Бил Брайсън
Кратка история на почти всичко (21)

19. Възникването на живота

През 1953 г. Стенли Милър, студент последна година в Чикагския университет, взел две колби — едната съдържала малко вода, за да представлява праисторическия океан, другата била със смес от метан, амоняк и сероводород, представляващи ранната атмосфера на Земята — свързал ги с гумени тръбички и предизвикал в тях електрични искри, които да заместят светкавиците. След няколко дни водата в колбите станала зелена и жълта, превърнала се в един жизнен бульон от аминокиселини, мастни киселини, захари и други органични съединения. „Ако Господ не го е направил по този начин“ — отбелязал зарадвано научният ръководител на Милър, нобеловият лауреат Харолд Юри, — „пропуснал е нещо хубаво.“

Съобщенията в пресата по това време звучали, като че ли всичко, което сега било нужно, е някой да поразклати добре колбите и животът ще изпълзи навън. Както времето показа, не е чак толкова просто. Въпреки половин век по-нататъшни изследвания днес не сме стигнали по-близо до синтезирането на живот в сравнение с 1953 г. и очакванията ни, че можем, са още по-далечни. Учените сега са почти сигурни, че на ранната атмосфера въобще не е бил даден тласък на развитие както при газовия бульон на Милър и Юри, а по-скоро това е била една много по-малко реактивна смес от азот и въглероден диоксид. Повторението на експеримента на Милър с тези по-предизвикателни резултати засега е произвело само една доста примитивна киселина. Във всеки случай, създаването на аминокиселини не е истинският проблем. Проблемът са протеините (белтъчните вещества).

Протеините са това, което се получава, когато се наредят една до друга аминокиселини, а ние се нуждаем от много такива. Никой всъщност не знае, но може да има цял милион различни видове протеини в човешкото тяло и всеки един от тях е едно малко чудо. Според всички закони на вероятността, протеините не би трябвало да съществуват. За да се образува протеин, трябва да се съберат аминокиселини (които съм длъжен според дълга традиция тук да назова „градивните тухлички на живота“) в определен ред, по същия начин, по който се събират буквите в определен ред, за да се напише дума. Проблемът е, че думите в азбуката на аминокиселините често са изключително дълги. За да се напише колаген, името на често срещан протеин, трябва да се подредят седем букви в правилна последователност. Но да се направи колаген, трябва да се подредят 1055 аминокиселини в точно определена последователност. Но — и тук е очевидният и съществен проблем — ние не го правим. Сам се прави, спонтанно, без определена цел, и ето тук се появява малката вероятност.

Шансовете молекула с последователност от 1055 части като колагена да се подреди спонтанно, са, честно казано, нулеви. Просто няма да се случи. За да разберем колко малко вероятно е съществуването й, трябва си представим стандартна игрална машина в Лас Вегас, но изключително уголемена — до около трийсет метра, за да бъдем точни, да съдържа 1055 въртящи се колела вместо обичайните три или четири, и със двайсет символа на всяко колело (един за всяка обикновена аминокиселина).^[1] Колко време трябва да дърпаме ръчката, преди всичките 1055 символа да се появят в правилния ред? Фактически до безкрайност. Дори ако намалим броя на въртящите се колела на двеста, което всъщност е по-типично число аминокиселини за един протеин, шансът всичките двеста да се появят в определената последователност е 1 на 10 на степен 260(т.е. 1, следвано от 260 нули). Това, само по себе си, е по-голямо число от всичките атоми във вселената.

С една дума, протеините са сложни неща. Хемоглобинът е дълъг само 146 аминокиселини, джудже според стандартите на протеините, и въпреки това дори и той предлага 10 190 възможни комбинации от аминокиселини, ето защо разгадаването му отнело на Макс Перуц от Кеймбриджския университет двайсет и три години — повече или по-малко цяла професионална кариера. При случайните събития, за да се получи дори един — единствен протеин, би било зашеметяваща невероятност — като вихрушка, въртяща се в двора с вехтории, която да остави след себе си напълно сглобен реактивен самолет, според колоритното сравнение на астронома Фред Хойл.

Все пак говорим за около няколко стотици хиляди вида протеини, навярно всеки един от тях уникален, и всеки, доколкото знаем, жизненоважен, за да ви поддържа живи и здрави. И оттам се почва. Протеинът, за да бъде ползотворен не само че трябва да подрежда аминокиселините в правилна последователност, но трябва да участва във вид химично оригами и да се свие в много специфична форма. Дори и да е придобил тази структурна заплетеност, протеинът не ни е от полза, ако не може да се възпроизведе, а протеините не могат. За това е нужно ДНК. ДНК-то е факир по деленето — може да направи свое копие за секунди — но фактически не може да направи нищо друго. Така, че имаме парадоксална ситуация. Протеините не могат да съществуват без ДНК, а ДНК няма цел без протеините. Да предполагаме ли, че са възникнали едновременно с цел да се подкрепят взаимно? Ако е така: ура.

А има и още нещо. ДНК, протеините и другите компоненти на живота не могат да просперират, без да имат някакъв вид мембрана, която да ги обхваща. Нито един атом или молекула не е постигнал живот самостоятелно. Да вземем поотделно който и да е атом от тялото ни — той няма да е по-жив от прашинка пясък. Само когато се съберат заедно в грижовния подслон на клетката, тези разностранни материали могат да участват съвместно във възхитителния танц, който наричаме живот. Без клетката те не са нищо повече от интересни химикали. Но без химикалите клетката няма цел. Както физикът Пол Дейвис се изрази: „Ако всичко се нуждае от всичко останало, как въобще се е появила общността на молекулите?“ То е като че ли всичките продукти в кухнята някак си са се събрали и са се опекли в кекс — но кекс, който също може и да се размножава, за да произвежда още кексове. Не е чудно, че наричаме това чудото на живота. И не е много чудно, че едва тепърва започваме да го разбираме.

* * *

Така че какво е довело до тази чудесна сложнотия? Ами, едната възможност е, че вероятно тя не е съвсем — всъщност съвсем не е — толкова чудна, колкото изглежда. Да вземем тези удивително невероятни протеини. Чудото, което виждаме в тяхната подредба, идва от това, че предполагаме, че са се появили напълно формирани. Но ако протеиновите вериги не са се формирали отведнъж? Ако във великата игрална машина на сътворението някои от колелата са били задържани, както комарджия би задържал известен брой многообещаващи черешки? Ами ако, с други думи, протеините не са се появили внезапно, а са еволюирали.

Представете си, че сте взели всичките компоненти, които съставляват човека — въглерод, водород, кислород и т.н. — и сте ги сложили в контейнер с малко вода, енергично ги разтърсите и излезе един завършен човек. Това би било удивително. Ами, това е в основни линии, което Хойл и други (включително и много пламенни креационисти — привърженици на учението, че светът и човекът са създадени от Бог) твърдят, когато казват, че протеините са се формирали спонтанно от един път всичките. Не са — и не биха могли. Както твърди Ричърд Доукинс в Слепият часовникар, трябва да е имало някакъв вид кумулативен селекционен процес, който да е позволил на аминокиселините да се съберат в групички. Навярно две или три аминокиселини са се свързали поради някаква проста причина и след известно време са се натъкнали на друга подобна малка компания от аминокиселини и като са свързали и тях, са „открили“ някакво допълнително подобрение.

Химичните реакции от този род, свързани с живота, всъщност са нещо често срещано. Може и да не ни се отдава да ги забъркаме в лаборатория à la Стенли Милър и Харолд Юри, но вселената го прави с готовност. Много молекули в природата се свързват, за да формират дълги вериги, наречени полимери. Захарите се свързват трайно, за да формират нишесте. Кристалите могат да правят редица животоподобни неща — създават точни копия на себе си, реагират на влияния от обкръжаващата ги среда, стават все по-сложни, като следват определен модел. Самите те никога не са успели да станат живи, разбира се, но непрекъснато демонстрират, че образуването на сложни смислени неща е едно естествено, спонтанно, напълно всекидневно явление. Може да има, а може и да няма много живот във вселената като цяло, но не съществува недостиг на самосглобяване в някакъв порядък — във всичко, от зашеметяващата симетрия на снежинките до красивите пръстени на Сатурн.

Толкова силен е този естествен стремеж към сглобяване, че много учени сега смятат, че животът може да е по-неизбежен, отколкото си мислим — тоест, по думите на белгийския биохимик и нобелов лауреат Кристиан де Дуве, „задължителна проява на материя, която със сигурност възниква, щом условията са подходящи.“ Де Дуве смятал, че вероятно такива условия възникват милион пъти във всяка галактика.

Със сигурност няма нищо изключително екзотично в химикалите, които ни правят живи същества. Ако искахме да създадем друг жив предмет, независимо дали златна рибка, глава зелка или човешко същество, нужни са всъщност само четири основни елемента — въглерод, водород, кислород и азот, плюс малки количества от няколко други — главно сяра, фосфор, калций и желязо. Ако ги съчетаем в около три дузини комбинации, за да се формират захарите, киселините и другите основни съединения, ще можем да създадем каквото и да е живо творение. Както отбелязва Доукинс: „Няма нищо специално в субстанциите, от които са направени живите същества. Живите същества са сбор от молекули като всичко останало.“

Най-същественото е, че животът е удивителен и приятен, навярно дори великолепен, но едва ли е невероятен — както непрекъснато доказваме със скромното си съществувание. Със сигурност много от детайлите, свързани с началото на живота, са доста неразбираеми. Всеки сценарий, който сме чели относно условията, нужни за живот, включва вода — от „топлото малко езерце“, където Дарвин предполага, че е започнал животът, до бълбукащите морски кратери, които сега са най-популярните кандидати за началото на живота — но всичко това пренебрегва факта, че за да се превърнат мономерите в полимери (което означава да започнат да се създават протеини), е необходимо това, което е известно в биологията като „дехидрационни съединения“. Както пише в един основополагащ текст от областта на биологията, с може би малка нотка на притеснение: „Изследователите са съгласни, че такива реакции не биха били осигурени енергийно в примитивните морета, всъщност в която и да е водна среда, поради закона за действие на масите.“ То е като да сложиш захар в чаша вода и да получиш кубче. Не би трябвало да се получава така, но някак си в природата става така. Истинската химия на всичко това е малко мистериозна за целите ни тук, но е достатъчно да се знае, че ако мономерите се навлажнят, не се превръщат в полимери — освен когато се сътворява живот на Земята. Как и защо става така, а не иначе, е един от големите въпроси на биологията, които не са получили отговор.

Наскоро една от най-големите изненади в науките за земята бе откритието, свързано с това колко рано всъщност в историята на Земята е възникнал животът. Дори през 1950-те се е смятало, че животът е на по-малко от 600 милиона години. До 1970-те няколко души с приключенски дух мислели, че може би той е създаден преди 2,5 милиарда години. Но сегашната дата от 3,85 милиарда години назад е учудващо ранна, защото повърхността на Земята не е била твърда чак до преди 3,9 милиарда години.

„От тази бързина можем само да заключим, че не е «трудно» за живот от бактериален вид да се развие на планети с подходящите условия“ — отбелязва Стивън Джей Гулд в Ню Йорк Таймс през 1996 г. Или, както се е изразил другаде, трудно е да се избегне изводът, че „животът, възниквал веднага щом е могъл, е бил химически предопределен да го направи.“

Всъщност животът се е появил толкова бързо, че някои специалисти смятат, че му е било помогнато — вероятно в значителна степен. Идеята, че земният живот може да е дошъл от космоса, има изненадващо дълга и дори понякога забележителна история. Дори великият лорд Келвин изказал тази възможност през далечната 1871 г. на среща на Британската асоциация за развитие на науката, като предположил, че „бактериите на живота може да са били донесени на земята от някой метеорит.“ Но това си останало само странична идея, докато една неделя през септември 1969 г. десетки хиляди австралийци не били сепнати от серия гърмежи и гледката как метеор преминава от изток на запад в небето. Докато преминавал, метеорът издавал странен пукащ звук и оставил мирис, който някои оприличили на денатуриран спирт, а други описали като просто ужасен.

Метеорът експлодирал над Мърчинсън, град от шестстотин души в долината Гулбърн Вели, на север от Мелбърн, и започнал да пада на парчета, някои тежки около 6 килограма. За щастие, никой не бил наранен. Метеоритът бил от рядък вид, известен като carbonaceous chondrites, и хората от града услужливо събрали и предали около 100 килограма от него. Моментът не би могъл да бъде по-удачен. По-малко от два месеца преди това астронавтите от Аполо 11 се били върнали на Земята с куп лунни скали, така че лабораториите из целия свят били заредени, направо пращели — от скали с извънземен произход.

Установено било, че метеоритът от Мърчинсън бил на 4,5 милиарда години и бил обсипан с аминокиселини — общо 74 вида, 8 от които участвали във формирането на земни протеини. В края на 2001 г. повече от 30 години след като се бил разбил, екип от изследователския център Ames в Калифорния обявил, че скалният материал от Мърчинсън съдържал така също и сложни вериги от захари, наречени многовалентни алкохоли, които преди това не са били откривани на Земята.

Няколко други метеора от вида carbonaceous chondrites са преминавали през пътя на Земята — един от които бил паднал близо до езерото Тагиш в Юкон, Канада, през януари 2000 г. и бил забелязан над големи части от Северна Америка — и те също потвърждават, че вселената е всъщност богата на органични съединения. Сега се смята, че Халеевата комета съдържа 25% органични молекули. Ако достатъчно от тях се разбият на подходящо място — например на Земята — ще имаме основните елементи, нужни за възникването на живот.

Има два проблема, свързани с идеите за панспермията, както са известни теориите за разпространение на живи организми (зародиши, спори) във вселената. Първият е, че не се дава отговор как възниква животът, а просто се прехвърля отговорността другаде. Другият е, че панспермията понякога въодушевява дори някои от най-респектиращите привърженици до такова ниво на спекулация, за която спокойно може да се каже, че е безразсъдна. Франсиз Крик, съоткривател на ДНК, и колегата му Лесли Оргел, предполагат, че Земята е била „целенасочено засята със семето на живота от разумни същества“ — идея, която Грибин нарича „на самия ръб на научната почтеност“ — или, казано по друг начин, идея, която би била сметната за изключително налудничава, ако не е изказана от нобелов лауреат. Фред Хойл и колегата му Чандра Викрамасинг още подкопали ентусиазма за панспермията, като предположили, че космосът е донесъл не само живот, но и много болести като грипа и бубонната чума — идеи, които лесно били оборени от биохимиците. Тук е нужно да припомним, че Хойл е бил един от великите научни асове на двайсети век. Той също веднъж изказал предположението, както споменахме по-рано, че носовете ни са еволюирали с ноздрите надолу, за да се предпазим да не попаднат в тях космическите патогени, докато се реят надолу от космоса.

Каквото и да е довело до началото на живота, то се е случило само веднъж. Това е най-изключителният факт в биологията, навярно въобще най-изключителният факт, за който знаем. Всичко, което някога е живяло — растение или животно, започва от един и същи първоначален спазъм. В определен момент в невъобразимо далечното минало някаква купчинка от химикали зашавала и оживяла. Абсорбирала някои хранителни вещества, леко изпулсирала и просъществувала за малко. Сигурно само това е станало, но вероятно много пъти. Този пакет от прародителска материя обаче направил нещо друго, което било изключително: разцепил се и си произвел наследник. Малка купчинка от генетичен материал преминала от една жива единица в друга, и оттогава не е спирала това си движение. Това е бил моментът на сътворението за всички нас. Биолозите понякога го наричат Голямото раждане.

„Където и да отидем по света, независимо кое животно, растение, буболечка или капка ще погледнем, ако е живо, ще използва същия речник и ще знае същия код. Всичкият живот е един и същи“ — казва Мат Ридли. Всички сме резултат на един — единствен генетичен трик, предаван от поколение на поколение почти четири милиарда години, до такава степен, че можем да вземем част от човешка генетична инструкция, да я вложим в дефектна клетка мая и клетката мая ще я задейства, като че ли е нейна. В действителност тя е нейна.

 

Зората на живота — или нещо много сходно — се намира на лавицата в офиса на дружелюбна геохимичка, занимаваща се с изотопи, на име Виктория Бенет, в сградата на науките за земята на Австралийския национален университет в Канбера. Г-жа Бенет е американка от Калифорния и е дошла да работи в него в рамките на двегодишен договор през 1989 г. и оттогава се намира там. Когато я посетих в края на 2001 г., тя ми подаде едно обемисто парче скала, съдържащо тънки редуващи се ивици бял кварц и сиво-зелен материал, наречен клинопироксин. Скалата била от островите Акилиа в Гренландия, където необикновено древни скали били открити през 1997 г. Скалите са на 3,85 милиарда години и представляват най-старите морски седименти, които някога са били откривани.

„Не можем да сме сигурни, че това, което държите, някога е съдържало живи организми, тъй като трябва да се пулверизира, за да разберем“ — ми каза Бенет. — „Но е от същия слой, където е била намерена при разкопки най-старата форма на живот, така че вероятно е имало живот в нея.“ Нито пък могат да бъдат намерени същински вкаменели микроби, колкото и внимателно да се търси. Всеки прост организъм, уви, трябва да е изгорял от процесите, които са превърнали калта от океаните в камък. Ако стрием скалата и я изследваме микроскопично, това, което ще видим, ще са химичните останки на организмите — въглеродни изотопи и вид фосфат, наречен апатит, които са солидно доказателство, че скалата е съдържала някога колонии от живи същества. „Можем само да правим догадки, как е изглеждал организмът“ — каза Бенет — „вероятно е бил толкова елементарен, колкото една форма на живот може да бъде — но е било живот, въпреки всичко. Живеел е. Размножавал се е.“

И накрая резултатът сме ние.

Ако човек се занимава с много стари скали, а Бенет несъмнено го прави, ще знае, че Австралийският национален университет отдавна е водещ в тази област. Това е до голяма степен благодарение на изобретателността на човек, наречен Бил Компстън, който се е пенсионирал, но през 1970-те е построил първия в света високочувствителен детектор до голяма степен на разпад (Sensitive High Resolution Ion Micro Probe) или SHRIMP, както го наричат галено по първите букви. Това е машина, която измерва степента на разпад на урана в малки минерали, наречени циркони. Цирконите освен в базалта се намират в повечето скали и са изключително трайни, като оцеляват при всеки естествен процес освен субдукцията. Повечето от кората на Земята е попадала обратно в пещта в определен период, но само тук-там — например в Западна Австралия и Гренландия — геолозите са открили оголени скали, които винаги са били на повърхността. Машината на Компстън способствала за датиране на такива скали с безпрецедентна точност. Прототипът SHRIMP е бил конструиран и изработен в собствените отделения на Департамента по науките за земята и изглеждал като нещо, което е построено от резервни части с ограничен бюджет, но работел страхотно. По време на първото му формално тестване през 1982 г. датирал най-старата находка, която някога е била намерена — скала на 4,3 милиарда години от Западна Австралия.

„Вдигна се толкова шум тогава“ — ми каза Бенет — „за откриването на нещо толкова важно, при това толкова бързо, с чисто нова технология.“

Тя ме заведе в залата да видя сегашния модел на SHRIMP II. Беше голям тежък апарат от неръждаема стомана, навярно 3,5 метра дълъг и 1,5 метра висок и направен солидно колкото една подводна сонда. Пред апарата, зад един пулт за управление, следейки непрекъснато променящите се редици от числа на екрана, се намираше мъж на име Боб от Кентърбърийския университет в Нова Зеландия. Каза ми, че е тук от 4.00 часа сутринта. SHRIMP II работи двайсет и четири часа в денонощието; толкова много скали има за датиране. Беше малко след 9.00 часа и Боб щеше да е на машината до обяд. Ако попитате двама геохимици как работи нещо такова, ще започнат да говорят за разпространеност на изотопите и ниво на йонизация с ентусиазъм, който е по-очарователен отколкото разбираем. Резултатът обаче е, че чрез бомбардиране на проба от скала с поток от заредени атоми машината е в състояние да засича трудно уловими разлики в количеството олово и уран в проби от циркон, като по този начин може да се установи възрастта на скалите. Боб ми каза, че отнема 17 минути, за да се изследва един циркон, а е нужно да се изследват дузини от всяка скала, за да бъдат достоверни данните. На практика процесът сякаш изискваше активност само от време на време и като че ли не особено честа намеса, както при следенето на работата на група перални автомати. Боб обаче изглеждаше много доволен; но пък това е типично за хората от Нова Зеландия.

Сградата на Науките за земята бе една странна комбинация — смесица от офиси, лаборатории и складове за машини. „Преди конструирахме всичко тука.“ — каза Бенет. — „Дори имахме наш собствен стъклодухач, но той се пенсионира. Но все още си имаме двама скалотрошачи на пълен работен ден.“ — Тя срещна погледа ми, изпълнен с лека изненада. — „Изследваме много скали. И те трябва да бъдат много добре подготвени. Трябва да сме сигурни, че няма замърсяване от предхождащи ги проби, никакъв прах или каквото и да е. Много прецизен процес е.“ Тя ми показа машините за трошене на скалите, които наистина бяха изрядни, макар че скалотрошачите явно бяха отишли да пият кафе. До тях се намираха големи кутии със скали във всички форми и размери. Наистина си имат работа с много скали в Австралийския национален институт.

Като се върнахме обратно в офиса на Бенет, забелязах на стената плакат, който даваше художествена и колоритна интерпретация на Земята, такава каквато навярно е изглеждала преди 3,5 милиарда години, тъкмо когато се е зараждал животът в древния период, известен като архай. Плакатът показваше сякаш извънземен пейзаж с огромни активни вулкани и парообразно море с цвят на мед под сурово червеникаво небе. Строматолити, вид бактериални скали, изпълваха плитчините на преден план. Не изглеждаше многообещаващо място за създаване и отглеждане на живот. Попитах дали изображението на картината е точно.

„Ами, една школа твърди, че всъщност тогава е било хладно, тъй като слънцето е било по-слабо. (По-късно научих, че биолозите, когато се шегуват, наричат това «проблем на китайския ресторант» — тъй като сме имали замъглено слънце.) Без атмосфера ултравиолетовите лъчи от слънцето, дори при слабо слънце, биха разбивали всяка зараждаща се връзка, създадена от молекулите. И въпреки това, точно тук“ — тя почука по строматолитите — „е имало организми почти на повърхността. Това е една загадка.“

„Значи не знаем какъв е бил светът тогава?“

„Ъхъ“ — се съгласи тя замислено.

„Така или иначе, не изглежда да е било предразполагащо за живот.“

Тя кимна замислено.

„Но трябва да е имало нещо, което да е било подходящо за живота. Иначе нямаше да сме тук.“

Със сигурност тогава не би могло да е подходящо за нас. Ако с машина на времето се върнехме в древния свят през периода архай, много бързо щяхме да хукнем обратно към нашето си време, тъй като е имало толкова кислород за дишане на Земята, колкото сега има на Марс. Също така било е пълно с отровни изпарения от солна и сярна киселина, които са в състояние да разяждат дрехите и да причиняват мехури по кожата. Нито пък са осигурявали чистите и сияйни пространства, изобразени на плаката в офиса на Виктория Бенет. Химичният бульон, който е представлявала тогава атмосферата, не би пропускал много светлина да достига повърхността на Земята. Малкото, което би могло да се види, е било осветявано от ярки и чести светкавични проблясъци. Накратко, това е било Земята, но такава не бихме припознали като наша.

През периода архай поводите за честване на годишнини били малко на брой, а и през дълги интервали. Два милиарда години бактериалните организми били единствените форми на живот. Живеели, размножавали се, роели се, но не показвали никаква склонност за преминаване в друго, по-предизвикателно ниво на съществуване. В определен момент през първия милиард години на живот цианобактериите или синьо — зелените водорасли се научили да използват ресурс, който бил много разпространен — водородът, който съществува в изключително изобилие във водата. Абсорбирали водни молекули, поемали водорода и изхвърляли кислород, и така изобретили фотосинтезата. Както отбелязват Маржилъс и Сейгън, фотосинтезата „несъмнено е най-важната отделна новост в обмяната на веществата в историята на живота на планетата“ — и е била изобретена не от растенията, а от бактериите.

Докато цианобактериите се развивали, светът започнал да се изпълва с O2 за ужас на тези организми, за които бил отровен — а в онези дни такива били всичките организми. В анаеробния (т.е. неизползващия кислород) свят кислородът е изключително отровен. Нашите бели кръвни телца всъщност използват кислорода, за да убиват нападналите ни бактерии. Че кислородът е изключително токсичен е изненадващо за нас, които го намираме за толкова благоприятен за благополучието ни, но това е само защото сме еволюирали при използването му. За останалите той е ужасяващ. Той прави маслото да гранясва, а желязото да ръждясва. Дори и ние можем да го понасяме само донякъде. Нивото на кислород в клетките ни е само една десета от нивото, което се намира в атмосферата.

Новите организми, използващи кислород, имали две предимства. Кислородът предлагал по-ефикасен начин за получаване на енергия а и преодолял конкуренцията на другите организми. Някои от тях се оттеглили в прогизналия, анаеробен свят на мочурищата и дъната на езерата. Други направили същото, но после (доста по-късно) мигрирали в храносмилателния тракт на същества като вас и мен. Доста голям брой от тези първични форми са живи вътре в тялото ни, точно сега, помагат при смилането на храната ни, но изпитват ужас и от най-малкия намек за кислород. Безброй други не успели да се адаптират и измрели.

Цианобактериите имали неудържим успех. В началото допълнителният кислород, който произвеждали, не се натрупвал в атмосферата, а се съединявал с желязото, за да формира железни оксиди, които потъвали на дъното на праисторическите морета. Милиони години светът буквално ръждясвал — феномен, който ясно се вижда от пластовете железни утайки, които са източник на толкова много желязна руда в сегашния свят. През много десетки милиони години нищо много повече от това не станало. Ако се върнем в света на ранния протерозой, няма да намерим многообещаващи признаци за бъдещия живот на Земята. Навярно тук и там, в закътани басейни е можело да се срещне тънък слой от жива пяна или гладък зелен и кафеникав покривен слой по крайбрежните скали, но иначе животът оставал незабележим.

Но около преди 3,5 милиарда години нещо по-ясно изразено станало забележимо. Навсякъде, където моретата били плитки, започнали да се появяват видими структури. Преминавайки през рутинните химични процеси, цианобактериите започнали да стават малко лепкави и лепкавостта им привличала микрочастици от прах и пясък, които се съединявали и формирали чудновати, но твърди структури — строматолитите, които бяха изобразени в плитчините на плаката на стената в офиса на Виктория Бенет. Строматолитите съществували в различни форми и размери. Понякога изглеждали като огромен карфиол, понякога като пухкави дюшеци (stromatolite означава на гръцки „дюшек“), понякога били във формата на колони, издигащи се метри над повърхността на водата — понякога били високи стотина метра. Във всичките си форми те били вид жива скала и представлявали първото в света кооперативно начинание, като някои разновидности на примитивни организми живеели само на повърхността, а други само под нея, като всичките се възползвали от условията, създадени от другите. Светът си имал вече първата екосистема.

В период от много години учените знаели за строматолитите от фосилни образувания, но през 1961 г. били наистина изненадани от откриването на общност от живи строматолити в Шарк Бей (Залива на акулите), в отдалеченото северозападно крайбрежие на Австралия. Това било съвсем неочаквано — толкова неочаквано фактически, че изминали няколко години преди учените да осъзнаят какво са открили. Днес обаче Шарк Бей е туристическа атракция — доколкото туристическа атракция въобще може да бъде едно място на стотици километри отдалечено от където и да е, и на дузина километри от каквото и да е. В залива са били изградени дървени пешеходни пътеки, за да могат посетителите да се разхождат над водата и да разглеждат строматолитите как спокойно си дишат точно под повърхността. Те са без блясък и са сивкави, както споменах по-рано в книгата, като големи кравешки екскременти. Но на човек може да му прилошее, като си помисли, че съзерцава живи останки от Земята отпреди 3,5 милиарда години. Както Ричърд Фортни се изрази: „Това наистина е пътуване във времето и ако светът оценяваше истинските си чудеса, това място щеше да е толкова известно колкото пирамидите в Гиза“. Макар и да е трудно да го предположиш, тези скали гъмжат от живот, с приблизително изчислени три милиарда индивидуални организми на всеки квадратен метър скала. Понякога, като погледнеш внимателно, можеш да видиш мънички редици от мехурчета, които изплуват на повърхността, като отделят кислород. В период от два милиарда години такива малки усилия са повишили нивото на кислорода в атмосферата на Земята до 20%, като са подготвили пътя за следващата по-сложна глава в историята на живота.

Предполага се, че цианобактериите в Шарк Бей са навярно най-бавно еволюиращите организми на Земята и със сигурност сега са най — редките. След като проправили път за по-сложни форми на живот, те изчезнали почти навсякъде, тъй като били изядени от самите организми, чието съществуване направили възможно. (Намират се в Шарк Бей, тъй като водите там са с твърде голяма соленост за създанията, които обикновено биха се хранели с тях.)

Една от причините животът да се развие в по-сложни форми толкова бавно е, че светът е трябвало да чака, докато по-простите организми създадат достатъчно кислород в атмосферата. „Животните не можели да впрегнат енергията си“ — както се изрази Форта. Отнело почти два милиарда години — приблизително 40% от историята на Земята, нивото на кислорода да достигне горе-долу до сегашното равнище на концентрация в атмосферата. Щом обаче условията били готови, очевидно изведнъж се появила съвсем друг вид клетка — с ядро и други малки части, наречени общо organelles (от гръцка дума, означаваща „малки инструменти“). Смята се, че процесът навярно е започнал, когато някоя непохватна или приключенски настроена бактерия е завладяла или е била заловена от друга бактерия и се оказало, че това било добро и за двете. Пленената бактерия станала, както се смята, митохондрион. Тази митохондриална инвазия (или ендосимбиотично събитие, както биолозите искат да бъде терминът) направила възможно съществуването на сложен живот. (В растенията подобна инвазия произвела хлоропластите, които способстват за фотосинтезата.)

Митохондриите действат на кислорода по такъв начин, че се освобождава енергия от хранителните вещества. Без този елегантен и улесняващ трик животът на Земята днес нямаше да бъде нищо повече от мътилка от прости микроби. Митохондриите са много мънички — можем да съберем милиард в пространството, заемано от зрънце пясък — но са и много гладни. Почти всяко хранително вещество, поето от нас, отива за да ги нахрани.

Не можем да живеем и две минути без тях, но въпреки това дори след милиард години митохондриите се държат, като че ли нещата не са съвсем наред между тях и нас. Те поддържат своя собствена ДНК. Размножават се в различно време от клетката-приемник. Изглеждат като бактерии, делят се като бактерии и понякога реагират на антибиотици също като бактериите. Накратко, имат си свои собствени интереси. Дори нямат същия генетичен език като този на клетката, в която живеят. То е като да имаш чужд човек в къщата си, но такъв, който е бил там един милиард години.

Новият вид клетка е известна като еукариотна (със значение „наистина зародишна“), за разлика от стария тип, която е известна като прокариотна (предзародишна), и изглежда, че се е появила внезапно в летописа на вкаменелостите. Най-древните известни еукариотни клетки, наречени грипания, били открити в седименти с желязо в Мичиган през 1992 г. Такива изкопаеми са били открити само веднъж и за други такива не знаем нищо в следващите 500 милиона години.

В сравнение с новите еукариоти старите прокариоти не са били нищо повече от „купчинка химикали“ по думите на геолога Стивън Дръри. Еукариотите били по-големи — вероятно 10 000 пъти по-големи — от по-простите им братовчеди, и носели хиляда пъти повече ДНК. Постепенно еволюирала система, при която животът бил доминиран от два вида форми — организми, които изхвърлят кислород (като растенията) и такива, които го приемат (вие и аз).

Едноклетъчните еукариоти някога са били наричани протозоа (преди животните), но този термин все повече се отрича. Днес терминът, който се използва, е протисти. В сравнение с бактериите, които ги предшествали, тези нови протисти били чудо на дизайна и сложността. Простите амеби, които са големи само една клетка и без други амбиции, освен да съществуват, съдържат 400 милиона бита генетична информация в своята ДНК — достатъчно, както отбелязва Карл Сейгън, да изпълнят 80 книги с по 500 страници.

Накрая, еукариотите овладели още по-изключителен трик. Отнело много време — около милиард години — но бил добър, когато го усвоили. Научили се да се сформират в сложни многоклетъчни същества. Благодарение на това нововъведение станали възможни големи, сложни и забележими индивиди като нас. Планетата Земя била готова да навлезе в следваща амбициозна фаза.

Но преди да изпаднем в голямо въодушевление, си заслужава да си спомним, че светът, както ни предстои да видим, все още принадлежал на много дребните същества.