåðíûå áàêòåðèè, èñïîëüçóþùèå êàê èñòî÷íèê ýíåðãèè ñåðîâîäîðîä (ñóëüôèä âîäîðîäà, H 2S), êîòîðûé îíè îêèñëÿþò äî ýëåìåíòàðíîé ñåðû. Ýòè áàêòåðèè îáèòàþò â îêåàíå òîëüêî âáëèçè ïîâåðõíîñòè, ò.ê. íóæäàþòñÿ â Ñîëíå÷íîì ñâåòå äëÿ ôîòîñèíòåçà. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, îíè íå òåðïÿò êèñëîðîäà. Îòñþäà ñëåäóåò âûâîä, ÷òî êèñëîðîä äàæå ó ïîâåðõíîñòè îêåàíà òîãäà ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâîâàë. Ýòè äàííûå äàþò êëþ÷ ê ïîíèìàíèþ ðîëè öåïî÷êè ñîáûòèé â ðàçðàçèâøåìñÿ òîãäà ãëîáàëüíîì êðèçèñå (Huey and Ward, 2005; Ward, 2005, 2006). Ìîùíûé èìïàêò è, ïî-âèäèìîìó, èíèöèèðîâàííàÿ èì ìàññèðîâàííàÿ âóëêàíè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü, âûçûâàÿ ãëîáàëüíûå ïîæàðû è âûâîäÿ íà ïîâåðõíîñòü ëåãêî îêèñëÿåìûå ãàçû è ìèíåðàëû, âûæãëè êèñëîðîä àòìîñôåðû. Íàïðîòèâ, â äåñÿòêè ðàç ïîâûñèëîñü ñîäåðæàíèå â àòìîñôåðå óãëåêèñëîòû è ìåòàíà, ïîñòóïàâøèõ íà ïîâåðõíîñòü âìåñòå ñ ëàâîé, ÷òî ïðèâåëî ê óâåëè÷åíèþ ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà è, ñîîòâåòñòâåííî, ê çíà÷èòåëüíîìó ïîòåïëåíèþ. Óêàçàííûå èçìåíåíèÿ â ñîñòàâå àòìîñôåðû è ïîòåïëåíèå âûçâàëè ðåçêîå ñíèæå116

íèå ñîäåðæàíèÿ â îêåàíå ðàñòâîðåííîãî êèñëîðîäà.  ýòèõ óñëîâèÿõ ïîëó÷èë ïåðåâåñ ïðîèçâîäèìûé ïðèäîííûìè õåìîòðîôíûìè àíàýðîáàìè ñóëüôèä âîäîðîäà, ïðîíèêíîâåíèþ êîòîðîãî â âåðõíèå ñëîè îêåàíà ðàíåå ïðåïÿòñòâîâàë êèñëîðîä. Ãðàíèöà ñóëüôèäà âîäîðîäà/ êèñëîðîä ñòàëà ïåðåìåùàòüñÿ âñå áëèæå ê ïîâåðõíîñòè. Ââèäó ýòîãî îáñòîÿòåëüñòâà, à òàêæå îáùåãî ñíèæåíèÿ ñîäåðæàíèÿ êèñëîðîäà, äûøàùèå êèñëîðîäîì ìîðñêèå îðãàíèçìû â âåðõíèõ ñëîÿõ îêåàíà ñòàëè âûìèðàòü. Îíè çàìåùàëèñü çåëåíûìè è ïóðïóðíûìè ôîòîñèíòåçèðóþùèìè îðãàíèçìàìè, èñïîëüçîâàâøèìè ïîñòóïàâøèé èç ãëóáèíû ñóëüôèä âîäîðîäà êàê èñòî÷íèê ýíåðãèè. Ñóëüôèä âîäîðîäà ðàñïðîñòðàíèëñÿ äî ïîâåðõíîñòè îêåàíà è ñòàë âûõîäèòü â àòìîñôåðó. Ýòî âûçâàëî âûìèðàíèÿ íàçåìíûõ æèâîòíûõ è ðàñòåíèé. Ïîìèìî ïðÿìîãî äåéñòâèÿ íà æèâûå îðãàíèçìû, ñóëüôèä âîäîðîäà óíè÷òîæèë îçîíîâûé ñëîé, íå ïðîïóñêàâøèé íà Çåìëþ æåñòêîå óëüòðàôèîëåòîâîå èçëó÷åíèå, ÷òî óñèëèëî âûìèðàíèÿ. Âûõîä èç êðèçèñà ìîã íà÷àòüñÿ ïîñëå îñëàáëåíèÿ âóëêàíè÷åñêîé àêòèâíîñòè, ñíèæåíèÿ ïîñòóïëåíèÿ óãëåêèñëîòû è ñóëüôèäà âîäîðîäà, ïîõîëîäàíèÿ, âîññòàíîâëåíèÿ îçîíîâîãî ñëîÿ è ò.ä. Âñå ýòè ïðîöåññû, ïðîèñõîäèâøèå â ãëîáàëüíûõ ìàñøòàáàõ, íå ìîãëè áûòü áûñòðûìè. Ñîîòâåòñòâåííî, íå áûëè áûñòðûìè è âûìèðàíèÿ. Îáùàÿ ïðîäîëæèòåëüíîñòü êðèçèñà ìîãëà äîñòèãíóòü ìèëëèîíà ëåò. Åñòåñòâåííî, ïîñëå âûõîäà èç êðèçèñà æèâîé ìèð âûãëÿäåë ñèëüíî îáåäíåííûì, à ïîñëå âîññòàíîâëåíèÿ ìíîãîîáðàçèÿ îêàçàëîñü, ÷òî ïðåæíèõ äîìèíàíò íåò è ìàãèñòðàëüíîå íàïðàâëåíèå ýâîëþöèè ñòàëî äðóãèì.  òîò ïåðèîä óæå ñóùåñòâîâàëè âåòâè ðåïòèëèé, êîòîðûå âïîñëåäñòâèè òðàíñôîðìèðîâàëèñü â ìëåêîïèòàþùèõ è äèíîçàâðîâ. Áëèæàéøèìè ïðåäøåñòâåííèêàìè ìëåêîïèòàþùèõ áûëè ðåïòèëèè òåðàïñèäû-ñèíîäîíòû (Fox et al., 1992; Damiani et al., 2003; Kemp T.S., 2006). Âñêîðå ïîñëå Ïîçäíåïåðìñêîãî êðèçèñà ïî÷òè îäíîâðåìåííî ïîÿâèëèñü äèíîçàâðû è ìëåêîïèòàþùèå, ñìåíèâ ñâîèõ ïðåäøåñòâåííèêîâ, êîòîðûå, êàê è ìíîãèå äðóãèå âèäû æèâîòíûõ, âûìåðëè â òîò æå ïåðèîä èëè íåñêîëüêî ïîçæå, êîãäà ðàçðàçèëñÿ Ïîçäíåòðèàññêèé êðèçèñ (ñì., îäíàêî, Fox et al., 1992). Ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî îáà ýòè êðèçèñà ðàñ÷èñòèëè ïóòè äëÿ âçðûâíîãî ðàçâèòèÿ äèíîçàâðîâ â Þðñêîì è Ìåëîâîì ïåðèîäàõ. Áûñòðî ðàñïðîñòðàíèâøèñü â ñàìûõ ðàçíûõ êëèìàòè÷åñêèõ çîíàõ è çàíÿâ ïðàêòè÷åñêè âñå íèøè, äèíîçàâðû íå òîëüêî ïîòåñíèëè ìëåêîïèòàþùèõ, íî è ïîñòàâèëè èõ íà ãðàíü èñ÷åçíîâåíèÿ. Çà 170 ìëí ëåò ïðîöâåòàíèÿ äèíîçàâðîâ ìëåêîïèòàþùèå ìàëî ïðîãðåññèðîâàëè è íå äàëè êðóïíûõ ôîðì. 117

6.1.4. Ìààñòðèõòñêèé êðèçèñ (êðèçèñ íà ãðàíèöå K/T) Íàèáîëåå èçâåñòíûì ñòàë êðèçèñ, ñëó÷èâøèéñÿ 65 ìëí ëåò òîìó íàçàä íà ãðàíèöå Ìåëîâîãî ïåðèîäà è Òðåòè÷íîãî ïåðèîäà. Ïðè áîëåå äåòàëüíîé ïåðèîäèçàöèè ãîâîðÿò î ãðàíèöå Ìààñòðèõòà è Äàíèÿ (Ïàëåîöåíà), à òàêæå î ãðàíèöå Ê/Ò (Krebs/Tertriary, Cretaceous/ Tertriary). Èìåííî â ýòîò êðèçèñ ïîãèáëè ïðîöâåòàâøèå äîòîëå äèíîçàâðû. Ïîëíîñòüþ âûìåðëè òàêæå ñàìûå ðàñïðîñòðàíåííûå îáèòàòåëè ìîðåé ìîëëþñêè àììîíèòû, à âñåãî èñ÷åçëî îêîëî 30% âñåõ âèäîâ, îáèòàâøèõ êàê â âîäíîé ñðåäå, òàê è íà ñóøå. Îïðåäåëÿþùàÿ ðîëü ìîùíîãî èìïàêòà â êðèçèñå íà ãðàíèöå K/T ïðàêòè÷åñêè äîêàçàíà. Èìåÿ â âèäó èíòåðåñíóþ ïðåäûñòîðèþ ýòîãî îòêðûòèÿ è åãî çíà÷åíèå äëÿ èíòåðïðåòàöèè êðèçèñíûõ ñèòóàöèé â ïðîøëîì è îñîçíàíèÿ èõ îïàñíîñòè â áóäóùåì, ìû êðàòêî îïèøåì ýòó ïðåäûñòîðèþ, ïðåæäå ÷åì ðàññìîòðåòü ñàì êðèçèñ è åãî ïîñëåäñòâèÿ. 6.2. Îñíîâíàÿ ïðè÷èíà ìíîãèõ ãëîáàëüíûõ êðèçèñî⠖ ñòîëêíîâåíèå Çåìëè ñ êðóïíûì êîñìè÷åñêèì òåëîì (àñòåðîèäîì èëè êîìåòîé) 6.2.1. Ìàññèðîâàííûé âóëêàíèçì èëè ïàäåíèå àñòåðîèäà? Ñ ñàìîãî íà÷àëà áûëî ÿñíî, ÷òî áèîëîãè÷åñêèå êðèçèñû áûëè âûçâàíû èçìåíåíèÿìè óñëîâèé îêðóæàþùåé ñðåäû â ãëîáàëüíîì ìàñøòàáå. Ðàçíûå ìíåíèÿ âûñêàçûâàëèñü î ïðè÷èíàõ êëèìàòè÷åñêèõ êàòàêëèçìîâ, èìåâøèõ ìåñòî íà Çåìëå. Èìåííî ýòîò âîïðîñ, ñîõðàíÿþùèé àêòóàëüíîñòü äëÿ íàñ è áóäóùèõ ïîêîëåíèé, ÿâèòñÿ ïðåäìåòîì äàëüíåéøåãî îáñóæäåíèÿ.  êà÷åñòâå âåðîÿòíîé ïðè÷èíû ìîùíûõ êàòàêëèçìîâ íà Çåìëå ïåðâîíà÷àëüíî ðàññìàòðèâàëñÿ òîëüêî âóëêàíèçì, ò.ê. êðèòåðèè, ïîçâîëÿþùèå èäåíòèôèöèðîâàòü êðàòåðû êàê óäàðíûå, à òàêæå îáíàðóæèâàòü îñàäî÷íûå ñëîè, îáðàçîâàííûå âûáðîøåííûì ïðè èìïàêòå ìàòåðèàëîì, áûëè ðàçðàáîòàíû òîëüêî íåäàâíî. Çàñòûâøóþ ëàâó ãåîëîãè íàó÷èëèñü ðàñïîçíàâàòü çíà÷èòåëüíî ðàíüøå. Äëÿ òîãî, ÷òîáû èìåòü ãëîáàëüíûå ïîñëåäñòâèÿ, ìîùíûå èçâåðæåíèÿ, ñîïðîâîæäàåìûå âûõîäîì áîëüøîãî êîëè÷åñòâà ëàâû, äîëæíû áûëè ïðîèçîéòè îäíîìîìåíòíî âî ìíîãèõ òî÷êàõ çåìíîãî øàðà. Òàêèå ñîáûòèÿ äåéñòâèòåëüíî èìåëè ìåñòî. Îêîëî 65 ìëí ëåò 118

òîìó íàçàä èçâåðæåíèÿ ïðîäîëæàëèñü íå ìåíåå ìèëëèîíà ëåò (Courtillot, 1990; Glasby and Kunzender, 1996; Ravizza, 2003). Ëàâà èçëèâàëàñü â Ñåâåðíîé Àòëàíòèêå, Øîòëàíäèè, Ñèáèðè, Èíäèè è â äðóãèõ ìåñòàõ. Íàãðîìîæäåíèÿ áàçàëüòîâ â ýòèõ ìåñòàõ ñîõðàíèëèñü ñ òåõ ïîð. Òåððàñû Äåêêàíà â Çàïàäíîé Èíäèè – íàèáîëåå ãðàíäèîçíûå ñëîèñòûå ëàâîâûå îáðàçîâàíèÿ, ñîõðàíèâøèåñÿ ñ òåõ ïîð. Îáùèé îáúåì ëàâîâûõ íàñëîåíèé â ýòîé ñòðóêòóðå äîñòèãàåò 50 ìëí êóáè÷åñêèõ êèëîìåòðîâ. Ëàâà ïîñòóïàëà ñ áîëüøîé ãëóáèíû ïîä äàâëåíèåì è, èçëèâàÿñü, îòäàâàëà ðàñòâîðåííûå â íåé ãàçû, â òîì ÷èñëå óãëåêèñëûé ãàç (ÑÎ2). Ðàñêàëåííàÿ ëàâà âûçûâàëà ïîæàðû, åùå áîëåå óâåëè÷èâàâøèå ñîäåðæàíèå óãëåêèñëîãî ãàçà â àòìîñôåðå. Åãî íàêàïëèâàíèå äîëæíî áûëî ïðèâåñòè ê çíà÷èòåëüíîìó ïîòåïëåíèþ âñëåäñòâèå óñèëåíèÿ ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà (ñì. îäíàêî Caldeira and Rampino, 1990). Ñóùåñòâåííîå èçìåíåíèå êëèìàòà ìîãëî ïîâëèÿòü íà âûæèâàåìîñòü è ðàçâèòèå òåõ èëè èíûõ âèäîâ.  òå÷åíèå 70–90-õ ãîäîâ ïðîøëîãî âåêà ñîñòîÿëèñü íàïðÿæåííûå äèñêóññèè. Ê ýòîìó âîïðîñó ìû åùå âåðíåìñÿ, à ïîêà ïîñëåäóåì çà èññëåäîâàòåëÿìè, âíèìàíèå êîòîðûõ áûëî ïåðåêëþ÷åíî íà âíåçåìíûå èñòî÷íèêè. Ïîìèìî ãëîáàëüíûõ èçâåðæåíèé, â êà÷åñòâå ïðè÷èí ìàññîâûõ âûìèðàíèé (êðèçèñîâ) íà Çåìëå íàçûâàëè âçðûâ ñâåðõíîâîé íà äîñòàòî÷íî áëèçêîì ðàññòîÿíèè (òåïåðü ýòó ïðè÷èíó èíîãäà ïðèïèñûâàþò Îðäâèê-ñêîìó êðèçèñó, êîòîðûé èìåë ìåñòî 440 ìëí ëåò òîìó íàçàä), ðåçêîå èçìåíåíèå ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè è ïàäåíèå êðóïíîãî ìåòåîðèòà. Íå êàñàÿñü ïîêà äðóãèõ ñëó÷àåâ, áóäåì ñ÷èòàòü ïðàêòè÷åñêè äîêàçàííîé ïðè÷èíîé áèîëîãè÷åñêîãî êðèçèñà 65 ìëí ëåò òîìó íàçàä íà ãðàíèöå K/T ïàäåíèå êðóïíîãî ìåòåîðèòà. Êî âðåìåíè, êîãäà ðàçâåðíóëàñü äèñêóññèÿ, òàêîé îòâåò óæå áûë ïîäãîòîâëåí ìíîãîëåòíèìè èññëåäîâàíèÿìè ãåîëîãîâ, âûÿñíÿâøèõ ïðèðîäó ìíîãî÷èñëåííûõ êðàòåðîâ, îáíàðóæåííûõ íà Çåìëå. Ïåðâîíà÷àëüíî ïðåîáëàäàëî ìíåíèå, ÷òî âñå îíè èìåþò âóëêàíè÷åñêóþ ïðèðîäó. Îäíàêî ïîñòåïåííî íàêàïëèâàëèñü äàííûå, óêàçûâàþùèå íà îáðàçîâàíèå ìíîãèõ äðåâíèõ êðàòåðîâ âñëåäñòâèå èìïàêòà – ñòîëêíîâåíèÿ ñ Çåìëåé êðóïíîãî ìåòåîðèòà èëè îñêîëêà êîìåòû (Õðÿíèíà, 1987; Áðîíøòýí, 1987). Ãëàâíûì ïðèçíàêîì óäàðíîãî êðàòåðà ÿâëÿåòñÿ ïðèñóòñòâèå ìèíåðàëîâ, ãëàâíûì îáðàçîì êâàðöà, ñ ïðèçíàêàìè øîê-ìåòàìîðôèçìà, ò.å. ñ îïðåäåëåííûìè èçìåíåíèÿìè êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû, êîòîðûå âîçìîæíû òîëüêî â óñëîâèÿõ ñèëüíåéøåãî ñæàòèÿ ïðè âûñîêîé òåìïåðàòóðå. Èìåííî òàêèå óñëîâèÿ âîçíèêàþò â ìîìåíò ïàäåíèÿ êðóïíîãî ìåòåîðèòà íà Çåìëþ. Ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò òàêæå ñìåùåíèå è íàãðîìîæäåíèå ïîðîä (áðåê÷èè). Íàãðîìîæäåííûå ïîðîäû îáðàçóþò 119

êîëüöåâîé âàë, îïîÿñûâàþùèé óäàðíûé êðàòåð, äëÿ êîòîðîãî òàêæå õàðàêòåðíî öåíòðàëüíîå ïîäíÿòèå. Äíî óäàðíîãî êðàòåðà èñïåùðåíî òðåùèíàìè, âñëåäñòâèå ÷åãî îáùàÿ ïëîòíîñòü ïîðîä, îáðàçóþùèõ ýòî äíî, îêàçûâàåòñÿ ïîíèæåííîé. Ñîîòâåòñòâåííî â îáëàñòè êðàòåðà ïîíèæåíà ãðàâèòàöèÿ. Îòðèöàòåëüíàÿ ãðàâèòàöèîííàÿ àíîìàëèÿ äàæå êðóïíîãî êðàòåðà íåâåëèêà (ïîðÿäêà 10 -4 ì/ñ 2). Îäíàêî îíà óâåðåííî ðåãèñòðèðóåòñÿ ñîâðåìåííûìè ïðèáîðàìè. Íàä óäàðíûì êðàòåðîì íàáëþäàåòñÿ òàêæå ìàãíèòíàÿ àíîìàëèÿ. Îíà îáóñëîâëåíà òåì, ÷òî ðàñïëàâëåííûå ïðè óäàðå ïîðîäû îêàçûâàþòñÿ ðàçìàãíè÷åííûìè. Ïðè îñòûâàíèè îíè âíîâü íàìàãíè÷èâàþòñÿ, íî óæå â ñîîòâåòñòâèè ñ ðàñïîëîæåíèåì ìàãíèòíûõ ïîëþñîâ íà ìîìåíò çàñòûâàíèÿ.  íàãðîìîæäåííûõ è ðàñêðîøåííûõ ïîðîäàõ, îáðàçóþùèõ âàë, îêàéìëÿþùèé óäàðíûé êðàòåð, ñóììàðíûé ìàãíèòíûé ìîìåíò áëèçîê íóëþ. Ìàãíèòíûå àíîìàëèè òàêæå ëåãêî ðåãèñòðèðóþòñÿ ñ ïîìîùüþ ìàãíèòîìåòðîâ. Ñ ïîìîùüþ óñòàíîâëåííûõ íà ñàìîëåòå ïðèáîðîâ, ðåãèñòðèðóþùèõ óêàçàííûå àíîìàëèè, óäàëîñü îáíàðóæèòü ïðàêòè÷åñêè íåðàçëè÷èìûå ñ Çåìëè êîëüöåâûå ñòðóêòóðû (àñòðîëÿáèè), ÿâëÿþùèåñÿ äðåâíèìè óäàðíûìè êðàòåðàìè, è äàæå êðàòåðû, ïîãðåáåííûå ïîä ïîçäíåéøèìè íàñëîåíèÿìè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ óæå îïèñàíû áîëåå 200 êðóïíûõ óäàðíûõ êðàòåðîâ, è èõ ÷èñëî ïîñòîÿííî ðàñòåò. Òåððèòîðèÿ Ðîññèè òàêæå ãóñòî óñåÿíà ðàçíûìè ïî ðàçìåðàì óäàðíûìè êðàòåðàìè. Èíòåðåñíî, ÷òî Êàëóãà, è òàê íåðàçðûâíî ñâÿçàííàÿ ñ êîñìîñîì áëàãîäàðÿ Öèîëêîâñêîìó, ðàñïîëîæåíà íà äíå óäàðíîãî êðàòåðà äèàìåòðîì îêîëî 15 êì. Êðóïíûé óäàðíûé êðàòåð (Êàðñêàÿ àñòðîëÿáèÿ) îáíàðóæåí íà Ñåâåðíîì Óðàëå. Ýòîò êðàòåð îòíîñÿò ê ðàííåìó Êàéíîçîþ, ò.å. åãî âîçðàñò íå áîëåå 65 ìëí ëåò. Òîëüêî íåìíîãèå îòíîñèòåëüíî ìîëîäûå óäàðíûå êðàòåðû õîðîøî ñîõðàíèëèñü, êàê êðàòåð Øóíàê â Êàçàõñòàíå è Àðèçîíñêèé êðàòåð â ÑØÀ. Ñî âðåìåíåì êðàòåðû ïîä äåéñòâèåì âåòðà è âîäû ðàçðóøàþòñÿ, èõ ïåðåêðûâàþò îòëîæåíèÿ è çàíîñû. Âîçíèêíóâ íà ñóøå, êðàòåð ìîæåò îêàçàòüñÿ íà ìîðñêîì äíå. Ìíîãèå êðàòåðû óíè÷òîæåíû ïðè òåêòîíè÷åñêèõ ïîäâèæêàõ. Îäíàêî íà Çåìëå ñóùåñòâóþò îáëà-ñòè, êîòîðûå íà ïðîòÿæåíèè ïîñëåäíèõ 500–700 ìëí ëåò îñòàâàëèñü ñóøåé è íå ïîäâåðãàëèñü ñóùåñòâåííûì ïîäâèæêàì. Ê íèì îòíîñèòñÿ Óêðàèíñêèé ùèò, íà êîòîðîì, ñîãëàñíî ïðîâåäåííûì èññëåäîâàíèÿì, çà 500 ìëí ëåò âîçíèêëè îêîëî 500 óäàðíûõ êðàòåðîâ, ò.å. îäèí êðàòåð ïðèõîäèòñÿ íà 400 êì2 (êâàäðàò ñî ñòîðîíîé 20 êì2). Òàêàÿ îöåíêà ñîãëàñóåòñÿ ñ ïëîòíîñòüþ ðàçìåùåíèÿ êðàòåðîâ íà Ëóíå è Ôîáîñå, ãäå îíè ñîõðàíÿþòñÿ áëàãîäàðÿ îòñóòñòâèþ àòìîñôåðû. 120

Äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîäòâåðäèòü ïðÿìóþ çàâèñèìîñòü áèîëîãè÷åñêèõ êðèçèñîâ (ìàññîâûõ âûìèðàíèé) îò ïàäåíèÿ íà Çåìëþ êðóïíûõ òåë, íåîáõîäèìî áûëî äîêàçàòü, ÷òî åñòü õðîíîëîãè÷åñêèå ñîâïàäåíèÿ ýòèõ äâóõ ÿâëåíèé.  òî âðåìÿ, êîãäà ýòîò âîïðîñ áûë ïîñòàâëåí (1985 ãîä), îáíàðóæåíèå êðàòåðîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ îïðåäåëåííûì ñîáûòèÿì (êðèçèñàì), êàçàëîñü ïðàêòè÷åñêè íåâåðîÿòíûì. Îäíàêî îêàçàëîñü, ÷òî ìîãóò áûòü ïðåäúÿâëåíû è äðóãèå äîñòàòî÷íî òî÷íî äàòèðóåìûå äîêàçàòåëüñòâà ñòîëêíîâåíèÿ Çåìëè ñ êðóïíûì êîñìè÷åñêèì òåëîì.  ðàçíûõ òî÷êàõ Çåìíîãî øàðà â îòëîæåíèÿõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ ãðàíèöå K/T, áûëà îáíàðóæåíà óçêàÿ (òîëùèíîþ íåñêîëüêî ìèëëèìåòðîâ) ïîëîñà ìèíåðàëîâ, ïðàêòè÷åñêè ëèøåííàÿ èçâåñòíÿêîâ, ÿâëÿþùèõñÿ îñíîâíûì êîìïîíåíòîì îáû÷íûõ îñàäî÷íûõ ïîðîä. Ýòèì âîïðîñîì çàèíòåðåñîâàëèñü ãåîëîãè Óîëòåð è Ëóèñ Àëüâàðåñû. Àíàëèçèðóÿ ñîñòàâ ìèíåðàëîâ óêàçàííîãî ñëîÿ, îíè îáíàðóæèëè àíîìàëüíî âûñîêîå äëÿ çåìíûõ ïîðîä ñîäåðæàíèå èðèäèÿ. (Alvarez et al., 1980; Alvarez, 1987). Îäíàêî âûñîêîå ñîäåðæàíèå èðèäèÿ õàðàêòåðíî äëÿ íåêîòîðûõ ìåòåîðèòîâ. Ïðè ñòîëêíîâåíèè êðóïíîãî ìåòåîðèòà ñ Çåìëåé ïðîèñõîäèò åãî ìãíîâåííûé ðàçîãðåâ äî íåñêîëüêèõ òûñÿ÷ ãðàäóñîâ, ïëàâëåíèå è âçðûâ. Çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ìàòåðèàëà ìåòåîðèòà îêàçûâàåòñÿ âûáðîøåííûì â âèäå êðîøå÷íûõ ÷àñòèö â îêîëîçåìíîå ïðîñòðàíñòâî, îòêóäà îñàæäàåòñÿ íà Çåìëþ, îáðàçóÿ ñïåöèôè÷åñêèé ïî ñîñòàâó òîíêèé ñëîé. Èìåííî òàêîé ñëîé è áûë îáíàðóæåí â îòëîæåíèÿõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ ãðàíèöå Ê/Ò. Ïîìèìî ïîâûøåííîãî êîëè÷åñòâà èðèäèÿ, â ýòîì ñëîå îáíàðóæåíû ïðåòåðïåâøèå øîê-ìåòàìîðôèçì çåðíà êâàðöà è ñôåðóëû ìèíåðàëîâ, ïðåòåðïåâøèõ ïëàâëåíèå (Speicer, 1989; Sigurdsson et al., 1991). Íåñêîëüêî ïîçæå â òîì æå ñëîå áûëè îáíàðóæåíû ôóëëåðåíû âíåçåìíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ (Becker et al., 2000). Âñå ýòè ðåçóëüòàòû ïîäòâåðæäàþò ñïðàâåäëèâîñòü ãèïîòåçû ïàäåíèÿ êðóïíîãî (äèàìåòðîì îêîëî äåñÿòè êèëîìåòðîâ) ìåòåîðèòà. 6.2.2. Ïîèñê óäàðíûõ êðàòåðîâ, ñîâïàäàþùèõ ïî äàòèðîâêå ñ èçâåñòíûìè êðèçèñàìè Êîíöåïöèÿ óäàðîâ èç êîñìîñà êàê îñíîâíîé ïðè÷èíû âûÿâëåííûõ ïàëåîíòîëîãàìè êðèçèñîâ, îáîçíà÷èâøèõ ãðàíèöû ýð è ïåðèîäîâ â èñòîðèè Çåìëè, áûëà ïðèíÿòà ìíîãèìè èññëåäîâàòåëÿìè óæå ê íà÷àëó 90-õ ãîäîâ ïðîøëîãî âåêà. Îäíàêî áûëè è ñêåïòèêè, îòêàçûâàâøèåñÿ åå ïðèíÿòü, â ÷àñòíîñòè ïîòîìó, ÷òî ñîîòâåòñòâóþùèå 121

èìåííî ýòèì ñîáûòèÿì ìåñòà ïàäåíèÿ ìåòåîðèòîâ (êðàòåðû) íå áûëè îáíàðóæåíû. Õîòÿ ê òîìó âðåìåíè óæå áûëè èçâåñòíû ñîòíè óäàðíûõ êðàòåðîâ, ñîïîñòàâèòü êàêîé-òî èç íèõ ñ êîíêðåòíûì ñîáûòèåì íå óäàâàëîñü. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî çà äåñÿòêè è äàæå ñîòíè ìèëëèîíîâ ëåò ìíîãèå êðàòåðû â õîäå ãåîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ áûëè óíè÷òîæåíû, ëèáî îêàçàëèñü ïîä äíîì îêåàíîâ, îáíàðóæåíèå íåêîåãî îïðåäåëåííîãî êðàòåðà êàçàëîñü ìàëîâåðîÿòíûì. Òåì íå ìåíåå, ïîïûòêè îáíàðóæèòü óäàðíûé êðàòåð, îáðàçîâàíèå êîòîðîãî ìîæíî áûëî áû ñâÿçàòü ñ îïðåäåëåííûì êðèçèñîì, áûëè ïðåäïðèíÿòû íåñêîëüêèìè ãðóïïàìè ó÷åíûõ. Ïðàêòè÷åñêè ñðàçó èõ âíèìàíèå áûëî ñîñðåäîòî÷åíî íà áàññåéíå Êàðèáñêîãî ìîðÿ. Èìåííî â òîì ðàéîíå â ñëîå, ñîîòâåòñòâóþùåì ãðàíèöå Ê/Ò, ïðèñóòñòâîâàëî íàèáîëüøåå êîëè÷åñòâî ìàòåðèàëà, êîòîðûé ìîã áûòü âûáðîøåí èç óäàðíîãî êðàòåðà. Ê êîíöó 80-õ ãîäîâ áûëè íàçâàíû äâå ïðåäïîëàãàåìûå òî÷êè: íà Êóáå è â îêåàíå âáëèçè Êîëóìáèè. Îäíàêî îáíàðóæèòü êðàòåð â ýòèõ òî÷êàõ íå óäàëîñü. Âìåñòå ñ òåì, îí óæå áûë ê òîìó âðåìåíè îáíàðóæåí íåñêîëüêî â ñòîðîíå îò îáñëåäîâàííîãî ðàéîíà. Âáëèçè ãîðîäà ×èêñóëóá (Chicxulub), íà áåðåãó Ìåêñèêàíñêîãî çàëèâà (ñåâåðî-âîñòî÷íàÿ îêîíå÷íîñòü ïîëóîñòðîâà Þêàòàí) âåëàñü âîçäóøíàÿ ðàçâåäêà íåôòè. Ïðèáîðû çàôèêñèðîâàëè çàíèìàâøóþ áîëüøóþ ïëîùàäü êðóãîâóþ ìàãíèòíóþ àíîìàëèþ. Áûëî ýòî â 1978 ãîäó. Òðåìÿ ãîäàìè ïîçæå ýòè äàííûå áûëè äîëîæåíû íà ãåîëîãè÷åñêîé êîíôåðåíöèè. Òàì æå áûëî âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî îáíàðóæåííàÿ íà Þêàòàíå ãåîëîãè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà ìîãëà áûòü ãèãàíòñêèì óäàðíûì êðàòåðîì (ñì. Kerr, 1990). Îäíàêî ïðîøëî åùå 10 ëåò, êîãäà ó÷åíûå, îñóùåñòâëÿâøèå ïîèñê â òîì æå ðåãèîíå, îáðàòèëè âíèìàíèå íà ýòè äàííûå. Àíàëèç îáðàçöîâ ïîðîä, äîáûòûõ ïðè áóðåíèè, ïîêàçàë, ÷òî îáíàðóæåííàÿ íà ãëóáèíå îò 300 ì äî 1 êì ñòðóêòóðà äåéñòâèòåëüíî ÿâëÿåòñÿ ïîãðåáåííûì ïîä ïîçäíåéøèìè íàñëîåíèÿìè óäàðíûì êðàòåðîì, äèàìåòð êîòîðîãî áûë ïåðâîíà÷àëüíî îïðåäåëåí 180 êì. Òàêîé êðàòåð ìîã îáðàçîâàòüñÿ ïðè ïàäåíèè òåëà ðàçìåðîì 10 êì. Îäíàêî, ñîãëàñíî ïðîâåäåííîìó ãðóïïîé Â. Øàðïòîíà ãðàâèòàöèîííîìó àíàëèçó, Þêàòàíñêèé (×èêñóëóáñêèé) êðàòåð èìååò ìíîãîêîëüöåâóþ ñòðóêòóðó. Ïðè ýòîì, äèàìåòð âíåøíåãî êîëüöà áëèçîê 300 êì (Sharpton et al., 1993; Pope et al., 1997a).  ñëó÷àå ñïðàâåäëèâîñòè òàêîãî âûâîäà ðàçìåð òåëà, óïàâøåãî íà Çåìëþ 65 ìëí ëåò òîìó íàçàä, ìîã äîñòèãàòü 18 êì. Ìîùíîñòü âçðûâà îöåíåíà â 4.108–4.109 ìåãàòîíí â òðîòèëîâîì ýêâèâàëåíòå, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò âçðûâó âñåãî ÿäåðíîãî îðóæèÿ, çàïàñåííîãî íà Çåìëå (Sharpton and Martin, 1997). 122

Ïÿòü îäèíàêîâî äàòèðóåìûõ êðàòåðîâ (îêîëî 214 ìëí ëåò) äèàìåòðîì îò 15 äî 100 êì îáíàðóæåíû â Åâðîïå è Ñåâåðíîé Àìåðèêå. Èõ âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå ïîçâîëÿåò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ïîçäíåì Òðèàñå ñ Çåìëåé ñòîëêíóëèñü íå ìåíåå ïÿòè ôðàãìåíòîâ êîìåòû èëè àñòåðîèäà (Spray et al., 1998), ÷òî äîëæíî áûëî ïðèâåñòè ê ãëîáàëüíîé êàòàñòðîôå. Âîïðîñ, ñîîòâåòñòâóåò ëè îïèñàííûé âûøå (Ðàçäåë 6.1.3) óçêèé îñàäî÷íûé ñëîé íà ãðàíèöå Òðèàñ-Þðà (íûíåøíÿÿ äàòèðîâêà 205–200 ìëí ëåò) ýòîé êàòàñòðîôå èëè îíà ïðîèçîøëà íåñêîëüêî ðàíåå, ïîêà íå ðåøåí. Âîçìîæíî, ÷òî êðèçèñ íà ãðàíèöå Ïåðìü-Òðèàñ è ñîîòâåòñòâóþùèé åìó ñëîé â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ, ñîäåðæàùèé ïðîäóêòû èìïàêòà, òàêæå îáðåëè ñâîé êðàòåð. Îáíàðóæåí îí íà Ñåâåðî-Çàïàäå Àâñòðàëèè (âîçâûøåííîñòü Áåäàóò). Êàê è íà Þêàòàíå, ïîãðåáåííûé ïîä ïîçäíåéøèìè íàñëîåíèÿìè êðàòåð Áåäàóò áûë çàñå÷åí ïðè âîçäóøíîé ðàçâåäêå è äåòàëüíî ðàçâåäàí ïóòåì áóðåíèÿ ñêâàæèí (Becker et al., 2004). Ñîãëàñíî ïðîâåäåííûì îáìåðàì, êðàòåðû ×èêñóëóá è Áåäàóò áëèçêè ïî ðàçìåðàì. Îäíàêî ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî åñëè îòíîñèòåëüíî ïðîèñõîæäåíèÿ êðàòåðà ×èêñóëóá ñîìíåíèé ïðàêòè÷åñêè íå îñòàëîñü, òî óäàðíàÿ ïðèðîäà ñòðóêòóðû, îáíàðóæåííîé â Àâñòðàëèè, äî ñèõ ïîð ïîäâåðãàåòñÿ ñîìíåíèþ (ñì. äèñêóññèþ â æ-ëå Science, 2004, 431, 609–613). Êðàòåð Áåäàóò (åñëè áóäåò ïîäòâåðæäåíî åãî îáðàçîâàíèå ïðè ïàäåíèè ìåòåîðèòà), ïî-âèäèìîìó, äðåâíåéøèé óäàðíûé êðàòåð, îáíàðóæåííûé íà Çåìëå. Åãî ïðèáëèçèòåëüíûé âîçðàñò 250 ìëí ëåò. Î áîëåå äðåâíèõ ñòîëêíîâåíèÿõ ïðèõîäèòñÿ ñóäèòü òîëüêî ïî õàðàêòåðíîìó îñàäî÷íîìó ñëîþ, ñîäåðæàùåìó ñïåöèôè÷åñêèå äëÿ èìïàêòà ñòðóêòóðû è âåùåñòâà (ìèêðîñôåðóëû, èðèäèé è äð.). Òàêèå ñëîè ïðîñëåæèâàþò äî 3.8 ìëðä ëåò, ò.å. îíè ïðèñóòñòâóþò â ñàìûõ ðàííèõ ñîõðàíèâøèõñÿ äî íàøèõ äíåé îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ (Shoenberg et al., 2002). ×åòûðå ïîäîáíûõ ñëîÿ îáíàðóæåíû â Àâñòðàëèè è Þæíîé Àôðèêå â ïîðîäàõ, âîçðàñò êîòîðûõ 3.47–3.24 ìëðä ëåò (Byerly et al., 2002; Lowe et al., 2003; Glikson, 2004). Âçðûâû áûëè ñòîëü ñèëüíû, ÷òî ìîãëè ïðèâîäèòü ê ñäâèãàì òåêòîíè÷åñêèõ ïëèò.  ýòè ïåðèîäû ñóùåñòâîâàëè òîëüêî ïðîêàðèîòè÷åñêèå îðãàíèçìû, è ïàëåîíòîëîãè÷åñêèå äàííûå î÷åíü ñêóïû. Ïîýòîìó ìû çíàåì, êàêèå öàðñòâà è âèäû ïðîêàðèîò ñîõðàíèëèñü, íî ìîæåì òîëüêî ïðåäïîëîæèòåëüíî ñóäèòü î òåõ, êîòîðûå èñ÷åçëè âî âðåìÿ ðàííèõ êðèçèñîâ. Ïðè ýòîì, áëàãîäàðÿ îñâîáîæäåíèþ ïðèðîäíûõ íèø, ýâîëþöèÿ ïîëó÷àëà èìïóëüñ â íàïðàâëåíèè óñêîðåííîãî ðàçâèòèÿ ñîõðàíèâøèõñÿ âèäîâ è îáðàçîâàíèÿ íîâûõ. Ñàìûé ðàííèé êðèçèñ, êîòîðûé îñòàâèë äî-ñòàòî÷íî ÿâñòâåííûé ñëåä â ôîðìå îêàìåíåëîñòåé, îòíîñèòñÿ ê ãðàíèöå Äîêåìáðèé-Êåìáðèé, êîãäà óæå 123

ñóùåñòâîâàëè ìíîãîêëåòî÷íûå îðãàíèçìû. Âåñüìà âåðîÿòíî, ÷òî èñõîäíîé ïðè÷èíîé òîãî êðèçèñà è ïðîèñøåäøåãî òîãäà æå ãëîáàëüíîãî îëåäåíåíèÿ (ñì. Ðàçäåë 6.1.1) ÿâèëñÿ ìîùíûé èìïàêò, õîòÿ ïðÿìûõ äîêàçàòåëüñòâ ýòîìó ïðåäïîëîæåíèþ â íàñòîÿùåå âðåìÿ íåò. Îäíàêî â îäíîì èç îïèñàííûõ âûøå ñëó÷àåâ (ãðàíèöà K/T) ðîëü èìïàêòà êàê ãëàâíîé ïðè÷èíû êðèçèñà ìîæíî ñ÷èòàòü äîêàçàííîé. 6.2.3. Áûëî ëè òåëî, îáðóøèâøååñÿ íà Çåìëþ 65 ìëí ëåò òîìó íàçàä, êîìåòîé, ñòàâøåé çà 50 òûñ. ëåò äî ýòîãî ñîáûòèÿ ñïóòíèêîì Çåìëè? Âîçâðàùàÿñü ê ñàìîìó ñîáûòèþ íà ãðàíèöå K/T, ðàññìîòðèì ïðåäïîëîæåíèÿ î ïðèðîäå òåëà, ðóõíóâøåãî òîãäà íà Çåìëþ. Âñëåä çà “ãëàâíûì” òåëîì ïðèìåðíî ÷åðåç òðè ìåñÿöà íà Çåìëþ (ÑåâåðîÂîñòîê ñîâðåìåííûõ ÑØÀ) óïàëî òåëî ìåíüøèõ ðàçìåðîâ, îáðàçîâàâøåå êðàòåð ðàçìåðîì 30 êì. Êðàòåðû ðàçìåðîì 20–100 êì, êîòîðûå äàòèðóþò ïðèìåðíî òåì æå ñðîêîì, îáíàðóæåíû â Êàíàäå, â Ñåâåðíîì ìîðå (Stewart and Allen, 2002) è â Ðîññèè (Êàðñêàÿ àñòðîáëåìà). Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî âñå óïàâøèå òîãäà íà Çåìëþ òåëà èìåþò îáùåå ïðîèñõîæäåíèå. Îíè ìîãëè âõîäèòü â ÿäðî êîìåòû, âòîðãøåéñÿ âî âíóòðåííèå îáëàñòè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è, âîçìîæíî, ñòàâøåé íà êàêîå-òî âðåìÿ ñïóòíèêîì Çåìëè. Ýòà ãèïîòåçà íàøëà íåîæèäàííîå ïîäòâåðæäåíèå â èññëåäîâàíèÿõ ãåîõèìèêîâ.  îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ, ðàñïîëîæåííûõ ïî îáå ñòîðîíû “ìåòåîðèòíîãî” ñëîÿ íà ãðàíèöå Ê/Ò, áûëî îòìå÷åíî ïîâûøåííîå ñîäåðæàíèå α-àìèíîèçîìàñëÿíîé êèñëîòû è ðàöåìàòíîãî èçîâàëèíà – äâóõ àìèíîêèñëîò, êîòîðûå èñêëþ÷èòåëüíî ðåäêî âñòðå÷àþòñÿ íà Çåìëå, íî îòíîñÿòñÿ ê ãëàâíûì îðãàíè÷åñêèì êîìïîíåíòàì óãëèñòûõ õîíäðèòîâ è êîìåò (Zhao and Bada, 1989). Óêàçàííûå “âíåçåìíûå” àìèíîêèñëîòû ïðèñóòñòâóþò â îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ íà ðàññòîÿíèÿõ äî 1 ì ïî îáå ñòîðîíû îò ãðàíèöû (ñëîÿ) K/T. Âûñêàçûâàëîñü ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ñòîëü çíà÷èòåëüíîå óäàëåíèå îáúÿñíÿåòñÿ äèôôóçèåé èç ñëîÿ K/T àìèíîêèñëîò, ïðèíåñåííûõ íà Çåìëþ ñàìèì óïàâøèì òåëîì.  òàêîì ñëó÷àå èìåííî â ñëîå K/T àìèíîêèñëîòû ïðèñóòñòâîâàëè áû â ìàêñèìàëüíîì êîëè÷åñòâå. Îäíàêî â ýòîì ñëîå àìèíîêèñëîòû âîîáùå íå îáíàðóæåíû. Áîëåå ïðàâäîïîäîáíûì ÿâëÿåòñÿ ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ìàòåðèàë, ñîäåðæàùèé óêàçàííûå àìèíîêèñëîòû, ñòàë âûïàäàòü íà Çåìëþ çà 50 òûñ. ëåò äî ñàìîãî èìïàêòà. À ïîòîì (ïîñëå èìïàêòà) ýòî âûïàäåíèå ïðîäîë124

æàëîñü åùå ïî÷òè ñòîëüêî æå âðåìåíè. Òàê ìîãëî áûòü, åñëè êðóïíàÿ êîìåòà ïðèøëà âî âíóòðåííþþ îáëàñòü Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è ñâîèì ãàçîïûëåâûì õâîñòîì ïåðåêðûëà Çåìëþ. Ñëåäóåò ïîëàãàòü òàêæå, ÷òî êîìåòà áîëüøå íå óäàëÿëàñü íà áîëüøîå ðàññòîÿíèå è îñòàâàëàñü â ñôåðå âëèÿíèÿ Çåìëè îêîëî 50 òûñ. ëåò. Çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ìàòåðèàëà ïåðåêà÷èâàëàñü èç òåëà êîìåòû â åå õâîñò, ïîääåðæèâàÿ åãî äîñòàòî÷íî ïëîòíóþ êîíñèñòåíöèþ. Àìèíîêèñëîòû ìîãëè ïåðåõîäèòü èç òåëà â õâîñò êîìåòû, íî ìîãëè òàêæå áûòü ñèíòåçèðîâàíû èç ïðåäøåñòâåííèêîâ íà ïûëåâûõ ÷àñòèöàõ íåïîñðåäñòâåííî â õâîñòå (Zahnle and Grinspoon, 1990). Ïîñòåïåííî òåëî êîìåòû óáûâàëî è, íàêîíåö, ðàçäåëèëîñü íà íåñêîëüêî ôðàãìåíòîâ. Íåêîòîðûå èç íèõ (à âîçìîæíî, è âñå) óïàëè íà Çåìëþ. Êðàòåð, îáíàðóæåííûé íà Þêàòàíå, ìîæåò ïðèíàäëåæàòü ñàìîìó êðóïíîìó ôðàãìåíòó òîé êîìåòû. Çà 160 ìëí ëåò äî ýòîãî ñîáûòèÿ Çåìëÿ òàêæå ñòîëêíóëàñü ñ ôðàãìåíòàìè êðóïíîé êîìåòû èëè àñòåðîèäà. Íà ýòî óêàçûâàåò ñåðèÿ êðàòåðîâ, îáðàçîâàííûõ òåëàìè, èìåâøèìè áëèçêèå òðàåêòîðèè (Spray et al., 1998). Èõ âîçðàñò 215–200 ìëí ëåò. Íå ìåíåå ïÿòè òåë óïàëè òîãäà íà Çåìëþ çà êîðîòêèé ïðîìåæóòîê âðåìåíè, âîçìîæíî, â òå÷åíèå ñ÷èòàííûõ ÷àñîâ. Ïîõîæåå ñîáûòèå ïðîèçîøëî óæå â íàøå âðåìÿ, íî, ê ñ÷àñòüþ, íå íà Çåìëå.  èþëå 1994 ã. ðàçäåëèâøàÿñÿ íà äâà äåñÿòêà ôðàãìåíòîâ êîìåòà Øóìàõåðà-Ëåâè ñòîëêíóëàñü ñ Þïèòåðîì. Ýòî ñîáûòèå òðàíñëèðîâàëîñü íà Çåìëþ ñ ïîìîùüþ êîñìè÷åñêîãî êîðàáëÿ. Ôðàãìåíòû êîìåòû, áîìáàðäèðîâàâøèå Çåìëþ íà ãðàíèöå K/T, äî ïàäåíèÿ íàõîäèëèñü íà îêîëîçåìíûõ îðáèòàõ è ïðîäåðæàëèñü íà íèõ ðàçíîå âðåìÿ. Ïîýòîìó âñ¸ ñîáûòèå çàíÿëî ìåñÿöû èëè ãîäû. Îíî íå ìîãëî áûòü äëèòåëüíûì â ãåîëîãè÷åñêîì ìàñøòàáå, ò.ê. íà ãðàíèöå K/T îáíàðóæèâàåòñÿ òîëüêî îäèí èìïàêòíûé ñëîé. Ïîñëå ïàäåíèÿ êîìåòû íà îðáèòå îñòàëîñü ïðåäñòàâëÿâøåå ðàíåå õâîñò êîìåòû ïûëåâîå îáëàêî, êîòîðîå ïðîäîëæàëî îñåäàòü íà Çåìëþ åùå íåñêîëüêî äåñÿòêîâ òûñÿ÷ ëåò. Òîò ôàêò, ÷òî â ñàìîì èìïàêòíîì ñëîå íà ãðàíèöå K/T “âíåçåìíûå” àìèíîêèñëîòû íå îáíàðóæåíû, ëåãêî îáúÿñíèì. Ýòîò ñëîé ñôîðìèðîâàëñÿ î÷åíü áûñòðî èç âûáðîøåííûõ èç êðàòåðà (êðàòåðîâ) ïîðîä, ãäå ïðèñóòñòâîâàë è ìàòåðèàë òåëà êîìåòû. Îäíàêî îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, â òîì ÷èñëå àìèíîêèñëîòû, ïðèñóòñòâîâàâøèå â ïàäàâøåì ñ áîëüøîé ñêîðîñòüþ îñêîëêå êîìåòû, áûëè íåèçáåæíî ðàçðóøåíû èç-çà ñèëüíîãî ðàçîãðåâà òåëà ïðè ïðîõîæäåíèè àòìîñôåðû è, ãëàâíîå, ïðè åãî ñòîëêíîâåíèè ñ Çåìëåé. Ïîýòîìó àìèíîêèñëîòû, âûïàäàâøèå ñ ïîñòîÿííîé äëÿ òîãî ïåðèîäà ñêîðîñòüþ ñ ìàòåðèàëîì êîìåòíîãî õâîñòà, îêàçàëèñü ñèëüíî ðàçáàâëåííûìè èìåííî â ýòîì ïðàêòè÷å-ñêè ìãíîâåííî ñôîðìèðîâàâøåìñÿ ñëîå. Òàêèì îáðàçîì, ñòîëêíîâåíèÿ Çåìëè ñ ôðàãìåíòàìè ðàçðóøèâøåéñÿ 125

êîìåòû ñëåäóåò ïðèçíàòü íàèáîëåå âåðîÿòíîé ïðè÷èíîé êðèçèñà, îáîçíà÷èâøåãî ãðàíèöó K/T (ñì. òàêæå Bottke et al., 2007). Âîçìîæíî, íå âñå ýïèçîäû ýòîãî ñîáûòèÿ óñòàíîâëåíû, òàê êàê êàêèå-òî äàæå î÷åíü êðóïíûå êðàòåðû, â ÷àñòíîñòè òå, êîòîðûå ïîêîÿòñÿ ïîä òîëñòûìè íàñëîåíèÿìè îêåàíè÷åñêîãî äíà, åùå íå îáíàðóæåíû. 6.2.4. Íåïîñðåäñòâåííûå ïîñëåäñòâèÿ ïàäåíèÿ êðóïíîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà Çàäàäèìñÿ âîïðîñîì, êàêèå ýôôåêòû, âûçâàííûå ìîùíûì èìïàêòîì, âåäóò ê ãëîáàëüíîìó êðèçèñó. Ïåðâîíà÷àëüíî ãëàâíûì ñëåäñòâèåì ïàäåíèÿ êðóïíîãî òåëà ñ÷èòàëñÿ âçðûâ è âûáðîñ â îêîëîçåìíîå ïðîñòðàíñòâî, ïîìèìî ðàçäðîáëåííîãî ìàòåðèàëà ìåòåîðèòà, áîëüøîãî îáúåìà çåìíûõ ïîðîä. Ïîäñ÷èòàíî, ÷òî Þêàòàíñêèé ìåòåîðèò “âûáðîñèë” â àòìîñôåðó è ñòðàòîñôåðó Çåìëè òûñÿ÷è êóáè÷åñêèõ êèëîìåòðîâ ïîðîäû (ñâûøå òðèëëèîíà òîíí). Ìîùíåéøèé âçðûâ âûçûâàåò çåìëåòðÿñåíèÿ, ðàñêîëû çåìíîé êîðû, èñòå÷åíèÿ ëàâû, öóíàìè. Âûáðîñ ìàòåðèàëà íà ìåñòå îáðàçîâàâøåãîñÿ êðàòåðà ñóùåñòâåííî ïîíèæàåò äàâëåíèå íà íèæåëåæàùèå ðàñïëàâëåííûå, íî îáû÷íî òâåðäûå (èç-çà âûñîêîãî äàâëåíèÿ) ñëîè. Ñíèæåíèå äàâëåíèÿ ïåðåâîäèò ðàñïëàâû â æèäêîå ñîñòîÿíèå, ÷òî âûçûâàåò èõ âûõîä íà ïîâåðõíîñòü â ôîðìå ëàâû. Ëàâà, à òàêæå ðàñïëàâëåííûå ïðè óäàðå è ðàçëåòåâøèåñÿ íà ñîòíè êèëîìåòðîâ ôðàãìåíòû ïîðîäû âûçûâàþò áûñòðûå ïîæàðû íå òîëüêî â îêðåñòíîñòÿõ ïàäåíèÿ êîñìè÷åñêîãî òåëà, íî è íà çíà÷èòåëüíîì óäàëåíèè îò êðàòåðà. Âûáðîøåííûé â ñòðàòîñôåðó ìàòåðèàë ôîðìèðóåò âîêðóã Çåìëè ñëîé, êîòîðûé ïðåïÿòñòâóåò ïðîíèêíîâåíèþ íà íåå ñîëíå÷íîãî ñâåòà è òåïëà, âñëåäñòâèå ÷åãî íàñòóïàþò ãëîáàëüíàÿ íî÷ü è çèìà. Íå òîëüêî ñóøà, íî è ìíîãèå âîäîåìû ïîêðûâàþòñÿ ñëîåì ëüäà. Íî÷ü è ïîõîëîäàíèå ïðîäîëæàþòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà âûáðîøåííûå âçðûâîì ïîðîäû íå îñÿäóò íà Çåìëþ. Ïðèñóòñòâèå ñàæè â îáíàðóæåííûõ â ðàçíûõ òî÷êàõ ïëàíåòû ó÷àñòêàõ òîíêîãî ñëîÿ îñàäêîâ, îáóñëîâëåííûõ èìïàêòîì, ïîäòâåðäèëî ïðåäïîëîæåíèå íå òîëüêî î ëîêàëüíûõ (â çîíå èìïàêòà), íî è ãëîáàëüíûõ ïîæàðàõ. Âîçíèêíîâåíèå ãëîáàëüíûõ ïîæàðîâ ïðåäñòàâëÿåòñÿ íåèçáåæíûì, åñëè ó÷åñòü, ÷òî ïåðåøåäøèå íà îêîëîçåìíûå îðáèòû ãëûáû ïðè âîçâðàùåíèè íà Çåìëþ ÷åðåç àòìîñôåðó ðàçîãðåâàþòñÿ äî íåñêîëüêèõ ñîòåí ãðàäóñîâ (Wolbach et al., 1988).  ýòèõ óñëîâèÿõ îñíîâíàÿ ÷àñòü ðàñòèòåëüíîñòè ãèáíåò (ñåìåíà ñîõðàíÿþòñÿ ëó÷øå). Áëàãîäàðÿ äåãàçàöèè âûøåäøåé íà 126

ïîâåðõíîñòü ëàâû è èç-çà ïîæàðîâ â àòìî-ñôåðå Çåìëè ìíîãîêðàòíî âîçðàñòàåò êîíöåíòðàöèÿ ñåðîâîäîðîäà, îêèñëîâ óãëåðîäà è äðóãèõ, â òîì ÷èñëå ÿäîâèòûõ, ãàçîâ è ïàäàåò ñîäåðæàíèå êèñëîðîäà. Îäíàêî íà ñàìîì äåëå ïîñëåäñòâèÿ ñòîëêíîâåíèÿ Çåìëè ñ êðóïíûì òåëîì íå îãðàíè÷èâàþòñÿ îïèñàííûìè âûøå ýôôåêòàìè. Òàê, åñëè óäàð êîñìè÷åñêîãî òåëà ïðèøåëñÿ ïî ìîðñêèì îñàäî÷íûì ïîðîäàì, òî â àòìîñôåðó ïîñòóïèò äîïîëíèòåëüíî áîëüøîå êîëè÷åñòâî ñóëüôàòà è äâóîêèñè óãëåðîäà, âñëåäñòâèå ÷åãî ïðîëüþòñÿ êèñëîòíûå äîæäè. Ïðèñóòñòâèå â àòìîñôåðå ñóëüôàòíîãî àýðîçîëÿ ìîæåò ñíèçèòü ïðîçðà÷íîñòü àòìîñôåðû äëÿ ñîëíå÷íûõ ëó÷åé íà 80%, ÷òî âìåñòå ñ äðóãèìè îòìå÷åííûìè âûøå ôàêòîðàìè ñïîñîáíî âûçâàòü ïîõîëîäàíèå íà ìíîãèå ãîäû (Pope et al., 1997b). Ïàäåíèå êðóïíîãî òåëà ìîæåò òàêæå ïðèâåñòè ê îñëàáëåíèþ èëè ïîëíîìó èñ÷åçíîâåíèþ îçîíîâîãî ñëîÿ. Âîçäåéñòâèå íà îçîíîâûé ñëîé âûçâàíî òåì, ÷òî â ñæàòîì ñëîå ðàçîãðåòîãî âîçäóõà, êîòîðûé äâèæåòñÿ ïåðåä ïðîëåòàþùèì ÷åðåç àòìîñôåðó òåëîì, êèñëîðîä è àçîò âñòóïàþò â õèìè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå, îáðàçóÿ îêèñü àçîòà (NO). NO àêòèâíî âçàèìîäåéñòâóåò ñ îçîíîì (Î3), îòíèìàÿ ó íåãî àòîì êèñëîðîäà. Èìåííî ýòîò ýôôåêò íàáëþäàëñÿ â èþíå 1908 ã., êîãäà â àòìîñôåðó Çåìëè çàëåòåëî íåáîëüøîå òåëî (70–100 ì), êîòîðîå âçîðâàëîñü, íå äîñòèãíóâ ïîâåðõíîñòè â ðàéîíå ðåêè Òóíãóñêè. Ïî ñâåæèì ñëåäàì èçìåðåíèÿ îçîíîâîãî ñëîÿ íå ïðîâîäèëèñü. Èçìåðåíèÿ, ïðîâåäåííûå â Êàëèôîðíèè â ñëåäóþùåì, 1909-ì, ãîäó, îáíàðóæèëè, ÷òî ñîäåðæàíèå îçîíà â îçîíîâîì ñëîå íèæå îáû÷íîãî íà 20%. Âîññòàíîâëåíèå îçîíîâîãî ñëîÿ çàíÿëî îêîëî 2-õ ëåò. Î÷åâèäíî, ÷òî ïðîëåò òåëà ðàçìåðîì íåñêîëüêî êèëîìåòðîâ ÷åðåç àòìîñôåðó ãðîçèò ïîëíûì èñ÷åçíîâåíèåì îçîíîâîãî ñëîÿ è çíà÷èòåëüíî áîëüøèì ñðîêîì åãî âîññòàíîâëåíèÿ. Âåñü ýòîò ñðîê îáèòàòåëè Çåìëè ïîäâåðãàþòñÿ óñèëåííîìó âîçäåéñòâèþ óëüòðàôèîëåòîâûõ ëó÷åé. Êàðäèíàëüíîå èçìåíåíèå ñðåäû îáèòàíèÿ è ñâÿçàííîå ñ íèì íàðóøåíèå ïèùåâûõ öåïåé ïðèâîäÿò ê ìàññîâûì âûìèðàíèÿì æèâîòíûõ. Âñëåäñòâèå ìàëûõ ðàçìåðîâ Òóíãóññêîå òåëî íå âûçâàëî äàæå â îñëàáëåííîé ôîðìå ìíîãèõ îïèñàííûõ âûøå ñîáûòèé, êîòîðûõ ñëåäóåò îæèäàòü ïðè ïàäåíèè íà Çåìëþ êðóïíîãî òåëà. 6.2.5. Ñâèäåòåëüñòâà “ïðóäà, çàðîñøåãî ëèëèÿìè” Êàçàëîñü, îïèñàííûå âûøå ýôôåêòû òàê è îñòàíóòñÿ õîòü è ðåàëèñòè÷íûìè, íî âñå æå ïðåäïîëîæåíèÿìè, ïî êðàéíåé ìåðå, äî ïàäåíèÿ î÷åðåäíîãî êðóïíîãî òåëà, ïðè óñëîâèè, ÷òî ÷åëîâå÷åñòâî ñìîæåò ïåðåæèòü 127

ýòî ñîáûòèå. Îäíàêî íåêîòîðûå äàííûå, êîòîðûå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ïðÿìûå, âñå æå ïîëó÷åíû. Ê íèì îòíîñèòñÿ äîêàçàòåëüñòâî ðåàëüíîñòè ïîõîëîäàíèÿ, âûçâàííîãî K/T-èìïàêòîì è äàæå îïðåäåëåíèå åãî ñðîêîâ.  ÑØÀ (øòàò Âàéîìèíã) áûëè âñêðûòû äîííûå îòëîæåíèÿ âîäîåìà, ñóùåñòâîâàâøåãî â òîò ïåðèîä (Wolfe, 1991).  ýòèõ îòëîæåíèÿõ ïðèñóòñòâóåò õàðàêòåðíûé äëÿ ìîùíîãî èìïàêòà ñëîé ñ ïîâûøåííûì ñîäåðæàíèåì èðèäèÿ, à òàêæå ïîäâåðãíóòûìè øîê-ìåòàìîðôèçìó êâàðöåì è ñèëèêàòíûìè ãðàíóëàìè. Ìàëàÿ òîëùèíà ýòîãî ñëîÿ ñâèäåòåëüñòâóåò, ÷òî èìïàêò ïðîèçîøåë çà òûñÿ÷è êèëîìåòðîâ äî ðàñêîïàííîãî âîäîåìà.  òîì æå ñëîå îáíàðóæåíû ëèñòüÿ è ñîöâåòèÿ ëèëèé è ïàïîðîòíèêîâ, íàñåëÿâøèõ âîäîåì. Ïî ñîñòîÿíèþ ñîöâåòèé áûëî îïðåäåëåíî, ÷òî ðàçâèòèå ðàñòåíèé áûëî ïðåðâàíî â íà÷àëå èþíÿ. Áîëåå äåòàëüíîå èññëåäîâàíèå ïîêàçàëî, ÷òî ëèñòüÿ îïðåäåëåííûì îáðàçîì äåôîðìèðîâàíû.  ìîäåëüíûõ ýêñïåðèìåíòàõ ñ ëèñòüÿìè ñîâðåìåííûõ ðîäñòâåííûõ ðàñòåíèé òàêèå æå äåôîðìàöèè (ñêëàäêè) áûëè ïîëó÷åíû ïðè çàìîðàæèâàíèè ëèñòüåâ â âîäå ïðè –10° Ñ â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ íåäåëü. Âûñóøèâàíèå ëèñòüåâ áåç çàìîðàæèâàíèÿ ïîäîáíîãî ðåçóëüòàòà íå äàâàëî. Àâòîð äåëàåò âûâîä, ÷òî, íåñìîòðÿ íà ëåòî, âîäîåì çàìåðç. Ãëóáèíà åãî áûëà îêîëî äâóõ ìåòðîâ, è ïðîìåðç îí äî äíà. Òàêîé ðåçóëüòàò âïîëíå ñîîòâåòñòâóåò ïðèâåäåííûì âûøå ïðåäñòàâëåíèÿì îá “èìïàêòíîé çèìå”.  òàêîì ñîñòîÿíèè ïðè òåìïåðàòóðå, áëèçêîé –10° Ñ, âîäîåì îñòàâàëñÿ îêîëî ìåñÿöà. Âñå ýòî âðåìÿ ïðîäîëæàëîñü ãëîáàëüíîå âûïàäåíèå âûáðîøåííîé ïðè èìïàêòå ïîðîäû. Âûïàëà îíà è íà çàìåðçøèé âîäîåì ñ ëèëèÿìè. Âñëåä çà òåì íà÷àëñÿ ïîäúåì òåìïåðàòóðû, ëåä ðàñòàÿë, è ëèñòüÿ âìåñòå ñ ðàçìîêøåé ïîðîäîé îñåëè íà äíî. Òåìïåðàòóðà áûñòðî äîñòèãëà 25–30° Ñ. Ýòî, â ÷àñòíîñòè, îçíà÷àåò, ÷òî óæå ÷åðåç ìåñÿö ïîñëå èìïàêòà íåáî î÷èñòèëîñü íàñòîëüêî, ÷òî ñîëíå÷íûå ëó÷è ñòàëè äîñòèãàòü ïîâåðõíîñòè. Âûâîä î êðàòêîâðåìåííîñòè êëèìàòè÷åñêèõ èçìåíåíèé, âûçâàííûõ èìïàêòîì íà ãðàíèöå K/T, ïîäòâåðæäàåòñÿ è äàííûìè äðóãèõ àâòîðîâ (Kerr, 2002; Pierazzo et al., 2003). Íåêîòîðûå áîëåå ñòîéêèå ê õîëîäó ðàñòåíèÿ, ïåðåæèâøèå “çèìó” (ýòî áûëè ïàïîðîòíèêè), âîçîáíîâèëè ðîñò, ïðîäîëæàâøèéñÿ åùå îêîëî äâóõ ìåñÿöåâ, è äàæå óñïåëè äàòü ñåìåíà, êîãäà ïðóä áûë çàñûïàí òîëñòûì ñëîåì ïîðîä, ñîäåðæàâøèõ ìíîãî ìåòàìîðôîçèðîâàííîãî êâàðöà. Ýòè ïîðîäû áûëè âûáðîøåíû â àòìîñôåðó â ðåçóëüòàòå íîâîãî èìïàêòà, êîòîðûé íå èìåë ãëîáàëüíûõ ïîñëåäñòâèé è íå ïîâëåê çà ñîáîþ ñóùåñòâåííîå ïîõîëîäàíèå. Íà ýòî óêàçûâàåò îòñóòñòâèå ïðèçíàêîâ çàìåðçàíèÿ ó âíîâü âûðîñøèõ ëèñòüåâ, êîòîðûå áûëè óâëå÷åíû ïàäàâøèìè ñ íåáà êîìüÿìè ïîðîäû íà äíî è çàìóðîâàíû òàì íåïîñðåäñòâåííî íàä ñëîåì ñ çàìåðçøèìè ëèñòüÿìè. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ëèñòüÿ ñî128

õðàíèëèñü, òàê êàê îáû÷íî îíè îñòàâàëèñü íà âîäíîé ïîâåðõíîñòè, ãäå è ñãíèâàëè. Åùå äî îïèñûâàåìîãî íàìè èññëåäîâàíèÿ íà ðàññòîÿíèè íåñêîëüêèõ ñîòåí êèëîìåòðîâ áûë îáíàðóæåí êðàòåð äèàìåòðîì 30 êì, âîçðàñò êîòîðîãî (â ïðåäåëàõ ïîãðåøíîñòåé îïðåäåëåíèÿ) òàêîé æå, êàê è âîçðàñò ×èêñóëóáñêîãî (Þêàòàíñêîãî) êðàòåðà, âûçâàâøåãî ãëîáàëüíûå ïîñëåäñòâèÿ. Î÷åâèäíî, ïîðîäû, âûáðîøåííûå ïðè îáðàçîâàíèè èìåííî ýòîãî êðàòåðà, ïîãðåáëè ïîä ñîáîþ çàðîñøèé ëèëèÿìè âîäîåì, ñîõðàíèâ ìíîãèå äåòàëè, êîòîðûå ïîçâîëÿþò âîñïðîèçâåñòè õàðàêòåð è õðîíîëîãèþ êàòàñòðîôè÷åñêèõ è, ìîæíî ñêàçàòü, ñóäüáîíîñíûõ ñîáûòèé, èìåâøèõ ìåñòî íà Çåìëå 65 ìëí ëåò òîìó íàçàä.  ÷àñòíîñòè, îáðàùàåò âíèìàíèå, ñ îäíîé ñòîðîíû, âåùåñòâåííîå ïîäòâåðæäåíèå “èìïàêò-íîé çèìû”, ñ äðóãîé – äîñòàòî÷íî ìÿãêèé åå õàðàêòåð è, ÷òî ñóùåñòâåííî, êðàòêîâðåìåííîñòü (2–4 íåäåëè). Î÷åâèäíî, ÷òî ìÿãêàÿ è êîðîòêàÿ “çèìà” ñàìà ïî ñåáå íå ìîãëà âûçâàòü ñòîëü êàòàñòðîôè÷å-ñêèå ïîñëåäñòâèÿ, êàê ìàññîâûå âûìèðàíèÿ, îäèí èç ýïèçîäîâ êîòîðûõ – ãèáåëü âñåõ äèíîçàâðîâ. Òåì áîëåå ÷òî ê òîìó âðåìåíè ìèð äèíîçàâðîâ íàñ÷èòûâàë îêîëî 400 âèäîâ. Îíè çàíèìàëè ðàçíîîáðàçíûå ïðèðîäíûå è ïèùåâûå íèøè, è âðÿä ëè èñïûòûâàëè áû íåäîñòàòîê â ïèùå â òå÷åíèå êðàòêîâðåìåííîé è âåñüìà óìåðåííîé “çèìû”, òåì áîëåå, ÷òî àðåàë èõ ðàññåëåíèÿ âêëþ÷àë Àðêòèêó (Pope et al., 1994). 6.2.6. Îñíîâíîé ïðè÷èíîé ãèáåëè äèíîçàâðîâ ìîãëà ñòàòü ñåðà, âûáðîøåííàÿ â àòìîñôåðó ïðè îáðàçîâàíèè óäàðíîãî êðàòåðà â ó÷àñòêå çàëåãàíèÿ áîãàòûõ åþ ïîðîä Îäíàêî, åñëè ñàìî ïîõîëîäàíèå íå áûëî îñíîâíîé ïðè÷èíîé èñ÷åçíîâåíèÿ äèíîçàâðîâ, òî âîçíèêàåò åñòåñòâåííûé âîïðîñ, ÷åì æå îíî áûëî âûçâàíî. Âûøå îòìå÷àëîñü, ÷òî ñ ïàäåíèåì êðóïíîãî òåëà, êàê íåïîñðåäñòâåííî, òàê è èç-çà âûçâàííûõ èì ïîæàðîâ, ñâÿçàíû ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ ñîñòàâà ãàçîâ â àòìîñôåðå.  íåé ïîÿâëÿþòñÿ êîìïîíåíòû, êîòîðûå, åñëè ðàíåå è ïðèñóòñòâîâàëè, òî â çíà÷èòåëüíî ìåíüøåì (íà ïîðÿäêè) êîëè÷åñòâå. Ìíîãèå èç ýòèõ êîìïîíåíòîâ (ñåðîâîäîðîä, îêèñè óãëåðîäà è àçîòà è äð.) âûñîêîòîêñè÷íû. Ñîäåðæàíèå æå êèñëîðîäà óìåíüøèëîñü, êàê è îçîíà â îçîíîâîì ñëîå. Êðîìå òîãî, àòìîñôåðà îêàçàëàñü â âûñîêîé ñòåïåíè çàïûëåííîé. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ìàññîâàÿ ãèáåëü äèíîçàâðîâ íåçàâèñèìî îò ñðåäû îáèòàíèÿ áûëà îáóñëîâëåíà ñâîéñòâåííîé âñåì èì îñîáîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ ê ïðîèñøåä129

øèì â àòìîñôåðå Çåìëè èçìåíåíèÿì, òî åñòü, åñëè ãîâîðèòü ïðîùå, äèíîçàâðû áûëè îòðàâëåíû ãàçàìè. Åñòåñòâåííî, ýòà âåðñèÿ íå åäèíñòâåííàÿ.  ÷èñëå äðóãèõ – âûçâàííîå óíè÷òîæåíèåì îçîíîâîãî ñëîÿ ñèëüíîå óëüòðàôèîëåòîâîå îáëó÷åíèå, ãèáåëü, â ïåðâóþ î÷åðåäü, ìèêðîîðãàíèçìîâ, â òîì ÷èñëå ïëàíêòîíà, è ãîëîäàíèå âñëåäñòâèå íàðóøåíèÿ ïèùåâûõ öåïåé. Îäíàêî çà âðåìÿ âåñüìà äëèòåëüíîãî ñóùåñòâîâàíèÿ äèíîçàâðîâ èìåëè ìåñòî è äðóãèå àíàëîãè÷íûå ïî ñèëå èìïàêòû. Ìîæíî çàäàòüñÿ âîïðîñîì, ïî÷åìó èìïàêò íà ãðàíèöå K/T ïðèâåë ê ãèáåëè äèíîçàâðîâ, à áëèçêèé ïî ìîùíîñòè èìïàêò, ïðîèñøåäøèé íà 135 ìëí ëåò ðàíüøå (íà ãðàíèöå Òðèàñ-Þðà), íàîáîðîò, ïîìîã èì âûéòè íà ïåðâûå ïîçèöèè. Ïîìèìî âîçìîæíîãî çà ñòîëü äëèòåëüíûé ñðîê èçìåíåíèÿ ôèçèîëîãèè ýòèõ æèâîòíûõ, îäíèì èç ñëåäñòâèé êîòîðîãî îêàçàëàñü ïîíèæåííàÿ ñîïðîòèâëÿåìîñòü äèíîçàâðîâ ðåçêèì èçìåíåíèÿì ñðåäû, ìîãëè ïðîÿâèòüñÿ ñïåöèôè÷åñêèå îñîáåííîñòè ñîáûòèé íà ãðàíèöå K/T. Òàê, áûëî îáðàùåíî âíèìàíèå íà ïîâûøåííîå ñîäåðæàíèå ñåðû â ñêàëüíûõ ïîðîäàõ íà îêîíå÷íîñòè ïîëóîñòðîâà Þêàòàí, ãäå óïàëî êîñìè÷åñêîå òåëî (Pope et al., 1994). Ïðè âçðûâå â àòìîñôåðó áûëî âûáðîøåíî îêîëî 1011 òîíí ñåðû. Âñëåäñòâèå ýòîãî, íàêðûâøåå âñþ Çåìëþ ïûëåâîå îáëàêî áûëî íàñûùåíî åå ñîåäèíåíèÿìè, ãëàâíûì îáðàçîì, ñåðíîé êèñëîòîé â ôîðìå àýðîçîëÿ. Èìåííî ýòî îáñòîÿòåëüñòâî ìîãëî îêàçàòüñÿ ãëàâíîé ïðè÷èíîé ãèáåëè äèíîçàâðîâ. Ìëåêîïèòàþùèå, ïðåäñòàâëåííûå òîãäà ìåëêèìè ôîðìàìè, îêàçàëèñü, â öåëîì, áîëåå óñòîé÷èâûìè ê íåáëàãîïðèÿòíûì âîçäåéñòâèÿì è âûæèëè, õîòÿ òîæå ïîíåñëè ïîòåðè (Alroy, 2003). Âïîñëåäñòâèè îíè íå òîëüêî áûñòðî óâåëè÷èëè ñâîþ ÷èñëåííîñòü, íî äàëè íà÷àëî íîâûì âèäàì. Ñîãëàñíî ýòîé êîíöåïöèè, óïàäè òîò æå àñòåðîèä â äðóãîì ìåñòå, ãäå ïîðîäû ñîäåðæàò ìåíüøå ñåðû, äèíîçàâðû ãîñïîäñòâîâàëè áû íà Çåìëå è ïîíûíå, âûòåñíèâ ìëåêîïèòàþùèõ îêîí÷àòåëüíî. Òàêèì îáðàçîì, åñëè èìåòü â âèäó “íàøó” ïîáåäó, îíà ñîñòîÿëàñü áëàãîäàðÿ ïàäåíèþ êîñìè÷åñêîãî òåëà íå òîëüêî â íóæíîå âðåìÿ, íî è â ïîäõîäÿùåì ìåñòå. Íåêîòîðûå àâòîðû ïðèäàþò îñîáîå çíà÷åíèå òîìó îáñòîÿòåëüñòâó, ÷òî èìïàêò íà ãðàíèöå K/T ïðîèçîøåë â ïåðèîä ñèëüíîãî âóëêàíèçìà, è àòìîñôåðà óæå ñîäåðæàëà ìíîãî âðåäíûõ ãàçîâ, â òîì ÷èñëå ñåðîâîäîðîä, îêèñü óãëåðîäà è äð. Îíè ïîëàãàþò, ÷òî ðîêîâûì äëÿ äèíîçàâðîâ îêàçàëîñü èìåííî ñîâïàäåíèå èìïàêòà è âóëêàíèçìà (Glasby and Kunzender, 1996). Âûøå óïîìèíàëèñü ãëîáàëüíûå îëåäåíåíèÿ Çåìëè, äëèâøèåñÿ ìèëëèîíû ëåò. Âîçíèêàåò åñòåñòâåííûé âîïðîñ, áëàãîäàðÿ ÷åìó îëåäåíåíèå îêàçàëîñü ñêîðîòå÷íûì ïîñëå èìïàêòà íà ãðàíèöå K/T? Îäíîé èç ïðè÷èí ìîãëà ÿâèòüñÿ ïîäíÿòàÿ â àòìîñôåðó ïûëü, êîòîðàÿ ïåðâîíà÷àëüíî âûçâàëà ïîõîëîäàíèå. Âûïàäàÿ íà ñíåæíûé ïîêðîâ, ïûëü ñíè130

çèëà åãî îòðàæàòåëüíóþ ñïîñîáíîñòü, áëàãîäàðÿ ÷åìó ïîñòóïàâøàÿ îò Ñîëíöà ýíåðãèÿ èñïîëüçîâàëàñü áîëåå ýôôåêòèâíî. Îäíàêî èìåííî â òîò ïåðèîä îñîáîå çíà÷åíèå ìîãëî èìåòü åùå îäíî îáñòîÿòåëüñòâî: èç-çà ïðîäîëæàâøåãîñÿ óæå òûñÿ÷åëåòèÿ àêòèâíîãî âóëêàíèçìà àòìîñôåðà áûëà îáîãàùåíà óãëåêèñëûì ãàçîì, êîòîðûé îñâîáîæäàåòñÿ â ïðîöåññå îñòûâàíèè ëàâû. Ýòî ïðèâåëî ê ïîâûøåííîìó ïàðíèêîâîìó ýôôåêòó. Èìåííî âîçðîñøèì ïàðíèêîâûì ýôôåêòîì ìîæíî îáúÿñíèòü î÷åíü òåïëûé êëèìàò â ïåðèîä, ïðåäøåñòâîâàâøèé ñîáûòèÿì íà ãðàíèöå K/T. Òåïëûé îêåàí, êîòîðûé, ñêîðåå âñåãî, òàê è íå çàìåðç, òàêæå âîñïðåïÿòñòâîâàë óãëóáëåíèþ ïîõîëîäàíèÿ.  èòîãå, âûçâàííîå èìïàêòîì ïîõîëîäàíèå, õîòü è ãëîáàëüíîå, îêàçàëîñü ñêîðîòå÷íûì.  Ñåâåðíîì ïîëóøàðèè, ãäå áûëî ëåòî, óæå ÷åðåç ìåñÿö ëåä ðàñòàÿë è óñòàíîâèëàñü ñîîòâåòñòâóþùàÿ ñåçîíó òåìïåðàòóðà. 6.3. Ïîçäíåéøèå êàòàñòðîôû, ïîâëåêøèå ãëîáàëüíûå èçìåíåíèÿ êëèìàòà Ïàäåíèå êðóïíîãî ìåòåîðèòà 65 ìëí ëåò òîìó íàçàä, ðåøèòåëüíî èçìåíèâøåå âåêòîð ýâîëþöèè æèâîòíûõ, íå áûëî ïîñëåäíèì â èñòîðèè Çåìëè. Êàòàñòðîôû ïðîèñõîäèëè è ïîñëå ñîáûòèÿ íà ãðàíèöå K/T.  êîíöå Ýîöåíà (îêîëî 40 ìëí ëåò òîìó íàçàä) íåñêîëüêî êðóïíûõ òåë óïàëè íà Çåìëþ. Îá ýòîì ñâèäåòåëüñòâóþò îòíîñÿùèåñÿ ê òîìó ïåðèîäó áîëüøèå óäàðíûå êðàòåðû, îáíàðóæåííûå íà ðàçíûõ êîíòèíåíòàõ.  Àíòàðêòèêå â ìîðå Ðîññ íàõîäèòñÿ êðàòåð äèàìåòðîì 500 êì, â ßêóòèè êðóïíûé êðàòåð Ïîïèãàé (100 êì), íà Âîñòîêå ÑØÀ – ×åçàïèê Áýé (100 êì). Ïàäåíèå àñòåðîèäîâ ïðîèñõîäèëî íà ôîíå óñèëåííîãî îñåäàíèÿ êîñìè÷åñêîé ïûëè, êîòîðîå ïðîäîëæàëîñü 2.5 ìëí ëåò, íà ÷òî óêàçûâàåò ïîâûøåííîå ñîäåðæàíèå â îáðàçîâàâøèõñÿ òîãäà îñàäî÷íûõ ïîðîäàõ ðåäêîãî íà Çåìëå èçîòîïà ãåëèÿ-3. Áûëî âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ïåðåä òåì ïðîèçîøëè âîçìóùåíèÿ â ïåðèôåðèéíûõ êîìåòíûõ ïîÿñàõ, íàïðàâèâøèå áîëüøîå êîëè÷åñòâî ïûëè è îáëîìêîâ êîìåò âî âíóòðåííþþ îáëàñòü Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû (Farley et al., 1998). Ïîçæå ìèíåðàëîãè÷åñêîå èññëåäîâàíèå êðàòåðà Ïîïèãàé ïîêàçàëî, ÷òî îí áûë îáðàçîâàí íå îáëîìêîì êîìåòû, à ìåòåîðèòîì òèïà L-õîíäðèòà. Ýòè äàííûå ïðèâåëè ê íîâîìó ïðåäïîëîæåíèþ: âîçìóùåíèÿ è ñòîëêíîâåíèÿ, ïðèâåäøèå ê îïèñàííûì ñîáûòèÿì, ïðîèçîøëè íå â êîìåòíûõ ïîÿñàõ, à çíà÷èòåëüíî áëèæå ê Çåìëå – â àñòåðîèäíîì ïîÿñå ìåæäó Ìàðñîì è Þïèòåðîì (Tagle and Claeys, 2004). Íåçàâèñèìî îò ïðî131

èñõîæäåíèÿ êîñìè÷åñêèõ òåë, àòàêîâàâøèõ òîãäà Çåìëþ, ïîñëåäñòâèÿ îêàçàëèñü ñóùåñòâåííûìè è, âîçìîæíî, äî êîíöà íå èññëåäîâàííûìè. Èìåííî â ýòîò ïåðèîä î÷åíü òåïëûé (“ïàðíèêîâûé”) êëèìàò, ãîñïîäñòâîâàâøèé íà Çåìëå áîëåå 150 ìëí ëåò, ñìåíèëñÿ íà îòíîñèòåëüíî õîëîäíûé. Íà÷àëîñü îëåäåíåíèå Àíòàðêòèêè (Tripati et al., 2005).  êà÷åñòâå îñíîâíîé ïðè÷èíû ýòîãî îëåäåíåíèÿ ñ÷èòàþò ïàäåíèå àñòåðîèäà (èëè àñòåðîèäîâ) â Þæíîé ÷àñòè Ìèðîâîãî îêåàíà. Ýòîò èìïàêò, âûçâàâ èçìåíåíèå ðåëüåôà äíà, îñòàíîâèë ïðèòîê ýêâàòîðèàëüíûõ âîä, ÷òî è ïðèâåëî ê ïîõîëîäàíèþ. Îëåäåíåíèå ïîëÿðíûõ îáëàñòåé â Ñåâåðíîì ïîëóøàðèè íà÷àëîñü íå ðàíüøå 10 ìëí ëåò òîìó íàçàä. Âíåñòè âêëàä ìîã èìïàêò, íî óæå â Ñåâåðíîì ïîëóøàðèè. Íåïîñðåäñòâåííîé ïðè÷èíîé îëåäåíåíèÿ áûëî ïðîäîëæàâøååñÿ ïàäåíèå ñîäåðæàíèÿ CO2 â àòìîñôåðå è, ñîîòâåòñòâåííî, îñëàáëåíèå ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà. Îêîëî 2 ìëí ëåò òîìó íàçàä (íà ãðàíèöå Ïëèîöåíà è Ïëåéñòîöåíà) ïðîèçîøëî ìàñøòàáíîå âûìèðàíèå ìîðñêèõ îðãàíèçìîâ.  ñëîå îñàäî÷íûõ ïîðîä, îòíîñÿùèõñÿ ê òîìó âðåìåíè, îáíàðóæåí èçîòîï æåëåçà (60Fe), õàðàêòåðíûé äëÿ èçëó÷åíèÿ, èñïóñêàåìîãî ñóïåðíîâîé. Áûëî âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî îòíîñèòåëüíî áëèçêî îò Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû (20–30 ñâåòîâûõ ëåò) ïðîèçîøåë âçðûâ ñâåðõíîâîé.  ýòîì ñëó÷àå èçëó÷åíèå, äîñòèãøåå Çåìëè, áûëî äîñòàòî÷íî ìîùíûì, ÷òîáû ñóùåñòâåííî ïîâðåäèòü îçîíîâûé ñëîé, ãëàâíûì îáðàçîì ïóòåì îáðàçîâàíèÿ îêèñëîâ àçîòà. Ýòî ïîçâîëèëî æåñòêîìó óëüòðàôèîëåòîâîìó èçëó÷åíèþ Ñîëíöà äîñòè÷ü çåìíîé ïîâåðõíîñòè. Áûë óíè÷òîæåí ïëàíêòîí, ÷òî íàðóøèëî ïèùåâûå öåïî÷êè è ïðèâåëî ê ìàññîâûì âûìèðàíèÿì (Benitez et al., 2002; Knie et al., 2004). Ê òîìó æå ïåðèîäó îòíîñÿò ïàäåíèå êðóïíîãî ìåòåîðèòà áîëåå 1 êì â ïîïåðå÷íèêå ⠓Þæíûé”îêåàí (Gersonde et al., 1997). Ýòî ñîáûòèå ìîãëî ïðèâåñòè ê ñõîäíûì ïîñëåäñòâèÿì. Íà âñåì ïðîòÿæåíèè Ïëåéñòîöåíà (1.8 ìëí ëåò – 11.5 òûñ. ëåò òîìó íàçàä) ïðîèñõîäèëè îëåäåíåíèÿ, êîãäà ïîëÿðíûå ëåäíèêè ðàñïðîñòðàíÿëèñü äî 40-é ïàðàëëåëè. Ïî íåêîòîðûì îöåíêàì 30% çåìíîé ïîâåðõíîñòè ìîãëî ïîêðûâàòüñÿ ëåäÿíûì ïàíöèðåì òîëùèíîé äî 1500 ìåòðîâ. Åùå íåìíîãî, è ïðîöåññ ñòàë áû íåîáðàòèìûì, ïðîèçîøëî áû ãëîáàëüíîå îëåäåíåíèå, èç êîòîðîãî Çåìëå ïðèøëîñü áû âûáèðàòüñÿ ìèëëèîíû ëåò. Åñòåñòâåííî, íàçåìíûå æèâîòíûå èñ÷åçëè áû, â òîì ÷èñëå è ëþäè, óæå ïðèñóòñòâîâàâøèå íà Çåìëå. Îäíàêî êàæäûé ðàç, íå äîéäÿ äî “êðèòè÷åñêîé” 30-é ïàðàëëåëè, ëüäû îòñòóïàëè. Ïîñëåäíåå îëåäåíåíèå (ò.í. Ëåäíèêîâûé ïåðèîä) çàêîí÷èëîñü 10 òûñ. ëåò òîìó íàçàä, îçíàìåíîâàâ ïåðåõîä ê Ãîëîöåíó, êîòîðûé ïðîäîëæàåòñÿ ïîíûíå. 132

Ìû âèäèì, ÷òî ðàññìàòðèâàåìûé ïåðèîä, ïîñëåäîâàâøèé çà êàòàêëèçìîì íà ãðàíèöå K/T, íå áûë ãëàäêèì. Îäíàêî äàæå ìîùíûå èìïàêòû è ïîõîëîäàíèå íå ïðèâåëè ê ñòîëü ìàññîâûì âûìèðàíèÿì, êàêèå ïðîèñõîäèëè ðàíåå. Îñîáåííî âàæíî, ÷òî îíè íå çàòðîíóëè ðåãèîí ñôîðìèðîâàâøåãîñÿ 20 ìëí ëåò òîìó íàçàä êîíòèíåíòà Àôðèêà, ãäå îáîñíîâàëàñü âåòâü ïðèìàòîâ Ñòàðîãî ìèðà. Ýâîëþöèÿ ýòîé âåòâè äàëà ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä, à çàòåì è ëþäåé. Áîëåå òîãî, ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî èìåííî ïîõîëîäàíèå âûçâàëî îáðàçîâàíèå áåçëåñíûõ ïðîñòðàíñòâ (ñàâàííû), êîòîðûå ñòàëè òîé íèøåé, ãäå ïðîÿâèëèñü ïðåèìóùåñòâà ïðÿìîõîæäåíèÿ, îñâîáîäèâøåãî ïåðåäíèå êîíå÷íîñòè äëÿ òðóäà (deMenocal, 1995; Bobe et al., 2002; Alemseged, 2003; Bonnefille et al., 2004). Ñîâåðøåíñòâîâàíèå òðóäîâîé äåÿòåëüíîñòè íàïðÿìóþ çàâèñåëî îò ðàçâèòèÿ èíòåëëåêòà. Òàê óâåëè÷åíèå ðàçìåðîâ ìîçãà è ñîâåðøåíñòâîâàíèå åãî äåÿòåëüíîñòè ñòàëè ïðèçíàêàìè, ïî êîòîðûì ïðîèñõîäèë åñòåñòâåííûé îòáîð ó ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä. Ýòî íàïðàâëåíèå ýâîëþöèè íå áûëî ïðåðâàíî ñòèõèéíûìè êàòàêëèçìàìè è ïðèâåëî ê ÷åëîâåêó.

133

Ãëàâà VII. ÝÂÎËÞÖÈß ËÞÄÅÉ 7.1. Ýâîëþöèÿ ïðèìàòîâ; âîçìîæíûå ïóòè ýâîëþöèè ãîìèíèí ïîñëå èõ îòäåëåíèÿ îò øèìïàíçå 7.1.1. Ðàííèå ïðåäøåñòâåííèêè ñîâðåìåííûõ ëþäåé Ïëàöåíòàðíûå ìëåêîïèòàþùèå ïîÿâèëèñü ïî ðàçíûì äàííûì 150–100 ìëí ëåò òîìó íàçàä (Kumar and Hedges, 1998; Archibald et al., 2001; Douzery et al., 2003; Wible et al., 2007), ò.å. â ïåðèîä ðàñöâåòà äèíîçàâðîâ. Ñàìûå ðàííèå ìàòåðèàëüíûå îñòàòêè (îêàìåíåëîñòè) ïðåäñòàâèòåëåé îòðÿäà îáåçüÿí è ïîëóîáåçüÿí (ïðèìàòîâ) äàòèðóþò 55 ìëí ëåò òîìó íàçàä (Tavare et al., 2002). Ýòî áûëè ðàñòèòåëüíîÿäíûå ëàçàþùèå ïî äåðåâüÿì íåêðóïíûå æèâîòíûå. Îäíàêî ìîëåêóëÿðíûé ôèëîãåíåòè÷åñêèé àíàëèç ïîêàçàë, ÷òî âåòâü ïðèìàòîâ îòäåëèëàñü îò îñòàëüíûõ ïëàöåíòàðíûõ ìëåêîïèòàþùèõ 80–85 ìëí ëåò òîìó íàçàä (Martin et al., 2007; Steiper and Young, 2006), ò.å. çà 15–20 ìëí ëåò äî êðèçèñà íà ãðàíèöå K/T. Îòñóòñòâèå ìàòåðèàëüíûõ îñòàòêîâ ðàííèõ ïðèìàòîâ ïîäòâåðæäàåò èõ óãíåòåííîå ñîñòîÿíèå, à ñëåäîâàòåëüíî, è ìàëî÷èñëåííîñòü, õàðàêòåðíûå è äëÿ äðóãèõ ìëåêîïèòàþùèõ â ýïîõó ãîñïîäñòâà äèíîçàâðîâ. Çàêðåïëåíèå è ðàçâèòèå ïðèìàòî⠖ ïðÿìîå ñëåäñòâèå ñëó÷àéíîãî ñîáûòèÿ: ïàäåíèÿ àñòåðîèäà è âûçâàííîãî èì êðèçèñà íà ãðàíèöå K/T. Ðåçóëüòàòîì ýòîãî ðàçâèòèÿ áûëî âûäåëåíèå îêîëî 40 ìëí ëåò òîìó íàçàä ïîäîòðÿäà àíòðîïîèäîâ (â ïåðåâîäå ñ ãðå÷åñêîãî – ÷åëîâåêîïîäîáíûõ) (Steiper and Young, 2006; Miller et al., 2005). Îäíà èç åãî âåòâåé îêîëî 30 ìëí ëåò òîìó íàçàä òðàíñôîðìèðîâàëàñü â ñåìåéñòâî âûñøèõ (÷åëîâåêîîáðàçíûõ) îáåçüÿí (ãîìèíèä). 10 ìëí ëåò òîìó íàçàä ÷åëîâåêîîáðàçíûå îáåçüÿíû áûëè ðàñïðîñòðàíåíû íà âñåõ êîíòèíåíòàõ, îäíàêî òîëüêî îäíàæäû, îêîëî 7 ìëí ëåò òîìó íàçàä, îò ïðåäêîâ ñîâðåìåííûõ øèìïàíçå îòäåëèëàñü âåòâü ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä – ãîìèíèíû, òðàíñôîðìèðîâàâøàÿñÿ â íåñêîëüêî âèäîâ ëþäåé (Kuminatsu et al., 2007). Çàìåòèì, ÷òî â ëè134

òåðàòóðå íå âûäåðæèâàåòñÿ åäèíàÿ êëàññèôèêàöèÿ. Ìû áóäåì èñõîäèòü èç òîãî, ÷òî ñóùåñòâóþò ñåìåéñòâî ãîìèíèä (Hominidae) è ïîäñåìåéñòâî ãîìèíèí (Homininae). Ïåðâîå âêëþ÷àåò ÷åëîâåêîîáðàçíûõ îáåçüÿí, ïðÿìîõîäÿùèõ ïðåäøåñòâåííèêîâ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà è åãî ñàìîãî. Èç ïîäñåìåéñòâà ãîìèíèí èñêëþ÷åíû îáåçüÿíû. Èñõîäÿ èç ýòèõ îïðåäåëåíèé, òåðìèíû “ïðÿìîõîäÿùèå ãîìèíèäû” è “ãîìèíèíû” áóäóò èñïîëüçîâàòüñÿ êàê ñèíîíèìû. Íàõîäêè îñòàíêîâ ðàííèõ ãîìèíèí (÷åðåïà è ñêåëåòû ðàçíîé ñòåïåíè ñîõðàííîñòè) ñäåëàíû â Àôðèêå è íèãäå áîëåå, ãëàâíûì îáðàçîì â åå Âîñòî÷íîé è Öåíòðàëüíîé îáëàñòÿõ íà òåððèòîðèè ñîâðåìåííûõ ×àäà, Óãàíäû, Êåíèè è Ýôèîïèè. Ïî äàííûì, êîòîðûìè ðàñïîëàãàåò ñîâðåìåííàÿ íàóêà, òàì ïðîèñõîäèë àêòèâíûé ïðîöåññ ýâîëþöèè ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä è ðàííèõ ëþäåé, çàâåðøèâøèéñÿ ïîÿâëåíèåì ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà. Èìåííî ïîòîìó, ÷òî ýòîò ïðîöåññ îêàçàëñÿ îãðàíè÷åííûì íåçíà÷èòåëüíûì ïðîñòðàíñòâîì, îí áûë âåñüìà õðóïêèì. Äîñòàòî÷íî áûëî ïàäåíèÿ â ýòîì ðàéîíå íå î÷åíü êðóïíîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà ðàçìåðîì 0.2–1 êì, êîòîðîå îáðàçîâàëî áû êðàòåð äèàìåòðîì 10–30 êì (ýíåðãèÿ âçðûâà 1000–5000 ìåãàòîíí), ÷òîáû æèçíü òàì ïðåêðàòèëàñü, à çàòåì íà÷àëàñü çàíîâî, ãëàâíûì îáðàçîì çà ñ÷åò ìèãðàöèè æèâîòíûõ èç äðóãèõ îáëàñòåé (â òî÷íîñòè ïî òåîðèè êàòàñòðîô Êþâüå). Çà ïåðèîä àêòèâíîé ýâîëþöèè ãîìèíèí (ïîñëåäíèå 7 ìëí ëåò) íà ðàçíûõ êîíòèíåíòàõ ïðîèçîøëè äåñÿòêè èìïàêòîâ óêàçàííîãî ìàñøòàáà, êîòîðûå áåçóñëîâíî ïîâëèÿëè íà õîä ýâîëþöèè â ñîîòâåòñòâóþùèõ ðåãèîíàõ, îäíàêî ïðèíöèïèàëüíîå çíà÷åíèå èìåëî òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî â çîíå, êîòîðóþ ìîæíî ñ÷èòàòü êîëûáåëüþ ÷åëîâå÷åñòâà, òàêîãî ñîáûòèÿ íå áûëî. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ïðîöåññ ýâîëþöèè ãîìèíèí íå áûë ïðåðâàí, è íà Çåìëå ïîÿâèëèñü ðàçóìíûå ñóùåñòâà – ëþäè. Ñðåäè äðóãèõ ñóùåñòâóþùèõ íûíå âèäîâ æèâîòíûõ íåâîçìîæíî âûäåëèòü õîòÿ áû îäèí, êîòîðûé ìîæíî áûëî áû çàïîäîçðèòü ïî êàêîìó-òî îáúåêòèâíîìó ïðèçíàêó (íàïðèìåð, òåíäåíöèè ê ðîñòó îáúåìà ìîçãà, ïîâûøåííîé îáó÷àåìîñòè è äð.) â ñòðåìëåíèè ýâîëþöèîíèðîâàòü â íàïðàâëåíèè ðàçóìíûõ ñóùåñòâ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ÷åëîâåê íå òîëüêî ÿâëÿåòñÿ ñåé÷àñ, íî è îñòàíåòñÿ â áóäóùåì åäèíñòâåííûì íà Çåìëå ñóùåñòâîì, íàäåëåííûì ðàçóìîì, åñëè, êîíå÷íî, ê íàì íå ïðèáóäóò êîðàáëè èç äðóãèõ çâåçäíûõ ñèñòåì, íà ÷òî ïî ïðè÷èíàì, îáñóæäåííûì âûøå (Ãëàâà 1), ðàññ÷èòûâàòü ïî÷òè íå ïðèõîäèòñÿ. Ãåíåòè÷åñêèå ðàçëè÷èÿ ðàííèõ ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä íå ìîãóò áûòü èññëåäîâàíû, ò.ê. èõ ÄÍÊ íå ñîõðàíèëàñü. Ïîýòîìó ïðî135

ìåæóòî÷íûå ôîðìû âûÿâëÿþòñÿ è âûñòðàèâàþòñÿ â öåïî÷êè ïðåäøåñòâåííèê-íàñëåäíèê íà îñíîâàíèè ñîïîñòàâëåíèÿ êîñòíûõ îñòàíêîâ. Îòñþäà íåèçáåæíûå íåòî÷íîñòè è, ñîîòâåòñòâåííî, ðàçíîãëàñèÿ. Îäíàêî îáùàÿ êàðòèíà óæå î÷åâèäíà. Ñ êàæäîé íîâîé íàõîäêîé îíà ñòàíîâèòñÿ áîëåå ÿñíîé. Íàèáîëåå èçó÷åííûìè ÿâëÿþòñÿ àâñòðàëîïèòåêè (Australopithecus), îáèòàâøèå 4–2.5 ìëí ëåò òîìó íàçàä (ñì. Âèøíÿöêèé, 2005). Ïåðâûå íàõîäêè èõ êîñòíûõ îñòàòêîâ áûëè ñäåëàíû â 20-å ãîäû XX âåêà â Ýôèîïèè. Âïîñëåäñòâèè áûëè îáíàðóæåíû õîðîøî ñîõðàíèâøèåñÿ ÷åðåïà è ñêåëåòû ýòèõ ãîìèíèí, îäíà èç ðàçíîâèäíîñòåé êîòîðûõ, Australopithecus afarensis, âîçìîæíî, ÿâëÿåòñÿ ïðÿìûì ïðåäøåñòâåííèêîì ÷åëîâåêà (Drapeau et al., 2005; White et al., 2006; Drapeau and Ward, 2007).  òå÷åíèå äëèòåëüíîãî âðåìåíè íå óäàâàëîñü íàéòè åùå áîëåå ðàííèå ôîðìû, êîòîðûå ìîæíî áûëî áû ðàññìàòðèâàòü â êà÷åñòâå ïðîìåæóòî÷íûõ ìåæäó øèìïàíçå è àâñòðàëîïèòåêàìè. Íàêîíåö, â 1994 ã. â Ýôèîïèè áûëè îáíàðóæåíû ýëåìåíòû ñêåëåòà ãîìèíèíà, âîçðàñò êîòîðûõ áûë îïðåäåëåí â 4.4 ìëí ëåò. Èññëåäîâàíèå ýòèõ êîñòåé ïîêàçàëî, ÷òî îíè ïðèíàäëåæàò ñàìîñòîÿòåëüíîìó âèäó, íàçâàííîìó àðäèïèòåêîì (Ardipithecus ramidus). Íåäàâíèå íàõîäêè, ñäåëàííûå â ðàéîíå îçåðà ×àä è â Êåíèè, ïîìîãàþò åùå ïîëíåå çàïîëíèòü ýòîò ïðîáåë. Íàéäåííûå êîñòíûå îñòàíêè îòíîñÿòñÿ ê æèâøèì îêîëî 6 ìëí ëåò òîìó íàçàä î÷åíü ðàííèì ïðÿìîõîäÿùèì (èëè ÷àñòè÷íî ïðÿìîõîäÿùèì ãîìèíèäàì) ãîìèíèäàì (Âàñèëüåâ, 2002; Haile-Selassie, 2001; Brunet et al., 2002, 2005; Guy F., 2005; Zollikofer et al., 2005; Nakatsukasa et al., 2007). Ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî ãëàâíûì ñëåäñòâèåì ïåðåõîäà ê ïðÿìîõîæäåíèþ áûëî îñâîáîæäåíèå ïåðåäíèõ êîíå÷íîñòåé äëÿ òðóäîâîé äåÿòåëüíîñòè, ò.å. ïðåâðàùåíèå èõ â ðóêè. Îäíàêî âïîñëåäñòâèè áûëî îáðàùåíî âíèìàíèå íà äðóãîå, óæå íåãàòèâíîå ñëåäñòâèå ïðÿìîõîæäåíèÿ – çíà÷èòåëüíîå óìåíüøåíèå ñêîðîñòè ïåðåäâèæåíèÿ ïðè ôàêòè÷åñêîì îòñóòñòâèè ñðåäñòâ àêòèâíîé çàùèòû îò õèùíèêîâ. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ãîìèíèíû íå èñ÷åçëè áëàãîäàðÿ ïîääåðæàííûì ýâîëþöèåé íîâûì íàïðàâëåíèÿì â ïîâåäåíèè è îáùåíèè, â òîì ÷èñëå, ïîâûøåííîé ñïîñîáíîñòè ê îáó÷åíèþ, êîëëåêòèâèçìó, îñíîâàííîìó íà ðàçäåëåíèè îáÿçàííîñòåé â èçãîòîâëåíèè è ïðèìåíåíèè îðóäèé òðóäà, è ðàçâèòèþ ðå÷è êàê ñðåäñòâà îáùåíèÿ (ñì. Âèøíÿöêèé, 2005). Äëÿ òîãî, ÷òîáû äîìèíèðîâàòü â òàêîì ñîîáùåñòâå, íåäîñòàòî÷íî îòëè÷àòüñÿ òîëüêî ñèëîé. Íåîáõîäèìî áûòü è ñàìûì óìíûì. Ïîýòîìó ðàçâèòèå ìîçãà ñòàëî ïðèîðèòåòíûì íàïðàâëåíèåì 136

ýâîëþöèè ãîìèíèí, ïðèâåäøèì, â èòîãå, ê ñîâðåìåííîìó ÷åëîâåêó. Îäíàêî òàêàÿ ãèïîòåçà íå áåññïîðíà. Àâñòðàëîïèòåêè, æèâøèå 4–2.5 ìëí ëåò òîìó íàçàä, èìåëè ìîçã, ïðàêòè÷åñêè íå îòëè÷àâøèéñÿ, ïî êðàéíåé ìåðå ðàçìåðàìè (äî 450 ñì3), îò ìîçãà øèìïàíçå, è íå óìåëè ïðîèçâîäèòü îðóäèÿ òðóäà. Ïîýòîìó ìîæíî ïðåäïîëàãàòü, ÷òî àâñòðàëîïèòåêè áûëè ñòîëü æå óÿçâèìû, êàê èõ ïðÿìîõîäÿùèå ïðåäêè, ïîÿâèâøèåñÿ íà 3 ìëí ëåò ðàíüøå. Ñîõðàíåíèå â òå÷åíèå ìèëëèîíîâ ëåò “áåççàùèòíûõ” ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä ïîêàçûâàåò, ÷òî ëèáî îíè íå áûëè ñòîëü óæ áåççàùèòíû, ëèáî â òå÷åíèå âñåãî ýòîãî ïåðèîäà â ðåãèîíå èõ îáèòàíèÿ îòñóòñòâîâàëè õèùíèêè, êîòîðûõ èì ñëåäîâàëî îïàñàòüñÿ. Ñîîòâåòñòâåííî, ó íèõ íå áûëî ñòèìóëà ýâîëþöèîíèðîâàòü â íàïðàâëåíèè ðàçóìà. Òàêîé ñòèìóë ìîã ïîÿâèòüñÿ îêîëî 3 ìëí ëåò òîìó íàçàä, è, êàê åãî ñëåäñòâèå, ïîëó÷èëà ðàçâèòèå âåòâü ëþäåé (ðîä Homo). Ïðÿìîõîäÿùèå ãîìèíèíû, ó êîòîðûõ ìîçã íå ðàçâèâàëñÿ (àâñòðàëîïèòåêè è íåêîòîðûå äðóãèå âèäû), âñêîðå èñ÷åçëè. Ñóùåñòâóþò ðàçíûå âåðñèè, ñîãëàñíî êîòîðûì ëþäè áåðóò íà÷àëî, êàê áûëî ñêàçàíî âûøå, íåïîñðåäñòâåííî îò àâñòðàëîïèòåêîâ, òî÷íåå, îò îäíîãî èç èõ ïîäâèäîâ (Ðèñ. 7), èëè îíè ïðîèñõîäÿò îò îáùåãî ñ àâñòðàëîïèòåêàìè ïðåäøåñòâåííèêà (Cela-Conde and Ayala, 2003; Harcourt-Smith and Aiello, 2004). Òàê èëè èíà÷å, íî íå ïîçæå, ÷åì 2.4 ìëí ëåò òîìó íàçàä, ïîÿâèëñÿ âèä Homo habilis (÷åëîâåê óìåëûé) – ñàìûé ðàííèé èç èçâåñòíûõ ïðåäñòàâèòåëåé ðîäà Homo. Îáúåì ìîçãà ýòèõ ïåðâûõ ëþäåé (600–700 ñì3) áûë ñóùåñòâåííî áîëüøå, ÷åì ó èõ ïðåäøåñòâåííèêîâ, è îíè èçãîòàâëèâàëè îðóäèÿ òðóäà. Ðàññìîòðèì íà÷àâøèéñÿ òîãäà â ïðåäåëàõ ðîäà Homo îòíîñèòåëüíî êîðîòêèé ïåðèîä àêòèâíîãî âèäîîáðàçîâàíèÿ è ïàðàëëåëüíî æåñòêîãî îòáîðà, êîòîðûé çàâåðøèëñÿ îêîëî 30 òûñ. ëåò òîìó íàçàä, êîãäà íà Çåìëå îñòàëñÿ è ñóùåñòâóåò ïîíûíå òîëüêî îäèí âèä ëþäåé – Homo sapiens. Îêîëî 2 ìëí ëåò òîìó íàçàä êàê âåòâü Homo habilis ïîÿâèëñÿ âèä Homo erectus (÷åëîâåê ïðÿìîõîäÿùèé). Íåêîòîðûå ïàëåîíòîëîãè âûäåëÿþò áëèçêèé åìó âèä Homo ergaster. Îáúåì ìîçãà Homo erectus áûë óæå 1000–1300 ñì3, ò.å. ïåðåêðûâàëñÿ ñ îáúåìîì ìîçãà ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà (1000–1400 ñì3). 1.8 ìëí ëåò òîìó íàçàä Homo erectus âûøåë èç Àôðèêè è, ïåðåìåùàÿñü âäîëü êðîìêè ìîðÿ, áûñòðî ðàññåëèëñÿ â Àçèè, íà îñòðîâàõ Òèõîãî îêåàíà è â Àâñòðàëèè. Íåêîòîðûå íàõîäêè Homo erectus â Êèòàå, Ãðóçèè, íà ßâå áûëè äàòèðîâàíû 1.7–1.8 ìëí ëåò (Swisher et al., 1994; Huang et al., 1995; Pu et al., 1977; Znu et al., 2004; Lordkipanidze et al., 2006). Íåêîòîðûå èç ýòèõ äàòèðîâîê ïåðåñìàòðèâàëèñü â ñòîðîíó óìåíüøåíèÿ âîçðàñòà 137

Ìëí ëåò òîìó íàçàä 0 ↑ ↑ 2

Homo ergaster

-----

--

--

-

Homo erectus

Homo habilis

-Australopithecus afarensis

---

4

Australopithecus africanus

--

Australopithecus anamensis Ardipithecus ramidus

6

↑ ↑

--

- - Earliest Hominines

Shimpanzee

Gorilla

----

-----

10

Sahelanthropus tchadensis

--

8

--

Orrorin tugenensis

--

Nakalipithecus nakayamai Ðèñ. 7. Ýâîëþöèÿ ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä (ãîìèíèí) äî ïîÿâëåíèÿ ëþäåé (Homo).

138

íàõîäîê (Hyodo et al., 2002). Òåì íå ìåíåå, íåîäíîêðàòíî âûñêàçûâàëèñü è âûñêàçûâàþòñÿ äî ñèõ ïîð ïðåäïîëîæåíèÿ î íåñêîëüêèõ öåíòðàõ, â êîòîðûõ ïðàêòè÷åñêè íåçàâèñèìî ñôîðìèðîâàëèñü áëèçêèå âèäû ãîìèíèä, è Àôðèêàíñêèé Homo erectus – òîëüêî îäèí èç íèõ. Îäíàêî íèãäå, êðîìå Àôðèêè, íå óäàëîñü îòñëåäèòü õîä ôîðìèðîâàíèÿ ïîäîáíîãî âèäà. Êðîìå òîãî, ñîïîñòàâëåíèå êîñòíûõ îñòàòêîâ, îñîáåííî ëèöåâîé ÷àñòè ëþäåé ýòîãî òèïà, íàéäåííûõ â Àôðèêå è äðóãèõ ðåãèîíàõ (Âîñòî÷íàÿ Àçèÿ, Èíäîíåçèÿ, Àâñòðàëèÿ, Åâðîïà), ïîäòâåðäèëî ïðèíàäëåæíîñòü èõ åäèíîìó âèäó Homo erectus, êîðíè êîòîðîãî – â Àôðèêå (Rightmire, 1998; Kidder and Durband 2004; Liu W. et al., 2005). Ðàññìîòðèì ýòè âîïðîñû áîëåå ïîäðîáíî. 7.2. Ãèïîòåçû ïðîèñõîæäåíèÿ âèäà Homo sapiens – åäèíñòâåííîãî ñîõðàíèâøåãîñÿ âèäà ëþäåé 7.2.1. Ìîíîðåãèîíàëüíàÿ ãèïîòåçà ôîðìèðîâàíèÿ âèäà Homo sapiens èñêëþ÷èòåëüíî â Àôðèêå è åãî çàìåñòèòåëüíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ íà äðóãèå êîíòèíåíòû Íàèáîëåå èçâåñòíîé ÿâëÿåòñÿ âåðñèÿ, ñîãëàñíî êîòîðîé âèä Homo erectus, ïðîñóùåñòâîâàâøèé ïî÷òè 2 ìëí ëåò, äàë íà÷àëî âñåì ïîñëåäóþùèì Homo. Ïî ýòîé âåðñèè Homo sapiens (÷åëîâåê ðàçóìíûé, îí æå ñîâðåìåííûé ÷åëîâåê) – ïîñëåäíåå îòâåòâëåíèå îò ñòâîëîâîé ëèíèè Homo erectus, ïîÿâèâøååñÿ, ñîãëàñíî ïàëåîíòîëîãè÷åñêèì äàííûì, íå ïîçæå 200 òûñ. ëåò òîìó íàçàä â ðîäîâîì ãíåçäå Homo íà ñòûêå íûíåøíèõ Ýôèîïèè, Êîíãî è Óãàíäû (èíîãäà ãîâîðÿò îá Àôðèêå “ïîä Ñàõàðîé”) (Nei and Takezaki, 1996; Stringer, 2002; Clark et al., 2003; White et al., 2003; McDougall et al., 2005; Ray et al., 2005; Bouzouggar et al., 2007). ×òî îñîáåííî èíòåðåñíî, îïèñàíû îêàìåíåëîñòè (÷åðåïà), ïðèíàäëåæàâøèå ïåðåõîäíîé ôîðìå ìåæäó àðõàè÷íûì òèïîì è àíàòîìè÷åñêè ñîâðåìåííûì ÷åëîâåêîì (Lieberman et al., 2002; White et al., 2003). Ýòèì îïðîâåðãàþòñÿ äîâîëüíî ÷àñòûå çàÿâëåíèÿ îá îäíîìîìåíòíîñòè ïîÿâëåíèÿ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà. Ñóùåñòâóþò, ïî êðàéíåé ìåðå, åùå äâå âåðñèè ðîäñòâåííûõ ñâÿçåé ëþäåé.  Àôðèêå è ðÿäå îáëàñòåé Çàïàäíîé Åâðîïû áûëè îáíàðóæåíû êîñòíûå îñòàíêè, âîçðàñò êîòîðûõ 500–800 òûñ. ëåò. Ïî ìíåíèþ íåêîòîðûõ èññëåäîâàòåëåé, îíè ïðèíàäëåæàëè áëèæàéøåìó îáùåìó ïðåäøåñòâåííèêó íåàíäåðòàëüöåâ è ñîâðåìåííûõ ëþäåé, íàçâàí139

140

2.0

1.0

0

À

H. erectus

Á

H.ergaster

H. antec.

H. heidel.

H. neand.

↑

H. sapiens

Â

H.ergaster

H. erectus

↑

H. sapiens

H. antec.

H. heidel.

H. neand.

Ðèñ. 8. Âàðèàíòû ïðîèñõîæäåíèÿ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà (Homo sapiens).

H.ergaster

↑

H. sapiens

H. erectus

H. neand.

Ìëí ëåò òîìó íàçàä

íîìó Homo heidelbergensis (Ãåéäåëüáåðãñêèé ÷åëîâåê).  ñâîþ î÷åðåäü, Homo heidelbergensis ïðîèçîøåë îò Homo antecessor (÷åëîâåê-ïðåäøåñòâåííèê). Ñîãëàñíî ýòîé âåðñèè (Rightmire, 1998; Stringer, 2002; Lahr and Foley, 2004) Homo erectus íå áûë ïðåäøåñòâåííèêîì ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà. Êàê “áîêîâàÿ” âåòâü Homo erectus ïðîèñõîäèë îò Homo ergaster, êîòîðûé äàë òàêæå íà÷àëî âèäó Homo antecessor (Ðèñ. 8Á). Åùå îäíà âåðñèÿ îñíîâàíà íà ðåçóëüòàòàõ èçó÷åíèÿ íåäàâíèõ íàõîäîê, ñäåëàííûõ â ñåâåðíîé Èñïàíèè. Èõ âîçðàñò ïî ðàçíûì îöåíêàì 650–800 òûñ. ëåò. Êîñòíûå îñòàòêè ïðèíàäëåæàëè ñóùåñòâàì, êîòîðûå ïîÿâèëèñü ðàíüøå ãåéäåëüáåðãñêîãî ÷åëîâåêà, íî ïðè ýòîì èìåëè áîëüøå îáùèõ ÷åðò ñ ñîâðåìåííûì ÷åëîâåêîì è, ñëåäîâàòåëüíî, áûëè áëèæàéøèìè ïðåäøåñòâåííèêàìè ñîâðåìåííûõ ëþäåé. Ýòîò âèä òàêæå áûë íàçâàí ïðåäøåñòâåííèêîì (Homo antecessor). Îò íåãî íåïîñðåäñòâåííî ïðîèñõîäèò ñîâðåìåííûé ÷åëîâåê. Äðóãàÿ âåòâü, èñõîäÿùàÿ îò Homo antecessor – ãåéäåëüáåðãñêèé ÷åëîâåê, ïîðîäèëà íåàíäåðòàëüöåâ (Bermudez de Castro et al., 1997; Gibbons, 1997; Carbonell et al., 2005). Ñîãëàñíî ýòîé âåðñèè (Ðèñ. 8Â), êàê è ïðåäûäóùåé (Ðèñ. 8Á), Homo erectus íå ÿâëÿåòñÿ ïðåäøåñòâåííèêîì ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà, à ôîðìèðóåò ñàìîñòîÿòåëüíóþ âåòâü, èñõîäÿùóþ, êàê è Homo antecessor, îò Homo ergaster. Çäåñü óìåñòíî îòìåòèòü, ÷òî ìíîãèå àâòîðû ôàêòè÷åñêè îòîæäåñòâëÿþò Homo ergaster è Homo erectus, ïîëàãàÿ ïåðâîãî íåñêîëüêî áîëåå ðàííèì âàðèàíòîì âòîðîãî. Ñ ó÷åòîì ýòîãî íå áóäåò îøèáêîé ðàññìàòðèâàòü â ñõåìàõ Ðèñ. 8Á è  Homo erectus êàê ïðåäøåñòâåííèêà Homo antecessor, à ñëåäîâàòåëüíî, è âñåõ ïîñëåäîâàâøèõ ëèíèé Homo. Ñõåìû Ðèñ. 8Á è  äîïóñêàþò ôîðìèðîâàíèå âèäà Homo Neanderthalensis (íåàíäåðòàëüöåâ) â Åâðîïå êàê âåòâè, èñõîäÿùåé îò àðõàíòðîïîâ, îáîñíîâàâøèõñÿ òàì íå ìåíåå 800 òûñ. ëåò òîìó íàçàä. Î÷åíü áëèçêèå ïðåäøåñòâåííèêè íåàíäåðòàëüöåâ èëè îíè ñàìè îáèòàëè â Åâðîïå 300–150 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (Krause et al., 2007a). Íåñìîòðÿ íà îáíàðóæåíèå ïðåäøåñòâåííèêà Homo sapiens (ïî âåðñèè Ðèñ. 8Â) òàêæå â Åâðîïå, ôàêò ïîÿâëåíèÿ òàì ëþäåé ñîâðåìåííîãî òèïà îêîëî 45 òûñ. ëåò òîìó íàçàä êàê ìèãðàíòîâ èç Àôðèêè â íàó÷íîé ëèòåðàòóðå ÿâëÿåòñÿ îáùåïðèíÿòûì (ñì. âûøå). Ðàçäåëüíîé ýâîëþöèåé ëèíèé, êîòîðûå îòäåëèëèñü îò îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà 800–500 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (Green et al., 2006) è ïðèâåëè ê íåàíäåðòàëüöàì è ñîâðåìåííûì ëþäÿì, ìîæíî îáúÿñíèòü äàííûå, ñâèäåòåëüñòâóþùèå î ñëó÷àéíîñòè èõ àíàòîìè÷åñêèõ ðàçëè÷èé: ñðàâíèòåëüíîå îáñëåäîâàíèå ÷åðåïîâ ïîêàçàëî, ÷òî ýòè ðàçëè÷èÿ îáóñëîâëåíû ñêîðåå ãåíåòè÷åñêèì äðåéôîì, ÷åì îòáîðîì â ñõîäíûõ óñëîâèÿõ ñðåäû (Weaver et al., 2007). 141

Ïðîèñõîæäåíèå ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà èç Àôðèêè ïîäòâåðæäåíî íåäàâíèìè ãåíåòè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè êàê ìóæñêîé ëèíèè (ïî ìóòàöèÿì íåïàðíîé ïîëîâîé Y õðîìîñîìû), òàê è æåíñêîé ëèíèè (ïî ìóòàöèÿì â ÄÍÊ ìèòîõîíäðèé, ïåðåäàâàåìûõ îò ìàòåðè äåòÿì ñ öèòîïëàçìîé ÿéöåêëåòêè). Âî âñåõ ñëó÷àÿõ ðå÷ü èäåò î íåéòðàëüíûõ ìóòàöèÿõ, êîòîðûå ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿþò íà ðàáîòó ñîäåðæàùèõ èõ “ïîëèìîðôíûõ” ãåíîâ è, ñëåäîâàòåëüíî, íå ÿâëÿþòñÿ ñóáúåêòàìè åñòåñòâåííîãî îòáîðà. Îòëè÷èåì “íåïàðíîé” Y õðîìîñîìû è ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ îò ïàðíûõ õðîìîñîì ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå ãåíåòè÷åñêèõ ðåêîìáèíàöèé, ò.å. ìåæõðîìîñîìíûõ îáìåíîâ ó÷àñòêàìè ÄÍÊ. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ó íèõ ëåã÷å ïðîñëåäèòü “âåðòèêàëüíóþ” ñîñòàâëÿþùóþ, ò.å. íàêàïëèâàíèå ìóòàöèé â ïîñëåäîâàòåëüíûõ ïîêîëåíèÿõ (ñì. Õóñíóòäèíîâà è Ëèìáîðñêàÿ, 2005). Ïðè ñîïîñòàâëåíèè íóêëåîòèäíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé Y õðîìîñîì ñîâðåìåííûõ ïîïóëÿöèé (íàðîäîâ) îáíàðóæåíî, ÷òî Y õðîìîñîìû âñåõ ìóæ÷èí ïðîèñõîäÿò îò Y õðîìîñîì, îáëàäàòåëè êîòîðûõ æèëè â Àôðèêå îêîëî 100 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (Ke Y. et al., 2001; Pakendorf and Stoneking, 2005; Stringer, 2002; Ray et al., 2005). Èññëåäîâàíèÿ ìóòàöèé ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ òàêæå ïðèâåëè â Àôðèêó êàê ðîäèíó ïðàìàòåðè âñåõ íûíå æèâóùèõ ëþäåé, ÷òî ñ ó÷åòîì ïåðâîãî ðåçóëüòàòà âïîëíå ëîãè÷íî (Cann et al., 1987; Vigilant et al., 1991; Penny et al., 1995; Passarino et al., 1998; Quintana-Murci et al., 1999; Mishmar et al., 2004; Macaulay et al., 2005; Pakendorf and Stoneking, 2005; Cruciani et al., 2002, 2007; Áåðìèøåâà Ì.À. è äð., 2003; Gonder et al., 2007; Rowold et al., 2007). Ê âûâîäó î ïðîèñõîæäåíèè ñîâðåìåííîãî ÷åëîâå÷åñòâà èç Àôðèêè ïðèøëè ðàçíûå ãðóïïû èññëåäîâàòåëåé, àíàëèçèðîâàâøèå ðàñïðåäåëåíèå ïîëèìîðôíûõ Alu ïîâòîðîâ è ðàçíîîáðàçèå ðÿäà ìèêðîñàòåëëèòîâ ó ðàçíûõ ïîïóëÿöèé: ñàìûå ñèëüíûå ðàñõîæäåíèÿ ñî âñåìè îñòàëüíûìè ïîïóëÿöèÿìè îêàçàëèñü ó êîðåííîãî íàñåëåíèÿ Àôðèêè (Batzer et al., 1994; Jorde et al., 1997; Tishkoff et al., 2000; Watkins et al., 2001, 2003; Antunez-de-Mayolo et al., 2002; Witherspoon et al., 2006; Xing et al., 2007). Ýòè æå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè âûäåëèòü Öåíòðàëüíî-Âîñòî÷íóþ Àôðèêó (Àôðèêó “ïîä Ñàõàðîé”) êàê ðåãèîí, â êîòîðîì îáèòàëè íàøè ïðàðîäèòåëè, ÷òî ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóåò ïðèâåäåííûì âûøå ïàëåîíòîëîãè÷åñêèì äàííûì (Gonder et al., 2007). Ãåíåòè÷åñêèé ïîèñê, îñóùåñòâëåííûé â ýòîì ðåãèîíå, ïîçâîëèë, êàê ïîëàãàþò íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè, ñóçèòü èñõîäíûé àðåàë äî ìåñòà îáèòàíèÿ ïëåìåíè, ïîíûíå çàíèìàþùåãîñÿ ñîáèðàòåëüñòâîì è îõîòîé. Èìåííî çäåñü íå ìåíåå 100 òûñ. ëåò òîìó íàçàä æèëè “íàó÷íûå” Àäàì è 142

Åâà. Ýòî áûë, âîçìîæíî, ñàìûé êðèòè÷åñêèé ïåðèîä äëÿ âèäà Homo sapiens, íàõîäèâøåãîñÿ íà ãðàíè âûìèðàíèÿ ïîñëå ñóùåñòâîâàíèÿ ê òîìó âðåìåíè óæå îêîëî 50 òûñ. ëåò. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî ñîõðàíèëîñü è çàòåì ðàçìíîæèëîñü ïîòîìñòâî åäèíñòâåííîãî êëàíà. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî “íàó÷íûå” Àäàì è Åâà ïåðåäàëè ñâîèì äåòÿì íàñëåäóåìûå êà÷åñòâà, îáåñïå÷èâøèå èì ïðåèìóùåñòâà ïåðåä ñîïëåìåííèêàìè è øàíñ íà âûæèâàíèå. Ýòî ìîãëè áûòü áîëåå âûñîêèå óìñòâåííûå ñïîñîáíîñòè, ïîçâîëèâøèå ëó÷øå îðãàíèçîâàòü îõîòó, îòïîð âðàãàì, ëèáî ïîâûøåííûé èììóíèòåò ê ðàçðàçèâøåéñÿ òîãäà ýïèäåìèè è ò.ä. Çà ïîñëåäóþùèå òûñÿ÷åëåòèÿ ëþäè ðàçìíîæèëèñü äî ìíîãèõ òûñÿ÷ îñîáåé. Îêîëî 70 000 ëåò òîìó íàçàä, êîãäà Homo sapiens áûë ðàñïðîñòðàíåí âî ìíîãèõ ðåãèîíàõ Àôðèêè, ãðóïïà ëþäåé äâèíóëà â ñòîðîíó Àðàâèè è ïîêèíóëà ðîäíîé ìàòåðèê. Àíàëèç ìóòàöèé, íàêîïèâøèõñÿ â Y õðîìîñîìå ó ìóæñêîãî “êîðåííîãî” íàñåëåíèÿ ðàçíûõ ðåãèîíîâ Çåìëè, è ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ ïîçâîëèë ïðîñëåäèòü ïóòè ðàííåé ìèãðàöèè ëþäåé, ïîêèíóâøèõ Àôðèêó. Ïîêà ìèãðàíòû äâèãàëèñü âìåñòå, íîâûå ìóòàöèè ðàñïðîñòðàíÿëèñü âî âñåé ïîïóëÿöèè, à êîãäà ïóòè ðàñõîäèëèñü, ó êàæäîé ãðóïïû ôîðìèðîâàëñÿ äîïîëíèòåëüíî ê óæå ñóùåñòâîâàâøèì ìóòàöèÿì ñâîé íàáîð ìóòàöèé. Ëþäè, îñòàâøèåñÿ íà ìåñòå, îêàçàëèñü ñàìîé ðàííåé îòäåëèâøåéñÿ îò âñåõ äðóãèõ âåòâüþ, è, ñîîòâåòñòâåííî, èõ ïîòîìêè èìåþò íàèìåíüøåå ÷èñëî îáùèõ ìóòàöèé ñî âñåì îñòàëüíûì íàñåëåíèåì Çåìëè. Íà Ðèñ. 9 âåñüìà ñõåìàòè÷íî ïîêàçàíû ðàçëè÷èÿ íàáîðîâ ìóòàöèé â Y õðîìîñîìàõ, êîòîðûå õàðàêòåðíû äëÿ ðàçíûõ ðåãèîíîâ Çåìëè. Öèôðîé “1” îáîçíà÷åíà “áàçîâàÿ” ïîñëåäîâàòåëüíîñòü. Äðóãèå öèôðû îáîçíà÷àþò ìóòàöèè, õàðàêòåðíûå äëÿ íàðîäîâ, çàñåëèâøèõ ðàçëè÷íûå ðåãèîíû. Èìåííî ýòè äàííûå ïîçâîëèëè âîññòàíîâèòü ìàðøðóòû ýòîé ðàííåé è, êàê ñ÷èòàþò ìíîãèå èññëåäîâàòåëè, åäèíñòâåííîé íàðîäîîáðàçóþùåé ýìèãðàöèè ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà èç Àôðèêè íà äðóãèå êîíòèíåíòû (QuintanaMurci et al., 1999; Mellars, 2003; Palanichamy et al., 2004; Macaulay et al., 2005; Sun et al., 2006; Fagundes et al., 2007; Underhill and Kivisild, 2007). Ôîðñèðîâàâ Êðàñíîå ìîðå â åãî þæíîé ÷àñòè è ïðîäâèãàÿñü âäîëü ïîáåðåæüÿ Èíäèéñêîãî îêåàíà, ëþäè ïðèøëè â Èíäèþ, à îòòóäà íà îñòðîâà â þæíîé ÷àñòè Òèõîãî îêåàíà (Sun et al., 2006) è â Àâñòðàëèþ, ãäå îáîñíîâàëèñü îêîëî 50 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (Bowler et al., 2003; Ingman and Gyllensten, 2003; Macaulay et al., 2005; Hudjashov G. et al., 2007). Ïðîäîëæàÿ äâèæåíèå íà Âîñòîê, ñîâðåìåííûé ÷åëîâåê ïîÿâèëñÿ â Êèòàå íå ïîçæå 40 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (Shang H. et al., 2007). 143

144

"









! 

! 

Ðèñ. 9.

&

#



!



!

$

#

&

%

F

! 



!

$

# ' &  ! 

# '

Ðèñ. 9. Ïóòè «íàðîäîîáðàçóþùåé» ìèãðàöèè ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà èç ÑåâåðîÂîñòî÷íîé Àôðèêè ïî äàííûì ìóòàöèîííîãî àíàëèçà. Îòìåòêè íà ñõåìàòè÷åñêèõ èçîáðàæåíèÿõ «Y» õðîìîñîìû îáîçíà÷àþò õàðàêòåðíûå ìóòàöèè, ïîçâîëÿþùèå îïðåäåëèòü î÷åðåäíîñòü ïîÿâëåíèÿ ïîïóëÿöèé è ïóòè èõ ìèãðàöèè. Ïðèñóòñòâèå ìóòàöèè «1» ó âñåõ ïîïóëÿöèé îçíà÷àåò, ÷òî ýòà ìóòàöèÿ – ñàìàÿ äðåâíÿÿ. Îòñóòñòâèå ó Àôðèêàíñêîé ïîïóëÿöèè âñåõ áîëåå ïîçäíèõ ìóòàöèé, ïðèñóòñòâóþùèõ ó äðóãèõ ïîïóëÿöèé, óêàçûâàåò íà ïåðâè÷íîñòü èìåííî Àôðèêàíñêîé ïîïóëÿöèè. Ðèñóíîê ñîçäàí ïðè ó÷àñòèè Ô. Â. Ãîðáåíêî.

Äðóãèå ãðóïïû ëþäåé íàïðàâèëèñü íà Ñåâåð, çàêðåïèëèñü íà Áëèæíåì Âîñòîêå, à çàòåì, ÷åðåç Áàëêàíû è Êàâêàç ñòàëè ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ íà áåñêðàéíèõ ïðîñòîðàõ Åâðàçèè (Torrini et al., 2006). Îêîëî 40 òûñ. ëåò òîìó íàçàä àíàòîìè÷åñêè ñîâðåìåííûå ëþäè ïðèøëè â Çàïàäíóþ Åâðîïó, ãäå óæå áîëåå 100 òûñ. ëåò îáèòàëè íåàíäåðòàëüöû (Churchill, 2001; Niewoehner, 2001; Gravina et al., 2005). Íåñêîëüêî ïîçæå ëþäè ïîÿâèëèñü â Êàçàõñòàíå, íà Àëòàå è â Þæíîé Ñèáèðè. È îíè âñòðåòèëèñü ñ äàâíî æèâøèìè òàì íåàíäåðòàëüöàìè (Krause et al., 2007). Íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, ÷òî îòíîñèòåëüíî ìåäëåííîå ïðîäâèæåíèå ëþäåé â ýòèõ íàïðàâëåíèÿõ (ïî ñðàâíåíèþ ñ èõ äâèæåíèåì ÷åðåç Àðàâèþ â Èíäèþ è Àâñòðàëèþ) ñâÿçàíî èìåííî ñ íåîáõîäèìîñòüþ ïðåîäîëåâàòü ñîïðîòèâëåíèå àáîðèãåíîâ-íåàíäåðòàëüöåâ. Ýòî ñîñóùåñòâîâàíèå ïðîäîëæàëîñü òûñÿ÷åëåòèÿìè (â Åâðîïå äî 15 òûñ. ëåò) ïîêà íåàíäåðòàëüöû íå èñ÷åçëè ñ ëèöà Çåìëè. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî íåàíäåðòàëüöåâ ïðè÷èñëÿþò ê àðõàè÷íûì ëþäÿì, îíè óìåëè ïîëüçîâàòüñÿ îãíåì è ìàëî óñòóïàëè ñîâðåìåííûì ëþäÿì â èñêóññòâå èçãîòîâëåíèÿ îðóäèé òðóäà (Churchill, 2001). Îíè äåëàëè óêðàøåíèÿ è, ïî-âèäèìîìó, áûëè ñïîñîáíû ê ÷ëåíîðàçäåëüíîé ðå÷è. Ïîñëåäíåå ïðåäïîëîæåíèå ñëåäóåò èç òîãî ôàêòà, ÷òî ó íåàíäåðòàëüöåâ áûë òîò æå âàðèàíò ãåíà FOXP2, êîòîðûé ïðèñóòñòâóåò ó ñîâðåìåííûõ ëþäåé, îáåñïå÷èâàÿ ÷ëåíîðàçäåëüíóþ è îñìûñëåííóþ ðå÷ü (Krause et al., 2007b; Trinkaus, 2007b). Îáúåì ìîçãà íåàíäåðòàëüöåâ áûë äàæå íåñêîëüêî áîëüøå, ÷åì ó ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà. Âîçìîæíî, íåàíäåðòàëüöû ñìîãëè áû ñîçäàòü ñâîþ öèâèëèçàöèþ. Îäíàêî 28 òûñ. ëåò òîìó íàçàä îíè èñ÷åçëè ñ ëèöà Çåìëè (Finlayson et al., 2006). Âûñêàçûâàëèñü ïðåäïîëîæåíèÿ î âûìèðàíèè íåàíäåðòàëüöåâ èç-çà ïîõîëîäàíèÿ íà Çåìëå, â ÷àñòíîñòè, íà Þãå Åâðîïû. Îäíàêî äî òîãî íåàíäåðòàëüöû áîëåå ñîòíè òûñÿ÷ ëåò (à ñ áëèæàéøèìè ïðåäøåñòâåííèêàìè ïî÷òè ìèëëèîí ëåò) æèëè â Åâðîïå è âîñòî÷íåå äî Ñèáèðè, ïåðåæèâ íå îäíî äëèòåëüíîå ïîõîëîäàíèå (Ëåäíèêîâûå ïåðèîäû). Ïîýòîìó ê î÷åðåäíîìó ïîõîëîäàíèþ îíè íå ìîãëè áûòü ïîäãîòîâëåíû õóæå, ÷åì ïðèøåäøèå ñ Þãà ñîâðåìåííûå ëþäè. 145

Óñòàíîâëåíî, ÷òî 40 òûñ. ëåò òîìó íàçàä â Àðêòè÷åñêîé îáëàñòè Åâðîïåéñêîé Ðîññèè óæå æèëè ëþäè (Pavlov P. et al., 2001). Ñîâðåìåííûé ÷åëîâåê ïîÿâèëñÿ íà Þãå Åâðîïû íå íàìíîãî ðàíüøå. Ñ ó÷åòîì ñêàçàííîãî âûøå âåëèêà âåðîÿòíîñòü, ÷òî Åâðîïåéñêóþ Àðêòèêó îñâàèâàëè íåàíäåðòàëüöû. Ïîõîæàÿ ñèòóàöèÿ â Ñèáèðè. Ñòîÿíêà ëþäåé, âîçðàñò êîòîðîé îêîëî 30 òûñ. ëåò, îáíàðóæåíà íà ðåêå ßíå äàëåêî çà Ïîëÿðíûì êðóãîì (Pitulko et al., 2004). Îäíàêî ñàìîå ðàííåå ïðîíèêíîâåíèå ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà íà þã Ñèáèðè äàòèðóåòñÿ ýòèì æå ïåðèîäîì. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, íåàíäåðòàëüöû óæå îáèòàëè òàì áîëåå 100 òûñ. ëåò, è ëîãè÷íî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî èìåííî èõ ñòîÿíêà îáíàðóæåíà â Çàïîëÿðíîé Ñèáèðè. Îêîí÷àòåëüíî âîïðîñ, êòî ïåðâûìè îñâàèâàë Àðêòèêó – íåàíäåðòàëüöû èëè ñîâðåìåííûå ëþäè, ìîæíî áóäåò ðåøèòü ïîñëå îáíàðóæåíèÿ êîñòíûõ îñòàíêîâ ýòèõ ïåðâîïðîõîäöåâ. Îäíàêî â ëþáîì ñëó÷àå âåðñèÿ ãèáåëè íåàíäåðòàëüöåâ èç-çà ïîõîëîäàíèÿ íåóáåäèòåëüíà. Ïðåäëîæåíû äâå ãèïîòåçû, îáúÿñíÿþùèå èñ÷åçíîâåíèå íåàíäåðòàëüöåâ èõ êîíòàêòàìè ñ ëþäüìè ñîâðåìåííîãî òèïà (êðîìàíüîëüöàìè). Ñîãëàñíî îäíîé èç íèõ íåàíäåðòàëüöû áûëè âûòåñíåíû êðîìàíüîëüöàìè â áóêâàëüíîì ñìûñëå ýòîãî ñëîâà, ò.å. ëèøåíû âîçìîæíîñòè äîáûâàòü ïèùó, óíè÷òîæåíû â ñòîëêíîâåíèÿõ, à âîçìîæíî, ïðîñòî ñúåäåíû. Ñëó÷àè êàííèáàëèçìà ñ îáåèõ ñòîðîí ïîäòâåðæäåíû íàõîäêàìè (Defleur et al., 1999; Fernàndez-Jalvo et al., 1999; Dalton, 2006). Ïðè ýòîì, íà îñíîâàíèè èññëåäîâàíèÿ êîñòíûõ îñòàíêîâ íåàíäåðòàëüöåâ è êðîìàíüîëüöåâ è ìóòàöèîííîãî àíàëèçà èõ ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ ñòîðîííèêè óêàçàííîé âåðñèè ïîä÷åðêèâàþò, ÷òî ãåíåòè÷åñêîãî ñìåøèâàíèÿ íå ïðîèñõîäèëî (Krings et al., 1997; Ovchinnikov et al., 2000; Scholz et al., 2000; Ponce de Leon and Zollikofer, 2001; Arsuaga et al., 2002; Caramelli et al., 2003; Serre et al., 2004). Ñîãëàñíî äðóãîé ãèïîòåçå, íàîáîðîò, âàæíóþ ðîëü â çàìåùåíèè ñûãðàë ãåíåòè÷åñêèé ôàêòîð: êðîìàíüîëüöû ñìåøàëèñü ñ íåàíäåðòàëüöàìè è ïîãëîòèëè èõ. Òàêîé âûâîä ñîãëàñóåòñÿ ñ äàííûìè ðÿäà àâòîðîâ, îáíàðóæèâøèõ â ãåíîìå ñîâðåìåííûõ ëþäåé ïðèçíàêè, êîòîðûå ìîãëè ïðèéòè îò íåàíäåðòàëüöåâ (Lahr and Foley, 1998; Plagnol and Wall, 2006; Foley and Lahr, 2007; Trinkaus, 2007a,b; Hawks et al., 2008).  ýòîì îòíîøåíèè áîëüøîé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò ãåí ìèêðîöåôàëèí, êîòîðûé ïîÿâèëñÿ ó ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà îêîëî 37 òûñ. ëåò òîìó íàçàä è ðàñïðîñòðàíèëñÿ âî ìíîãèõ ïîïóëÿöèÿõ. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ïðèøåë ýòîò ãåí îò àðõàè÷íîãî íîñèòåëÿ, ïðåäïîëîæè146

òåëüíî íåàíäåðòàëüöà (Evans et al., 2006b; Torroni et al., 2006). Ïðîâåðêà ýòîé ãèïîòåçû ñêîðî ñòàíåò âîçìîæíîé.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ïî ñîõðàíèâøèìñÿ ôðàãìåíòàì ÄÍÊ êîñòíîé òêàíè âåäåòñÿ ðàñøèôðîâêà ãåíîìà íåàíäåðòàëüöåâ. Óæå ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ðàçëè÷èå ãåíîìîâ ñîâðåìåííûõ ëþäåé è íåàíäåðòàëüöåâ ïî ñîñòàâó íóêëåîòèäîâ ëåæèò â ïðåäåëàõ 0.5%, â òî âðåìÿ êàê ðàçëè÷èå êàæäîãî èç íèõ ñ ãåíîìîì øèìïàíçå ñîñòàâëÿåò 1.2% (Cheng Z. et al., 2005; Noonan et al., 2006; Kehrer-Sawatzki H. and Cooper D.N., 2007).  äàííîì ñëó÷àå èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò âîïðîñ, áóäåò ëè ñðåäè ãåíîâ íåàíäåðòàëüöåâ âûÿâëåí ãåí ìèêðîöåôàëèíà. Åñëè ýòî ïðîèçîéäåò, òî ãèïîòåçà ïðèîáðåòåíèÿ ýòîãî ãåíà ñîâðåìåííûì ÷åëîâåêîì îò íåàíäåðòàëüöà ñòàíåò ïðàêòè÷åñêè äîêàçàííûì ôàêòîì. Åñëè ñìåøèâàíèå ãåíåòè÷åñêèõ ïðèçíàêîâ áûëî âîçìîæíî, òî çàìåùåíèå ïðîèñõîäèëî, ïî êðàéíåé ìåðå, ÷àñòè÷íî, ïóòåì àññèìèëÿöèè. Ðàññìîòðåííàÿ çäåñü âî ìíîãîì äðàìàòè÷åñêàÿ èñòîðèÿ çàìåùåíèÿ íåàíäåðòàëüöåâ ñîâðåìåííûìè ëþäüìè â Åâðîïå îòëè÷àåòñÿ îò äðóãèõ ïîäîáíûõ èñòîðèé, ïðîèñõîäèâøèõ â ðàçíûõ ðåãèîíàõ Åâðàçèè, êóäà ñòóïàëà íîãà ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà, òîëüêî áîëüøèì ÷èñëîì èçâåñòíûõ äåòàëåé. Îäíàêî â ïîñëåäíåå âðåìÿ ñèòóàöèÿ ìåíÿåòñÿ.  ñàìûõ ðàçíûõ ðåãèîíàõ îò Êèòàÿ äî Ñåâåðíîé Àôðèêè äåëàþòñÿ âñå íîâûå íàõîäêè, ïîäòâåðæäàþùèå âêëàä ìåñòíûõ àðõàíòðîïîâ â ãåíåòèêó ôîðìèðîâàâøèõñÿ òàì ðàñ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà. Îáíàðóæåíû ÷åðåïà, ïðèíàäëåæàâøèå ëþäÿì ñîâðåìåííîãî òèïà, êîòîðûå íåñóò òàêæå îïðåäåëåííûå ïðèçíàêè, ñâîéñòâåííûå àðõàíòðîïàì (Stringer, 2002). Ïîñëå ïîâñåìåñòíîãî èñ÷åçíîâåíèÿ àðõàè÷íûõ ëþäåé ÷àñòü ýòèõ ïðèçíàêîâ ñãëàäèëàñü, íî äðóãèå, îñîáåííî òå, êîòîðûå îêàçàëèñü ïîëåçíûìè, äîëæíû áûëè ñîõðàíèòüñÿ â ãåíåòè÷åñêîì ïóëå ÷åëîâå÷åñòâà, êàê ýòî èìååò ìåñòî ñ ãåíîì ìèêðîöåôàëèíà, ïðåäïîëîæèòåëüíî ïåðåíÿòûì îò íåàíäåðòàëüöåâ (ñì. âûøå). Áëàãîäàðÿ ýòèì íîâûì äàííûì âêëàä àðõàíòðîïîâ â ãåíåòèêó ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà ñòàë ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê çàìåòíûé (Satta and Takahata, 2002) è äàæå ÷óòü ëè íå êàê îïðåäåëÿþùèé (Eswaran et al., 2005).  ñâÿçè ñ ýòèìè íîâûìè âåÿíèÿìè íàïðàøèâàåòñÿ âîïðîñ, íàñêîëüêî ïðàâîìåðíî ñ÷èòàòü Homo sapiens è äðóãèõ ïðåäñòàâèòåëåé Homo, ïî ìåíüøåé ìåðå íà÷èíàÿ ñ Homo erectus, ðàçíûìè âèäàìè, åñëè îíè ñîõðàíÿëè ñïîñîáíîñòü ê ïðîäóêòèâíîìó ñêðåùèâàíèþ. Ëîãè÷íî ïîëàãàòü ýòó ÷àñòü Homo åäèíûì âèäîì, çà êîòîðûì ìîæíî áûëî áû çàêðåïèòü íàçâàíèå “÷åëîâåê ðàçóìíûé” (Homo sapiens). Âñå åãî ðàçíîâèäíîñòè ñîõðàíèëè áû íàèìåíîâàíèÿ, îáîçíà÷åííûå 147

íà Ðèñ. 8, è òîëüêî ÷åëîâåêà ñîâðåìåííîãî òèïà ñëåäîâàëî áû ïåðåèìåíîâàòü, íàïðèìåð, â Homo sapiens sapiens, êàê ýòî óæå äåëàþò íåêîòîðûå àâòîðû. Òàêîé ïîäõîä êàæåòñÿ òåì áîëåå ëîãè÷íûì, ÷òî ïî íåêîòîðûì îöåíêàì ôîðìèðîâàíèå âèäà – âåñüìà äëèòåëüíûé ïðîöåññ, òðåáóþùèé íå ìåíåå 2 ìëí ëåò (Curnoe and Thorne, 2003), è ïðîñòî íå áûëî äîñòàòî÷íî âðåìåíè äëÿ îáðàçîâàíèÿ ðàçíûõ âèäîâ. Åñòåñòâåííî, ðåøàòü ýòîò âîïðîñ áóäóò ñïåöèàëèñòû ïî ãåíåòèêå ïîïóëÿöèé. Èìåÿ â âèäó ýòè ñîîáðàæåíèÿ, ìû ñîõðàíèì â äàëüíåéøåì çà ñîâðåìåííûì ÷åëîâåêîì íàèáîëåå ÷àñòî èñïîëüçóåìîå íàèìåíîâàíèå Homo sapiens. Åñòåñòâåííî, âîçíèêàåò âîïðîñ, êàê è êîãäà ñîâðåìåííîå ÷åëîâå÷åñòâî ðàçäåëèëîñü íà ðàñû, åñëè îíî ïåðâîíà÷àëüíî îáðàçîâàëîñü â îïðåäåëåííîì ðåãèîíå Àôðèêè êàê åäèíàÿ ïîïóëÿöèÿ. Îäíèì èç âàæíûõ ôàêòîðîâ â ïðîöåññå äèâåðãåíöèè ïîïóëÿöèé ñ îáðàçîâàíèåì íàðîäîâ è ðàñ ðàññìàòðèâàþòñÿ ñèòóàöèè, èìåíóåìûå “ãîðëûøêîì áóòûëêè” (bottleneck), êîòîðûå ñâîäÿò ïîïóëÿöèþ ê ìèíèìóìó. Âñëåäñòâèå ýòîãî ïðè ïîñëåäóþùåì âîññòàíîâëåíèè ÷èñëåííîñòè ïîïóëÿöèÿ îêàçûâàåòñÿ ãåíåòè÷åñêè áîëåå îäíîðîäíîé, ÷åì áûëà ðàíåå. Îá îäíîé òàêîé ñèòóàöèè, ïîñòàâèâøåé ÷åëîâå÷åñòâî íà ãðàíü èñ÷åçíîâåíèÿ, óïîìèíàëîñü âûøå. Âûéäÿ èç ýòîãî êðèçèñà, ÷åëîâå÷åñòâî êàê ïîòîìñòâî îäíîãî êëàíà ñóùåñòâåííî ïîâûñèëî ñâîþ ãåíåòè÷åñêóþ îäíîðîäíîñòü. Ñëåäóåò ïîëàãàòü òàêæå, ÷òî âûøåäøèå èç Àôðèêè â ðàéîí Áëèæíåãî Âîñòîêà 80–60 òûñ. ëåò òîìó íàçàä ëþäè ïðèíàäëåæàëè áëèçêèì êëàíàì, ÷òî òàêæå îïðåäåëÿëî èõ âûñîêîå àíàòîìè÷åñêîå ñõîäñòâî. Äèâåðãåíöèÿ íà÷àëàñü ïîçæå, êîãäà ëþäè ðàçáèëèñü íà ãðóïïû, íàïðàâèâøèåñÿ â ðàçíûå ñòîðîíû, â òîì ÷èñëå â óäàëåííûå è òðóäíîäîñòóïíûå ìåñòà Åâðîïû è Àçèè, à òàêæå â Àâñòðàëèþ. Ñâÿçè ìåæäó íèìè åñëè è ñóùåñòâîâàëè, òî áûëè ñâåäåíû ê ìèíèìóìó. Äëèòåëüíîé èçîëÿöèè ñïîñîáñòâîâàëè ïðèðîäíûå êàòàêëèçìû, ïåðèîäè÷åñêè ââåðãàâøèå òó èëè èíóþ ïîïóëÿöèþ â ñèòóàöèþ “ãîðëûøêà áóòûëêè” (Ambrose, 1998; Bjîrklund, 2003; Ramakrishnan et al., 2005) . Ê ÷èñëó òàêèõ êàòàêëèçìîâ îòíîñÿò ñàìûé ìîùíûé èçâåñòíûé ñîâðåìåííîé íàóêå âçðûâ âóëêàíà Òîáî íà Ñóìàòðå, êîòîðûé ïðîèçîøåë â ïåðèîä ïåðâîíà÷àëüíîãî ðàññåëåíèÿ ëþäåé. Âûáðîøåííûé â ñòðàòîñôåðó ìàòåðèàë îáðàçîâàë ñôåðè÷åñêèé ñëîé, êîòîðûé çàêðûë Ñîëíöå è âûçâàë ñèëüíîå ïîõîëîäàíèå. Ïîëàãàþò, ÷òî ýòî ïîõîëîäàíèå ïîâëåêëî íàñòóïëåíèå Ëåäíèêîâîãî ïåðèîäà, äëèâøåãîñÿ òûñÿ÷åëåòèÿ (Ambrose, 1998).  óñëîâèÿõ ïîâûøåííîé îáîñîáëåííîñòè è çíà÷èòåëüíîãî ñíèæåíèÿ ÷èñëåííîñòè èç-çà ñóðî148

âîñòè óñëîâèé âíîâü ïîÿâëÿâøèåñÿ ìóòàöèè áûñòðî îõâàòûâàëè âñþ ïîïóëÿöèþ, íî èç-çà åå èçîëèðîâàííîñòè íå ðàñïðîñòðàíÿëèñü çà åå ïðåäåëû. Ïîñòåïåííî ìåæäó èçîëèðîâàííûìè ïîïóëÿöèÿìè íàêàïëèâàëèñü ðàçëè÷èÿ â àíàòîìè÷åñêîì ñòðîåíèè, â öâåòå êîæè, âîëîñ. Îáîñîáëåííîñòü êàê îäíî èç óñëîâèé äèâåðãåíöèè ïîïóëÿöèé íå âñåãäà ñëåäóåò ïîíèìàòü êàê òåððèòîðèàëüíóþ ðàçîáùåííîñòü.  Àôðèêå ñôîðìèðîâàëèñü è ñîõðàíÿþòñÿ ìíîæåñòâî ïðîæèâàþùèõáîê î áîê íàðîäíîñòåé. Äîñòàòî÷íî óïîìÿíóòü òàêèõ ñîñåäåé êàê ìàëåíüêèå ïèãìåè è î÷åíü êðóïíûå áàíòó. Èõ äèâåðãåíöèÿ íà÷àëàñü 60 òûñ. ëåò òîìó íàçàä, è áëèçîñòü ïðîæèâàíèÿ åé íå ïîìåøàëà. Äàæå â íàøå ïðîñâåùåííîå âðåìÿ ïî÷òè íåïðåîäîëèìûì ïðåïÿòñòâèåì äëÿ êîíòàêòîâ ìîãóò áûòü ïëåìåííûå, êàñòîâûå èëè ðåëèãèîçíûå îòëè÷èÿ. Ïðîöåññ îáðàçîâàíèÿ íûíå ñóùåñòâóþùèõ ðàñ è íàðîäîâ íå ñâîäèòñÿ èñêëþ÷èòåëüíî ê èçîëÿöèè è äèâåðãåíöèè. Âåñüìà ñóùåñòâåííûé ãåíåòè÷åñêèé âêëàä, êàê óæå ãîâîðèëîñü âûøå, ìîãëè âíîñèòü ìåñòíûå àðõàíòðîïû. Ðàçíîîáðàçèå â íàáîðû ïðèçíàêîâ âíîñèëè âñòðå÷íûå ïåðåñåëåíèÿ. Òàê, ïðîèñõîäèëà îáðàòíàÿ ìèãðàöèÿ ëþäåé â Àôðèêó (Cîrte-Real H.B., 1996; Olivieri, et al., 2007; Gonzàlez et al., 2007). Ïîýòîìó íåóäèâèòåëüíî, ÷òî ó íåêîòîðûõ àôðèêàíöåâ îáíàðóæèâàþò ÷åðòû åâðîïåéöåâ èëè ìîíãîëîèäîâ. Íà Àëòàå è â Ñèáèðè âñòðåòèëèñü äâà ëþäñêèõ ïîòîêà – èç Êèòàÿ-Ìîíãîëèè è ñî ñòîðîíû Êàâêàçà (Derenko et al., 2000; Äåðåíêî è äð., 2001). Ïðèçíàêè êàâêàçñêîé ëèíèè îáíàðóæèâàþò ñåé÷àñ ó àìåðèêàíñêèõ èíäåéöåâ (Brown et al., 1998). 7.2.2. Ìóëüòèðåãèîíàëüíàÿ ãèïîòåçà ôîðìèðîâàíèÿ Homo sapiens Õîòÿ àâòîðó ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïðåäïî÷òèòåëüíîé ïðåäñòàâëåííàÿ âûøå êîíöåïöèÿ ôîðìèðîâàíèÿ Homo sapiens â Àôðèêå è íàðîäîîáðàçóþùåãî âûõîäà ëþäåé ñîâðåìåííîãî òèïà èç Àôðèêè 80–60 òûñ. ëåò òîìó íàçàä, íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ýòîé êîíöåïöèè ïðèäåðæèâàþòñÿ íå âñå èññëåäîâàòåëè. Íà ìåñòíîñòè Äèðèíã-Þðÿõ âáëèçè ßêóòñêà áûëè îáíàðóæåíû êàìåííûå îðóäèÿ, êîòîðûå ïî äàòèðîâêàì îáíàðóæèâøèõ èõ èññëåäîâàòåëåé áûëè èçãîòîâëåíû 3.5–1.7 ìëí ëåò òîìó íàçàä (Ìî÷àíîâ, 1992; Ìî÷àíîâ è Ôåäîñååâà, 2002). Åñëè ïðèíÿòü ýòè äàòèðîâêè è âñïîìíèòü, ÷òî ïîäîáíûì èçäåëèÿì, îáíàðóæåííûì â Àôðèêå, 149

ïðèïèñûâàþò âîçðàñò íå áîëåå 2.2–2 ìëí ëåò, òî îêàæåòñÿ, ÷òî Ñèáèðü áûëà ïàðàëëåëüíûì, à âîçìîæíî, è ïåðâè÷íûì öåíòðîì ôîðìèðîâàíèÿ ÷åëîâå÷åñòâà. Ñîãëàñíî äðóãèì îöåíêàì, âîçðàñò òåõ æå èçäåëèé îêîëî 260 òûñ. ëåò (Waters et al., 1997). Òàêàÿ äàòèðîâêà, õîòü äàëåêî íå ñòîëü ñåíñàöèîííàÿ, ïðåäñòàâëÿåò çíà÷èòåëüíûé èíòåðåñ, ò.ê. ïîçâîëÿåò îöåíèòü âðåìÿ çàñåëåíèÿ Homo erectus Ïðèàðêòè÷åñêîé Ñèáèðè. Îáíàðóæåíèå êîñòíûõ îñòàíêîâ ëþäåé, èçãîòîâèâøèõ îáíàðóæåííûå â Äèðèíãå îðóäèÿ, ïîçâîëèò ðåøèòü ìíîãèå íàêîïèâøèåñÿ âîïðîñû. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî âûäâèãàëèñü òàêæå èäåè ïåðâîíà÷àëüíîãî ïîÿâëåíèÿ ÷åëîâåêà â Êèòàå (Tiemei C. et al., 1994; Shen et al., 2002) èëè â ðåãèîíå Èíäîíåçèè-Àâñòðàëèè (ñì. Adcock et al., 2001). Îäíàêî èõ íå ïîääåðæàëî áîëüøèíñòâî èññëåäîâàòåëåé (Rightmire, 1998; Kidder and Durband 2004; Liu W. et al., 2005). Êàê ðåàëüíàÿ àëüòåðíàòèâà ãèïîòåçå ðàñïðîñòðàíåíèÿ ëþäåé ñîâðåìåííîãî òèïà èñêëþ÷èòåëüíî èç Àôðèêè çíà÷èòåëüíîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëà ãèïîòåçà ìóëüòèðåãèîíàëüíîãî ôîðìèðîâàíèÿ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâå÷åñòâà.  ýòîé ãèïîòåçå êëþ÷åâàÿ ðîëü ïðèíàäëåæèò Homo erectus (÷åëîâåêó ïðÿìîõîäÿùåìó), ïîÿâèâøåìóñÿ â Àôðèêå íà 2 ìëí ëåò ðàíüøå Homo sapiens. Åãî ïåðâîíà÷àëüíîå ïîÿâëåíèå èìåííî â Àôðèêå îò àôðèêàíñêèõ æå ïðåäøåñòâåííèêîâ ïîäòâåðæäåíî ìíîãî÷èñëåííûìè íàõîäêàìè. Ýòè íàõîäêè ïîçâîëèëè ïîñòðîèòü ÷èñòî Àôðèêàíñêîå ãåíåàëîãè÷åñêîå äåðåâî Homo erectus íà 5 ìëí ëåò â ãëóáü âåêîâ (Ðàçäåë 7.1; Ðèñ. 7). Âûéäÿ èç Àôðèêè 1.8–1.7 ìëí ëåò òîìó íàçàä, H. erectus ðàñïðîñòðàíèëñÿ ïî âñåìó ìèðó (êðîìå Àìåðèêè). Åãî ïðèñóòñòâèå íà Êàâêàçå äàòèðîâàíî 1.7 ìëí ëåò (Vekua et al., 2002; Rightmire et al., 2006), â Åâðîïå – 1.7–1.3 ìëí ëåò (Arzarello et al., 2007), â Èíäîíåçèè – 1.7 ìëí ëåò (Swisher et al., 1994), â Âîñòî÷íîé Àçèè (Êèòàé) íå ìåíåå 800 ìëí ëåò (Shen G. et al. 2001; Zhu et al., 2004). Ñóùåñòâåííî ïîçæå, îêîëî 500 òûñ. ëåò òîìó íàçàä, H. erectus ïîÿâèëñÿ íà Þãå Ñèáèðè è íà Àëòàå (Äåðåâÿíêî, 1997). Íå ñðàçó áûëî ïðèçíàíî, ÷òî ßâàíñêèé ïèòåêàíòðîï è Êèòàéñêèé ñèíàíòðîï ïðèíàäëåæàò ýòîìó âèäó. Îäíàêî èññëåäîâàíèÿ ïîñëåäíèõ ëåò äîêàçûâàþò, ÷òî ýòè àðõàíòðîïû ïðåäñòàâëÿëè ðåãèîíàëüíûå ðàçíîâèäíîñòè Homo erectus (Leigh, 1992; Yamei et al., 2000; Gibbons, 2000; Antîn, 2002; Dennell and Roebroeks, 2005; Terhune et al., 2007). Ñîãëàñíî êîíöåïöèè ìóëüòèðåãèîíàëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà, ýòè ðàçíîâèäíîñòè (â òîì ÷èñëå îñòàâàâøèåñÿ â Àôðèêå) äàëè íåçàâèñèìî äðóã îò äðóãà è ïðàêòè÷åñêè ñèíõðîííî ðîñòêè, êîòîðûå â ñâîåì ïðàêòè÷åñêè íåçàâèñè150

ìîì ðàçâèòèè îñòàëèñü áëèçêè äðóã äðóãó è íå âûøëè çà ïðåäåëû åäèíîãî âèäà, ïîëó÷èâøåãî íàèìåíîâàíèå, ïðèñâîåííîå àôðèêàíñêîé âåòâè – Homo sapiens (Kramer, 1991; Treisman, 1995; Kramer, 1991). Èñõîäíûå ðàçëè÷èÿ, óíàñëåäîâàííûå Homo sapiens îò ðåãèîíàëüíûõ ðàçíîâèäíîñòåé Homo erectus è óñèëåííûå â õîäå äàëüíåéøåé ýâîëþöèè, ïðèâåëè ê äåëåíèþ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâå÷åñòâà íà ðàñû. Èìåííî ïðèñóòñòâèå óêàçàííûõ èñõîäíûõ ðàçëè÷èé ó ïðåäñòàâèòåëåé ðàçíûõ ðàñ (ò.å. ó “ðåãèîíàëüíûõ” Homo sapiens) ïðèâîäèòñÿ êàê àðãóìåíò â ïîëüçó ìóëüòèðåãèîíàëüíîé ãèïîòåçû (Durband, 2007). Îáå ãëàâíûå ãèïîòåçû ìîíîðåãèîíàëüíîãî (Àôðèêàíñêîãî) è ìóëüòèðåãèîíàëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ÷åëîâåêà ñîâðåìåííîãî òèïà äîïóñêàþò åãî ñìåøåíèå ñ ðåãèîíàëüíûìè àðõàíòðîïàìè, ÷òî çàòðóäíÿåò âûáîð ìåæäó ýòèìè ãèïîòåçàìè íà îñíîâàíèè òîëüêî èññëåäîâàíèÿ êîñòíûõ îñòàíêîâ. Êàê îòìå÷àëîñü âûøå (ïàðàãðàô 7.2.1.), äàííûå ìóòàöèîííîãî àíàëèçà ÄÍÊ ñîâðåìåííûõ ëþäåé ñêëîíÿþò ÷àøó âåñîâ â ïîëüçó ìîíîðåãèîíàëüíîé ãèïîòåçû. Îäíàêî àíàëèç ÄÍÊ, äîáûòîé èç êîñòíûõ îñòàíêîâ äðåâíèõ ëþäåé ñîâðåìåííîãî òèïà, ìîæåò âíåñòè âàæíûå óòî÷íåíèÿ.  ýòîì óáåæäàþò ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ êîñòíûõ îñòàíêîâ ëþäåé ñîâðåìåííîãî òèïà, æèâøèõ â Àâñòðàëèè îêîëî 60 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (Adcock et al., 2001). Èç îñòàíêîâ äåñÿòè èíäèâèäóóìîâ óäàëîñü äîáûòü ôðàãìåíòû ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ. Àíàëèç íóêëåîòèäíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé ïîêàçàë, ÷òî ýòè ëþäè ïðèíàäëåæàëè ëèíèè, êîòîðàÿ îáîñîáèëàñü åùå äî ïîÿâëåíèÿ â Àôðèêå ëèíèè æèâóùèõ íûíå ëþäåé. Òàêîé ðåçóëüòàò íå îáÿçàòåëüíî èíòåðïðåòèðîâàòü â ðàìêàõ ìóëüòèðåãèîíàëüíîé ãèïîòåçû. Îí ìîæåò îçíà÷àòü, ÷òî, êðîìå âûõîäà èç Àôðèêè ïîòîìêîâ «íàó÷íûõ» Àäàìà è Åâû, êîòîðûé â ìîíîðåãèîíàëüíîé ãèïîòåçå ðàññìàòðèâàëñÿ êàê åäèíñòâåííûé íàðîäîîáðàçóþùèé (ïàðàãðàô 7.2.1.), èìåë ìåñòî íåó÷òåííûé âûõîä òàêæå èç Àôðèêè ãðóïïû ëþäåé, ïðîèñõîäèâøèõ èç äðóãîãî êëàíà. Èìåííî ýòè ëþäè ïåðâîíà÷àëüíî çàñåëèëè Àâñòðàëèþ. Âïîñëåäñòâèè îíè âûìåðëè èëè, ÷òî áîëåå âåðîÿòíî, áûëè çàìåùåíû ïîñëåäîâàâøèìè âîëíàìè ïåðåñåëåíöåâ, ïðèíàäëåæàâøèõ óæå ëèíèè íûíå æèâóùèõ ëþäåé. Íîâûå è ñäåëàííûå ðàíåå íàõîäêè êàê â ñàìîé Àâñòðàëèè, òàê è íà ïóòè ê íåé, äëÿ êîòîðûõ îêàæåòñÿ âîçìîæíûì àíàëèç ÄÍÊ, ïîçâîëÿò îïðåäåëèòüñÿ â ýòîì èíòåðåñíîì âîïðîñå (Relethford, 2001). Ïðè ýòîì îñîáîå âíèìàíèå äîëæíî áûòü óäåëåíî âîçìîæíîìó çàñîðåíèþ äîáûòîé ÄÍÊ ÷óæåðîäíûì ìàòåðèàëîì è ñâÿçàííûì ñ ýòèì îøèáêàì (Cooper et al., 2001; Holden, 2001; Willerslev and Cooper, 2005; Donoghue and Spigelman, 2006). 151

Èçëîæåííàÿ â ýòîé ãëàâå èñòîðèÿ çàðîæäåíèÿ è ðàçâèòèÿ ðàçóìíîé æèçíè íà Çåìëå ïîäòâåðæäàåò óíèêàëüíîñòü è â ðÿäå ýëåìåíòîâ ñëó÷àéíîñòü ýòîãî ÿâëåíèÿ. Âñå èìåþùèåñÿ ñåé÷àñ äàííûå óêàçûâàþò íà îáðàçîâàíèå îêîëî 7 ìëí ëåò òîìó íàçàä åäèíñòâåííîé âåòâè ïðÿìîõîäÿùèõ ãîìèíèä, âñå ïîáåãè êîòîðîé çà ïîñëåäóþùèå 5 ìëí ëåò âûìåðëè, è òîëüêî îäèí óñïåë äàòü ðîñòîê – ðîä Homo, ïðèíöèïèàëüíî îòëè÷àþùèéñÿ îò âñåãî îñòàëüíîãî ìèðà æèâîòíûõ ñïîñîáíîñòüþ ìûñëèòü è òâîðèòü. Íî è òóò âñå âèñåëî íà âîëîñêå. Çà 2 ìëí ëåò ñóùåñòâîâàíèÿ ðîä Homî äàë íå ìåíåå ñåìè ïîáåãîâ, è òîëüêî îäèí èç íèõ, ñàìûé ïîñëåäíèé, Homo sapiens (èëè Homo sapiens sapiens), ïðåòåðïåâ óãðîæàâøèå åãî ñóùåñòâîâàíèþ ñóðîâûå êðèçèñû (bottlenecks), âñå æå óöåëåë.  äðóãèõ ñëó÷àÿõ ðîä, ó êîòîðîãî ñîõðàíèëñÿ òîëüêî îäèí ïîáåã, ñ÷èòàëñÿ áû óãàñàþùèì, íî Homo sapiens, ðàñïðîñòðàíèâøèñü ïî âñåìó ìèðó è ñîçäàâ öèâèëèçàöèþ, óæå îáåçîïàñèë ñåáÿ îò ïðèðîäíûõ àíîìàëèé è ýïèäåìèé, êîòîðûå óãðîæàëè åìó ðàíåå. Ýòî óíèêàëüíûé ñëó÷àé. Äîñòàòî÷íî ñêàçàòü, ÷òî íà Çåìëå ïðèñóòñòâóåò ìíîãî âèäîâ îáåçüÿí, êîòîðûå ñóùåñòâóþò äåñÿòêè ìèëëèîíîâ ëåò. Âìåñòå ñ òåì, òðóäíî ïðåäñòàâèòü ñóùåñòâîâàíèå â íàøå âðåìÿ ðàçíûõ âèäîâ ëþäåé. Âåäü äàæå â ïðåäåëàõ åäèíñòâåííîãî ñîõðàíèâøåãîñÿ âèäà Homo sapiens ïðîÿâëÿþòñÿ âåñüìà îñòðûå ðàñîâûå è ðåëèãèîçíûå ïðîòèâîðå÷èÿ, ÷àñòî ïðèâîäÿùèå ê êðîâîïðîëèòíûì âîéíàì. Èòàê, èìååò ìåñòî ðåäêàÿ ñèòóàöèÿ: âîçíèêøèå íà ïðîòÿæåíèè ñåìè ìèëëèîíîâ ëåò ïðÿìîõîäÿùèå ãîìèíèäû, êàê ïðåäøåñòâåííèêè ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà, òàê è áîêîâûå âåòâè, èñ÷åçëè, è áëèæàéøèìè íàøèìè ðîäñòâåííèêàìè èç íûíå ïðèñóòñòâóþùèõ íà Çåìëå îêàçàëèñü øèìïàíçå. Åñòåñòâåííî çàäàòüñÿ âîïðîñîì, êàêîâû äàëüíåéøèå ïåðñïåêòèâû ÷åëîâå÷åñòâà. Íå ïîëó÷èòñÿ ëè òàê, ÷òî è ïîñëåäíèé ïîáåã Homo èñ÷åçíåò ñ ëèöà Çåìëè, à ñàìûìè ïðîäâèíóòûìè èíòåëëåêòóàëüíî âíîâü îêàæóòñÿ îáåçüÿíû? Ñëåäóåò òàêæå íàïîìíèòü î êàòàñòðîôàõ, êîòîðûå ìîãóò óíè÷òîæèòü âñå æèâîå.

152

Ãëàâà VIII. ÅÑÒÜ ËÈ Ó ×ÅËÎÂÅ×ÅÑÒÂÀ ÁÓÄÓÙÅÅ? Ýòîò âîïðîñ âûçûâàåò èíòåðåñ ó ìíîãèõ ñîâðåìåííèêîâ. Îí çàòðàãèâàåòñÿ â ðÿäå ìîíîãðàôèé ñàìîãî ïîñëåäíåãî âðåìåíè (Íàçàðåòÿí, 2001; Ãëýä, 2005; Àðóòþíîâ è Ñòðåêîâà, 2006; Çóáîâ, 2002). Ïðåæäå âñåãî, ñëåäóåò îïðåäåëèòüñÿ, ÷òî ïîíèìàòü ïîä áóäóùèì ÷åëîâå÷åñòâà. Åãî ïðàêòè÷åñêè íåò, åñëè ïðîèçîéäåò ÿäåðíàÿ âîéíà. Ïîýòîìó ìû êîñíåìñÿ ýòîé ñîöèàëüíîé ïðîáëåìû â ïåðâóþ î÷åðåäü. Òîëüêî âûâîä î ñîõðàíåíèè ó ÷åëîâå÷åñòâà øàíñîâ èçáåæàòü ñàìîóíè÷òîæåíèÿ ïðèäàñò ñìûñë ðàññìîòðåíèþ áóäóùèõ ïðèðîäíûõ êàòàêëèçìîâ, êîòîðûå, â ïðèíöèïå, íåèçáåæíû, íî ìîãóò îêàçàòüñÿ íåîæèäàííûìè, à òàêæå ïîñòåïåííûõ èçìåíåíèé êîñìè÷åñêîãî ìàñøòàáà, êîòîðûå çàòðîíóò è Çåìëþ. 8.1. “Ñîöèàëüíûé” âàðèàíò ãèáåëè öèâèëèçàöèè Îáùåïðèçíàíî, ÷òî ñàìîóíè÷òîæåíèå ÿâëÿåòñÿ ðåàëüíîé óãðîçîé ñóùåñòâîâàíèþ íàøåé öèâèëèçàöèè. Ýòà ìíîãîïëàíîâàÿ è âåñüìà áîëåçíåííî äèñêóòèðóåìàÿ ïðîáëåìà äîëæíà ðàññìàòðèâàòüñÿ ñïåöèàëüíî. Çäåñü ìû òîëüêî êîñíåìñÿ åå â ñâÿçè ñ öåíòðàëüíûì âîïðîñîì, îáñóæäàåìûì â íàñòîÿùåé êíèãå: ïðè÷èíîé íàøåãî îäèíî÷åñòâà â äîñòóïíîì äëÿ îáùåíèÿ êîñìîñå. Ìû áóäåì èñõîäèòü èç äîâîëüíî î÷åâèäíîãî ïîñòóëàòà: òîëüêî ãóìàííîå, èçáåãàþùåå íàñèëèÿ ñîîáùåñòâî ìîæåò ñòàòü òåõíè÷åñêè âûñîêîðàçâèòîé è ïðèòîì ñòàáèëüíîé, ñïîñîáíîé ïðåòåíäîâàòü íà ïðàêòè÷åñêè áåñêîíå÷íî äîëãîå ñóùåñòâîâàíèå öèâèëèçàöèåé. Ëþáàÿ öèâèëèçàöèÿ, ýâîëþöèîíèðóÿ, äîëæíà ïðåîäîëåòü ðÿä ïðîÿâëåíèé äèêîñòè, äîñòàâøèõñÿ íàì ïî íàñëåäñòâó îò æèâîòíûõ. Åñëè ãîâîðèòü î íàøåé öèâèëèçàöèè, òî îäíî èç òàêèõ ïðîÿâëåíèé – êàííèáàëèçì – ïðåîäîëåí, ïðè÷åì, ÷òî âàæíî, íå òîëüêî çàêîíîäàòåëüíî. Ó àáñîëþòíîãî áîëüøèíñòâà ëþäåé, ïî êðàéíåé ìåðå â íîðìàëüíîé îáñòàíîâêå, âûðàáîòàí çàïðåò íà ñúåäàíèå ñåáå ïîäîáíûõ, çàêðåïëåííûé íà ôèçèîëîãè÷åñêîì óðîâíå. Îäíàêî îòñóòñòâóåò 153

ïîäîáíûé çàïðåò íà äðóãîå ïðîÿâëåíèå äèêîñòè – âîéíó. Êîëëåêòèâû çàêîíîïîñëóøíûõ âûñîêîîáðàçîâàííûõ ëþäåé ñîçäàþò âñå íîâûå è íîâûå òèïû îðóæèÿ, ïðåäíàçíà÷åííîãî äëÿ óáèéñòâà ëþäåé. Äðóãèå íå ìåíåå çàêîíîïîñëóøíûå ëþäè ïî äàííîìó èì ïðèêàçó âîåâàòü íà÷èíàþò, èñïîëüçóÿ ýòî îðóæèå è âñå, ÷òî ïîïàäåò ïîä ðóêó, êàëå÷èòü è óáèâàòü äðóã äðóãà, à çàîäíî äåòåé è ñòàðèêîâ, ïðè÷åì ñ÷åò æåðòâ äàæå “ñðåäíåé” âîéíû èäåò íà ìèëëèîíû. Ìåæäóíàðîäíûå êîíâåíöèè ðåãóëèðóþò ïðàâèëà, ïðè ñîáëþäåíèè êîòîðûõ âîéíà ìîæåò ñ÷èòàòüñÿ “çàêîííîé”. Åñòåñòâåííî, íå âñå ñòîëü îäíîçíà÷íî. Âî ìíîãèõ âîéíàõ ìîæíî ÷åòêî îáîçíà÷èòü àãðåññîðà è ñòîðîíó, âûíóæäåííóþ îáîðîíÿòüñÿ. Ëåãêî ïðåäñòàâèòü, ÷åì êîí÷èëàñü áû Âòîðàÿ ìèðîâàÿ âîéíà è êàêîâî áûëî áû ñåé÷àñ ÷åëîâå÷åñòâó, åñëè áû âîîðóæåííûì îêàçàëñÿ òîëüêî àãðåññîð. Íî è íûíåøíèé ìèð ñîõðàíÿåòñÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, áëàãîäàðÿ áàëàíñó âîîðóæåíèé, â òîì ÷èñëå ÿäåðíûõ. Òàêîé ìèð íåóñòîé÷èâ, è âåðîÿòíûé âûõîä èç íåãî – íîâàÿ ìèðîâàÿ âîéíà. Ïðåäûäóùèå âîéíû ïðè âñåé èõ æåñòîêîñòè íå óãðîæàëè ñóùåñòâîâàíèþ ÷åëîâå÷åñòâà. Íîâàÿ êðóïíîìàñøòàáíàÿ âîéíà, â êîòîðîé áóäåò ïðèìåíåíî ÿäåðíîå è, ïî-âèäèìîìó, äðóãîå óëüòðàñîâðåìåííîå îðóæèå, à ñðåäè îáúåêòîâ àòàê îêàæóòñÿ àòîìíûå ýëåêòðîñòàíöèè, ñòàíåò òàêîé óãðîçîé. Âñå ÷àùå âûñêàçûâàåòñÿ ìíåíèå, ÷òî ðîñò òåõíè÷åñêèõ âîçìîæíîñòåé, îïåðåæàþùèé ãóìàíèçàöèþ îáùåñòâà, ÿâëÿåòñÿ çàêîíîìåðíîñòüþ è ïî÷òè íåèçáåæíî âåäåò ê ãèáåëè öèâèëèçàöèè. Âûøå, îáñóæäàÿ ïðè÷èíû ìîë÷àíèÿ êîñìîñà, ìû íàøëè îáúÿñíåíèå â ÷ðåçâû÷àéíî íèçêîé âåðîÿòíîñòè ïîÿâëåíèÿ â õîäå ýâîëþöèè ðàçóìíûõ ñóùåñòâ, ñïîñîáíûõ ñîçäàòü âûñîêîòåõíîëîãè÷íóþ öèâèëèçàöèþ. Ïîýòîìó â îáîçðèìîì êîñìîñå ìû – åäèíñòâåííûå. Îäíàêî, êàê ïðîäåìîíñòðèðîâàíî âûøå, íåëüçÿ èãíîðèðîâàòü è ñîöèàëüíûé âàðèàíò. Îí äîïóñêàåò, ÷òî ðàçóìíàÿ æèçíü íåîäíîêðàòíî âîçíèêàëà â äîñÿãàåìûõ äëÿ îáùåíèÿ çâåçäíûõ ñèñòåìàõ. Îäíàêî êàæäûé ðàç, êîãäà öèâèëèçàöèÿ äîñòèãàëà òåõíîëîãè÷åñêîé ñòàäèè, îíà ñîçäàâàëà îðóæèå ìàññîâîãî óíè÷òîæåíèÿ, ýòî îðóæèå ïóñêàëîñü â õîä, è öèâèëèçàöèÿ ãèáëà èëè îòêàòûâàëàñü äàëåêî íàçàä. Íà ïðèìåðå íàøåé öèâèëèçàöèè ìîæíî ñäåëàòü íåêîòîðûå îöåíêè. ×åëîâåê ñîâðåìåííîãî òèïà (Homo sapiens) ïîÿâèëñÿ îêîëî 150 òûñ. ëåò òîìó íàçàä. Öèâèëèçàöèÿ, åñëè âåñòè îòñ÷åò îò ïîÿâëåíèÿ ïèñüìåííîñòè, ñóùåñòâóåò 5–6 òûñÿ÷ ëåò. Íàó÷íî-òåõíè÷åñêàÿ ðåâîëþöèÿ, èíèöèèðîâàâøàÿ ïåðåõîä ê òåõíîëîãè÷åñêîé (èíäóñòðèàëüíîé) öèâèëèçàöèè, ïðîèçîøëà îêîëî 100 ëåò òîìó íàçàä. Óæå ÷åðåç 154

50 ëåò áûëî ñîçäàíî ÿäåðíîå, à âñêîðå è òåðìîÿäåðíîå îðóæèå. Áûëî íåñêîëüêî îñòðûõ ñèòóàöèé, êîãäà ñòðàíû, îáëàäàþùèå ÿäåðíûì îðóæèåì, áûëè íà ãðàíè âîéíû ñ åãî ïðèìåíåíèåì (âîéíà â Êîðåå â 1946 ã., Áåðëèíñêèé êðèçèñ â 1958–1961 ãã., Êàðèáñêèé êðèçèñ â 1962 ã.). Ïîêà îáîøëîñü. Áîëåå òîãî, íàïðÿæåíèå ìåæäó âåäóùèìè ÿäåðíûìè äåðæàâàìè íåñêîëüêî ñíèçèëîñü. Îäíà èç ïðè÷èí – îáùèé ñòðàõ ïåðåä ìèðîâûì òåððîðèçìîì, êîòîðûé íå ïðèçíàåò íèêàêèõ êîíâåíöèé è íå îñòàíîâèòñÿ ïåðåä ïðèìåíåíèåì ÿäåðíîãî îðóæèÿ, åñëè óäàñòñÿ èì îâëàäåòü. Ê óñëóãàì òåððîðèñòîâ òàêæå áàêòåðèîëîãè÷åñêîå îðóæèå è ñèëüíåéøèå ÿäû. È âñå æå, òåððîðèñòàì íå ïîä ñèëó óíè÷òîæèòü öèâèëèçàöèþ. Ýòî ñïîñîáíû ñäåëàòü òîëüêî çàòåÿâøèå âîéíó Âåëèêèå äåðæàâû. Ìîæíî îöåíèòü îæèäàåìûå â íàñòóïèâøåì ñòîëåòèè ïîòåðè îò âîîðóæåííûõ êîíôëèêòîâ, ïðîñëåäèâ äèíàìèêó âîåííûõ ïîòåðü çà ïîñëåäíèå ñòîëåòèÿ: â 18-ì âåêå – íå áîëåå 1 ìëí, â 19-ì âåêå – íå ìåíåå 10 ìëí, â 20-ì âåêå (âî âñåõ âîéíàõ) – ñâûøå 100 ìëí ÷åëîâåê.  âîéíå 21-ãî âåêà ñ ïðèìåíåíèåì îðóæèÿ ìàññîâîãî óíè÷òîæåíèÿ ìîãóò ïîãèáíóòü óæå ìèëëèàðäû ëþäåé. Îñòàâøèìñÿ (åñëè òàêîâûå áóäóò) â òå÷åíèå ñòîëåòèé ïðèäåòñÿ âîññòàíàâëèâàòü òåõíè÷åñêèé ïîòåíöèàë, çàòåì âíîâü ïîÿâèòñÿ îðóæèå ìàññîâîãî óíè÷òîæåíèÿ, è ñèòóàöèÿ ïîâòîðèòñÿ.  êàêîé-òî ìîìåíò îêðóæàþùàÿ ñðåäà ñòàíåò ñîâñåì íåïðèãîäíîé äëÿ ñóùåñòâîâàíèÿ æèâîòíûõ è ðàñòåíèé. Îñòàíóòñÿ òîëüêî ïðîñòåéøèå îðãàíèçìû, è ýâîëþöèÿ ïîéäåò ïî íîâîìó êðóãó ñ âåñüìà ìàëîé âåðîÿòíîñòüþ âûõîäà íà ðàçóìíûå ñóùåñòâà. Äîïóñòèì, ÷òî, ïîìèìî çåìíîé öèâèëèçàöèè, â äîñòóïíîì îáùåíèþ êîñìîñå çà ïîñëåäíèé ìèëëèàðä ëåò âîçíèêëè äåñÿòêè ðàçóìíûõ ñîîáùåñòâ. “Ñîöèàëüíûé” âàðèàíò ïðåäðåêàåò ñàìîëèêâèäàöèþ öèâèëèçàöèè âñêîðå ïîñëå åå âñòóïëåíèÿ â òåõíîëîãè÷åñêóþ ýðó. Ïîýòîìó âåðîÿòíîñòü ïàðàëëåëüíîãî ñóùåñòâîâàíèÿ òåõíîëîãè÷åñêèõ öèâèëèçàöèé ìàëà. Äàæå â òåõ ðåäêèõ ñëó÷àÿõ, êîãäà ïåðèîäû ñóùåñòâîâàíèÿ êàêèõ-òî öèâèëèçàöèé ïåðåêðûâàþòñÿ, îíè èç-çà ðàííåé ãèáåëè íå óñïåâàþò ðàçâèòü òåõíîëîãèè è ñîçäàòü ýíåðãåòè÷åñêèå ìîùíîñòè, íåîáõîäèìûå äëÿ ïåðåäà÷è ñèãíàëîâ, êîòîðûå ðåàëüíî ïîçâîëÿëè áû èì óñòàíîâèòü êîíòàêò äðóã ñ äðóãîì. Ãëàâíûì ïîñòóëàòîì, íà êîòîðîì áàçèðóåòñÿ ýòà ïåññèìèñòè÷åñêàÿ êîíöåïöèÿ, ÿâëÿåòñÿ ñîõðàíåíèå â òå÷åíèå âñåãî âðåìåíè ñóùåñòâîâàíèÿ öèâèëèçàöèè ïñèõîëîãè÷åñêîé óñòàíîâêè íà ðåøåíèå âîçíèêàþùèõ êîíôëèêòîâ âîåííûì ïóòåì è, òàêèì îáðàçîì, ôàòàëüíîå äâèæåíèå ê íåèçáåæíîìó ñàìîóáèéñòâó. Íà ïðèìåðå Çåìíîé öèâèëè155

çàöèè ìû ïîïûòàåìñÿ ïîêàçàòü, ÷òî ýòîò ïîñòóëàò íå âåðåí. Íà ñàìîì äåëå ëåãêî ïðîñëåäèòü íàðàñòàâøóþ ïðàêòè÷åñêè ïàðàëëåëüíî ñ íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé ðåâîëþöèåé ãóìàíèçàöèþ ÷åëîâå÷åñêîãî îáùåñòâà. Ïðèòîì, ÷òî äðåâíèå îáùåñòâà áûëè âåñüìà æåñòîêè ïî îòíîøåíèþ ê âðàãàì, ðàáàì, à ïîä÷àñ è ñîáñòâåííûì ãðàæäàíàì, ãóìàíèñòû áûëè âî âñå âðåìåíà. Àðèñòîôàí ïî÷òè 2400 ëåò òîìó íàçàä â ïüåñå Ëèñèñòðàòà ïðåäëîæèë õèòðîóìíûé ïðîåêò “çàãîâîðà æåí”, êîòîðûé, êàê ïîëàãàë àâòîð, ìîã áû â ñëó÷àå åãî îñóùåñòâëåíèÿ âíåñòè âàæíûé âêëàä â óñòàíîâëåíèå âñåîáùåãî ìèðà. Îäíàêî âïëîòü äî XIX âåêà ⠓âûñøåì îáùåñòâå” êàðüåðà âîåííîãî ñ÷èòàëàñü íàèáîëåå ïðåñòèæíîé. Âîéíû XX âåêà ñ èõ íåèñ÷èñëèìûìè ïîòåðÿìè âûçâàëè ðåàêöèþ, êàêîé íèêîãäà ðàíåå íå áûëî. Ïîâèííûõ âî Âòîðîé ìèðîâîé âîéíå ñóäèë Ìåæäóíàðîäíûé òðèáóíàë, è ïðèãîâîðû áûëè èñïîëíåíû. Áûë ñîçäàí ìåæäóíàðîäíûé îðãàí, Ñîâåò Áåçîïàñíîñòè, íàäåëåííûé ïîëíîìî÷èÿìè ïðåäîòâðàùàòü è îñòàíàâëèâàòü âîéíû. Ê îñëóøàâøèìñÿ ìîãóò áûòü ïðèìåíåíû ñàíêöèè, êîòîðûõ îáÿçàíû ïðèäåðæèâàòüñÿ ñòðàíû – ÷ëåíû Îðãàíèçàöèè Îáúåäèíåííûõ Íàöèé, à ýòî ïî÷òè âñå ñòðàíû íàøåé ïëàíåòû. Ìû óïîìèíàåì îá ýòèõ õîðîøî èçâåñòíûõ ñîáûòèÿõ òîëüêî äëÿ òîãî, ÷òîáû èëëþñòðèðîâàòü âàæíûé òåçèñ: âïåðâûå çà âñþ èñòîðèþ ÷åëîâå÷åñòâà íå òîëüêî â ìàññàõ, íî è ó ïðàâÿùèõ êðóãîâ ïðîèçîøåë ïîâîðîò ê îñîçíàíèþ æèçíåííîé íåîáõîäèìîñòè ñìåíû âåêòîðà. Çíàêîì òàêîãî ïîâîðîòà ÿâèëîñü ñîçäàíèå Ìåæäóíàðîäíîãî àãåíòñòâà ïî àòîìíîé ýíåðãèè (ÌÀÃÀÒÝ), íàäåëåííîãî ïðàâîì èíñïåêöèè àòîìíûõ ïðåäïðèÿòèé. Ïëàíåòàðíûå îðãàíû ñäåðæèâàíèÿ åùå äàëåêî íå âñåãäà ýôôåêòèâíû è, áåçóñëîâíî, ïîëèòèçèðîâàíû. Îäíàêî î÷åâèäíî, ÷òî ÷åëîâå÷åñòâî ïðåäïðèíÿëî ãåðîè÷åñêèå óñèëèÿ äëÿ òîãî, ÷òîáû ñâåðíóòü ñ “òðîïû âîéíû”. Ïðîäîëæàÿ äâèæåíèå â ñòîðîíó îò íåå, íàøà öèâèëèçàöèÿ ïîëó÷àåò øàíñ èçáåæàòü ñàìîóáèéñòâåííîé âîéíû. Íî ëîãè÷íî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî è äðóãèå öèâèëèçàöèè, äîéäÿ äî ðîêîâîé ÷åðòû, ïðèíèìàëè áû àíàëîãè÷íûå ðåøåíèÿ è ïîëó÷àëè áëàãîäàðÿ ýòîìó øàíñ íà âûæèâàíèå.  îáîçðèìîì êîñìîñå, êîòîðûé ìû î÷åðòèëè ðàäèóñîì 500 ñâåòîâûõ ëåò, ïðèñóòñòâóþò îêîëî ìèëëèîíà çâåçäíûõ ñèñòåì. Âî ìíîãèõ èç íèõ, êàê ñëåäóåò èç îïûòà íàøåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, äîëæíà ñóùåñòâîâàòü æèçíü. Ïðåäïîëîæåíèå âûñîêîé âåðîÿòíîñòè ïîÿâëåíèÿ â õîäå ýâîëþöèè ðàçóìíûõ ñóùåñòâ ïðè ñàìûõ ñêðîìíûõ ïîäñ÷åòàõ ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ â î÷åð÷åííîì íàìè ïðîñòðàíñòâå ñîòåí öèâèëèçàöèé. È åñëè “ñîöèàëüíûé” âàðèàíò ðàííåé ãèáåëè öèâèëèçàöèè íå ÿâëÿåòñÿ íåèçáåæíûì, òî ñëåäîâàëî îæèäàòü ïðèñóòñòâèÿ 156

â ýòîé çîíå öèâèëèçàöèé-äîëãîæèòåëåé, óñïåøíî ïðåîäîëåâøèõ îïàñíûé ïåðèîä “ðàííåãî âîçðàñòà”. Îäíàêî, êàê ñëåäóåò èç îáñóæäåíèÿ â íà÷àëå êíèãè (Ãëàâà 1), íåò ïðèçíàêîâ èõ ðåàëüíîãî ñóùåñòâîâàíèÿ. Ñêàçàííîå âûøå âîçâðàùàåò èíòåðåñ ê “ýâîëþöèîííîé” ãèïîòåçå óíèêàëüíîñòè íàøåé öèâèëèçàöèè è ïðèäàåò ñìûñë äàëüíåéøåìó èçëîæåíèþ. 8.2. Îïàñíûå äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà ïðèðîäíûå ÿâëåíèÿ â íàñòîÿùåì è áóäóùåì Íåêîòîðûå ïðèðîäíûå ÿâëåíèÿ, íåñóùèå îïàñíîñòü ÷åëîâå÷åñòâó, ìîãóò áûòü âûçâàíû åãî æå äåÿòåëüíîñòüþ. Òàê, ñóùåñòâóþò ïðîãíîçû, ïðåäðåêàþùèå ëþäÿì âûìèðàíèå â íå î÷åíü äàëåêîì áóäóùåì ïî ýêîëîãè÷åñêèì ïðè÷èíàì (íàðóøåííûé áàëàíñ ãàçîâ â àòìîñôåðå, îòðàâëåíèå Çåìëè îòõîäàìè, èñ÷åðïàíèå ïðèðîäíûõ ðåñóðñîâ è äð.). Îäíàêî ñîõðàíÿåòñÿ íàäåæäà, ÷òî, ïîäîéäÿ ê îïàñíîé ÷åðòå, ÷åëîâå÷åñòâî êîíñîëèäèðóåòñÿ è, èñïîëüçóÿ òåõíè÷åñêèé ïðîãðåññ, ðåøèò ýòèì æå ïðîãðåññîì ïîðîæäåííûå ýêîëîãè÷åñêèå ïðîáëåìû, êàê ýòî óæå áûâàëî â ïðîøëîì. Òàêèì îáðàçîì, ïðèçíàâàÿ ðåøàåìîñòü êàê ñîöèàëüíûõ (Ðàçäåë 8.1), òàê è ýêîëîãè÷åñêèõ ïðîáëåì, ìû áóäåì ïðèäåðæèâàòüñÿ îïòèìèñòè÷íîãî ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî ÷åëîâå÷åñòâî èìååò ïåðñïåêòèâó ñóùåñòâîâàòü î÷åíü äîëãî. Íàïîìíèì, ÷òî Homo erectus ñóùåñòâîâàë 2 ìëí ëåò. Îí âñòðåòèëñÿ ñ ñîâðåìåííûì ÷åëîâåêîì, êîãäà òîò ñòàë ðàññåëÿòüñÿ â Àçèè 50-60 òûñ. ëåò òîìó íàçàä. Âîçìîæíî, ýòà âñòðå÷à îêàçàëàñü ðîêîâîé äëÿ Homo erectus. Íåêîòîðûå ðûáû è çåìíîâîäíûå ñóùåñòâóþò 300–400 ìëí ëåò. Ñðàâíåíèå èñêîïàåìûõ îñòàíêîâ (îòïå÷àòêîâ) ñ ñîâðåìåííûìè ýêçåìïëÿðàìè ñâèäåòåëüñòâóåò î âåñüìà íåçíà÷èòåëüíûõ àíàòîìè÷åñêèõ èçìåíåíèÿõ, åñëè îíè âîîáùå ïðîèçîøëè. Íåêîòîðûå âèäû ìëåêîïèòàþùèõ (ñóì÷àòûå, ãðûçóíû) ñóùåñòâóþò áîëüøå ñòà ìèëëèîíîâ ëåò è òîæå íå ïðåòåðïåëè ñóùåñòâåííûõ èçìåíåíèé. Ìû íå çíàåì, ñêîëüêî âðåìåíè åùå îòâåäåíî ýòèì äðåâíèì âèäàì (âî ìíîãîì ýòî çàâèñèò îò ïîâåäåíèÿ ÷åëîâåêà), íî â íàñòîÿùåå âðåìÿ îíè íå îáíàðóæèâàþò ïðèçíàêîâ äåãðàäàöèè. Åñòü îñíîâàíèÿ ïîëàãàòü, ÷òî ó ëþäåé ïðè áëàãîïðèÿòíûõ óñëîâèÿõ, ñîçäàíèå êîòîðûõ âî ìíîãîì çàâèñèò îò íèõ ñàìèõ, ïåðñïåêòèâû åùå ëó÷øå. Îäíàêî, ÷òîáû ó ÷åëîâå÷åñòâà áûëî áóäóùåå, íåîáõîäèìî óæå ñåé÷àñ ïðåäñòàâëÿòü îïàñíîñòè, âûçâàííûå 157

ïðèðîäíûìè êàòàêëèçìàìè, êîòîðûå ìîãóò ïðîèçîéòè êàê â áëèçêîì, òàê è â îòäàëåííîì áóäóùåì. 8.2.1. Èçìåíåíèÿ êëèìàòà  íàñòîÿùåå âðåìÿ íè îäíó èç ðàññìîòðåííûõ âåðñèé ïðîèñõîæäåíèÿ Ïîçäíåïåðìñêîãî è Ïîçäíåòðèàññêîãî êðèçèñîâ (âíóòðåííèå ïðè÷èíû èëè óäàð àñòåðîèäà) íåëüçÿ ñ÷èòàòü äîêàçàííîé îêîí÷àòåëüíî. Îäíàêî îñîçíàíèå òîãî, ÷òî è áåç âìåøàòåëüñòâà ñî ñòîðîíû êîñìîñà Çåìëÿ ìîãëà ïðîÿâèòü ñåáÿ êàê òâîðåö êàòàñòðîôè÷åñêèõ èçìåíåíèé ñðåäû è ìàññîâûõ âûìèðàíèé, ÷ðåçâû÷àéíî âàæíî íå òîëüêî äëÿ ïîíèìàíèÿ, êàê ïðîõîäèë ýâîëþöèîííûé ïðîöåññ â ïðîøëîì, íî è äëÿ ïðåäñòàâëåíèÿ î òîì, ÷òî ìîæåò íàñ îæèäàòü â áóäóùåì. Êàòàñòðîôà íà ãðàíèöå K/T è îáíàðóæåíèå ãðîìàäíûõ óäàðíûõ êðàòåðîâ íà Çåìëå, Ëóíå, äðóãèõ ïëàíåòàõ ÿâèëèñü ïðåäóïðåæäåíèåì ÷åëîâå÷åñòâó îá îïàñíîñòè, ãðîçÿùåé åìó èç êîñìîñà. Åùå 20 ëåò òîìó íàçàä òàêóþ îïàñíîñòü ìàëî êòî ðàññìàòðèâàë âñåðüåç. Îïðåäåëåííóþ ïàðàëëåëü ìîæíî ïðîâåñòè ñ ðàçâèòèåì ïðåäñòàâëåíèé î âîçìîæíûõ ïîñëåäñòâèÿõ ðîñòà ñîäåðæàíèÿ óãëåêèñëîòû â àòìîñôåðå. Äî ïîñëåäíåãî âðåìåíè ýòè ÿâëåíèÿ ñâÿçûâàëè, â îñíîâíîì, ñ ãðÿäóùèì ãëîáàëüíûì ïîòåïëåíèåì, òàÿíèåì ëüäîâ íà ïîëþñàõ è â ãîðàõ, ïîäíÿòèåì óðîâíÿ îêåàíà è çàòîïëåíèåì áîëüøèõ ó÷àñòêîâ íûíåøíåé ñóøè. Åñòåñòâåííî, òàêèå èçìåíåíèÿ îáåùàþò áîëüøèå íåóäîáñòâà äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà, íî îòíþäü íå êàòàñòðîôè÷íû. Îäíàêî ïðîâåäåííàÿ ãåîõèìèêàìè è ïàëåîíòîëîãàìè ðàñøèôðîâêà ïðîèñõîäèâøèõ íà ãðàíèöå Ïåðìü-Òðèàñ ñîáûòèé, èíèöèèðîâàííûõ óâåëè÷åíèåì âûõîäà óãëåêèñëîòû è ìåòàíà, óêàçûâàåò íà êàðäèíàëüíûå èçìåíåíèÿ ñîñòàâà ãàçîâ â îêåàíå è àòìîñôåðå, â ÷àñòíîñòè, ñíèæåíèå ñîäåðæàíèÿ ñâîáîäíîãî êèñëîðîäà, ÷òî ïðèâåäåò ê ïî÷òè ïîëíîé ñìåíå ôëîðû è ôàóíû (ïàðàãðàô 6.1.3.). Åñëè ýòè èçâëå÷åííûå èç î÷åíü äàëåêîãî ïðîøëîãî ñâåäåíèÿ ñâîåâðåìåííî íå ïîäâåðãíóòü àíàëèçó, â ÷àñòíîñòè, íå îïðåäåëèòü ðàííèå ïðèçíàêè ïðîèñøåäøåãî êîãäà-òî êàòàêëèçìà, òî âîçíèêíè ïîäîáíûå òåíäåíöèè â áóäóùåì, ÷åëîâå÷åñòâó áóäåò òðóäíî ñïðàâèòüñÿ ñ äàëåêî çàøåäøèì ðàçâèòèåì ñîáûòèé.  çåìíîé àòìîñôåðå íàøèõ äíåé àáñîëþòíûé óðîâåíü óãëåêèñëîòû íàèìåíüøèé çà ïîñëåäíèå 500 ìëí ëåò. Âî âðåìÿ Ïîçäíåïåðìñêîãî êðèçèñà ñîäåðæàíèå óãëåêèñëîòû â àòìîñôåðå âîçðàñòàëî äî óðîâíÿ, ïðåâûøàþùåãî íûíåøíèé â 10 ðàç. È â ïîñëåäóþùèå ýïîõè 158

êîëè÷åñòâî óãëåêèñëîòû ïîääåðæèâàëîñü íà óðîâíå, â òðè-ïÿòü ðàç ïðåâûøàþùåì ñîâðåìåííûé óðîâåíü.  ìåíüøåì ìàñøòàáå ÿâëåíèÿ, îïèñàííûå âûøå äëÿ Ïîçäíåïåðìñêîãî è Ïîçäíåòðèàññêîãî êðèçèñîâ, ïîâòîðÿëèñü íåîäíîêðàòíî. Ïîñëåäíèé ïîäúåì êîëè÷åñòâà óãëåêèñëîòû, êîòîðûé ïðèâåë ê îáåñêèñëîðîæèâàíèþ îêåàíà è àòìîñôåðû, îòìå÷åí íà ãðàíèöå Ïàëåîöåíà îêîëî 54 ìëí ëåò òîìó íàçàä.  íàñòîÿùåå âðåìÿ èìåííî áëàãîäàðÿ íèçêîìó óðîâíþ óãëåêèñëîòû â àòìîñôåðå íåïîñðåäñòâåííîé îïàñíîñòè íåò. Îäíàêî âíîâü íàìåòèëñÿ ðîñò ñîäåðæàíèÿ óãëåêèñëîòû â àòìîñôåðå (êàê ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, èç-çà òåõíîëîãè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà, õîòÿ åñòü è âîçðàæåíèÿ). Åñëè òàêîé ðîñò ïðîäîëæèòñÿ åùå 150–200 ëåò, òî áóäåò äîñòèãíóòà îïàñíàÿ ÷åðòà, çà êîòîðîé íà÷íóò äåéñòâîâàòü íàðóøàþùèå ðàâíîâåñèå ïðîöåññû, îïèñàííûå âûøå â ñâÿçè ñ Ïîçäíåïåðìñêèì è Ïîçäíåòðèàññêèì êðèçèñàìè. Ïî ïîñëåäñòâèÿì äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà è âñåãî æèâîãî ìèðà òàêîé ñöåíàðèé íå ìåíåå êàòàñòðîôè÷åí, ÷åì ñòîëêíîâåíèå Çåìëè ñ êðóïíûì êîñìè÷åñêîì òåëîì, îïàñíîñòü êîòîðîãî óæå îñîçíàíà. Ìû âèäèì, ÷òî ïðèøëî âðåìÿ çàäóìàòüñÿ îá îïàñíîñòÿõ, èñõîäÿùèõ îò ñàìîé Çåìëè. Ýòî îçíà÷àåò ðàçâèòèå ãåîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â íàïðàâëåíèÿõ, êîòîðûå ìîæíî ñ÷èòàòü íàèáîëåå ñóùåñòâåííûìè äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ êàòàñòðîôû, âûçâàííîé ïîâûøåííûì âóëêàíèçìîì. Ê íèì ìîæíî îòíåñòè õàðàêòåðèñòèêó äèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ðàñïëàâëåííîé ìàíòèè è àíàëèç ïîñëåäñòâèé ïîäâèæåê êîíòèíåíòàëüíûõ ïëèò äëÿ ñîñòîÿíèÿ êîðû. Î÷åâèäíóþ àêòóàëüíîñòü ïðåäñòàâëÿåò òàêæå äåòàëüíîå èçó÷åíèå íåäàâíî îòêðûòûõ ïðèäîííûõ “îàçèñî┠– ñîîáùåñòâ ìèêðîîðãàíèçìîâ, ðàñòåíèé è æèâîòíûõ, ìíîãèå èç êîòîðûõ ðàíåå íå áûëè èçâåñòíû íàóêå. Îíè ôîðìèðóþòñÿ âáëèçè òàê íàçûâàåìûõ ÷åðíûõ êóðèëüùèêî⠖ ïåðìàíåíòíî ôóíêöèîíèðóþùèõ èñòî÷íèêîâ òåðìàëüíûõ âîä, ãàçîâ è ãðÿçåé. Îñíîâîé ýòèõ ñîîáùåñòâ ÿâëÿþòñÿ õåìîòðîôíûå ìèêðîîðãàíèçìû.  ñëó÷àå àêòèâèçàöèè âóëêàíè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè, â òîì ÷èñëå íà îêåàíè÷åñêîì äíå, ýòè ìèêðîîðãàíèçìû ìîãóò ðàñïðîñòðàíèòüñÿ çíà÷èòåëüíî øèðå, èíèöèèðóÿ öåïî÷êó âåäóùèõ ê êàòàñòðîôå ñîáûòèé, êîòîðûå îïèñàíû âûøå. Âîçìîæíî, èìåííî ïðåäîòâðàùåíèå ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîèçâîäÿùèõ ñóëüôèä âîäîðîäà ïðèäîííûõ ìèêðîîðãàíèçìîâ ÿâèòñÿ íàèáîëåå äîñòóïíûì âîçäåéñòâèåì, ñïîñîáíûì îñòàíîâèòü íåáëàãîïðèÿòíîå ðàçâèòèå ñîáûòèé. Âûøå ìû îáðàùàëè âíèìàíèå íà ñîáûòèÿ, êîòîðûå â áîëüøîé ñòåïåíè çàâèñÿò îò àêòèâèçàöèè âóëêàíèçìà, âåäóùåãî ê óâåëè÷åíèþ âûõîäà äâóîêèñè óãëåðîäà (CO2) è ìåòàíà â àòìîñôåðó. Îäíàêî, èìåÿ 159

â âèäó îáùóþ òåíäåíöèþ ê ïîõîëîäàíèþ íà ïðîòÿæåíèè ïîñëåäíèõ 35 ìëí ëåò è íèçêèé óðîâåíü CO2 â àòìîñôåðå, âïîðó ãîâîðèòü î ïðîäîëæàþùåìñÿ ïåðèîäå ïîíèæåííîãî âóëêàíèçìà íà Çåìëå. Ïîýòîìó íåóäèâèòåëüíî, ÷òî íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè ïðåäðåêàþò íå ïîòåïëåíèå, à íàîáîðîò, ïîõîëîäàíèå íà ïëàíåòå. Îíè òàêæå îáðàùàþò âíèìàíèå íà ãðÿäóùèé ïåðèîä ïîíèæåííîé ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè.  ñî÷åòàíèè ñ íèçêèì ñîäåðæàíèåì CO2 óìåíüøåííûé ïðèòîê ëó÷åâîé ýíåðãèè ïðèâåäåò ê ïîõîëîäàíèþ èëè äàæå âûçîâåò îëåäåíåíèå Çåìëè (McElroy, 1994; Perry and Hsu, 2000). Òàêèì îáðàçîì, òðåáóåò äîïîëíèòåëüíîãî ðàññìîòðåíèÿ âîïðîñ, ñëåäóåò ëè ñòðåìèòüñÿ ïîíèçèòü ñîäåðæàíèå CO2 â àòìîñôåðå ñ òåì, ÷òîáû ïîìåøàòü ïîòåïëåíèþ, èëè, íàîáîðîò, ïîâûøàòü åãî ñîäåðæàíèå äëÿ óñèëåíèÿ ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà è ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîõîëîäàíèÿ. Ýòîò âîïðîñ ñòàíåò îñîáåííî àêòóàëüíûì, êîãäà èñïîëüçóåìûå êàê òîïëèâî èñêîïàåìûå óãëåâîäîðîäû, êîòîðûå ïðè ñãîðàíèè îáðàçóþò CO2, áóäóò èñ÷åðïàíû. Ñëåäóåò íàäåÿòüñÿ, îäíàêî, ÷òî ê òîìó âðåìåíè òåõíè÷åñêèå âîçìîæíîñòè ÷åëîâå÷åñòâà áóäóò äîñòàòî÷íû äëÿ ïîääåðæàíèÿ âîêðóã Çåìëè ñîõðàíÿþùåé òåïëî îáîëî÷êè.  ãåîôèçè÷åñêîì ñìûñëå Çåìëÿ ïðîäîëæàåò áûòü æèâîé ïëàíåòîé (Êóçíåöîâ, 1992). Ìàòåðèêîâûå ïëèòû ïëàâàþò íà òåêó÷åé âñëåäñòâèå âíóòðåííåãî ðàçîãðåâà è âûñîêîãî äàâëåíèÿ ìàíòèè, â ñîñòàâå êîòîðîé, â îñíîâíîì, ãîðíûå ïîðîäû, êîòîðûå èíîãäà â âèäå ëàâû (ìàãìû) âûðûâàþòñÿ íàðóæó. Ïðè ñòîëêíîâåíèè ïëèò âîçíèêàþò íîâûå ãîðíûå ìàññèâû. Ãîðîîáðàçîâàíèå ïðîòèâîäåéñòâóåò ïðîöåññàì âûâåòðèâàíèÿ.  îòñóòñòâèå ãîðîîáðàçîâàíèÿ âûâåòðèâàíèå ïðåâðàòèëî áû ìàòåðèêè â ïëîñêîå äíî Âñåìèðíîãî îêåàíà. Èìåííî òàêîé íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè âèäÿò Çåìëþ â îòäàëåííîì áóäóùåì, êîãäà ðàäèîàêòèâíûå èçîòîïû, ðàçîãðåâàþùèå íåäðà Çåìëè, áóäóò èñ÷åðïàíû, ìàíòèÿ çàòâåðäååò è äâèæåíèå ìàòåðèêîâ ïðåêðàòèòñÿ. Íî ïîðîèçîéäåò ýòî ÷åðåç ìèëëèàðäû ëåò. 8.2.2. Àñòåðîèäíàÿ îïàñíîñòü Ãîâîðÿ îá îáåñïå÷åíèè áëàãîïðèÿòíûõ ïðèðîäíûõ óñëîâèé äëÿ äîëãîãî ñóùåñòâîâàíèÿ ÷åëîâå÷åñòâà, ìû, â ïåðâóþ î÷åðåäü, èìååì â âèäó óñïåøíîå îòðàæåíèå êîñìè÷åñêèõ óãðîç. Ñàìîé àêòóàëüíîé îñòàåòñÿ îïàñíîñòü ñòîëêíîâåíèÿ Çåìëè ñ àñòåðîèäîì èëè êîìåòîé (Rabinowitz et al., 2000; Morrison, 2003; Bland, 2005). Ïàäåíèå íà Çåìëþ êîñìè÷åñêèõ òåë èìåëî ìåñòî íåñ÷åòíîå 160

êîëè÷åñòâî ðàç â ïðåäûäóùåé èñòîðèè è áóäåò óãðîæàòü Çåìëå â ëþáîé ìîìåíò åå äàëüíåéøåãî ñóùåñòâîâàíèÿ (Ðèñ. 6). Äî îïðåäåëåííîãî ìîìåíòà, à èìåííî äî ñîáûòèÿ íà ãðàíèöå K/T, ïðèâåäøåãî ê ãèáåëè äèíîçàâðîâ, êàòàñòðîôû, âûçâàííûå ïàäåíèåì àñòåðîèäîâ, ñëåäóåò ñ÷èòàòü ïîëåçíûìè äëÿ íàñ, ëþäåé, ò.ê. îíè íàïðàâëÿëè ýâîëþöèþ â òî, âîçìîæíî, åäèíñòâåííîå ðóñëî, êîòîðîå âåëî åå ê ñîçäàíèþ ðàçóìà (ñì. òàêæå Cockell and Bland, 2005). Ïîñëå òîãî, êàê ñ ãèáåëüþ äèíîçàâðîâ ìëåêîïèòàþùèå, â ÷àñòíîñòè ïðèìàòû, îêîí÷àòåëüíî óòâåðäèëèñü è óñïåøíî ðàçâèâàëèñü, ëþáûå êàòàñòðîôû ñòàëè íåæåëàòåëüíûìè, ò.ê. ìîãëè áû ïðèâåñòè ê èñ÷åçíîâåíèþ òîé åäèíñòâåííîé âåòâè, êîòîðàÿ âåëà ê ðàçóìíûì ñóùåñòâàì. Íà ñàìîì äåëå, ïàäåíèÿ êðóïíûõ àñòåðîèäîâ ïðîèñõîäèëè è ïîñëå êàòàñòðîôû íà ãðàíèöå K/T. Îá ýòîì ïîäðîáíåå ãîâîðèëîñü âûøå. Ïàäåíèå êðóïíûõ êîñìè÷åñêèõ òåë â áóäóùåì ïðåäñòàâèò óãðîçó íåïîñðåäñòâåííî öèâèëèçàöèè ëþäåé. Æèçíü áîëüøåé ÷àñòè ÷åëîâå÷åñòâà ïîëíîñòüþ çàâèñèò îò íàó÷íî-òåõíè÷åñêîãî ïðîãðåññà, à òðóä âûñîêîñïåöèàëèçèðîâàí. Ïîõîëîäàíèå, ãàðü îò ïîæàðîâ è äðóãèå èçìåíåíèÿ â àòìîñôåðå, ïðåêðàùåíèå ñíàáæåíèÿ ýíåðãèåé, ãèáåëü óðîæàÿ è óíè÷òîæåíèå çàïàñîâ ïðîäîâîëüñòâèÿ, à òàêæå ïðàêòè÷åñêè íåèçáåæíîå ðàäèîàêòèâíîå çàãðÿçíåíèå ïëàíåòû âûçîâóò ñðåäè îñòàâøèõñÿ â æèâûõ ëþäåé ãîëîä è ìàññîâûå çàáîëåâàíèÿ, êîòîðûå â ñîçäàâøèõñÿ óñëîâèÿõ íåâîçìîæíî áóäåò ëå÷èòü. Îáíàäåæèâàþò äâà îáñòîÿòåëüñòâà. Âî-ïåðâûõ, ÷åëîâå÷åñòâî, íàêîíåö, îñîçíàëî âñþ îïàñíîñòü ñòîëêíîâåíèÿ Çåìëè ñ êðóïíûì êîñìè÷åñêèì òåëîì. Âî-âòîðûõ, óæå òåõíè÷åñêè äîñòóïåí ðÿä ñïîñîáîâ áîðüáû ñ íàöåëåííûìè íà Çåìëþ àñòåðîèäàìè è êîìåòàìè. Ýòè ñïîñîáû ìîãóò îêàçàòüñÿ íåäîñòàòî÷íûìè äëÿ çàùèòû îò òåë äèàìåòðîì áîëåå 1–2 êì. Îäíàêî ïðåäñòàâëÿþò îïàñíîñòü è ìåíåå êðóïíûå òåëà, âñòðå÷à ñ êîòîðûìè íàèáîëåå âåðîÿòíà (Brown et al., 2002; Morrison, 2003). Íàïîìíèì, ÷òî ýíåðãèÿ âçðûâà äàæå íå äîëåòåâøåãî äî Çåìëè “Òóíãóññêîãî ìåòåîðèòà” (íà ñàìîì äåëå, îñêîëêà êîìåòû ðàçìåðîì 70–100 ì) áûëà ýêâèâàëåíòíà âçðûâó 12 ìëí òîíí òðîòèëà. Ïðîèçîéäè ïîäîáíûé âçðûâ íàä ãóñòîíàñåëåííûì ðàéîíîì è, òåì áîëåå, ãîðîäîì, ìîãëè ïîãèáíóòü ñîòíè òûñÿ÷ ëþäåé.  íàøå âðåìÿ ñóùåñòâóåò äîïîëíèòåëüíàÿ îïàñíîñòü ðàçðóøåíèÿ àòîìíûõ ðåàêòîðîâ, ÷òî óæå ãðîçèò ãëîáàëüíûìè ïîñëåäñòâèÿìè. Ïîìèìî ìîùíîãî ïîÿñà àñòåðîèäîâ, íàõîäÿùåãîñÿ ìåæäó îðáèòàìè Ìàðñà è Þïèòåðà (âîçìîæíî, îáëîìêè ðàçâàëèâøåéñÿ íåêîãäà ïëàíåòû), ñóùåñòâóåò òàêæå ëîêàëüíûé ïîÿñ èç, ïðèìåðíî, 1000 àñòå161

ðîèäîâ, ðàñïîëàãàþùèéñÿ áëèçêî ê Çåìëå (ò.å. îíè ñîïðîâîæäàþò Çåìëþ â åå äâèæåíèè âîêðóã Ñîëíöà). Ñòîëêíîâåíèå ñ ýòèìè àñòåðîèäàìè íàèáîëåå âåðîÿòíî (Rabinowitz et al., 2000).  íàñòîÿùåå âðåìÿ çàðåãèñòðèðîâàíû áîëåå 1000 àñòåðîèäîâ, îðáèòû êîòîðûõ ïåðåñåêàþòñÿ ñ îðáèòîé Çåìëè. Ê íèì îòíîñèòñÿ íåäàâíî îáíàðóæåííûé àñòåðîèä 2004/ED17, ðàçìåð êîòîðîãî 500–700 ì (ìàññà îêîëî 1 ìëðä ò). Åãî îïàñíîå ñáëèæåíèå ñ Çåìëåé ïðîèçîéäåò 4-ãî ìàÿ 2102 ã. Ïî ïðåäâàðèòåëüíûì ðàñ÷åòàì âåðîÿòíîñòü ñòîëêíîâåíèÿ 0.1%. Ýòî áûëà áû êàòàñòðîôà, ýêâèâàëåíòíàÿ ïîñëåäñòâèÿì âçðûâà âñåãî ÿäåðíîãî îðóæèÿ, íàêîïëåííîãî íà Çåìëå. Àñòåðîèä Àïîôèñ (äèàìåòð 600 ì) â ñëåäóþùèé ðàç âñòðåòèòñÿ ñ Çåìëåé 13 àïðåëÿ 2029 ã. Îí ëèáî âðåæåòñÿ â Çåìëþ, ëèáî ñòàíåò åå ñïóòíèêîì. Íàñòîðàæèâàþùèå ïðîãíîçû ñäåëàíû è îòíîñèòåëüíî äðóãèõ ïðîõîäèâøèõ âáëèçè Çåìëè òåë. Ýòî àñòåðîèäû Äèîíèñèé (äèàìåòð 1 êì), Òóòàòèñ (äâå ãëûáû äèàìåòðîì 2 è 3 êì), Òîðî (äèàìåòð 7.6 êì), àñòåðîèäû ãðóïïû Àòîí è äð. Åùå åñòü âðåìÿ äëÿ óòî÷íåíèÿ îðáèò ýòèõ òåë è, åñëè îïàñåíèÿ ïîäòâåðäÿòñÿ, äëÿ ïðèíÿòèÿ ðåøåíèÿ î íåîáõîäèìûõ ìåðàõ ïî ïðåäîòâðàùåíèþ ñòîëêíîâåíèÿ èëè ñìÿã÷åíèÿ åãî ïîñëåäñòâèé. Ïðåäëîæåíî ìíîãî ñõåì ðàñïîëîæåíèÿ íåñóùèõ òåëåñêîïû ñòàíöèé, êàê ñîñòàâëÿþùèõ áëèæíèé ýñêîðò Çåìëè, òàê è óäàëåííûõ íà ñîòíè ìèëëèîíîâ êèëîìåòðîâ, â òîì ÷èñëå ðàñïîëîæåííûõ íà äðóãèõ ïëàíåòàõ è èõ ñïóòíèêàõ. Åñòåñòâåííî, äëÿ îáðàáîòêè èíôîðìàöèè, ïîñòóïàþùåé ñ ìíîãî÷èñëåííûõ íàáëþäàþùèõ êîñìîñ òåëåñêîïîâ, íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü ìîùíûå âû÷èñëèòåëüíûå êîìïëåêñû. Ïîñëå ñîçäàíèÿ ñåòè ñòàíöèé íàáëþäåíèÿ è îáðàáàòûâàþùèõ èíôîðìàöèþ êîìïëåêñîâ äàæå íåáîëüøèå, íî îïàñíûå äëÿ îáèòàòåëåé Çåìëè òåëà (ïîïåðå÷íèêîì 70–100 ì) áóäóò îáíàðóæèâàòüñÿ íà ðàññòîÿíèÿõ â ñîòíè ìèëëèîíîâ êèëîìåòðîâ. Íàèáîëåå î÷åâèäíûì è ðàäèêàëüíûì ñðåäñòâîì çàùèòû ÿâëÿåòñÿ òåðìîÿäåðíûé çàðÿä, äîñòàâëåííûé ê ëåòÿùåìó ê Çåìëå òåëó èëè äàæå âíåäðåííûé â åãî òîëùó ñ òåì, ÷òîáû âçðûâ ïåðåâåë òåëî íà äðóãóþ îðáèòó èëè ðàçðóøèë åãî. Ïðè óñëîâèè äîñòàòî÷íîé óäàëåííîñòè òåëà îò Çåìëè ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí îäèí èç ìÿãêèõ òàêæå øèðîêî îáñóæäàâøèõñÿ ìåòîäîâ, ðàññ÷èòàííûõ íà äëèòåëüíîå âîçäåéñòâèå. Ïðåäëàãàëîñü çàêðåïëåíèå íà äâèæóùåìñÿ ê Çåìëå òåëå ïëàçìåííîãî äâèãàòåëÿ íà àòîìíîé ýíåðãèè, êîòîðûé ìîæåò óñêîðèòü èëè çàìåäëèòü äâèæåíèå òåëà, ëèáî, ñîçäàâàÿ òÿãó ïåðïåíäèêóëÿðíî íàïðàâëåíèþ äâèæåíèÿ, ñìåñòèòü åãî ñ îðáèòû. Ïðè äîñòàòî÷íî äëèòåëüíîé ðàáîòå óñòàíîâêè ëþáîå 162

èç ýòèõ äåéñòâèé íå ïîçâîëèò òåëó âñòðåòèòüñÿ ñ Çåìëåé. Ìîæíî òàêæå ðàçâåðíóòü íà òåëå “ñîëíå÷íûé ïàðóñ” – ïëàñòèêîâóþ ïëåíêó ïëîùàäüþ â ñîòíè êâàäðàòíûõ êèëîìåòðîâ, óëàâëèâàþùóþ äâèæóùååñÿ îò Ñîëíöà êîðïóñêóëÿðíîå èçëó÷åíèå (ñîëíå÷íûé âåòåð). Åùå îäèí ñïîñîá èçìåíèòü äâèæåíèå òåëà – îêðàñèòü åãî â ÷åðíûé öâåò ñ îäíîé ñòîðîíû. Áóäó÷è îáðàùåíà ê Ñîëíöó, çà÷åðíåííàÿ ñòîðîíà ïîãëîùàåò áîëüøå òåïëà è ñèëüíåå ðàçîãðåâàåòñÿ. Ñîîòâåòñòâåííî, íà ýòîé ñòîðîíå óñèëèâàåòñÿ èñïàðåíèå âîäû è óãëåêèñëîòû, à òåëî, áëàãîäàðÿ îòäà÷å, ïðèîáðåòàåò èìïóëüñ â îáðàòíîì òîêó ãàçîâ íàïðàâëåíèè. Ïðè çàáëàãîâðåìåííîì îáíàðóæåíèè îïàñíîãî äëÿ Çåìëè òåëà íèçêàÿ ýôôåêòèâíîñòü ýòèõ ñïîñîáîâ ìîæåò áûòü êîìïåíñèðîâàíà äëèòåëüíîñòüþ âîçäåéñòâèÿ. Íåäàâíî áûë ïðåäëîæåí áåñêîíòàêòíûé ñïîñîá îòêëîíåíèÿ àñòåðîèäà. Ñ ýòîé öåëüþ ïðåäëàãàåòñÿ ñáëèçèòü ñ ïîòåíöèàëüíî îïàñíûì àñòåðîèäîì ìàññèâíûé êîðàáëü. Äâèãàòåëè äîëæíû óäåðæèâàòü êîðàáëü îò ïàäåíèÿ íà àñòåðîèä. Áëàãîäàðÿ ãðàâèòàöèîííîìó âçàèìîäåéñòâèþ àñòåðîèä áóäåò ïðèòÿãèâàòüñÿ ê êîðàáëþ, ïîñòåïåííî ìåíÿÿ ñâîþ îðáèòó. Ñîãëàñíî ðàñ÷åòàì, äëÿ òîãî, ÷òîáû îáåçîïàñèòü Çåìëþ îò ñòîëêíîâåíèÿ ñ àñòåðîèäîì ïîïåðå÷íèêîì 200 ì, êîðàáëü ìàññîé 20 òîíí äîëæåí óäåðæèâàòüñÿ âáëèçè åãî ïîâåðõíîñòè îêîëî 20 ëåò (Lu and Love, 2005). Îäíàêî ñèòóàöèÿ ìîæåò îêàçàòüñÿ íåïðåäñêàçóåìîé. Äàæå àñòåðîèä, äâèãàâøèéñÿ ïî íå âíóøàâøåé îïàñåíèÿ îðáèòå, ìîæåò ïðåòåðïåòü ñòîëêíîâåíèå ñ äðóãèì òåëîì è ïåðåéòè íà îðáèòó, êîòîðàÿ íàïðàâèò åãî ê Çåìëå. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ðàññòîÿíèÿ ìåæäó òåëàìè â ïîÿñå àñòåðîèäîâ, â ñðåäíåì, ñîñòàâëÿþò ñîòíè òûñÿ÷ è ìèëëèîíû êèëîìåòðîâ, òàêèå ñòîëêíîâåíèÿ ïðîèñõîäÿò, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóþò óäàðíûå êðàòåðû, ÷åòêî ðàçëè÷èìûå íà ôîòîãðàôèÿõ êðóïíûõ àñòåðîèäîâ.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ñîóäàðåíèÿ ñòîëü ñèëüíû, ÷òî ñòîëêíóâøèåñÿ òåëà ðàñêàëûâàþòñÿ, îáðàçóÿ ñåìåéñòâà (Michel et al., 2003; Nesvorny et al., 2002, 2006). Íàñòîðàæèâàþò äîâîëüíî ÷àñòî ïîÿâëÿþùèåñÿ ñîîáùåíèÿ îá óæå ñîñòîÿâøèõñÿ îïàñíûõ ñáëèæåíèÿõ Çåìëè ñ íå èçâåñòíûìè äî òîãî òåëàìè. Ýòè æå ñîîáðàæåíèÿ îòíîñÿòñÿ è ê êîìåòàì. Îãðîìíîå êîëè÷åñòâî êîìåò, èñ÷èñëÿåìîå ìíîãèìè ìèëëèàðäàìè, íàõîäèòñÿ íà ïåðèôåðèè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, îáðàçóÿ ïîÿñà, èìåíóåìûå ïîÿñîì Êîéïåðà è îáëàêîì Îîðòà. Ïðåòåðïåâàÿ ñòîëêíîâåíèÿ, êîìåòû ìåíÿþò îðáèòû è ìîãóò íàïðàâèòüñÿ âî âíóòðåííèå îáëàñòè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, â òîì ÷èñëå è íà ñáëèæåíèå ñ Çåìëåé. Íàèáîëåå îïàñíû ìàññîâûå âòîðæåíèÿ êîìåò, âûçâàííûå ñèëüíûìè ãðàâèòàöèîííûìè 163

âîçìóùåíèÿìè â êîìåòíûõ ïîÿñàõ. Ýòè âîçìóùåíèÿ ìîãóò áûòü âûçâàíû áëèæàéøèìè ïëàíåòàìè Óðàíîì è Ïëóòîíîì, îðáèòû êîòîðûõ ÷àñòè÷íî ïåðåêðûâàþòñÿ ñ êîìåòíûìè ïîÿñàìè, à òàêæå âîçäåéñòâèåì áëèæàéøèõ çâåçä, êîòîðûì íåëüçÿ ïðåíåáðå÷ü èç-çà áîëüøîé óäàëåííîñòè êîìåòíûõ ïîÿñîâ îò Ñîëíöà. Èìåííî òàêîå ñîáûòèå ìîãëî èìåòü ìåñòî îêîëî 37 ìëí ëåò òîìó íàçàä (Farley, 1998). Îñàäî÷íûå ïîðîäû òîãî âðåìåíè îáîãàùåíû ãåëèåì-3 êîñìè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Óñèëåííîå âûïàäåíèå êîñìè÷åñêîãî ìàòåðèàëà, êàê ïûëè, òàê è êðóïíûõ òåë (îáíàðóæåíû áîëüøèå óäàðíûå êðàòåðû, îòíîñÿùèåñÿ ê òîìó ïåðèîäó), ïðîäîëæàëîñü îêîëî 2.5 ìëí ëåò. Îòíîñèòåëüíî êðàòêîâðåìåííîå “çàïûëåíèå” âíóòðåííåé îáëàñòè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ñîãëàñóåòñÿ ñ ãèïîòåçîé èìïóëüñíîãî çàïîëíåíèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ìàòåðèàëîì ðàñïîëîæåííûõ íà ïåðèôåðèè êîìåòíûõ ïîÿñîâ. Âíåçàïíî èçìåíèâøèå îðáèòó àñòåðîèäû è êîìåòû ïðåäñòàâëÿþò íàèáîëüøóþ îïàñíîñòü èç-çà âîçìîæíîñòè èõ íåîæèäàííîãî ïîÿâëåíèÿ â îêðåñòíîñòÿõ Çåìëè. ”Ìÿãêèå” ñïîñîáû, ïðèâîäÿùèå ê ïîñòåïåííîìó óâîäó àñòåðîèäà îò Çåìëè, â òàêèõ ñëó÷àÿõ óæå íåäîñòàòî÷íû, è õîòÿ íàèáîëåå êàðäèíàëüíûé ñïîñîá – òåðìîÿäåðíûé âçðû⠖ â ýòîé ñèòóàöèè (âáëèçè Çåìëè) íåæåëàòåëåí, îí ìîæåò îêàçàòüñÿ, ïî êðàéíåé ìåðå â íàøå âðåìÿ, åäèíñòâåííûì âîçäåéñòâèåì, ñïîñîáíûì îòâðàòèòü îïàñíîñòü ïðè ñáëèæåíèè ñ Çåìëåé êðóïíîãî òåëà.  ñëó÷àå íåáîëüøèõ òåë ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí óäàð äîñòàòî÷íî òÿæåëîé ðàêåòîé-áîëâàíêîé. Îöåíèâ ìàññó òåëà è çàäàâøèñü ñêîðîñòüþ ïîäëåòà ðàêåòû, ìîæíî èñïîëüçîâàòü çàêîí ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà äëÿ ðàñ÷åòà íåîáõîäèìîé ìàññû áîëâàíêè. Òàê, åñëè ìàññà òåëà 1 ìëí òîíí (ïîïåðå÷íèê îêîëî 100 ì), à âñòðå÷à ðàêåòû ñ òåëîì ñîñòîèòñÿ çà 30 äíåé äî åãî ïàäåíèÿ íà Çåìëþ, òî äîñòàòî÷íî ïðèäàòü òåëó áîêîâóþ ñêîðîñòü 2–4 ì/ñ, ÷òîáû îíî ê êîíöó ñðîêà îòêëîíèëîñü îò Çåìëè íà íåñêîëüêî òûñÿ÷ êèëîìåòðîâ. Äëÿ ýòîãî ïðè ñêîðîñòè ïîäëåòà ê òåëó, ðàâíîé 20 êì/ñ, ìàññà ðàêåòû (ðàêåò) äîëæíà áûòü 150–200 òîíí. Ýòî âïîëíå ðåàëüíî. Îäíàêî íåîáõîäèìî ïðèçíàòü, ÷òî íà ñîâðåìåííîì ýòàïå òåõíè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ îñîáåííî êðóïíîå òåëî, ïîïåðå÷íèê êîòîðîãî èñ÷èñëÿåòñÿ êèëîìåòðàìè, îòâåñòè îò Çåìëè âðÿä ëè óäàñòñÿ. Îñòàíåòñÿ ïðèíÿòü âñå âîçìîæíûå ìåðû ïî çàùèòå íàñåëåíèÿ ïëàíåòû îò êàòàñòðîôè÷åñêèõ ïîñëåäñòâèé óäàðà. Åñëè òåëî áóäåò îáíàðóæåíî çà ãîä èëè áîëåå äî ìîìåíòà åãî ïàäåíèÿ íà Çåìëþ, à ýòî ñòàíåò âïîëíå îñóùåñòâèìûì óæå â áëèæàéøåì áóäóùåì, òî åùå îñòàíåòñÿ âðåìÿ äëÿ 164

ñîîðóæåíèÿ íàçåìíûõ è ïîäçåìíûõ óêðûòèé, ñîçäàíèÿ íåîáõîäèìûõ çàïàñîâ, ïðîèçâîäñòâà ñðåäñòâ çàùèòû îò âðåäíûõ ãàçîâ è ò.ä. Ýòî ïîçâîëèò ïîääåðæàòü æèçíü ëþäåé â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ìåñÿöåâ â óñëîâèÿõ èçîëÿöèè îò îêðóæàþùåé ñðåäû, îáîãàùåííîé ÿäîâèòûìè îêèñëàìè àçîòà, ñîåäèíåíèÿìè ñåðû, äûìîì îò ïîæàðîâ, à òàêæå ðàäèîàêòèâíûìè âåùåñòâàìè, ðàñïûëåííûìè ïðè ðàçðóøåíèè ÿäåðíûõ îáúåêòîâ. Íàïîìíèì, ÷òî “çèìà”, âûçâàííàÿ ïàäåíèåì òåëà ïîïåðå÷íèêîì îêîëî 10 êì íà ãðàíèöå K/T, ïðîäîëæàëàñü íå áîëåå ìåñÿöà. Îäíàêî äðóãèå ïîñëåäñòâèÿ ìîùíîãî èìïàêòà, â ÷àñòíîñòè íàðóøåíèÿ ñîñòàâà àòìîñôåðû, ìîãóò îêàçàòüñÿ áîëåå äëèòåëüíûìè. Ñëåäóþùåå ñòîëêíîâåíèå Çåìëè ñ êðóïíûì òåëîì, êîòîðîå íåâîçìîæíî áóäåò îòâåñòè, ìîæåò ïðîèçîéòè â áëèçêîì áóäóùåì èëè ÷åðåç òûñÿ÷è è äàæå ìèëëèîíû ëåò. Ãëàâíîå, è îá ýòîì ñâèäåòåëüñòâóåò ñðàâíèòåëüíî íåäàâíÿÿ èñòîðèÿ Çåìëè, òàêîå ñòîëêíîâåíèå ïðàêòè÷åñêè íåèçáåæíî. ×åì ïîçæå îíî ñëó÷èòñÿ, òåì ëó÷øå ÷åëîâå÷åñòâî óñïååò ïîäãîòîâèòüñÿ ê ñìÿã÷åíèþ ïîñëåäñòâèé. Åñëè ê òîìó âðåìåíè áóäóò ñîçäàíû ñòàöèîíàðíûå ïîñåëåíèÿ íà Ëóíå, Ìàðñå, ñïóòíèêàõ Þïèòåðà è ò.ä., òî ñîõðàíåíèå öèâèëèçàöèè áóäåò ãàðàíòèðîâàíî. Îäíàêî âî âñå âðåìåíà áóäåò ñòîÿòü âîïðîñ î ñïàñåíèè æèçíè ëþäåé, ìåæäó ïðî÷èì, íàøèõ ïîòîìêîâ.  Ðîññèè ðàçðàáîòàí ïðîåêò ïðîòèâîàñòåðîèäíîé çàùèòû “Öèòàäåëü”. Ñâîè ïðîåêòû ðàçðàáîòàëè ÍÀÑÀ è äðóãèå ñâÿçàííûå ñ êîñìîñîì çàðóáåæíûå îðãàíèçàöèè. Ñ íèìè ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ ÷åðåç èíòåðíåò. Èìåÿ â âèäó òåõíè÷åñêèå äîñòèæåíèÿ ÷åëîâå÷åñòâà, ïðîåêòû ýòè âïîëíå ðåàëüíû (Gritzner et al., 2006), îäíàêî èõ îñóùåñòâëåíèå òîðìîçèòñÿ íåîáõîäèìîñòüþ ÷ðåçâû÷àéíûõ çàòðàò è íåãîòîâíîñòüþ äàæå ïðåóñïåâàþùèõ ãîñóäàðñòâ è îòäåëüíûõ ñîñòîÿòåëüíûõ ëè÷íîñòåé âûäåëèòü íåîáõîäèìûå ñðåäñòâà. Çàäà÷à òåõ, êòî õîðîøî ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòü, êîòîðóþ íåñóò êîñìè÷åñêèå “áîìáû”, äîâåñòè îñîçíàíèå îïàñíîñòè äî áîëüøèíñòâà. Òîëüêî â ýòîì ñëó÷àå áóäåò îòêðûò ïóòü ê ôèíàíñèðîâàíèþ ãîñóäàðñòâàìè ñàìûõ äîðîãîñòîÿùèõ â èñòîðèè ÷åëîâå÷åñòâà, íî ñòîëü íåîáõîäèìûõ ïðîåêòîâ êîñìè÷åñêîé çàùèòû. Åñëè êàìïàíèÿ áóäåò îðãàíèçîâàíà òàê, ÷òî, íåçàâèñèìî îò ñóììû, êàæäûé äàðèòåëü áóäåò çíàòü, íà ÷òî êîíêðåòíî ïîøëè åãî ñðåäñòâà (÷òî íåñëîæíî îòñëåæèâàòü ñ ïîìîùüþ òîãî æå èíòåðíåòà), òî ìîæíî îæèäàòü àêòèâíîãî ó÷àñòèÿ â êîñìè÷åñêèõ ïðîåêòàõ âñåãî íàñåëåíèÿ Çåìëè.

165

8.2.3. Âîçìîæíûå êîñìè÷åñêèå êàòàñòðîôû, êîòîðûå ñïîñîáíû óíè÷òîæèòü æèçíü íà Çåìëå Âíà÷àëå óïîìÿíåì î ñîáûòèÿõ, êîòîðûå ìîãóò êîñíóòüñÿ èìåííî Çåìëè. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïîñòîÿííî ïðîèñõîäèò çàìåäëåíèå âðàùåíèÿ Çåìëè âîêðóã ñâîåé îñè (ñì. Ðàçäåë 2.2). ×åðåç ïîêà òðóäíî ïðåäñêàçóåìîå âðåìÿ Çåìëÿ ìîæåò îêàçàòüñÿ îáðàùåííîé ê Ñîëíöó îäíîé ñòîðîíîé. Åñòåñòâåííî, êëèìàò íà Çåìëå êîðåííûì îáðàçîì èçìåíèòñÿ è â áîëüøèíñòâå åå ðåãèîíîâ ñòàíåò íåñîâìåñòèìûì ñ æèçíüþ, ïî êðàéíåé ìåðå ñ ñóùåñòâîâàíèåì âûñøèõ åå ôîðì. Ïðåäñòàâëÿåòñÿ, ÷òî çàäà÷à “ðàñêðóòèòü” Çåìëþ – íå ñàìàÿ ñëîæíàÿ èç ïðåäñòîÿùèõ ÷åëîâå÷åñòâó â äàëåêîì áóäóùåì. Íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü âîçìîæíîñòü ìàñøòàáíûõ êîñìè÷åñêèõ êàòàêëèçìîâ, êîòîðûå ïðåäñòàâèëè áû óãðîçó íå òîëüêî äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà, íî è äëÿ ñóùåñòâîâàíèÿ ñàìîé Çåìëè. Ê òàêèì ïðîèñøåñòâèÿì ñëåäóåò îòíåñòè èçìåíåíèå îðáèò ïëàíåò. Î÷åâèäíîé ïðè÷èíîé èçìåíåíèÿ îðáèò ïëàíåò ìîæåò îêàçàòüñÿ ñáëèæåíèå íåêîåé çâåçäû ñ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìîé.  ëèòåðàòóðå óïîìèíàëàñü ãèïîòåòè÷åñêàÿ çâåçäà Íåìåçèäà, êîòîðàÿ ñ ïåðèîäîì îêîëî 30 ìëí ëåò ñáëèæàåòñÿ ñ Ñîëíöåì, ò.å. ôàêòè÷åñêè îáðàçóåò ñ íèì ñèñòåìó “äâîéíàÿ çâåçäà”. Ñîãëàñíî ãèïîòåçå êàæäîå òàêîå ñáëèæåíèå ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííûì ãðàâèòàöèîííûì âîçìóùåíèÿì âî âíåøíèõ êîìåòíûõ ïîÿñàõ Êóïåðà è Îîðòà. Ýòè âîçìóùåíèÿ ïðèâîäÿò ê ó÷àùåíèþ ñòîëêíîâåíèé ìåæäó êîìåòàìè è èçìåíåíèþ èõ îðáèò. Áîëüøîå ÷èñëî êîìåò íàïðàâëÿåòñÿ âî âíóòðåííèå îáëàñòè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, â ÷àñòíîñòè ê Çåìëå, ÷òî âåäåò ê óâåëè÷åíèþ ÷èñëà êàòàñòðîô. Äîñòàòî÷íî òåñíîå ñáëèæåíèå çâåçä ÷ðåâàòî òåì, ÷òî ãðàâèòàöèîííûå âîçìóùåíèÿ ñêàæóòñÿ íå òîëüêî íà âíåøíèõ êîìåòíûõ ïîÿñàõ, íî è ïîâëèÿþò íà îðáèòû ïëàíåò. Äî ñëåäóþùåãî ïðåäïîëàãàåìîãî ñáëèæåíèÿ ñ Íåìåçèäîé îñòàëîñü “âñåãî” 15 ìëí ëåò. Îäíàêî ïåðèîäè÷íîñòü êðèçèñîâ íà Çåìëå íå ïîäòâåðæäàåòñÿ îáúåêòèâíûìè äàííûìè: ðåàëüíî çà ïîñëåäíèå 250 ìëí ëåò ìàññîâûå âûìèðàíèÿ ïðîèñõîäèëè ñ èíòåðâàëàìè 20–60 ìëí ëåò (Benton, 1995). È â íàñòîÿùåå âðåìÿ íåò äàííûõ, êîòîðûå óêàçûâàëè áû íà ñáëèæåíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ñ ìàññèâíûì îáúåêòîì, ÷üå ãðàâèòàöèîííîå ïîëå ñïîñîáíî ïîâëèÿòü íà îðáèòû ïëàíåò. Îäíàêî íàçâàíû äîñòàòî÷íî ñåðüåçíûå âíóòðåííèå ïðè÷è166

íû, ðåàëüíî âëèÿþùèå íà îðáèòû ïëàíåò, îñîáåííî ðàñïîëîæåííûõ áëèçêî ê Ñîëíöó. Èõ, â òîì ÷èñëå Çåìëþ, ïîñòîÿííî ñíîñèò ñ îðáèòû ñîëíå÷íûé âåòåð – ïîòîê ÷àñòèö, ãëàâíûì îáðàçîì ïðîòîíîâ, èñõîäÿùèõ îò Ñîëíöà. Âñïîìíèì èäåþ óâîäà ñ îðáèòû àñòåðîèäà ñ ïîìîùüþ óñòàíîâëåííîãî íà íåì ïàðóñà.  äàííîì ñëó÷àå ïàðóñîì ÿâëÿåòñÿ ñàìà ïëàíåòà.  íåáëèçêîì áóäóùåì ýòî ìîæåò ïðèâåñòè ê ñòîëêíîâåíèþ Çåìëè ñ äðóãèìè ïëàíåòàìè (Ìàðñ, Þïèòåð). Õîòÿ ñðåäè áëèæàéøèõ ê Çåìëå çâåçä êàíäèäàòîâ íà ñêîðîå ïðåâðàùåíèå â ñâåðõíîâóþ íå îáíàðóæåíî, ïîÿâëåíèå ñâåðõíîâîé â ðàäèóñå 18 ñâåòîâûõ ëåò â áóäóùåì íå ìîæåò áûòü èñêëþ÷åíî. Ñâåðõíîâàÿ íà òàêîì, êàçàëîñü áû, áîëüøîì ðàññòîÿíèè îïàñíà èçëó÷åíèåì, èñïóñêàåìûì çâåçäîé íà ñòàäèè áûñòðîãî ñæàòèÿ (êîëëàïñà). Çàùèùåííûìè îò äåéñòâèÿ òàêîãî èçëó÷åíèÿ îñòàíóòñÿ òîëüêî æèâûå ñóùåñòâà, “ñïðÿòàâøèåñÿ” ïîä òîëñòûì ñëîåì âîäû èëè îáèòàþùèå â ïåùåðàõ. Ëþäè òîæå ñìîãóò íàéòè çàùèòó ïðè óñëîâèè ñâîåâðåìåííîãî îïîâåùåíèÿ. Ïðîáëåìà ñîñòîèò â òîì, ÷òî ãóáèòåëüíîå èçëó÷åíèå ïðèáóäåò ê íàì ïî÷òè îäíîâðåìåííî ñî ñâåòîâîé âñïûøêîé, çíàìåíóþùåé ïîÿâëåíèå ñâåðõíîâîé. Òîëüêî óìåíèå ðàñïîçíàòü çâåçäó, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ íà ïóòè ïðåâðàùåíèÿ â ñâåðõíîâóþ, íå ïîçâîëèò çàñòàòü ÷åëîâå÷åñòâî âðàñïëîõ.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ýâîëþöèÿ ñâåðõíîâîé çàâåðøàåòñÿ îáðàçîâàíèåì óëüòðàïëîòíîé ñòðóêòóðû. Åñëè ýòà ñòðóêòóðà äîñòàòî÷íî ìàññèâíà, òî èç-çà âûñîêîé ãðàâèòàöèè ñâåò íå ìîæåò åå ïîêèíóòü. Òàêóþ ñòðóêòóðó íàçâàþò ÷åðíîé äûðîé. Ëþáîå òåëî, îêàçàâøååñÿ â ïîëå òÿãîòåíèÿ ÷åðíîé äûðû ïðèòÿãèâàåòñÿ ê íåé è çà ñóäüáîé åãî ïðîñëåäèòü íåâîçìîæíî. Òàêèì òåëîì ìîæåò îêàçàòüñÿ è çâåçäà.  íàøåé Ãàëàêòèêå îáíàðóæåíû äåñÿòêè ÷åðíûõ äûð. Âñå îíè íàõîäÿòñÿ íà áîëüøîì óäàëåíèè îò Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, è óãðîçû äëÿ íåå íå ïðåäñòàâëÿþò. Îäíàêî íåëüçÿ èñêëþ÷èòü îáðàçîâàíèå ÷åðíîé äûðû â îïàñíîé áëèçîñòè îò Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû â áóäóùåì.  âåñüìà îòäàëåííîé ïåðñïåêòèâå ïåðåä ÷åëîâå÷åñòâîì âñòàíóò ìàñøòàáíûå ïðîáëåìû, âûçâàííûå íåèçáåæíîé èíâîëþöèåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Ñîëíöå çàæãëîñü îêîëî 4,6 ìëðä ëåò. ×åðåç 2 ìëðä ëåò, à âîçìîæíî ðàíüøå, íà÷íåòñÿ ïðîöåññ åãî óãàñàíèÿ. Âûñêàçûâàþò ðàçíûå ìíåíèÿ î òîì, êàê áóäåò ïðîòåêàòü ýòîò ïðîöåññ. Òðàäèöèîííî ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ïî ìåðå èñ÷åðïàíèÿ âîäîðîäà è ãåëèÿ, ïîääåðæèâàþùèõ ðåàêöèþ òåðìîÿäåðíîãî ñèíòåçà, Ñîëíöå áóäåò îñòûâàòü è ñæèìàòüñÿ. Ïðè íåñêîëüêî áîëüøåé åãî ìàññå áûëî áû íå èçáåæàòü êîëëàïñà è îáðàçîâàíèÿ ñâåðõíîâîé. Áîëåå ðåàëüíà ïåðñïåêòèâà ïðå167

âðàùåíèÿ Ñîëíöà ñíà÷àëà â êðàñíîãî êàðëèêà, à çàòåì â ïîòóõøóþ çâåçäó ñ âûñîêîé ïëîòíîñòüþ âåùåñòâà. Îäíàêî íåäàâíî áûëà âûäâèíóòà íîâàÿ òåîðèÿ, â îñíîâå êîòîðîé ãèïîòåçà ìíîãîêðàòíîãî óâåëè÷åíèÿ ðàçìåðîâ Ñîëíöà ê êîíöó åãî æèçíè, ò.å. ïðåâðàùåíèÿ åãî â êðàñíîãî ãèãàíòà. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ðàçáóõøåå Ñîëíöå ïîãëîòèò Ìåðêóðèé è Âåíåðó, à Çåìëÿ, åñëè è íå îêàæåòñÿ ïîãëîùåííîé Ñîëíöåì, áóäåò èì èñïåïåëåíà. Ïî ýòîé ãèïîòåçå è íà äðóãèõ ïëàíåòàõ, êóäà ìîæíî áûëî áû ïåðåñåëèòüñÿ ñ Çåìëè, óñòàíîâèòñÿ ÷ðåçìåðíî âûñîêàÿ òåìïåðàòóðà ñ ïîñëåäóþùèì îõëàæäåíèåì äî òåìïåðàòóðû êîñìîñà. 8.2.4. Ïðîòèâîñòîÿíèå êîñìè÷åñêèì óãðîçàì è íåîáõîäèìîå â áóäóùåì îñâîåíèå äàëüíåãî êîñìîñà ìîãóò ïîòðåáîâàòü ïîâûøåíèÿ èíòåëëåêòóàëüíîãî ïîòåíöèàëà ëþäåé Ïðèâåäåííûå ãèïîòåçû ïðè âñåõ èõ ðàçëè÷èÿõ ñõîäÿòñÿ â íåáëàãîïðèÿòíîì ïðîãíîçå: íàñòàíåò âðåìÿ, êîãäà Çåìíîé öèâèëèçàöèè ïðèäåòñÿ âûáèðàòü: ëèáî îðãàíèçîâàòü â áåçîïàñíîì ìåñòå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû îòäåëåííûå îò êîñìîñà ïîëíîñòüþ àâòîíîìíûå ïîñåëåíèÿ, ëèáî ïîêèíóòü ïðåäåëû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è íàïðàâèòüñÿ ê äðóãîé çàðàíåå íàìå÷åííîé çâåçäíîé ñèñòåìå. Ëþáîå èç ýòèõ ðåøåíèé ïîòðåáóåò íàó÷íûõ çíàíèé è òåõíè÷åñêèõ äîñòèæåíèé, íåâåäîìûõ íàøåé öèâèëèçàöèè.  ÷àñòíîñòè, äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ âòîðîãî âàðèàíòà, ïðåäïî÷òèòåëüíîãî äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà, íå óòåðÿâøåãî èíòåðåñ ê äàëüíèì ïóòåøåñòâèÿì è “ãåîãðàôè÷åñêèì” îòêðûòèÿì, ïîíàäîáèòñÿ îñóùåñòâëåíèå “ãîëóáîé ìå÷òû” ñîâðåìåííûõ ôàíòàñòîâ: âîçìîæíîñòè ïåðåìåùàòüñÿ â ïðîñòðàíñòâå ñî ñêîðîñòüþ, áëèçêîé ñêîðîñòè ñâåòà èëè äàæå åùå ñòðåìèòåëüíåå. Îïðåäåëåííûå íàäåæäû ïîäàåò îñíîâàííàÿ íà ðàñ÷åòàõ ãèïîòåçà ñóùåñòâîâàíèÿ âî Âñåëåííîé ñôîðìèðîâàííûõ ñèëüíûìè ãðàâèòàöèîííûìè ïîëÿìè ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííûõ òîííåëåé (êðîòîâûõ íîð), â êîòîðûõ òå÷åíèå âðåìåíè çàìåäëåíî. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî òàêèå ñòðóêòóðû, áëèçêèå ÷åðíûì äûðàì, ìîãóò áûòü êàêèì-òî îáðàçîì èñïîëüçîâàíû äëÿ ïåðåìåùåíèÿ íà ñâåðõäàëüíèå ðàññòîÿíèÿ (Morris and Thorne, 1988; Visser et al., 2003). Åñëè æå îáðàòèòüñÿ ê íå ñòîëü ýêçîòè÷åñêèì ïðîåêòàì, òî ñ÷èòàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè îñóùåñòâèìîé çàäà÷åé â îáîçðèìîì áóäóùåì ðàçîãíàòü êîñìè÷åñêèé êîðàáëü äî ñêîðîñòè, êîòîðàÿ òîëüêî íà 10% íèæå ñêîðîñòè ñâåòà. Ïåðâîíà÷àëüíûé ðàçãîí êîðàáëÿ 168

ìîæåò áûòü îñóùåñòâëåí ïóòåì âçðûâîâ ïîä åãî äíèùåì ñåðèè òåðìîÿäåðíûõ óñòðîéñòâ. Äðóãîé âàðèàíò ïåðâîíà÷àëüíîãî ðàçãîíà – ñîëíå÷íûé ïàðóñ. Äàëüíåéøåå óñêîðåíèå êîðàáëü áóäåò ïðèîáðåòàòü ñ ïîìîùüþ òåðìîÿäåðíîé óñòàíîâêè, èñïîëüçóþùåé â êà÷åñòâå òîïëèâà ìåæçâåçäíûé âîäîðîä (Ðåäæå, 1985). Íà òàêîì êîðàáëå ïóòåøåñòâèå ê áëèæàéøåé ê íàì çâåçäå àëüôà Öåíòàâðà (ðàññòîÿíèå îò Çåìëè 4.2 ñâåòîâûõ ãîäà) ñ âîçâðàùåíèåì äîìîé ñìîæåò ñîâåðøèòü îäíî ïîêîëåíèå àñòðîíàâòîâ. Åñòåñòâåííûì ÿâëÿåòñÿ âîïðîñ, ñêîëü äîëãî ìîæåò ñóùåñòâîâàòü íàøà öèâèëèçàöèÿ, åñëè åé óäàñòñÿ ñïðàâèòüñÿ ñ âíóòðåííèìè (ñîöèàëüíûìè è ìåäèêî-ãåíåòè÷åñêèìè) ïðîáëåìàìè?  ýòîì ñëó÷àå îïðåäåëÿþùèìè ÿâÿòñÿ óñëîâèÿ ñðåäû, ò.å. ñîñòîÿíèå îêðóæàþùåãî êîñìîñà. Î ñëîæíîñòÿõ, êîòîðûå îæèäàþò öèâèëèçàöèþ, “äîæèâøóþ” äî èíâîëþöèè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, ìû ãîâîðèëè âûøå. Åñòü àâòîðû, êîòîðûå çàãëÿäûâàþò äàëüøå – â òå ñîâñåì óæå îòäàëåííûå âðåìåíà, êîãäà â áåñêîíå÷íî ðàñøèðèâøåéñÿ Âñåëåííîé ïîãàñíóò âñå çâåçäû è íàñòóïèò åå òåðìîäèíàìè÷åñêàÿ ñìåðòü (ò.å. ïîâñåìåñòíî òåìïåðàòóðà óñòàíîâèòñÿ íà óðîâíå 0°K). Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî ñ âåñüìà îïòèìèñòè÷íûìè ïðîãíîçàìè âûñòóïàþò ïðîôåññèîíàëüíûå ôèçèêè. Òàê, àíãëèéñêèé àñòðîôèçèê Ï. Äåâèñ (1985) ïèøåò: “Äàæå åñëè Ãàëàêòèêà â êîíöå êîíöîâ, êîãäà åå çâåçäû óãàñíóò, ñòàíåò íåïîäõîäÿùåé äëÿ æèçíè, ìîæíî íàäåÿòüñÿ, ÷òî òåõíîëîãè÷åñêàÿ öèâèëèçàöèÿ çà îòïóùåííûå åé ìèëëèàðäû ëåò äîáüåòñÿ óñïåõà â ïðåîäîëåíèè ýòîé òðóäíîñòè. Ìîæíî ïðåäñêàçàòü, ÷òî òàêàÿ öèâèëèçàöèÿ ñîçäàñò èñêóññòâåííóþ ñðåäó, ïðèãîäíóþ äëÿ æèçíè è ïîçâîëÿþùóþ ñóùåñòâîâàòü áåñêîíå÷íî äîëãî”. Åùå ðàíüøå äðóãîé ôèçèê (Dyson, 1979) âûñêàçàë ìíåíèå, ÷òî â ïåðèîä îõëàæäåíèÿ Âñåëåííîé, êîòîðûé íà÷íåòñÿ ÷åðåç 10–20 ìëðä ëåò, ïðèðîäà ÷åëîâå÷åñêîé ïëîòè âûíóæäåííî áóäåò èçìåíåíà, ÷òîáû ìûñëÿùèå ñòðóêòóðû îêàçàëèñü ïðèñïîñîáëåíû ê ñóùåñòâîâàíèþ áåç âîäû, áåç àòìîñôåðû, ïðè òåìïåðàòóðå, áëèçêîé àáñîëþòíîìó íóëþ. Åñòåñòâåííî, òàêàÿ ïåðñïåêòèâà äàåò îáèëüíóþ ïèùó ôàíòàçèÿì. Ñòîëü æå î÷åâèäíî, ÷òî äàæå âïîëíå íàó÷íûå â ñîâðåìåííîì ïðåäñòàâëåíèè ãèïîòåçû îêàæóòñÿ âåñüìà äàëåêèìè îò òåõ ðåøåíèé, êîòîðûå äåéñòâèòåëüíî äîëæíû áóäóò ïðèíÿòü íàøè î÷åíü äàëåêèå ïîòîìêè. Íåëèøíå âñïîìíèòü, ÷òî åùå ëåò 200 òîìó íàçàä â êà÷åñòâå îäíîé èç ãëàâíûõ ïðîáëåì ãîðîäîâ áóäóùåãî íàçûâàëîñü áîëüøîå êîëè÷åñòâî êîíñêîãî íàâîçà íà ìîñòîâûõ. Ýòî îòíþäü íå îçíà÷àåò, ÷òî ìû íå äîëæíû çàäóìûâàòüñÿ î áóäóùåì, ìîæåò áûòü ïîêà íå ñòîëü äàëåêîì. 169

Ìàññèðîâàííàÿ àòàêà ÷åëîâå÷åñêîãî ðàçóìà íà ôóíäàìåíòàëüíûå ïðîáëåìû ïðîèñõîæäåíèÿ è äàëüíåéøåé ýâîëþöèè Âñåëåííîé íà÷àëàñü îêîëî 100 ëåò òîìó íàçàä. Êàê ìû òîëüêî ÷òî óáåäèëèñü, ýòè ïðîáëåìû èìåþò íå òîëüêî ïîçíàâàòåëüíûé èíòåðåñ. Íàñòàíåò âðåìÿ, êîãäà îò èõ ðåøåíèÿ áóäåò çàâèñåòü ñóäüáà ÷åëîâå÷åñòâà. Îäíàêî â íàñòîÿùåå âðåìÿ íå òîëüêî â ïðîãíîçàõ î áóäóùåì Ñîëíöà è Çåìëè, íî è î ñóäüáå ñàìîé Âñåëåííîé áîëüøå ïðåäïîëîæåíèé, èíîãäà äèàìåòðàëüíî ïðîòèâîïîëîæíûõ, ÷åì òâåðäî óñòàíîâëåííûõ èñòèí. Íàïîìíèì îá óæå äîëãî äèñêóòèðóåìîì âîïðîñå, áóäåò ëè Âñåëåííàÿ áåñêîíå÷íî ðàñøèðÿòüñÿ èëè ÷åðåç êàêîé-òî ïåðèîä âðåìåíè ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé ñìåíèòñÿ åå ñæàòèåì. Ïåðåä ÷åëîâå÷åñòâîì, êîòîðîå âîëåé-íåâîëåé êàê “ñòàðøèé áðàò” âûíóæäåíî ïðèíÿòü íà ñåáÿ çàáîòó î ñîõðàíåíèè æèçíè íà Çåìëå, óæå ñòîÿò òðóäíî ðàçðåøèìûå çàäà÷è (íàïðèìåð, çàùèòà îò êðóïíûõ òåë èç êîñìîñà), ê êîòîðûì áóäóò äîáàâëÿòüñÿ íîâûå, íåñðàâíåííî áîëåå ñëîæíûå.  îñíîâíîì îíè òàêæå ñâÿçàíû ñ êîñìîñîì. Èìåííî èìåÿ â âèäó ïåðñïåêòèâó î÷åíü äëèòåëüíîãî ñóùåñòâîâàíèÿ ÷åëîâå÷åñòâà è íåîáõîäèìîñòü â ñâÿçè ñ ýòèì ïðîÿâèòü ãîòîâíîñòü ê ðåøåíèþ çàäà÷ ïîèñòèíå âñåëåíñêîãî ìàñøòàáà, öåëåñîîáðàçíî ïîñòàâèòü âîïðîñ: äîñòàòî÷íû ëè èíòåëëåêòóàëüíûå âîçìîæíîñòè ëþäåé äëÿ ðåøåíèÿ ïðîáëåì, êîòîðûå óæå ñòîÿò ïåðåä ÷åëîâå÷åñòâîì, è ïðîáëåì, êîòîðûå âîçíèêíóò â áóäóùåì. Ïðè íåãàòèâíîì èëè íåóáåäèòåëüíîì îòâåòå íà ýòîò âîïðîñ ïðîáëåìà íàïðàâëåííûõ èçìåíåíèé èíòåëëåêòà ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà ïðåäñòàâèò î÷åâèäíûé èíòåðåñ. Êîñìîôèçèêà ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê íàèáîëåå óâëåêàòåëüíàÿ è, âìåñòå ñ òåì, ñëîæíàÿ îáëàñòü ñîâðåìåííîé íàóêè. Èìåííî ïîýòîìó â ðåøåíèè çàäà÷, ñâÿçàííûõ ñ êîñìîñîì, ñ ñàìîãî íà÷àëà ó÷àñòâîâàëè âûäàþùèåñÿ ìàòåìàòèêè è ôèçèêè Ìàêñâåëë, Ëîðåíö, Ýéíøòåéí, Ïóàíêàðå. Òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà âåí÷àåò èõ óñèëèÿ. Îíà æå äàëà, ïî êðàéíåé ìåðå, ôîðìàëüíîå ðåøåíèå ïðîáëåìû ïåðåìåùåíèÿ íà ñâåðõäàëüíèå ðàññòîÿíèÿ è âîçâðàùåíèÿ íàçàä: ïðè äâèæåíèè ñî ñêîðîñòüþ, ïðèáëèæàþùåéñÿ ê ñêîðîñòè ñâåòà, õîä âðåìåíè äëÿ ïóòåøåñòâåííèêîâ çàìåäëÿåòñÿ (ïàðàäîêñ áëèçíåöîâ). Ñëåäóþùèì øàãîì â ðàñêðûòèè òàéí ìèðîçäàíèÿ, ïî çàìûñëàì Ýéíøòåéíà, äîëæíà áûëà ñòàòü îáùàÿ òåîðèÿ ïîëÿ, âêëþ÷àþùàÿ îïèñàíèå ãðàâèòàöèè. Ðåøåíèþ ýòîé çàäà÷è Ýéíøòåéí ïîñâÿòèë áîëåå 30-òè ëåò, íî îêîí÷àòåëüíîå ðåøåíèå íå ïðèøëî. Åãî íåò è ïî ñåé äåíü, õîòÿ ê ðàáîòå ïîäêëþ÷èëèñü ìíîãèå âûäàþùèåñÿ ôèçèêè-òåîðåòèêè. Åñòü è äðóãèå çàäà÷è â êîñìîëîãèè è äðóãèõ îáëàñòÿõ ôèçèêè, 170

à òàêæå â ìàòåìàòèêå, âïîëíå êîððåêòíî ïîñòàâëåííûå, íî, íåñìîòðÿ íà ïðèëàãàåìûå ìíîãèìè òàëàíòëèâûìè ó÷åíûìè óñèëèÿ, íå ïîääàþùèåñÿ ðåøåíèþ. Ñ íàêîïëåíèåì ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ áóäóò âîçíèêàòü íîâûå åùå áîëåå ñëîæíûå âîïðîñû. Îò èõ ñâîåâðåìåííîãî ðåøåíèÿ áóäåò çàâèñåòü, íàñêîëüêî îïåðàòèâíî ÷åëîâå÷åñòâî ñìîæåò ðåàãèðîâàòü íà îïàñíûå ñèòóàöèè, âîçíèêàþùèå íà ñàìîé Çåìëå è â îêðóæàþùåì êîñìîñå, è, ñîîòâåòñòâåííî, êàê äîëãî îíî áóäåò ñóùåñòâîâàòü. 8.3. Ïðîäîëæàåòñÿ ëè åñòåñòâåííûé (ýâîëþöèîííûé) ïðîöåññ ðàçâèòèÿ ìîçãà ó ñîâðåìåííûõ ëþäåé? 8.3.1. Ðàñïðîñòðàíåíèå íîâûõ âàðèàíòîâ ãåíîâ, êîíòðîëèðóþùèõ ðàçìåðû ãîëîâíîãî ìîçãà Ñïåöèôèêîé ýâîëþöèè ðîäà Homo îò ñàìûõ ðàííèõ ôîðì äî ïîÿâëåíèÿ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà áûë ðîñò îáúåìà ÷åðåïíîé êîðîáêè è, ñîîòâåòñòâåííî, óâåëè÷åíèå ãîëîâíîãî ìîçãà. Áûë ëè ôàêòîðîì îòáîðà èìåííî ðîñò îáúåìà ãîëîâíîãî ìîçãà èëè íåêèé ñöåïëåííûé ïðèçíàê, â íàñòîÿùåå âðåìÿ íåèçâåñòíî. Îáúåì ìîçãà ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà (â ñðåäíåì, 1350 ñì3) â òðè ðàçà áîëüøå ìîçãà øèìïàíçå è ðàííèõ ãîìèíèí. Óâåëè÷åíèå ðàçìåðîâ ìîçãà ïðîèñõîäèëî, ãëàâíûì îáðàçîì, çà ñ÷åò êîðû áîëüøèõ ïîëóøàðèé (íîâàÿ êîðà), íåñóùåé îòâåòñòâåííîñòü çà ïîçíàâàòåëüíûå ôóíêöèè (Molnar, 2006). Ïîëíàÿ ðàñøèôðîâêà âñëåä çà ãåíîìîì ÷åëîâåêà òàêæå ãåíîìà øèìïàíçå ïîçâîëèëà îñóùåñòâèòü èõ ïðÿìîå ñîïîñòàâëåíèå. Îáùåå ðàçëè÷èå ïî íóêëåîòèäíîìó ñîñòàâó ñîñòàâëÿåò 1.2% (Cheng Z. et al., 2005). Êàçàëîñü áû, ýòî ðàçëè÷èå íåçíà÷èòåëüíî. Îäíàêî â àáñîëþòíîì èñ÷èñëåíèè îáà ãåíîìà îòëè÷àþòñÿ íà 35 ìëí íóêëåîòèäîâ. Íàñ÷èòàíî îêîëî 5 ìëí ðàçëè÷èé òèïà äåëåöèé è âñòàâîê â îáùèõ ãåíàõ. Ó ÷åëîâåêà îáíàðóæåíû ãåíû, îòñóòñòâóþùèå ó øèìïàíçå (Britten, 2002; Frazer et al., 2003; Locke et al., 2003; Kehrer-Sawatzki H. and Cooper D.N., 2007). Ñóùåñòâåííî, ÷òî òåìï ìóòèðîâàíèÿ ãåíîâ íå îäèíàêîâ è îñíîâíîå ÷èñëî ìóòàöèé, ðàçëè÷àþùèõ ÷åëîâåêà è øèìïàíçå, ñîñðåäîòî÷åíî â ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîì ÷èñëå ãåíîâ (Ellegren, 2005; Arbiza et al., 2006). Ïî âîïðîñó, êàêèå èìåííî ãåíû ïðåòåðïåëè ïîçèòèâíóþ ñåëåêöèþ â õîäå ýâîëþöèè ãîìèíèí ïîêà íåò åäèíîãî ìíåíèÿ. Ñ îäíîé 171

ñòîðîíû, áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ó øèìïàíçå â áîëüøåé ñòåïåíè ïðåòåðïåëè èçìåíåíèÿ ãåíû, îòâåòñòâåííûå çà èììóíèòåò, à ó ÷åëîâåêà – ãåíû, ýêñïðåññèðóåìûå, â îñíîâíîì, â ìîçãå (Yu, et al., 2006). È ýòî, êàçàëîñü áû, ëîãè÷íî. Îäíàêî â äðóãîì èññëåäîâàíèè ïðåèìóùåñòâåííîå èçìåíåíèå ó ÷åëîâåêà ãåíîâ, ôóíêöèîíèðóþùèõ â íåðâíîé ñèñòåìå, íå óñòàíîâëåíî (Shi et al., 2006). Î÷åâèäíî, ÷òî ãëàâíûå îòêðûòèÿ åùå âïåðåäè. Íåäàâíî ïðè ñîïîñòàâëåíèè ãåíîìîâ øèìïàíçå è ÷åëîâåêà áûë îáíàðóæåí ó÷àñòîê (HAR1), ïðåòåðïåâøèé îñîáåííî ñèëüíûé ìóòàãåíåç â õîäå ýâîëþöèè îò øèìïàíçå ê ÷åëîâåêó. Äàëüíåéøèìè èññëåäîâàíèÿìè áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî “ãîðÿ÷èé” ó÷àñòîê ïðèíàäëåæèò íîâîìó ãåíó, íàçâàííîìó HAR1F. Ãåí HAR1F ÿâëÿåòñÿ ÐÍÊ-ãåíîì: ïî íåìó ñèíòåçèðóåòñÿ ÐÍÊ, íå ÿâëÿþùàÿñÿ ìàòðèöåé äëÿ îáðàçîâàíèÿ áåëêà. Ýòîò ãåí àêòèâèðîâàí òîëüêî â îïðåäåëåííîé ãðóïïå íåéðîíîâ, ëîêàëèçîâàííûõ â êîðå ãîëîâíîãî ìîçãà, ïðè÷åì, íà êîðîòêèé ñðîê îò 7-é äî 19-é íåäåëè âíóòðèóòðîáíîãî ðàçâèòèÿ (Pollard et al., 2006a,b). Îáíàðóæåíû è äðóãèå, âîçìîæíî, çíà÷èìûå ðàçëè÷èÿ ìåæäó ãåíîìàìè øèìïàíçå è ÷åëîâåêà (ñì. Li and Saunders, 2005). Ó ñîâðåìåííûõ ëþäåé îáùåå ÷èñëî îáíàðóæåííûõ ðàçëè÷èé â ãåíåòè÷åñêîì àïïàðàòå (ãåíåòè÷åñêèé ïîëèìîðôèçì) îêîëî 10 ìëí (Goldstein and Cavalleri, 2005), õîòÿ âñå ëþäè ïðèíàäëåæàò îäíîìó âèäó. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ôèçèîëîãèè ìíîãèå èç âíóòðèâèäîâûõ ìóòàöèé îòíîñÿòñÿ ê êàòåãîðèè íåéòðàëüíûõ, íå âíîñÿùèõ çàìåòíûõ èçìåíåíèé â ìåòàáîëèçì. Íåêîòîðûå ìóòàöèè íå òîëüêî ñîõðàíÿþòñÿ, íî è ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ â ðåãèîíàëüíûõ ïîïóëÿöèÿõ, îáíàðóæèâàÿ ïîçèòèâíóþ ñåëåêöèþ. Áîëåå òîãî, íåäàâíî áûëî ïîêàçàíî, ÷òî òàêàÿ ñåëåêöèÿ (àäàïòèâíàÿ ýâîëþöèÿ) â òå÷åíèå ïîñëåäíèõ 40 òûñ. ëåò ïðîèñõîäèëà â óñêîðåííîì òåìïå (Hawks et al., 2007). Îäíàêî óñòàíîâëåííûå äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ó ëþäåé ñëó÷àè ãåíåòè÷åñêîãî ïîëèìîðôèçìà, îáíàðóæèâøèå ïðèçíàêè ïîçèòèâíîé ñåëåêöèè, íå ñâÿçàíû ñ óâåëè÷åíèåì ðàçìåðîâ ìîçãà è (èëè) ïîâûøåíèåì èíòåëëåêòà (Sabeti et al., 2007). Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ó ðàçíûõ èíäèâèäóóìîâ ðàçìåð ìîçãà ìîæåò îòëè÷àòüñÿ íà 20–30% îò ñðåäíåãî â òó èëè èíóþ ñòîðîíó. Âñòàåò î÷åâèäíûé âîïðîñ, â êàêîé ìåðå èíòåëëåêòóàëüíûå âîçìîæíîñòè ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà îïðåäåëÿþòñÿ ðàçìåðàìè åãî ìîçãà. Óìåðåííàÿ êîððåëÿöèÿ äåéñòâèòåëüíî îáíàðóæåíà (McDaniel, 2005). Îäíàêî îáÿçàòåëüíàÿ ñâÿçü ìåæäó îáúåìîì ìîçãà è èíòåëëåêòîì îòñóòñòâóåò (ñì. Shaw et al., 2006). Äîñòàòî÷íî óïîìÿíóòü, ÷òî ìîçã âû172

äàþùåãîñÿ ïèñàòåëÿ è èíòåëëåêòóàëà ëàóðåàòà Íîáåëåâñêîé ïðåìèè Àíàòîëÿ Ôðàíñà èìåë îáúåì 1000 ñì3. Ýòî ñîâñåì áëèçêî ê îáúåìó ìîçãà Homo erectus. Íåäàâíèå îòêðûòèÿ íà èíäîíåçèéñêîì îñòðîâå Ôëîðåñ ïðîäåìîíñòðèðîâàëè, ÷òî ýâîëþöèÿ, âîîáùå, ìîãëà ðàçâèâàòüñÿ èñêëþ÷èòåëüíî ïî ïóòè óñëîæíåíèÿ îðãàíèçàöèè ìîçãà ïðè ñîõðàíåíèè èëè äàæå óìåíüøåíèè åãî ðàçìåðîâ. Áûëè îáíàðóæåíû êîñòíûå îñòàíêè, â òîì ÷èñëå õîðîøî ñîõðàíèâøèåñÿ ñêåëåòû æèâøèõ 90–12 òûñ. ëåò òîìó íàçàä ìèíèàòþðíûõ ëþäåé: ðîñò âçðîñëûõ îñîáåé íå ïðåâûøàë 1 ì.  îòëè÷èå îò ñîâðåìåííûõ ïèãìååâ, îáëàäàþùèõ ïðè ìàëîì ðîñòå íîðìàëüíûì äëÿ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà ðàçìåðîì ìîçãà, ôëîðåññêèé ÷åëîâåê èìåë ÷åðåï ðàçìåðîì ñ ãðåéïôðóò. Îáúåì åãî ìîçãà (380 ñì3) ñîîòâåòñòâîâàë îáúåìó ìîçãà øèìïàíçå è ðàííèõ ãîìèíèí (Brown et al., 2004; Morwood et al., 2004, 2005). È ïðè ýòîì îí ñîçäàâàë îðóäèÿ, êîòîðûå áûëè äàæå áîëåå ñîâåðøåííû, ÷åì îðóäèÿ åãî ñîâðåìåííèêîâ, ïðèíàäëåæàâøèõ âèäó Homo sapiens (Brumm et al., 2006). Ôëîðåññêèé ÷åëîâåê âûäåëåí â ñàìîñòîÿòåëüíûé âèä Homo floresiensis (Argue et al., 2006). Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî îí ïðîèçîøåë îò Homo erectus, âïåðâûå ïîÿâèâøåãîñÿ íà Èíäîíåçèéñêèõ îñòðîâàõ îêîëî 1 ìëí ëåò òîìó íàçàä (Morwood et al., 2004; Larson et al., 2007). Îá ýòîì, â ÷àñòíîñòè, ãîâîðèò ïîõîæåå ñòðîåíèå êèñòè ó ýòèõ âèäîâ (Tocheri et al., 2007).  äàííîì ñëó÷àå ýâîëþöèÿ øëà â ñòîðîíó ìèíèàòþðèçàöèè, â òîì ÷èñëå ìîçãà, ïðè îäíîâðåìåííîì ïîâûøåíèè èíòåëëåêòà. Íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè ïîëàãàþò, îäíàêî, ÷òî ñàìî ñóùåñòâîâàíèå Homo floresiensis êàê ñàìîñòîÿòåëüíîãî âèäà òðåáóåò äîïîëíèòåëüíûõ äîêàçàòåëüñòâ. Ãëàâíîå âîçðàæåíèå ñîñòîèò â òîì, ÷òî îáíàðóæåííûå îñòàíêè ïðèíàäëåæàò ëþäÿì ñîâðåìåííîãî òèïà, ñòðàäàâøèì ìèêðîöåôàëèåé (Martin et al., 2006). Äèñêóññèÿ ïî ýòîìó âîïðîñó ïðîäîëæàåòñÿ (Conroy and Smith, 2007), îäíàêî àðãóìåíòû â ïîëüçó ñàìîñòîÿòåëüíîñòè âèäà Homo floresiensis ïðåäñòàâëÿþòñÿ óáåäèòåëüíûìè (Lahr and Foley, 2004; Falk et al., 2007; Tocheri et al., 2007). Òðàíñôîðìàöèÿ Homo erectus, íå óñòóïàâøåãî â ðîñòå ñîâðåìåííîìó ÷åëîâåêó è îáëàäàâøåãî ëèøü íà òðåòü ìåíüøèì ìîçãîì, â çíà÷èòåëüíî áîëåå ñîîáðàçèòåëüíîãî êàðëèêà ñ ðàçìåðîì ìîçãà ïî÷òè êàê ó øèìïàíçå, åùå ðàç äåìîíñòðèðóåò íåïðåäñêàçóåìîñòü ýâîëþöèîííîãî ïðîöåññà. Îäíàêî î÷åâèäíî, ÷òî ìàãèñòðàëüíûé ïóòü ýâîëþöèè ãîìèíèí áûë ñâÿçàí ñ ðîñòîì ðàçìåðîâ ãîëîâíîãî ìîçãà, ãëàâíûì îáðàçîì çà ñ÷åò ãèïïîêàìïà è “íîâîé” êîðû. Èìåííî ýòîò ïóòü ïðèâåë ê ïîÿâëåíèþ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà, îáëàäàþùåãî ñàìûì êðóïíûì ñðåäè 173

ãîìèíèä ãîëîâíûì ìîçãîì. Ïåðåä èññëåäîâàòåëÿìè âñòàëè âîïðîñû, îñòàíîâèëñÿ ëè ñ ïîÿâëåíèåì Homo sapiens ðîñò ãîëîâíîãî ìîçãà è ïðåêðàòèëîñü ëè íàïðàâëåííîå èçìåíåíèå äðóãèõ åãî ïàðàìåòðîâ. Ýòî îçíà÷àëî áû, ÷òî ïðåêðàòèëñÿ îòáîð ìóòàöèé â ãåíàõ, êîíòðîëèðóþùèõ ñâîéñòâà ìîçãà (Zhang, 2003; Evans et al., 2004). Ìû óæå îòìå÷àëè âûøå, ÷òî ìóòàöèîííûé àíàëèç ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ è ìóæñêîé (Y) õðîìîñîìû ïîäòâåðäèë ãèïîòåçó îáùåãî ïðîèñõîæäåíèÿ âñåé ïîïóëÿöèè ñîâðåìåííûõ ëþäåé (Stringer, 2002; Macaulay et al. 2005; Ray et al., 2005; Pakendorf and Stoneking, 2005). Ïîñëå èñõîäà èç Àôðèêè è ðàññåëåíèÿ íà âñåõ êîíòèíåíòàõ ñôîðìèðîâàëèñü ðàçíûå ïîäâèäû ëþäåé (ðàñû), íî åäèíûé âèä ñîõðàíèëñÿ. Åñëè ïðèíÿòü, ÷òî ñ ìîìåíòà ïîÿâëåíèÿ Homo sapiens îòáîð ìóòàöèé â ãåíàõ, îòâå÷àþùèõ çà ïàðàìåòðû è ôóíêöèè ãîëîâíîãî ìîçãà, îòñóòñòâóåò, òî ñîâðåìåííûå ðàñû è íàðîäû íå îòëè÷àþòñÿ èíòåëëåêòóàëüíî. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, îáíàðóæåíèå ðåãèîíàëüíîé ãåòåðîãåííîñòè â îòíîøåíèè âàðèàíòîâ ýòèõ ãåíîâ ìîãëî áû ñëóæèòü ïîäòâåðæäåíèåì ïðîäîëæàþùåéñÿ ýâîëþöèè ãîëîâíîãî ìîçãà ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà. Èìåííî ïîýòîìó çíà÷èòåëüíûé èíòåðåñ âûçâàëè èññëåäîâàíèÿ âàðèàíòîâ ãåíîâ MCPH1 è ASPM. Äåôåêòíîñòü ýòèõ ãåíîâ ïðèâîäèò ê ðåçêîìó óìåíüøåíèþ ðàçìåðîâ ìîçãà (ìèêðîöåôàëèÿ). Ëîãè÷íî áûëî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî èìåííî ýòè ãåíû êîíòðîëèðóþò ðàçìåðû ìîçãà è çàâèñÿùèå îò íèõ ñâîéñòâà (Kouprina et al., 2004). Ëàí è ñîàâòîðû (Evans et al., 2005, 2006a) îáíàðóæèëè âàðèàíò ãåíà MCPH1, âîçíèêøèé 37 òûñ. ëåò òîìó íàçàä. Âîçìîæíî, îí áûë ïîëó÷åí îò íåàíäåðòàëüöåâ (ïàðàãðàô 7.1.1). Ýòîò âàðèàíò (D àëëåëü) øèðîêî ðàñïðîñòðàíèëñÿ â Åâðîïå, Àçèè, íà Áëèæíåì è Ñðåäíåì Âîñòîêå, ÷òî ïîçâîëÿëî ãîâîðèòü î ñèëüíîì ïîçèòèâíîì îòáîðå (Evans et al., 2006b). Âîçíèêøèé 5800 ëåò òîìó íàçàä âàðèàíò ãåíà ASPM òàêæå îáíàðóæèë ïîçèòèâíóþ ñåëåêöèþ, ðàñïðîñòðàíèâøèñü íà Áëèæíåì Âîñòîêå è â Åâðîïå (Mekel-Bobrov et al., 2005). Ïðèíöèïèàëüíûì ÿâëÿëñÿ âîïðîñ, âíåñëè ëè ìóòàöèè, ïðèâåäøèå ê ïîÿâëåíèþ íîâûõ âàðèàíòîâ ãåíîâ, êîíòðîëèðóþùèõ àíàòîìèþ ìîçãà, âêëàä â ýâîëþöèþ ñîâðåìåííîãî ÷åëîâåêà, à èìåííî, â ñîâåðøåíñòâîâàíèå èíòåëëåêòà íîñèòåëåé ýòèõ ìóòàöèé. Àâòîðû ôàêòè÷åñêè äàëè ïîëîæèòåëüíûé îòâåò íà ýòîò âîïðîñ, óâÿçûâàÿ ïîÿâëåíèå óêàçàííîãî âàðèàíòà ãåíà MCPH1 ñ óñèëåíèåì ìèãðàöèè ëþäåé â Åâðîïå è Àçèè, à âàðèàíòà ãåíà ASPM – ñ ïåðåõîäîì ê îñåäëîìó îáðàçó æèçíè, ñòðîèòåëüñòâó ãîðîäîâ è ïîÿâëåíèþ ïèñüìåííîñòè (ñì. òàêæå Frost, 2007). Äðóãèå àâòîðû (Wang and Su, 2004) îáíàðóæèëè âûñîêóþ ìóòàáèëü174

íîñòü íåñêîëüêèõ ñàéòîâ â ñòðóêòóðíîì îòäåëå ãåíà ìèêðîöåôàëèíà, êîòîðàÿ ìîãëà ïðèîáðåñòè îïðåäåëåííóþ íàïðàâëåííîñòü ïîä âëèÿíèåì îòáîðà, îáåñïå÷èâàÿ òåíäåíöèþ ê ïîâûøåíèþ êà÷åñòâ ìîçãà. Îäíàêî â ñàìîå ïîñëåäíåå âðåìÿ, êàê ðåàêöèÿ íà ýòè ðàáîòû, îïóáëèêîâàí ðÿä èññëåäîâàíèé, äîêàçûâàþùèõ, ÷òî ïîïóëÿöèè, íåñóùèå ðàçíûå àëëåëè ãåíà MCPH1 èëè ASPM, íå ðàçëè÷àþòñÿ íè ñðåäíèìè ðàçìåðàìè ìîçãà, íè èíòåëëåêòîì (Currat et al., 2005; Stern and Woods, 2006; Woods et al., 2006; Dobson-Stone et al., 2007; Rushton et al., 2007; Timpson et al., 2007; Yu et al., 2007). Ê ýòîìó âûâîäó ôàêòè÷åñêè ïðèñîåäèíèëñÿ è Ëàí ñ ñîòðóäíèêàìè (Mekel-Bobrov et al., 2007). Òàêèì îáðàçîì, â íàñòîÿùåå âðåìÿ íå óäàëîñü îáíàðóæèòü àëëåëè ýòèõ èëè êàêèõ-ëèáî èíûõ ãåíîâ, â îòíîøåíèè êîòîðûõ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîëîæèòåëüíàÿ ñåëåêöèÿ ëþäåé. Áîëåå îáîñíîâàííûå âûâîäû âîçìîæíû áëàãîäàðÿ òîìó, ÷òî â îòäàëåííûõ îáëàñòÿõ Þãî-Âîñòî÷íîé Àçèè è â íåêîòîðûõ äðóãèõ èçîëÿòàõ ñîõðàíèëîñü “ðåëèêòîâîå” íàñåëåíèå, ñîõðàíèâøåå áàçîâûå (íå ìóòàíòíûå) âàðèàíòû ãåíîâ MCPH1 è ASPM. Ïîýòîìó òåõíè÷åñêè íå ñëîæíî âûÿñíèòü, ñâÿçàíî ëè îáëàäàíèå îïðåäåëåííûìè âàðèàíòàìè ãåíîâ MCPH1 è ASPM ñ äîñòîâåðíî âûÿâëÿåìûìè èçìåíåíèÿìè ðàçìåðîâ ìîçãà, à òàêæå ïðîâåñòè ïîèñê ñîïðÿæåííûõ àíàòîìè÷åñêèõ è äðóãèõ ïðèçíàêîâ, êîòîðûå ìîãëè áû áûòü ïðåäìåòîì ïîçèòèâíîãî îòáîðà (ñì. òàêæå Balter, 2005). Ñëîæíåå âñåãî ïðîâåñòè îáúåêòèâíîå ñîïîñòàâëåíèå èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé. Íåîäíîêðàòíî ïðåäïðèíèìàëèñü ïîïûòêè ñðàâíèòü èíòåëëåêòóàëüíûå âîçìîæíîñòè îòäåëüíûõ ëè÷íîñòåé èëè îïðåäåëåííûì îáðàçîì ïîäîáðàííûõ ãðóïï ëþäåé ñ ïîìîùüþ òåñòîâ íà “êà÷åñòâî èíòåëëåêòà” (intellect quality, IQ) (Furnham et al., 2004; Shuttleworth-Edwards et al., 2004). Îäíàêî èç ðåçóëüòàòîâ ïðîâîäèâøèõñÿ òåñòîâ ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî âû÷ëåíèòü ïðèâíåñåííûå ôàêòîðû (êðóã îáùåíèÿ, êà÷åñòâî îáðàçîâàíèÿ, ïñèõîëîãè÷åñêèé íàñòðîé è äð.) (Whitfield et al., 2000; Cooper., 2005). Ïðè ýòîì îòìå÷àåòñÿ, ÷òî ãåí, îòâåòñòâåííûé çà èíòåëëåêò, äî ñèõ ïîð íå èäåíòèôèöèðîâàí, äà è âðÿä ëè òàêîé ãåí ñóùåñòâóåò â ÷èñòîì âèäå (Sternberg et al., 2005). Äëÿ òîãî, ÷òîáû òåñòû ìîæíî áûëî ñ÷èòàòü áîëåå îáúåêòèâíûìè, èñïûòóåìûå äîëæíû ñ ñàìîãî ðîæäåíèÿ âîñïèòûâàòüñÿ è ïîëó÷àòü îáðàçîâàíèå â îäíîì êîëëåêòèâå. Íàñêîëüêî èçâåñòíî, ïðè ñòîëü æåñòêèõ ïðåäâàðèòåëüíûõ óñëîâèÿõ ýêñïåðèìåíòû ïî òåñòèðîâàíèþ íå ïðîâîäèëèñü. Íåñìîòðÿ íà î÷åâèäíûå ñëîæíîñòè, óñòàíîâëåíèå äîñòàòî÷íî îáúåêòèâíûõ êðèòåðèåâ èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ïîçâîëèò 175

äàòü îòâåò íà ïðèíöèïèàëüíûé âîïðîñ, áûë ëè ñôîðìèðîâàí èíòåëëåêòóàëüíûé ïîòåíöèàë Homo sapiens â ìîìåíò ïîÿâëåíèÿ âèäà, ëèáî ýâîëþöèÿ ìîçãà ÷åëîâåêà è ïîâûøåíèå åãî èíòåëëåêòóàëüíîãî ïîòåíöèàëà ïðîäîëæèëèñü.  ïåðâîì ñëó÷àå ïîêàçàòåëü IQ ëþäåé âî âñåõ ðåãèîíàõ, â ñðåäíåì, îäèíàêîâ, à âî âòîðîì – äîëæíû âûÿâëÿÿòüñÿ ñóùåñòâåííûå ðàçëè÷èÿ. Ïîìèìî äâóõ óêàçàííûõ âûøå ãåíîâ, âûÿâëåíû áîëåå 200 ãåíîâ, èìåþùèõ îòíîøåíèå ê êîíòðîëþ ðàçìåðîâ ãîëîâíîãî ìîçãà, à òàêæå ñïåöèôè÷åñêèõ äëÿ ìîçãà ôóíêöèé (Dorus et al., 2004; Hill and Walsh, 2005). Îäíàêî ïðåîáëàäàíèå â êàêèõ-òî ðåãèîíàõ îïðåäåëåííûõ âàðèàíòîâ ýòèõ ãåíîâ, ÷òî óêàçàëî áû íà èõ ïîçèòèâíóþ ñåëåêöèþ, íå îòìå÷åíî (Tang et al., 2007).  íàñòîÿùåå âðåìÿ â ðàçãàðå ðàáîòà ïî ðàñøèôðîâêå ïîëíîãî ãåíîìà íåàíäåðòàëüöåâ (Green, et al. 2006), êîòîðàÿ áóäåò çàâåðøåíà â 2009–2010 ãã. Íå ìåíüøèé, åñëè íå áîëüøèé èíòåðåñ ïðåäñòàâèëà áû ðàñøèôðîâêà ãåíîìà ëþäåé ñîâðåìåííîãî òèïà – ñîâðåìåííèêîâ íåàíäåðòàëüöåâ. Åãî ìîæíî áûëî áû ñðàâíèòü íå òîëüêî ñ ãåíîìîì íåàíäåðòàëüöåâ, íî è ñ ãåíîìîì íûíå æèâóùèõ ïîòîìêîâ, ÷òî ïîçâîëèëî áû èçó÷èòü ýâîëþöèþ ëþäåé çà ïîñëåäíèå 30–40 òûñ. ëåò èëè äàæå çà áîëüøèé ñðîê. 8.3.2. Ëþäè, æèâøèå 2–4 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (100–300 ïîêîëåíèé), èíòåëëåêòóàëüíî íå áûëè íèæå íàøèõ ñîâðåìåííèêîâ Ñóììèðóÿ ñêàçàííîå â ïðåäûäóùåì ïàðàãðàôå, ïðèõîäèòñÿ êîíñòàòèðîâàòü, ÷òî ýêñïåðèìåíòû, êîòîðûå ïîçâîëèëè áû îïðåäåëåííî îòâåòèòü íà âîïðîñ, ïðîäîëæàåò ëè ÷åëîâåê ýâîëþöèîíèðîâàòü è, â ÷àñòíîñòè, ïîâûøàþòñÿ ëè åãî èíòåëëåêòóàëüíûå âîçìîæíîñòè, åùå íå ïðîâåäåíû. Âàæíûì ïîäõîäîì ê ðåøåíèþ ýòîãî âîïðîñà áûëî áû îïðåäåëåíèå èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ó íàøèõ äîñòàòî÷íî äàëåêèõ ïðåäêîâ. Ìíîãî÷èñëåííûå íàõîäêè ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî 50–30 òûñ. ëåò òîìó íàçàä ëþäè ñîâðåìåííîãî òèïà ïðîèçâîäèëè íàáîðû âåñüìà ñîâåðøåííûõ êàìåííûõ îðóäèé ðàçíîãî íàçíà÷åíèÿ. Àðõåîëîãè ñ÷èòàþò, ÷òî ýòè îðóäèÿ ñòîëü ñîâåðøåííû, ÷òî íûíå æèâóùèå ëþäè íå ñäåëàëè áû èõ áîëåå ôóíêöèîíàëüíûìè. Óêðàøåíèÿ èç ðàêóøåê ÷åëîâåê èçãîòàâëèâàë áîëåå 100 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (Vanhaereny et al., 2006; Bouzouggar et al., 2007). Îäíàêî íàèáîëåå íàãëÿäíûì äîâîäîì 176

â ïîëüçó ïðèñóòñòâèÿ â äîèñòîðè÷åñêèå âðåìåíà òàëàíòëèâûõ, ïî ñîâðåìåííûì ìåðêàì, ëþäåé ÿâëÿþòñÿ íàñêàëüíûå ðèñóíêè, îáíàðóæåííûå â õîðîøåé ñîõðàííîñòè â ïåùåðàõ â Èñïàíèè, âî Ôðàíöèè, â Ñåâåðíîé Àôðèêå, â äðóãèõ ìåñòàõ. Ñîçäàíèå îêîëî øåñòè òûñÿ÷åëåòèé òîìó íàçàä ïèñüìåííîñòè ïîëîæèëî íà÷àëî èñòîðè÷åñêîìó ïåðèîäó â ðàçâèòèè ñîîáùåñòâà ëþäåé. Ðàçâèòèå ïèñüìåííîñòè ñòàëî òîé áàçîé, íà êîòîðîé ïîòåíöèàëüíûå âîçìîæíîñòè ëþäåé ìîãëè áûòü ðåàëèçîâàíû â îáëàñòè ôèëîñîôèè, ëèòåðàòóðû, èñêóññòâà, íàóêè è òåõíèêè. Ñóùåñòâóþò âïîëíå ÷åòêèå ïðåäñòàâëåíèÿ î ëþäÿõ, æèâøèõ 2–3 òûñÿ÷è ëåò òîìó íàçàä, òî÷íåå, îá èíòåëëåêòóàëüíîé ýëèòå òîãî âðåìåíè, îñíîâàííûå íà ãðîìàäíîì, äîøåäøåì äî íàñ ìàòåðèàëå, âêëþ÷àÿ ïðîèçâåäåíèÿ èñêóññòâà, àðõèòåêòóðó, ëèòåðàòóðó, ôèëîñîôèþ, íàó÷íûå òðàêòàòû. Ñîâðåìåííûå ñïåöèàëèñòû â ýòèõ îáëàñòÿõ, à òàêæå ïñèõîëîãè ìîãëè áû äîñòàòî÷íî îáúåêòèâíî ñðàâíèòü èíòåëëåêòóàëüíûé ïîòåíöèàë ëþäåé íàøåãî âðåìåíè è èõ ïðåäêîâ, óäàëåííûõ íà 100 è áîëåå ïîêîëåíèé. Îäíàêî, íàñêîëüêî èçâåñòíî àâòîðó, òàêîå íàó÷íî îáîñíîâàííîå ñîïîñòàâëåíèå íå ïðîâîäèëîñü. Äîøåäøèå äî íàñ ñ òåõ âðåìåí ïàìÿòíèêè àðõèòåêòóðû, ïðîèçâåäåíèÿ èñêóññòâà è ëèòåðàòóðû (Áèáëèÿ, Åâàíãåëèÿ, “Èëëèàäà” Ãîìåðà, ïüåñû Àðèñòîôàíà, áàñíè Ýçîïà, ðå÷è Öèöåðîíà, “Èóäåéñêàÿ âîéíà” Èîñèôà Ôëàâèÿ, ïîýçèÿ Îâèäèÿ è Ëóêðåöèÿ Êàðà è ò.ä.), à òàêæå äîñòèæåíèÿ òåõíèêè è íàóêè (Ýâêëèä, Ãèïïàðõ, Ãåðîí, Àðõèìåä, Ïèôàãîð, Àðèñòîòåëü è äð.), þðèñïðóäåíöèè (Çàêîíû Äðåâíåãî Âàâèëîíà, 10 çàïîâåäåé, ñóä öàðÿ Ñîëîìîíà, Ðèìñêîå ïðàâî è äð.), ôèëîñîôèè (Êîíôóöèé, Áóääà, Àðèñòîòåëü, Ñîêðàò, Ïëàòîí, Äèîãåí, Ñîôîêë, Ïëèíèé è äð.) óáåæäàþò, ÷òî ìíîãèå ôóíäàìåíòàëüíûå ìûñëè è çíàíèÿ ïðèøëè èç òåõ èëè èç åùå áîëåå ðàííèõ âðåìåí. Íåäàðîì Çàðàòóñòðà, æèâøèé 30 âåêîâ íàçàä, à åùå ðàíüøå Ýêêëåçèàñò â ñåðäöàõ âîñêëèöàëè: “Âñå áûëî, áûëî”. Òî÷íî òàê è ñîâðåìåííûå ïðåäñòàâëåíèÿ î ìîðàëè ñîâñåì íå íîâû è òàê æå, êàê êîãäà-òî, ÷àñòî íå âûïîëíÿþòñÿ. Ìèð áûë áû äðóãèì, åñëè áû ëþäè âäðóã ïåðåñòàëè ñîâåðøàòü äåéñòâèÿ, êîòîðûõ îíè íå æåëàëè áû ïî îòíîøåíèþ ê ñåáå. Íî ýòî – áèáëåéñêàÿ çàïîâåäü, ñôîðìóëèðîâàííàÿ áîëåå 2500 ëåò òîìó íàçàä. Ê åùå áîëåå äàâíèì âðåìåíàì îòíîñÿòñÿ íàäïèñè, ñäåëàííûå â ïîãðåáàëüíûõ êàìåðàõ åãèïòÿí, æèâøèõ â ýïîõó äðåâíèõ öàðñòâ. Ýòè íàäïèñè îòðàæàëè ïðåäñòàâëåíèå àâòîðîâ î ãëàâíîì èòîãå èõ æèçíè, êîòîðûé ñëåäîâàëî äîâåñòè äî áîãîâ. Ïðèìå÷àòåëüíî òî, ÷òî çàÿâëåíèÿì î ïîáåäàõ íàä âðàãàìè ìíîãèå ëþäè ïðåäïî÷èòàëè ðàññêàçàòü î ñâîåé ãóìàííîñòè. Áûëà 177

îáíàðóæåíà òàêàÿ íàäïèñü: “ß ñ÷àñòëèâ òåì, ÷òî èç-çà ìåíÿ íèêòî íå ïðîâåë áåññîííóþ íî÷ü”. Âðÿä ëè óæå â íàøå “öèâèëèçîâàííîå” âðåìÿ êòî-ëèáî ñ ïîëíûì îñíîâàíèåì âçÿëñÿ áû óòâåðæäàòü ïîäîáíîå. Ñêîðåå âñåãî, è ñåíòåíöèÿ äðåâíåãî åãèïòÿíèíà áûëà ïðåóâåëè÷åíèåì. Îäíàêî âàæíî, ÷òî èìåííî ïðîÿâëåíèå ÷óòêîñòè ïîêàçàëîñü åìó íàèáîëåå âåðíûì ïðîïóñêîì â çàãðîáíóþ æèçíü. Ìû âèäèì, ÷òî èíòåëëåêòóàëüíûå âîçìîæíîñòè è ìîðàëüíûå óñòðåìëåíèÿ ëþäåé çà ñîòíè ïîêîëåíèé åñëè è ýâîëþöèîíèðîâàëè, òî êðàéíå íåçíà÷èòåëüíî. Îòñþäà íå ñëåäóåò, ÷òî ãåíû, ôîðìèðóþùèå ýòè ïðèçíàêè, íå ïîäâåðæåíû ìóòàöèÿì, â òîì ÷èñëå ïîçèòèâíî âëèÿþùèì íà èíòåëëåêò ïîòîìñòâà. Îòñóòñòâèå ãåíåòè÷åñêè çàêðåïëåííîãî ñäâèãà èíòåëëåêòóàëüíîãî ïîòåíöèàëà ìîæåò áûòü îáúÿñíåíî òåì, ÷òî ýòè ìóòàöèè â óñëîâèÿõ ÷åëîâå÷åñêîãî îáùåñòâà íå äàþò ïðåèìóùåñòâà íè â êà÷åñòâå æèçíè, íè â ïðîèçâîäñòâå ïîòîìñòâà, âñëåäñòâèå ÷åãî îíè íå ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ â ïîïóëÿöèè (ò.å. ÿâëÿþòñÿ íåéòðàëüíûìè). Ïåðâîå èç ýòèõ ïîëîæåíèé ïîäòâåðæäàåòñÿ äàííûìè àìåðèêàíñêèõ èññëåäîâàòåëåé, ïîêàçàâøèõ, ÷òî ðàçìåðû áàíêîâñêèõ ñ÷åòîâ íå çàâèñÿò îò IQ èõ âëàäåëüöåâ. ×òî êàñàåòñÿ ïðîèçâîäñòâà ïîòîìñòâà, òî ìîæíî âûñêàçàòü îïàñåíèå, ÷òî â ïîñëåäíåå âðåìÿ èìååò ìåñòî îáðàòíûé ïðîöåññ, êîòîðûé ìîæíî íàçâàòü âûìûâàíèåì èíòåëëåêòà, è ýòà òåíäåíöèÿ áóäåò òîëüêî óñèëèâàòüñÿ. Îáóñëîâëåíî ýòî òåì äîñòàòî÷íî î÷åâèäíûì îáñòîÿòåëüñòâîì, ÷òî ëè÷íîñòè, îáëàäàþùèå ïîâûøåííûì èíòåëëåêòîì, áîëüøå âðåìåíè îòäàþò ñâîåé ïðîôåññèîíàëüíîé äåÿòåëüíîñòè è, ñîîòâåòñòâåííî, ìåíüøå âíèìàíèÿ óäåëÿþò ñåìüå. Òàê áûëî âñåãäà, íî êàñàëîñü, â îñíîâíîì, ìóæ÷èí. Îäíàêî â ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ ê íèì ïðèñîåäèíèëèñü âûñîêîèíòåëëåêòóàëüíûå è îäóøåâëåííûå èäåÿìè ýìàíñèïàöèè æåíùèíû. Íåèçáåæíûì ñëåäñòâèåì äîëæíà ÿâèòüñÿ îòíîñèòåëüíî íèçêàÿ ðîæäàåìîñòü â èõ ñåìüÿõ, à ñëåäîâàòåëüíî, è ñíèæåíèå â ïîïóëÿöèè íîñèòåëåé òåõ âàðèàíòîâ ãåíîâ, êîòîðûå ôîðìèðóþò ïîâûøåííûé èíòåëëåêò èëè òàëàíò. 8.4. Íàó÷íûå ïóòè ïîâûøåíèÿ ìûñëèòåëüíûõ âîçìîæíîñòåé ÷åëîâåêà 8.4.1. Ìÿãêàÿ åâãåíèêà (-) è ìÿãêàÿ åâãåíèêà (+) Âûøå áûëî âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî ñðåäè ñòîÿùèõ ïåðåä ÷åëîâå÷åñòâîì çàäà÷ åñòü òàêèå, ðåøåíèå êîòîðûõ íàõîäèòñÿ íà ïðåäåëå èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ÷åëîâåêà, à âîçìîæíî, è çà ýòèì 178

ïðåäåëîì. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, êàê ñëåäóåò èç ïðåäûäóùåãî ðàçäåëà, íàäåæäà íà äîñòàòî÷íî áûñòðûé åñòåñòâåííûé ðîñò èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ëþäåé âåñüìà ýôåìåðíà. Ïîýòîìó ïîíÿòíû óñòðåìëåíèÿ íåêîòîðûõ ãåíåòèêîâ ïîâûñèòü îïðåäåëåííûå êà÷åñòâà ëþäåé è, â ïåðâóþ î÷åðåäü, èíòåëëåêòóàëüíîñòü ÷åðåç íàïðàâëåííóþ ñåëåêöèþ (Savulescu, 2001; Birch, 2005). Ýòî íàïðàâëåíèå ãåíåòèêè áûëî íàçâàíî åâãåíèêîé. Äâà íàïðàâëåíèÿ åâãåíèêè ìîæíî óñëîâíî èìåíîâàòü åâãåíèêîé ìèíóñ è åâãåíèêîé ïëþñ (Fenner, 1996). Îäíèì èç äàâíèõ ñëó÷àåâ æåñòîêîãî ïðèìåíåíèÿ ïåðâîãî èç ýòèõ ïîäõîäîâ ÿâëÿëàñü òðàäèöèÿ, ïðèïèñûâàåìàÿ ñïàðòàíöàì, ñáðàñûâàâøèì ñî ñêàëû ñëàáûõ è áîëüíûõ äåòåé. Ôàøèñòû óíè÷òîæàëè ïñèõè÷åñêè áîëüíûõ. Îäíàêî ñóùåñòâóþò ìÿãêèå âàðèàíòû åâãåíèêè ìèíóñ, íàïðèìåð, ïðåðûâàíèå áåðåìåííîñòè, îáîñíîâàííîå äàííûìè ïðåíàòàëüíîé äèàãíîñòèêè ïëîäà. Ìíîãèå ïñèõè÷åñêèå äåôåêòû îêàçàëèñü íàñëåäóåìûìè (Èâàíîâ è Êèñåëåâ, 2005).  ÷àñòíîñòè, óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðîÿâëåíèÿ øèçîôðåíèè, áîëåçíè Àëüöãåéìåðà, äðóãèõ íåéðîäåãåíåðàòèâíûõ áîëåçíåé ìîãóò áûòü ñâÿçàíû ñ óæå èçâåñòíûìè ìóòàöèÿìè â ðÿäå ãåíîâ (äëÿ îáçîðà Bertram and Tanzi, 2004; St George-Hyslop and Petit, 2005). Ìîæíî äîáàâèòü, ÷òî îñóùåñòâëÿåìûå â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðèíöèïèàëüíûå óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ìåòîäîâ îïðåäåëåíèÿ íóêëåîòèäíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé ÄÍÊ (ñåêâåíèðîâàíèÿ) ïîçâîëÿò óæå ÷åðåç äåñÿòèëåòèå êàæäîìó ÷åëîâåêó çàêàçàòü çà óìåðåííóþ ïëàòó èíäèâèäóàëüíûé ãåíåòè÷åñêèé ïàñïîðò, â êîòîðîì ïîëíîñòüþ ðàñøèôðîâàíû íóêëåîòèäíûå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè âñåõ 46-òè õðîìîñîì (Church, 2006; Brenner, 2007). Ñî âðåìåíåì òàêîé ïàñïîðò áóäåò “ïðèäàâàòüñÿ” âñåì íîâîðîæäåííûì. Îí áóäåò ñíàáæåí íåîáõîäèìûìè êîììåíòàðèÿìè, êîòîðûå ïðåäóïðåäÿò î ïðåäðàñïîëîæåííîñòè ê îïðåäåëåííûì áîëåçíÿì. Ïàðàì, íàìåðåâàþùèìñÿ âñòóïèòü â áðàê, áóäóò äàâàòüñÿ ðåêîìåíäàöèè, îñíîâàííûå íà ñîïîñòàâëåíèè èõ ãåíåòè÷åñêèõ ïàñïîðòîâ. Î÷åâèäíî òàêæå, ÷òî ïðåíàòàëüíàÿ äèàãíîñòèêà, êîòîðàÿ ñòàíåò 100%-é, îêàæåòñÿ, áëàãîäàðÿ ãåííûì êàðòàì ðîäèòåëåé, áîëåå îðèåíòèðîâàííîé. Ýòî òîæå ìÿãêèå âàðèàíòû åâãåíèêè ìèíóñ.  ýòîì êîíòåêñòå óæå ðàçðàáîòàíà Åâðîïåéñêàÿ ïðîãðàììà ìàññîâîãî ãåíåòè÷åñêîãî òåñòèðîâàíèÿ, íàïðàâëåííàÿ íà âûÿâëåíèå íîñèòåëüñòâà âàðèàíòîâ ãåíîâ, ñîïðÿæåííûõ ñ áîëåçíÿìè (èëè ñ óñòîé÷èâî-ñòüþ ê íèì).  ïðîãðàììå îòìå÷àåòñÿ, ÷òî îäíà èç åå öåëåé – äàòü èñïûòóåìûì âîçìîæíîñòü ïðèíÿòü ðåøåíèå “îòíîñèòåëüíî ðåïðî179

äóêòèâíîãî ïîâåäåíèÿ” (Ìåäèöèíñêàÿ ãåíåòèêà, 2006, ¹ 3, ñòð. 21). Âîçìîæíî, ãðàìîòíîé ðåàëèçàöèè ýòèõ è äðóãèõ ïîäõîäîâ â ðàìêàõ åâãåíèêè ìèíóñ îêàæåòñÿ äîñòàòî÷íî äëÿ ïðåêðàùåíèÿ ðîñòà ÷èñëà íàêîïëåííûõ â ïîïóëÿöèè âðåäíûõ ìóòàöèé (ò. í. ãåíåòè÷åñêîãî ãðóçà) è äàæå ïðèâåäåò ê åãî ñíèæåíèþ.  ÷àñòíîñòè, ìîæíî îæèäàòü, ÷òî çà ñ÷åò ïîíèæåíèÿ ÷àñòîòû íàñëåäóåìûõ íåéðîäåãåíåðàòèâíûõ áîëåçíåé ïîäíèìåòñÿ èíòåëëåêòóàëüíûé óðîâåíü ïîïóëÿöèè (Goodey, 1996; Schulze, 2004). Îäíàêî ýòîò ïîäúåì íå ìîæåò áûòü çíà÷èòåëüíûì ïðè èñïîëüçîâàíèè ïðèåìîâ òîëüêî â ðàìêàõ åâãåíèêè ìèíóñ. Åâãåíèêà ïëþñ â åå ïåðâîíà÷àëüíîì ïîíèìàíèè îçíà÷àåò èñêóññòâåííóþ ñåëåêöèþ ëþäåé ÷åðåç ñïåöèàëüíûé ïîäáîð ðîäèòåëüñêèõ ïàð ïî îïðåäåëåííûì ôåíîòèïè÷åñêèì (ñèëà, êðàñîòà, èíòåëëåêò è ò.ä.), à òàêæå ãåíåòè÷åñêèì ïðèçíàêàì. Ãåííûå êàðòû è â ýòîì ñëó÷àå ìîãëè áû ñïîñîáñòâîâàòü ïîäáîðó “ïðàâèëüíûõ” ïàð.  ýòîì ïëàíå ïûòàëèñü äåéñòâîâàòü äîâîëüíî ìíîãî÷èñëåííûå åâãåíè÷åñêèå îáùåñòâà Åâðîïû è Àìåðèêè (Selden, 2005). Åùå â ñåðåäèíå äåâÿòíàäöàòîãî âåêà â ÑØÀ áûëî îðãàíèçîâàíî è ïðîñóùåñòâîâàëî îêîëî 30 ëåò îáùåñòâî “áèáëåéñêèõ êîììóíèñòîâ”, îáúåäèíèâøåå îêîëî 300 ÷ëåíîâ. Çàäà÷åé îáùåñòâà áûëî “ðàçâîäèòü” óñîâåðøåíñòâîâàííûõ ëþäåé, â òîì ÷èñëå ñ ïîâûøåííûì èíòåëëåêòîì (Richards, 2004). Îò ñïåöèàëüíî ïîäîáðàííûõ ïàð áûëè ðîæäåíû 58 äåòåé. Íàñêîëüêî èçâåñòíî àâòîðó, äîñòîâåðíûå äàííûå î ðåçóëüòàòàõ ýòîãî è ïîäîáíûõ åâãåíè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòîâ îòñóòñòâóþò, ÷òî ìîæíî îáúÿñíèòü èõ êðàòêîâðåìåííîñòüþ. Ñêîðåå âñåãî, äåòè ïåðâîãî “ñåëåêöèîííîãî” ïîêîëåíèÿ, ñòàâ âçðîñëûìè, âûõîäèëè èç ýêñïåðèìåíòà, çàòåÿííîãî èõ ðîäèòåëÿìè, ïðåäïî÷èòàÿ ñàìîñòîÿòåëüíî ðàñïîðÿæàòüñÿ ñâîåþ ñóäüáîé. Îäíàêî ñóùåñòâóþò ñîâðåìåííûå âàðèàíòû ìÿãêîé (ëèáåðàëüíîé) åâãåíèêè ïëþñ. Ýòî, ïðåæäå âñåãî, âûáîð äîíîðà ñïåðìû ïðè íåîáõîäèìîñòè äëÿ çà÷àòèÿ èñêóññòâåííîãî îñåìåíåíèÿ. Ñîçäàí äàæå áàíê ñïåðìû Íîáåëåâñêèõ ëàóðåàòîâ. Äðóãèì âàðèàíòîì ëèáåðàëüíîé åâãåíèêè ïëþñ ìîæíî ñ÷èòàòü “êëàíîâûå” áðàêè âûäàþùèõñÿ ñïîðòñìåíîâ, ìóçûêàíòîâ, ó÷åíûõ. Î÷åíü ÷àñòî òàêèå ëþäè òåñíî îáùàþòñÿ íå òîëüêî â ñâÿçè ñ ïðîôåññèîíàëüíîé äåÿòåëüíîñòüþ, íî è â áûòó. Íàó÷íûå ãîðîäêè ñóùåñòâóþò â Ðîññèè è äðóãèõ ñòðàíàõ. Àâòîð â 70-å ãîäû áûâàë â ïîäìîñêîâíîé Ìîçæèíêå, ãäå óæå äàâíî ñóùåñòâîâàë àêàäåìè÷åñêèé äà÷íûé ïîñåëîê. Äà÷è òàì ïðåäîñòàâëÿëèñü òîëüêî ÷ëåíàì Àêàäåìèè íàóê. È ýòîò ïîñåëîê äàëåêî íå åäèíñòâåííûé íà òåððèòîðèè áûâøåãî ÑÑÑÐ. Òàêèå îáðàçîâàíèÿ ìîæíî 180

ðàññìàòðèâàòü êàê ÷àñòè÷íî îáîñîáëåííûå. Êàçàëîñü áû, óíàñëåäîâàííûé èíòåëëåêòóàëüíûé ïîòåíöèàë ïîêîëåíèé, ôîðìèðóþùèõñÿ â ýòèõ “èçîëÿòàõ” äîëæåí áûòü âûøå ñðåäíåãî. Àâòîðó íåèçâåñòíî, ïðîâîäèëèñü ëè èññëåäîâàíèÿ ñ ïðèìåíåíèåì ñîîòâåòñòâóþùåãî òåñòèðîâàíèÿ, êîòîðûå ïîäòâåðäèëè áû èëè îïðîâåðãëè òàêóþ òåíäåíöèþ. 8.4.2. Êëîíèðîâàíèå ëþäåé êàê ñåìåéíîå ðåøåíèå Êëîíèðîâàíèå ìîæåò ñòàòü åùå îäíèì ïîäõîäîì ê ñîçäàíèþ îñîáåé ñ ïîâûøåííûì èíòåëëåêòîì. Íàïîìíèì, ÷òî ïðè êëîíèðîâàíèè ÿäðî äèïëîèäíîé ñîìàòè÷åñêîé êëåòêè (êàê ïðàâèëî, äëÿ ýòîé öåëè âûáèðàþò ñëàáî äèôôåðåíöèðîâàííóþ ñòâîëîâóþ êëåòêó) ïåðåñàæèâàþò â ÿéöåêëåòêó, ÿäðî êîòîðîé áûëî óäàëåíî. Ïîñëå îïðåäåëåííîé ñòèìóëÿöèè, ïîáóæäàþùåé ê äåëåíèþ, çàðîäûø âûðàùèâàþò íà ïèòàòåëüíîé ñðåäå äî, ïðèáëèçèòåëüíî, 100 êëåòîê è ïåðåñàæèâàþò ìàòåðè. Âûíàøèâàíèå ïëîäà ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ ïîëíîãî ãåíåòè÷åñêîãî äâîéíèêà âëàäåëüöà ïåðåñàæåííîãî ÿäðà. Íà ñàìîì äåëå, ïîñëå ïðåâðàùåíèÿ êëîíèðîâàíèÿ â ðóòèíó ýòîò ìåòîä ðàçìíîæåíèÿ ìîæåò ñòàòü ñåìåéíûì ðåøåíèåì. Ñêàæåì, â ÿéöåêëåòêå æåíû ñîáñòâåííîå ÿäðî çàìåùåíî ÿäðîì ñîìàòè÷åñêîé êëåòêè ìóæà. Ðåáåíîê ñòàíåò “âûëèòûì” îòöîì. Ïðè ýòîì, íàñëåäîâàíèå âíåÿäåðíîé (ìèòîõîíäðèàëüíîé) ÄÍÊ áóäåò, êàê îáû÷íî, ïðîäîëæåíî ïî ìàòåðèíñêîé ëèíèè. Åñëè òàêîé âàðèàíò ïîëó÷åíèÿ ïîòîìñòâà âûçâàí æåëàíèåì âîñïðîèçâåñòè â íåì ïðèñóùèå îòöó òàëàíòû èëè âûñîêèé èíòåëëåêò, òî ýòî åùå è åâãåíèêà (+). Îáúÿâëåííàÿ íåäàâíî âîçìîæíîñòü ñîõðàíåíèÿ ÿéöåêëåòêè â çàìîðîæåííîì ñîñòîÿíèè äîáàâëÿåò ðÿä âàæíûõ âàðèàíòîâ ñåìåéíûõ ðåøåíèé. Ýëåìåíò åâãåíèêè â êëîíèðîâàíèè ìîæåò áûòü óñèëåí, åñëè “îòöîâñêèå” ñîìàòè÷åñêèå êëåòêè ïðåäâàðèòåëüíî òðàíñôîðìèðîâàòü, âíåñÿ â èõ ãåíîì óëó÷øåííûé âàðèàíò òîãî èëè èíîãî ãåíà. Ìîæíî îæèäàòü, ÷òî óæå â íåäàëåêîì áóäóùåì íà÷íåò ðåàëèçîâûâàòüñÿ î÷åâèäíàÿ èäåÿ çàìåíû ó ëþäåé äåôåêòíûõ è äàæå “íîðìàëüíûõ” ãåíîâ èõ óëó÷øåííûìè àíàëîãàìè ñ ïðèâëå÷åíèåì ðàçíûõ ìåòîäîâ, óæå èñïîëüçóåìûõ ïðè ïîëó÷åíèè òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ, â òîì ÷èñëå íàïðàâëåííîãî ìóòàãåíåçà.

181

8.4.3. Ãåíåòè÷åñêèå ìàíèïóëÿöèè ñ ïîëîâûìè êëåòêàìè è ðàííèìè ýìáðèîíàìè Óæå â íàøå âðåìÿ â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà âåëèêà âåðîÿòíîñòü ðîæäåíèÿ ðåáåíêà ñ íàñëåäñòâåííûì çàáîëåâàíèåì, ìîæåò áûòü îñóùåñòâëåíà ñåëåêöèÿ íà óðîâíå îïëîäîòâîðåííîé êëåòêè, à ëó÷øå ýìáðèîíà. Îïèñàí ñëó÷àé, êîãäà ó ñóïðóæåñêîé ïàðû áðàëè ãåíåòè÷åñêèé ìàòåðèàë è ïóòåì îïëîäîòâîðåíèÿ “â ïðîáèðêå“ âûðàùèâàëè ìèêðîýìáðèîíû (6 äåëåíèé îïëîäîòâîðåííîé ÿéöåêëåòêè). Ó ýìáðèîíîâ îòáèðàëè ïî îòäåëüíîé êëåòêå (÷òî íå îïàñíî), è ñîîòâåòñòâóþùèé ãåí ïðîâåðÿëñÿ íà ïðèñóòñòâèå ”âðåäíîé” ìóòàöèè. Ýìáðèîí, îêàçàâøèéñÿ ñâîáîäíûì îò ýòîé ìóòàöèè, áûë èìïëàíòèðîâàí ìàòåðè. Ýòà ïðîöåäóðà ãàðàíòèðîâàëà ðîæäåíèå çäîðîâîãî ðåáåíêà. Îíà íå ñîäåðæèò ýëåìåíòîâ ãåííîé èíæåíåðèè è ìîæåò áûòü îòíåñåíà ê ìÿãêîé åâãåíèêå (+). Îäíàêî â íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ìîæåò îêàçàòüñÿ öåëåñîîáðàçíûì â êëåòêè ðàííåãî ýìáðèîíà, êîòîðûå äåôåêòíû ïî îïðåäåëåííîìó ãåíó, âíåñòè ôðàãìåíò ÄÍÊ, íåñóùèé íîðìàëüíûé ãåí. ×åðåç íåñêîëüêî öèêëîâ êëåòî÷íûõ äåëåíèé ñëåäóåò óáåäèòüñÿ, ÷òî íîðìàëüíûé ãåí âñòðîåí â ãåíîì â íàäëåæàùåì ìåñòå. Ìîäèôèöèðîâàííûé ýìáðèîí ìîæåò áûòü èìïëàíòèðîâàí ìàòåðè, êîòîðàÿ ðîäèò çäîðîâîãî ðåáåíêà. Ñ ðàñïðîñòðàíåíèåì ãåíåòè÷åñêèõ ïàñïîðòîâ òàêèå óñòðàíÿþùèå äåôåêòû ïðîöåäóðû ñòàíóò ðóòèííûìè. Ñëåäóþùèé, äàëåêî íå ïðîñòîé ïñèõîëîãè÷åñêè, íî íå ñëîæíûé òåõíè÷åñêè øà㠖 ìàíèïóëÿöèè ñ ÿéöåêëåòêàìè èëè ýìáðèîíàìè, íàïðàâëåííûå íå íà óñòðàíåíèå äåôåêòîâ, à íà óëó÷øåíèå òåõ èëè èíûõ êà÷åñòâ. Ìû êîñíåìñÿ òîëüêî îáñóæäàåìîãî çäåñü àñïåêòà – ïîâûøåíèÿ ìûñëèòåëüíûõ âîçìîæíîñòåé ëþäåé. Ñêàæåì ñðàçó, ÷òî òàêàÿ âîçìîæíîñòü ñóùåñòâóåò è äàæå óæå îñóùåñòâëåíà ó ýêñïåðèìåíòàëüíûõ æèâîòíûõ. Òàê, ñîçäàíà ëèíèÿ òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ (ìûøåé), ó êîòîðûõ ãåííî-èíæåíåðíûì ñïîñîáîì ïîâûøåíî ïðîèçâîäñòâî áåëêà GAP-43 â êëåòêàõ íåðâíîé ñèñòåìû (Aigner et al., 1995). Ýòîò áåëîê ïðèñóòñòâóåò â ìîçãå âñåõ æèâîòíûõ, âêëþ÷àÿ ÷åëîâåêà. Îí ëîêàëèçîâàí, ãëàâíûì îáðàçîì, â àêñîííûõ îêîí÷àíèÿõ íåéðîíîâ. Èçâåñòíî, ÷òî GAP-43 ó÷àñòâóåò â ðåãåíåðàöèè íåðâíûõ êëåòîê, à òàêæå â ïðîöåññàõ, ñâÿçàííûõ ñ îáó÷åíèåì è ïàìÿòüþ. Îêàçàëîñü, ÷òî òðàíñãåííûå æèâîòíûå, áëàãîäàðÿ ïîâûøåííîìó ïðîèçâîäñòâó GAP-43, çíà÷èòåëüíî óìíåå æèâîòíûõ ñ íîðìàëüíûì ïðîèçâîäñòâîì ýòîãî áåëêà. Èõ ïðåèìóùåñòâà íàèáîëåå î÷åâèäíû ïðè âûïîëíåíèè 182

îñîáåííî ñëîæíûõ çàäàíèé, êîòîðûå ìîãóò áûòü âîîáùå íåäîñòóïíû “íîðìàëüíûì” æèâîòíûì (Routtenberg et al., 2000; Holahan et al., 2007). 8.4.4. Ïðèöåëüíàÿ òðàíñôîðìàöèÿ ãðóïï êëåòîê ìîçãà Áûëè ïðîâåäåíû òàêæå ýêñïåðèìåíòû ïî íåíàñëåäóåìîìó ïîâûøåíèþ èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé îòäåëüíûõ ñóáúåêòîâ. Äëÿ óñïåøíîãî âûïîëíåíèÿ áåëêîì GAP-43 è íåêîòîðûìè äðóãèìè áåëêàìè ñâîéñòâåííûõ èì ôóíêöèé íåîáõîäèìî ïðèñóòñòâèå ôåðìåíòà ïðîòåèíêèíàçû C (ÏÊÑ), îñóùåñòâëÿþùåé âûáîðî÷íîå ôîñôîðèëèðîâàíèå áåëêîâ. Òàê, â áåëêå GAP-43 ÏÊÑ ôîñôîðèëèðóåò òîëüêî îäèí àìèíîêèñëîòíûé îñòàòîê (ñåðèí-41). Àêòèâíûé ãåí ÏÊÑ â ñîñòàâå îáåçâðåæåííîãî âèðóñíîãî âåêòîðà ââîäèëè â êîíòðîëèðóþùèå îáó÷åíèå è ïàìÿòü (àññîöèàòèâíûå) ó÷àñòêè êîðû èëè ãèïïîêàìïà ìîçãà êðûñû, ãäå îñóùåñòâëÿëàñü çàñòðîéêà ãåíà ÏÊÑ â ãåíåòè÷åñêèé àïïàðàò îãðàíè÷åííîãî êîëè÷åñòâà íåéðîíîâ. Ýòà ïðîöåäóðà ñóùåñòâåííî ïîâûøàëà ñïîñîáíîñòü æèâîòíîãî ê îáó÷åíèþ (Neill, 2001; Zhang et al., 2005). Öåëåñîîáðàçåí àíàëîãè÷íûé ýêñïåðèìåíò ñ ãåíîì ôåðìåíòà êàëüïàèí. Ýòîò ôåðìåíò îñóùåñòâëÿåò ðàçðûâ ìîëåêóëû GAP-43 îêîëî òîãî æå ñåðèíà-41, îáðàçóÿ ôóíêöèîíàëüíî àêòèâíûå ôðàãìåíòû (Çàõàðîâ è äð., 2005). Áûëî áû èíòåðåñíî (âîçìîæíî, îïûòû óæå âåäóòñÿ) ïî òîé æå ñõåìå ïðèöåëüíî âíåäðèòü äîïîëíèòåëüíûé ãåí ñàìîãî áåëêà GAP-43 â íåéðîíû àññîöèàòèâíûõ îáëàñòåé ìîçãà ïîêà, åñòåñòâåííî, ýêñïåðèìåíòàëüíûõ æèâîòíûõ. Îñîáåííî áîëüøîé ýôôåêò óëó÷øåíèÿ ïàìÿòè è ïîâûøåíèÿ ñïîñîáíîñòè ê îáó÷åíèþ ìîæíî îæèäàòü ïðè îäíîâðåìåííîé òðàíñôîðìàöèè ñîîòâåòñòâóþùèõ ó÷àñòêîâ ìîçãà òàêæå ïî äðóãèì ãåíàì, ïðîäóêòû êîòîðûõ ó÷àñòâóþò â ýòèõ ïðîöåññàõ. Ñëåäóåò åùå ðàç ïîä÷åðêíóòü, ÷òî ýòè ìàíèïóëÿöèè õîòü è ÿâëÿþòñÿ ãåííî-èíæåíåðíûìè, íå èìåþò îòíîøåíèÿ ê åâãåíèêå, ò.ê. òðàíñôîðìèðóþòñÿ òîëüêî ñîìàòè÷åñêèå êëåòêè, è ïîâûøåííàÿ ñîîáðàçèòåëüíîñòü íå ïåðåäàåòñÿ ïî íàñëåäñòâó. Âîçìîæíî, èìåííî òàêîé ïóòü ïîâûøåíèÿ èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ïðîôåññèîíàëüíî çàèíòåðåñîâàííûõ â ýòîì ëþäåé îêàæåòñÿ äîñòóïåí â îòíîñèòåëüíî áëèçêîì áóäóùåì.

183

8.4.5. Ïðîáëåìà ñîçäàíèÿ êàòàëîãà ãåííûõ âàðèàöèé, èìåþùèõ îòíîøåíèå ê ïîâûøåíèþ (ïîíèæåíèþ) èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé â îáëàñòè “òî÷íûõ” íàóê Î÷åâèäíî, ÷òî àêòèâíîñòüþ ãåíîâ áåëêà GAP-43 è ðÿäà äðóãèõ óæå èçâåñòíûõ ïðîäóêòîâ, ýêñïðåññèðóåìûõ â ìîçãå, êîíòðîëü äåÿòåëüíîñòè ìîçãà íå îãðàíè÷èâàåòñÿ. Èíòåëëåêòóàëüíûå ñïîñîáíîñòè îïðåäåëÿþòñÿ ìíîãèìè ôóíêöèÿìè ìîçãà, ñðåäè êîòîðûõ êîðîòêàÿ è äîëãîâðåìåííàÿ ïàìÿòü, àññîöèàòèâíûå ðåàêöèè, ñêîðîñòü ðåàãèðîâàíèÿ è äð. Ýòè ôóíêöèè çàâèñÿò îò ýêñïðåññèè ìíîãèõ áåëêîâ, â ÷àñòíîñòè, òåõ, êîòîðûå îáåñïå÷èâàþò ñòàáèëüíîñòü è ðåôîðìèðîâàíèå (ïëàñòè÷íîñòü) ñèíàïñîâ, ñåêðåöèþ íåéðîìåäèàòîðîâ, àêñîííûé òðàíñïîðò è äð. Ìíîãèå èç çàäåéñòâîâàííûõ â ýòèõ ïðîöåññàõ áåëêîâ ýêñïðåññèðóþòñÿ íå òîëüêî â ìîçãå, íî è â äðóãèõ òêàíÿõ, ãäå îíè êîíòðîëèðóþò ñîâñåì èíûå ôóíêöèè. Áîëåå òîãî, ïîçíàâàòåëüíûå ñïîñîáíîñòè ìîãóò çàâèñåòü îò ãåíîâ, íàïðÿìóþ ê ôóíêöèÿì ìîçãà îòíîøåíèÿ, êàçàëîñü áû, íå èìåþùèõ (Reiss et al., 1995; Lenhoff et al., 1997; Payton et al., 2003; Rujescu et al., 2003; Konishi et al., 2004). Âñå ýòî óñëîæíÿåò èäåíòèôèêàöèþ ãåíîâ, â íàèáîëüøåé ñòåïåíè îòâåòñòâåííûõ çà èíòåëëåêò. Ïðîáëåìà óñòàíîâëåíèÿ ìóòàöèé (âàðèàöèé), âëèÿþùèõ íà ôîðìèðîâàíèå èíòåëëåêòóàëüíîãî ïîòåíöèàëà, è ãåíîâ, â êîòîðûõ îíè íàõîäÿòñÿ, âõîäèò â êðóã çàäà÷, ðåøàåìûõ ìåäèöèíñêîé ãåíåòèêîé. Îïðåäåëåííûå øàãè â ýòîì íàïðàâëåíèè óæå äåëàþòñÿ (Èâàíîâ è Êèñåëåâ, 2005; Dorus et al., 2004; Hill and Walsh, 2005). Âîçìîæíî, ýôôåêòèâíûì ïîäõîäîì áûë áû ïîèñê ñâÿçàííûõ ñ ïîâûøåííûì èíòåëëåêòîì âàðèàöèé íóêëåîòèäíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé (ìóòàöèé) ïðè òîòàëüíîì ñêàíèðîâàíèè ãåíîìîâ ñîîòâåòñòâåííî ïîäîáðàííûõ ãðóïï ëþäåé (Craig and Plomin, 2006). Åñëè èìåòü â âèäó èíòåðåñóþùåå íàñ ïîâûøåíèå èíòåëëåêòà, ïðîÿâëÿþùååñÿ â óñïåøíîñòè â îáëàñòè “òî÷íûõ” íàóê, òî â îäíó ãðóïïó (êîíòðîëüíóþ) âîéäóò ëþäè, äëÿ êîòîðûõ ïî ñîáñòâåííîé îöåíêå ìàòåìàòèêà è ôèçèêà áûëè ñàìûìè òðóäíî óñâàèâàåìûìè ïðåäìåòàìè, à âî âòîðóþ ãðóïïó âîéäóò ïîáåäèòåëè îëèìïèàä ïî ýòèì ïðåäìåòàì è óæå ïðîÿâèâøèå ñåáÿ òàëàíòëèâûå ñòóäåíòû è ó÷åíûå. Êîíå÷íî, òàêîé ïîäáîð íå ÿâëÿåòñÿ ñòîëü îäíîçíà÷íûì, êàê, ñêàæåì, ïîäáîð ïî ïðèçíàêàì îòñóòñòâèÿ èëè íàëè÷èÿ ìóçûêàëüíîãî ñëóõà, êîãäà îáúåêòèâíîå òåñòèðîâàíèå ìîæíî îñóùåñòâèòü ñ ïîìîùüþ êàìåðòîíà. Îäíàêî ïðè 184

äîñòàòî÷íîé ïðåäñòàâèòåëüíîñòè îáåèõ ãðóïï è ïðè óñëîâèè ïîëíîé ðàñøèôðîâêè ãåíîìîâ âñåõ èñïûòóåìûõ âûÿâëåíèå âàðèàöèé, õàðàêòåðíûõ èìåííî äëÿ ëþäåé ñ ïîâûøåííûì “åñòåñòâåííî-íàó÷íûì” èíòåëëåêòîì, ïðåäñòàâëÿåòñÿ âûïîëíèìûì.  äàííîì ñëó÷àå òåðìèí “âûÿâëåíèå âàðèàöèé” îçíà÷àåò ëîêàëèçàöèþ â ãåíîìå è îïðåäåëåíèå õàðàêòåðà êàæäîé òàêîé âàðèàöèè êàê òî÷å÷íîé çàìåíû, äåëåöèè èëè âñòàâêè. Îïèñàííûå âûøå ãåíåòè÷åñêèå ìàíèïóëÿöèè ìîãóò ïðîâîäèòüñÿ áåç èäåíòèôèêàöèè ãåíîâ, íåñóùèõ ìîäèôèöèðóåìûå ó÷àñòêè ÄÍÊ. Îäíàêî åñòåñòâåííûì áóäåò ñòðåìëåíèå ïðèïèñàòü ñïåöèôè÷åñêèå äëÿ ïîâûøåííîãî èíòåëëåêòà ìóòàöèè, âûÿâëåííûå â õîäå îïèñàííîãî âûøå “äèôôåðåíöèàëüíîãî òåñòèðîâàíèÿ” ãåíîìîâ, óæå èçâåñòíûì ãåíàì.  êàêèõ-òî ñëó÷àÿõ ýòî, äåéñòâèòåëüíî, âîçìîæíî. Âìåñòå ñ òåì, çäåñü ìîæíî îæèäàòü íå ìàëûõ ñåíñàöèé. Èäåíòèôèöèðîâàííûå ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ãåíû, êîòîðûå êîäèðóþò èçâåñòíûå áåëêè, à òàêæå ãåíû ðèáîñîìíûõ è òðàíñïîðòíûõ ÐÍÊ (âñåãî îêîëî 30 000), ñîñòàâëÿþò ëèøü 3% ïîëíîãî ãåíîìà. Ñ÷èòàëîñü, ÷òî ïðåîáëàäàþùàÿ ÷àñòü ãåíîìà íå òðàíñêðèáèðóåòñÿ è ôóíêöèîíàëüíî èíåðòíà. Îäíàêî íàêàïëèâàþòñÿ äàííûå, óáåæäàþùèå â îøèáî÷íîñòè òàêîãî çàêëþ÷åíèÿ (Ponting and Lunter, 2006).  “ìîë÷àùåé” ÷àñòè ãåíîìà ðàñïîëàãàþòñÿ ñåìåéñòâà ìîáèëüíûõ ýëåìåíòîâ (Tomilin, 1999). Ñåìåéñòâî ðåòðîòðàíñïîçîíîâ Alu â ãåíîìå ÷åëîâåêà ïðåäñòàâëåíî ìèëëèîíîì êîïèé. Âíåäðÿÿñü â ðåãóëÿòîðíûå îáëàñòè ãåíîâ, Alu-ïîâòîðû âëèÿþò íà ýôôåêòèâíîñòü òðàíñêðèïöèè ýòèõ ãåíîâ (Bogerd et al., 2006; Xing J. et al., 2007). Ïîëó÷åíû òàêæå äàííûå î òðàíñêðèïöèè ñàìèõ Alu-ïîâòîðîâ (Tomilin, 1999; Yu et al., 2001). Ó ðàçíûõ ëþäåé ðàñïðåäåëåíèå Alu-ïîâòîðîâ íåîäèíàêîâî, ÷òî âíîñèò âêëàä â ÷åëîâå÷åñêîå ðàçíîîáðàçèå (ïîëèìîðôèçì). Ñîãëàñíî ïðîâåäåííûì â ïîñëåäíèå ãîäû èññëåäîâàíèÿì (Saxena S., 2003; Kosik, 2006 ; Krichevsky, et al., 2006; Valencia-Sanchez M.A. et al., 2006; Vagin et al., 2006), ⠓ìîë÷àùåé” ÷àñòè ãåíîìà ïðèñóòñòâóþò òàêæå ìíîãî÷èñëåííûå ”òðàíñêðèáèðóåìûå åäèíèöû” (ÐÍÊ ãåíû), ïî êîòîðûì ñèíòåçèðóþòñÿ âûñîêîìîëåêóëÿðíûå íåêîäèðóþùèå ÐÍÊ, êîòîðûå âûïîëíÿþò ñàìîñòîÿòåëüíûå ôóíêöèè (Ponjavic et al., 2007; Mercer et al., 2008) èëè ÿâëÿþòñÿ ïðåäøåñòâåííèêàìè “êîðîòêèõ” ÐÍÊ (siRNA è miRNA), îáðàçîâàííûõ 20–30 íóêëåîòèäíûìè çâåíüÿìè. Íåêîòîðûå êîðîòêèå ÐÍÊ òêàíåñïåöèôè÷íû. Äëÿ çàðîäûøåâîé ïëàçìû ìëåêîïèòàþùèõ (ñåìåííèêè, îîöèòû) õàðàêòåðíî ñåìåéñòâî piRNA (Kim, 2006; Watanabe T. et al., 2006). È â ìîçãå îáíàðóæåíû ñïåöèôè÷åñêèå 185

ñåìåéñòâà êîðîòêèõ ÐÍÊ (Kosik and Krichevsky, 2005; Krichevsky, 2006). Íàêàïëèâàþòñÿ äàííûå, óêàçûâàþùèå íà âîâëå÷åííîñòü êîðîòêèõ ÐÍÊ â êîíòðîëü îáðàçîâàíèÿ èíôîðìàöèîííûõ ÐÍÊ, à òàêæå íåïîñðåäñòâåííî â ðåãóëÿöèþ ñèíòåçà áåëêà. Óïîìèíàâøèéñÿ âûøå ÐÍÊ ãåí HAR1F, îñîáåííî àêòèâíî ìóòèðîâàâøèé â ïåðèîä ýâîëþöèè ãîìèíèí, òàêæå ðàñïîëîæåí ⠓ìîë÷àùåé” (íå êîäèðóþùåé áåëêè) îáëàñòè ãåíîìà (Pollard et al., 2006a,b). Íåäàâíî áûëî ïîêàçàíî, ÷òî âûñîêîìîëåêóëÿðíûå íåêîäèðóþùèå ÐÍÊ (ìàêðîÐÍÊ) òàêæå ñïåöèôè÷íû äëÿ îïðåäåëåííûõ, â òîì ÷èñëå àññîöèàòèâíûõ îáëàñòåé ìîçãà (ãèïïîêàìï, êîðà áîëüøèõ ïîëóøàðèé è äð.). Òàêèõ ÐÍÊ óæå îáíàðóæåíî áîëåå 800 (Mercer et al., 2008). Ñîïîñòàâëåíèå íóêëåîòèäíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé ìàêðîÐÍÊ êðûñû è ÷åëîâåêà ñâèäåòåëüñòâóåò î íåñëó÷àéíîñòè èìåâøèõ ìåñòî èçìåíåíèé, ò.å. èìåëà ìåñòî ñåëåêöèÿ (Ponjavic et al., 2007). Ýòè èññëåäîâàíèÿ ìîãóò ïðèâåñòè óæå â áëèæàéøåì áóäóùåì ê âàæíûì îòêðûòèÿì. Ëîêàëèçàöèÿ â ãåíîìå (êàðòèðîâàíèå) è îïðåäåëåíèå õàðàêòåðà âàðèàöèé, ñîïóòñòâóþùèõ ïîâûøåíèþ ”åñòåñòâåííî-íàó÷íîãî” èíòåëëåêòà, ïîçâîëèò ïðèñòóïèòü ê êîíñòðóèðîâàíèþ ñîîòâåòñòâóþùèõ âàðèàíòîâ ãåíîìà. Òåõíèêà ââåäåíèÿ â îïðåäåëåííóþ íóêëåîòèäíóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïðåäåëåííûõ èçìåíåíèé õîðîøî îòðàáîòàíà. Èçâåñòíû íåñêîëüêî ïðîöåäóð “ñîçäàíèÿ” òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ, ó êîòîðûõ ìîäèôèöèðîâàííûå ó÷àñòêè âêëþ÷åíû â ãåíîì. Öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçîâàòü âàðèàíò, êîãäà ÄÍÊ, íåñóùóþ ìîäèôèöèðîâàííûé ó÷àñòîê, ïåðâîíà÷àëüíî âíîñÿò â ýìáðèîíàëüíûå ñòâîëîâûå êëåòêè, ãäå îíà çàñòðàèâàåòñÿ â ãåíîì. Òðàíñôîðìèðîâàííûå êëåòêè çàòåì ðàññåâàþò íà òâåðäîé ïèòàòåëüíîé ñðåäå äëÿ îáðàçîâàíèÿ êëîíîâ. Ãåíåòè÷åñêèé àíàëèç òðàíñôîðìèðîâàííûõ êëîíîâ ïîçâîëÿåò íàéòè ìåñòî çàñòðîéêè âíåñåííîãî ãåíà. Ýòî ïîçâîëÿåò óäîñòîâåðèòüñÿ â òîì, ÷òî ðåêîìáèíàöèÿ áûëà ãîìîëîãè÷íîé, ò.å. çàìåíîé ñîáñòâåííîãî ó÷àñòêà ÄÍÊ íà àíàëîãè÷íûé, âíåñåííûé â îáðàçîâàâøóþ êëîí êëåòêó. Êëåòêè âûáðàííîãî êëîíà èìïëàíòèðóþò â ðàííèé ýìáðèîí, â êîòîðîì îíè ïðîëèôåðèðóþò, îáðàçóÿ òå èëè èíûå ñåãìåíòû òåëà.  èíòåðåñóþùåì íàñ ñëó÷àå íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü ïðåâðàùåíèå ïîòîìñòâà èìïëàíòèðîâàííîé ñòâîëîâîé êëåòêè (èëè íåñêîëüêèõ êëåòîê) â íåéðîíû, êîòîðûå ñôîðìèðóþò îïðåäåëåííûå ðàçäåëû â ðàñòóùåì ìîçãå. Âûïîëíåíèå ýòîé çàäà÷è çàâèñèò îò âûáîðà ïîäõîäÿùåé ñòàäèè ðàçâèòèÿ ýìáðèîíà è ìåñòà â íåì äëÿ èìïëàíòàöèè. Åñëè â ÷èñëå ñåãìåíòîâ òåëà, ðàçâèâøèõñÿ èç èìïëàíòèðîâàííîé ñòâîëîâîé êëåòêè, îêàæåòñÿ çàðîäûøåâàÿ ïëàçìà, ìîäèôèöèðîâàííûé ãåí áóäåò ïåðåäàâàòüñÿ ïî íàñëåäñòâó. 186

Âîçìîæåí è äðóãîé âàðèàíò èñïîëüçîâàíèÿ ñòâîëîâûõ êëåòîê ñ ìîäèôèöèðîâàííûìè ãåíàìè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ óñòàíîâëåíî, ÷òî â çðåëîì ìîçãå ïðîèñõîäèò ðàçìíîæåíèå íåéðîíîâ èç ïðèñóòñòâóþùèõ òàì ñòâîëîâûõ êëåòîê. Ýòîò ïðîöåññ ìîæåò áûòü àêòèâèðîâàí îïðåäåëåííûìè ïðåïàðàòàìè (Daetsch and Hen, 2005). Ñòâîëîâóþ êëåòêó ñ ìîäèôèöèðîâàííûì ãåíîì ìîæíî èìïëàíòèðîâàòü â îïðåäåëåííûé ðàçäåë ìîçãà è ñòèìóëèðîâàòü åå ðàçìíîæåíèå ñ ïðåâðàùåíèåì ïîòîìñòâà â æåëàòåëüíûé òèï íåéðîíîâ. Åñòåñòâåííî, ïåðâîíà÷àëüíî ýòè ïðîöåäóðû ñëåäóåò îòðàáîòàòü íà æèâîòíûõ. Âñå, êòî èìåë îáùåíèå ñ äîìàøíèìè æèâîòíûìè, çíàþò, ÷òî ñðåäè íèõ åñòü óìíûå è ãëóïûå, äîáðîäóøíûå è çëîáíûå. Ýòè ðàçëè÷èÿ îñîáåííî î÷åâèäíû, åñëè æèâîòíûå (êîøêè, ñîáàêè) ïðèíàäëåæàò ðàçíûì ïîðîäàì (ïîäâèäàì), ñ òîé èëè èíîé öåëüþ âûâåäåííûì ñåëåêöèîíåðàìè. Îäíàêî ïðîâåäåíèå ìîäåëüíîãî ýêñïåðèìåíòà íà ýòèõ æèâîòíûõ ïîêà íåâîçìîæíî, ò.ê. ïîëíîñòüþ èõ ãåíîìû åùå íå ðàñøèôðîâàíû. Çàòî ðàñøèôðîâàí ãåíîì øèìïàíçå, êîòîðûå òîæå ðàçëè÷àþòñÿ óìîì è õàðàêòåðàìè. Ýòèõ áëèæàéøèõ ÷åëîâåêó æèâîòíûõ äîñòàòî÷íî â çîîïàðêàõ äëÿ ïðîâåäåíèÿ äîñòîâåðíîãî òåñòèðîâàíèÿ è êàðòèðîâàíèÿ ãåíåòè÷åñêèõ âàðèàíòîâ. Óñïåøíàÿ èìïëàíòàöèÿ ”óìíûõ” âàðèàíòîâ ãåíîâ â ìîçã øèìïàíçå ìîæåò èìåòü è ñàìîñòîÿòåëüíîå çíà÷åíèå. Ïîóìíåâøèå (íî â ìåðó) æèâîòíûå ñìîãóò âûïîëíÿòü ðàçëè÷íûå ðàáîòû, êîòîðûå â áóäóùåì ïðåäíàçíà÷àþòñÿ äëÿ ðîáîòîâ. 8.4.6. Ðåôîðìèðîâàíèå ìåæíåéðîííûõ êîíòàêòîâ (ñèíàïñîâ) Ïîìèìî ãåíåòè÷åñêîé (íàñëåäóåìîé) ñîñòàâëÿþùåé ïðèñóùåãî èíäèâèäóóìó èíòåëëåêòà, ìîæíî ïðåäïîëàãàòü ñóùåñòâîâàíèå ÷èñòî ôåíîòèïè÷åñêîãî êîìïîíåíòà, çàâèñÿùåãî îò îñîáåííîñòåé ôîðìèðîâàíèÿ íåéðîííûõ ñåòåé ïðè ðàçâèòèè ìîçãà. Íåéðîííûå ñåòè ôîðìèðóþòñÿ ïóòåì óñòàíîâëåíèÿ ìåæíåéðîííûõ êîíòàêòîâ (ñèíàïñîâ) ñ ïîìîùüþ äëèííûõ îòðîñòêîâ íåéðîíîâ, àêñîíîâ. Ýòè êîíòàêòû ÿâëÿþòñÿ ñòðîãî äåòåðìèíèðîâàííûìè: çàíÿâøèé îïðåäåëåííóþ ïîçèöèþ íåéðîí íàïðàâëÿåò ñâîé àêñîí ê äðóãîìó êîíêðåòíîìó íåéðîíó (êëåòêå-ìèøåíè), ÷àñòî ëîêàëèçîâàííîìó â äðóãîì ðàçäåëå ìîçãà. Îäíàêî íåëüçÿ èñêëþ÷èòü è îøèáî÷íûå ïîäêëþ÷åíèÿ. Ïðè êîëè÷åñòâå íåéðîíîâ â ìîçãå, áëèçêîì 1011 (à óñòàíàâëèâàåìûõ èìè êîíòàê187

òîâ ñ ó÷åòîì âåòâëåíèÿ àêñîíîâ áîëåå 1012), êîëè÷åñòâî îøèáî÷íûõ ïîäêëþ÷åíèé ìîæåò îêàçàòüñÿ âåñüìà çíà÷èòåëüíûì. Òàê, åñëè âåðîÿòíîñòü îøèáî÷íîãî (íåñòàíäàðòíîãî) ïîäêëþ÷åíèÿ îäíî íà 100000 (0.001%), òî ÷èñëî òàêèõ ïîäêëþ÷åíèé â ñôîðìèðîâàâøåéñÿ íåéðîííîé ñåòè ìîçãà áîëåå 107, à ÷èñëî èõ âîçìîæíûõ êîìáèíàöèé áåñ÷èñëåííî. Áëàãîäàðÿ íåñòàíäàðòíûì ïîäêëþ÷åíèÿì âñå íåéðîííûå ñåòè èíäèâèäóàëüíû. Âîçìîæíî, èìåííî èíäèâèäóàëüíîñòü íåéðîííûõ ñåòåé ëåæèò â îñíîâå ñàìîîùóùåíèÿ, êîòîðîå ïîçâîëÿåò êàæäîìó ÷åëîâåêó èäåíòèôèöèðîâàòü ñåáÿ êàê ëè÷íîñòü, îáëàäàþùóþ ñîáñòâåííûì “ß” (ñì. Ìîñåâèöêèé, 2003). Îøèáî÷íûå ïîäêëþ÷åíèÿ ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ôåíîòèïè÷åñêèå (íåíàñëåäóåìûå) ìóòàöèè, êîòîðûå ïðèâîäÿò ê ôèçèîëîãè÷åñêèì îòêëîíåíèÿì îò íîðìû. Ýòè îòêëîíåíèÿ ìîãóò áûòü íå òîëüêî íåãàòèâíûìè, íî è ïîçèòèâíûìè, ò.å. ïðèâîäÿùèìè ê óëó÷øåíèþ òåõ èëè èíûõ ôóíêöèé. Òàê, ìóçûêàëüíûå ñïîñîáíîñòè, â îñíîâå êîòîðûõ óëó÷øåííûé (àáñîëþòíûé) ìóçûêàëüíûé ñëóõ, ÷àñòî íå íàñëåäóþòñÿ. Òî æå ìîæíî ñêàçàòü è îá àíîìàëèÿõ èíòåëëåêòà, íàïðèìåð, î âûäàþùèõñÿ ïîýòè÷åñêèõ òàëàíòàõ, ñïîñîáíîñòÿõ ê çàíÿòèÿì ìàòåìàòèêîé è ôèçèêîé (âñïîìíèì èçâåñòíûé àôîðèçì “Ïðèðîäà îòäûõàåò íà äåòÿõ ãåíèåâ”). Ñî âðåìåíåì, êîãäà áóäóò ïðîñëåæåíû ìåæíåéðîííûå êîíòàêòû, êîíòðîëèðóþùèå îïðåäåëåííûå êà÷åñòâà (ôóíêöèè), è âûÿâëåíû îòêëîíåíèÿ, ïîâûøàþùèå ýòè êà÷åñòâà, ïîÿâèòñÿ âîçìîæíîñòü ïóòåì òîíêîãî îïåðàöèîííîãî âìåøàòåëüñòâà âíîñèòü â ìåæíåéðîííûå êîíòàêòû èçìåíåíèÿ, ïðèâîäÿùèå ê æåëàòåëüíûì ýôôåêòàì. 8.4.7. Òåðàïåâòè÷åñêèå ïîäõîäû, íàïðàâëåííûå íà âðåìåííîå ïîâûøåíèå ìûñëèòåëüíûõ ñïîñîáíîñòåé Ïåðñïåêòèâíûì ÿâëÿåòñÿ òåðàïåâòè÷åñêèé (ìåäèêàìåíòîçíûé) ïîäõîä ê óëó÷øåíèþ íà âðåìÿ ïàìÿòè è äðóãèõ ïðîÿâëåíèé ìûñëèòåëüíîé äåÿòåëüíîñòè. Óæå íàõîäèòñÿ â ñòàäèè èñïûòàíèé ïðåïàðàò “óñèëèòåëü CREB” (CREB enhancer). Ñóäÿ ïî íàçâàíèþ, ýòîò ïðåïàðàò àêòèâèðóåò òðàíñêðèïöèîííûå ôàêòîðû, ïðèíàäëåæàùèå ñåìåéñòâó CREB. Èçâåñòíî, ÷òî ýòè òðàíñêðèïöèîííûå ôàêòîðû ó÷àñòâóþò â ôîðìèðîâàíèè äîëãîâðåìåííîé ïàìÿòè, ïåðåäàâàÿ â ãåíîì èíôîðìàöèþ, ïîñòóïèâøóþ â íåéðîí (Josselyn and Nguyen, 2005; Wu et al., 2007). Ýòîò è ïîäîáíûå ïðåïàðàòû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïðè ðåøåíèè ñëîæíûõ çàäà÷, êîãäà òðåáóåòñÿ “ìîçãîâàÿ àòàêà”. Ïðåäëîæåíû ìåòîäû ñòèìóëÿöèè ìîçãà èíäóêöèåé â íåì ìàãíèò188

íûõ ïîëåé ( Terao and Ugawa, 2002; Rossini and Rossi, 2007; Butler and Wolf, 2007). Óæå ñåé÷àñ âîçäåéñòâèå ìàãíèòíûì ïîëåì ïîçâîëÿåò èçáåæàòü ïðèñòóïà ýïèëåïñèè, óëó÷øàåò ñîñòîÿíèå ïàöèåíòîâ ñ áîëåçíüþ Ïàðêèíñîíà, ñíèìàåò äåïðåññèþ. Ðàçâèâàþùèå ýòè ìåòîäû èññëåäîâàòåëè ïðåäëàãàþò, èñïîëüçóÿ íàïðàâëåííûå ìàãíèòíûå ïîëÿ, àêòèâèçèðîâàòü îïðåäåëåííûå ó÷àñòêè ìîçãà, ÷òî ïðèâåäåò ê ïîâûøåíèþ ìûñëèòåëüíûõ âîçìîæíîñòåé. Åñòåñòâåííî, êàê è â ñëó÷àå ïðèåìà îïèñàííûõ âûøå ïðåïàðàòîâ, òàêîå ïîâûøåíèå áóäåò âðåìåííûì. Îäíàêî îíî ïîçâîëèò èññëåäîâàòåëþ ðåøàòü çàäà÷è, êîòîðûå áåç ïîâûøåíèÿ òâîð÷åñêèõ âîçìîæíîñòåé áûëè áû åìó íåäîñòóïíû. Åñëè ïðèåìû ñòèìóëÿöèè óìñòâåííîé äåÿòåëüíîñòè óäàñòñÿ îñâîáîäèòü îò ïîáî÷íûõ ÿâëåíèé, òî îíè ìîãóò ñòàòü ðóòèííûìè íå òîëüêî äëÿ ëþäåé, çàíèìàþùèõñÿ òâîð÷åñêîé äåÿòåëüíîñòüþ, íî è äëÿ ìíîãèõ äðóãèõ, ÷òî ñóùåñòâåííî ïîâûñèò èíòåëëåêòóàëüíûé ïîòåíöèàë ÷åëîâå÷åñòâà. Íåîáõîäèìî ïðèçíàòü, ÷òî â íàóêå îñòàëîñü ìíîãî íåðåøåííûõ, à âîçìîæíî, è íåðåøàåìûõ ïðè ñîâðåìåííîì óðîâíå çíàíèé ïðîáëåì, ñâÿçàííûõ ñ äåÿòåëüíîñòüþ ìîçãà. Èññëåäîâàíèå ýòèõ ïðîáëåì îòêðîåò íåâåäîìûå íûíå âîçìîæíîñòè ïîâûøåíèÿ èíòåëëåêòà. Ðàññìîòðèì íåêîòîðûå èç òàêèõ ïðîáëåì. 8.4.8. Êîíòðîëü ôîðìèðîâàíèÿ íåéðîííîé ñåòè Îäíèì èç ãëàâíûõ îæèäàíèé, ñâÿçàííûõ ñ îòêðûòèåì ôóíêöèîíàëüíîé çíà÷èìîñòè “ìîë÷àùèõ” îáëàñòåé ãåíîìà (ïàðàãðàô 8.4.5.), ÿâëÿåòñÿ ïîäòâåðæäåíèå ãèïîòåçû î çàïèñè â íèõ ïðîãðàìì, óïðàâëÿþùèõ ðàçâèòèåì è äåÿòåëüíîñòüþ ìîçãà.  ïåðâóþ î÷åðåäü, êàê íåñêîëüêî áîëåå ïðîäâèíóòóþ, ðàññìîòðèì ïðîáëåìó ôîðìèðîâàíèÿ íåéðîííîé ñåòè. Ñóòü ýòîãî ïðîöåññà ñîñòîèò â óñòàíîâëåíèè ìåæíåéðîííûõ êîíòàêòîâ, ïðè÷åì âñå êîíòàêòû âïîëíå êîíêðåòíûå: êàæäûé íåéðîí ïðîòÿãèâàåò ñâîé äëèííûé îòðîñòîê (àêñîí) ê îïðåäåëåííîìó íåéðîíó (êëåòêå-ìèøåíè), äàæå åñëè èõ ðàçäåëÿåò çíà÷èòåëüíîå ðàññòîÿíèå, è óñòàíàâëèâàåò ñ íèì êîíòàêò (ñèíàïñ). Ïðè ýòîì àêñîí, âåäîìûé íàõîäÿùèìñÿ íà åãî êîíöå êîíóñîì ðîñòà, äâèãàÿñü ïî ñëîæíîé òðàåêòîðèè, ìèíóåò ìíîæåñòâî äðóãèõ íåéðîíîâ, êîòîðûì ïðåäíàçíà÷åíû ñâîè êîíòàêòû. Ôîðìàëüíî ìíîãèå äåòàëè ýòîãî ïðîöåññà õîðîøî èçó÷åíû (Tessier-Lavigne and Goodman, 1996; Dickson, 2002). Äâèæåíèå êîíóñà ðîñòà êîíòðîëèðóþò ðàçìåùåííûå âäîëü âñåãî ìàðøðóòà âíåêëåòî÷íûå áåëêè-îðèåíòèðû, âçàèìîäåé189

ñòâóþùèå ñ áåëêàìè-ðåöåïòîðàìè, èíòåãðèðîâàííûìè â ìåìáðàíó êîíóñà ðîñòà. Ðåçóëüòàòîì òàêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ÿâëÿåòñÿ ïåðåñòðîéêà òóáóëèí-àêòèíîâîãî ñêåëåòà êîíóñà ðîñòà, íåïîñðåäñòâåííî âëèÿþùàÿ íà íàïðàâëåíèå ñëåäîâàíèÿ êîíóñà ðîñòà íà äàííîì ýòàïå åãî ìàðøðóòà äî âñòðå÷è ñ î÷åðåäíûì îðèåíòèðîì. Î÷åâèäíî, ÷òî â êàæäîì íåéðîíå äîëæíà áûòü ðåàëèçîâàíà ïðîãðàììà, êîíòðîëèðóþùàÿ ìàðøðóò åãî àêñîíà. Íà êàæäîì ýòàïå ìàðøðóòà ïðîãðàììà ïðåäîñòàâëÿåò èíôîðìàöèþ î ñèíòåçàõ è ìîäèôèêàöèÿõ îïðåäåëåííûõ êîìïîíåíòîâ êîíóñà ðîñòà (áåëêîâ, ëèïèäîâ è îáðàçîâàííûõ èìè ñòðóêòóð), íåîáõîäèìûõ íà ýòîì ýòàïå äëÿ åãî ïðîäâèæåíèÿ ïî íàïðàâëåíèþ ê ñëåäóþùåìó îðèåíòèðó è ò.ä. äî óñòàíîâëåíèÿ êîíóñîì ðîñòà ñèíàïòè÷åñêîãî êîíòàêòà ñ êëåòêîé-ìèøåíüþ. Âûøå ìû ãîâîðèëè î âîçìîæíîñòè èñêóññòâåííîãî ïîâûøåíèÿ èíòåëëåêòà ïóòåì îáðàçîâàíèÿ íåñòàíäàðòíûõ ìåæíåéðîííûõ êîíòàêòîâ ñ ïîìîùüþ îïåðàòèâíîãî âìåøàòåëüñòâà. Íåîáõîäèìîñòü îïåðàöèè îòïàäåò ïîñëå ðàñøèôðîâêè ïðîãðàìì, êîíòðîëèðóþùèõ óñòàíîâëåíèå êîíêðåòíûõ êîíòàêòîâ, ò.ê. ïîÿâèòñÿ âîçìîæíîñòü âíåñåíèÿ èçìåíåíèé â îïðåäåëåííûå ïðîãðàììû (ìóòàöèé), êîòîðûå çàñòàâÿò óïðàâëÿåìûå èìè êîíóñû ðîñòà îòêëîíèòüñÿ îò ñòàíäàðòíîãî ìàðøðóòà è îáðàçîâàòü ñèíàïñ ñ íîâîé êëåòêîé. Îäíàêî íà ýòîì ïóòè åùå ìíîãî òðóäíîñòåé. Î÷åâèäíî, ÷òî óïðàâëÿþùèå ïðîãðàììû âåñüìà ñëîæíû. Âîçìîæíûé ñõåìàòè÷åñêèé âàðèàíò òàêîé ïðîãðàììû áûë ðàññìîòðåí ðàíåå (Ìîñåâèöêèé, 2003). Ïðåäîïðåäåëåííîñòü ìåæíåéðîííûõ êîíòàêòîâ ïðåäïîëàãàåò ïåðåäà÷ó íåîáõîäèìîé èíôîðìàöèè ïî íàñëåäñòâó èç ïîêîëåíèÿ â ïîêîëåíèå, ò.å. çàïèñü åå â êëåòî÷íîì ãåíîìå. Åñëè ïðèíÿòü, ÷òî â îòäåëüíîì íåéðîíå ðåàëèçóåòñÿ îäíà îïðåäåëåííàÿ ïðîãðàììà, òî âñåãî òàêèõ ïðîãðàìì ïî ÷èñëó íåéðîíîâ íå ìåíåå 1011 (ôàêòè÷åñêè, óïðàâëÿþùèõ ïðîãðàìì äîëæíî áûòü çíà÷èòåëüíî áîëüøå, ò.ê. àêñîíû âåòâÿòñÿ, è êîíóñû ðîñòà îòâåòâëåíèé íàïðàâëÿþòñÿ ê ñîáñòâåííûì êëåòêàì-ìèøåíÿì). Çäåñü ìû îáðàòèì âíèìàíèå íà òîò îáùåèçâåñòíûé ôàêò, ÷òî ñîñòàâ ãåíîìà âî âñåõ êëåòêàõ îðãàíèçìà îäèíàêîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, â íåì çàêîäèðîâàíû âñå óïðàâëÿþùèå ïðîãðàììû, ôîðìèðóþùèå íåéðîííóþ ñåòü ìîçãà. Àêòèâèðîâàíèå ýòèõ ïðîãðàìì ïðîèñõîäèò òîëüêî â íåéðîíàõ – â êàæäîì ïî îäíîé, ñïåöèôè÷íîé äëÿ äàííîãî íåéðîíà. Âîçíèêàåò âîïðîñ, ãäå è êàê ìîæåò áûòü çàïèñàíî òàêîå êîëè÷åñòâî èíôîðìàöèè. Ïðèâëå÷åíèå íå êîäèðóþùåé áåëêè “òåíåâîé” ÷àñòè ãåíîìà íå äàåò ðåøåíèÿ ýòîãî âîïðîñà áåç äîïîëíèòåëüíûõ ïðåäïîëîæåíèé, ò.ê. ÷èñëî ïðîãðàìì, 190

êîòîðûå äîëæíû áûòü ïåðåäàíû ïî íàñëåäñòâó, ìíîãîêðàòíî ïðåâûøàåò ÷èñëî íóêëåîòèäîâ (3.109) â ïîëíîì ãåíîìå ÷åëîâåêà. Ïðåäñòàâëÿåòñÿ î÷åâèäíûì, ÷òî ðåøåíèå ïðîáëåìû çàïèñè è èñïîëüçîâàíèÿ âñåãî ýòîãî ìàññèâà èíôîðìàöèè, êîãäà îíî ïðèäåò, íå áóäåò òðèâèàëüíûì. Ýòî ðåøåíèå ðàñøèðèò íàøè ïðåäñòàâëåíèÿ î ñïîñîáàõ õðàíåíèÿ íàñëåäóåìîé èíôîðìàöèè â êëåòêå.  íàñòîÿùåå âðåìÿ íåëüçÿ ïðåäñêàçàòü, êîãäà âñå ýòè èññëåäîâàíèÿ è, òåì áîëåå, ñâÿçàííûå ñ íèìè ïðàêòè÷åñêèå ïðîåêòû áóäóò îñóùåñòâëåíû. Îíè ìîãóò ïîòðåáîâàòü ñòîëåòèé, íî ðåøåíèå ìîæåò ïðèéòè è çíà÷èòåëüíî áûñòðåå. Âñïîìíèì, ÷òî ñîâðåìåííàÿ ìîëåêóëÿðíàÿ ãåíåòèêà çàðîæäàëàñü â 50-å ãîäû ïðîøëîãî ñòîëåòèÿ. Âðÿä ëè òîãäà ñàìè çà÷èíàòåëè íîâîé íàóêè ìîãëè ïðåäñêàçàòü äîñòèæåíèÿ ïðåäñòîÿùåãî äåñÿòèëåòèÿ (ðàñøèôðîâêó ãåíåòè÷åñêîãî êîäà, ðàñêðûòèå ìåõàíèçìà ñèíòåçà áåëêà è ò.ä.) è, òåì áîëåå, ïÿòèäåñÿòèëåòèÿ (ïîëíàÿ ðàñøèôðîâêà ãåíîìà ÷åëîâåêà, êîíñòðóèðîâàíèå òðàíñãåííûõ æèâîòíûõ, êëîíèðîâàíèå æèâîòíûõ, à â ñêîðîé ïåðñïåêòèâå – êëîíèðîâàíèå ÷åëîâåêà). Ðåøåíèå âîïðîñîâ, ñâÿçàííûõ ñ êîíòðîëåì ôîðìèðîâàíèÿ íåéðîííîé ñåòè, ìîæåò îêàçàòüñÿ ñòóïåíüêîé ê ðåøåíèþ ñàìîé èíòðèãóþùåé çàäà÷è: âûÿñíåíèþ ïðèðîäû ìûñëèòåëüíîé äåÿòåëüíîñòè ÷åëîâåêà. Íå èñêëþ÷àÿ äðóãèå ïîäõîäû, ñëåäóåò ïðèçíàòü, ÷òî ñèíàïñû, ïåðâîíà÷àëüíî îáðàçîâàííûå ïðè ôîðìèðîâàíèè íåéðîííîé ñåòè, áëàãîäàðÿ èõ àñòðîíîìè÷åñêîìó êîëè÷åñòâó (1012–1013), ìíîãîîáðàçèþ äåòàëåé ñòðóêòóðû è ñìåíàì ëîêàëèçàöèé (ïëàñòè÷íîñòü ñèíàïñîâ), îáåñïå÷èâàþò ïðàêòè÷åñêè íåîãðàíè÷åííîå ÷èñëî ÿ÷ååê ïàìÿòè (Markus and Petit, 1989; Marrone and Petit, 2002). Ñëåäîâàòåëüíî, ñèíàïñû ìîãóò ïîñëóæèòü ìàòåðèàëüíîé áàçîé îáó÷åíèÿ è ïàìÿòè (Verhage et al., 2000; Geinisman, 2000; Muller et al., 2000). Ñîãëàñíî íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííîé êîíöåïöèè çàïîìèíàíèå ëþáîé èíôîðìàöèè ñîïðÿæåíî ñ ïåðåêëþ÷åíèåì ñèíàïñîâ èëè ñ èõ ñòðóêòóðíîé ìîäèôèêàöèåé. Ïîêà ðåôîðìèðîâàííûå ñèíàïñû ñîõðàíÿþòñÿ, æèâà ïàìÿòü î ñîïðÿæåííîì ñ íèìè ñîáûòèè. Ýòà êîíöåïöèÿ ïîêà âåñüìà ôîðìàëüíà. Îíà íå îáúÿñíÿåò, êàê ñîáûòèå (âïå÷àòëåíèå) ôèêñèðóåòñÿ â ñèíàïñàõ, êàê ïðè âîñïîìèíàíèè “âûñâå÷èâàþòñÿ” èìåííî ñèíàïñû, èìåþùèå îòíîøåíèå ê âñïîìèíàåìîìó ñîáûòèþ, íàêîíåö, êàê ñòðóêòóðíûå äåòàëè ýòèõ ñèíàïñîâ òðàíñôîðìèðóþòñÿ â âîñïîìèíàåìûå îáðàçû, îùóùåíèÿ, ìûñëè. È ýòî íåóäèâèòåëüíî, ò.ê. îòñóòñòâóåò äàæå ïðèáëèçèòåëüíîå ïîíèìàíèå ïðèðîäû ýòèõ, êàê ñ÷èòàþò íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè, “íåìàòåðèàëüíûõ” ýôôåêòîâ, êîòîðûå, îäíàêî, äåéñòâåííî âëèÿþò íà ðàçíîîáðàçíûå ðåàêöèè îðãàíèçìà. 191

8.4.9. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ è êâàíòîâàÿ ãèïîòåçû ôîðìèðîâàíèÿ ïàìÿòè è ìûñëåé Ïðåäëîæåíû íîâûå ãèïîòåçû, àâòîðû êîòîðûõ íàäåþòñÿ ïðîÿñíèòü ñâÿçü ìåæäó âïîëíå îáúÿñíèìûìè ôèçè÷åñêèìè è áèîõèìè÷åñêèìè ïðîöåññàìè â ñèíàïñàõ è ìûñëèòåëüíûìè ýôôåêòàìè. Ñîãëàñíî îäíîé èç íèõ, ïîñòóïàþùàÿ â ìîçã èíôîðìàöèÿ çàïîìèíàåòñÿ â ôîðìå ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîëåé îïðåäåëåííîé ÷àñòîòû è èíòåíñèâíîñòè. Cîáûòèÿ, èíôîðìàöèÿ î êîòîðûõ ïîñòóïàåò â ìîçã ÷åðåç îðãàíû ÷óâñòâ, êàê è ñîáñòâåííûå ìûñëè, ìîãóò ôèêñèðîâàòüñÿ áëàãîäàðÿ íàëîæåíèþ ïîëåé (Martinez-Banaclocha, 2005; Banaclocha, 2007). Äðóãèå èññëåäîâàòåëè ïûòàþòñÿ îïèñàòü ïðîöåññû çàïîìèíàíèÿ è ìûøëåíèÿ, èñïîëüçóÿ êâàíòîâî-ìåõàíè÷åñêèå ïîäõîäû.  ðÿäå “êâàíòîâûõ” ãèïîòåç ñèãíàëû, êîíòðîëèðóåìûå ìåìáðàííûìè ðåöåïòîðàìè, êàíàëàìè, à òàêæå îñâîáîæäåíèå íåéðîìåäèàòîðà â ñèíàïòè÷åñêóþ ùåëü (ýêçîöèòîç) ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê êâàíòîâàííûå è âåðîÿòíîñòíûå ïðîöåññû (Eccles, 1986; Beck and Eccles, 1992; Rosa and Faber, 2004; Macgregor, 2006; Smith, 2007). Äðóãèå àâòîðû (Hameroff et al., 2002; Ïåíðîóç, 2005) îáðàòèëè âíèìàíèå íà òóáóëèíîâûå ìèêðîòðóáî÷êè, ÿâëÿþùèåñÿ ýëåìåíòàìè êëåòî÷íîãî öèòîñêåëåòà. Àâòîð ïîëàãàåò, ÷òî ñîñòîÿíèÿ âçàèìîäåéñòâóþùèõ ìîëåêóë òóáóëèíà â ñòðóêòóðå ìèêðîòðóáî÷êè êâàíòóþòñÿ, áëàãîäàðÿ ÷åìó ìèêðîòðóáî÷êè ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ çàïèñè è õðàíåíèÿ èíôîðìàöèè. Ïðàâîìåðíîñòü ïðèâëå÷åíèÿ êâàíòîâî-ìåõàíè÷åñêèõ ïîäõîäîâ ê îïèñàíèþ òàêèõ äîñòàòî÷íî êðóïíîìàñøòàáíûõ ÿâëåíèé, êàê ýêçîöèòîç èëè ïîâåäåíèå êðóïíûõ ìîëåêóë òóáóëèíà è, òåì áîëåå, íàäìîëåêóëÿðíûõ ñòðóêòóð (ìèêðîòðóáî÷åê) ñîìíèòåëüíà (Koch and Hepp, 2006). À ãëàâíîå, íè “âîëíîâàÿ”, íè “êâàíòîâàÿ” ãèïîòåçû, ïî êðàéíåé ìåðå íà èõ íûíåøíåì ýòàïå, íå ïðèâåëè ê ëó÷øåìó ïîíèìàíèþ, ÷åì æå ÿâëÿþòñÿ ïàìÿòü è ìûøëåíèå. 8.4.10. Âàæíîñòü âûÿâëåíèÿ ëþäåé, îáëàäàþùèõ ñïîíòàííûì äàðîì ñâåðõñïîñîáíîñòåé Èçâåñòíî, ÷òî, õîòÿ è êðàéíå ðåäêî, íà Çåìëå îáíàðóæèâàþòñÿ ëþäè, “ñòðàäàþùèå” ñèíäðîìîì ñâåðõñïîñîáíîñòåé. Îäíèì èç íèõ ÿâëÿåòñÿ íûíå æèâóùèé Êèì Ïèê (Kim Peck), “áîëåçíü” êîòîðîãî – àáñîëþòíàÿ ïàìÿòü. Êèì Ïèê çàïîìèíàåò äîñëîâíî âñå, ÷òî ïðî÷èòàë, 192

è ïðîèçâîäèò â óìå ñëîæíûå àðèôìåòè÷åñêèå âû÷èñëåíèÿ ñ ìíîãîçíà÷íûìè ÷èñëàìè. Âìåñòå ñ òåì, îí â êàêèõ-òî ïðîÿâëåíèÿõ íåàäåêâàòåí (àóòèñò). Ïèñàòåëü Á. Ìîððîó ïîä âïå÷àòëåíèåì âñòðå÷è ñ Ê. Ïèêîì íàïèñàë ñöåíàðèé ôèëüìà “×åëîâåê äîæäÿ”. Òîìîãðàôèÿ âûÿâèëà çíà÷èòåëüíûå àíàòîìè÷åñêèå àíîìàëèè â ìîçãå Ê. Ïèêà, îñîáåííî â åãî ëåâîì ïîëóøàðèè. Îòñóòñòâóåò òàêæå ìîçîëèñòîå òåëî – ñïëåòåíèå íåðâíûõ âîëîêîí, ñêðåïëÿþùèõ îáà ïîëóøàðèÿ. Èçâåñòíû ëþäè, êîòîðûå îáëàäàëè àíàëîãè÷íûìè ñâåðõñïîñîáíîñòÿìè, íî áåç ïðèçíàêîâ àóòèçìà.  Ëàòèíñêîé Àìåðèêå îáúÿâèëñÿ ÷åëîâåê, çàïîìíèâøèé 150 òûñ. çíàêîâ ïîñëå çàïÿòîé â èððàöèîíàëüíîì ÷èñëå ïè (îòíîøåíèå äëèíû îêðóæíîñòè ê åå äèàìåòðó). Ïðåäûäóùèé ðåêîðä (80 òûñ. çíàêîâ) ïðèíàäëåæàë æèòåëþ ßïîíèè. Ìîæíî âñïîìíèòü Âîëüôà Ìåññèíãà, äåìîíñòðèðîâàâøåãî ôåíîìåíàëüíóþ èíòóèöèþ. Âîçìîæíîé ïðè÷èíîé òàêèõ âûäàþùèõñÿ êà÷åñòâ ÿâëÿåòñÿ îáðàçîâàíèå íåñòàíäàðòíûõ ìåæíåéðîííûõ êîíòàêòîâ ïðè ôîðìèðîâàíèè ìîçãà, î ÷åì ãîâîðèëîñü âûøå. Ïðåäëîæåíû è èíûå îáúÿñíåíèÿ. Íåêîòîðûå íåéðîôèçèîëîãè ïðèøëè ê âûâîäó î ïðèñóòñòâèè â ëåâîé âèñî÷íîé äîëå ÷åëîâå÷åñêîãî ìîçãà íåêîåãî “öåíòðà ïîäàâëåíèÿ ãåíèàëüíîñòè”. Ïðè îòêëþ÷åíèè ëåâîãî ïîëóøàðèÿ (÷òî, î÷åâèäíî, èìååò ìåñòî ó Ê. Ïèêà) îòêëþ÷àåòñÿ è óêàçàííûé öåíòð, áëàãîäàðÿ ÷åìó ñïîñîáíîñòè ÷åëîâåêà ðåçêî âîçðàñòàþò. Åñòåñòâåííî, ÷òî ãðóáîå íàðóøåíèå ñòðóêòóðû ìîçãà, ÷òî íàáëþäàåòñÿ ó Ê. Ïèêà, âåäåò è ê äðóãèì èçìåíåíèÿì ìûñëèòåëüíîé äåÿòåëüíîñòè, êàê ïðàâèëî, äåãåíåðàòèâíûì. Îäíàêî ìîæíî ïðåäïîëîæèòü è ùàäÿùèé ïóòü îòêëþ÷åíèÿ óêàçàííîãî öåíòðà, êîãäà äåãåíåðàòèâíûå ïîñëåäñòâèÿ îòñóòñòâóþò. Òàêîé ïîäõîä ñîîòâåòñòâóåò óòâåðæäåíèþ, ÷òî ïðàêòè÷åñêè êàæäûé ÷åëîâåê – ïîòåíöèàëüíûé ãåíèé, íî åãî âûñîêèå ñïîñîáíîñòè íå ïðîÿâëÿþòñÿ èççà áëîêèðóþùåãî äåéñòâèÿ “öåíòðà ïîäàâëåíèÿ ãåíèàëüíîñòè”. Âåñüìà ñîáëàçíèòåëüíî ïðèíÿòü ýòó ïîêà åùå ãèïîòåçó çà èñòèíó, ò.ê. àêòèâèðîâàíèå óæå ñóùåñòâóþùèõ è ñîõðàíÿåìûõ â ëàòåíòíîé ôîðìå âîçìîæíîñòåé, êàê ïðàâèëî, ìíîãî ïðîùå, ÷åì ñîçäàíèå ýòèõ âîçìîæíîñòåé. Îäíàêî ñëåäóåò ïîâðåìåíèòü ñ îáñóæäåíèåì ýòîé ïàðàäîêñàëüíîé ãèïîòåçû äî ïîëó÷åíèÿ ïîäòâåðæäàþùèõ åå äàííûõ. Êàê ïðàâèëî, ñïîíòàííî ñâåðõñïîñîáíûå ëþäè ïðèîáðåòàþò èçâåñòíîñòü, äåìîíñòðèðóÿ ñâîè âîçìîæíîñòè íà ýñòðàäå. Íà ñàìîì äåëå ÷èñëî òàêèõ ëþäåé íà Çåìëå ìîæåò îêàçàòüñÿ ñóùåñòâåííî áîëüøå. Îäíàêî, íå ïîëó÷èâ äîëæíîãî îáðàçîâàíèÿ è ïðîâåäÿ âñþ æèçíü â ìàëîîáðàçîâàííîì îêðóæåíèè, îíè äàæå íå ïîäîçðåâàþò î ñâîèõ óíèêàëüíûõ êà÷åñòâàõ òàê æå, êàê íå ïîäîçðåâàþò î íèõ îêðóæàþùèå. 193

Î÷åâèäíî, ñëåäóåò ïðîâåñòè íàïðàâëåííîå íà âûÿâëåíèå èñêîìûõ êà÷åñòâ ìàññîâîå òåñòèðîâàíèå äåòåé 6–10 ëåò. Åñëè åãî åùå íåëüçÿ ñäåëàòü ñïëîøíûì, òî ïðèîðèòåò ñëåäóåò îòäàòü ðåãèîíàì ñ íèçêèì óðîâíåì íàðîäíîãî îáðàçîâàíèÿ. Åñëè âûÿâëåííûå äåòè ïîëó÷àò ñîâðåìåííîå îáðàçîâàíèå è áóäóò ïðèîáùåíû ê íàóêå, òî, âîçìîæíî, èìåííî ñ èõ ó÷àñòèåì áóäóò ïðåäëîæåíû íîâûå ïîäõîäû ê ðåøåíèþ ïîêà íå ðåøàåìûõ çàäà÷. Åñëè ýòè íàäåæäû îïðàâäàåò õîòÿ áû îäèí îòêðûòûé, áëàãîäàðÿ ïðåäïðèíÿòîìó ïîèñêó, èíæåíåð, ôèçèê èëè ìàòåìàòèê, òî âñå çàòðàòû îêàæóòñÿ îïðàâäàííûìè. Áîëüøîé èíòåðåñ ïðåäñòàâÿò òàêæå ôèçèîëîãè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ìîçãà óíèêóìîâ. Ïðîâåäåííàÿ íà ñîâðåìåííîì óðîâíå òîìîãðàôèÿ ìîçãà ïîçâîëèò âûÿâèòü òîíêèå àíàòîìè÷åñêèå îòëè÷èÿ è âûñâåòèòü àêòèâèðîâàííûå â òåõ èëè èíûõ ñèòóàöèÿõ çîíû (ñì. Kahn et al., 2004).  íàñòîÿùåì ðàçäåëå îïèñàíû íåêîòîðûå ïîäõîäû, íàïðàâëåííûå íà ñîõðàíåíèå è óñîâåðøåíñòâîâàíèå èíòåëëåêòóàëüíûõ è äðóãèõ âîçìîæíîñòåé ÷åëîâåêà ïóòåì èñïîëüçîâàíèÿ îïðåäåëåííûõ ãåíåòè÷åñêèõ è ôåíîòèïè÷åñêèõ âàðèàíòîâ. Ìíîãèìè òàêèå ïîäõîäû âîñïðèíèìàþòñÿ êàê ñïîðíûå èëè äàæå íåïðèåìëåìûå. Îäíàêî åñòü îñíîâàíèÿ ïîëàãàòü, ÷òî ïðîéäåò âðåìÿ, è îíè áóäóò îïðàâäàíû, â òîì ÷èñëå è ýòè÷åñêè, õîòÿ áû ïîòîìó, ÷òî ïîçâîëÿò ÷åëîâåêó âñåãäà îñòàâàòüñÿ ñàìèì ñîáîþ. Äðóãèå ïðåäñêàçàíèÿ âûãëÿäÿò çíà÷èòåëüíî áîëåå æåñòêèìè. Òàê, ñóùåñòâóåò ãèïîòåçà î ïðåäñòîÿùåé òðàíñôîðìàöèè ëþäåé â èíûå ñóùåñòâà, êîòîðûå ÿâÿò ñîáîþ íåêèé ãèáðèä ÷åëîâåêà è äóìàþùåãî êîìïüþòåðà. Ñî âðåìåíåì â ýòîì ãèáðèäå áóäåò âñå ìåíüøå îñòàâàòüñÿ îò ÷åëîâåêà è ïðèîáðåòàòüñÿ áîëüøå îò “ìûñëÿùåé” ìàøèíû, à èíäèâèäóàëüíûå ìûñëèòåëüíûå ñïîñîáíîñòè îáúåäèíÿòñÿ ⠓åäèíûé ðàçóì“ (Ìèùåíêî, 2004; Àðóòþíîâ è Ñòðåêîâà, 2006). Êîãäà ãîâîðÿò, ÷òî â áóäóùåì ëþäåé ñìåíÿò ñíàáæåííûå “ìûñëÿùèìè” êîìïüþòåðàìè ðîáîòû, êîòîðûå áóäóò ñïîñîáíû ê ñàìîâîñïðîèçâåäåíèþ, òî õîòåëîñü áû, ÷òîáû ïîñëåäíåå óòâåðæäåíèå áûëî ðàññìîòðåíî áîëåå äåòàëüíî. Ïîêà æå âîçíèêàåò âïå÷àòëåíèå, ÷òî ðå÷ü èäåò î ñàìîñáîðêå. Îäíàêî ðàçíîîáðàçíûå äåòàëè è ìèêðîñõåìû äîëæíû áûòü ãäå-òî è êåì-òî ïðîèçâåäåíû. À äëÿ ýòîãî ïðîèçâîäñòâà íåîáõîäèìî îñóùåñòâëÿòü ïîèñê è äîáû÷ó ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ, ïëàâëåíèå ìåòàëëîâ, ïðîèçâîäñòâî ïëàñòìàññ, äðóãèõ ìàòåðèàëîâ, ñáîðêó ñëîæíûõ ýëåìåíòîâ, ðåøàòü ýíåðãåòè÷åñêèå è ìíîãèå äðóãèå ïðîáëåìû. È âñå ýòî äîëæíû áóäóò äåëàòü ëþäè, îòäàâ ñåáÿ â äîáðîâîëüíîå ðàáñòâî. Èëè ðîáîòû, êàê è ëþäè, áóäóò âîñïðîèçâîäèòüñÿ èç íåêèõ “çàðîäûøåâûõ” ñòðóêòóð è ïðåòåðïåâàòü çàòåì ÷òî-òî âðîäå îíòîãåíåçà? Íî òîãäà íå ïðîùå 194

ëè îñòàâèòü âñå, êàê åñòü, à òâîð÷åñêèå óñèëèÿ ÷åëîâå÷åñòâà íàöåëèòü íà ñàìîóñîâåðøåíñòâîâàíèå, èìåÿ, îäíàêî, â âèäó, ÷òî ëþäè äîëæíû îñòàâàòüñÿ ëþäüìè.

195

Çàêëþ÷åíèå  íàçâàíèå êíèãè âûíåñåíû ïîä çíàêîì âîïðîñà äâà òåçèñà, òðåáîâàâøèõ îáîñíîâàíèÿ. Ñïðàâåäëèâîñòü ïåðâîãî òåçèñà – ðàñïðîñòðàíåííîñòè æèçíè (ò.å. âûñîêîé âåðîÿòíîñòè îáíàðóæåíèÿ æèâûõ ñóùåñòâ èëè èõ ñëåäîâ âíå Çåìëè) – ïîäòâåðæäàåòñÿ ïîÿâëåíèåì æèçíè íà Çåìëå ïðàêòè÷åñêè ñðàçó ïîñëå ñîçäàíèÿ ñîâìåñòíûõ ñ íåþ óñëîâèé ñðåäû. Ïðè ýòîì, îïèñûâàÿ ïîýòàïíî äîêëåòî÷íóþ ýâîëþöèþ, ìû íå óòâåðæäàåì, ÷òî îíà îñóùåñòâëÿëàñü èìåííî íà Çåìëå.  íàñòîÿùåå âðåìÿ íåëüçÿ èñêëþ÷èòü, ÷òî ïåðâàÿ êëåòêà èëè ãðóïïà êëåòîê ïðèáûëà íà Çåìëþ èç êîñìîñà.  ýòîì ñëó÷àå äëèòåëüíîñòü äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè íå áûëà áû îãðàíè÷åíà òåì óçêèì ïåðèîäîì, êîòîðûé áûë åé îòïóùåí íà Çåìëå. Ñïðàâåäëèâîñòü âòîðîãî òåçèñà – óíèêàëüíîñòè çåìíîãî ðàçóìà (ïðè ðàñïðîñòðàíåííîñòè æèçíè âîîáùå) – ìû îáîñíîâûâàåì îñóùåñòâëåíèåì íà Çåìëå áîëüøîãî ÷èñëà ìàëîâåðîÿòíûõ ýïèçîäîâ íà òðåõ óðîâíÿõ ýâîëþöèîííîãî ïðîöåññà: ìóòàöèé, ãîðèçîíòàëüíûõ ïåðåíîñîâ è îáóñëîâëåííûõ ïðèðîäíûìè êàòàêëèçìàìè êðóòûõ ïîâîðîòîâ ðàçâèòèÿ æèâîãî ìèðà. Âñå òðè óðîâíÿ ýâîëþöèè ñôîðìèðîâàíû ìíîæåñòâîì ñëó÷àéíûõ àêòîâ. Èìåííî ïîýòîìó õîä ýâîëþöèè â îòäåëüíûõ î÷àãàõ ïðàêòè÷åñêè íåïîâòîðèì, à æèâîé ìèð â êàæäîì èç íèõ íàðÿäó ñ ìàëîçàâèñÿùèìè îò ïîâîðîòîâ ýâîëþöèè ñâîéñòâàìè îáëàäàåò òàêæå óíèêàëüíûìè êà÷åñòâàìè, ïîÿâëåíèå êîòîðûõ çàâèñèò îò äåòàëåé èìåííî äàííîãî ïðîöåññà ýâîëþöèè. Àíàëèç èçâèëèñòîãî ïóòè ýâîëþöèè íà Çåìëå ïîêàçûâàåò, ÷òî ðàçóìíûå ñóùåñòâà, ëþäè, ïîÿâèëèñü è íûíå çàêðåïèëèñü íà ïëàíåòå áëàãîäàðÿ ðåàëèçàöèè èìåííî ýòîãî ìàðøðóòà. Òàêèì îáðàçîì, ìû îòâå÷àåì óòâåðäèòåëüíî è íà âòîðîé âîïðîñ, çàäàííûé â çàãîëîâêå íàñòîÿùåé êíèãè. Ïîÿâëåíèå òàêèõ ñëîæíûõ ñòðóêòóð, êàê æèâûå êëåòêè, à â êàêèõ-òî ñëó÷àÿõ è ñîçäàþùèõ öèâèëèçàöèè ðàçóìíûõ ñóùåñò⠖ ñâèäåòåëüñòâî ïðîäîëæàþùåãîñÿ óñëîæíåíèÿ ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ Âñåëåííîé, ïðåäñòàâëåííîé â åå íà÷àëå áåññòðóêòóðíîé ïëàçìîé. Åñòåñòâåííî çàäàòüñÿ âîïðîñîì, êàêîé îêàæåòñÿ ðîëü Çåìíîé öèâèëèçàöèè è, âîçìîæíî, ñóùåñòâóþùèõ ãäå-òî î÷åíü äàëåêî äðóãèõ 196

îñòðîâêîâ ðàçóìà â ýâîëþöèè ñàìîé Âñåëåííîé. Îäíàêî íàøà öèâèëèçàöèÿ ìîëîäà, ÷òî, åñòåñòâåííî, îòíîñèòñÿ è ê ðàçâèâàåìûì åþ åñòåñòâåííûì íàóêàì, è îòâåò íà ýòîò âîïðîñ ìîæåò áûòü òîëüêî ñïåêóëÿòèâíûì, âî ìíîãîì çàâèñÿùèì îò ïîëåòà ôàíòàçèè àâòîðîâ. Ïåðåôðàçèðîâàâ ñëîâà Ìàëåíüêîãî ïðèíöà èç ñêàçêè Ñåíò-Ýêçþïåðè, ìîæíî ëèøü ïðåäïîëîæèòü, ÷òî åñëè ðàçóìíàÿ æèçíü ïîÿâèëàñü, çíà÷èò, ýòî äëÿ ÷åãî-òî íóæíî.  íàñòîÿùåå âðåìÿ, êàê ýòî ïðåäñòàâëÿåòñÿ àâòîðó, ãëàâíàÿ çàäà÷à – îòâåñòè óãðîçû, ðåàëüíî íàâèñøèå íàä öèâèëèçàöèåé, è òåì ñàìûì ïðîäîëæèòü åå ñóùåñòâîâàíèå è èíòåëëåêòóàëüíîå ñîâåðøåíñòâîâàíèå âïëîòü äî òåõ âðåìåí, êîãäà îíà îêàæåòñÿ â ñîñòîÿíèè ïî íåîáõîäèìîñòè èëè èç ëþáîçíàòåëüíîñòè âìåøèâàòüñÿ â õîä ñîáûòèé Âñåëåíñêîãî ìàñøòàáà. Èç äîñòàòî÷íî îáøèðíîãî ðååñòðà âíåøíèõ è âíóòðåííèõ óãðîç öèâèëèçàöèè è ñàìîé Çåìëå àêòóàëüíûìè ïðåäñòàâëÿþòñÿ ñòîëêíîâåíèå ïëàíåòû ñ êðóïíûì êîñìè÷åñêèì òåëîì è ÿäåðíàÿ âîéíà. Ñíÿòü óãðîçó ñòîëêíîâåíèÿ íåâîçìîæíî. Áîðüáà ñ àñòåðîèäîì ìîæåò íà÷àòüñÿ ñ ìîìåíòà, êîãäà áóäåò óñòàíîâëåíî, ÷òî åãî òðàåêòîðèÿ âåäåò ê Çåìëå. Îäíàêî âîéíó ïðè íàëè÷èè îáùåé âîëè ìîæíî èñêëþ÷èòü èç áóäóùåãî öèâèëèçàöèè. Î÷åâèäíûé ïóòü – ïåðåõîä ê åäèíîìó îáùåñòâó, ïîñòðîåííîìó íà ïðèíöèïàõ ãóìàííîñòè. “Æèòü åäèíûì ÷åëîâå÷üèì îáùåæèòèåì”, – ìå÷òàë Ìàÿêîâñêèé. Äîñòàòî÷íî äåòàëüíóþ âåðñèþ òàêîãî óæå ðåøèâøåãî çåìíûå ïðîáëåìû è óñòðåìëåííîãî â êîñìîñ îáùåñòâà áóäóùåãî ïðåäëîæèë Èâàí Åôðåìîâ â ðîìàíå-óòîïèè “Òóìàííîñòü Àíäðîìåäû”. Îäíàêî äëÿ òîãî, ÷òîáû îáúåäèíèòåëüíûå èäåè ñòàëè âîñïðèíèìàòüñÿ ìíîãèìè ëþäüìè êàê ñâîè, íåîáõîäèìî, ïðåæäå âñåãî, ñìåíèòü ãîñïîäñòâóþùèå ñåé÷àñ êîíôðîíòàöèîííûå íàñòðîåíèÿ íà òîëåðàíòíûé, à åùå ëó÷øå äîáðîæåëàòåëüíûé íàñòðîé.  êîíôðîíòàöèîííîì íàñòðîå ëþäåé, ñîîáùåñòâ, ãîñóäàðñòâ, â ïðèíöèïå, íåò íè÷åãî óäèâèòåëüíîãî. Ñîâðåìåííîå ÷åëîâå÷åñòâî ëèøü íåäàâíî âûäåëèëîñü èç ìèðà æèâîòíûõ, ãäå èìåííî òàêîé íàñòðîé ÿâëÿåòñÿ íîðìîé, ò.ê. íåîáõîäèì äëÿ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ åñòåñòâåííîãî îòáîðà – ãëàâíîãî äâèæèòåëÿ ýâîëþöèè. Îäíàêî ÷åëîâå÷åñòâî, ïðèîáðåòÿ ðàçóì è ñîçäàâ öèâèëèçàöèþ, îñâîáîäèëîñü îò ïðåññà åñòåñòâåííîãî îòáîðà. Òåïåðü èìåííî â ïåðåõîäå îò êîíôðîíòàöèîííîãî íàñòðîÿ ê äîáðîæåëàòåëüíîñòè çàëîã äàëüíåéøåãî ñóùåñòâîâàíèÿ è ïðîãðåññà öèâèëèçàöèè. Íî ñàì ïî ñåáå òàêîé ïåðåëîì â ìûøëåíèè íå ïðèäåò. Íå ìàëîå çíà÷åíèå èìåëî áû óëó÷øåíèå ýêîíîìè÷åñêîãî ïîëîæåíèÿ è îáðàçî197

âàíèÿ â ðàçíûõ ðåãèîíàõ. Èäåþ ñîõðàíåíèÿ è ðàçâèòèÿ öèâèëèçàöèè ïóòåì åå åäèíåíèÿ íåîáõîäèìî ïðîïîâåäîâàòü, ïðîïàãàíäèðîâàòü, ðåêëàìèðîâàòü è ò.ä. Åñëè êòî-ëèáî, ïðî÷òÿ ýòó êíèãó, îñîçíàåò, ÷òî ýòà èäåÿ åìó íå ÷óæäà, òî àâòîð ñî÷òåò, ÷òî òðóä åãî íå áûë íàïðàñíûì.

198

Ñïèñîê ëèòåðàòóðû Àëáåðòñ Á. è äð. (1994) Ìîëåêóëÿðíàÿ áèîëîãèÿ êëåòêè, òîì 1. Ì.: Ìèð. Àðóòþíîâ Â. Ñ. è Ñòðåêîâà Ë. Í. (2006) Ñòóïåíè ýâîëþöèè. Ì.: Íàóêà. Áåðìèøåâà Ì. À. è äð. (2003) Ïîëèìîðôèçì ìèòîõîíäðèàëüíîé ÄÍÊ ÷åëîâåêà. Ãåíåòèêà, 39, 1013–1025. Áåðíàë Ä. (1969) Âîçíèêíîâåíèå æèçíè. Ì.: Ìèð. Áðåñëåð Ñ. Å. (1963) Ââåäåíèå â ìîëåêóëÿðíóþ áèîëîãèþ. Ì.–Ë.: Èçä-âî ÀÍ ÑÑÑÐ. Ñ. 205–206. Áðîíøòýí Â. À. (1987) Ìåòåîðû, ìåòåîðèòû, ìåòåîðîèäû. Ì.: Íàóêà. Âàñèëüåâ Ñ. Â. (2002) Sahelanthropus tshadensis. Íåäîñòàþùåå çâåíî? Âåñòè àíòðîïîë., âûï. 8, 122–132. Âèíîãðàäñêàÿ Ã. Ð. è Ìîñåâèöêèé Ì. È. (1982) Îñîáåííîñòè ñïîíòàííîé ïëàçìèäíîé òðàíñôîðìàöèè ó Bacillus subtilis íà òâåðäîé ñðåäå. Ãåíåòèêà, 18, 1371–1373. Âèøíÿöêèé Ë. Á. (2005) Èñòîðèÿ îäíîé ñëó÷àéíîñòè, èëè Ïðîèñõîæäåíèå ÷åëîâåêà. Ôðÿçèíî: Âåê 2. Ãàâðèëîâà Ë. Ï. è Ñïèðèí À. Ñ. (1967) Ôóíêöèè ðèáîñîì. Êîìïîíåíòû áåëîêñèíòåçèðóþùåé ñèñòåìû. Óñï. ñîâð. áèîë., 64, 197–222. Ãëýä Äæ. (2005) Áóäóùàÿ ýâîëþöèÿ ÷åëîâåêà. Åâãåíèêà 20-ãî âåêà. Ì.: Èçä-âî «Çàõàðîâ». Ãîëüäàíñêèé Â. È. (1986) Òóííåëüíûå ýôôåêòû â ôèçè÷åñêîé õèìèè. Ì.: Íàóêà. Äàðâèí ×. (1937) Ïðîèñõîæäåíèå âèäîâ. Ì.: Áèîìåäãèç. Äåâèñ Ï. (1985) Ñëó÷àéíàÿ Âñåëåííàÿ. Ì.: Ìèð. Äåðåâÿíêî À. Ï. (1997) Ïðîáëåìû àðõåîëîãèè, ýòíîãðàôèè, àíòðîïîëîãèè Ñèáèðè è ñîïðåäåëüíûõ òåððèòîðèé. Íîâîñèáèðñê. Äåðåíêî Ì. Â. è äð. (2001) Ñòðóêòóðà ãåííîãî íàáîðà ýòíè÷åñêèõ ãðóïï Àëòàé-Ñàÿíñêîãî ðåãèîíà ïî äàííûì ìèòîõîíäðèàëüíîãî ïîëèìîðôèçìà. Ãåíåòèêà, 37, 1402–1410. Äðàáêèíà Ë. Å. è äð. (1967) Ôèçèêî-õèìè÷åñêîå èçó÷åíèå îáðàçîâàíèÿ ïðîôàãà è èíäóêöèè ïðîôàãà ëàìáäà. Ìîë. áèîë., 1, 257–262. Æåñòÿííèêîâ Â. Ä. (1979) Ðåïàðàöèÿ ÄÍÊ è åå áèîëîãè÷åñêîå çíà÷åíèå. Ë.: Íàóêà. Çàõàðîâ Â. Â. è äð. (2005) Ñïåöèôè÷åñêèé ïðîòåîëèç íåéðîíàëüíîãî áåëêà GAP-43 êàëüïàèíîì: õàðàêòåðèñòèêà, ðåãóëÿöèÿ, ôèçèîëîãè÷åñêàÿ ðîëü. Áèîõèìèÿ, 70, 1086–1098.

199

Çóáîâ À. À. (2002) Ïðåäåëû ïðîãðåññà Homo sapiens è êðèòåðèè ñîâåðøåíñòâà áèîñèñòåì. Âåñòè àíòðîïîë., âûï. 8, 21–35. Èâàíîâ Â. È. è Êèñåëåâ Ë. Ë. (ðåä.) (2005) Ãåíîìèêà – ìåäèöèíå. Ì.: Àêàäåìêíèãà. Êèðèëëîâ Ñ. Â. è Ñåìåíêîâ Þ. Ï. (1984) Âçàèìîäåéñòâèå tÐÍÊ ñ ðèáîñîìàìè. Ìîë. áèîë., 18, 1249–1263. Êîðîëåâ Â. Ã. (2005) Ýêñöèçèîííàÿ ðåïàðàöèÿ ïîâðåæäåííûõ îñíîâàíèé ÄÍÊ. Ãåíåòèêà, 41, 725–735, 1301–1309. Êðóòÿêîâ Â. Ì. è äð. (1985) Ôåðìåíòàòèâíûå è ñòðóêòóðíûå ìåõàíèçìû ðåïàðàöèè ÄÍÊ. Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ, ñåðèÿ áèîë., 4, 562–571. Êóçíåöîâ Â. Â. (1992) Ôèçèêà çåìíûõ êàòàñòðîôè÷åñêèõ ÿâëåíèé. Íîâîñèáèðñê: Íàóêà. Ëàíöîâ Â. À. (2007) Ãîìîëîãè÷åñêàÿ ÄÍÊ-òðàíñôåðàçà RecA: ôóíêöèîíàëüíûå àêòèâíîñòè è ïîèñê ãîìîëîãèè ðåêîìáèíèðóþùèìè ÄÍÊ. Ìîë. áèîë., 41, 467–477. Ìàëàõîâ Â. (2004) Âåëèêèé ñèìáèîç: ïðîèñõîæäåíèå ýóêàðèîòíîé êëåòêè.  ìèðå íàóêè, ¹ 2, 70–79. Ìèùåíêî À. (2004) Öèâèëèçàöèÿ ïîñëå ëþäåé. Ì.: Èçä-âî «Çàõàðîâ». Ìîñåâèöêàÿ Ò. Â. (1978) Ìåõàíèçìû ðåïàðàöèè è ìóòàãåíåçà ó îáëó÷åííûõ óëüòðàôèîëåòîâûì ñâåòîì áàêòåðèé Escherichia coli. Óñï. ñîâð. áèîë. 85, 340–359. Ìîñåâèöêèé Ì. È. (1975) Ìåõàíèçìû óçíàâàíèÿ ìîëåêóëàìè íóêëåèíîâûõ êèñëîò äðóã äðóãà. Óñï. ñîâð. áèîë., 79, 163–183. Ìîñåâèöêèé Ì. È. (1976) Äåòàëèçèðîâàííàÿ ìîäåëü ïîëóêîíñåðâàòèâíîé ðåïëèêàöèè ÄÍÊ. Ãåíåòèêà, 12, 154–163. Ìîñåâèöêèé Ì. È. (1985) Èññëåäîâàíèå ôèáðèëëÿðíûõ ñòðóêòóð êëåòî÷íîãî ÿäðà è ïåðâîíà÷àëüíàÿ õàðàêòåðèñòèêà îáðàçóþùèõ èõ áåëêîâ. Äîêëàäû ÀÍ ÑÑÑÐ, 283, 215–219. Ìîñåâèöêèé Ì. È. (2003) Çíà÷èòåëüíûé ïðîãðåññ áèîõèìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ìîçãà åùå íå ïðèâåë ê ïîíèìàíèþ ñóòè ìûñëèòåëüíîãî ïðîöåññà. Íåéðîõèìèÿ, 20, 299–314. Ìîñåâèöêèé Ì. È. è Íîâèöêàÿ Â. À. (1982) Îáíàðóæåíèå ïîïåðå÷íî èñ÷åð÷åííûõ ôèáðèëë â êëåòî÷íûõ ÿäðàõ èç òêàíåé æèâîòíûõ. Äîêëàäû ÀÍ ÑÑÑÐ, 263, 1485–1488. Ìî÷àíîâ Þ. À. (1992) Äðåâíåéøèé ïàëåîëèò Äèðèíãà è ïðîáëåìà âíåòðîïè÷åñêîé ïðàðîäèíû ÷åëîâå÷åñòâà. Íîâîñèáèðñê: Íàóêà. Ìî÷àíîâ Þ. À. è Ôåäîñååâà Ñ. À. (2002) Àðõåîëîãèÿ, ïàëåîëèò Ñåâåðî-Âîñòî÷íîé Àçèè, âíåòðîïè÷åñêàÿ ïðàðîäèíà ÷åëîâå÷åñòâà è äðåâíåéøèå ýòàïû çàñåëåíèÿ ÷åëîâåêîì Àìåðèêè. ßêóòñê. Íàçàðåòÿí À. Ï. (2001) Öèâèëèçàöèîííûå êðèçèñû â êîíòåêñòå óíèâåðñàëüíîé èñòîðèè. Ì.: ÏÅÐ ÑÝ. Îïàðèí À. È. (1966) Âîçíèêíîâåíèå è íà÷àëüíîå ðàçâèòèå æèçíè. Ì.: Ìåäèöèíà.

200

Îïàðèí À. È. (1975) Ýâîëþöèÿ êîíöåïöèé ïðîèñõîæäåíèÿ æèçíè îò 1924 ãîäà äî 1974 ãîäà. Èçâ. ÀÍ ÑÑÑÐ, 1, 5–10. Ïåíðîóç Ð. (2005) Òåíè ðàçóìà. Ìîñêâà–Èæåâñê. Ïðîçîðîâ À. À. (2000) Ãîðèçîíòàëüíûé ïåðåíîñ ãåíîâ ó áàêòåðèé. Óñï. ñîâð. áèîë., 120, 515–528. Ðåäæå Ò. (1985) Ýòþäû î Âñåëåííîé. Ì.: Ìèð. Ðóäàâñêàÿ Â. À. (1972) Î ñõîäñòâå ìèêðîñòðóêòóð ìåòåîðèòà Îðãåé (Orgueil) è ìèêðîîáðàçîâàíèé èç ðàííåïàëåîçîéñêèõ îòëîæåíèé Âîñòî÷íîé Ñèáèðè. Äîêë. ÀÍ ÑÑÑÐ, 202, 675–676. Ñòèë Ý. è äð. (2002) ×òî, åñëè Ëàìàðê ïðàâ? Èììóíîãåíåòèêà è ýâîëþöèÿ. Ì.: Íàóêà. Ñóõîäîëåö Â. À. (2003) Ãåíåòè÷åñêàÿ òåîðèÿ âåðòèêàëüíîé ýâîëþöèè. Ìîñêâà. Õðÿíèíà Ë. Ï. (1987) Ìåòåîðèòíûå êðàòåðû íà Çåìëå. Ì.: Íåäðà. Õóñíóòäèíîâà Ý. Ê. è Ëèìáîðñêàÿ Ñ. À. (2005) Ýòíîãåíîìèêà.  ñá. “Ãåíîìèêà – ìåäèöèíå”. Ðåä. Èâàíîâ Â. È. è Êèñåëåâ Ë. Ë. Ì.: Àêàäåìêíèãà. Øêëîâñêèé È. Ñ. (1976) Î âîçìîæíîé óíèêàëüíîñòè ðàçóìíîé æèçíè âî Âñåëåííîé. Óñï. ôèëîñîôèè, 9, 80–93. Øðåäèíãåð Ý. (1972) ×òî òàêîå æèçíü? Ì.: Àòîìèçäàò. Ýíãåëüãàðäò Â. À. (1984) Ïîçíàíèå ÿâëåíèé æèçíè. Ì.: Íàóêà. Adcock G. J. et al. (2001) Mitochondrial DNA sequences in ancient Australians: Implications for modern human origins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 537–542. Aguilar D. et al. (2004) Analysis of phenetic trees based on metabolic capabilities across the three domains of life. J. Mol. Biol., 340, 491–512. Alberts B. M. (1984) The DNA enzymology of protein machines. Cold Spring Harb Symp Quant Biol., 59, 1–12. Alemseged Z. (2003) An integrated approach to taphonomy and faunal change in the Shungura formation (Ethiopia) and its implication for hominid evolution. J. Hum. Evol., 44, 451–478. Allwood A. C. et al. (2006) Stromatolite reef from the Early Archaean era of Australia. Nature, 441, 714–718. Alroy J. (2003) Cenozoic bolide impacts and biotic change in North American mammals. Astrobiology, 3, 119–132. Altermann W. and Kazmierczak J. (2003) Archean microfossils: a reappraisal of early life on Earth. Res. Microbiol., 154, 611–617. Alvarez L. W. et al. (1980) Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction. Science, 208, 1095–1108. Alvarez L. W. (1987) Mass extinctions caused by large bolide impacts. Phys. Today, 40, 24–33. Ambrose S. H. (1998) Late Pleistocene human population bottlenecks, volcanic winter, and differentiation of modern humans. J. Hum. Evol., 34, 623–651. Anders E. (1989) Pre-biotic organic matter from comets and asteroids. Nature, 342, 255–257.

201

Anders E. et al. (1996) Evaluating the evidence for part life on Mars (Äèñêóññèÿ). Science, 274, 2119–2125. Andersson J. O. et al. (2005) Gene transfers from nanoarchaeota to an ancestor of Diplomonads and Parabasalids. Mol. Biol. Evol. 22, 85–90. Antón S. C. (2002) Evolutionary significance of cranial variation in Asian Homo erectus. Am. J. Phys. Anthropol., 118, 301–323. Antunez-de-Mayolo G. et al. (2002) Phylogenetics of worldwide human populations as determined by polymorphic Alu insertions. Electrophoresis, 23, 3346–3356. Aravind L. et al. (2000) Holliday junction resolvases and related nucleases: identification of new families? phyletic distribution and evolutionary trajectories. Nucleic Acids Res., 28, 3417–3432. Arbiza L. et al. (2006) Positive selection, relaxation, and acceleration in the evolution of the human and chimp genome. PLoS Comput. Biol., 2, e38. Archibald J. D. et al. (2001) Late Cretaceous relatives of rabbits, rodents, and other extant eutherian mammals. Nature, 414, 62–65. Argue D. et al. (2006) Homo floresiensis: microcephalic, pygmoid, Australopithecus, or Homo? J. Hum. Evol., 51, 360–374. Arsuaga J. L. et al. (2002) The Gravettian occipital bone from the site of Malladetes (Barx, Valencia, Spain). J. Hum. Evol., 43, 381–393. Arzarello M. et al. (2007) Evidence of earliest human occurrence in Europe: the site of Pirro Nord (Southern Italy). Naturwissenschaften, 94, 107–112. Asphaug E. et al. (2006) Hit-and-run planetary collisions. Nature, 439,155–160. Avery O. T. et al. (1944) Studies on the chemical nature of the substance including transformation of pneumococcal types. Induction of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus type III. J. Exp. Med., 79, 137–145. Awramik S. M. (1992) The oldest records of photosynthesis. Photosynth. Res., 33, 75–89. Ayala F. J. and Escalante A. A. (1996) The evolution of human populations: a molecular perspective. Mol. Phylogenet. Evol., 5, 188–201. Bakewell M. A. et al. (2007) More genes underwent positive selection in chimpanzee evolution than in human evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 7489–7494. Bada J. L. et al. (1994) Impact melting of frozen oceans on the early Earth: implications for the origin of life. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 1248–1250. Bada J. L. (1997) Extraterrestrial Handedness? Science, 275, 942–943. Bada J. L. and Lazcano A. (2002) Some like it hot, but not the first biomolecules. Science, 296, 1982–1983. Bada et al. (2007) Debating evidence for the origin of life on Earth. Science, 315, 937–939. Baker J. et al. (2005) Early planetesimal melting from an age of 4.5662 Gyr for differentiated meteorites. Nature, 436, 1127–1131. Banaclocha M. A. (2007) Neuromagnetic dialogue between neuronal minicolumns and astroglial network: a new approach for memory and cerebral computation. Brain Res. Bull., 73, 21–27.

202

Baldauf S. L. et al. (1996) The root of the universal tree and the origin of eukaryotes based on elongation factor phylogeny. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 93, 7749–7754. Balter M. (2005) Are human genes still evolving? Brain genes show signs of selection. Science, 309, 1662–1663. Baltscheffsky H. and Baltscheffsky M. (1994) Molecular origin and evolution of early biological energy conversion. In: Early life on the Earth. Nobel Symposium No 84 (New York, Columbia), pp. 81–90. Bapteste E. et al. (2004) Phylogenetic reconstruction and lateral gene transfer. Trends Microbiol., 12, 406–411. Barghoorn E. S. (1971). The oldest fossils. Sci. Amer., 224, 30–42. Basu A. R. et al. (2003) Chondritic meteorite fragments associated with the PermianTriassic boundary in Antarctica. Science, 302, 1314–1316. Batzer M. A. et al. (1994) African origin of human-specific polymorphic Alu insertions. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 12288–12292. Beck F. and Eccles J.C. (1992) Quantum aspects of brain activity and the role of consciousness. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89, 11357–11361. Becker L. et al. (2000) Fullerenes: An extraterrestrial carbon carrier phase for noble gases. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 2979–2983. Becker L. et al. (2001) Impact event at the Permian-Triassic boundary: evidence from extraterrestrial noble gases in fullerenes. Science, 291, 1530–1533. Becker L. et al. (2004) Bedout: a possible end-Permian impact crater offshore of northwestern Australia. Science, 304, 1469–1476. Benitez N. et al. (2002) Evidence for nearby supernova explosions. Phys. Rev. Lett., 88, 081101. Benton M. J. (1995) Diversification and extinction in the history of life. Science, 268, 52–58. Benton M. J. and Donoghue P. C. (2007) Paleontological evidence to date the tree of life. Mol. Biol. Evol., 24, 26–53. Berezney R. and Coffey D. S. (1977) Nuclear matrix. Isolation and characterization of a framework structure from rat liver nuclei. J. Cell Biol., 73, 616–637. Bermudez de Castro J. M. et al. (1997) A hominid from the lower Pleistocene of Atapuerca, Spain: possible ancestor to Neandertals and modern humans. Science, 276, 1392–1395. Bernstein M. (2006) Prebiotic materials from on and off the early Earth. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol Sci., 361, 1689–1700. Bertram L. and Tanzi R. E. (2004) The current status of Alzheimer’s disease genetics: what do we tell the patients? Pharmacol. Res., 50, 385–396. Birch K. (2005) Beneficence, determinism and justice: an engagement with the argument for the genetic selection of intelligence. Bioethics, 19, 12–28. Bjorklund M. (2003) Test for a population expansion after a drastic reduction in population size using DNA sequence data. Heredity, 91, 481–486 Blair J. E. and Hedges S. B. (2005) Molecular clocks do not support the Cambrian explosion. Mol. Biol. Evol., 22, 387–390.

203

Bland P. A. (2005) The impact rate on Earth. Philos. Transact. A Math. Phys. Eng. Sci., 363, 2793–2810. Bobe R. et al. (2002) Faunal change, environmental variability and late Pliocene hominin evolution. J. Hum. Evol., 42, 475–497. Bodiselitsch B. et al. (2005) Estimating durationand intensity of Neoproterozoic snowball glaciations from Ir anomalies. Science, 308, 239–242. Bogerd H. P. et al. (2006) Cellular inhibitors of long interspersed element 1 and Alu retrotransposition. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103, 8780–8785. Bohler C. et al. (1995) Template switching between PNA and RNA oligonucleotides. Nature, 376, 578–581. Bonnefille R. et al. (2004) High-resolution vegetation and climate change associated with Pliocene Australopithecus afarensis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101, 12125–12129. Borgeson W. et al. (2002) Discussing the origin of life. Science, 298, 747–749. Borquez E. et al. (2005) An investigation of prebiotic purine synthesis from the hydrolysis of HCN polymers. Orig. Life Evol. Biosph., 35, 79–90. Bottke W. F. et al. (2007) An asteroid breakup 160 Myr ago as the probable source of the K/T impactor. Nature, 449, 48–53. Bouzouggar A. et al. (2007) 82,000-year-old shell beads from North Africa and implications for the origins of modern human behavior. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 104, 9964–9969. Bowler J. M. et al. (2003) New ages for human occupation and climatic change at Lake Mungo, Australia. Nature, 421, 837–840. Bouzouggar A. et al. (2007) 82,000-year-old shell beads from North Africa and implications for the origins of modern human behavior. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 9964–9969. Bowring S. A. et al. (1999) The tempo of mass extinction and recovery: The endPermian example. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 8827–8828. Bradley J. P. et al. (1998) Epitaxial growth of nanophase magnetite in Martian meteorite Allan Hills 84001: implications for biogenic mineralization. Meteorit. Planet. Sci., 33, 765–773. Brasier M. D. et al. (2002) Questioning the evidence for Earth’s oldest fossils. Nature, 416, 76–81. Brasier M. et al. (2006) A fresh look at the fossil evidence for early Archaean cellular life. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 361, 887–902. Brenner S. E. (2007) Common sense for our genomes. Nature, 449, 783–784. Bresler S. E. et al. (1981) The process of general recombination in Escherichia coli K-12: structure of intermediate products. Mol. Gen. Genet., 183, 139–143. Brinkmann H. and Philippe H. (1999) Archaea sister group of bacteria? Indications from tree reconstruction artifacts in ancient phylogenies. Mol. Biol. Evol., 16, 817–827. Britten R. J. (2002) Divergence between samples of chimpanzee and human DNA sequences is 5%, counting indels. Proc. Natl. Acad. Sci USA, 99,13633–13635. Brown M. D. et al. (1998) mtDNA haplogroup X: An ancient link between Europe/ Western Asia and North America? Am. J. Hum. Genet., 63, 1852–1861.

204

Brown P. et al. (2002) The flux of small near-Earth objects colliding with the Earth. Nature, 420, 294–296. Brown P. et al. (2004) A new small-bodied hominin from the late pleistocene of Flores, Indonesia. Nature, 431, 1055–1061. Brumm A. et al. (2006) Early stone technology on Flores and its implications for Homo floresiensis. Nature, 441, 624–628. Brunet M. et al. (2002) A new hominid from the Upper Miocene of Chad, Central Africa. Nature, 418, 145–151. Brunet M. et al. (2005) New material of the earliest hominid from the Upper Miocene of Chad. Nature, 434, 752–755. Brunini A. (2006) Origin of the obliquities of the giant planets in mutual interactions in the early Solar System. Nature, 440, 1163–1165. Busemann H. et al. (2006) Interstellar chemistry recorded in organic matter from primitive meteorites. Science, 312, 727–730. Butler A. J. and Wolf S. L. (2007) Putting the brain on the map: use of transcranial magnetic stimulation to assess and induce cortical plasticity of upper-extremity movement. Phys. Ther., 87, 719–736. Byerly G. R. et al. (2002) An archean impact layer from the Pilbara and Kaapvaal cratons. Science, 297, 1325–1327. Cairns-Smith A. G. (1985) Seven clues to the origin of life. Cambridge, Cambridge Univesity Press. Caldeira K and Rampino MR. (1990) Carrbon dioxide emissions from Deccan volcanism and a K/T boundary greenhouse effect. Geophys. Res. Lett., 1990, 17, 1299–1302. Cann R. L. et al. (1987) Mitochondrial DNA and human evolution. Nature, 325, 31–36. Caramelli D. at al. (2003) Evidence for a genetic discontinuity between Neandertal and 24000-year-old anatomically modern Europeans. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 6593–6597. Carbonell E. et al. (2005) An early pleistocene hominin mandible from AtapuercaTD6, Spain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 5674–5678. Catling D. C. (2006) Comment on “A hydrogen-rich early Earth atmosphere”. Science, 311, 38. Cavalier-Smith T. (2001) Obcells as proto-organisms: membrane heredity, lithophosphorylation, and the origins of the genetic code, the first cells, and photosynthesis. J. Mol. Evol., 53, 555–595. Cavalier-Smith T. (2002) The phagotrophic origin of eucaryotes and phylogenetic classification of protozoa. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 52, 297–354. Cela-Conde C. J. and Ayala F. J. (2003) Genera of the human lineage. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 100, 7684–7689. Chen J. Y. et al. (2004) Small bilaterian fossils from 40 to 55 million years before the cambrian. Science, 305, 218–22.

205

Cheng Z. et al. (2005) A genome-wide comparison of recent chimpanzee and human segmental duplications. Nature, 437, 88–93. Churchill S. E. (2001) Hand morphology, manipulation, and tool use in Neandertals and early modern humans of the Near East. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 2953–2955. Chyba C. and Sagan C. (1992) Endogenous production, exogenous delivery and impact-shock synthesis of organic molecules: an inventory for the origins of life. Nature, 355, 125–132. Chyba C. F. (1993) The violent environment of the origin of life: progress and incertaintes. Geochim. Cosmochim. Acta, 57, 3351–3358. Ciejek E. et al. (1982) Ribonucleic acid precursors are associated with the chick oviduct nuclear matrix. Biochemistry, 21, 4945–4953. Ciftcioglu N. et al. (2006) Nanobacteria: fact or fiction? Characteristics, detection, and medical importance of novel self-replicating, calcifying nanoparticles. J. Investig. Med., 54, 385–394. Clark C. G. (1999) The effect of secondary loss on our view of eucaryotic evolution. Biol. Bull., 196, 385–388. Clark D. L. et al. (1986) Conodont survival and low iridium abundances across the Permian-Triassic Boundary in South China. Science, 233, 984–986. Clark J. D. et al. (2003) Stratigraphic, chronological and behavioural contexts of Pleistocene Homo sapiens from Middle Awash, Ethiopia. Nature, 423, 747–752. Claus G. and Nagy B. (1961). A microbiological examination of some carbonaceous chondrites. Nature, 192, 594–596. Cockell C. S. and Bland P. A. (2005) The evolutionary and ecological benefits of asteroid and comet impacts. Trends Ecol. Evol., 20, 175–179. Conroy G. C. and Smith R. J. (2007) The size of scalable brain components in the human evolutionary lineage: with a comment on the paradox of Homo floresiensis. Homo, 58, 1–12. Cooper A. et al. (2001) Human origins and ancient human DNA. Science, 292, 1655–1656. Cooper G. (2001) Carbonaceous meteorites as a source of sugar-related organic compounds for the early Earth. Nature, 414, 879–883. Cooper R. S. (2005) Race and IQ: Molecular genetics as deus ex machina. Am. Psychol., 60, 71–76. Corte-Real H. B.(1996)Genetic diversity in the Iberian Peninsula determined from mitochondrial sequence analysis. Ann. Hum. Genet., 60,331–50. Courtillot V. E. (1990) What caused the mass extinction? A volcanic eruption. Sci. Amer., 263, 85–92. Craig I. and Plomin R. (2006). Quantitative trait loci for IQ and other complex traits: single-nucleotide polymorphism genotying using pooled DNA and microarrays. Genes Brain Behav., 5 Suppl. 1, 32–37. Cruciani F. et al. (2002) A back migration from Asia to sub-Saharan Africa is supported by high-resolution analysis of human Y-chromosome haplotypes. Am. J. Hum. Genet., 70, 1197–1214.

206

Cruciani F. et al. (2007) Tracing Past Human Male Movements in Northern/Eastern Africa and Western Eurasia: New Clues from Y-chromosomal Haplogroups E-M78 and J-M12. Mol. Biol. Evol., 24, 1300–1311. Curnoe D. and Thorne A. (2003) Number of ancestral human species: a molecular perspective. Homo, 53, 201–224. Daetsch F. and Hen R. (2005) Young and excitable: the function of new neurons in the adult mammalian brain. Curr. Opin. Neurobiol., 15, 121–128. Dahlberg J. E. and Lund E. (2004) Does protein synthesis occur in the nucleus? Curr. Opin. Cell Biol., 16, 335–339. Dalton R. (2006) Decoding our cousins. Nature, 442, 238–240. Damiani R. et al. (2003) Earliest evidence of cytodont burrowing. Proc. Biol. Sci., 270, 1747–1751. Davies P. C. (1996) The transfer of viable microorganisms between planets. Ciba Found. Symp., 202, 304–314; discussion 314–317. Davies P. C. (2003) Does life’s rapid appearance imply a Martian origin? Astrobiology, 3, 673–679. Davies P. C. and Lineweaver C. H. (2005) Finding a second sample of life on Earth. Astrobiology, 5, 154–163. Deamer D. W. (1986) Role of ampliphilic compounds in the evolution of membrane structure on the early Earth. Orig. Life, 17, 3–25. de Duve C. and Miller S. L. (1991) Two-dimensional life? Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88, 10014–10017. Defleur A. et al. (1999) Neanderthal cannibalism at Moula-Guercy, Ardeche, France. Science, 286, 128–31. deMenocal P. B. (1995) Plio-Pleistocene African climate. Science, 270, 53–59. Derenko M. V. et al. (2000) Mitochondrial DNA variation in two South Siberian Aboriginal populations: implications for the genetic history of North Asia. Hum. Biol., 72, 945–973. Des Marais D. J. (1998) Earth’s early biosphere. Gravit. Space Biol. Bull., 11, 23–30. Dennell R. and Roebroeks W. (2005) An Asian perspective on early human dispersal from Africa. Nature, 438, 1099–1104. Dickerson R. E. (1978) Chemical evolution and the origin of life. Scientific Ameriñan, 239, 62–79. Dickson B. J. (2002) Molecular mechanisms of axon guidance. Science, 298, 1959–1964. Di Glulio M. (2003) The universal ancestor and the ancestor of bacteria were hyperthermophiles. J. Mol. Biol., 57, 721–730. Dobson-Stone C. et al. (2007) Investigation of MCPH1 G37995C and ASPM A44871G polymorphisms and brain size in a healthy cohort. Neuroimage, 37, 394–400. Donnadieu Y. et al. (2004) A “snowball Earth” climate triggered by continental breakup through changes in runoff. Nature, 428, 303–306. Donoghue H. D. and Spigelman M. (2006) Comment. Pathogenic microbial ancient DNA: a problem or an opportunity? Proc. Biol. Sci., 273, 641–642; discussion 643.

207

Doolittle R. F. et al. (1996) Determining divergence times of the major kingdoms of living organisms with a protein clock. Science, 271, 470–477. Doolittle W. F. and Brown J. R. (1994) Tempo, mode, the progenote, and the universal code. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 91, 6721–6728. Doolittle W. F. (1997) Fun with genealogy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 12751–12753. Doolittle W. F. (1998) You are what you eat: a gene transfer ratchet could account for bacterial genes in eukaryotic nuclear genomes. Trends Genet., 14, 307–311. Doolittle W. F. (1999) Phylogenetic classification and the universal tree . Science, 284, 2124–2128. Dorus S. et al. (2004) Accelerated evolution of nervous system genes in the origin of Homo sapiens. Cell, 119, 1027–1040. Douzery E. et al. (2003) Local molecular clocks in three nuclear genes: divergence times for rodents and other mammals and incompatibility among fossil calibrations. J. Mol. Evol., 57, 5201–5213. Drancourt M. et al. (2003) Attempted isolation of Nanobacterium sp. microorganisms from upper urinary tract stones. Clin. Microbiol., 41, 368–372. Drapeau M. S. et al. (2005) Associated cranial and forelimb remains attributed to Australopithecus afarensis from Hadar, Ethiopia., J. Hum. Evol., 48, 593–642. Drapeau M. S. and Ward C. V. (2007) Forelimb segment length proportions in extant hominoids and Australopithecus afarensis. Am. J. Phys. Anthropol., 132, 327–343. Durband A. C. (2007) The view from down under: a test of the multiregional hypothesis of modern human origins using the basicranial evidence from Australasia. Coll. Antropol., 31, 651–659. Dworkin J. P. et al. (2003) The roads to and from the RNA world. J. Theor. Biol., 122, 127–134. Eccles J. C. (1986) Do mental events cause neural events analogously to the probability fields of quantum mechanics? Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 227, 411–428. Edgell D. R. and Doolittle W. F. (1997) Archaea and the origin(s) of DNA replication proteins. Cell, 89, 995–998. Ehrenfreund P. et al. (2006) Experimentally tracing the key steps in the origin of life: the aromatic world. Astrobiology, 6, 490–520. Ellegren H. (2005) Evolution: natural selection in the evolution of humans and chimps. Curr. Biol., 15, R919–922. Elliott T. (2007) Silicon-enhanced core, Nature, 447, 1060–1061. Engel A. E. et al. (1968) Alga-Like Forms in Onverwacht Series, South Africa: Oldest Recognized Lifelike Forms on Earth. Science, 161, 1005–1008. Epps D. E. et al. (1978) Cyanamide mediated synthesis under plausible primitive earth conditions. V. The synthesis of phosphatidic acids. J. Mol. Evol., 11, 279–292. Erwin D. H. (1994) The Permo-Triassic extinction. Nature, 367, 231–236. Eschenmoser A. (1999) Chemical etiology of nucleic acid structure. Science, 284, 2118–2124.

208

Eswaran V. et al. (2005) Genomics refutes an exclusively African origin of humans. J. Hum. Evol., 49, 1–18. Evans P. D. et al. (2004) Reconstructing the evolutionary history of microcephalin, a gene controlling human brain size. Hum. Mol. Genet., 13, 1139–1145. Evans P. D. et al. (2005) Microcephalin, a gene regulating brain size, continues to evolve adaptively in humans. Science, 309, 1717–1720. Evans P. D. et al. (2006a) Molecular evolution of the brain size regulator genes CDK5RAP2 and CENPJ. Gene, 375, 75–79. Evans P. D. et al. (2006b) Evidence that the adaptive allele of the brain size gene microcephalin introgressed into Homo sapiens from an archaic Homo lineage. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103, 18178–18183. Fader L. D. and Trantrizos Y. S. (2002) Hybridization properties of aromatic peptide nucleic acids: a novel class of oligonucleotide analogues. Org. Lett., 4, 63–66. Fagundes N. J. et al. (2007) Statistical evaluation of alternative models of human evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 17614–17619. Falk D. et al. (2007) Brain shape in human microcephals and Homo florensis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 2513–2518. Farley K. A. et al. (1998) Geochemical evidence for a comet shower in the late Eocene. Science, 280, 1250–1253. Fedo C. M. et al. (2006) Geological constraints on detecting the earliest life on Earth: a perspective from the Early Archaean (older than 3.7 Gyr) of southwest Greenland. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 361, 851–867. Felden and Giege. (1998) Resected RNA pseudoknots and their recognition by histidyl-tRNA synthetase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95, 10431–10436. Feng D.-F. et al. (1997) Determining divergence times with a protein clock: update and reevaluation. Proc. Natl. Acad. Sci., 94, 13028–13033. Fenner D. E. (1996) Negative eugenics and ethycal desitions. J. Med. Humanit., 17, 17–30. Fernandez-Jalvo Y. et al. (1999) Human cannibalism in the Early Pleistocene of Europe (Gran Dolina, Sierra de Atapuerca, Burgos, Spain). J. Hum. Evol., 37 591–622. Ferris J. P. (1992) Marine hydrothermal systems and the origin of life: chemical markers of prebiotic chemistry in hydrothermal systems. Origins Life Evol. Biosphere, 22, 109–134. Ferris J. P. (1999) Prebiotic synthesis on minerals: bridging the prebiotic and RNA worlds. Biol. Bull., 196, 311–314. Ferris J. P. and Hagan W. J. (1984) HCN and chemical evolution: the possible role of cyanocompounds in prebiotic synthesis. Tetrahedron, 40, 1093–1120. Finlayson C. et al. (2006) Late survival of Neanderthals at the southernmost extreme of Europe. Nature, 443, 850–853. Fisk L. A. (2005) Jorney into the unknown beyond. Science, 309, 2016–2017. Fitch W. M. and Upper K. (1987) The phylogeny of tRNA sequences provides evidence for ambiguity reduction in the origin of the genetic code. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol., 52, 759–767.

209

Foley R. A. and Lahr M. M. (2007) Ancient DNA closes on human uniqueness: the base nature of Neanderthals. Heredity, 98, 187–188. Folk R. L. (1997) Response. Science, 276, 1777. Forterre P. (2005) The two ages of the RNA world and the transition to the DNA world: a story of viruses and cells. Biochimie, 87, 793–803. Fox S. W., Editor. (1965) The origin of prebiological systems and of their molecular matrices. Acad. Press. New York and London. Fox S.W. (1991). Synthesis of life in the lab? Defining a protoliving system. Q. Rev. Biol., 66, 181–185. Fox S. W. and Middlebrook M. (1954) Anhydrocopolymerization of amino acids under the influence of hypothetically primitive terrestrial conditions. Fed. Proc., 13, 703. Fox R.C. et al. (1992) Post-Jurassic mammal-like reptile from the Palaeocene. Nature, 358, 233–235. Frazer K. A. et al. (2003) Genomic DNA insertions and deletions occur frequently between humans and nonhuman primates. Genome Res., 13, 341–346. Friedmann E. I. et al. (2001) Chains of magnetite crystals in the meteorite ALH84001: Evidence of biological origin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 2176–2181. Frost P. (2008) The spread of alphabetical writing may have favored the latest variant of the ASPM gene. Med. Hypotheses, 70, 17–20. Fukuda K. et al. (1981) Polycondensation of long-chain esters of alpha-amino acids. Macromol. Chem., A15, 999–1014. Furnham A. et al. (2004) Self-estimates of intelligence: a study in two African countries. J. Physiol., 138, 265–285. Garibotti A. V. et al. (2006) Functional DNAzymes organized into two-dimensional arrays. Nano Lett., 6, 1505–1507. Garibotti A. V. et al. (2007) A simple DNA-based translation system. Nano Lett., 7, 480–483. Geiger A. et al. (1996) RNA aptamers that bind L-arginine with submicromolar dissociation constants and high enantioselectivity. Nucl. Acids Res., 24. 1029–1036. Geinisman Y. et al. (2001) Associative learning elicits the formation of multiplesynapse boutons. J. Neurosci., 21, 5568–5573. Geissler P. et al. (1995) Galileo multispectral imaging of Earth. J. Geophys. Res., 100, 16895–16906. Gerace L. and Blobel G. (1982) Nuclear lamina and the structural organization of the nuclear envelope. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol., 46 Pt 2, 967–978. Gersonde R. et al. (1997) Geological record and reconstruction of the late Pliocene impact of the Eltanin asteroid in the Southern Ocean. Nature, 390, 357–363. Gibbons A. (1997) A new face for human ancestors. Science, 276, 1331–1333. Gibbons A. (2000) Chinese stone tools reveal high-tech Homo erectus. Science, 287, 1566. Gillet P. et al. (2000) Bacteria in the Tatahouine meteorite: nanometric-scale life in rocks. Earth Planet. Sci. Lett., 175, 161–167.

210

Gingery R. and Echols H. (1968) Integration, excision, and transducing particle genesis by bacteriophage l. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol., 33, 721–727. Giraldo R. (2003) Common domains in the initiators of DNA replication in Bacteria, Archaea and Eukarya: combined structural,functional and phylogenetic perspectives. FEMS Microbiol. Rev., 26, 533–554. Gladman B. et al. (2005). Impact seeding and reseeding in the inner solar system. Astrobiology, 5, 483-496. Glasby G. P. and Kunzender H. (1996) Multiple factors in the origin of the Cretaceous/ Tertary boundary: the role of environmental stress and Deccan Trap volcanism. Geol. Rundsch., 85, 191–210. Glikson A. Y. (2004) Early precambrian asteroid impact-triggered tsunami: excavated seabed, debris flows, exotic boulders, and turbulence features associated with 3.47–2.47 Ga-old asteroid impact fallout units, Pilbara Craton, Western Australia. Astrobiology, 4, 19–50. Gogarten J. P. et al. (1999) Horizontal gene transfer: pitfalls and promises. Biol. Bull., 196, 359–362. Goldstein D. B. and Cavalleri G. L. (2005) Genomics: understanding human diversity. Nature, 437, 1241–1242. Gomes R. et al. (2005) Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets. Nature, 435, 466–469. Gonder M. K. et al. (2007) Whole-mtDNA Genome Sequence Analysis of Ancient African Lineages. Mol Biol Evol., 24,757–768. Gonzalez A. M. et al. (2007) Mitochondrial lineage M1 traces an early human backflow to Africa. BMC Genomics, 8, 223. Goodey C. (1996) Genetic markers for intelligence. Bull. Med. Ethics, 120, 13–16. Gravina B. et al. (2005) Radiocarbon dating of interstratified Neanderthal and early modern human occupations at the chatelperronian type-site. Nature, 438, 51–56. Gray M.W. (1989) The evolutionary origins of organelles. Trends in Genetics, 5, 294–299. Green R. E. et al. (2006) Analysis of one million base pairs of Neanderthal DNA. Nature, 444, 330–336. Grotzinger J. P. and Knoll AH. (1999) Stromatolites in Precambrian carbonates: evolutionary mileposts or environmental dipsticks? Annu. Rev. Earth Planet Sci., 27, 313–358. Gupta R. (2001) The branching order and phylogenetic placement of species from completed bacterial genomes, based on conserved indels foung in various proteins. Int. Microbiol., 4, 187–202. Guy F. (2005) Morphological affinities of the Sahelanthropus tchadensis (Late Miocene hominid from Chad) cranium. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 18836– 18841. Habing H. J. et al. (1999) Disappearance of stellar debris disks around main-sequence stars after 400 million years. Nature, 401, 456–458.

211

Haile-Selassie Y. (2001) Late Miocene hominids from the Middle Awash, Ethiopia. Nature, 412, 178–181. Hameroff S. et al. (2002) Conduction pathways in microtubules, biological quantum computation, and consciousness. Biosystems, 64, 149–168. Hanczyc M. M. et al. (2003) Experimental models of primitive cellular compartments: encapsulation, growth, and division. Science, 302, 618–622. Hanczyc M. M. and Szostak J. W. (2004) Replicating vesicles as models of primitive cell growth and division. Curr. Opin. Chem. Biol., 8, 660–664. Harcourt-Smith W. E. and Aiello L. C. (2004) Fossils, feet and the evolution of human bipedal locomotion. J. Anat., 204, 403–416. Harris J. K. et al. (2003) The genetic core of the universal ancestor. Genome Res., 13, 407–412. Hartman H. and Fedorov A. (2002) The origin of the eukariotic cell: a genomic investigation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 1420–1425. Hasegawa M. and Hashimoto T. (1999) Phylogenetic position of amitochondriate Protists in the evolution of eucaryotes. Biol. Bull., 196, 389–392. Hashimoto T. et al. (1998) Secondary absence of mitochondria in Giardia lamblia and Trichomonas vaginalis revealed by valil-tRNA synthetase phylogeny. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95, 6860–6865. Hawks J. et al. (2007) Recent acceleration of human adaptive evolution. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 20753–20758. Hawks J. et al. (2008) A genetic legacy from archaic Homo. Trends Genet., 24, 19–23. Head J. W. et al. (1999) Possible ancient oceans on Mars: evidence from Mars orbiter laser altimeter data. Science, 286, 2134–2137. Hedges S. B. et al. (2004) A molecular timescale of eukaryote evolution and the rise of complex multicellular life. BMC Evol. Biol., 4, 2. Hershkovitz I. et al. (2007) Comparative skeletal features between Homo floresiensis and patients with primary growth hormone insensitivity (Laron syndrome). Am. J. Phys. Anthropol., 134, 198–208. Hessler A. M. et al. (2004) A lower limit for atmospheric carbon dioxide levels 3.2 billion years ago. Nature, 428, 736–738. Hudjashov G. et al. (2007) Revealing the prehistoric settlement of Australia by Y chromosome and mtDNA analysis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 8726–8730. Hitz T. H. and Luisi P. L. (2004) Spontaneous onset of homochirality in oligopeptide chains generated in the polymerization of N-carboxyanhydride amino acids in water. Orig. Life Evol. Biosph., 34, 93–110. Hoehler T. M. (2005) Biogeochemistry of dihydrogen (H2). Met. Ions Biol. Syst., 43, 9–48. Hoenigsberg H. (2003) Evolution without speciation but with selection: LUCA, the Last Universal Common Ancestor in Gilbert’s RNA world. Genet. Mol. Res., 2, 366–375. Hoffman P. F. et al. (1998) A neoproterozoic snowball Earth. Science, 281, 1342–1346.

212

Hofmann A. and Bolhar R. (2007) Carbonaceous cherts in the Barberton greenstone belt and their significance for the study of early life in the Archean record. Astrobiology, 7, 355–388. Holden C. (2001) Paleoanthropology. Oldest human DNA reveals Aussie oddity. Science, 291, 230–231. Holland H. D. (1997) Evidence for life on Earth more than 3850 million years ago. Science, 275, 38–39. Holahan M. R. et al. (2007) GAP-43 gene expression regulates information sforage. Learning & Memory, 14, 407–415. Horiike T. (2002) Origin of eukaryotic cell nuclei by symbiosis of Archaea in Bacteria supported by the newly clarified origin of functional genes. Genes Genet. Syst., 77, 369–376. Horiike T. et al. (2004) The origin of eukaryotes is suggested as the symbiosis of Pyrococcus into g-proteobacteria by phylogenic tree based on gene content. J. Mol. Evol., 59, 606–619. Hoyle F., Wickramasinghe C. (1977) Prebiotic molecules and interstellar grain clumps. Nature, 266, 241–243. Hoyle F., Wickramasinghe C. (1981) Where microbes boldly went. New Scientist, 13, 412–415. Huang W. et al. (1995) Early Homo and associated artefacts from Asia. Nature, 378, 275–278. Huber C. and Wachtershauser G. (1998) Peptides by activation of amino acids with CO on (Ni,Fe)S surfaces: implications f or the origin of life. Science, 281, 670–672. Huber C. and Wachtershauser G. (2006). alpha-Hydroxy and alpha-amino acids under possible Hadean, volcanic origin-of-life conditions. Science, 314, 630–632. Hubner K. et al. (1994) Cosmic dosimetry using TLD abroad spacecraft of the “Cosmos” series. Acta Astronaut., 32, 731–734. Hudjashov G. et al. (2007) Revealing the prehistoric settlement of Australia by Y chromosome and mtDNA analysis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 8726–8730. Huey R.B. and Ward P.D. (2005) Hypoxia, global warming, and terrestrial late Permian extinctions. Science, 308, 398–401. Hyde W. T. et al. (2000) Neoproterozoic “snowball Earth” simulations with a coupled climate/ice-sheet model. Nature, 405, 425–429. Hyodo M. et al. (2002) Paleomagnetic dates of hominid remains from Yuanmou, China, and other Asian sites. J. Hum. Evol., 43, 27–41. Iborra F. J. et al. (2001) Coupled transcription and translation within nuclei of mammalian cells. Science, 293, 1139–1142. Ingman M. and Gyllensten U. (2003) Mitochondrial genome variation and evolutionary history of Australian and New Guinean aborigines. Genome Res., 13, 1600–1606. Irvine W. M. (1998) Extraterrestrial organic matter: a review. Orig. Life Evol. Biosph., 28, 365–383.

213

Iwabe N. et al. (1989) Evolutionary relationship of archaebacteria, eubacteria and eucaryotes inferred from phylogenetic trees of duplicated genes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86, 9355–9359. Jackson D. A. (2005) The amazing complexity of transcription factories. Briefings Funct. Genomic Proteomic, 4, 143–157. Jorde L. B. et al. (1997) Microsatellite diversity and the demographic history of modern humans. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94, 3100–3103. Josselyn S. A. and Nguyen P. V. (2005) CREB, synapses and memory disorders: past progress and future challenges. Curr. Drug Targets CNS Neurol. Disord., 4, 481–497. Joyce G. F. and Schwartz A. W. et al. (1987) The case for an ancestral genetic system involving simple analogues of the nucleotides. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 84, 4398–4402. Joyce G. F. (1989) RNA evolution and the origins of life. Nature, 338, 217–224. Kahn I. (2004) Functional – neuroanatoic correlates of recollection. J. Neurosci., 24, 4172–4181. Kasting J. and Ackerman T. P. (1986) Climatic consequences of very high carbon dioxide levels in the Earth early atmosphere. Science, 234, 1383–1385. Kasting J. and Ono S. (2006) Paleoclimates: the first two billion years. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 361, 917–929. Ke Y. et al. (2001) African origin of modern humans in East Asia: a tale of 12,000 Y chromosomes.Science, 292, 1151–1153. Kehrer-Sawatzki H. and Cooper D. N. (2007) Understanding the recent evolution of the human genome: insights from human-chimpanzee genome comparisons. Hum. Mutat., 28, 99–130. Keller M. et al. (1994) Formation of amide bonds without a condensation agent and implications for origin of life. Nature, 368, 836–838. Kemp T. S. (2006) The origin and early radiation of the therapsid mammal-like reptiles: a palaeobiological hypothesis. J. Evol. Biol., 19, 1231–1247. Kerr R. A. (1980) Origin of life: new ingradients suggested. Science, 210, 42–43. Kerr R. A. (1990) Commotion over caribbean impacts. Science, 250, 1081. Kerr R. A. 1998) Did an ancient deep freeze nearly doom life? Science, 281, 1259–1260. Kerr R. A. (1998) Requiem for life on Mars? Support for microbes fades. Science, 282, 1398–1400. Kerr R. A. (2002) No “Darkness at Noon” to do in the dinosaurs? Science 295, 1445–1446. Kidder J. H. and Durband A. C. (2004) A re-evaluation of the metric diversity within Homo erectus. J. Hum. Evol., 46, 299–315. Kim V. N. (2006) Small RNAs just got bigger: Piwi-interacting RNAs (piRNAs) in mammalian testes. Genes Dev., 20, 1993–1997. Kimura R. et al. (2007) A practical genome scan for population-specific strong selective sweeps that have reached fixation. PLoS ONE, 2, 1–10.

214

King M. C. and Wilson A. C. (1975) Evolution at two levels in humans and chimpanzees. Science, 188, 107–116. Knie K. et al. (2004) 60Fe anomaly in a deep-sea manganese crust and implications for a nearby supernova source. Phys. Rev. Lett., 93, 171103. Knoll A. H. and Walter M. R. (1992) Latest Proterozoic stratigraphy and Earth history. Nature, 356, 673–678. Koch C. and Hepp K. (2006). Quantum mechanics in the brain. Nature, 440, 611–612 Koga Y. et al. (1998) Archael and bacterial cells arise independently from noncellular precursors? J. Mol. Evol., 46, 54–63. Kogoma T. (1996) Recombination by replication. Cell, 85, 625–627. Konishi Y. et al. (2004) dh1-APC controls axonal growth and pattering in the mammalian brain. Science, 303, 1026–1030. Kopp R. E. et al. (2005) The Paleoproterozoic snowball Earth: a climate disaster triggered by the evolution of oxygenic photosynthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 11131–11136. Kornberg A. (2000) Ten commandments: lessons from the enzymology of DNA replication. J. Bacteriol., 182, 3613–368. Kosik K. S. (2006) The neuronal microRNA system. Nat. Rev. Neurosci., 7, 911–920. Kouprina N. et al. (2004) Accelerated evolution of the ASPM gene controlling brain size begins prior to human brain expansion. PLoS Biol., 2, E126. Kramer A. (1991) Modern human origins in Australasia: replacement or evolution? Am. J. Phys. Anthropol., 86, 455–473. Krause J. et al. (2007a) Neanderthals in central Asia and Siberia. Nature, 449, 902–904. Krause J. et al. (2007b) The derived FOXP2 variant of modern humans was shared with Neandertals. Curr. Biol., 17, 1908–1912. Krichevsky A. M. et al. (2006) Specific microRNAs modulate embryonic stem cellderived neurogenesis Stem. Cells, 24, 857–864. Krings M. et al. (1997) Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans. Cell, 90, 19–30. Kulaev I. S. (1979) The biochemistry of inorganic polyphosphates. New York, Wiley. Kumar S. and Hedges S. B. (1998) A molecular timescale for vertebrate evolution. Nature, 392, 917–920. Kunimatsu Y. et al. (2007). A new Late Miocene great ape from Kenya and its implications for the origins of African great apes and humans. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 19220–19225. Lahr M. M. and Foley R. A. (1998) Towards a theory of modern human origins: geography, demography, and diversity in recent human evolution. Am. J. Phys. Anthropol., Suppl. 27, 137–176. Lahr M. M. and Foley R. (2004) Human evolution writ small. Nature, 431, 1043–1044.

215

Lake J. A. (1986) Evolution mapped with three-dimentional ribosome structure. Chemica Scripta, 26B, 121–126. Lake J. A. et al. (1990) Archaebacterial or eocyte tree? Nature, 343, 418–419. Lammer H. et al. (2007) Coronal mass ejection (CME) activity of low mass M stars as an important factor for the habitability of terrestrial exoplanets. II. CME-induced ion pick up of Earth-like exoplanets in close-in habitable zones. Astrobiology, 7, 185–207. Larson S. G. et al. (2007) Homo floresiensis and the evolution of the hominin shoulder. J. Hum. Evol., 53, 718–731. Lazcano A. and Miller S. L. (1996) The origin and early evolution of life: prebiotic chemistry, the pre-RNA world, and time. Cell, 85, 793–798. Lee D. H. et al. (1996) A self-replicating peptide. Nature, 382, 525–528. Lee M. S. (1999) Molecular clock calibrations and metazoan divergence dates. J. Mol. Evol., 49, 385–391. Lehman N. (2003) A case for the extreme antiquity of êecombination. J. Mol. Evol., 56, 770–777. Leigh S. R. (1992) Cranial capacity evolution in Homo erectus and early Homo sapiens. Am. J. Phys. Anthropol., 87, 1–13. Leipe D. D. et al. (1999) Did DNA replication evolve twice independently? Nucl. Acids Res., 27, 3389–3401. Leipe D. D. et al. (2000) The bacterial replicative helicase DnaB evolved from a RecA duplication. Genome Res., 10, 5–16. Leman L. et al. (2004) Carbonyl sulfide-mediated prebiotic formation of peptides. Science, 306, 283–286. Lenhoff H. M. et al. (1997) Williams syndrome and the brain. Sci. Amer., 277, 68–73. Levine M. and Tijian R. (2003) Transcription regulation and animal diversity. Nature, 424, 147–151. Li T. and Nicolaou K. C. (1994) Chemical self-replication of palindromic duplex DNA. Nature, 369, 218–221. Li W. H. and Saunders M. A. (2005) The chimpanzee and us. Nature, 437, 50–51. Lieberman D. E. et al. (2002) The evolution and development of cranial form in Homo sapiens. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 1134–1139. Lin S. C. and van Keken P. E. (2005) Multiple volcanic episodes of flood basalts caused by thermochemical mantle plumes. Nature, 436, 250–252. Lissauer J. J. (1999) Three planets for Upsilon Andromedae. Nature, 368, 659–660. Liu W. et al. (2005) Middle Pleistocene human cranium from Tangshan (Nanjing), Southeast China: a new reconstruction and comparison with Homo erectus from Eurasia and Africa. Am. J. Phys. Anthropol., 127, 253–262. Llorca J. (2004) Organic matter in meteorites. Int. Microbiol., 7, 239–248. Locke D. P. et al. (2003) Large-scale variation among human and great ape genomes determined by array comparative genomic hybridization. Genome Res., 13, 347–357. Lohse P. A. and Szostak J. (1996) Ribozime-catalised amino acid trasfer reactions. Nature, 381, 442–444.

216

Lordkipanidze D. et al. (2006) A fourth hominin skull from Dmanisi, Georgia. Anat. Rec. A Discov. Mol. Cell. Evol. Biol., 288, 1146–1157. Lordkipanidze D. (2007) Postcranial evidence from early Homo from Dmanisi, Georgia. Nature, 449, 305–310. Lowe D. R. (1994) Abiological origin of described stromatolites older than 3.2 Ga. Geology, 22, 387–390. Lowe D. R. et al., (2003) Spherule beds 3.47–3.24 billion years old in the Barberton Greenstone Belt, South Africa: a record of large meteorite impacts and influence on early crustal and biological evolution. Astrobiology, 3, 7–48. Lu E. T. and Love S. G. (2005) Gravitational tractor for towing asteroids. Nature, 438, 177–178. Lu Y. and Liu J. (2006) Functional DNA nanotechnology: emerging applications of DNAzymes and aptamers. Curr. Opin. Biotechnol. 17, 580–588. Luizi P. L. et al. (2004) A possible route to prebiotic vesicle reproduction. Artif. Life, 10, 297–308. Luisi P. L. et al. (2006) Approaches to semi-synthetic minimal cells: a review. Naturwissenschaften, 93, 1–13. Luther A. et al. (1998) Surface-promoted replication and exponential amplification of DNA analogues. Nature, 396, 245–248. Macaulay V. et al. (2005) Single, rapid coastal settlement of Asia revealed by analysis of complete mitochondrial genomes. Science, 308, 1034–1036. Macgregor R. J. (2006) Quantum mechanics and brain uncertainty. J. Integr. Neurosci., 5, 373–380. Maher K. A. and Stevenson D. J. (1988) Impact frustration of the origin of life. Nature, 331, 612–614. Maniloff J. et al. (1997) Nannobacteria: size limits and evidence. Science, 276, 1776–1777. Margulis L. et al. (2000) The chimeric eukaryote: origin of the nucleus from the karyomastigont in amitochondriate protists. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 6954–6959. Mariman E. C. et al. (1982) Adenoviral heterogeneous nuclear RNA is associated with the host nuclear matrix during splicing. J. Mol. Biol., 154, 103–119. Markus E. J. and Petit T. L. (1989) Synaptic structural plasticity: role of synaptic shape. Synapse, 3, 1–11. Marrone D. F. and Petit T. L. (2002) The role of synaptic morphology in neural plasticity: structural interactions underlying synaptic power. Brain Res. Rev., 38, 291–308. Martin R. D. et al. (2006) Flores hominid: new species or microcephalic dwarf? Anat. Rec. A. Discov. Mol. Cell. Evol. Biol., 288, 1123–1145. Martin W. (2005) Archaebacteria (Archaea) and the origin of the eukaryotic nucleus. Curr. Opin. Microbiol., 6, 630–637. Martin W. and Koonin V. (2006) Introns and the origin of nucleus-cytosol compartmentalization. Nature, 440, 41–45. Martin W. and Muller M. (1998) The hydrogenosome hypothesis for the first eukaryote. Nature, 392, 37–41.

217

Martin W. and Russell M. J. (2003) On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transition from abiotic geochemistry to chemoautotrophic procaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells. Philos. Trans. R. Soc. London B. Biol. Sci., 358, 59–83. Martin R. D. et al. (2007) Primate origins: implications of a cretaceous ancestry. Folia Primatol (Basel), 78, 277–296. Martinez-Banaclocha M. A. (2005) Magnetic storage of information in the human cerebral cortex: a hypothesis for memory. Int. J. Neurosci., 11, 5329–5337. Marvin U. B. (1984) A meteorite from the Moon. Smithson. Contrib. Tarth Sci., 26, 95–103. Marzoli A. et al. (1999) Extensive 200-million-year-Old continental flood basalts of the central atlantic magmatic province. Science, 284, 616–618. Maurer P. et al. (1978) Pre-Imbrian craters and basins: ages, compositions and excavation depths of Apollo 16 breccians. Geochemica et Cosmochemica Acta, 42, 1687–1720. McDaniel M. (2005) Big-brained people are smarter. Intelligence, 33, 337–346. McDougall I. et al. (2005) Stratigraphic placement and age of modern humans from Kibish, Ethiopia. Nature, 433, 733–736. McElroy M. B. (1994) Climate of the earth: an overview. Environ Pollut., 83, 3–21. McKay C. P. (2000) Thickness of tropical ice and photosynthesis on snowball Earth. Geophys. Res. Lett., 27, 2153–2156. McKay D. S. et al. (1996) Search for past life on Mars: possible relic biogenic activity in martian meteorite ALH84001. Science, 273, 924–930. McKay D. S. et al. (1997) Reply. Nature, 390, 455. McSween H. Y. (1985) SNC Meteorites: clues to Martian petrologic evolution? Rev. Geophysics, 23, 391–416. McSween H. Y. (1989) Chondritic meteorites and the formation of planets. American Scientist, 77, 146–153. Meinschein W. G. et al. (1963) Evidence in meteorites of former life: the organic compounds in carbonaceous chondrites are similar to those found in marine sediments. Ann. N. Y. Acad. Sci., 108, 553–579. Meierhenrich U. J. et al. (2004) Identification of diamino acids in the Murchison meteorite. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101, 9182–9186. Meierhenrich U. J. and Thiemann W. H. (2004) Photochemical concepts on the origin of biomolecular asymmetry. Orig. Life Evol. Biosph., 34, 111–121. Meierhenrich U. J. et al. (2005) Precursors of biological cofactors from ultraviolet irradiation of circumstellar/interstellar ice analogues. Chemistry, 11, 4895–4900. Mekel-Bobrov N. et al. (2005) Ongoing adaptive evolution of ASPM, a brain size determinant in Homo sapiens. Science, 309, 1720–1722. Mekel-Bobrov N. et al. (2007) The ongoing adaptive evolution of ASPM and Microcephalin is not explained by increased intelligence. Hum. Mol. Genet., 16, 600–608. Mellars P. (2003) Going east: new genetic and archaeological perspectives on the modern human colonization of Eurasia. Science, 313, 796–800.

218

Melosh H. J. (2003) Exchange of meteorites (and life?) between stellar systems. Astrobiology, 3, 207–215. Mercer T. R. et al. (2008) Specific expression of long noncoding RNAs in the mouse brain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 716–721. Menneken M. et al. (2007) Hadean diamonds in zircon from Jack Hills, Western Australia. Nature, 448, 917–920. Michel P. et al. (2003) Disruption of fragmented parent bodies as the origin of asteroid families. Nature, 421, 608–611. Miller S. L. and Urey H. C. (1956) Organic compound synthesis on the primitive Earth. Science, 130, 245–251. Miller S. L. (1986) Current status of the prebiotic synthesis of small molecules. Chemica Scripta, 26B, 5–11. Miller V. M. et al. (2004) Evidence of nanabacterial-like structures in calcified humanarteries and cardiac valves. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 287, H1115–1124. Miller E. R. et al. (2005) Deep time and the search for anthropoid origins. Am. J. Phys. Anthropol., 41, 60–95. Mishmar D. et al. (2004) Mitochondrial DNA-like sequences in the nucleus (NUMTs): insights into our African origins and the mechanism of foreign DNA integration. Hum. Mutat., 23, 125–133. Miyakawa S. et al. (2002) Prebiotic synthesis from CO atmospheres: implications for the origins of life. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 14628–14631. Mojzsis S. J. et al. (1996) Evidence for life on Earth before 3,800 million years ago. Nature, 384, 55–59. Mojzsis S. J. et al. (2001) Oxygen-isotope evidence from ancient zircons for liquid water at the Earth’s surface 4,300 Myr ago. Nature, 409, 178–181. Molnar Z. (2006) Comparative aspectsof cerebral cortical development. Eur. J. Neurosci., 23, 921–934. Monnard P. A. and Deamer D. W. (2002) Membrane self-assembly processes: steps toward the first cellular life. Anat. Rec., 268, 196–207. Moreira D. and Lopez-Garcia P. (1998) Symbiosis between methanogenic archaea and d-proteobacteria as the origin of eukaryotes: the syntrophic hypothesis. J. Mol. Evol., 47, 517–530. Morris M. S. and Thorne K. S. (1988) Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity. Am. J. Physics, 56, 395–412. Morrison D. (2003) Impacts and evolution: future prospects. Astrobiology, 3, 193–205. Morwood M. J. et al. (2004) Archaeology and age of a new hominin from Flores in eastern Indonesia. Nature, 431, 1087–1091. Morwood M. J. et al. (2005) Further evidence for small-bodied hominins from the late pleistocene of Flores, Indonesia. Nature, 437, 1012–1017. Mosevitsky M. I. (1978) Model for genetic recombination by co-ordinated recombinase action. Studia biophysica, 73, 85–86 and microfiche 1/1–17. Müller D. et al. (2000) Spine changes associated with long-term potentiation. Hippocampus, 10, 596–604.

219

Müller J. and Reisz R. R. (2005) Four well-constrained calibration points from the vertebrate fossil record for molecular clock estimates. Bioessays, 27, 1069–1075. Nagy B. (1975). Carbonaceous meteorites. Amsterdam, Elsevier. Nanita S. C. and Cooks R. G. (2006) Serine octamers: cluster formation, reactions, and implications for biomolecule homochirality. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 45, 554–569. Nakatsukasa M. et al. (2007) Femur length, body mass, and stature estimates of Orrorin tugenensis, a 6 Ma hominid from Kenya. Primates, 48, 171–178. Nei M. and Takezaki N. (1996) The root of the phylogenetic tree of human populations. Mol. Biol. Evol., 13, 170–177. Neill J. C. et al. (2001) Enhanced auditory reversal learning by genetic activation of protein kinase C in small groups of rat hippocampal neurons. Brain Res. Mol., 93, 127–136. Nelson K. E. et al. (2000) Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 3868–3871. Nesvorny et al. (2002) The recent breakup of an asteroid in the main-belt region. Nature, 417, 720–721. Nesvorny et al. (2006) The breakup of a main-belt asteroid 450 thousand years ago. Science, 312, 1490. Newsom H. E. and Taylor S. R. (1989) Geochemical implications of the formation of the Moon by a single giant impact. Nature, 338, 29–34. Nielsen P. E. et al. (1991) Sequence selective recognition of DNA by strand displacement with a thymine-substituted polyamine. Science, 254, 1497–1500. Niewoehner W. A. (2001) Behavioral inferences from the Skhul/Qafzeh early modern human hand remains. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 2979–2984. Nisbet E. G. and Fowler (1996) Some liked it hot. Nature, 382, 404–405. Nissen P. et al. (2000) The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis. Science, 289, 920–930. Nuevo M. et al. (2008) A Detailed Study of the Amino Acids Produced from the Vacuum UV Irradiation of Interstellar Ice Analogs. Orig. Life. Evol. Biosph., 38, 37–56. Noonan J. P. et al. (2006) Sequencing and analysis of Neanderthal genomic DNA. Science, 314, 1113–1118. Oberbeck V. R. et al. (1991) Prebiotic chemistry in clouds. J. Mol. Evol., 32, 296–303. Ohmoto H. et al. (1993) 3.4-billion-year-old biogenic pyrites from Barberton, South Africa: sulfur isotope evidence. Science, 262, 555–557. Ohta T. (1987). Very slightly deleterious mutations and the molecular clock. J. Mol. Evol., 26, 1–6. Olivieri A. et al. (2007) The mtDNA legacy of the Levantine early Upper Palaeolithic in Africa. Science, 314, 1767–1770. Olsen G. J. and Woese C. R. (1997) Arcaeal genomics: an overview. Cell, 89, 991–994.

220

Olsen P. E. (2002) Ascent of dinosaurs linked to an iridium anomaly at the TriassicJurassic boundary. Science, 296, 1305–1307. Olson M. (1999) When less is more: Gene loss as an engine of evolutionary change. Am. J. Hum. Genet., 64, 18–23. Oro J. (1961) Mechanizm of synthesis of adenine from hydrogen cyanide under possible primitive earth conditions. Nature, 191, 1193–1194. Oro J. and Guidry C. L. (1961) Direct synthesis of polypeptides. I. Polycondensation of glycine in aqueous ammonia. Arch. Biochem. Biophys., 93, 166–171. Oro J. and Kamat S. S. (1961) Amino acid synthesis from hydrogen cyanide under possible primitive earth conditions. Nature, 190, 442–443. Oro J. and Kimball A. P. (1961) Synthesis of purines under possible primitive earth conditions. I. Adenine from hydrogen cyanide. Arch. Biochem. Biophys., 94, 217–227. Oro J. et al. (1990) The origin and early evolution of life on Earth. Annu. Rev. Earth. Planet Sci., 18, 317–356. Ouzounis C. A. et al. (2006) A minimal estimate for the gene content of the last universal common ancestor-exobiology from a terrestrial perspective. Res. Microbiol., 157, 57–68. Ovchinnikov I. V. et al. (2000) Molecular analysis of Neanderthal DNA from the northern Caucasus. Nature, 404, 490–493. Pace N. R. (1991) Origin of life – facing up to the physical setting. Cell, 65, 531–533. Pakendorf B. and Stoneking M. (2005) Mitochondrial DNA and human evolution. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet., 6, 165–183. Palanichamy M. G. et al. (2004) Phylogeny of mitochondrial DNA macrohaplogroup N in India, based on complete sequencing: implications for the peopling of South Asia. Am. J. Hum. Genet., 75, 966–978. Paris F. et al. (2000) The effects of the final stages of the Late Ordovician glaciation on marine palynomorphs (chitinozoans, acritarchs, leiospheres) in well Nl-2 (NE Algerian Sahara). Rev. Palaeobot. Palynol., 113, 87–104. Passarino G. et al. (1998) Different genetic components in the Ethiopian population, identified by mtDNA and Y-chromosome polymorphisms. Am. J. Hum. Genet., 62, 420–34. Paul N. and Joyce G. F. (2004) Minimal self-replicating systems. Curr. Opin. Chem. Biol., 8, 634–639. Pavlov A. A. et al. (2000) Greenhouse warming by CH4 in the atmosphere of early Earth. J. Geophys. Res., 105, 11981–11990. Pavlov P. et al. (2001) Human presence in the European Arctic nearly 40,000 years ago. Nature, 413, 64–67. Payton A. et al. (2003) Cathepsin D exon 2 polymorphism associated with general intelligence in a healthy older population. Mol. Psych., 8, 14–18. Penny D. (1988) What was the first living cell? Nature, 331, 111–112. Penny D. (1995) Improved analyses of human mtDNA sequences support a recent African origin for Homo sapiens. Mol. Biol. Evol., 12, 863–82.

221

Perry C. A. and Hsu K. J. (2000) Geophysical, archaeological, and historical evidence support a solar-output model for climate change, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 12433– 12438. Pflug H. D. (1984) Early geological record and the origin of life. Naturwissenschaften, 71, 63–68. Pienta K. J. and Coffey D. S. (1984) A structural analysis of the role of the nuclear matrix and DNA loops in the organization of the nucleus and chromosome. J. Cell. Sci. Suppl., 1, 123–135. Pierazzo E. et al. (2003) Chicxulub and climate: radiative perturbations of impactproduced S-bearing gases. Astrobiology, 3, 99–118. Pierrehumbert R. T. (2004) High levels of atmospheric carbon dioxide necessary for the termination of global glaciation. Nature, 429, 646–6649. Pitulko V. V. et al. (2004) The Yana RHS site: humans in the Arctic before the last glacial maximum. Science, 303, 52–56. Pizzarello S. (2004) Chemical evolution and meteorites: an update. Orig. Life Evol., Biosph., 34, 25–34. Pizzarello S. and Cronin J. R. (2004) Non-racemic amino acids in the Murray and Murchison meteorites. Geochim. Cosmochim. Acta, 64, 329–338. Plagnol V. and Wall J. D. (2006) Possible ancestral structure in human populations. PLoS Genet., 2, e105. Polak P. and Domany E. (2006) Alu elements contain many binding sites for transcription factors and may play a role in regulation of developmental processes. BMC Genomics,7, 133 (15 pages). Pollard K. S. et al. (2006 a) An RNA gene expressed during cortical development evolved rapidly in humans. Nature, 443, 167–172. Pollard K. S. et al. (2006b) Forces shaping the fastest evolving regions in the human genome. PLoS Genet., 2, 1599–1611. Ponce de Leon M. S. and Zollikofer C. P. (2001) Neanderthal cranial ontogeny and its implications for late hominid diversity. Nature, 412, 534–538. Ponjavic J. et al. (2007) Functionality or transcriptional noise? Evidence for selection within long noncoding RNAs. Genome Res., 17, 556–565. Ponting C. P. and Lunter G. (2006) Signatures of adaptive evolution within human non-coding sequence. Hum. Mol. Genet., 15, Spec No 2, R170–175. Poole A. et al. (1999) Early evolution: prokaryotes, the new kids on the block. Bioessais, 21, 880–889. Poole A. M. and Logan D. T. (2005) Modern mRNA proofreading and repair: clues that the last universal common ancestor possessed an RNA genome? Mol. Biol. Evol., 22, 1444–1455. Pope K. O. et al. (1994) Impact winter and the Cretaceous/Tertiary extinctions: results of a Chicxulub asteroid impact model. Earth Planet Sci. Lett., 128, 719–725. Pope K. O. et al. (1997a) Surface expression of the Chicxulub crater. Geology, 25, 567–598.

222

Pope K. O. et al. (1997b) Energy, volatile production, and climatic effects of the Chicxulub Cretaneous/Tertiary impact. J. Geophys. Res., 102, 21645–21664. Poreda R. J. and Becker L. (2003) Fullerenes and interplanetary dust at the PermianTriassic boundary. Astrobiology, 3, 75–90. Price D. L. et al. (1998) Alzheimer disease – when and why? Nature Gen., 19, 314–316. Pu L. et al. (1977) Preliminary study on the age of Yuanmou man by palaeomagnetic technique. Sci. Sin., 20, 645–664. Quintana-Murci L. et al. (1999) Genetic evidence of an early exit of Homo sapiens sapiens from Africa through eastern Africa. Nat. Genet., 23, 437–441. Rabinowitz D. et al. (2000) A reduced estimate of the number of kilometre-sized near-Earth asteroids. Nature, 403, 165–166. Ramakrishnan U. et al. (2005) Detecting past population bottlenecks using temporal genetic data. Mol. Ecol., 14, 2915–2922. Rasmussen B. (2000) Filamentous microfossils in a 3,235-million-year-old volcanogenic massive sulphide deposit. Nature, 405, 676–679. Rasmussen S. et al. (2003) Bridging nonliving and living matter. Artif. Life, 9, 269–316. Rasmussen S. et al. (2004) Transitions from nonliving to living matter. Science, 303, 963–965. Raulin F. and Greenberg J. M. (1997) From the interstellar clouds, through the inner to the outer solar system: a universally distributed complex organic chemistry. Preface. Adv. Space Res., 19, 975–978. Ravizza G. et al. (2003) Chemostratigraphic evidence of Deccan volcanism from the marine osmium isotope record. Science, 302, 1392–1395. Ray N. et al. (2005) Recovering the geographic origin of early modern humans by realistic and spatially explicit stimulation. Genome Res. 15, 1161–1167. Razin S. V. et al. (1985) Low ionic strength extraction of nuclease-treated nuclei destroys the attachment of transcriptionally active DNA to the nuclear skeleton. Nucl. Acids Res., 13, 7427–7444. Reichow M. K. et al. (2002) 40Ar/39Ar dates from the West Siberian Basin: Siberian flood basalt province doubled. Science, 296, 1846–1849. Reiss A. L. et al. (1995) Contribution of the FMR1 gene mutation to human intellectual disfunction. Nat. Genet., 11, 331–334. Relethford J. H. (2001) Ancient DNA and the origin of modern humans. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 390–391. Rettberg P. et al. (2002) Survival of microorganisms in space protected by meteorite material: results of the experiment “EXOBIOLOGIE” of the PERSEUS mission. Adv. Space Res. 30, 1539–1545. Ribeiro S. and Golding G. B. (1998) The mosaic nature of the eukaryotic nucleus. Mol. Biol. Evol., 15, 779–788. Richards M. (2004) Perfecting people: selective breeding at the Oneida Community and eugenics movement. New Genet. Soc., 23, 47–71.

223

Rightmire G. P. (1998) Evidence from facial morphology for similarity of Asian and African representatives of Homo erectus. Am. J. Phys. Antropol., 106, 61–85. Rightmire G. P. et al. (2006) Anatomical descriptions, comparative studies and evolutionary significance of the hominin skulls from Dmanisi, Republic of Georgia. J. Hum. Evol., 50, 115–141. Rivera M. C. and Lake J. A. (2004). The ring of life provides evidence for a genome fusion origin of eukariotes. Nature, 431, 152–155. Rosa L. P. and Faber J. (2004) Quantum models of the mind: are they compatible with environment decoherence? Phys. Rev. E Stat. Nonlin. Soft Matter Phys., 70, 031902. Rossignol-Strick M. and Barghoorn E. S. (1971) Extraterrestrial abiogenic organization of organic matter: the hollow spheres of the Orgueil meteorite. Space Life Sci., 3, 89–107. Rossini P. M. and Rossi S. (2007) Transcranial magnetic stimulation: diagnostic, therapevtic, and research potential. Neurology, 68, 484–488. Routtenberg A. (2000) Enhanced learning after geneticoverexpressionof a brain growth protein. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, 7657–7662. Rowold D. J. et al. (2007) Mitochondrial DNA geneflow indicates preferred usage of the Levant Corridor over the Horn of Africa passageway. J. Hum. Genet., 52, 436–447. Rujescu et al. (2003) M129V variation in the prion protein may influence cognitive performance. Mol. Psychiatry, 8, 937–941. Rushton J. P. et al. (2007) No evidence that polymorphisms of brain regulator genes Microcephalin and ASPM are associated with general mental ability, head circumference or altruism. Biol. Lett., 3, 157–160. Sabeti P. C. et al. (2007) Genome-wide detection and characterization of positive selection in human populations. Nature, 449, 913–918. Sagan C. et al. (1993) A search for life on Earth from the Galileo spacecraft. Nature, 365, 715–721. Saghatelian A. et al. (2001) A chiroselective peptide replicator. Nature, 409, 797–801. Satta Y. and Takahata N. (2002) Out of Africa with regional interbreeding? Modern human origins. Bioessays, 24, 871–875. Savulescu J. (2001) Procreative beneficience: why we should select the best children. Bioethics, 15, 413–426. Saxena S. (2003) Small RNAs with imperfect match to endogenous mRNA repress translation. Implications for off-target activity of small inhibitory RNA in mammalian cells. J. Biol. Chem., 278, 44312–44319. Schidlowski M. (1992) The initiation of biological processes on Earth: summary of empirical evidence. Adv. Space Res., 12, 143–156. Schidlowski M. (1995) Isotope fractionations in the terrestrial carbon cycle: a brief overview. Adv. Space Res., 15, 441–449. Schlesinger G. and Miller S. L. (1983) Prebiotic synthesis in atmospheres containing CH4, CO, and CO2. II. Hydrogen, cyanide, formaldehyde and ammonia. J. Mol. Evol., 19, 383–390.

224

Scholz M. et al. (2000) Genomic differentiation of Neanderthals and anatomically modern man allows a fossil-DNA-based classification of morphologically indistinguishable hominid bones. Am. J. Hum. Genet., 66, 1927–1932. Schopf J. W. (1993) Microfossils of the Early Archean Apex Chert: New Evidence of the Antquity of Life. Science, 260, 640–646. Schopf J. W. (1999) Deep divisions in the Tree of Life–what does the fossil record reveal? Biol. Bull., 196, 351–353; discussion 354–355. Schopf J. W. (2006) Fossil evidence of Archaean life. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 361, 869–885. Schopf J. W. and Barghoorn E. S. (1967) Alga-like fossils from the Early Precambrian of South Africa. Science, 156, 508–512. Schopf J. W. and Packer B. M. (1987) Early Archean (3.3-billion to 3.5-billion-yearold) microfossils from Warrawoona Group, Australia. Science, 237, 70–73. Schrag D. P. et al. (2001) Life, geology and snowball Earth. Nature, 409, 306. Schulze T. G. et al. (2004) From degeneration to genetic susceptibility, from eugenics to genethics, from Bezugsziffer to LOD score: the history of psychiatric genetics. Int. Rev. Psych., 16, 246–259. Schurr T. G. and Sherry S. T. (2004) Mitochondrial DNA aandd Y chromosome diversity and the peopling of the Americans: evolutionary and demographic evidence. Am. J. Hum. Biol., 16, 420–439. Schuster P. (1993). RNA based evolutionary optimization. Orig. Life Evol. Biosph., 23, 373–391. Schwartz A. W. (1997) Speculation on the RNA precursor problem. J. Theor. Biol., 187, 523–527. Scott E. R. (1999) Origin of carbonate-magnetite-sulfide assemblages in Martian meteorite ALH84001. J. Geophys. Res., 104, 3803–3813. Sears D. W. and Kral T. A. (1998) Martian “microfossils” in lunar meteorites? Meteorit Planet Sci., 33, 791–794. Segre D. et al. (2001) The lipid world. Orig. Life Evol. Biosph., 31, 119–145. Selden S. (2005) Transforming better babies into fitter families: archival resourses and the history of American eugenics movement, 1908-1930. Proc. Am. Philos. Soc., 149, 199–255. Serre D. et al. (2004) No evidence of neandertal mtDNA contribution to early modern humans. PLoS Biology, 2, 313–317. Servin J.A. et al. (2008) Evidence excluding the root of the tree of life from the actinobacteria. Mol. Biol. Evol., 25, 1–4. Shang H. et al. (2007) An early modern human from Tianyuan Cave, Zhoukoudian, China. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 6573–6578. Shapiro R. (1984) The improbability of prebiotic nucleic acid synthesis. Orig. Life, 14, 565–570. Shapiro R. (1988) Prebiotic ribose synthesis: a critical analysis. Orig. Life Biol. Biosph., 18, 71–85.

225

Shapiro R. (1999) Prebiotic cytosine synthesis: a critical analysis and implications for origin of life. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 4396–4401. Sharpton V. L. et al. (1993) Chcxulub multiring impact basin: seize and other characteristics derived from gravity analysis. Science, 261, 1564–1567. Sharpton V. L. and Marin L. E. (1997) The Cretaceous-Tertiary impact crater and cosmic projectile that produced it. Ann. N.Y. Acad. Sci., 822, 353–380. Shaw P. et al. (2006) Intellectual ability and cortical development in children and adolescents. Nature, 440, 676–679. Shen C. et al. (1990) Prebiotic synthesis of histidyl-histidine. J. Mol. Evol., 31, 175–179. Shen G. et al. (2001) High-precision U-series dating of Locality 1 at Zhoukoudian, China. J. Hum. Evol., 41, 679–688. Shen G. et al. (2002). U-Series dating of Liujiang hominid site in Guangxi Southern China. J. Hum. Evol., 43, 817–829. Shen Y. (2001) Isotopic evidence for microbial sulphate reduction in the early Archaean era. Nature, 410, 77–81. Shi P. et al. (2006) Did brain-specific genes evolve faster in humans than in chimpanzees? Trends Genet., 22, 608–613. Shoenberg R. et al. (2002) Tungsten isotope evidence from approximately 3.8-Gyr metamorphosed sedimentsfor early meteorite bombardment of the Earth. Nature, 418, 403–405. Shuttleworth-Edwards et al. (2004) Cross-cultural effects on IQ test performance: a review and preliminary normative indications on WAIS-III test performance. J. Clin. Exp. Neuropsychol., 26, 903–920. Sievers D. and von Kiedrovski G. (1994) Self-replication of complementary nucleotidebased oligomers. Nature, 369, 221–224. Sigurdsson H. et al. (1991). Glass from the Cretaceous/Tertiary boundary in Haiti. Nature, 349, 482–487. Simonson A. B. et al. (2005) Decoding the genomic tree of life. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 102, 6608–6613. Sinkovics J. G. (2001) The place of viruses in the “tree of life”. Acta Microbiol. Immunol. Hung., 48, 115–127. Skophammer R. G. et al. (2007) Evidence for a gram-positive, eubacterial root of the tree of life. Mol. Biol. Evol., 24, 1761–1768. Sleep N. H. et al. (2001) Initiation of clement surface conditions on the earliest Earth. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 98, 3666–3672. Smith C. U. (2007) The “hard problem” and the quantum physicists. Part 2: Modern times. Brain Cogn., Oct. 22. Smith D. and Yarus M. (1989) tRNA-tRNA interactions within cellular ribosomes. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 86, 4397–4401. Speicer R. A. (1989) Plants of the Cretaceous-Tertiary boundary. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 325, 291–305. Spirin A. S. (2004) The ribosome as an RNA-based molecular machine. RNA Biol., 1, 3–9.

226

Spiteri E. et al. (2007) Identification of the transcriptional targets of FOXP2, a gene linked to speech and language, in developing human brain. Am. J. Hum. Genet., 81, 1144–1157. Spray J. G. et al. (1998) Evidence for a late Triassic multiple impact event on Earth. Nature, 392, 171–173. Starikovskaya Y. et al. (1998) mtDNA diversity in Chukchi and Siberian Eskimos: implications for the genetic history of Ancient Beringia and the peopling of the New World. Am. J. Hum. Genet., 63, 1476–1491. Steele A. (1998) Atomic force microscopy imaging of fragments from the Martian meteorite ALH84001. J Microsc. 189, 2–7. Steiper M. E. and Young N. M. (2006) Primate molecular divergence dates. Mol. Phylogenet. Evol., 41, 384–394. Sternberg R. J. et al. (2005) Intelligence, race, and genetics. Am. Psychol., 60, 46–59. Stern R. and Woods C. G. (2006) Evolutionary Genetics: is brain evolution still continuing in modern humans? Eur. J. Hum. Genet., 14, 799–800. Stewart S. A. and Allen P. J. (2002) A 20-km-diameter multi-ringed impact structure in the North Sea. Nature, 418, 520–523. St. George-Hyslop P. H. and Petit A. (2005) Molecular biology and genetics of Alzheimer’s disease. C. R. Biol., 328, 119–130. Stringer C. (2002) Modern human origins: progress and prospects. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 357, 563–579. Strom R. G. et al. (2005) The origin of planetary impactors in the inner solar system. Science, 309, 1847–1850. Summers D. P. and Chang S. (1993) Prebiotic ammonia from reduction of nitrite by iron (II) on the early Earth. Nature, 365, 630–633. Sun C. et al. (2006) The dazzing array of basal branches in the mtDNA macrohaplogroup M from India as inferred from complete genomes. Mol. Biol. Evol., 23, 683–690. Swisher C. C. et al. (1994) Age of the earliest known hominids in Java, Indonesia. Science, 1994, 263, 1118–1121. Tagle R. and Claeys P. (2004) Comet or asteroid shower in the late Eocene? Science, 305, 492. Taillades J. et al. (1998) N-carbamoyl-á-amino acids rather than free á-amino acids formation in the primitive hydrosphere: a novel proposal for the emergence of prebiotic peptides. Origins Life Evol. Biosphere, 28, 61–77. Tang K. et al. (2007) A New Approach for Using Genome Scans to Detect Recent Positive Selection in the Human Genome. PLoS Biol., 5, 1587–1602. Tarter J. C. et al. (2007) A reappraisal of the habitability of planets around M dwarf stars. Astrobiology, 7, 30–65. Terao Y. and Ugawa Y. (2002) Basic mechanisms of TMS. J. Clin. Neurophysiol., 19, 322–343. Terhune C. E. et al. (2007) Variation and diversity in Homo erectus: a 3D geometric morphometric analysis of the temporal bone. J. Hum. Evol., 53, 41–60.

227

Tessier-Lavigne M. and Goodman C. S. (1996) Molecular biology of axon guidance. Science, 274, 1123–1133. Thomas-Keprta K. L. et al. (2002) Magnetofossils from ancient Mars: a robust biosignature in the martian meteorite ALH84001. Appl. Environ. Microbiol., 68, 3663–3672. Tian F. et al. (2005) A hydrogen-rich early Earth atmosphere. Science, 308, 1014–1017. Tice M.M. and Lowe D. R. (2004) Photosynthetic microbial mats in the 3, 416-Myr-old ocean. Nature, 431, 549–552. Tiemei C. et al. (1994) Antiquity of Homo sapiens in China. Nature, 368, 55–56. Timoffejev B. W. (1963) Lebensspuren in meteoriten; resultaten einer microphytologischen analyse. Grana Palynol., 4, 92–99. Timpson N. et al. (2007) Comment on papers by Evans et al. and Mekel-Bobrov et al. on Evidence for Positive Selection of MCPH1 and ASPM. Science, 317, 1036. Tishkoff S. A. et al. (2000) Short tandem-repeat polymorphism/alu haplotype variation at the PLAT locus: implications for modern human origins. Am. J. Hum. Genet., 67, 901–925. Tocheri M. W. (2007) The primitive wrist of Homo floresiensis and its implications for hominin evolution. Science, 317, 1743–1745. Tomilin N. V. (1999) Control of genes by mammalian retroposons. Internat. Rev. Cytol., 186, 1–48. Torroni A. et al. (2006) Harvesting the fruit of the human mtDNA tree. Trends Genet., 22, 339–345. Treiman A. H. (2003) Submicron magnetite grains and carbon compounds in Martian meteorite ALH84001: inorganic, abiotic formation by shock and thermal metamorphism. Astrobiology, 3, 369–392. Treisman M. (1995) The multiregional and single origin hypotheses of the evolution of modern man: a reconciliation. J. Theor. Biol. 173, 23–29. Trinkaus E. (2007a) European early modern humans and the fate of the Neandertals. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 7367–7372. Trinkaus E. (2007b) Human Evolution: Neandertal gene speaks out. Curr Biol., 17, 917–919. Tripati A. et al. (2005) Eocene bipolar glaciation associated with global carbon cycle changes. Nature, 436, 341–346. Tsiganis K. et al. (2005) Origin of the orbital architecture of the giant planets of the Solar System. Nature, 435, 459–461. Tubo R. A. and Berezney R. (1987) Identification of 100 and 150 S DNA polymerase alpha-primase megacomplexes solubilized from the nuclear matrix of regenerating rat liver. Biol. Chem. 262, 5857–65. Udry S. et al. (2007) TheHARPS search for sothern extra-solar planets. XI. An habitable super Earth (5M) in 3-planet system. Astronomy and Astrophysics, 25, 1–5. Ueno Y. et al. (2002) Ion microprobe analysis of graphite from ca. 3.8 Ga metasediments, Isua supracrustal belt, West Greenland: relationship between metamorphism and carbon isotopic composition. Geochim. Cosmochim. Acta, 66, 1257–1268.

228

Ueno Y. et al. (2006) Evidence from fluid inclusions for microbial methanogenesis in the early Archaean era. Nature, 440, 516–519. Underhill P. A. and Kivisild T. (2007) Use of y chromosome and mitochondrial DNA population structure in tracing human migrations. Annu. Rev. Genet., 41, 539–564. Urey H. C. (1966) Biological material in meteorites. Science, 151, 157–166. Vagin V. V. et al. (2006) A distinct small RNA pathway silences selfish genetic elements in the germline. Science, 313, 320–324. Valencia-Sanchez M. A. et al. (2006) Control of translation and mRNA degradation by miRNAs and siRNAs. Genes Dev., 20, 515–524. van Eekelen. C. A. et al. (2002) On the existence of an internal nuclear protein structure in HeLa cells. Exp. Cell. Res., 141, 181–190. Vanhaereny M. et al. (2006) Middle Paleolithic shell beads in Israel and Algeria. Science, 312, 1785–1788. van Zuilen M. A. et al. (2002) Reassessing the evidence for the earliest traces of life. Nature, 418, 627–630. Vekua A. et al. (2002) A new skull of early Homo from Dmanisi, Georgia. Science, 297, 85–89. Vellai T. and Vida G. (1999) The origin of eukaryotes: the difference between procaryotic and eukaryotic cells. Proc. R. Soc. Lond. B, 266, 1571–1577. Verhage M. et al. (2000) Synaptic assembly of the brain in the absence of neurotransmitter secretion. Science, 287, 864–869. Vigilant L. et al. (1991) African populations and the evolution of human mitochondrial DNA. Science, 253, 1503–1507. Vincent W. F. et al. (2000) Ice shelf microbial ecosystems in the high arctic and implications for life on snowball earth. Naturwissenschaften, 87, 137–141. Visser M. et al. (2003) Traversable wormholes with arbitrarily small energy condition violations. Phys. Rev. Lett., 90, 201102. Vogel G. (1998) Finding lifes limits. Science, 282, 1399. Voight B. F. et al. (2006) A map of recent positive selection in the human genome. PLoS Biol., 4, 0446–0458. Von Bloh W. (2003) On the possibility of Earth-type habitable planets in the 55 Cancri system. Astrobiology, 3, 681–688. Wachtershauser G. (1988) Before enzymes and templates: theory of surface metabolism. Microbiol. Rev., 52, 452–484. Wachtershauser G. (1994) Life in a ligand sphere. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91, 4283–4287. Wachtershauser G. (2003) From pre-cells to Eukarya – a tale of two lipids. Mol. Microbiol. 47, 13–22. Wachtershauser G. (2007) On the chemistry and evolution of the pioneer organism. Chem. Biodivers, 4, 584–602. Walsh M. M. (1992) Microfossils and possible microfossils from the Early Archean Onverwacht Group, Barberton Mountain Land, South Africa. Precambrian Res., 54, 271–293.

229

Walsh M. M. (2004) Evaluation of early Archean volcaniclastic and volcanic flow rocks as possible sites for carbonaceous fossil microbes. Astrobiology, 4, 429–437. Walsh M. M. and Lowe D. R. (1985) Filamentous microfossils from the 3,500-Myr old Onverwacht Group, Barberton Mountain Land, South Africa. Nature, 314, 530–532. Ward P. D. et al. (2005) Abrupt and gradual extinction among Late Permian land vertebrates in the Karoo basin, South Africa. Science, 307, 709–714. Ward P. D. (2006) Impact from the deep. Sci. Am., 295, 64–71. Warmflash D. and Weiss B. (2005) Did life come from another world? Sci. Am., 293, 64–71. Watanabe T. et al. (2006) Identification and characterization of two novel classes of small RNAs in the mouse germline: retrotransposon-derived siRNAs in oocytes and germline small RNAs in testes. Genes Dev., 20, 1732–1743. Waters M. et al. (1997) Diring-Yariakh: A lower paleolithic site in Central Siberia. Science, 275, 1281–1284. Watkins W. S. et al. (2001) Patterns of ancestral human diversity: an analysis of Alu-insertion and restriction-site polymorphisms. Am. J. Hum. Genet., 68, 738–752. Watkins W. S. et al. (2003) Genetic variation among world populations: inferences from 100 Alu insertion polymorphisms. Genome Res., 13, 1607–1618. Watson J. D. (1963) The involvment of RNA in the synthesis of proteins. Science, 140, 17–26. Watson J. D. and Crick F. H. C. (1953a) A structure for deoxyribose nucleic acid. Nature, 171, 737–738. Watson J. D. and Crick F. H. C. (1953b) Genetic implications of the structure of deoxyribonucleic acid. Nature, 171, 964–967. Weaver T. D. et al. (2007) Were neandertal and modern human cranial differences produced by natural selection or genetic drift? J. Hum. Evol., 53, 135–145. Weiss B. P. et al. (2000) A low temperature transfer of ALH84001 from Mars to Earth. Science, 290, 791–795. Weiss B. P. et al. (2004) Magnetic tests for magnetosome chains in Martian meteorite ALH84001. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101, 8281–8284. Westheimer F. H. (1986) Polyribonucleic acids as enzymes. Nature, 319, 534–535. Westheimer F. H. (1987) Why nature chose phosphates. Science, 235, 1173–1178. White R. V. (2002) Earth’s biggest “whodunnit”: unrevelling the clues in the case of the end-Permian mass extinction. Philos. Transact. A. Math. Phys. Eng. Sci., 360, 2963–2985. White T. D. et al. (2003) Pleistocene Homo sapiens from Middle Awash, Ethiopia. Nature, 423, 742–747. White T. D. et al. (2006) Asa Issie, Aramis and the origin of Australopithecus. Nature, 440, 883–889. Witherspoon D. J. et al. (2006) Human population genetic structure and diversity inferred from polymorphic L1(LINE-1) and Alu insertions. Hum. Hered., 62, 30–46.

230

Whitfield K. E. et al. (2000) The effect of race and health-related factors on naming and memory. The MacArthur studies of successful aging. J. Aging Health, 12, 69–89. Whitman W. B. et al. (1999) What archaea have to tell biologists. Genetics, 152, 1245–1248. Wible J. R. et al. (2007) Cretaceous eutherial and Laurasian origin for placentar mammals near the K/T boundary. Nature, 447, 1003–1006. Wilde S. A. et al. (2001) Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature, 409, 175–178. Willerslev E. and Cooper A. (2005) Ancient DNA. Proc. Biol. Sci., 272, 3–16. Woese C. R. (1979) A proposal concerning the origin of life on the planet Earth. J. Mol. Evol., 13, 95–101. Woese C. R. et al. (1990) Towards a natural system of organisms: proposal for the domains archae, bacteria and eucaria. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87, 4576–4579. Woese C. R. (1998) The universal ancestor. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95, 6854–6859. Woese C. R. (2002) On the evolution of cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 8742–8747. Wolbach W. S. et al. (1988) Global fire at the Cretaceous-Tertiary boundary. Nature, 334, 665–690. Wolfe J. A. (1991) Palaeobotanical evidence for a June “impact winter” at the Cretaceous/Tertiary boundary. Nature, 352, 420–422. Wolpoff M. H. et al. (2001) Modern human ancestry at the peripheries: a test of the replacement theory. Science, 291, 293–297. Woods R. P. et al. (2006) Normal variants of Microcephalin and ASPM do not account for brain size variability. Hum. Mol. Genet., 15, 2025–2029. Wright I. P. et al. (1989) Organic materials in a martian meteorite. Nature, 340, 220–222. Wu H. et al. (2007) Transducer of regulated CREB and late phase long-term synaptic potentiation. FEBS J., 274, 3218–3223. Wu T. and Orgel L. E. (1991) Disulfide-linked oligonucleotide phosphorothioates: novel analogues of nucleic acids. J. Mol. Evol., 32, 274–277. Yamagata Y. et al. (1991) Volcanic production of polyphosphates and its relevance to prebiotic evolution. Nature 352, 516–519. Xing J. et al. (2007) Mobile DNA elements in primate and human evolution. Am. J. Phys. Anthropol., 45, 2–19. Yamei H. et al. (2000) Mid-Pleistocene Acheulean-like stone technology of the Bose basin, South China. Science, 287, 1622–1626. Yao S. et al. (1998) Selective amplificaton by auto- and cross-catalysis in a replicating peptide system. Nature, 396, 447–450. Yarus M. (1988) A specific amino acid binding site composed of RNA. Science, 240, 751–1758. Yu F. et al. (2001) Methyl-CpG-binding protein 2 represses LINE-1 expression and retrotransposition but not Alu transcription. Nucleic Acids Res., 29, 4493–4501.

231

Yu F. et al. (2007) Comment on “Ongoing adaptive evolution of ASPM, a brain size determinant in Homo sapiens”. Science, 316, 370. Yu X. J. et al. (2006) Detecting lineage-specific adaptive evolution of brain-expressed genes in human using rhesus macaque as outgroup. Genomics, 88, 745–751. Yoon H. S. et al. (2004) A molecular timeline for the origin of photosynthetic eukaryotes. Mol. Biol. Evol., 21, 809–818. Zahnle K. and Grinspoon D. (1990) Comet dust as a sourse of amino acids at the Cretaceous/Tertiary boundary. Nature, 348, 157–160. Zhao M. and Bada J. L. (1989) Extraterrestrial amino acids in Cretaceous/Tertriary boundary sediments at Stevns Klint, Denmark. Nature, 339, 463–465. Zhang B. and Cech T. R. (1997) Peptide bond formation by in vitro selected ribozymes. Nature, 390, 96–100. Zhang G. R. et al. (2005) Genetic enhancement of visual lerning by activation of protein kinase C pathways in small groups of rat cortical neurons. J. Neurosci., 25, 8468–8481. Zhang J. (2003) Evolution of the human ASPM gene, a major determinant of brain size. Genetics, 165, 2063–2070. Zhang L. et al. (2005) A simple glycol nucleic acid. J. Am. Chem. Soc., 127, 4174–4175. Zhaxybayeva O. et al. (2006) Ancient gene duplications and the root(s) of the tree of life. Protoplasma, 227, 53–64. Zhu R. X. et al. (2004). New evidence on the earliest human presence at high northern latitudes in northeast Asia. Nature, 431, 559–562. Zinnen S. and Yarus M. (1995) An RNA pocket for the planar aromatic side chains of phenylalanine and tryptophane. Nucl. Acids Symp. Ser., 33, 148–151. Zollikofer C. P. et al. (2005) Virtual cranial reconstruction of Sahelanthropus tchadensis. Nature, 434, 755–759. Zuckerkandl E. and Pauling L. (1965) Molecules as documents of evolutionary history. J. Theoret. Biol., 8, 357–366.

232

ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ Ãëàâà I. ÂÂÅÄÅÍÈÅ ................................................................................. Ãëàâà II. ÐÀÍÍßß ÇÅÌËß 2.1. Îáðàçîâàíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ........................................... 2.2. Èñòîðèÿ ðàííåé Çåìëè. Îáðàçîâàíèå Ëóíû .......................... 2.3. Àòìîñôåðà ðàííåé Çåìëè è åå ðîëü â äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ................................................................................... 2.4. Âîçìîæíûå ñðîêè îñóùåñòâëåíèÿ äîêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ................................................................................... 2.5. Âîçìîæíûå ïóòè ïðåäêëåòî÷íîé ýâîëþöèè ........................... 2.6. Ïðèçíàêè, îòëè÷àþùèå æèâîå îò íåæèâîãî; ðàííèå êëåòêè ........................................................................... 2.7. Ïîïûòêè ìîäåëèðîâàíèÿ ïðèìèòèâíûõ êëåòîê ...................

5 17 19 22 28 33 41 43

Ãëàâà III. ÌÈÐ ÐÍÊ-ÄÍÊ 3.1. Ìèðû äî ÐÍÊ è ìèð ÐÍÊ ....................................................... 48 3.2. Ïåðåõîä ê ñîâðåìåííîìó ñïîñîáó êîäèðîâàíèÿ àìèíîêèñëîòíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé â áåëêàõ .................. 50 3.3. Òðàíñôîðìàöèÿ ìèðà ÐÍÊ â ìèð ÐÍÊ-ÄÍÊ ........................ 56 Ãëàâà IV. ÏÅÐÂÛÅ ÏÐÎßÂËÅÍÈß ÆÈÇÍÈ ÍÀ ÇÅÌËÅ; ÆÈÇÍÜ ÈÌÅÅÒ ÇÅÌÍÎÅ ÈËÈ ÂÍÅÇÅÌÍÎÅ ÏÐÎÈÑÕÎÆÄÅÍÈÅ? 4.1. Ïàëåîíòîëîãè÷åñêèå è ôèçèêî-õèìè÷åñêèå äàííûå î âðåìåíè ïîÿâëåíèÿ íà Çåìëå êëåòî÷íûõ ôîðì æèçíè ........ 60 4.2. Î âîçìîæíîñòè âíåçåìíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ çåìíîé æèçíè (ïàíñïåðìèÿ) ............................................................................. 65 4.2.1 Âûñîêàÿ âåðîÿòíîñòü ïîÿâëåíèÿ æèçíè ïðè íàëè÷èè ñîâìåñòèìûõ ñ íåþ óñëîâèé è ìàëàÿ âåðîÿòíîñòü ïîÿâëåíèÿ ðàçóìíûõ ñóùåñòâ â õîäå ýâîëþöèè ......................................... 78 Ãëàâà V. ÄÅÐÅÂÎ ÆÈÇÍÈ 5.1. Ñîâðåìåííûå ïîäõîäû ê ïîñòðîåíèþ äåðåâà æèçíè ............. 80 5.2. Ïîèñê ïðàëèíèè (ïîñëåäíåãî îáùåãî ïðåäøåñòâåííèêà) ..... 85 5.3. Ãîðèçîíòàëüíûå ïåðåíîñû è èõ ðîëü â ýâîëþöèîííîì ïðîöåññå ..................................................................................... 90

233

5.3.1. Êîíöåïöèÿ ôîðìèðîâàíèÿ ìèòîõîíäðèé è õëîðîïëàñòîâ ïóòåì ñèìáèîçà áàêòåðèàëüíîé êëåòêè è ðàííåãî ýóêàðèîòà .............................................................. 5.3.2. Ãèïîòåçû, ñâÿçûâàþùèå ïîÿâëåíèå ýóêàðèîò ñ àêòîì ñèìáèîçà àðõå è ïðîòåîáàêòåðèè ......................................... 5.4. Ñóùåñòâîâàë ëè ïîñëåäíèé îáùèé ïðåäøåñòâåííèê, òî åñòü áûë ëè åäèíûé ñòâîë ó äåðåâà æèçíè? .................................... 5.5. Î çíà÷åíèè ýëåìåíòîâ ñëó÷àéíîñòè íà ðàçíûõ ýòàïàõ êëåòî÷íîé ýâîëþöèè ................................................................ Ãëàâà VI. ÐÎËÜ ÊÀÒÀÑÒÐÎÔ Â ÝÂÎËÞÖÈÈ ÆÈÇÍÈ ÍÀ ÇÅÌËÅ 6.1. Ïðîèñõîäèâøèå íà Çåìëå êðèçèñû (âûìèðàíèÿ) âûçûâàëè êðóòûå ïîâîðîòû ýâîëþöèè .................................. 6.1.1. Ïîçäíåïðîòåðîçîéñêèé êðèçèñ .............................................. 6.1.2. Ïîçäíåîðäâèêñêèé è Ïîçäíåäåâîíñêèé êðèçèñû .................... 6.1.3. Ïîçäíåïåðìñêèé è Ïîçäíåòðèàññêèé êðèçèñû ...................... 6.1.4. Ìààñòðèõòñêèé êðèçèñ (êðèçèñ íà ãðàíèöå K/T) ................ 6.2. Îñíîâíàÿ ïðè÷èíà ìíîãèõ ãëîáàëüíûõ êðèçèñî⠖ ñòîëêíîâåíèå Çåìëè ñ êðóïíûì êîñìè÷åñêèì òåëîì (àñòåðîèäîì èëè êîìåòîé) ....................................................... 6.2.1. Ìàññèðîâàííûé âóëêàíèçì èëè ïàäåíèå àñòåðîèäà? ............... 6.2.2. Ïîèñê óäàðíûõ êðàòåðîâ, ñîâïàäàþùèõ ïî äàòèðîâêå ñ èçâåñòíûìè êðèçèñàìè ........................................................ 6.2.3. Áûëî ëè òåëî, îáðóøåâøååñÿ íà Çåìëþ 65 ìëí ëåò òîìó íàçàä, êîìåòîé, ñòàâøåé çà 50 òûñ. ëåò äî ýòîãî ñîáûòèÿ ñïóòíèêîì Çåìëè? .................................................................... 6.2.4. Íåïîñðåäñòâåííûå ïîñëåäñòâèÿ ïàäåíèÿ êðóïíîãî êîñìè÷åñêîãî òåëà ................................................................. 6.2.5. Ñâèäåòåëüñòâà “ïðóäà, çàðîñøåãî ëèëèÿìè” ........................ 6.2.6. Îñíîâíîé ïðè÷èíîé ãèáåëè äèíîçàâðîâ ìîãëà ñòàòü ñåðà, âûáðîøåííàÿ â àòìîñôåðó ïðè îáðàçîâàíèè óäàðíîãî êðàòåðà â ó÷àñòêå çàëåãàíèÿ áîãàòûõ åþ ïîðîä ................ 6.3. Ïîçäíåéøèå êàòàñòðîôû, ïîâëåêøèå ãëîáàëüíûå èçìåíåíèÿ êëèìàòà ..................................................................................... Ãëàâà VII. ÝÂÎËÞÖÈß ËÞÄÅÉ 7.1. Ýâîëþöèÿ ïðèìàòîâ; âîçìîæíûå ïóòè ýâîëþöèè ãîìèíèí ïîñëå èõ îòäåëåíèÿ îò øèìïàíçå ............................................ 7.1.1. Ðàííèå ïðåäøåñòâåííèêè ñîâðåìåííûõ ëþäåé ..................... 7.2. Ãèïîòåçû ïðîèñõîæäåíèÿ âèäà Homo sapiens – åäèíñòâåííîãî ñîõðàíèâøåãîñÿ âèäà ëþäåé ......................... 7.2.1.Ìîíîðåãèîíàëüíàÿ ãèïîòåçà ôîðìèðîâàíèÿ âèäà Homo sapiens èñêëþ÷èòåëüíî â Àôðèêå è åãî çàìåñòèòåëüíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ íà äðóãèå êîíòèíåíòû ............................. 234

93 95 102 105

109 111 114 115 118 118 118 121 124 126 128 129 131

134 134 139 139

7.2.2. Ìóëüòèðåãèîíàëüíàÿ ãèïîòåçà ôîðìèðîâàíèÿ Homo sapiens .......................................................................... 149 Ãëàâà VIII. ÅÑÒÜ ËÈ Ó ×ÅËÎÂÅ×ÅÑÒÂÀ ÁÓÄÓÙÅÅ? 8.1. “Ñîöèàëüíûé” âàðèàíò ãèáåëè öèâèëèçàöèè ....................... 8.2. Îïàñíûå äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà ïðèðîäíûå ÿâëåíèÿ â íàñòîÿùåì è áóäóùåì ................................................................................. 8.2.1. Èçìåíåíèÿ êëèìàòà ............................................................... 8.2.2. Àñòåðîèäíàÿ îïàñíîñòü ........................................................ 8 2.3. Âîçìîæíûå êîñìè÷åñêèå êàòàñòðîôû, êîòîðûå ñïîñîáíû óíè÷òîæèòü æèçíü íà Çåìëå ............................................... 8.2.4. Ïðîòèâîñòîÿíèå êîñìè÷åñêèì óãðîçàì è íåîáõîäèìîå â áóäóùåì îñâîåíèå äàëüíåãî êîñìîñà ìîãóò ïîòðåáîâàòü ïîâûøåíèÿ èíòåëëåêòóàëüíîãî ïîòåíöèàëà ëþäåé .............. 8.3. Ïðîäîëæàåòñÿ ëè åñòåñòâåííûé (ýâîëþöèîííûé) ïðîöåññ ðàçâèòèÿ ìîçãà ó ñîâðåìåííûõ ëþäåé? .................................. 8.3.1. Ðàñïðîñòðàíåíèå íîâûõ âàðèàíòîâ ãåíîâ, êîíòðîëèðóþùèõ ðàçìåðû ãîëîâíîãî ìîçãà ....................................................... 8.3.2. Ëþäè, æèâøèå 2–4 òûñ. ëåò òîìó íàçàä (100–300 ïîêîëåíèé), èíòåëëåêòóàëüíî íå áûëè íèæå íàøèõ ñîâðåìåííèêîâ ....... 8.4. Íàó÷íûå ïóòè ïîâûøåíèÿ ìûñëèòåëüíûõ âîçìîæíîñòåé ÷åëîâåêà .................................................................................... 8.4.1. Ìÿãêàÿ åâãåíèêà (-) è ìÿãêàÿ åâãåíèêà (+).......................... 8.4.2. Êëîíèðîâàíèå ëþäåé êàê ñåìåéíîå ðåøåíèå .......................... 8.4.3. Ãåíåòè÷åñêèå ìàíèïóëÿöèè ñ ïîëîâûìè êëåòêàìè è ðàííèìè ýìáðèîíàìè ............................................................................ 8.4.4. Ïðèöåëüíàÿ òðàíñôîðìàöèÿ ãðóïï êëåòîê ìîçãà ................ 8.4.5. Ïðîáëåìà ñîçäàíèÿ êàòàëîãà ãåííûõ âàðèàöèé, èìåþùèõ îòíîøåíèå ê ïîâûøåíèþ (ïîíèæåíèþ) èíòåëëåêòóàëüíûõ âîçìîæíîñòåé â îáëàñòè “òî÷íûõ” íàóê ............................ 8.4.6. Ðåôîðìèðîâàíèå ìåæíåéðîííûõ êîíòàêòîâ (ñèíàïñîâ)..... 8.4.7. Òåðàïåâòè÷åñêèå ïîäõîäû, íàïðàâëåííûå íà âðåìåííîå ïîâûøåíèå ìûñëèòåëüíûõ ñïîñîáíîñòåé ............................. 8.4.8. Êîíòðîëü ôîðìèðîâàíèÿ íåéðîííîé ñåòè ............................. 8.4.9. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ è êâàíòîâàÿ ãèïîòåçû ôîðìèðîâàíèÿ ïàìÿòè è ìûñëåé .................................................................... 8.4.10. Âàæíîñòü âûÿâëåíèÿ ëþäåé, îáëàäàþùèõ ñïîíòàííûì äàðîì ñâåðõñïîñîáíîñòåé ....................................................

153 157 158 160 166 168 171 171 176 178 178 181 182 183 184 187 188 189 192 192

Çàêëþ÷åíèå ................................................................................................. 196 Ñïèñîê ëèòåðàòóðû ................................................................................... 199

235

Ìàðê Èñààêîâè÷ Ìîñåâèöêèé

ÐÀÑÏÐÎÑÒÐÀÍÅÍÍÎÑÒÜ ÆÈÇÍÈ È ÓÍÈÊÀËÜÍÎÑÒÜ ÐÀÇÓÌÀ?

Ëèòåðàòóðíûé ðåäàêòîð: Í. Ñ. Ìîðîçîâà Òåõíè÷åñêîå ðåäàêòèðîâàíèå, îôîðìëåíèå îáëîæêè, ïðàâêà: Ò. À. Ïàðôååâà Êîìïüþòåðíàÿ îáðàáîòêà, ïðàâêà è âåðñòêà: Í. Ì. Ñàðàåâà

ËÐ ¹ 020735 Îòïå÷àòàíî â òèïîãðàôèè ÏÈßÔ ÐÀÍ 188300, ã. Ãàò÷èíà Ëåíèíãðàäñêîé îáë., Îðëîâà ðîùà Çàê. 130, òèð. 200, ó÷.-èçä. ë. 14,5; 14.03.2008 ã. Ôîðìàò 60õ90 1/16, ïå÷àòü îôñåòíàÿ

236