Возможное кодирование парами нуклеотидов

Итак, можно назвать главные вехи развития кода. Первым возник код с однобуквенными „словами” из четырёх типов букв, позволивший строить белки из трёх типов аминокислот. Затем возник вариант кода с двухбуквенными „словами” и началось наращивание ассортимента аминокислот от трёх до 14-ти (при чём туманно проглядывает даже очерёдность наращивания). Наконец, возможности двухбуквенного кода были исчерпаны, и произошёл трудный переход к трёхбуквенному коду, а после его возникновения – наращивание ассортимента аминокислот до 20-ти. На этапе 20-ти аминокислот мы и находимся. В будущем можно ожидать дальнейшее расширение ассортимента аминокислот до 63-х. Но если мы не заметили какого-либо изменения кода (и вообще, биохимических констант) за 3,8 млрд. лет земной жизни, то трудно даже вообразить, когда может быть достигнут этап 63-х аминокислот.

Все перечисленные загадки разрешает гипотеза направленной панспермии Ф. Крика и Л. Оргела [9]. По этой гипотезе (которую теперь правильнее называть теорией Крика – Оргела), жизнь, уже прошедшая длительное развитие, была целенаправленно доставлена на Землю космическим кораблём. В книге „Жизнь – подарок Вселенной” (третьей в трилогии) эта мысль подкреплена рядом доводов, и расширена. В частности, объяснено быстрое падение плотности земной атмосферы между 3,9 и 3,8 млрд. лет назад, без чего жизнь на нашей планете была бы невозможна. Приведены доводы в пользу искусственного перемещения Луны из пояса астероидов на орбиту земного спутника, что ослабило земную атмосферу, дестабилизировав её полем тяготения Луны. Характерно, что у Венеры такой спутник отсутствует, и её атмосфера до сих пор остаётся сверхплотной.

Но не принимаем ли мы за действия разумных существ случайные процессы, например, перенос зародышей жизни космической пылью или метеоритами? Оказывается, направленную панспермию легко отличить от случайного переноса органики по степени упорядоченности биохимических параметров. Так, при всём различии древнейших клеток Земли, не позволяющем, даже при самой буйной фантазии, представить себе их общего предка, они имеют строго одинаковые биохимические константы, говорящие о несомненном родстве. Иное показывает, например, метеорит „Мэрчисон”, принёсший свыше 70-ти аминокислот. Его набор аминокислот нельзя согласовать с 15-тью аминокислотами двухбуквенного кода, или с 20-ю аминокислотами земных организмов (да и часть наших аминокислот в метеорите отсутствует), или, наконец, с 63-мя аминокислотами, максимально возможными в триплетном коде. Перед нами какое-то случайное число, никак не стыкующееся с реальной биохимией. Для кодирования такого ассортимента аминокислот нужен был бы особый алфавит из шести нуклеотидов вместо четырёх, или при алфавите из четырёх нуклеотидов – особый кодон, увеличенный с трёх до четырёх букв.

Как видим, хаотичная органика метеоритов бесконечно далека от реальной, строго закономерной биохимии организмов. Органика метеоритов не способна объяснить внезапное появление на Земле ряда далеко разошедшихся (в смысле классификации) видов прокариот, объединённых, в то же время, пятью константами. Пропасть между хаосом случайного переноса веществ и строгими биохимическими параметрами земной биосферы перечёркивает любые попытки объяснения миграции жизни во Вселенной через случайный перенос живой материи. Вместе с отсутствием этапа предбиологической эволюции и этапа расхождения таксонов прокариот, всё это говорит в пользу целенаправленной доставки специально отобранных клеток с помощью космического корабля.

* * *

Подытожим ситуацию.

Живая материя принципиально отличается от неживой формированием свойственных ей структур по информации, полученной от предков в виде генетического кода. Поэтому моментом возникновения Жизни является момент появления генетического кодирования. Первый, простейший генетический код мог возникнуть лишь случайно, так как биологические творческие процессы сами возможны лишь при наличии генетической памяти. Но первый возникший генетический код создал возможность дальнейшего совершенствования. Специфические черты существующего кода позволяют отчасти реконструировать его историю.

Изначальная система генетического кодирования в той ветви Жизни, к которой относится Земля, вероятно, кодировала три аминокислоты с сигналами „старт” и „стоп” синтеза белковой молекулы. Для этого применялся алфавит из тех же четырёх молекулярных букв (оснований нуклеотидов), что и в современном коде, но они использовались не тройками, как сейчас, а поодиночке. Сигнал „старт”, как и сейчас, был совмещён с кодом метионина. Затем возникла двухбуквенная система кодирования, позволившая нарастить ассортимент, предположительно, до 14-ти аминокислот. Сейчас земная биосфера находится на стадии трёхбуквенного кодирования, которое уже довело число используемых аминокислот до 20-ти и позволяет увеличивать его далее, до 63-х. В современном коде сигнал „старт”, по-прежнему, совмещён с кодом метионина, хотя в системе, загруженной лишь на треть, это бессмысленно.

Генетический алфавит и код относятся к числу параметров, названных в этой книге биохимическими константами, поскольку они не изменялись на протяжении 3,8 млрд. лет земной жизни. В число констант входят также параметры молекулярной симметрии сахаров генетического материала и аминокислот белков, ассортимент аминокислот, а также молекула АТФ в качестве универсальной „энергетической валюты” клеток. Для всех биохимических констант характерно то, что они далеко не примитивны, являются результатом длительного совершенствования, а с другой стороны - не достигли пределов развития. Общей особенностью оказалось и то, что их единство в земной биосфере существенно облегчило эволюцию организмов.

Изучение биохимических констант выявило резкое различие в скорости протекания двух тесно переплетённых эволюционных процессов – эволюции организмов на планете и эволюции основных параметров биохимии во Вселенной. Эволюция организмов протекает гораздо быстрее, чем эволюция констант. Так, на Земле за 3,8 млрд. лет возникли, развились, сменяя друг друга, и исчезли многие биологические виды, резко изменилась вся биосфера, но за это же время не зарегистрировано заметных изменений биохимических констант. Данный факт заставляет оценивать продолжительность прошлых этапов Жизни во Вселенной, этапов, предварявших жизнь на Земле, десятками или сотнями миллиардов лет.

Продолжительность жизни звёзд и планет во много раз короче сроков биологической эволюции во Вселенной. При широком разбросе продолжительности существования звёзд, трудно представить себе столь долгоживущую звёзду и планету, что могла бы стать базой, скажем, полного развития генетического кода с парами нуклеотидов. Вероятно, чаще биосферы планет развиваются на основе не очень совершенных, промежуточных вариантов биохимических констант (как наша жизнь развивается на базе неполно используемого триплетного кода), при чём неизменно возникают разумные существа, и переносят Жизнь дальше, к планетам более молодых звёзд, где развитие продолжается. Так должно было происходить многократно. Активное распространение Жизни во Вселенной, вероятно, явилось главной задачей, возложенной Природой на разумных существ.

Как ни удивительно, приходится думать, что даже самая примитивная в биохимическом смысле Жизнь, строящая белки всего из трёх типов аминокислот, оказалась способной достигать на конкретной планете высокого развития, рождать разумные существа, создавать высокоразвитую технологическую цивилизацию и, в конце концов, строить межзвёздные корабли, переносящие Жизнь к новым звёздам и планетам. Мысль об этом должна настраивать нас на особую ответственность за дальнейшую судьбу вручённой нам, уже весьма развитой биохимии. Если перенос Жизни к другим звёздам был под силу существам, построенным всего из трёх аминокислот, то как же отставать землянам, поднятым предшествующей эволюцией до уровня двадцати аминокислот?!

Вывод о десятках и сотнях миллиардов лет прошлой Жизни перечёркивает гипотезу Большого Взрыва, якобы произошедшего 13,7 млрд. лет назад. Даваемая этой гипотезой трактовка космологического красного смещения как эффекта Доплера при ускоряющемся расширении Вселенной – тоже является ошибочной. Принципиальным для перехода к новой модели Вселенной стало иное объяснение природы космологического красного смещения. Механизм смещения объясняется автором как потеря энергии фотонов при крайне редких высокоточных соударениях с нейтрино. Из-за малой массы нейтрино, их соударения с другими частицами оказываются слишком слабыми и не достигающими порога взаимодействия (постоянной Планка). Такие соударения как бы вообще не происходят. Даже при встречном ударе, эффект соударения фотона с нейтрино проявляется только в редчайших случаях, когда непараллельность траекторий частиц не достигает кванта угла, расхождение их центров не достигает кванта расстояния, а отклонения фаз колебаний от нуля не достигают кванта времени. Из-за малой массы, нейтрино не способно (как более массивные частицы) поглощать и переизлучать всю энергию фотона – нейтрино отнимает у фотона при соударении лишь один квант энергии.

В главах 5.4.–5.8. книги „Жизнь – подарок Вселенной” (третьей в трилогии) описана модель вечной Вселенной, коррелирующая с суммой известных фактов лучше, чем господствующая концепция Большого Взрыва. В основу новой модели положен вечный круговорот материи между двумя мирами, слитыми в едином пространстве и времени – круговорот между нашим миром и невидимым, так называемым „нейтринным” миром. Исследования квазаров (и нашего Солнца) показали, что термоядерный синтез не обеспечивает энергии, реально излучаемой небесными телами. Новая модель Вселенной добавляет к термоядерному синтезу ещё один фундаментальный процесс рождения энергии - нейтринно-антинейтринную аннигиляцию в гравитационных полях, что резко удлиняет расчётные сроки существования звёзд и галактик. Прежние модели стационарной Вселенной на основе термоядерного синтеза, в конце концов, предсказывали преобладание остывших „железных” звёзд, чего реально не наблюдается. Концепция круговорота материи кардинально изменила ситуацию, показала Вселенную, бесконечно долго сохраняющую нынешнее статистически стабильное состояние. А более продолжительное существование звёзд и галактик сделало понятнее зарождение и медленную эволюцию Жизни.

* * *

С какой бы стороны ни начинались исследования – от геологии, биохимии, космологии или даже термодинамики – логика построения согласованной модели приводит к выводу о вечности Вселенной. И одной из таких логических цепочек стала попытка реконструкции истории генетического кода, вместе с другими биохимическими константами не изменившегося за 3,8 млрд. лет земной жизни. История констант показала, что Жизнь во Вселенной развивается многие десятки или сотни миллиардов лет. Это значит, что земная цивилизация – участник одной из многих разбросанных в Космосе эстафет, где дело чести каждого – передать эстафетную палочку Жизни дальше. Но, в отличие от спорта, следующего участника каждый раз должен создавать предыдущий. А до этого ещё, возможно, придётся что-то подправлять в чужой планетной системе (как наши Отцы подправили земную атмосферу), чтобы новый этап эстафеты стал и возможным, и успешным...