Возникновение биологической организации - Кастлер Г.
Скачать (прямая ссылка):
Число случаев, благоприятных для возникновения жизни. Общее число случаев, при которых в результате созидательных актов может возникнуть жизнь, равно произведению числа различных пригодных для этого участков на число случаев, когда это событие могло бы произойти. Число участков равно отношению общего пригодного объема к объему, которым должны удовлетвориться компоненты будущих структур (перекрыванием компонентов мы здесь пренебрегаем). Верхним пределом общего объема будем считать всю поверхность Земли (5-1018 см2), покрытую слоем воды толщиной 1 м, т. е. 5 • 1020 см3. Разумеется, минимальный объем совокупности компонентов не должен быть меньше объема бактерии, т. е. 1 • 10-12 см3. Таким образом, число пригодных участков не может превышать 5 - 1032. Для получения нижнего предела допустим, что поверхностью раздела, на которой может происходить упорядочение, служит только берег океана. Пусть береговая линия имеет длину 5-1010 см, т. е. может примерно 10 раз обвиться вокруг земного шара. Допустим, что размеры элементарного объема ни в одном направлении не превышают 1 см; вряд ли эта величина может быть намного больше, если компоненты будущей системы должны достаточно быстро встретиться друг с другом вследствие диффузии. Получающееся при этом число участков равно 5- 1010. Таким образом, мы находим, что число участков, пригодных для случайного образования
живых структур, лежит между 5-1010 и 5 - 1032. Данная оценка весьма груба, и, вероятно, без особого труда этот интервал удастся заметно сузить.
Промежуток времени, в течение которого в «густом, теплом, соленом бульоне», содержащем сколько угодно потенциально пригодных «строительных блоков», могла бы возникнуть жизнь, следует оценить примерно в 2-109 лет, или 2-1013 час. Время, отведеннное для одного «акта создания», ограничено, с одной стороны, скоростью образования макромолекул и более сложных структур, а с другой — тем, как долго незаконченная структура может существовать, ожидая возможного завершения. Это минимальное время, разумеется, никак не меньше одного часа, т. е. времени, требующегося для того, чтобы при умеренно благоприятных условиях из одной бактерии образовалась другая. Верхним пределом можно считать время, превышающее указанное в 1010 раз, что совпадает с грубой оценкой отношения скорости реакции при наличии ферментного катализа к ее скорости в отсутствие такого катализа [13]. Отсюда следует, что в каждом пригодном участке число случаев, благоприятных для акта создания (в результате которого могла бы возникнуть некая система, обладающая основными признаками живого), варьирует от 2- 10® до 2-1013.
Умножая число участков (от 5-1010 до 5-1032) на число случаев (от 2 • 103 до 2 • 1013), получаем, что общее число случаев, которые могли бы привести к возникновению жизни, лежит между 10й (произведение двух нижних оценок) и 1046 (произведение двух верхних оценок) с точностью для каждой границы интервала в несколько порядков величин. По-видимому, задача сужения этого огромного интервала, простирающегося более чем на 30 порядков, не должна наталкиваться на серьезные затруднения; однако для наших целей решать ее не обязательно. Достаточно сказать, что любое событие того типа, о котором идет речь, должно произойти, если его вероятность больше Ю-10, и не должно наступить (или наступит не более чем один раз), если его вероятность меньше 10-50.
Выводы. Значительно завышенная оценка числа случаев, при которых «строительные блоки» (органические
молекулы) могли бы соединиться и образовать живую структуру, равна 1048. Весьма заниженная оценка объема существенной информации в простом живом организме, рассматриваемом как упорядоченная система тех же блоков, составляет 1000 бит, что соответствует вероятности, равной 10~301. Следовательно, вероятность возникновения жизни в результате случайного наступления какого-либо одного из этих Ю46 событий, приблизительно равна 10-255. Если мы воспользуемся более высокой оценкой объема информации, то искомая вероятность соответственно уменьшится. Из чрезвычайной малости этой величины вытекает фактическая невозможность появления жизни в результате случайного соединения молекул. Предположение о том, что живая структура могла бы возникнуть в одном акте вследствие случайного соединения молекул, следует отвергнуть. Конечно, даже практически невозможное событие может произойти однажды, но более чем один раз оно не произойдет. Отсюда следует, что если бы жизнь возникла таким чрезвычайно невероятным способом, то, безусловно, ни на Земле, ни где-либо в космическом пространстве не могла бы существовать какая-то иная жизнь, другого происхождения. Если на Марсе будет найдена жизнь внеземного происхождения, то тем самым будет опровергнута гипотеза возникновения жизни в результате случайного соединения молекул. Во всяком случае, представляется более перспективным искать такой механизм, который не предусматривает столь чудовищно маловероятных происшествий ’.
1 В уже цитированной работе (см. примечание к стр. 16) была также подсчитана вероятность образования биологически «осмысленной» молекулы ДНК в результате случайной комбинации нуклеотидов за время существования Земли. Сильно завышенная оценка дала величину около 10~800. Из этого был сделан вывод (к которому приходит фактически и автор в последующих разделах этой книги), что «осмысленной» стала бы почти любая нз случайно образовавшихся структур, удовлетворяющая некоторым весьма общим требованиям. Кажущаяся уникальная специфичность существующих последовательностей обусловлена тем фактом, что именно эти последовательности — в принципе ничем не лучше и не хуже других — образовались и закрепились в процессе химической и биологической эволюции. Короче говоря, могли бы быть н другие последовательности! — Прим. ред.
