Разрешить этот вопрос попытался английский натуралист Джон Нидхем (1713—1781). В стеклянных колбах он готовил различные бульоны, затем кипятил их в течение нескольких минут и плотно закрывал пробками. Вскоре во всех сосудах появлялись микроорганизмы. Это привело его к заключению, что микроорганизмы способны спонтанно возникать из неживого органического вещества.
Опыты Нидхема повторил итальянский естествоиспытатель Ладзаро Спалланцани (1729—1799). Его опыты внешне не отличались от таковых Нидхема, за исключением того, что Спалланцани закрывал сосуд пробкой не после, а до кипячения, а само кипячение длилось не несколько минут, а значительно дольше – от 30 мин. до 1 ч. В таких сосудах после выдерживания в течение нескольких дней не было обнаружено никаких микроорганизмов. Спалланцани сделал вывод, что эксперименты Нидхема были недостоверными. Микроорганизмы в его настои могли попасть из воздуха (поскольку сосуды закрывали пробками после кипячения), либо погибали не все первоначально содержавшиеся клетки из-за недостаточно длительного кипячения. Спалланцани под микроскопом удалось наблюдать деление микроба на две одинаковые дочерние клетки, каждая из которых также делилась надвое. Всё сказанное позволило итальянскому учёному утверждать, что микроорганизмы возникают не в результате самозарождения, а происходят от себе подобных. Выводы Спалланцани, однако, не поколебали веры Нидхема и его сторонников в самозарождение. Нидхем объяснил отрицательные результаты, полученные Спалланцани, тем, что тот подвергал свои настои слишком жесткой обработке, в результате которой разрушалась их «жизненная сила» (Кеньон, 1972).
1.2 Крах теории быстрого самозарождения
Принимая во внимание огромный интерес к проблеме самозарождения, Французская академия наук в 1859 г. назначила специальную премию за её решение. В 1862 г. эту премию получил французский учёный Луи Пастер (1822—1895). Серией четко поставленных опытов он доказал, что микроорганизмы не возникают самопроизвольно. Особенно изящными были его опыты, проведённые в колбах с S-образными горлами. В такие колбы наливали подсахаренную дрожжевую воду. Если колбы прокипятить, а затем осторожно охладить, то они остаются стерильными неопределённо долгое время, несмотря на то, что не закрыты пробками. Если же удалить S-образный участок горла, то спустя несколько дней в такой колбе будет наблюдаться бурное развитие микроорганизмов. Через S-образное горло воздух может легко поступать в колбу, но содержащиеся в воздухе микроорганизмы задерживаются в изгибах горла, оседая на его стенках. После удаления S-образной части горла микроорганизмы прямо попадают в колбу и начинают быстро развиваться. Этим простым опытом Пастер опроверг возражение о разрушении при нагревании таинственной «жизненной силы», содержащейся в питательной среде и в обычном (непрогретом) воздухе. Он доказал, что «самозарождение» в большинстве опытов происходит в результате попадания в стерилизованные питательные среды микроорганизмов из воздуха. В присущем ему пышном стиле Пастер провозгласил: «Доктрина о самозарождении жизни никогда не оправится от смертельного удара, нанесённого этим простым экспериментом!».
Опыты Пастера произвели огромное впечатление на научную общественность того времени. Стало ясно, что живые организмы, какими бы простыми они ни были, не могут возникнуть путём самозарождения. Для многих это открытие стало своего рода доказательством существования Высшего разума. Однако поиски источника жизни на этом не прекратились2.
В 1865 г. немецкий учёный Герман Рихтер предпринял попытку возродить идею космического посева, высказанную ещё в V в. до н. э. греческим философом Анаксагором. Согласно этой гипотезе, жизнь существует вечно и рассеяна в космическом пространстве в виде спор. Попадая на планеты, пригодные для жизни, они начинают прорастать и развиваться. На нашу планету семена жизни могли попасть с частичками пыли или метеоритами. Теория Рихтера получила название панспермии (греч. «pan» – всюду, «sperma» – семя) и, несмотря на то, что по сути не отвечала на вопрос первоначального происхождения жизни, сразу же завоевала большую популярность, особенно в атеистической среде.
1.3 Теория постепенного самозарождения (абиогенеза)
Примерно в это же время английский естествоиспытатель Томас Гексли (1825—1895) выдвинул другую теорию появления жизни на Земле. По Гексли, существование жизни зависит от определённых молекул, таких как молекулы углекислоты, воды и соединений азота. Эти вещества, являющиеся строительными блоками жизни, сами по себе мертвы, однако, если их собрать воедино, они дают начало протоплазме. Такое событие могло произойти в далёком прошлом, «когда Земля находилась в таких физических и химических условиях, которые нельзя увидеть снова». Теория Гексли получила название абиогенеза (греч. «a» – отрицательная приставка, «bios» – жизнь, «genesis» – происхождение).
Первоначально этой теории придерживались лишь немногие учёные3. Однако на неё обратил внимание Ч. Дарвин. В 1871 г. он писал: «Часто говорят, что все необходимые для создания живого организма условия, которые могли когда-то существовать, имеются и в настоящее время. Но если даже представить себе (а это весьма большое „если“! ), что в каком-нибудь небольшом тёплом водоёме, содержащем всевозможные аммонийные и фосфорные соли, при наличии света, тепла, электричества образовался бы химическим путём белок, готовый претерпеть ещё более сложные превращения, то в наши дни такой материал непрерывно пожирался бы или поглощался, чего не могло случиться до того, как появились живые существа».
В 1924 г. к теории абиогенеза обратился советский учёный Александр Опарин (1894—1980), который в своей небольшой брошюре под названием «Происхождение жизни» высказал предположение, что необходимые для жизни органические вещества могли синтезироваться в первичной атмосфере Земли из составляющих её газов под действием электрических разрядов, тепловых и ультрафиолетовых лучей и накопиться в первичном океане, превратив его в «органический бульон». В дальнейшем из этих веществ могли образоваться основные компоненты живых клеток – биополимеры (белки и нуклеиновые кислоты) и, в конечном итоге, – примитивные живые организмы. Работа Опарина по абиогенному происхождению жизни по сути мало чем отличалась от таковой Т. Гексли и не привлекла особого внимания. Весьма слабый отклик получила и аналогичная работа английского биохимика и генетика Джона Холдейна
Примечания
1
ДРЕВНИЕ БОГОСЛОВЫ И САМОЗАРОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ Может показаться странным, что средневековые учёные, в том числе и богословы, будучи сторонниками библейского учения о творении мира, могли верить в самопроизвольное зарождение жизни, ведь, согласно Библии, Бог сотворил жизнь однажды, а затем повелел ей размножаться и таким образом (и никак иначе!) наполнять землю. Однако ничего удивительного в этом не было. Самопроизвольное появление живых организмов из мёртвой материи казалось настолько очевидным, что средневековые богословы научились обходить это противоречие. В библейском описании творения указано, что различные виды живых существ по воле Бога производила мёртвая материя: земля и вода. Следовательно, полагали они, после сотворения первых форм жизни Бог как бы придал природе самодвижение: отныне земля начала производить растения, а вода – «душу живую». Таким образом, самозарождение жизни рассматривалось уже как вторичное явление, нисколько не противоречащее Библии (Шустова, 2009).
2
Как справедливо отметил Ф. Энгельс, «опыты Пастера в этом отношении бесполезны: тем, кто верит в возможность самозарождения, он никогда не докажет одними этими опытами невозможность его» (Энгельс, 1953).
3
НЕМНОГО ИСТОРИИ: Эрнст Геккель и монеры Одним из приверженцев абиогенеза был влиятельный немецкий учёный, профессор зоологии Э. Геккель (1834—1919). В своё время он высказал идею о существовании примитивных живых организмов – «бесформенных комочков протоплазмы без ядер, размножавшихся путём деления» и представляющих собой нечто среднее между неживой материей и известными науке формами одноклеточных организмов. Геккель назвал эти предполагаемые существа монерами и даже поместил в одной из своих книг рисунки с теми деталями строения монер, которые, по его мнению, у них должны присутствовать. В 1868 г., как раз в год опубликования этих рисунков, Т. Гексли изучал образцы ила, поднятого со дна Атлантического океана десятью годами ранее. Когда Гексли рассматривал пробы в первый раз, то выявил там лишь известные формы жизни. Однако теперь, просматривая эти же образцы, только зафиксированные спиртом, он обнаружил некие «слизистые капельки». Гексли решил, что он нашёл те самые комочки протоплазмы – монеры, о которых говорил Геккель, и назвал их Bathybius haeckelii (в честь автора). Он писал, что монеры представляют собой жизнь в процессе возникновения, которая «непрерывно образует пену из живой материи… на морском дне… опоясывающем всю поверхность Земли». Эту весть растиражировали многие научные и научно-популярные издания. Геккель был чрезвычайно рад находке и часто упоминал о ней в своих работах. Однако следующая экспедиция, исследовавшая дно Мирового океана в течение 3-х лет, не смогла обнаружить пресловутых монер ни в одной из отобранных проб, что было весьма странно. В 1875 г. выяснилось, что монеры являются не чем иным, как комочками гипса (сульфатом кальция), образующимися при смешивании морской воды со спиртом, которым фиксировались пробы. Узнав об этом, Гексли тотчас признал свою ошибку и извинился перед научной общественностью. Геккель же, напротив, продолжил утверждать, что монеры были найдены в Атлантике (Тейлор, 2001). Как и многие эволюционисты того времени, он полагал, что в живой материи нет ничего сложного. На одном из заседаний Немецкого общества естествоиспытателей Геккель заявил: «Когда вы, химики, создадите истинный белок, то он закопошится!». На протяжении всей жизни он ждал доказательств абиогенного происхождения жизни, но так их и не дождался.