Состав изменений / Число необходимых мутаций
Образование АТФ-синтетазы:
– дупликация гена 1
– инактивация стартового кодона 1
– изменение двух аминокислот 2
Образование дегидрогеназы муравьиной кислоты:
– дупликация гена 1
– инактивация стартового кодона 1
– образование активной части фермента для расщепления муравьиной кислоты 3
– образование активной части для редуцирования фумаровой кислоты 3
Преобразование редуктазы фумаровой кислоты
– дупликация гена 1
– инактивация стартового кодона 1
– образование протеина мембраны 3
– образование активной части, которая может принимать электроны из муравьиной кислоты 3
– активация стартовых сигналов для транскрипции 3
Всего: 23
Если предположить, что в первичном океане имеется 10^35 бактерий (другими словами, предположить, что весь мировой океан чуть ли не целиком заполнен только ими[11]) то при частоте мутаций 10^– 5 вероятность стечения всего комплекса мутационных изменений составит 10^– 80.
Для того, чтобы оценить эту до чрезвычайности малую величину, напомним, что по приблизительным оценкам во всей Вселенной общее число элементарных частиц составляет порядка 10^80. Этот результат был получен Артуром Эддингтоном (Eddington), английским астрофизиком, членом Лондонского королевского общества, еще в тридцатые годы. Диаметр Вселенной по тогдашним представлениям составлял около 10^28 сантиметров, а общий ее объем – примерно 10^84 кубических сантиметров. Средняя плотность вещества тогда принималась приблизительно равной 10^– 28 г/см3. Отсюда вытекало, что общая масса вселенной должна была составить 10^56 граммов. Между тем масса одно нуклона составляет около 10– 24 грамма, следовательно, общее количество частиц можно было найти простым делением: 10^56 /10^–24 = 10^80. Конечно, с тех пор некоторые оценки размеров нашего мира поменялись, но все же не настолько, чтобы радикально повлиять на этот итог.
Иными словами, для того, чтобы в результате случайного совпадения мутационных процессов появился хотя бы один единственный организм, который отвечал бы выдвинутым здесь требованиям, необходимо примерно столько Вселенных, подобных нашей, сколько элементарных частиц содержится в структурах одной бактерии. Это чудовищно много, ибо даже одна бактерия состоит из астрономического количества частиц. Но беда в том, что нам-то в действительности дан всего один мир… Поэтому не будет преувеличением сказать, что и этот результат вполне может быть приравнен к нулю.
Отсюда вовсе не удивительно, что Ф. Крик выдвинул гипотезу о том, что жизнь, вероятно, зародилась где-то в далеких глубинах Космоса и была занесена на Землю совершенно случайно. Правда, в действительности такая гипотеза не объясняла решительно ничего, ведь вопрос о том, как живая материя зарождается в тех же глубинах, все равно остается (причем остается неразрешенным); скорее, это был просто жест отчаяния. Между тем Френсис Крик вовсе не случайная фигура в биохимии. Ведь именно он, английский биофизик и генетик, в 1953 совместно с американцем биохимиком Джеймсом Уотсоном создал знаменитую модель структуры ДНК (так называемую двойную спираль), что позволило объяснить многие ее свойства и биологические функции и положило начало молекулярной генетике. За это открытие оба они были увенчаны нобелевской премией 1962 года.
Однако заметим два принципиально важных обстоятельства.
Первое. Все подобные расчеты – пусть и не всегда явно – исходят из того, что каждый шанс из фигурирующих здесь количеств – абсолютно равновероятен. Но зададимся другим вопросом: каким должно быть устройство всего окружающего нас мира, чтобы обеспечить равную вероятность каждому из всех возможных варианту перебора? Ведь любая нерегулярность внешней среды повышает вероятность одних событий и существенно понижает возможность других. Кроме того, в этом нерегулярном мире действует большая совокупность строгих физических законов, разрешающих одни события и, напротив, запрещающих другие. А это, в свою очередь, означает, что далеко не все изменения в равной степени возможны.
Пример? Пожалуйста. Если мы встанем где-нибудь на перекрестке и начнем подсчитывать снующих там прохожих, то доля мужчин и женщин в общей их сумме с последовательным ее увеличением должна будет стремиться к одной второй. Но это справедливо только в отвлеченной от реальной жизни теории, в действительности же все будет зависеть от того, когда и где проводится подобное наблюдение. Так, известно, что каждый год в один и тот же день, в один и тот же час на Красной площади проходит военный парад. Здесь в единый строй встает не одна тысяча молодых мужчин одетых в совершенно одинаковую одежду. Между тем статистическая вероятность этого события намного ниже той величины, которая приводилась нами выше. Но даже если и не прибегать к подобным исключениям, общее правило будет все тем же: доля мужчин и женщин будет распределяться в зависимости от того, куда именно обращен наш взор. Прибегая к некоторой условности, мы вправе утверждать, что там, откуда доносится пение ангелов и аромат цветов, распределение будет одним, где развеваются знамена и раздается гром барабанов – совершенно иным, и не считаться с этим нельзя.
Словом, если мы поставим встречный вопрос: какова вероятность существования такой действительности, в рамках которой обеспечивается абсолютно равный шанс для реализации каждого отдельного события из приведенных выше чудовищных более чем астрономических их совокупностей, то обнаружим, что она будет едва ли не сопоставима с приведенной.
Это означает, что подобные, основанные только на статистических законах, оценки возможности самопроизвольного зарождения жизни из какой-то неживой субстанции а также любого (макроэволюционного) изменения ее форм абсолютно неприменимы там, где существует хотя бы какая-нибудь упорядоченность – или даже просто нерегулярность – материи. Кстати сказать, состояние «тепловой смерти» Вселенной, о которой часто упоминается в контексте второго начала термодинамики, – это ведь тоже только одно из всего статистического спектра возможных ее состояний. Но если энергия и в самом деле никуда не исчезает и общее ее количество обязано сохраняться постоянным, движение остается даже при максимальном уровне энтропии. При этом застыть в такой позиции никакая система не может; справедливо говорить лишь о ее колебании около этого уровня. Предельное же состояние, при котором достигается абсолютный уровень энтропии, в статистическом смысле столь же маловероятно, сколь и любое другое, не исключая и прямо противоположное ему, ибо во всех случаях в знаменателе обязана присутствовать одна и та же уравнивающая их величина – бесконечность. Но это значит, что определенная энергетическая нерегулярность даже претерпевшего «тепловую смерть» мира в тех или иных формах обязана воспроизводиться снова и снова. В свою очередь, если уже сама нерегулярность способна порождать какие-то предпочтения, новый цикл развития отнюдь не исключен (если не сказать неизбежен) и в этом случае.
Другими словами, ответа на вопрос о том, какова действительная математическая вероятность случайного самозарождения жизни в полной совокупности именно тех реальных условий, которые имели место на Земле несколько миллиардов лет тому назад, сегодня на самом деле не существует.
Второе и, как кажется, главное. Получаемые результаты вообще не вправе интерпретироваться нами таким образом, что то единственное стечение обстоятельств, которое только и делает возможным самопроизвольное зарождение жизни, возникает лишь после реализации всех других, обреченных на неудачу комбинаций. Математическая вероятность любого события, будь то выпадение игральной кости или отказ компьютера, означает собой совершенно иное, – а именно то, что только при многократном (а еще вернее – неограниченно большом) повторениивсей серии событий шанс какого-то одного из них будет стремиться к расчетной величине. Там же, где история материальной действительности реализуется лишь однажды, возможны любые «чудеса». Так, игральная кость выпадает какой-то (заранее определенной) гранью лишь в среднем один раз из шести. Но ничто не мешает этой (заранее определенной) грани выпасть и сразу. Больше того, ничто не мешает ей выпадать одной и той же гранью все шесть (и больше) раз подряд. Таким образом, всегда остается неустранимая логическими средствами возможность утверждать, что именно так (или почти так, ибо все-таки потребовалось несколько миллиардов лет) в действительности и было на нашей Земле. В противном случае Вселенная и по сию пору оставалась бы абсолютно безжизненной и, следовательно, не было бы ни развитых форм сознания, ни, следовательно, сегодняшней дискуссии о механизмах его формирования.
11
Мировой океан, средняя глубина которого составляет около 4 км, содержит 1350 млн. км3 или 1, 3527 мм3 воды.