Самые знаменитые и посещаемые «сокровищницы» Канала – Музей венецианского быта XVIII века в Ка`Редзонико, музей Академии художеств и коллекция искусства ХХ века, собранная американской коллекционершей Пегги Гуггенхайм, племянницей еще более известного Соломона Гуггенхайма, страдавшего тем же увлечением. Она с юности выбирала в друзья художников, особенно сюрреалистов, и собирала модернизм. Все три музея ждут нас ниже Риальто на правом берегу. Если интересен старый быт и живопись – путь в Ка`Редзонико и в Академию, если модерн – к Пегги. В последнем случае, кроме всего прочего, вы найдете приятнейший тенистый дворик и выход к террасе, которая расположена на самом берегу Канала.
Однажды, на заре моего узнавания Венеции, во дворике музея Гуггенхайм мне попался с десяток небольших гранитных плит, на которых были высечены имена и даты подозрительно коротких жизней. Поговорив со служителями и позже прочитав биографию Пегги (она купила дворец Веньер-ди-Леони в 1949 году), я узнала, что это могилки ее любимых собачек, деливших с ней жизнь на Канале. Очевидно, на Остров мертвых – Сан-Микеле, где хоронят всех венецианцев, друзей мисс Гуггенхайм не взяли.
Приехали. Под нами переливается голубая Лагуна, слева уже видна колокольня Сан-Марко, справа – церковь Санта-Мария-делла-Салуте, впереди, на острове Св. Георгия, – базилика работы великого Палладио. Но, даже не зная названий архитектурных памятников, всякий поймет, что перед ним – один из самых величественных городских ансамблей, какие только есть на свете. Ars longa, vita brevis.
После трогательного, почти родственного прощания с Симоне (будто мы сто лет знакомы, хотя никогда больше не увидимся) я поселилась в гостинице в двух шагах от Канала и вскоре вернулась к нему, чтобы плыть, уже налегке, обратно. На моем пути возник знаменитый бар «Хэрри», но, чтобы не терять времени, я прохожу мимо. Хотя это маленькое заведение в стиле ар деко стоит того, чтобы рассказать о нем. Известно оно прежде всего тем, что здесь сиживал Хемингуэй и был создан коктейль «Беллини» (смесь итальянского спуманте с фруктовым соком). С тех пор в «Хэрри» всегда толпы американцев… Но «Беллини», на мой вкус, не самый лучший местный коктейль, я предпочитаю легкий «Шприц апероль», а его все равно надо пить не на Канале, а в тихих уголках города.
У самой Лагуны, теперь уже на правом берегу, выстроились гостиницы-гиганты Венеции. Самые лучшие, самые пятизвездочные, расположенные в самом красивом и выгодном месте Большого канала. «Пизани Гритти», «Европа и Реджина», «Бауэр Грюнвальд», «Монако – Каналь Гранде» – все они расположились в палаццо, которые в XVIII – XIX веках пришлось отдать богатым посетителям. У каждого отеля своя предыстория, у каждого в активе – свой послужной список клиентов-звезд. В «Пизани Гритти», перестроенном дворце XV века, Джон Рескин писал «Камни Венеции». О пребывании здесь того же папы Хэма напоминает названный его именем номер. Сегодня цена за ночь в этом отеле колеблется от 300 до 3 000 евро (а во время Карнавала, который в 2005 году придется на первую неделю февраля, – до 6 000!), что было бы писателю наверняка не по карману – впрочем, за эти деньги вы очутитесь в подлинном интерьере XVIII столетия со всеми венецианскими атрибутами: атласным штофом стен, зеркалами, люстрами, кроватью под пышным балдахином.
Первая гостиница в Венеции открылась тоже на Канале, вверх от Риальто на правом берегу, во второй половине XVI века. Она называлась «У белого льва» и располагалась в Ка` да Моста. Из семьи бывших владельцев палаццо, синьоров да Моста, вышел прославленный капитан, который на службе у португальского принца Генриха Мореплавателя открыл Острова Зеленого мыса.
Сегодня этот дом, один из немногих следов XIII столетия на Канале, выглядит весьма убого, но его как раз капитально реставрируют. А с XVI по XIX век он пользовался шумной популярностью. Дважды здесь жил австрийский кайзер Иосиф II – возможно, именно он рекомендовал гостиницу великому князю Павлу Петровичу, наследнику российского престола, который зимой 1782 года путешествовал по Европе вместе с супругой Марией Федоровной. Под именем графа Северного он остановился в «Белом льве». И хотя Венеция – город масок, инкогнито цесаревича, как утверждают историки, было фикцией: с первого дня путешествия «неизвестного» графа сопровождали высшие чины города, в его честь состоялся грандиозный ужин и бал в театре Сан-Бенедетто – последнее событие запечатлено на полотне Габриэле Белла.
Пожить непосредственно на Канале сегодня совсем не сложно. Надо лишь иметь желание, некоторую (в зависимости от запросов) сумму денег и не приезжать во время «народных праздников». И, кстати, именно поселившись здесь, вы «выйдете» на один из вариантов постижения улицы «против течения». Тогда вся суета будет стремиться мимо, а в поле зрения останется фрагмент чистой красоты. Если вы в Венеции ненадолго, проще снять номер в отеле, благо в них превращена треть здешних домов. От самых простеньких в районе вокзала Санта-Лучия – до роскошных при впадении Канала в Лагуну. А можно снять и апартаменты, и этаж, и весь палаццо, если только вы не боитесь, что призраки прошлого побеспокоят вас ночью.
Как беспокоят они согласно легенде постоянно меняющихся владельцев палаццо Дарио. Расположенный напротив отеля «Пизани Гритти», этот прелестный готический дом на моей памяти всегда остается необитаем. От сумерек вечерних до утренних там никогда не горит свет. Все его владельцы либо погибают, либо исчезают, и, естественно, вокруг палаццо витают самые дурные слухи.
Одно из последних зданий перед причалом – отель «Монако—Каналь Гранде». Мимоходом вспоминаю, что в XVII—XVIII веках здесь работало первейшее в городе казино «Ридотто», где венецианцы до умопомрачения играли в карты (особенно часто – в «фараона»). Игроки всегда носили маски, а держатель банка, без маски, но в тоге, должен был непременно происходить из патрициев…
И снова вапоретто, катер № 1, и плавание вспять по Каналу. На сей раз попробую остаться невозмутимой внутри туристического потока, тем более что главные силы экскурсантов как раз высадились на Сан-Марко и вернутся на кораблики ближе к вечеру. Здесь остались только случайные «дезертиры», которые при ближайшем рассмотрении-вслушивании оказываются, между прочим, наименее случайными. Вот пожилая немка рассказывает подруге, что 20 лет назад выгодно купила квартиру в Венеции и с тех пор минимум два раза в год сюда наезжает. «Но я боюсь толпы, поэтому бываю, вот как сейчас, в конце октября и ближе к началу апреля». Рядом – разговор по мобильному телефону. Молодящийся, творческого вида итальянец настойчиво, но ласково уговаривает некую Лючию уделить ему несколько минут, чтобы «использовать ее лицо»! Я постепенно понимаю, что Лючия – фотомодель, а «юноша» – режиссер, снимающий рекламный клип. Рядом с ним сидит скучающий оператор, выражение лица которого как бы говорит, что видал он виды и получше Канала. Так впервые за этот визит мне пришлось убедиться, что есть и в Венеции реальная жизнь, повседневность. Люди работают, заключают контракты, а может быть, даже где-то неподалеку женятся, рожают детей и умирают.
Статистика умалчивает о том, сколько коренных венецианцев постоянно проживает сегодня вдоль Большого канала. Когда по нему плывешь, кажется, несмотря на подслушанные разговоры, что все местные давно ушли. Остались только государственные учреждения (Региональный парламент и суд, факультеты университета, почтамт, Организация по защите авторских прав и прочее), которые соседствуют лишь с бесконечными: «внаем», «отель», «внаем», «отель»…
В золотом XVII веке венецианской государственности и искусства город был законодателем европейской моды на «роскошную жизнь». Большой канал демонстрировал самые величественные, заполненные произведениями великих художников интерьеры, в которых еще жили, служили и интриговали потомки первых хозяев. Затем они обеднели, и, привлеченная культурной репутацией Венеции, на смену итальянским аристократам пришла первая волна «квартиросъемщиков». Это, впрочем, были туристы особого рода, тоже весьма аристократического – австрийцы, французы и особенно англичане. Среди последних нашлось немало любителей изящного, заинтересованных в родовых коллекциях так же сильно, как в самих палаццо. Множество картин и скульптур покинули тогда родину, чтобы обогатить британские музеи. Звучащие столь значительно имена: палаццо Вендрамин-Калерджи, Ка`Пезаро, палаццо Фоскари-Контарини, Ка`Дандоло (все без исключения здания на Канале как-то называются) стали эпитафиями канувшим в Лету знатным семействам Венеции. Весь XIX век – это эпоха иностранных «гастролеров» на Канале. Парадокс: угасла слава дожей и патрициев, но город с тех пор стал только знаменитее.
История палаццо Вендрамин-Калерджи, известного также как дворец Non Nobis Domine, шедевра венецианского Ренессанса (архитектор Марко Кодуччи, начало XVI века), типична для «старожилов» Большого канала. Три начальных слова из сто пятнадцатого псалма Давида: «Не нам, Господи [не нам, а имени Твоему дай славу]» выбиты прямо на его фасаде. Сегодня их видит каждый, кто на гондоле или такси подплывает к парадному входу в Городское казино, работающее в зимние месяцы. Ощущение «momento mori» усиливается, когда сбоку видишь памятную доску: великий Вагнер скончался в этом палаццо 13 февраля 1883 года. История дворца – символ блеска и заката Венеции. На протяжении пяти веков он неоднократно менял хозяев, причем все они происходили из четырех знатнейших родов – Лоредан, Гримани, Вендрамин и Калерджи. В 1844 году последние Калерджи продали дом Марии Каролине Луизе де Бурбон, герцогине Беррийской, связанной узами родства с сицилийским и французским королями. Ее наследники, в свою очередь, постепенно разорились, дворцовая коллекция ушла с аукциона в Париже. Когда в 1882 году Рихард Вагнер приехал в Венецию, часть дворца Вендрамин-Калерджи уже пребывала в запустении, а владеющая им семья герцогов делла Грациа сдавала еще пригодные для проживания апартаменты. Вагнер снял для своей семьи 15 помещений на первом этаже, нанял собственного гондольера и каждый день, надев непременный бархатный берет, плавал вниз до Пьяцетты, усаживался в кафе на Сан-Марко, слушал дуэт фортепьяно и виолончели, а иногда даже брал в руки дирижерскую палочку. Кабинет композитора выходил на Большой канал, и он, сев в пурпурное плюшевое кресло, всегда приказывал поднять красные бархатные портьеры на огромных окнах. Здесь же он скончался от инфаркта, причем, судя по воспоминаниям, в день смерти к нему заходил Верди.
С 1946 года дворец стал собственностью города. Зимой здесь казино, но анфилада Вагнера сохраняется как музейный экспонат.
На фасадах вдоль Большого канала имеется множество мемориальных досок: Стендаль и Байрон, Вагнер и Моне, Хемингуэй и Наполеон… Когда-нибудь, я уверена, появится и знак признательности жившей и ушедшей из жизни в Венеции американке Патриции Хайсмит, поместившей своего Тома Рипли в атмосферу туманной Венеции. А ее знаменитая сегодня соперница по криминальной беллетристике, тоже американка и тоже венецианка «по прописке», Донна Леон – почти в каждом романе своего цикла, посвященного полицейским будням комиссара Брунетти, выводит Большой канал одним из главных действующих лиц. Сам комиссар в силу своего скромного положения снимает квартиру на последнем этаже дома недалеко от Академии и из своего окна может видеть лишь кусочек Канала. Но его тесть описывается как «обломок» старой Венеции, один из последних ее аристократов. Он живет во дворце на Канале, и описание этого дворца практически совпадает по многим деталям с Ка`Редзонико, уже упоминавшемся выше.
Мне доводилось смотреть на Каналь Гранде из окон его палаццо. К сожалению, интерьеры, где я бывала (а принадлежали они сотрудникам университета, музейным кураторам и тому подобное), оказались вполне современными, скромными, тесными, а дворцовые внутренности – перестроенными. Только однажды это был зал с высокими тусклыми зеркалами, пышной люстрой из белого венецианского стекла, темными картинами в золоченых рамах. Словом, еще шаг – и мечта осуществится, но в тот раз мне было не до созерцания Канала. По залу прохаживался некий состоятельный немец и с моей помощью договаривался с агентом об аренде этажа на лето – только «лично у настоящего аристократа». Выяснилось, что иных уж нет, а те далече. Невымершие графы и герцоги предпочитают делать дела в Нью-Йорке, а, возвращаясь домой в отпуск, снимать виллы на Сардинии, поскольку в Венеции вода сильно загрязнена. Впрочем, если не настаивать на капризах вроде личной встречи, любая фамильная недвижимость – к услугам Туриста.
Если сравнивать Канал с главными улицами других городов, сразу бросается в глаза радикальное отличие – эта улица лишена рекламы, магазинов, витрин… Парадный вход во многие палаццо – портик, затопленный водой, куда может зайти гондола или моторная лодка. Такой путь сейчас используется редко, все дома имеют и задние, выходящие на сушу двери. Только на небольших участках набережных (называемых Riva и Fondamenta) можно встретить ресторанчики или сувенирные киоски, а так – на всем протяжении Канал – это водная дорога сквозь дворцовые фасады. Плыть мимо них хочется до изнеможения, но рано или поздно надо и поесть. Приходится выбираться из вапоретто.
Самое известное место с ресторанчиками, расположенное прямо у Канала, – это Рива-дель-Вин, кусочек набережной возле Риальто. Внешне заведения очень милы, полны посетителей. Выходящие прямо на воду террасы увиты цветами и застеклены цветными муранскими витражами. Но внешность обманывает. Нет ничего более суррогатного и неоправданно дорогого, чем еда в таких туристических местах. В лучшем случае там стоит присесть и выпить кофе, который в Италии везде необычайно вкусен.
А чтобы найти хорошую венецианскую еду в центральном районе Большого канала, надо завернуть в темный проулок около Риальто, называемый Калле-делла-Мадонна, сразу за теми кафе, что у воды. Направо – и попадаем в один из старейших ресторанов Венеции «Траттория-алла-Мадонна». Удивительно, но, несмотря на то, что это заведение указано во многих путеводителях и всегда перегружено публикой, повара радуют ее действительно превосходными, свежайшими блюдами. Лучше всего, мне кажется, им удается рыбный «ризотто» и рыба на гриле. Готовясь к визиту в «Мадонну», надо учесть, что без заказа столика придется стоять в очереди (точь-в-точь как в московской «Венеции» на Пушкинской площади), но она движется быстро, интернациональна, и уже на подступах к пище насущной можно интересно пообщаться. В тот раз мне не захотелось тратить время на полноценный обед. Я углубилась еще дальше в сторону от Канала и через несколько минут пришла на Кампо-Санта-Маргерита, где в очередной раз «ритуально» для себя купила кусок вкуснейшей пиццы «на вынос» в заведении, которое так и называется «Пицца на вынос» («Пицца-аль-Воло»). Оно хорошо знакомо студентам, а также русским художникам, которые живут неподалеку во время творческих наездов. Мне Кампо-Санта-Маргерита в свое время преподнес «на блюдечке» знаток Венеции Глеб Смирнов (скрывшийся под псевдонимом автор статьи о Ватикане в «Вокруг света», № 11, 2004), за что я ему бесконечно благодарна. Как и Большому каналу – за радость забвения и яркие воспоминания.
Ольга Козлова
Жизнь зародилась из неорганической материи в космосе или она возникла именно на Земле? Эта дилемма обязательно встает перед исследователем, заинтересовавшимся проблемой происхождения жизни. Доказать правоту какой-либо из двух существующих ныне гипотез до сих пор никому не удалось, как, впрочем, не удалось придумать и третий путь решения.
Первая гипотеза о происхождении жизни на Земле стара, в ее активе – солидные фигуры европейской науки: Г. Гельмгольц, Л. Пастер, С. Аррениус, В. Вернадский, Ф. Крик. Сложность живой материи, малая вероятность ее самозарождения на планете, а также неудачи экспериментаторов по синтезу живого из неживого приводят ученых в стан приверженцев данного подхода. Существуют многочисленные вариации того, как именно жизнь попала на Землю, и самая известная из них – теория панспермии. Согласно ей жизнь широко распространена в межзвездном пространстве, но поскольку там нет условий для развития, живая материя превращается в спермии, или споры, и таким образом перемещается по космосу. Миллиарды лет назад кометы занесли спермии на Землю, где сложилась благоприятная для их раскрытия среда.
Спермии – это мелкие зародыши, способные выдерживать большие перепады температур, космическое излучение и другие губительные для живого факторы внешней среды. Как предположил английский астроном Ф. Хойл, на роль спермий подходят межзвездные пылевые частицы, среди которых могут быть бактерии в графитовой оболочке. На сегодняшний день спермии в космосе не обнаружены. Но даже если бы они нашлись, столь удивительное открытие только сдвинуло бы проблему возникновения жизни с нашей планеты в другое место. И мы бы не избежали вопросов, откуда на Землю прилетели спермии и как они зародились. Вторая часть дилеммы – как из неорганической материи возникла жизнь – не столь романтична, поскольку опирается на законы физики и химии. Это узкий, механистический подход, именуемый теорией абиогенеза, вбирает в себя усилия многих специалистов. Возможно, из-за своей конкретности данный подход оказался плодотворным и за полстолетия продвинул целые разделы биохимии, эволюционной биологии и космологии.
По мнению ученых, синтез живой клетки – не за горами, это дело техники и вопрос времени. Но будет ли рожденная в пробирке клетка ответом на вопрос, как произошла жизнь на Земле? Вряд ли. Синтетическая клетка докажет лишь то, что абиогенез неким образом возможен. Но 4 миллиарда лет назад на Земле все могло произойти иначе. Например, так. Поверхность Земли остыла 4,5 миллиарда лет назад. Атмосфера была тонкой, и кометы активно бомбардировали Землю, в изобилии доставляя органику. Внеземное вещество оседало в мелких теплых водоемах, подогреваемых вулканами: на дне изливались лавы, росли острова, били горячие источники – фумаролы. Континенты в то время не были такими прочными и большими, как сейчас, они легко перемещались по земной коре, соединялись и распадались.
Луна была ближе, Земля вращалась быстрее, дни были короче, приливные волны выше, а шторма суровее. Над всем этим простирались стального цвета небеса, затемненные пыльными бурями, тучами вулканического пепла и осколками пород, выбитыми ударами метеоритов. Постепенно складывалась атмосфера, богатая азотом, углекислым газом и парами воды. Обилие парниковых газов вызвало потепление климата всей планеты. В таких экстремальных условиях происходил синтез живого вещества. Было ли это чудом, случайностью, произошедшим вопреки эволюции Вселенной, или только так и может появляться жизнь? Уже на ранних этапах проявилась одна из главных черт живой материи – приспособляемость к условиям среды. Ранняя атмосфера содержала мало свободного кислорода, озон был в дефиците, и земля купалась в ультрафиолетовых лучах, смертельных для живого. Так бы осталась планета необитаемой, если бы клетки не изобрели механизм защиты от ультрафиолета. Этот сценарий появления жизни в целом не отличается от предложенного еще Дарвином. Добавились новые детали – что-то узнали, изучая древнейшие горные породы и экспериментируя, о чем-то догадались. Будучи наиболее обоснованным, этот сценарий одновременно и самый спорный. Ученые бьются по каждому пункту, предлагая многочисленные альтернативы. Сомнения возникают с самого начала: откуда взялась первичная органика, произошел ли ее синтез на Земле или она упала с неба?
Теория абиогенеза предполагает, что жизнь зародилась на определенном этапе развития материи. С момента образования Вселенной и первых частиц материя встает на путь постоянных изменений. Сначала возникли атомы и молекулы, потом появились звезды и пыль, из нее – планеты, а на планетах зародилась жизнь. Живое возникает из неживого, повинуясь некоему высшему закону, сущность которого нам пока неизвестна. Жизнь не могла не возникнуть на Земле, где были подходящие условия. Разумеется, опровергнуть сие метафизическое обобщение невозможно, но семена сомнения проросли. Дело в том, что условия, необходимые для синтеза жизни, весьма многочисленны, часто противоречат фактам и друг другу. К примеру, нет доказательств того, что на ранней Земле была восстановительная атмосфера. Неясно, как возник генетический код. Удивляет своей сложностью строение живой клетки и ее функции. Какова вообще вероятность зарождения жизни? Вот несколько примеров. Белки состоят только из так называемых «левых» аминокислот, то есть асимметричных молекул, которые вращают поляризацию проходящего через них света влево. Почему при строительстве белка используются только левые аминокислоты, неизвестно. Может быть, это произошло случайно и где-то во Вселенной есть живые существа, состоящие из правых аминокислот. Скорее всего, в первичном бульоне, где происходил синтез исходных белков, было поровну левых и правых аминокислот. И только появление реально живой «левой» структуры нарушило эту симметрию и биогенный синтез аминокислот пошел по «левому» пути. Впечатляет расчет, который Фред Хойл приводит в своей книге «Evolution from Space». Вероятность получения случайным образом 2 000 ферментов клетки, состоящих из 200 аминокислот каждый, равна 10-4000 – абсурдно малая величина, даже если бы весь космос был органическим супом. Вероятность синтеза одного белка, состоящего из 300 аминокислот, – один шанс на 2x10390. Опять ничтожно мало. Уменьшим число аминокислот в белке до 20, тогда число возможных комбинаций синтеза такого белка составит 1 018 – всего на порядок больше числа секунд в 4,5 миллиарда лет. Нетрудно видеть, что времени на перебор всех вариантов и выбор наилучшего у эволюции просто не было. Если учесть, что аминокислоты в белках соединены в определенные последовательности, а не случайным образом, то вероятность синтеза молекулы белка будет такой же, как если бы мартышка случайно напечатала одну из трагедий Шекспира, то есть почти нулевой. Ученые рассчитали, что молекула ДНК, участвующая в простейшем цикле кодирования белков, должна была состоять из 600 нуклеотидов в определенной последовательности. Вероятность случайного синтеза такой ДНК равна 10-400, иначе говоря, для этого потребуется 10400 попыток. Не все ученые согласны с такими подсчетами вероятности. Они указывают, что рассчитывать шансы синтеза белка случайным перебором комбинаций некорректно, так как у молекул есть предпочтения, и одни химические связи всегда более вероятны, чем другие. По мнению австралийского биохимика Яна Мусгрейва, рассчитывать вероятность абиогенеза вообще бессмысленно. Во-первых, образование полимеров из мономеров не случайно, а подчиняется законам физики и химии. Вовторых, рассчитывать образование современных молекул белка, ДНК или РНК неправильно потому, что они не входили в состав первых живых систем. Возможно, в структуре существующих ныне организмов ничего не осталось от прошлых времен. Как сейчас считают, первыми организмами были очень простые системы коротких молекул, состоящих всего из 30—40 мономеров. Жизнь начиналась с очень простых организмов, постепенно усложняя конструкцию. Природа даже не пыталась сразу построить «Боинг-747». В-третьих, не надо бояться малой вероятности. Один шанс на миллион миллионов? И что с того, ведь он может выпасть с первой же попытки.
Нет никакой надежды, что однажды клетка получилась сама собой из атомов химических элементов. Это невероятный вариант. Простая клетка бактерии содержит сотни генов, тысячи белков и разных молекул. Фред Хойл шутил, что синтез клетки так же невероятен, как сборка «Боинга» ураганом, пронесшимся над свалкой запчастей. И все же «Боинг» существует, значит, он был каким-то образом «собран», точнее «самособран». По нынешним представлениям, «самосборка» «Боинга» началась 4,5 миллиарда лет назад, процесс шел постепенно и был растянут во времени на миллиард лет. По крайней мере 3,5 миллиарда лет назад живая клетка уже существовала на Земле. Для синтеза живого из неживого на начальном этапе в атмосфере и водоемах планеты должны присутствовать простые органические и неорганические соединения: C, C2, C3, CH, CN, CO, CS, HCN, CH3CH, NH, O, OH, H2O, S. Стэнли Миллер в своих знаменитых опытах по абиогенному синтезу смешал водород, метан, аммиак и водяные пары, потом пропускал нагретую смесь через электрические разряды и охлаждал. Через неделю в колбе образовалась коричневая жидкость, содержащая семь аминокислот, и в том числе глицин, аланин и аспарагиновую кислоту, входящие в состав клеточных белков. Эксперимент Миллера показал, как могла образоваться предбиологическая органика – вещества, которые участвуют в синтезе более сложных компонентов клетки. С тех пор биологи считают этот вопрос решенным, несмотря на серьезную проблему. Дело в том, что абиогенный синтез аминокислот идет только в восстановительных условиях, вот почему Опарин полагал атмосферу ранней Земли метаново-аммиачной. Но геологи не согласны с таким выводом.
Метану и аммиаку неоткуда взяться в большом количестве на Земле, считают специалисты. К тому же эти соединения очень неустойчивы и разрушаются под действием солнечного света, метаново-аммиачная атмосфера не могла бы существовать, даже если бы эти газы выделялись из недр планеты. По данным геологов, в атмосфере Земли 4,5 миллиарда лет назад преобладали углекислый газ и азот, что в химическом отношении создает нейтральную среду. Об этом свидетельствует состав древнейших горных пород, которые в тот период были выплавлены из мантии. Самые древние породы на планете возрастом 3,9 миллиарда лет обнаружили в Гренландии. Это так называемые серые гнейсы – сильно измененные магматические породы среднего состава. Изменение этих горных пород шло миллионы лет под влиянием углекислых флюидов мантии, которые одновременно насыщали и атмосферу. В таких условиях абиогенный синтез невозможен. Проблему ранней атмосферы Земли пытается решить академик Э.М. Галимов, директор Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН. Он рассчитал, что земная кора возникла очень рано, в первые 50—100 миллионов лет после образования планеты, и была по преимуществу металлической. В таком случае мантия действительно должна была выделять метан и аммиак в достаточном количестве для создания восстановительных условий. Американские ученые К. Саган и К. Чайба предложили механизм самозащиты метановой атмосферы от разрушения. По их схеме разложение метана под действием ультрафиолета могло привести к созданию в верхних слоях атмосферы аэрозоля из частиц органики. Эти частицы поглощали солнечную радиацию и защищали восстановительную среду планеты. Правда, этот механизм разработали для Марса, но он применим и к ранней Земле. Подходящие условия для образования предбиологической органики не сохранялись на Земле долго. В течение следующих 200—300 миллионов лет мантия начала окисляться, что привело к выделению из нее углекислого газа и смене состава атмосферы. Но к тому времени среда для зарождения жизни уже была подготовлена.
Первожизнь могла зародиться вокруг вулканов. Представьте себе на еще хрупком дне океанов многочисленные разломы и трещины, сочащиеся магмой и бурлящие газами. В таких зонах, насыщенных парами сероводорода, образуются месторождения сульфидов металлов: железа, цинка, меди. Что если синтез первичной органики шел прямо на поверхности железо-серных минералов с помощью реакции углекислоты и водорода? Благо вокруг много и того и другого: диоксид и оксид углерода выделяются из магмы, а водород – из воды при ее химическом взаимодействии с горячей магмой. Есть и необходимый для синтеза приток энергии. Эта гипотеза не противоречит геологическим данным и основана на предположении, что ранние организмы жили в экстремальных условиях, как современные хемосинтетические бактерии. В 60-х годах XX века исследователи открыли на дне Тихого океана подводные вулканы – черные курильщики. Там в клубах ядовитых газов, без доступа солнечного света и кислорода, при температуре +120° существуют колонии микроорганизмов. Подобные черным курильщикам условия были на Земле уже 2,5 миллиарда лет назад, как о том свидетельствуют пласты строматолитов – следов жизнедеятельности синезеленых водорослей. Формы, похожие на этих микробов, есть и среди остатков древнейших организмов возрастом 3,5 миллиарда лет. Для подтверждения вулканической гипотезы нужен эксперимент, который показал бы, что абиогенный синтез в данных условиях возможен. Работы в этом направлении ведут группы биохимиков из США, Германии, Англии и России, но пока безуспешно. Обнадеживающие результаты получил в 2003 году молодой исследователь Михаил Владимиров из лаборатории эволюционной биохимии Института биохимии им. А.Н. Баха РАН. Он создал в лаборатории искусственный черный курильщик: в автоклав, наполненный солевым раствором, был помещен диск из пирита (FeS2), служивший катодом; через систему проходили углекислый газ и электрический ток. Через сутки в автоклаве появилась муравьиная кислота – простейшая органика, которая участвует в метаболизме живых клеток и служит материалом для абиогенного синтеза более сложных биологических веществ.
Если на Земле не было условий для синтеза предбиологической органики, то они могли быть в космосе. Еще в 1961 году американский биохимик Джон Оро опубликовал статью о кометном происхождении органических молекул. Молодая Земля, не защищенная плотной атмосферой, подвергалась массированным бомбардировкам кометами, которые состоят в основном изо льда, но также содержат аммиак, формальдегид, цианид водорода, цианоацетилен, аденин и другие соединения, необходимые для абиогенного синтеза аминокислот, нуклеиновых и жирных кислот – основных компонентов клетки. По подсчетам астрономов, на поверхность Земли выпало 1 021 кг кометного вещества. Вода комет образовала океаны, где через сотни миллионов лет расцвела жизнь.
Наблюдения подтверждают, что в космических телах и межзвездных пылевых облаках есть простая органика и даже аминокислоты. Спектральный анализ показал наличие аденина и пурина в хвосте кометы Хейли-Боппа, а в метеорите Мерчисон нашли пиримидин. Образование этих соединений в условиях космоса не противоречит законам физики и химии.
Кометная гипотеза популярна среди космологов еще и тем, что она объясняет появление жизни на Земле после образования Луны. Как принято считать, примерно 4,5 миллиарда лет назад Земля столкнулась с огромным космическим телом. Ее поверхность расплавилась, часть вещества выплеснулась на орбиту, где из него образовался небольшой спутник – Луна. После такой катастрофы на планете не должно было остаться никакой органики и воды. Откуда же они появились? Их снова принесли кометы.
Клеточные белки, ДНК, РНК – все это полимеры, очень длинные молекулы, наподобие нитей. Строение полимеров довольно простое, они состоят из частей, повторяющихся в определенном порядке. К примеру, целлюлоза – самая распространенная молекула в мире, которая входит в состав растений. Одна молекула целлюлозы состоит из десятков тысяч атомов углерода, водорода и кислорода, но вместе с тем это не что иное, как многократное повторение более коротких молекул глюкозы, сцепленных между собой, как в ожерелье. Белки – это цепь аминокислот. ДНК и РНК – последовательность нуклеотидов. Причем суммарно это очень длинные последовательности. Так, расшифрованный геном человека состоит из 3 миллиардов пар нуклеотидов.
В клетке полимеры производятся постоянно с помощью сложных матричных химических реакций. Чтобы получить белок, у одной аминокислоты нужно отсоединить гидроксильную группу OH с одного конца и атом водорода с другого, и только после этого «приклеить» следующую аминокислоту. Нетрудно видеть, что в этом процессе образуется вода, причем снова и снова. Освобождение от воды, дегидратация, – очень древний процесс, ключевой для зарождения жизни. Как он происходил, когда еще не было клетки с ее фабрикой по производству белков? Возникает проблема и с теплым мелким прудом – колыбелью живых систем. Ведь при полимеризации вода должна удаляться, но это невозможно, если ее полно вокруг.
В первичном бульоне должно было находиться нечто, что помогло родиться живой системе, ускорило процесс и снабдило энергией. Английский кристаллограф Джон Бернал в 50-х годах XX века предположил, что таким помощником могла служить обычная глина, которой в изобилии устлано дно любого водоема. Минералы глины способствовали образованию биополимеров и возникновению механизма наследственности. Гипотеза Бернала с годами окрепла и привлекла много последователей. Оказалось, что облученные ультрафиолетом глинистые частицы хранят полученный запас энергии, который расходуют на реакцию сборки биополимеров. В присутствии глины мономеры собираются в самореплицирующиеся молекулы, нечто вроде РНК.
Большинство глинистых минералов похоже по своей структуре на полимеры. Они состоят из огромного числа слоев, соединенных между собой слабыми химическими связями. Такая минеральная лента растет сама собой, каждый следующий слой повторяет предыдущий, а иногда случаются дефекты – мутации, как в настоящих генах. Шотландский химик А.Дж. Кернс-Смит утверждал, что первым организмом на Земле был именно «глиняный ген». Попадая между слоями глинистых частиц, органические молекулы взаимодействовали с ними, перенимали способ хранения информации и роста, можно сказать, обучались. Какое-то время минералы и протожизнь мирно сосуществовали, но вскоре произошел разрыв, или генетический захват, по Кернс-Смиту, после чего жизнь покинула минеральный дом и начала свое собственное развитие.
В черных сланцах Западной Австралии возрастом 3,5 миллиарда лет сохранились остатки самых древних организмов, когда-либо обнаруженных на Земле. Видимые лишь под микроскопом шарики и волоконца принадлежат прокариотам – микробам, в клетке которых еще нет ядра и спираль ДНК уложена прямо в цитоплазме. Древнейшие окаменолости обнаружил в 1993 году американский палеобиолог Уильям Шопф. Вулканические и осадочные породы комплекса Пилбара, что к западу от Большой песчаной пустыни в Австралии – одни из самых старых пород на Земле. По счастливой случайности эти образования не столь сильно изменились под действием мощных геологических процессов и сохранили в прослоях остатки ранних существ.
Убедиться в том, что крохотные шарики и волоконца в прошлом были живыми организмами, оказалось трудно. Ряд мелких бусинок в горной породе может быть чем угодно: минералами, небиологической органикой, обманом зрения. Всего Шопф насчитал 11 видов окаменолостей, относящихся к прокариотам. Из них 6, по мнению ученого, – это цианобактерии, или синезеленые водоросли. Подобные виды до сих пор существуют на Земле в пресных водоемах и океанах, в горячих ключах и близ вулканов. Шопф насчитал шесть признаков, по которым подозрительные объекты в черных сланцах следует считать живыми.
Вот эти признаки:
1. Ископаемые сложены органической материей
2. У них сложное строение – волоконца состоят из клеток разной формы: цилиндров, коробочек, дисков
3. Объектов много – всего 200 ископаемых включают в себя 1 900 клеток
4. Объекты похожи друг на друга, как современные представители одной популяции
5. Это были организмы, хорошо приспособленные к условиям ранней Земли. Они обитали на дне моря, защищенные от ультрафиолета толстым слоем воды и слизи
6. Объекты размножались как современные бактерии, о чем говорят находки клеток в стадии деления.
Обнаружение столь древних цианобактерий означает, что почти 3,5 миллиарда лет назад существовали организмы, которые потребляли углекислый газ и производили кислород, умели скрываться от солнечной радиации и восстанавливаться после ранений, как это делают современные виды. Биосфера уже начала складываться. Для науки в этом кроется пикантный момент. Как признается Уильям Шопф, в столь почтенных породах он бы предпочел найти более примитивные создания. Ведь находка древнейших цианобактерий отодвигает начало жизни на период, стертый из геологической истории навсегда, вряд ли геологи когда-либо смогут его обнаружить и прочесть. Чем старше породы, тем дольше они пребывали под давлением, температурой, выветривались. Помимо Западной Австралии на планете сохранилось только одно место с очень древними породами, где могут встретиться окаменолости – на востоке Южной Африки в королевстве Свазиленд. Но африканские породы за миллиарды лет претерпели сильнейшие изменения, и следы древних организмов потерялись.
В настоящее время геологи не нашли начала жизни в горных породах Земли. Строго говоря, они вообще не могут назвать интервал времени, когда живых организмов еще не было. Не могут они и проследить ранние – до 3,5 миллиарда лет назад – этапы эволюции живого. Во многом из-за отсутствия геологических свидетельств тайна происхождения жизни остается нераскрытой.
В теории абиогенеза поиски первоначала жизни приводят к идее о более простой, нежели клетка, системе. Современная клетка необычайно сложна, ее работа держится на трех китах: ДНК, РНК и белки. ДНК хранит наследственную информацию, белки осуществляют химические реакции по схеме, заложенной в ДНК, информацию от ДНК к белкам передает РНК. Что может входить в упрощенную систему? Какая-то одна из составных частей клетки, которая умеет, как минимум, воспроизводить себя и регулировать обмен веществ.