Ты вышел ранней весной на берег пруда. Квакают и поют лягушки — этот концерт означает, что лягушки мечут икру. Можно подойти, взять пышный, как пена, комок прозрачно-сероватой икры, поглядеть на черные точки — зародыши головастиков (не зашевелились уже?) и быстро опустить икру обратно в воду, пока она не высохла, пока не прервалась по твоей вине новая жизнь.

Все просто и ясно? А ведь всего несколько веков назад очень многие умные люди и даже специалисты-зоологи думали, что лягушки, утри, крокодилы, черви заводятся просто из грязи и ила. Это называлось самозарождением. Вот что говорил, например, один из героев драмы Шекспира «Антоний и Клеопатра» (место действия — Африка): «Здешние земноводные рождаются из ила благодаря действию Солнца, как, например, крокодилы».

А один видный врач XVII века предлагает в своем солидном трактате каждому провести несложный опыт: «Возьмите кувшин, набейте туда грязного, желательно потного белья, засыпьте сверху пшеницей, подождите три недельки… А на двадцать первый день приходите любоваться выдающимся результатом вашего опыта — соединение нижнего белья и пшеницы породило… мышей, причем обоих полов и уже вполне взрослых!»

Список подобных несуразных, на наш нынешний взгляд, «опытов» и «наблюдений» может занять очень много места. Наверное, не надо и объяснять, в чем была главная ошибка этих «опытов». Впрочем, объясню: опыты не были чистыми, кувшин, например, не догадывались… закрыть!

Самое важное для нас другое: наивные сказки о самозарождении живого из неживого не вызывали сомнений потому, что никакого понятия об эволюции, долгом развитии животных и растений тогда вообще не было. А воспринимать как репортажи с места событий поэтичные сказания и священные тексты о том, как боги или Бог творили всех тварей по паре, уже не получалось. Выход, казалось, был только один — признать самозарождение, поверить в него и подогнать под эту веру наблюдения и опыты, тем более что техника опытов была тогда еще очень несовершенной, примитивной.

Ну, а дальше?

Была ли сразу забыта и сдана в архив теория самозарождения жизни?

Нет! Очень скоро после открытия Реди, в конце XVII века, был изобретен микроскоп, и перед учеными открылся неведомый и необъятный мир «микрозверьков», размножающихся без яйца: инфузорий и микробов. Микроорганизмы кишели всюду, куда ни обращался вооруженный новым прибором глаз исследователя. И снова замелькали в научных изданиях описания «достоверных опытов», во время которых микроорганизмы появлялись «сами по себе» в самых разных сиропах, бульонах и настоях. Снова разгорелись споры сторонников и противников учения о самозарождении живого из неживого.

В середине XVIII века опубликовал результаты своих опытов знаменитый натуралист и священник Дж. Нидхем. Опыты как будто говорили: вскоре после кипячения (убивающего микроорганизмы) в любом питательном растворе, даже плотно прикрытом пробкой, неизбежно появляются микробы.

В ответ итальянский натуралист Л. Спалланцани повторил опыт Нидхема, но закупорил колбу с настоем не после кипячения (как это делал Нидхем), а до него. И микроорганизмов не появилось! Нидхем упрекнул Спалланцани в «пытке», которую тот учинил над несчастным раствором слишком долгим кипячением. Кипячение лишает раствор ростовой силы, говорил Нидхем. В таинственную ростовую, или производящую, или жизненную, силу верили многие ученые. Она-то и должна была, по мнению Нидхема, сформировать из неживой материи новых микробов.

Гипотеза панспермии жива по сей день. Хотя теперь она выглядит не совсем так, как в начале XX века. Прежде всего оказалось, что жизнь не могла быть вечной. В последнее время астрономы, геологи и физики установили, что и окрестности нашего Солнца, и весь видимый с Земли космос незадолго до рождения планеты были очень горячими. Такими горячими, что никакая прежняя жизнь, если она была, не выдержала бы — погибла.

Жизнь не могла быть вечной и потому, что, как оказалось, не вечны даже атомы. Когда была открыта радиоактивность некоторых химических элементов, ученые сразу попытались использовать распад атомов этих элементов, идущий со строго постоянной скоростью, как своего рода часы. И вот оказалось, что со дня синтеза самых долгоживущих элементов прошло около десяти миллиардов лет — химические элементы рождались вместе с горячей Вселенной. Значит, если не на Земле, то в космосе жизнь не могла когда-то не появиться хотя бы один раз впервые.

В 1910 году физик Поль Беккерель обратил внимание сторонников теории космических зародышей на то, что споры-путешественницы должны выдерживать не только холод, не только вакуум, а еще и различные опасные излучения Солнца и других звезд. Он поставил опыты. Выяснилось, что самые живучие в вакууме и холоде споры не выдерживают, гибнут, если облучать их невидимыми волнами той части спектра радуги, что находится дальше фиолетового конца. Короткие ультрафиолетовые лучи убивали живые пылинки!

Нынешние сторонники гипотезы панспермии указывают, что зародыши живого могут переноситься и сохраняться в глубине космических обломков, под защитой от излучения. Американский астрофизик Ф. Хойл считает, что космическая жизнь может сохраняться, транспортироваться и даже частично развиваться на… кометах, этих поистине загадочных телах, играющих роль своеобразных посредников, связующего звена между миром планетной системы и большим космосом, межзвездными просторами. Подлетая к звезде, комета разогревается, из ее «головы» начинают с большой скоростью течь струи газа, в котором ученые действительно обнаруживают множество органических веществ. У кометы вырастает «хвост», которым она то и дело задевает атмосферы планет. Чуждая жизнь вторгается при этом на планеты, пускает «ростки» при благоприятных условиях, ростки новой жизни, а вернее, новые ростки жизни старой. Фред Хойл считает, что недаром древние так боялись комет, считая их предвестниками всяческих несчастий. В некоторых случаях после пролета кометы мимо Земли действительно могли начаться необычайно сильные эпидемии, вызванные какой-нибудь формой микроорганизмов, долго эволюционировавших в космосе, а потому незнакомых, особо опасных для иммунных, защитных систем земных существ. В метеоритах (а многие из них — это осколки комет) уже в эпоху электронных микроскопов находят окаменевшие структуры, похожие на самые первые живые организмы Земли типа бактерий. И их там много, это целые фоссилизованные, то есть окаменевшие, колонии, прикрытые общей оболочкой, как бы окаменевшей слизью. Мой старый знакомый, палеонтолог А. Ю. Розанов считает, что это цианобактерии (для палеоботаника они носят название сине-зеленых водорослей) — те самые, с которых началась жизнь на Земле, и даже называет их по их латинским наименованиям. Когда-то цианобактерии, сине-зеленые, были одной из первых «империй» в мире живого, главной формой жизни на Земле, это они начали более трех миллиардов лет назад с помощью фотосинтеза вырабатывать кислород. Сегодня их более высокоорганизованные потомки, настоящие водоросли и кораллы, вытеснили отовсюду, но не уничтожили совсем. Их покрытые слизью колонии можно встретить в необычных, редких условиях — например, в сверхсоленом озере Сиваш в Крыму или в горячих бассейнах в кальдере вулкана Узон.

В общем, и сейчас в вопросе о том, как в космосе распространена жизнь, есть три мнения. Первое: жизнь есть на многих планетах, у многих звезд, и всюду эта жизнь однотипна, ибо она из одного корня. Такого мнения, кроме Ф. Хойла, придерживается выдающийся английский физик Ф. Крик, разгадавший тайну строения молекулы ДНК, этой основы наследственности.

И вообще, споры в науке не решаются большинством голосов. Лет восемьдесят назад правило «живое из живого» было настолько всеми признано, что казалось несовместимым с самой мыслью о происхождении жизни из неживых веществ.

И тогда появился человек, который не побоялся усомниться в том, что казалось всем несомненным.

Правило «живое из живого» не могло иметь силы во времена, когда живого не было!

Тогда действовало другое правило, по которому в растворах древних океанов, морей и озер обязательно должны были накапливаться, взаимодействовать и все более усложняться разные соединения углерода — главного элемента жизни.

Рано или поздно среди этих соединений неизбежно должны были появиться и такие сложные, от коих до нынешних веществ, веществ, из которых мы «сделаны» и благодаря которым мы живы, останется только маленький шаг.

…Вулкан ревел, но вдруг этот рев стал глуше. Из черной тучи-джинна, быстро закрывающей небо, пошел густой пепел. Туча сверкала молниями, треск разрядов пытался перекричать рев вулкана. И тут в раскаленном тумане появились люди. Они не бежали от тучи, они шли в самую мглу — в комбинезонах, шлемах и масках. Вот один из них присел и стал быстро черпать из воронки еще горячий пепел, ссыпая его в стеклянный цилиндр…

Евгений Константинович Мархинин, вулканолог, мой старый знакомый, отложил в сторону фотографии.

— Ну и?. — нетерпеливо спросил я.

— Там были все эти соединения. — Он кивнул головой на рисунок, рассказывающий об опытах Миллера. — Мы подсчитали: во время того извержения вулкана Тятя этих веществ было выброшено около ста тысяч тонн. И аминокислоты там тоже были.

Поясню: аминокислоты (а их находили и в метеоритах, и в колбах с «древней атмосферой Земли») — это те вещества, из которых, как цепь из звеньев, состоит молекула основного вещества жизни-белка.

НАПРАВО ПОЙДЕШЬ, НАЛЕВО ПОЙДЕШЬ…

Сомнение 1. УПРЯМЫЕ ХВОСТЫ

Сомнение 2. КОШМАР ДЖЕНКИНА

Сомнение 3. ПРИЗРАК КЕНТАВРА

ЭВОЛЮЦИЯ ЭВОЛЮЦИИ

«ПРИЯТНОЕ ЗРЕЛИЩЕ ПРИРОДЫ»

ШКАТУЛОЧНАЯ ТЕОРИЯ

НО ВОТ ПРИШЕЛ ВОЛЬФ

ЛУЧШЕ ДУМАТЬ ИЛИ БОЛЬШЕ ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАТЬ?

ИНТУИЦИЯ УЧЕНОГО

У Ковалевского, как у всякого настоящего ученого, была богатая интуиция. Как бы ни был трудолюбив экспериментатор, шансы сделать открытие, продвинуть вперед науку у него равны почти нулю, если он будет пробовать, экспериментировать «методом слепого тыка», не предчувствуя, не предугадывая, куда свое трудолюбие лучше всего приложить.

А могла ли природа добиваться таких удивительных результатов в эволюции живого, действуя методом «слепого тыка»? Только методом проб и ошибок? В последнее время ученые, уже зная, с какой скоростью могут появляться новые случайные признаки в организме, попробовали подсчитать, сколько же времени понадобится эволюции, чтобы дождаться признака действительно полезного, да потом еще закрепить его отбором. И сколько лет нужно, чтобы множество таких случайно получившихся свойств сформировали, наконец, лошадь или человека. Подсчеты дали очень большие цифры: времени жизни на Земле не хватало.

Получалось, что и в эволюции живого есть что-то вроде интуиции ученого. Какой-то фактор, как бы нацеливающий «эксперимент» природы или хотя бы заранее предупреждающий: такие-то и такие попытки просто бессмысленны, лучше и не пробовать. Некоторые философы, те, которые с большой неохотой уступали эволюционному учению, узнав о таких подсчетах, очень обрадовались. Ну конечно, раз в природе есть что-то вроде интуиции, предопределяющей дальнейшие шаги, значит, есть что-то вроде талантливого ученого, обмозговывающего, как это все поумней да поэкономней сделать. Творец!

Ученые, как правило, ничего не имеют против великого изобретения человечества, религии, понятие Бога дало человеку очень многое, без этого понятия он бы не стал Человеком. Основные понятия человеческой совести, норм общежития, нравственного закона, по мысли Канта, не менее прекрасного и важного, чем звездное небо над головой, возникли в сфере веры. Но он же всегда выступал против «религиозных» спекуляций в науке и «научных» в религии. Многие ученые, в том числе и столь досадивший некоторым священнослужителям Чарльз Дарвин, были глубоко верующими людьми, что не мешало им искать и находить истину, разлитую в Природе независимо от хотения или нехотения человека.

Точного ответа на все вопросы, связанные с эволюцией, нет. Во всяком случае, столь точного, как в математике. Но найдено очень многое — усилия поколений ученых не только не пропали даром, а вознаграждены захватывающей и величественной картиной, открывающейся перед человеком, пожелавшим узнать свою родословную.

Непростая механика эволюции становится еще более сложной, когда появляется «четвертый этаж» — уровень организации живого. Одноклеточные организмы, до того боровшиеся друг с другом за место под солнцем и за лакомый кусок, оказываются в недрах одного многоклеточного организма, где они вынуждены сотрудничать, помогать друг другу и всему организму в целом. Каждый многоклеточный организм в своем индивидуальном развитии проходит снова путь от одноклеточности к многоклеточности, путь не простой, состоящий из множества операций, совершаемых удивительно вовремя, как бы по некоей команде.

Ученые знают, как записаны гены-приказы, как получаются мутации-опечатки, но до сих пор неизвестно, как в клетках, в организмах записано биологическое время, где та запись, которая определяет, что человеку жить менее века, а собаке — около 15 лет, а бабочке — столько-то дней. Где запись, которая приказывает, чтобы у мальчика в 15 лет начали расти усы, а у петушка в определенном цыплячьем возрасте — гребешок, а у раннего зародыша того и другого — жабры, которые потом исчезают. Ты знаешь, конечно, в общем-то симпатичный мультфильм, где художник нарисовал маленького львенка… с гривой. Это очень грубая биологическая ошибка, нелепость, вроде пятилетнего ребенка с запорожскими усами.

Похоже, будто «кто-то» пробегает по всему генному фонду растущего организма и проверяет, работает ли все еще вот эта группа генов (порой как будто и не нужных уже), а эта?. А эта?.

Почему так происходит? Может быть, строить организм настолько сложно, что природа может идти только одним, уже когда-то пройденным путем? И, не сделав жабр, она не могла бы перейти к следующей операции?. Зародыш просто влачится без особого смысла по раз и навсегда проторенной когда-то дорожке.

Ученые давно пытались проверить, так ли это. В конце прошлого века один биолог удалил хрусталик глаза подрастающего тритона. Тритон славится тем, что умеет отращивать себе заново разные отрезанные части тела. Регенерация! Так вот, в процессе обычного зародышевого развития хрусталик глаза у тритона (и у нас, людей, тоже) образуется в определенный момент из клеток кожного покрова. Тритон с удаленным хрусталиком восстанавливает повреждение. Но хрусталик глаза, главное рабочее свойство которого — прозрачность, в этом случае вырастает не из кожи тритона, а из радужной оболочки поврежденного глаза!

Жизнь явилась и сделала несколько шагов. Но это не значит, что планета стала похожа на современную. На докембрийской Земле мы бы сразу погибли.

Сначала не было свободного кислорода. Самые первые бактерии и водоросли, возможно, обходились без процесса дыхания, необходимая для жизнедеятельности энергия добывалась иначе — например, с помощью брожения.

Сине-зеленые водоросли, строя рифы в океанах, уже выделяли кислород, он накапливался в воде. Кислород был сильнейшим ядом для многих древних существ, но он ускорил эволюцию для тех, кто сумел перейти на кислородное дыхание. Им дышали первые многоклеточные животные в океане, но в атмосфере его по-прежнему почти не было. Горные породы еще молодой, «неокисленной» Земли жадно поглощали его, окисляясь. Главный газ атмосферы был углекислый, как на современной Венере. Те же сине-зеленые, еще когда только научились строить рифы, стали удалять углекислоту из воды (а значит, и из атмосферы), связывать ее в известковых коллективных скелетах. Говорят, если выделить весь углекислый газ, скрыто содержащийся во всех ископаемых известняках, земная атмосфера увеличится в десятки раз и станет почти полностью углекислой, вернется к первобытному, венерианскому типу.

Но выделение кислорода и поглощение углекислоты шло очень медленно. Прошли миллиарды лет с зарождения жизни, а содержание кислорода в атмосфере к началу второй половины рифея (миллиард лет назад) достигло, как считают некоторые, только одного процента (сейчас 21 %). Внешне Земля мало отличалась от той безжизненной планеты, на которой возникли первые «живые» молекулы. Суша была голая, пустынная. Зато в океане…

Шестьсот миллионов лет назад на рубеже огромной докембрийской эпохи и кембрия по всей Земле в океанах как-то вдруг разом появились тысячи уже вполне развитых, эволюционно приспособленных, по-разному специализированных организмов. Как будто Земля была внезапно заселена извне… И было время, когда «кембрийское нашествие» организмов использовалось противниками эволюционного учения: вполне готовая высокоорганизованная жизнь, говорили" некоторые ученые, появилась сразу, а не развивалась путем медленных преобразований.

Это были археоциаты — малопонятные, многочисленные в кембрии, но вскоре без остатка вымершие животные, строившие коллективные скелеты-рифы, наподобие современных кораллов; фораминиферы — одноклеточные существа с красивыми, разнообразной формы раковинками, живущие до сих пор. Королями кембрийского моря были трилобиты — мелкие и крупные, подвижные, защищенные панцирем членистоногие хищники, родичи более поздних раков и скорпионов. Внешне на них похожи нынешние мокрицы.

Среди остатков животных, появившихся во время «кембрийской революции», напрасно искать наших предков — хордовых, хотя они, несомненно, уже жили в морях. Правда, получили скелет и губки — их можно считать формой, близкой к первым многоклеточным. Но губки уже существовали к этому времени, может быть, не меньше миллиарда лет, это была новость «с бородой». В чуть более молодых слоях палеонтологи находят граптолиты — причудливые колонии животных, явно близких к нашему полухордовому современнику, исследованному А. О. Ковалевским, — баляноглоссу. Но и полухордовые «пропечатываются» в книге эпох гораздо позже тех времен, когда они давали начало хордовым нашим предкам. То же можно сказать и о первичнохордовых — оболочниках, которые так и не получили скелета, но все-таки порой их отпечатки в окаменевших илах древних морей попадаются на глаза палеонтологам. Но все это позже. На границе же кембрия и докембрия наши прямые ланцетникоподобные, видимо, предки оставались палеонтологическими невидимками.

«Нашествие скелетов» — так можно было бы назвать внезапное, почти одновременное появление по всей Земле множества животных, обладающих хорошо сохраняющимся в земле скелетом. Кончилась длинная эпоха жизни тайной — криптозой, начался фанерозой — эпоха жизни явной. Порог между криптозоем и фанерозоем (сейчас этот период называют вендом, и фанерозой начинают с него) довольно резкий, его обычно приводят в качестве примера, когда говорят, что, кроме долгих постепенных изменений, в истории жизни бывали и своего рода революции — изменения относительно «внезапные», затрагивающие сразу множество животных.

Почему так бывает? Почему скелет понадобился разом и одноклеточным фораминиферам, и сложным, видимо уже плавающим и ползающим предкам трилобитов, и всем другим?