|
Откуда взялась жизнь
|
|
|
|
Биология – в переводе с греческого «наука о жизни» – понятия не имеет, откуда взялся предмет ее изучения. Ситуация не уникальная – физики, например, тоже не слишком хорошо понимают, как именно возникли постоянная Планка или сила тяготения. Но только в биологии, пожалуй, вопросы о «начале начал» имеют настолько острое значение.
|
|
|
|
Американский генетик советского происхождения Феодосий Добржанский говорил, что ничто в этой науке не имеет смысла, если оно не пропущено через теорию эволюции.
|
|
|
|
В основании биологической науки лежат классические, описательные дисциплины: зоология, ботаника, микробиология и т.д. И как-то само собой разумеется, что целью изысканий каждой из них является как можно более детальное прояснение той или иной ветви эволюционного древа.
|
 |
|
При этом за последние сто лет огромная часть биологии отпочковалась от исходной, описательной науки и слилась с медициной, образовав единую биомедицинскую отрасль. Для нее характерен другой подход, аналитический. Ученый не просто описывает мышь – он прививает ей новые гены и наблюдает за результатом. Но почему нас так интересуют мыши, обезьяны и дрозофилы? Ответ прост: благодаря теории эволюции мы знаем, что работа мышиного организма принципиально ничем не отличается от работы нашего собственного. Как результат, аналитическая биология позволяет достичь куда большей практической пользы, чем описательная.
|
|
|
|
Но есть и третья форма биологии, которая в наши дни только начинает зарождаться. Сегодняшний «аналитический» биолог модифицирует живой организм, чтобы понять, как он работает. Завтра он будет для этого создавать организмы с нуля – таков подход синтетической биологии.
|
|
|
|
Действительно, самый верный способ разобраться в устройстве любого механизма – это построить его самому. Уже сегодня ученым удается синтезировать в пробирке целые геномы и заставлять их работать в живой клетке. Этот эксперимент однозначно показывает, какие именно гены необходимы для существования жизни – а значит, открывает невиданные возможности для их модификации, видоизменения и подчинения нашей воле. Открытия аналитической биологии делаются «сверху вниз»: организм раскладывается на как можно более базовые компоненты. Синтетическая биология, наоборот, исследует живое «снизу вверх»: из как можно более базовых компонентов составляется целый организм.
|
|
|
|
Но как начать «синтезировать жизнь», если в происхождении жизни так мало понятного? В упомянутом примере с искусственным геномом ученые внедряли его в живую клетку, из которой была удалена собственная ДНК. Таким образом, из двух главных компонентов живого – клетки и содержащихся в ней генов – ученым пока удалось синтезировать только один.
|
|
|
|
Жизнь появилась на Земле около 3,5 – 4 млрд лет назад: по геологическим меркам почти сразу после образования планеты 4,5 млрд лет назад. Но сколько-нибудь серьезная «летопись» сегодняшней биологии начинается значительно позже: к тому моменту клетки уже дышали кислородом, усердно синтезировали тысячи белков, многие из них уже давно объединились в многоклеточные организмы, которые уже умели спариваться, активно искать пищу и даже запоминать информацию.
|
|
|
|
Для синтетического биолога принципиальны самые древние, потерянные в веках этапы эволюции, в ходе которых были заложены базовые принципы организации живого. Почему, например, белки состоят исключительно из левовращающих аминокислот? Химическая структура этих «бусин» белковых цепей такова, что они могут существовать в двух зеркально отраженных формах, называемых лево- и правовращающими. Казалось бы, химические свойства этих молекул не различаются: они состоят из одних и тех же атомов на одних и тех же расстояниях друг от друга. Тем не менее, все живое использует исключительно левовращающие аминокислоты.
|
|
|
|
Есть ли в этом глубокий смысл, или это случайность, унаследованная нами от «первородной» клетки? Можно ли создать «правовращающий белок»? «Правовращающий организм»? Будут ли они отличаться от других живых существ? Эти загадки напрямую связаны с происхождением жизни. Список можно продолжать: обязателен ли фосфор в ДНК? Возможна ли жизнь без клетки? Какие химические вещества необходимы для самовоспроизведения? Практические возможности, скрытые за этими вопросами, безграничны.
|
|
|
|
Даже если жизнь была занесена на Землю из космоса, как считают многие, это никак не отменяет вопросы, стоящие перед эволюционной – и синтетической – биологией будущего. Если жизнь появилась не на Земле, то где, и главное – как? Вполне вероятно, что эта загадка так и останется нерешенной – хотя никто не знает, какие открытия принесет завтрашний день.
|
|
|
|
http://naked-science.ru/article/nakedscience/bilogy5
|
