При всем разнообразии ныне существующих на Земле форм жизни у них есть общее: главные молекулярные механизмы у современных организмов, как было неоднократно показано, одни и те же. Установление этой общности биохимической организации -- одно из крупнейших открытий за последние сто лет. Нет никакого сомнения, что оно проливает свет на историю эволюции. Но, как мне кажется, при рассмотрении самых первых этапов эволюции концепция единства биохимической организации не приносит большой пользы. Сказанное противоречит наиболее широко распространенной точке зрения относительно зарождения жизни. Принято считать, что до возникновения первых организмов, или, иными словами, до возникновения систем, способных к неопределенно долгой эволюции под действием естественного отбора, происходила иная, химическая эволюция, в ходе которой образовался некий набор молекул, своего рода универсальный конструктор, из которого "собраны" ныне существующие организмы. В этот набор входили аминокислоты, сахара и молекулы других типов. ...

И все же первоначальные предположения не нашли подтверждения.
     ...
     Конечно, мы можем продолжать считать, что первые организмы были образованны из молекул тех же типов, что и современные, но такую точку зрения нужно рассматривать лишь как гипотезу, не имеющую подтверждений.
     На самом деле имеется много оснований для сомнений. Прежде всего вспомним об исключительной сложности и взаимосвязанности основных биохимических процессов. Первые организмы не могли быть устроены таким образом. В них должны были действовать относительно простые "молекулярные машины", которые могли без особого труда вступать во взаимодействие и которые "работали" проще (выражаясь фигурально, это были копья, а не пулеметы). ...

Очевидно, что современные живые существа на всех уровнях их организации устроены очень сложно. Классическим примером сложного многокомпонентного устройства может служить глаз, который, для того чтобы вообще иметь практическую ценность, должен быть устроен именно так, как он устроен. " Как может такой орган возникнуть за счет малых эволюционных изменений?" -- спрашивают антидарвинисты, думая, что попали в цель. Пусть они успокоятся: здесь нет ничего парадоксального. Высокий уровень организации может возникать за счет постепенных эволюционных изменений.
     Представьте себе простой аналог "парадоксальной" структуры -- каменную арку. Как можно построить арку постепенно, камень за камнем? Ответ: ее нужно собирать на опоре. А для начала нужно собрать эту опору, в которой нет ничего парадоксального, причем собрать по кусочкам -- элемент за элементом.
     Я думаю, что именно таким путем и возникла известная нам, еще более удивительная, чем арка, биохимическая организация живого. Части ее, столь тесно пригнанные друг к другу сегодня, на первых порах опирались на что-то другое, устроенное более просто. Быть может, какие-то фрагменты древней опоры существуют и теперь, сама же опора разрушилась.
     ...
Рассуждая подобным образом, мы можем сказать о первых организмах следующее.

1. Они могли эволюционировать.
2. Они были просто организованы.
3. Они состояли из веществ геохимического происхождения.

Что же еще, кроме генов, нужно было иметь этим первым организмам? Ответ на этот вопрос дал в 1926 г. Г. Меллер, и звучал он так: "Ничего". Даже то немногое, что уже было известно и использовалось для объяснения свойств генов, оказалось в принципе достаточным для того, чтобы утверждать, что гены могут эволюционировать сами по себе. Меллер пошел дальше. То, что первые организмы были просто генами, возможно не только теоретически -- вероятно, что они действительно представляли собой что-то в этом роде.
     В первую очередь Меллер подчеркивал, что иметь ген (или гены) было абсолютно необходимо. Предположим далее, что в первых организмах было и что-то еще. Для того чтобы эти организмы размножались, такие сопутствующие образования должны были либо синтезироваться заново, либо откуда-то поступать. Из чего следует, что для осуществления синтеза или приобретения требовалась дополнительная информация, которая должна была предсуществовать в генах. Конечно, лучше обходиться без "помощи" такого рода, а если уж прибегать к ней, то как можно реже.
     ...
     В любом случае наш второй тезис побуждает мыслить в строго определенном направлении: ясно, что при попытке очертить особенности строения первых организмов вряд ли стоит использовать какие-то усеченные модели современной жизни. Поскольку первые организмы были просто устроены, они должны были быть и иначе устроены, и могли включать в свой состав совсем другие вещества. Возможно, в частности, что строение генетического материала, позволявшее обходиться без вспомогательных структур, отличалось от того его строения, которое стало возможным при возникновении таких сопутствующих структур в ходе эволюции.
     Не так уж трудно представить себе эволюционный процесс, в результате которого первичный, геохимический генетический материал был постепенно замещен совсем другим материалом -- органохимической природы. Я называю этот процесс генетическим захватом.
     ...
     Вот что говорил Меллер о природе генетического материала четверть века назад, еще до того, как стала известна роль ДНК: "В роли вещества генов может выступать любое соединение, которое в определенных условиях (в протоплазме или где-то еще) способно самовоспроизводиться с сохранением специфического состава и которое, кроме того, периодически изменяется -- мутирует -- и тем не менее сохраняет способность к самовоспроизведению во всем разнообразии своих форм".
     ...
     Теперь нам стоит поразмыслить о генетическом материале, составные части (мономеры) которого устроены проще, чем у ДНК. Нам нужно представить такой тип мономеров, которые могли бы образовываться на Земле с легкостью и постоянно в течении длительного времени. Специфических помощников -- ферментов -- тогда не было: компоненты первичного генетического материала должны были в той или иной мере обходиться самосборкой.
     ...
     Не были ли первые вещества наследственности кристаллами? Ведь кристаллы -- это наиболее часто встречающиеся образования, способные к самосборке. Аналогия между процессом кристаллизации и основными процессами жизнедеятельности проводилась неоднократно, но в конечном счете от нее отказались как от слишком приблизительной. (Дж. Бернал пошел еще дальше: по его мнению, "кристаллизация -- это смерть".)
     На мой взгляд, возражения такого типа скрывают еще два ложных постулата:

     ...
     Конечно, нужно проводить новые наблюдения и ставить опыты, чтобы обосновать правомерность главного вопроса: существуют ли минеральные, кристаллические гены? Сегодня на этот вопрос я могу ответить лишь так: "Быть может, существуют" -- и перейти к другому вопросу: могли ли такие гены эволюционировать? На этот вопрос, как мне кажется, можно ответить так: "Да; маловероятно, что они не эволюционировали".

     ...
     Генетический захват, который привел к становлению существующих сегодня механизмов биохимического контроля, мог начаться, согласно этой гипотезе, с того момента, когда РНК стала реплицирующейся молекулой. То был новый тип "сотрудничающего" генетического материала, роль которого вначале была невелика. Для того чтобы отойти от основы -- глиняного каркаса, -- требовалась длительная эволюция. Возможно, это произошло уже после того, как возникла сложная система механизмов белкового синтеза. Об эволюции такой системы можно рассуждать, поскольку она происходила в пределах образовавшегося организма. Сначала она могла эволюционировать как побочная система, но постепенно становилась все более полезной и сложной, а когда каркас исчез, стала совершенно необходимой.
     Что было причиной перехода эволюции с неорганического кристаллического уровня на органический молекулярный? Дело, видимо, в том, что органические вещества могут иметь более тонкую структуру (конечно, если есть соответствующие механизмы для ее создания), что позволяет осуществлять более сложный контроль над процессами.
     ...
     Почему кристаллические гены не являются обычным компонентом окружающей нас природы, если они на самом деле состоят из простых веществ и если их эволюция -- это естественный процесс?
     Я мог бы предложить четыре ответа на этот вопрос: 1) быть может кристаллических генов вообще не существует; 2) генетические минеральные вещества встречаются весьма редко; 3) подходящие условия для репликации минеральных генов складываются нечасто; 4) минеральные гены, прошедшие определенный путь в эволюции, встречаются часто, но мы не умеем их различать. Оставляю выбор ответа читателю.
     В любом случае я не могу представить себе, что современные организмы на основе глин могут вновь достигнуть такой фазы развития, что станут способны использовать органические молекулы. Слишком большую конкуренцию составляют им ДНК-содержащие микроорганизмы. То же самое можно сказать и о предковых формах: сегодня их также, наверное, не существует.
     ...
     Самая сложная и важная задача исследований сегодня -- обнаружить кристаллические гены, и не одного типа, а многих типов, причем не только минеральные. Представьте себе эксперименты с кристаллами, способными к эволюции. Мы могли бы создавать разные формы давления отбора, и смотреть, как они ведут себя в таких условиях. Вне всякого сомнения, это было бы увлекательным занятием независимо от того, из чего состояли бы кристаллы. Мы очень скоро смогли бы решить, возможно ли существование реплицирующихся систем на минеральной основе, хотя в результате, быть может, мы бы и утратили интерес к самым отдаленным нашим предкам, ведь у нас в руках оказались бы -- первые организмы нашего собственного изобретения.