Мы немало знаем о том, как эволюция работала с того времени, как началась, гораздо больше, чем знал Дарвин. Но мы знаем не намного больше, чем Дарвин, о том, где и как она началась изначально. Эта книга о свидетельствах, и у нас нет никаких свидетельств, касающихся того исторического события, которое было началом эволюции на этой планете. Оно могло быть событием величайшей редкости. Это должно было произойти только однажды, и, насколько нам известно, это произошло только однажды. Возможно даже, что это произошло только однажды во всей вселенной, хотя относительно этого я сомневаюсь. Одно мы можем сказать на основе чистой логики, а не свидетельств, что Дарвин был достаточно разумен, чтобы сказать «из столь простого начала». Противоположностью простому является статистически невероятное. Статистически невероятные вещи спонтанно не возникают: именно это значит «статистически невероятное». Начало должно было быть простым, и эволюция путем естественного отбора является все еще единственным известным нам процессом, через который простые начала могут стать источником сложных результатов.

Дарвин не обсуждал, как началась эволюция, в «О происхождении видов». Он думал, что проблема выходит за рамки науки его времени. В письме Хукеру, которое я цитировал ранее, Дарвин продолжал говорить: «Это просто чушь, думать в настоящее время о происхождении жизни, с таким же успехом можно думать о происхождении материи». Он не исключил возможности того, что проблема в конечном счете будет решена (на самом деле, проблема происхождения материи в значительной степени была решена), но только в отдаленном будущем: «Пройдет какое-то время, прежде чем мы увидим «слизь, протоплазму, и т. п.», порождающую новых животных.

В этом месте в своем издании писем отца, Фрэнсис Дарвин вставил сноску, говорящую нам:

Чарльз Дарвин здесь делает две весьма различные вещи. С одной стороны, он представлял свое единственное предположение о том, как жизнь, возможно, возникла (пассаж со знаменитым «небольшим теплым прудом»). С другой стороны, он освобождал современную науку от иллюзорных надежд на наблюдение этого события, воспроизведенного на наших глазах. Даже если «все условия для первого возникновения живого организма» сейчас наличествуют, любое такое новое возникновение «немедленно было бы съедено или поглощено» (предположительно бактериями, для этого добавления у нас сегодня есть серьезные основания), «чего никогда не произошло бы до формирования живых существ».

Дарвин написал это спустя семь лет после того, как Луи Пастер сказал на лекции в Сорбонне, «Никогда доктрина спонтанного зарождения не оправится от смертельного удара, который нанес этот простой эксперимент». Тем простым экспериментом был эксперимент, в котором Пастер показал, вопреки популярному в то время ожиданию, что бульон, отрезанный от доступа микроорганизмов, не прокиснет.

Демонстрации, подобные Пастеровским, иногда цитируются креационистами в качестве свидетельства в их пользу. Этот ложный силлогизм звучит следующим образом: «Самозарождение ни разу в наши дни не наблюдалось. Поэтому возникновение жизни невозможно.» Замечание Дарвина 1871 года было разработано именно как ответный удар на такую ​​нелогичность. Очевидно, что самозарождение жизни — очень редкое событие, но оно должно было случиться однажды, и это так, независимо от того, считаете ли вы первичное самозарождение естественным или сверхъестественным событием. Вопрос о том, насколько редким событием является возникновение жизни, довольно интересен, и я к нему вернусь.

Первые серьезные попытки представить, как могла возникнуть жизнь, Опарина в России и (независимо) Холдейна в Англии, обе начались с отрицания того, что условия для первого образования жизни все еще имеются. Опарин и Холдейн предположили, что ранняя атмосфера могла очень отличаться от современной. В частности, не должно было быть свободного кислорода, и атмосфера таким образом — как ее загадочно называют химики — была «восстановительной» атмосферой. Мы сейчас знаем, что весь свободный кислород в атмосфере — продукт жизни, а именно растений — и очевидно, не является частью первоначальных условий, в которых жизнь возникла. Кислород наводнил атмосферу как загрязняющая примесь, даже яд, пока естественный отбор не сформировал живые существа, процветающие на этом веществе, и более того, задыхающиеся без него. «Восстановительная» атмосфера вдохновила самую известную экспериментальную атаку на проблему происхождения жизни, колбу Стэнли Миллера, наполненную простыми элементами, которые бурлили и искрились в течение всего лишь недели, прежде чем произвести аминокислоты и других предвестников жизни.

«Небольшой теплый пруд» Дарвина, вместе с варевом ведьмы, состряпанным Миллером, которого он вдохновил, в настоящее время часто отвергается как преамбула к выдвижению некоторой предпочитаемой альтернативы. Правда в том, что нет полного согласия. Несколько многообещающих идей были предложены, но нет никаких решающих свидетельств, которые убедительно указывали бы на одну конкретную. В предыдущих книгах я уделял внимание различным интересным возможностям, включая теорию неорганических кристаллов глины Грэма Кэрнс-Смита, и более современное модное представление, что условия, при которых впервые возникла жизнь, были близкими к гадейским условиям обитания сегодняшних «термофильных» бактерий и архей, некоторые из которых процветают и размножаются в горячих источниках, которые буквально кипят. Сегодня, большинство биологов движутся в направлении «Теории Мира РНК», и по причине, которую я нахожу весьма убедительной.

У нас нет никаких свидетельств того, каков был первый шаг в создании жизни, но мы действительно знаем род шага, которым он должен был быть. Он должен был быть тем, что запустило бы естественный отбор. До этого первого шага виды улучшения, которые только естественный отбор может достичь, были невозможны. И это означает, что этим ключевым шагом было возникновение в каком-то, пока неизвестном, процессе самореплицирующейся сущности. Саморепликация порождает борьбу в популяции сущностей, которые конкурируют друг с другом за возможность репликации. Поскольку ни один процесс копирования не является совершенным, популяция неизбежно придет к вариации и, если в популяции репликаторов существуют варианты, у которых есть то, что требуется для успеха, они станут преобладающими. Это естественный отбор, и он не мог начаться, пока не появилось первая самореплицирующаяся сущность.

Дарвин, в своем параграфе о «теплом небольшом пруде», размышлял, что ключевым событием в происхождении жизни, возможно, было непосредственное возникновение белка, но это, оказывается менее перспективным, чем большинство идей Дарвина. Не то, чтобы белки не имели жизненно важного значения для живого. Мы видели в Главе 8, что у них есть очень особое свойство скручиваться и формировать трехмерные объекты, точная форма которых определена одномерной последовательностью их составных элементов, аминокислот. Мы также видели, что та же самая точная форма придает им способность катализировать химические реакции с большой специфичностью, ускоряя конкретные реакции, возможно, в триллионы раз. Специфика ферментов делает биологическую химию возможной, и белки кажутся почти бесконечно гибкими в спектре форм, которые они могут принимать. Это то, в чем белки хороши. Они действительно очень, очень хороши в этом, и Дарвин был совершенно прав, упоминая их. Но есть нечто, в чем белки откровенно плохи, и это Дарвин упустил. Они абсолютно безнадежны в репликации. Они не могут делать копии самих себя. Это означает, что ключевым шагом в происхождении жизни не было