Кто узаконил „энергетическую валюту”?

У земной жизни есть ещё одна общая черта. Все организмы используют в качестве „энергетической валюты” одну и ту же достаточно сложную молекулу аденозинтрифосфата (АТФ). Неужели невозможны другие молекулы с близкими свойствами?! Трудно поверить.

Распространено представление, будто АТФ выбран Природой, поскольку является наиболее эффективным энергоносителем. Но это мнение неверно. Даже в том урезанном варианте биохимии, который существует на Земле и использует энергию фосфатных связей, известны молекулы с более высокими энергетическими свойствами.

„ Различные другие соединения в биологических системах имеют высокий потенциал переноса фосфатной группы. Некоторые из них, такие как фосфоенолпируват, ацетилфосфат и креатинфосфат обладают более высоким потенциалом переноса фосфатной группы, чем АТФ ” [Страйер, 1985]

Но, если АТФ не является рекордсменом, то чем же объясняют биохимики его 100%-ную победу над всеми конкурентами? Объясняют тем, что энергетический потенциал АТФ оказался наилучшим компромиссом для противоречивых сил естественного отбора при выработке биохимии организмов. Во всех организмах – у животных, растений, грибов, микоплазм и т.д. – один и тот же наилучший компромисс? Снова-таки, трудно поверить!

* * *

Между пятью рассмотренными явлениями, пятью единствами – хиральности, аминокислотного набора, генетического алфавита, кода и энергоносителя – есть много общего. Все они:

– касаются жизни на Земле;

– полностью проявили себя уже к моменту расселения первых примитивных клеток;

– своей одновариантностью противоречат общему широкому разнообразию форм жизни и ожидаемым результатам предбиологической эволюции;

– все они полезны, поскольку уменьшают противоречивость биологической эволюции, и тем ускоряют её.

В каждом случае победивший вариант, действительно, мог чем-то незначительно превосходить остальные. И всё-таки, при поразительном богатстве проявлений Жизни это не объясняет полного отсутствия других вариантов. Сложилась парадоксальная ситуация – широчайшее, невообразимое разнообразие Жизни на уровнях клеток, тканей, органов, организмов и популяций, и здесь же, жёсткое ограничение единственным вариантом биохимии!

Для удобства изложения введём объединяющий термин. Общие параметры земной биохимии – хиральность аминокислот и сахаров, используемый набор аминокислот (перечисленный в гл. 4.2.3.), нуклеотидный алфавит и код РНК и ДНК (указанные в гл. 4.2.4.) и АТФ в качестве „энергетической валюты” – назовём биохимическими константами Земли.

Заметим, что в биохимической константности, как и в других перечисленных фактах, нет прямого нарушения законов Природы. Наблюдается лишь резкое отклонение от ожидаемых вероятностей событий. Невероятно, чтобы Жизнь пренебрегла половиной питательных веществ только потому, что у них „не та” хиральность. Невероятно, чтобы повсеместно протекающая предбиологическая эволюция всюду предложила Жизни одинаковый набор аминокислот, одинаковый генетический алфавит, наконец, сформировала совершенно одинаковый генетический код и выработала (в неживой Природе его нет) один и тот же энергоноситель. Невероятно, чтобы, рядом с сохранением от начала жизни примитивных видов клеток, среди почти двух миллионов известных биологических видов не сохранилось никаких следов эволюции биохимии – ни предшествующего набора аминокислот, ни прошлых, более простых вариантов генетического алфавита и кода.

И уж вовсе невероятно, чтобы на одной и той же планете случайно объединилось столько невероятных событий!В такой ситуации, ни о какой случайности и речи быть не может. „Обязана” существовать вполне материальная причина невероятных совпадений, которую нужно найти. А пока мы вправе заключить следующее.

В начале земной биологической эволюции произошло резкое нарушение ожидаемых вероятностей процессов, которое ограничило всю биохимию единственным вариантом хиральности молекул, набора аминокислот, „энергетической валюты”, генетического алфавита и кода, чем была ускорена последующая эволюция организмов.

Ту же мысль можно выразить иначе. Жизнь на нашей планете, с самого начала, выглядит как последствие предварительной селекции, проведенной где-то за пределами Земли, и тщательно устранившей все прочие варианты биохимических констант.

Заметим, что выбранный вариант констант отнюдь не явился пределом биохимического совершенства. Не повышена плотность генетической памяти путём использования шести нуклеотидов – они позволили бы „дуплетом”, а не триплетом нуклеотидов кодировать 36 позиций (скажем, 34 аминокислоты, а также сигналы „старт” и „стоп”). Не расширен ассортимент аминокислот до 62-х (или хотя бы до 34-х, при „дуплетном” кодировании). Не использована более эффективная „энергетическая валюта”, чем АТФ, и т.д.

Иначе говоря, эволюция биохимии остановилась на одной из промежуточных стадий, что требует от нас глубокого осмысливания и объяснения. Этот факт сочетается с несомненной пользой от унификации биохимии, поскольку единство биохимических констант на всей планете ускорило последующую эволюцию.

Когда обнаруживается необъяснимое нарушение вероятностей естественных процессов, причём нарушение, приносящее определённую пользу – как это ни сопоставить с удивительной способностью живой материи изменять вероятности событий в своих интересах! Способностью, которая наиболее ярко выражена у разумных существ (см. гл. 1.7., 1.8.) … Выходит – нужно искать связь событий с действиями разумных существ.

Действительно, можно предположить, что остановка эволюции биохимии на промежуточном варианте объясняется именно появлением разумных существ. Вероятно, после рождения простейшего варианта генетического кода, его дальнейшее совершенствование протекало очень медленно, многие миллиарды лет, а параллельно шёл общий процесс биологической эволюции. Когда эволюция достигла уровня разумных существ, и они осознали свою ответственность за дальнейшую судьбу Жизни в Космосе, наступил ответственный период посева Жизни на планетах других звёзд. По сравнению с очень долгой эволюцией генетического кода, этот период оказался значительно короче, за этот период биохимические константы, практически, не изменялись. Хотя на планете „Отцов”, вероятно, ещё существовали формы жизни с другими биохимическими константами, был сделан естественный выбор в пользу „посева” на других планетах только одного варианта биохимии – наиболее „родного”, присущего самим разумным существам.

Дата добавления: 2015-07-08