Скоро закончится год, для ученых-естествоиспытателей вдвойне юбилейный: в 2009-м исполнилось 200 лет со дня рождения Дарвина и 150 лет – со дня выхода в свет его книги «Происхождение видов». Книги, положившей начало теории эволюции.

Прошло 150 лет, и что же мы имеем? Одни поддерживают теорию Дарвина, а другие говорят, что все последние научные факты либо противоречат, либо не укладываются в нее. Двойной юбилей вызвал всплеск дискуссий – теме эволюции посвятили свои выпуски журналы Natura, International Geography…

Почему же, несмотря на то что науки так продвинулись, понимания мироустройства по-прежнему нет? Этот вопрос корреспондент «ТН» задала директору Томского филиала Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН профессору Степану Шварцеву.

Кто «командует парадом»?

– Проблема в том, что теория эволюции не дает ответа на вопрос: а с чего все-таки началась жизнь? Дарвин показывает механизмы естественного отбора видов (побеждает лучше приспособившийся к условиям), но как и почему зародился этот самый вид, до сих пор не известно. Книга называется «Происхождение видов», а не жизни.

– И какие у ученых есть версии насчет истоков эволюции?

– Известный микробиолог академик Заварзин считает, что развитию биосферы положили начало созданные прокариотами (самыми ранними микроорганизмами) системы связей. Но как возникли эти самые микроорганизмы? Вот вопрос. Некоторые физики-теоретики полагают, что жизнь возникла случайно: произошел какой-то один единственный акт… Применив теорию вероятности, даже высчитали шанс зарождения жизни: 10-18! Кое-кто вообще полагает, что первые бактерии были занесены на Землю из космоса.

– А в понимании механизмов эволюции есть единство?

– И тут наука сейчас разделилась на два лагеря. В первом исходят из классического дарвинизма, полагая, что живые виды, подвергаясь случайным изменениям под действием внешних факторов, обретают новые признаки и способности. Другой подход, получивший название «экосистема», базируется на представлении, что ход эволюции создает высшая система Земля — Солнце, которая генерирует первоначальный импульс (а биосфера, как вторичная, более поздняя система, улавливает его и под его влиянием изменяется). То есть в первом лагере полагают, что эволюция идет «снизу», во втором – «сверху». Но и в том, и в другом случае нет ответа, откуда эта вторичная система – биосфера – появилась.

Самая «живая» среди неживого

– То есть подходы разные, а итог один?

– Проблема всех этих исследователей – в уверенности, что эволюция существует только в биологических системах, а до возникновения жизни никакой эволюции и не было.

Проблемой эволюции сегодня занимаются все: геологи, биохимики, биологи, физики, математики, химики… Но самое удивительное, что при этом никто никакого внимания не обращает на воду! То, что жизнь без воды невозможна, знают все, что нет на Земле живых существ, содержащих менее 60% воды по весу (человек – 70%, его головной мозг – 90%, кровь – 95%, а медуза на 99% состоят из воды), тоже.

Окружающий мир состоит прежде всего из горной породы, на втором месте по распространению – вода. Земная кора содержит 7% воды, поверхность Земли покрыта на 70% водой. Мы считаем, что истоки эволюции надо искать в объектах, которые широко распространены. Это порода и вода.

Вернадский говорил: «вода – порода – газ – органическое вещество» – это система, которая определяет эволюцию всего окружающего мира.

В ней вода – совершенно необычный компонент. По своим физическим, тепловым, химическим свойствам, по строению она отличается от всего, что есть на Земле. Это настоящее чудо природы, самая подвижная, изменчивая субстанция. Самая «живая» среди неживого.

Несмотря на кажущуюся простоту формулы H2О, она до сих пор не изучена. Мы не знаем структуру воды, нет классификации составов… А ведь видов воды в природе сотни тысяч!

Самое простое и очевидное – связать появление жизни с водой. Ведь вода – единственное вещество, которое взаимодействует и с неживой материей, и с живыми организмами.

О равновесном и неравновесном

– Кроме очевидности причастности воды к зарождению жизни вы нашли тому определенные подтверждения?

– Нами выявлены два принципиальных момента. Первый: вода никогда не может прийти в равновесие именно с теми породами, которые изначально образовали Землю, – с базальтами. Второе: стало понятно, что эволюция системы «вода – порода» оказалась по ряду свойств очень похожей на эволюцию живых организмов.

– Давайте по порядку. Что значит – «вода не может прийти в равновесие с базальтами»? К чему это ведет?

– Вода будет растворять соль, пока раствор не станет насыщенным. Это момент равновесия. Мы выяснили, что вода не может прийти в равновесие с первичными минералами, которые образовали землю, существуют барьеры, которые не позволяют ей насытиться, к примеру, полевыми шпатами. Вода их постоянно растворяет, формируя при этом глинистые, карбонатные материалы. В этом процессе состав воды непрерывно меняется, а значит, образуются все новые и новые соединения. Система «вода – порода» неравновесна к исходным породам, но равновесна к тому, что она создает.

– Каков механизм создания минералов с новыми свойствами?

– Камень под воздействием воды окутывается слоями вторичных продуктов, и каждая следующая порция воды должна пройти через них, насытиться и с первичным камнем начать производить новый продукт. Получается, дочерняя система влияет на материнскую. Это и есть эволюция в неживой материи.

Вода не просто растворяет минералы, а создает совершенно новый мир, новые вещества, которых на Земле прежде не было. Система работает и на глубине, и при высоких температурах, и на поверхности. Везде, где есть вода.

– Наука синергетика, открывшая общие законы материи, говорит о том, что мир развивается в области, далекой от равновесия…

– И водный мир далек от равновесия! В системе «вода – порода» существуют внутренние механизмы эволюции, она неравновесна и открыта, то есть получает энергию извне (это энергия Солнца). И в этом ее общность с живыми системами. Человек такая же равновесно-неравновесная система. Мы получаем энергию извне с пищей, желудочный сок ее растворяет и формирует вторичные продукты, которые поступают в кровь. Круговорот крови у нас такой же, как воды в природе.

Искать не различия, а сходства!

– Прежде естествознание шло совсем по другому пути: ученые искали различия между живой и неживой природой…

– Вот именно! Я думаю, чтобы понять происхождение жизни, надо искать общность живого с неживым. В своей статье «Предпосылки возникновения жизни на Земле», где я утверждаю, что начало глобальной эволюции было положено взаимодействием воды с горными породами, я привожу 23 схожести эволюции живого и неживого.

– У Дарвина выживает сильнейший, а как с породами?

– Мы породу понимаем слишком примитивно – кажется, что с камнем ни делай, ему все равно. Но ведь структуру и состав минерала, который создан водой, определяет среда, в которой он рождается. И среди минералов есть приспособленные и неприспособленные.

Вторичные продукты, формируясь, накапливают энергию. По законам физики, если энергия дочерней системы меньше, чем материнской, растет энтропия, а это ведет к хаосу. В геологии считается: все возникло случайно – месторождения, горы, тектонические структуры, движения воды. Когда мы начинаем систематически изучать взаимодействие воды и породы, получается, никакого хаоса нет. В неживой природе есть порядок, которого мы просто не знаем. У системы «вода – порода» есть внутренняя упорядоченная эволюция, не зависящая от внешних факторов. Вода на каждом этапе взаимодействия образует абсолютно строгий продукт. Кроме того, система «вода – порода» способна к усложнениям: все вторичное по своим свойствам и составу более сложно, чем первичное.

Отсюда вывод: жизнь – не случайный акт, она возникла на строго определенном этапе эволюции неживой материи, она – продукт этой эволюции.

Есть ли жизнь на Марсе?

– А значит, жизнь должна возникнуть и на других планетах, где есть вода?

– Но благоприятные условия для такой эволюции известны только на Земле. На Венере высокие температуры, на Марсе низкие. Я думаю, такой жизни, какая развита у нас, на других планетах не существует. Если она и есть, то в каких-то других формах… На Земле сложились уникальные условия, при которых вода меняет фазовые состояния, участвует в круговороте.

– И все-таки – как зародилась жизнь? Где эта самая нулевая точка отсчета, почему у минерала среди новообретенных свойств вдруг оказались свойства живого пра-микроорганизма?

– В своей статье для «Вестника РАН» (она увидит свет в будущем году) я привожу объективные критерии, доказывающие, что жизнь природно связана с системой «вода – порода», что живое и неживое эволюционирует по близким законам. Где и как жизнь могла возникнуть, пока не понятно. У меня есть на сей счет некоторые соображения, но пока они недостаточно разработаны, говорить о них рано.

Но я уверен: живое вышло из неживого. Жизнь возникла одновременно на многих континентах, а не вышла откуда-то из одной точки. Везде эволюция шла параллельно по строгим законам.

Почему-то людей больше всего заботит вопрос: есть ли жизнь на Марсе? А о том, откуда взялся наш окружающий мир, задумываются очень мало. Для многих это слишком обыденно.

Бумеранг

– А для чего это знать?

– Хотя бы для того, чтобы понимать, что мы живем в мире, которым руководит вода. А мы к ней безобразно относимся. Создаем водохранилища, готовы перекидывать реки, засоряем почву ядохимикатами, меняем состав уже не только грунтовых, но и подземных вод.

Человек забыл о том, что он состоит из воды, что она определяет все его здоровье-нездоровье. Система начинает давать сбой от заданной программы – и вторичные продукты формируются совсем другие… Все наши безобразия бумерангом возвращаются к нам же, нарушая наш жизненный цикл.