Страница 18

Ключевым моментом здесь является «энергия», но не «солнечная» энергия. Даже в случае Земли мы больше не можем утверждать, что основу всех энергетических циклов составляет Солнце. Недавние исследования глубоководных зон океана обнаружили целые экосистемы, основанные на химическом синтезе и находящиеся на дне океана, вне досягаемости Солнца. Здесь пищевая цепочка начинается с микроорганизмов, которые напрямую усваивают сероводород и минералы из тёплой воды, просачивающейся через горячие источники из недр Земли. (См. статью Балларда и Грассла в разделе «Источники».)

Химические подробности вы можете найти в стандартных справочниках, но основные факты, о которых вам следует помнить, таковы: в биохимических реакциях участвуют сложные соединения углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, в основном благодаря уникальной способности углерода образовывать крупные и сложные молекулы (такие, как сахара, нуклеиновые кислоты и белки). В случае земной жизни эти реакции обычно протекают в водном растворе — это жидкая среда, где химические «строительные блоки» могут свободно перемещаться и сталкиваться с другими «блоками», с которыми могут вступать в химическую реакцию.

Важность ДНК

Один из видов молекул обладает уникальной и исключительной важностью благодаря своей роли в размножении: это ДНК. К настоящему времени практически всем, как минимум, знакома «двойная спираль», состоящая из двух очень длинных молекулярных нитей, закрученных друг вокруг друга по спирали (см. рис. 4-1) таким образом, что она удивительно похожа на кадуцей, издавна используемый как символ медицины. Каждая из нитей представляет собой цепочку из строительных блоков под названием нуклеозидфосфаты. Каждый нуклеозидфосфат, в свою очередь, состоит из ещё более мелких составных частей, называемых сахарами, основаниями и фосфатами.

РИСУНОК 4-1 Структура ДНК (сильно упрощённая схема).

Ключевое значение ДНК объединяет три момента. Во-первых, она несёт полный набор инструкций по построению целого организма. Во-вторых, она может создавать точные копии самой себя. В-третьих, если по какой-то причине копия не будет точной (если в процессе репликации ДНК будет допущена «ошибка»), новая ДНК несёт изменённый набор инструкций и на её основе вырастет изменившийся организм. Первые две из этих особенностей являются молекулярной основой воспроизводства. Третья — это основа эволюции.

Я не планирую вдаваться в подробности того, как выполняются инструкции, закодированные в ДНК. Подробности размножения клеток земных организмов сложны и подробно рассматриваются в других источниках. Если они вам нужны для конкретного сюжета, вы можете найти их в разделе «Источники». Но вы должны чётко представлять себе в общих чертах картину того, как ДНК может нести информацию, как она создаёт копии и как копии могут изменяться.