მაშ, როგორ გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე? ამ კითხვაზე პასუხის გაცემის თანამედროვე მცდელობები შეიძლება დათარიღდეს ჩვენი საუკუნის 20-იანი წლებით და მიეწეროს რუს ბიოქიმიკოსს, ა. ი. ოპარინს. იმ დროიდან მოყოლებული მან და სხვა მეცნიერებმა შეიმუშავეს სამმოქმედებიანი დრამის სცენარისმაგვარი თეორია, რომელიც, მათი აზრით, აღწერს პლანეტა დედამიწის სცენაზე მიმდინარე მოვლენებს. პირველ მოქმედებაში მიწის ელემენტები ანუ ნედლეული მოლეკულათა ჯგუფებად გარდაიქმნება. ამას მოჰყვება ნახტომი დიდი მოლეკულებისკენ. დრამის ბოლო მოქმედებაში კი ნაჩვენებია ნახტომი პირველი ცოცხალი უჯრედისკენ. მაგრამ მართლა ასე მოხდა ყველაფერი?

დრამის ძირითადი არსია, რომ დედამიწის პირველადი ატმოსფერო ძალიან განსხვავდებოდა დღევანდელისგან. ერთი თეორია ვარაუდობს, რომ თავისუფალი ჟანგბადი თითქმის არ არსებობდა და აზოტის, წყალბადისა და ნახშირბადის შეერთებით წარმოიქმნებოდა ამიაკი და მეთანი. თეორიის თანახმად, ამ აირებისა და წყლის ორთქლისგან შემდგარ ატმოსფეროზე ელვისა და ულტრაიისფერი გამოსხივების ზემოქმედებით შეიქმნა ნახშირწყლები და ამინომჟავები. მაგრამ გახსოვდეთ: ეს მხოლოდ თეორიაა.

თეორიული დრამის თანახმად, ეს მოლეკულური ნაერთები დაცურავდნენ ოკეანეებში ან სხვა წყლებში. დიდი ხნის განმავლობაში ნახშირწყლები, მჟავები და სხვა ნაერთები გროვდებოდა „პრებიონტურ ბულიონში“, სადაც, მაგალითად ამინომჟავებმა ერთმანეთთან შეერთებით წარმოქმნეს ცილები. მოვლენების ამ თეორიული განვითარების თანახმად, სხვა ნაერთებმა, რომლებსაც ნუკლეოტიდები ეწოდება, წარმოქმნა ჯაჭვები და იქცა ნუკლეინმჟავად, მაგალითად დნმ-ად. როგორც ვარაუდობდნენ, ყოველივე ამან მოლეკულური დრამის საბოლოო მოქმედება განაპირობა.

ეს უკანასკნელი დაუსაბუთებელი მოქმედება შეიძლება დახასიათდეს როგორც სამიჯნურო თავგადასავალი. ცილის მოლეკულები შეხვდნენ დნმ-ს მოლეკულებს, იცნეს ერთიმეორე და გადაეხვივნენ. შემდეგ, სანამ სცენის ფარდა დაეშვებოდა, პირველი ცოცხალი უჯრედიც დაიბადა. თქვენ რომ ამ დრამისთვის „გეყურათ“, შეიძლება დაგბადებოდათ კითხვები: სიმართლეა ეს თუ მონაგონი? ნუთუ ასე გაჩნდა სიცოცხლე დედამიწაზე?

სიცოცხლის წარმოშობა ლაბორატორიაში?

50-იანი წლების დასაწყისში მეცნიერებმა გადაწყვიტეს ალექსანდრე ოპარინის თეორიის შემოწმება. ცოცხალი რომ მხოლოდ ცოცხალისგან წარმოიშობა, დადგენილი ფაქტი იყო, მაგრამ მეცნიერებმა ივარაუდეს, რომ, თუ წარსულში სხვაგვარი პირობები იყო, ცოცხალი შეიძლება თანდათანობით წარმოქმნილიყო არაცოცხალისგან. შეიძლებოდა ამის დამტკიცება? სტენლი ლ. მილერმა, როცა მუშაობდა ჰაროლდ იურის ლაბორატორიაში, წყალბადის, ამიაკის, მეთანისა და წყლის ორთქლის ნარევი (მისი აზრით ასეთი იყო, პირველყოფილი ატმოსფერო) ჩაუშვა ჰერმეტულ კოლბაში, რომელშიც ჩასხმული იყო მდუღარე წყალი (ის ოკეანეს წარმოსახავდა) და ამ ნარევში ელექტრული განმუხტვა (ის ელვას წარმოსახავდა) მოახდინა. ერთ კვირაში გამოჩნდა მოწითალო ბლანტი ნივთიერება და ანალიზის შედეგად მილერმა აღმოაჩინა, რომ ის სავსე იყო ამინომჟავებით — ცილების შემადგენელი მოლეკულებით. თქვენ, ალბათ, უკვე გსმენიათ ამ ექსპერიმენტის შესახებ, ვინაიდან წლების მანძილზე მას იყენებენ სამეცნიერო ნაშრომებსა და სკოლის სახელმძღვანელოებში, თითქოს მისით აიხსნება დედამიწაზე სიცოცხლის დასაწყისი. მაგრამ მართლა ასე წარმოიშვა სიცოცხლე?

სინამდვილეში, მილერის ექსპერიმენტს დღეს სერიოზული ეჭვის თვალით უყურებენ (იხილეთ „კლასიკური, მაგრამ საეჭვო“, გვერდები 36, 37). მიუხედავად ამისა, ამ ცდის მოჩვენებითმა წარმატებამ განაპირობა სხვა ცდები, რომლების დროსაც ნუკლეინმჟავებში (დნმ-სა და რნმ-ში) არსებული ნაერთებიც კი წარმოქმნეს. ამ დარგის სპეციალისტები (ზოგჯერ ეწოდებათ მეცნიერები სიცოცხლის წარმოშობის საკითხში) ოპტიმისტურად განეწყვნენ, რადგან ეგონათ, რომ გაიმეორეს მოლეკულური დრამის პირველი მოქმედება. აგრეთვე ეგონათ, რომ ამას უნდა მოჰყოლოდა მეორე და მესამე მოქმედებების ლაბორატორიული ვერსიები. ქიმიის პროფესორი აცხადებდა: „მალე გვექნება იმის ახსნა, თუ როგორ გაჩნდა პირველი ცოცხალი ორგანიზმი ევოლუციური პროცესების საშუალებით“. სამეცნიერო სტატიების მწერალი კი შენიშნავდა: «კრიტიკოსები ვარაუდობდნენ, რომ მერი შელის „დ-რ ფრანკენშტაინის“ მსგავსად, მეცნიერები თავიანთ ლაბორატორიებში მალე შექმნიდნენ ცოცხალ ორგანიზმებს და ამგვარად დაწვრილებით აჩვენებდნენ, თუ როგორ წარმოიშვა სიცოცხლე“ ». მრავალს ეგონა, რომ სიცოცხლის თვითჩასახვის საიდუმლოებას ნათელი მოეფინა (იხილეთ „მარჯვენა, მარცხენა“, გვერდი 38).

შეხედულებები იცვლება — გამოცანები რჩება

წლების შემდეგ ოპტიმიზმი განქარდა. გავიდა ათწლეულები, ხოლო სიცოცხლის საიდუმლოება ამოუცნობი დარჩა. თავისი ექსპერიმენტიდან დაახლოებით 40 წლის შემდეგ პროფესორმა მილერმა ჟურნალ „საიენტიფიკ ამერიკენის“ რედაქციას ინტერვიუს დროს უთხრა: „სიცოცხლის წარმოშობის პრობლემა ბევრად უფრო რთული აღმოჩნდა, ვიდრე მე და სხვა მრავალს წარმოგვედგინა“. სხვა მეცნიერებიც იზიარებენ თვალსაზრისის ამ ცვლილებას. მაგალითად, 1969 წელს ბიოლოგიის პროფესორი დინ ჰ. კენიონი წიგნ „ბიოქიმიური წინასწარ განსაზღვრის“ (Biochemical Predestination) ერთ-ერთი ავტორი გახდა. მაგრამ მოგვიანებით მან დაასკვნა: „ყოვლად დაუჯერებელია, რომ ყოველგვარი დახმარების გარეშე მატერია და ენერგია ცოცხალ ორგანიზმებად ჩამოყალიბდა“.

მართლაც, ლაბორატორიული ცდები მხარს უჭერს კენიონის შეფასებას, რომ „სიცოცხლის ქიმიური პროცესებით წარმოშობის ყველა თანამედროვე თეორიას მნიშვნელოვანი ნაკლი აქვს“. მილერისა და სხვების მიერ ამინომჟავების სინთეზის შემდეგ მეცნიერებმა გადაწყვიტეს, მიეღოთ ცილები და დნმ, რაც აუცილებელია სიცოცხლისთვის დედამიწაზე. რა შედეგები გამოიღო ათასობით ექსპერიმენტმა, რომლებიც ეგრეთ წოდებულ პრებიონტურ გარემოში ჩაატარეს? წიგნში „სიცოცხლის წარმოშობის საიდუმლოება: თანამედროვე თეორიების გადასინჯვა“ შენიშნულია: „სასწაულებრივი სხვაობაა ამინომჟავების სინთეზის საკითხში მიღწეულ ღირსშესანიშნავ წარმატებასა და ცილისა და დნმ-ს სინთეზის მცდელობებში ერთმანეთზე მიყოლებულ წარუმატებლობას შორის“. ცილისა და დნმ-ის სინთეზის მცდელობები „მუდმივი წარუმატებლობით“ ხასიათდება.

თუ საკითხს საღად შევხედავთ, ეს საიდუმლო უფრო მეტის მომცველია, ვიდრე პირველი ცილისა და ნუკლეინმჟავას (დნმ-სა თუ რნმ-ს) მოლეკულების გაჩენის პროცესი. ამ საიდუმლოში შედის მათი ერთობლივი მოქმედების პროცესიც. „მხოლოდ ამ ორი მოლეკულის შეთანხმებული მოქმედების წყალობით არსებობს დედამიწაზე სიცოცხლე“, — ნათქვამია „ახალ ბრიტანულ ენციკლოპედიაში“. მაგრამ ენციკლოპედია შენიშნავს, რომ ამ შეთანხმებული მოქმედების დაწყება „უმთავრესი და გადაუწყვეტელი პრობლემაა სიცოცხლის წარმოშობის საკითხში“. ეს მართლაც ასეა.

დანართი I, „შეთანხმებული მოქმედება სიცოცხლისთვის“ (გვერდები 45–47), განიხილავს ჩვენს უჯრედებში ცილებსა და ნუკლეინმჟავებს შორის მიმდინარე საოცარი შეთანხმებული მოქმედების უმთავრეს დეტალებს. ჩვენი სხეულის უჯრედებზე შექმნილი ასეთი მცირეოდენი წარმოდგენაც კი ჩვენში აღტაცებას იწვევს იმ შრომის გამო, რომელიც მეცნიერებს აქვთ გაწეული ამ დარგში. მათ ნათელი მოჰფინეს უაღრესად რთულ პროცესებს, რომლებსაც თითქმის არავინ უფიქრდება და რომლებიც ჩვენი სიცოცხლის ნებისმიერ მომენტში მიმდინარეობს. მეორე მხრივ, ეს პროცესები იმდენად რთული და ზუსტია, რომ ვუბრუნდებით კითხვას: როგორ გაჩნდა ყოველივე ეს?

შეიძლება იცით, რომ სიცოცხლის წარმოშობის საკითხით დაკავებული მეცნიერები არ წყვეტენ მცდელობებს, რომ შექმნან სიცოცხლის წარმოშობის დრამის დამაჯერებელი სცენარი. მიუხედავად ამისა, ამ მეცნიერების მიერ შემუშავებული ახალი „სცენარები“ არ არის დამაჯერებელი. (იხილეთ დანართი II, «„რნმ-ს სამყაროდან“ თუ სხვა სამყაროდან?», გვერდი 48). მაგალითად, კლაუს დოზემ (მაინცის ბიოქიმიის ინსტიტუტი, გერმანია) აღნიშნა: „დღესდღეობით ყველა მსჯელობა ძირითად თეორიებსა და ცდებთან დაკავშირებით ამ დარგში ან ჩიხშია მომწყვდეული, ან საკითხის არცოდნის აღიარებამდეა მისული“.

სიცოცხლის წარმოშობის საკითხთან დაკავშირებულ საერთაშორისო კონფერენციაზეც კი, რომელიც 1 996 წელს გაიმართა, პრობლემის არანაირი გადაჭრა არ იყო შემოთავაზებული. ნაცვლად ამისა, ჟურნალი „საიენსი“ იტყობინებოდა, რომ იქ შეკრებილი 300-მდე მეცნიერი „შეერკინა იმ საიდუმლოებას, თუ როგორ გაჩნდა [დნმ-სა და რნმ-ს] პირველი მოლეკულები და როგორ გარდაიქმნა ისინი შთამომავლობის თვითწარმომქმნელ უჯრედებად“.

იმის შესასწავლად და, მით უმეტეს, ასახსნელად, თუ რა ხდება ჩვენს უჯრედებში მოლეკულურ დონეზე, ინტელექტი და სპეციალური განათლება იყო საჭირო. აქედან გამომდინარე, გონივრულია, დავიჯეროთ, რომ „პრებიონტურ ბულიონში“ რთული პროცესები მიმდინარეობდა უმართავად, თავისთავად და შემთხვევით? თუ რაღაც სხვაში იყო საქმე?

რატომაა ამდენი გამოცანა?

დღეს შეიძლება გადავხედოთ დაახლოებით ორმოცდაათწლიან ვარაუდებსა და ათასობით მცდელობას, რომლებიც სიცოცხლის თავისთავად წარმოშობის დასამტკიცებლად იყო გამიზნული. და თუ ამას გავაკეთებთ, შეუძლებელია არ დავეთანხმოთ ნობელის პრემიის ლაურეატს, ფრანსის კრიკს. სიცოცხლის წარმოშობის თეორიებზე საუბრისას კრიკმა აღნიშნა, რომ „ძალიან ბევრი ვარაუდია აგებული ძალიან ცოტა ფაქტზე“. ამიტომ გასაგებია, თუ რატომ მიდიან ამ ფაქტების მკვლევარი მეცნიერები შემდეგ დასკვნამდე: სიცოცხლე საკმაოდ რთულია, რომ უეცრად გაჩნდეს თვით კარგად მოწყობილ ლაბორატორიაშიც კი, უმართავ გარემო პირობებზე რომ აღარ ვილაპარაკოთ.

რატომ განაგრძობს ზოგი მეცნიერი ამგვარი თეორიების დაცვას, როცა, მეცნიერული პროგრესის მიუხედავად, შეუძლებელია სიცოცხლის თავისით წარმოშობის დამტკიცება? რამდენიმე ათეული წლის წინ პროფესორმა ჯ. დ. ბერნალმა წიგნ „სიცოცხლის წარმოშობაში“ (The Origin of Life) გარკვეულწილად უპასუხა ამ კითხვას: „ამ საკითხის მიმართ [სიცოცხლის თვითჩასახვა] მეცნიერული მეთოდების მკაცრი კრიტერიუმების წაყენებით, შესაძლებელია თეორიაში რამდენიმე ადგილას იმის კარგად ჩვენება, თუ რატომ ვერ ჩაისახებოდა სიცოცხლე თავისით; ალბათობა იმისა, რომ ეს არ ხდებოდა, ძალიან დიდია, სიცოცხლის აღმოცენების შესაძლებლობა კი — ძალიან მცირე“. მან დასძინა: „ამ თვალსაზრისიდან გამომდინარე, სამწუხაროა, რომ სიცოცხლე დედამიწაზე მთელი თავისი მრავალფეროვნებითა და პროცესებით უკვე არსებობს და მისი არსებობის მხარდასაჭერად არგუმენტების დამახინჯებაა საჭირო“. მას შემდეგ სიტუაცია არ გამოსწორებულა.

ყურადღება მიაქციეთ ასეთ მსჯელობაში ჩადებულ აზრს. ეს იმის მსგავსი იქნებოდა, რომ გვეთქვა: მეცნიერული თვალსაზრისით სწორია იმის თქმა, რომ სიცოცხლე თავისით ვერ წარმოიშობოდა. მაგრამ სიცოცხლის თავისთავად ჩასახვა წარმოადგენს ერთადერთ შესაძლებლობას, რომელსაც ანგარიშს გავუწევთ. მაშასადამე, აუცილებელია არგუმენტების მორგება, რომ მხარი დავუჭიროთ სიცოცხლის თავისთავადი ჩასახვის ჰიპოთეზას. ეთანხმებით ასეთ ლოგიკას? განა ამგვარი ლოგიკა ფაქტების მრავალნაირად „მორგებას“ არ მოითხოვს?

მიუხედავად ამისა, არიან მცოდნე და ცნობილი მეცნიერები, რომლებიც არ ამახინჯებენ ფაქტებს სიცოცხლის წარმოშობის გაბატონებული ფილოსოფიის მხარდაჭერის მიზნით. პირიქით, მათ ფაქტებზე დაფუძნებით გამოაქვთ გონივრული დასკვნა. რა ფაქტებსა და დასკვნაზეა საუბარი?

ინფორმაცია და ინტელექტი

დოკუმენტურ ფილმში ინტერვიუს დროს პოლონეთის მეცნიერებათა აკადემიის დენდროლოგიის ინსტიტუტის ცნობილმა გენეტიკოსმა, პროფესორმა მაჩეი გიერტიხმა თქვა:

„ჩვენთვის ცნობილი გახდა, რომ გენები შეიცავს უამრავ ინფორმაციას. მეცნიერები ვერ ხსნიან, როგორ გაჩნდა ეს ინფორმაცია თავისით. ამისთვის ინტელექტი იყო საჭირო; შეუძლებელია ინფორმაციის შემთხვევით გაჩენა. ასოების არევით სიტყვები არ წარმოიქმნება“. მან დაამატა: „მაგალითად, დნმ-ს, რნმ-სა და ცილის საკმაოდ რთული მასინთეზირებელი სისტემა უჯრედში დასაწყისშივე სრულყოფილი უნდა ყოფილიყო. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ცოცხალი ორგანიზმები ვერ იარსებებდა. ერთადერთი ლოგიკური ახსნა იმაში შედგება, რომ ამ უამრავი ინფორმაციის წყარო იყო ინტელექტი“.

[ჩარჩო/სურათი 36, 37 გვერდებზე]

კლასიკური, მაგრამ საეჭვო

სტენლი მილერის მიერ 1953 წელს ჩატარებული ექსპერიმენტი ხშირად მოყავთ, როგორც იმის მტკიცება, რომ წარსულში შეიძლება მომხდარიყო სიცოცხლის თავისთავადი ჩასახვა. მაგრამ მილერის ახსნა დაფუძნებულია ვარაუდზე, რომ დედამიწის პირველად ატმოსფეროს „აღმდგენი“ თვისება ახასიათებდა. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ ამ ატმოსფეროში თავისუფალი (მოლეკულური) ჟანგბადის შემცველობა ძალიან დაბალი იყო. რატომ?

წიგნი „სიცოცხლის წარმოშობის საიდუმლოება: თანამედროვე თეორიების გადასინჯვა“ (The Mystery of Life’s Origin: Reassessing Current Theories) აღნიშნავს, რომ თავისუფალი ჟანგბადი უფრო მეტი რაოდენობით რომ ყოფილიყო, ‘ვერც ერთი ამინომჟავა ვერ წარმოიქმნებოდა და შემთხვევით რომ წარმოქმნილიყო კიდეც, მაშინვე დაიშლებოდა’a. რამდენად საფუძვლიანი იყო მილერის ვარაუდი ეგრეთ წოდებულ პირველად ატმოსფეროსთან დაკავშირებით?

ექსპერიმენტის ჩატარებიდან ორი წლის შემდეგ გამოქვეყნებულ კლასიკურ ნაშრომში მილერი წერდა: „რა თქმა უნდა, ეს იდეები ვარაუდებია, რადგან ჩვენ არ ვიცით, ახასიათებდა თუ არა დედამიწის პირველად ატმოსფეროს აღმდგენი თვისებები. . . ჯერჯერობით არც ერთი უშუალო მტკიცება არ არის ნაპოვნი“ („ამერიკის ქიმიური საზოგადოების ჟურნალი“, 1955 წლის 12 მაისი [Journal of the American Chemical Society]).

მას შემდეგ თუ იქნა აღმოჩენილი რაიმე მტკიცება? დაახლოებით 25 წლის შემდეგ სამეცნიერო სტატიების ავტორი რობერტ კაუენი იტყობინებოდა: „მეცნიერებს თავიანთი ვარაუდების გადასინჯვა უწევთ. . . თითქმის არანაირი მტკიცება არ აღმოჩენილა იმ თვალსაზრისის მხარდასაჭერად, რომ ატმოსფერო წყალბადით მდიდარი და უაღრესად აღმდგენი თვისების მქონე იყო, პირიქით, ზოგი ფაქტი საწინააღმდეგოზე მეტყველებს“ (Technology Review, 1981 წლის აპრილი).

რა შეიძლება ითქვას შემდგომ პერიოდზე? 1991 წელს ჯონ ჰორგანმა მეცნიერულ ჟურნალში „საიენტიფიკ ამერიკენ“ დაწერა: „სადღაც ბოლო ათწლეულში გაიზარდა ეჭვები ჰაროლდ იურისა და მილერის მიერ ატმოსფეროსთან დაკავშირებით წამოყენებული ვარაუდების მიმართ. ლაბორატორიული ცდები და კომპიუტერის დახმარებით შემუშავებული პირველადი ატმოსფეროს მოდელი. . . ცხადყოფს, რომ მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება, რასაც დღეს ოზონის ფენა აკავებს, დაშლიდა ატმოსფეროში არსებულ წყალბადის შემცველ მოლეკულებს. . . ამგვარი ატმოსფერო [ნახშირორჟანგისა და აზოტის შემცველი] ხელს არ შეუწყობდა ამინომჟავებისა და სიცოცხლის სხვა პრებიონტების სინთეზს“.

მაშ, რატომღა ემხრობა მრავალი იმას, რომ დედამიწის პირველადი ატმოსფერო აღმდგენი თვისებით ხასიათდებოდა, რადგან ჟანგბადს მცირე რაოდენობით შეიცავდა? ნაშრომში „მოლეკულური ევოლუცია და სიცოცხლის წარმოშობა“ (Molecular Evolution and the Origin of Life) სიდნი უ. ფოქსი და კლაუს დოზე პასუხობენ: ატმოსფეროში არ უნდა ყოფილიყო ჟანგბადი და ამის მიზეზი ის არის, რომ „ლაბორატორიული ცდების თანახმად, ქიმიურ ევოლუციას. . . დიდად დააბრკოლებდა ჟანგბადი“, აგრეთვე ისეთი ნაერთები, როგორიცაა ამინომჟავები, „[ატმოსფეროში] ჟანგბადის არსებობის შემთხვევაში ვერ ინარჩუნებს მდგრადობას გეოლოგიური პერიოდების განმავლობაში“.

განა დამაჯერებელია ეს მსჯელობა? როგორც ამბობენ, პირველად ატმოსფეროს აღმდგენი თვისება ჰქონდა, რადგან სხვაგვარად სიცოცხლის თავისთავად ჩასახვა არ მოხდებოდა. მაგრამ, სინამდვილეში, არავითარი დამადასტურებელი მტკიცება არ არსებობს, რომ მას აღმდგენი თვისება ჰქონდა.

ყურადსაღებია კიდევ ერთი მრავლისმეტყველი დეტალი: თუ გაზების ნარევი წარმოადგენს ატმოსფეროს, ელექტრული განმუხტვა — ელვას, მდუღარე წყალი კი — ოკეანეს, რას ან ვის წარმოადგენენ მეცნიერები, რომლებმაც ჩაატარეს ეს ექსპერიმენტი?

[სქოლიო]