Загадка природы

 В борьбе стихий, в развитье 
 постепенном
 Все существа, все формы создались
 И жизнею могучею зажглись!

Э. Дарвин

Жизнь - самое замечательное явление на свете. Древняя, как предание, и юная, как весенний росток, она превратила голую и немую землю в многоцветный и многозвучный мир.

Дарвин, раскрывший великую тайну происхождения видов и объяснивший их приспособленность, в раздумье остановился перед загадкой происхождения жизни.

Еще во времена далекой древности люди пытались разгадать эту загадку. Древнегреческий ученый Аристотель около 2000 лет назад был уверен, что живые существа могут зарождаться из неживых: растения возникают из земли, рыбы - из ила, черви - из трупов. Многие ученые верили, что пыль порождает моль, огонь - бабочек, а роса, сгущаясь на листьях капусты, превращается в гусениц. Тем, кто сомневался в этом, советовали отправиться в Египет и посмотреть на поля, которые кишат мышами, якобы родившимися из грязной тины реки Нила.

В середине XVII века итальянский поэт и медик Франческо Реди ставил свои знаменитые опыты. Он знал о широко распространенном мнении, будто мухи в виде "червячков" зарождаются в гнилом мясе и что стоит оставить на солнце кусок мяса, как через некоторое время из него вылетит мушиный рой. Реди не верил в самозарождение мух, но это надо было доказать. Однажды Реди положил кусок мяса в горшок, закрыл его марлей и забыл о нем. Прошло несколько дней. Почувствовав в воздухе неприятный запах, Реди открыл горшок и увидел кусок потемневшего, испорченного мяса - оно уже стало разлагаться. Но ни одной мушки, ни одного "червячка" на нем не было. Почему? Может быть, потому, что мухи не могли залететь в горшок и отложить яички на мясо? Реди был уверен в этом, но ему могли возразить: в закрытом горшке нет воздуха - о каком же самозарождении мух может идти речь? Тогда Реди пришла в голову простая мысль. Он взял несколько сосудов, положил в них мясо и одни сосуды закрыл обыкновенной марлей, другие оставил открытыми. И что же? В кусках мяса, которые лежали в открытых сосудах, кишели белые "черви" - личинки мух, а мясо, покрытое марлей, хоть и загнило, но мух на нем не было. И Реди сделал вывод: все живое - из живого. "Черви" на мясе не сами зарождаются, а появляются от обыкновенных мух.

Живший в XVII веке голландский любитель-натуралист Антон Левенгук изготовил самодельный микроскоп, увеличивающий в 270 раз. В капле дождевой воды, простоявшей с неделю в садовой бочке, Левенгук рассмотрел неведомый мир мельчайших существ. Перед учеными опять возникла загадка: откуда берутся эти бесконечно малые существа? Левенгук был уверен, что микробы проникают в растворы из воздуха.

В 1858 году член-корреспондент Французской академии наук Пуше заявил, что готов доказать самозарождение микробов в растворах, которые не соприкасаются с воздухом. Он уверял, что сам видел, как в сенном настое зарождались инфузории.

Луи Пастер сомневался в выводах Пуше и решил их тщательно проверить. Пастер закрыл куском ваты отверстие стеклянной трубки и стал пропускать через нее ток воздуха. Когда вата стала грязной от осевшей на нее пыли, он слегка намочил ее, выжал в часовое стеклышко, поместил эту каплю под микроскоп и увидел в ней бактерий и их споры. Значит, пыль, которая носится в воздухе, содержит миллионы каких-то микробов. Но как доказать, что именно они вызывают гниение растворов?

Пастер приготовил несколько колб с длинными, изогнутыми наподобие лебединой шеи горлышками, налил в них дрожжевой бульон, хорошенько прокипятил. Отверстия колб были открыты, и воздух свободно проникал в них, но растворы остались прозрачными: частицы пыли задерживались вместе с микробами на изгибе колбы. Стоило резким движением всколыхнуть колбу, чтобы жидкость омыла запыленные стенки и раствор стал загнивать. Значит, все дело в микробах, попадающих в раствор с пыльным воздухом.

Но равномерно ли распределяются микробы в воздухе? Возможно, что в одном месте их больше, в другом - меньше. Если найти чистый воздух, который не содержит микроорганизмов и их спор, то он никогда не вызовет жизни в прокипяченном растворе. Уложив в большую плетеную корзину запаянные колбы с бульоном, Пастер отправился на луга, плантации виноградников. Время от времени он останавливался, отбивал хрупкое горлышко сосуда, впускал в него воздух и снова трогался в путь. Пастер убедился, что, чем дальше от человеческого жилья, тем воздух чище и зародышей в нем меньше. Однажды Пастер, обутый в высокие сапоги с острыми гвоздями и вооруженный длинной палкой с железным наконечником, поднялся на высокую гору. Устроившись на ледяной глыбе, Пастер взял пробы воздуха. Из 20 сосудов жидкость помутнела только в одном. Холодный горный воздух оказался почти идеально чистым. Но если бы существовало самозарождение, оно происходило бы в любой точке земного шара!

Пастер сообщил Академии результаты своих опытов. Если раньше верили, что микробы зарождаются в гниющей жидкости, то Пастер, наоборот, доказал, что гниение раствора вызывают попавшие в него микробы.

Работы Пастера имеют огромное практическое значение. Зная, что гниение вызывают микробы, человек стал консервировать продукты, чтобы предохранить их от порчи.

От опытов Пастера берет начало асептика - обеззараживание с помощью дезинфицирующих средств.

Спор о самозарождении, длившийся сотни лет, казалось, окончился. Идея "все живое из живого" могла считаться справедливой, не знающей ни одного исключения.

Но в 1892 году русский ученый Д. И. Ивановский открыл вирусы. В тот год большие плантации табака в Крыму были поражены мозаичной болезнью. Больные листья покрывались, точно мозаика, зелеными и желтыми пятнами, засыхали и скручивались. Стоило взять в руку такой лист, как он рассыпался в труху. Ивановский сорвал с куста табака несколько больных, но еще сочных листьев, растер их в кашицу, отжал мутную зеленоватую жидкость и, набрав немного сока в тоненькие трубочки, воткнул их снизу в жилки здоровых листьев. На 11-й день на поверхности листьев появилась знакомая желто-зеленая мозаика. Болезнь оказалась заразной. Но кто вызвал ее? Пастер утверждал, что нет болезни без возбудителя. Многие верили, что мозаичную болезнь вызывают не живые существа, а яды, содержащиеся в соке растений. Но если это микробы, то их можно разглядеть под микроскопом. Ивановский часами рассматривал капли сока под микроскопом, но микробов не находил. Живое обладает способностью размножаться. Микробов "сеют" на питательную среду и собирают обильный "урожай". Ивановский добавлял к отвару табачных листьев несколько капель сока из больных растений, но ему так и не удалось получить из микробов потомства. Очевидно, возбудитель размножался только в живых клетках. Но как поймать этих неуловимых "разбойников"? Ученый пропустил зараженный сок через прибор "свечу Шимберлена" - придуманный учеником Пастера фарфоровый фильтр с тончайшими порами, в которых застревал любой микроб. Но пронырливые невидимки проскочили и через эту преграду - сок сохранил заразное начало. Ивановский высказал мысль, что, вероятно, есть живое и за пределами видимого в микроскоп.

В 1935 году американский ученый У. Стэнли выделил из больных табачных листьев 10 граммов вируса в виде прозрачных кристаллов. Это произошло через 43 года после открытия Ивановского.

Вирусы стоят на границе между живым и неживым. У. Стэнли писал: "Вирус - своеобразная живая молекула". Место этих мельчайших полусуществ где-то посредине между молекулой неживого вещества и живым организмом.

Вирус можно кристаллизовать, как химическое вещество, растворять, осаждать. Природу вируса можно выразить чисто химически. По своему составу он является соединением нуклеиновой кислоты с белком. Находясь в воздухе или в почве, вирусы годами не проявляют признаков жизни, не дышат, не питаются, не размножаются. Но проникнув в живую клетку, они развивают бурную деятельность. С открытием вирусов вновь всплыли старые представления о самозарождении. Но никто никогда не наблюдал, чтобы организм сам собой заболел вирусной болезнью. Вирусы возникают путем рождения от себе подобных.

Но если живые существа не могут зарождаться сами, то как же они появились на Земле? Или жизнь сотворена чудесным образом, или она вечна и не возникала никогда. Шведский ученый Сванте Аррениус (1859-1927) был убежден, что жизнь стара, как мир. Зародыши жизни в виде мельчайших микробов и их спор носятся в межзвездном пространстве и попадают с одной планеты на другую. Ведь Земля - крохотный островок в безбрежном океане Вселенной. Каждая звезда - такое же светило, как Солнце, а вокруг многих звезд, как и вокруг Солнца, вращаются планеты, подобные Земле. Вполне возможно, что на этих планетах тоже есть жизнь.

До Аррениуса ученые предполагали, что зародыши жизни могли быть занесены на Землю с помощью метеоритов - обломков небесных тел. Но ведь живые частицы не могут спрятаться внутри метеорита, а "прицепившись" к нему снаружи, они неизбежно превратились бы в пепел, как только метеорит раскалился бы, с огромной скоростью врезавшись в атмосферу.

Аррениус допускал, что живые частицы могли добраться до Земли "верхом" на солнечном луче. Русский физик П. Н. Лебедев (1866-1912) блестящими опытами показал, что лучи света давят на земную поверхность с силой 0,5 миллиграмма на один квадратный метр. Этого достаточно, чтобы лучи могли при своем движении увлечь мельчайшие, как пылинки, частицы жизни. Правда, в межпланетном пространстве царит леденящий холод, но низшим формам жизни не страшны температуры даже близкие к абсолютному нулю. Не может служить препятствием и то, что для путешествия с одной планеты на другую потребуются тысячелетия. Ведь сохраняют же всхожесть зерна, пролежавшие века в каменных гробницах!

Но в 1910 году Беккерель обнаружил, что за пределами нашей атмосферы межпланетное пространство пронизывают короткие ультрафиолетовые лучи, гибельные для всего живого. В наше время потоки этого света полностью задерживаются расположенным на высоте в 30 километров озоновым экраном, который образуется при действии ультрафиолетовых лучей на молекулярный кислород. Но в те времена, когда жизнь только появилась на Земле, озонового экрана еще не было и смертоносные лучи убили бы зародышей живых существ еще до приземления. Следовательно, теория о вечности жизни неверна.

В противоположность теориям о самозарождении жизни в современных условиях и теориям о вечности жизни проблема происхождения жизни впервые была научно правильно объяснена и материалистически обоснована Ф. Энгельсом в конце XIX века. Он пришел к выводу, что жизнь должна была когда-то возникнуть из неживой материи.