Многие современные ученые сходятся во мнении, что зарождение жизни предполагает наличие трех эволюционных этапов: химической, предбиологической и биологической эволюции.

На этапе химической эволюции происходил абиогенный синтез органических полимеров. Для запуска химической эволюции может быть пригодна практически любая среда: глубины океанов, недра планет, их поверхности, протопланетные образования и даже облака межзвездного газа, что подтверждается повсеместным обнаружением в космосе многих видов органических веществ – альдегидов, спиртов, сахаров и даже аминокислоты глицина.

На втором этапе формировались белково-нуклеиново-липоидные комплексы (ученые называли их по-разному: коацерваты, гиперциклы, пробионты, прогеноты и т. д.), способные к упорядоченному обмену веществ и самовоспроизведению. На этом этапе возникли молекулы, ответственные за передачи генетической информации. В результате предбиологического естественного отбора появились первые примитивные живые организмы.

С этого моменты начинается третий биологический этап эволюции. Древнейшие представители живой природы вступили в биологический естественный отбор и дали начало всему многообразию органической жизни на Земле.

Основную загадку таит второй этап. Именно в результате его прохождения произошел качественный скачок: из неживой природы возникла жизнь.

Накопление знаний о генетическом коде, нуклеиновых кислотах и биосинтезе белков привело к утверждению принципиально новой идеи о том, что все начиналось вовсе не с белков, не с ДНК, а с РНК (рибонуклеиновая кислота). Имеется несколько обоснованных аргументов в пользу этого вывода. Не вдаваясь в подробности, отметим, что в самых древних, универсальных процессах жизненного метаболизма широко представлены именно рибонуклеотиды, а не дезоксирибонуклеотиды.

Итак, упрощенно второй этап возникновения жизни на Земле может быть представлен следующим образом (А. С. Спирин. Биосинтез белков, мир РНК и происхождение жизни [1]):

1. В числе прочих органических веществ возникли рибонуклеотиды, отдельные звенья полимера РНК.

2. Рибонуклеотиды способны взаимодействовать между собой, объединяясь в цепочки. На протяжении миллионов лет протекали химические реакции между рибонуклеотидами. В конце концов, совершенно случайно возникла первая молекула РНК, способная к самовоспроизведению. От этой молекулы произошел целый мир разнообразных молекул РНК. Некоторые ученые ссылаются здесь на возможность предбиологического естественного отбора при возникновении первых молекул РНК.

3. На основе мира РНК произошло становление механизмов биосинтеза белка, появление разнообразных белков с наследуемой структурой и свойствами.

4. Растворенные в коацерватных каплях (высокомолекулярных белковых образованиях, обособлявшихся из раствора в виде коллоидных частиц) белки и молекулы РНК эволюционировали, в конце концов, в первые живые клетки.

На чем основывается уверенность ученых, что все это возможно? В 1953 году Стэнли Миллером экспериментально осуществлен абиогенный синтез аминокислот и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли. В более поздних опытах с первичным бульоном экспериментаторы смогли получить как все важнейшие строительные элементы живых существ – аминокислоты, жиры, сахара, нуклеотиды, – так и более сложные органические соединения – порфины и изопреноиды. В 2008 году американские биологи сделали важный шаг к пониманию начальных этапов зарождения жизни. Им удалось создать «протоклетку» с оболочкой из простых липидов и жирных кислот, способную втягивать из окружающей среды активированные нуклеотиды – «кирпичики», необходимые для синтеза ДНК. Были проведены и другие эксперименты. Современные ученые уже способны синтезировать ДНК и даже создать простой искусственный живой организм. Так группе ученых во главе с Крейгом Вентером в 2010 году удалось синтезировать измененную копию генома бактерии Mycoplasma mycoides, а затем имплантировать его в клетку Mycoplasma capricolum, из которой была удалена собственная ДНК. Искусственно созданная клетка начала жить и делиться управляемая донорской ДНК. Таким образом, впервые была получена искусственная жизнь!

Но как это сделали ученые? Они работали целенаправленно, имея под рукой природные образцы, все необходимые компоненты, энергию, необходимую для создания оптимальных условий внешней среды. Безусловно, перечисленные результаты относятся к выдающимся достижениям науки. Но это вовсе не демонстрация зарождения жизни. До объяснения самопроизвольного синтеза способной к размножению молекулы РНК, и тем более ДНК, еще очень далеко. Пусть некий умелец создал самолет из необходимых деталей, а другой повторил это, пользуясь рекомендациями первого конструктора, это еще не доказывает, что из нужных деталей самолет может возникнуть сам по себе, без помощи каких-либо конструкторов и проектов.

Сомнение вызывает предбиологический естественный отбор. Теория естественного отбора – биологическая теория, объясняющая процессы, протекающие в живой природе. Распространять ее на неживые объекты совершенно некорректно, так же как распространять законы квантовой физики на живые существа.

Приведем аналогию, которая несколько проясняет проблему. Вероятность случайного получения из относительно простых органических веществ сразу нескольких разновидностей РНК (а иначе не заработает синтез белка) чрезвычайно мала. Непонятно также, почему случайно возникшие молекулы должны быть стабильны. Что вдруг заставило функционировать всю систему жизнедеятельности в комплексе? И пусть время у природы было много, и пусть условия внешней среды благоприятны. Вероятность эта сравнима с вероятностью случайной сборки автомобиля из необходимых деталей путем их механического перетряхивания в огромном коробе в течение миллиарда лет. От повреждения деталей при перетряхивании абстрагируемся. Величина вероятности необыкновенно мала, несмотря на огромное время. Аналогичным образом дело обстоит и с синтезом белков, и с клеточной структурой многих организмов. Если только процессу не помогали какие-то неизвестные нам факторы.

Какие это неизвестные факторы и как объяснить возникновение жизни? Возможны следующие предположения:

1. Вселенная создана таким образом, что самопроизвольное возникновение жизни – ее свойство. Материя нацелена на превращение в живую субстанцию. Эволюция идет легко в направлении усложнения, самоорганизации, жизни, разума. Еще не понятая учеными, энергия вакуума стягивает материю и поля в живые объекты. Тогда более удивительными кажутся физические законы нашего мира и значения физических констант, включенных в эти законы, которые позволили возникнуть такой удивительной Вселенной. Ее случайное возникновение кажется нам маловероятным. Предпочтительнее гипотеза о Творце, который вмешался только один раз.

2. Жизнь возникла под влиянием неизвестных нам факторов, например некой тонкой материи, информационных полей. Нафантазировать можно много чего. Но в итоге наша Вселенная становится еще более сложным объектом и можно повторить вывод пункта 1. Творение нашей замечательной Вселенной кажется вероятнее, чем ее случайное возникновение.

3. И наконец, чисто теистическая гипотеза. Создатель время от времени контролирует свое детище и вмешивается в ход событий. Так он непосредственно инициировал процесс возникновения жизни, а затем, возможно, и возникновение сознания и разума.

4. Все мы живем в мире, возникшем по воле случая. Нам страшно повезло.

В каком направлении развивается биосфера, живая оболочка Земли, включающая в себя многочисленные виды живых существ? Казалось, вопрос уже решен. Направление эволюции ученые связывают с естественным отбором, который действует с целью формирования у того или иного вида приспособлений, дающих ему преимущества перед другими видами. Биологический эволюционный прогресс приводит к расширению ареала распространения вида, увеличению количества особей данного вида или к возникновению новых, более приспособленных видов. Пути эволюции тернисты, и их может быть несколько. Различают такие (по Северцеву А. Н.):