В 1845 году видный немецкий химик-органик Герман Кольбе (1818-1884) написал о мечте химиков того времени: «Если бы однажды удалось превратить уксусную кислоту в спирт, а из последнего получить сахар и гликоген (гликоген — животный крахмал. — Прим.
авт.), то мы были бы, очевидно, в состоянии собирать искусственным путём самые главные составные части растительного мира из фрагментов, имеющих к ним отдалённое отношение».
Успехи химии в то время были налицо: химики умели получать соду, кислоты, некоторые лекарственные средства и красители (например, берлинскую лазурь).
В то же время слова Кольбе для большинства химиков выглядели полнейшей утопией.
И вот почему. С древних времён люди делили все вещества на две группы — горючие и негорючие.
К первой группе относились дерево, жир, масло, другие вещества растительного и животного происхождения.
Негорючими были земля, песок, камни, известь и др. — эти вещества называли минеральными.
Конечно, были и исключения, например, минеральный уголь мог гореть.
Вещества первой группы не выдерживали нагревания и разлагались — обычно с образованием угля и с выделением отвратительных запахов. Вещества же второй группы, как правило, не боялись огня.
В 1807 году шведский химик Йене Якоб Берцелиус предложил вещества, типичные для живой природы, называть органическими, а вещества неживой природы (вода, соли, оксиды, кислоты и щёлочи) — неорганическими. Химики довольно хорошо изучили многие неорганические соединения, умели превращать кислоты в соли, из одних солей получать другие и т. д. Получались у них и многие превращения органических соединений в неорганические (самый простой пример — сжигание органического вещества с образованием углекислого газа, воды, а иногда также азота и некоторых других газов).
А вот обратные процессы — получение органических веществ из неорганических — никто проводить не умел. Более того, считалось, что такие процессы вообще нельзя осуществить в колбах — они могут идти только в живых организмах, с участием особых «жизненных сил» (на латыни — vis vitalis).
Отсюда произошло и название учения об особом статусе всего живого — витализм.
В соответствии с этим учением, живая природа не подчиняется тем же физическим и химическим закономерностям, которые свойственны неживой природе.
Процессами в живой природе управляют якобы совсем другие законы.
Поэтому неорганические соединения, например воду, соли, можно найти повсюду — и в живой природе, и в неживой.
Органические же вещества (например, сахар или жир), которые образуются с участием «жизненной силы», можно встретить только в живых организмах. Получить их искусственно принципиально невозможно.
Не все учёные были согласны с теорией витализма.
Они считали, что органические вещества в принципе устроены по тем же законам, что и неорганические, но они более сложные и потому синтезировать их труднее.
В 1828 году Фридриху Вёлеру удалось показать, что органическое соединение мочевина может быть получено из неорганического вещества — цианата аммония.
И хотя мочевина по составу не отличается от цианата аммония (различие только в другом расположении атомов), работа Вёлера вселила надежду, что возможны синтезы и более сложных органических соединений. Бурное развитие химии в середине XIX столетия подтвердило справедливость этих ожиданий.
Окончательно витализм был побеждён в 50-х годах XIX века, когда французскому химику Марселену Бертло удалось синтезировать спирты, бензол, метан, ацетилен, ряд других типичных органических соединений.
Сейчас химики умеют получать почти любые органические соединения.
Значит ли это, что со временем они сумеют осуществить мечту алхимиков — создать «гомункулуса», искусственного «человечка в колбе»?
Размышляя над этим вопросом, нужно учесть, что организм, даже одноклеточная амёба, — это не просто собрание органических молекул, пусть даже и очень сложных. Компьютер или телевизор тоже очень сложные приборы, но теоретически их можно разобрать на отдельные детали, а потом снова собрать.
В принципе «разобрать на части», на отдельные химические вещества, амёбу можно, а вот «собрать обратно» не получится!
Во всяком случае, пока ещё никто это сделать не может. Ведь «собрать амёбу» из индивидуальных химических веществ — это ни много ни мало искусственно создать жизнь!
Так как же возникла амёба (и все остальные живые существа)? На этот счёт существует несколько теорий.
Одна из них — сотворение всего, живого и мёртвого, «из ничего», в результате Божественного промысла.
Последователей этой теории называют креационистами (это слово произошло от лат. creatio — «создание», род. падеж creationis).
Другая теория называется панспермией (от греч. pan — «весь», «всякий» и sperma — «семя»).
Она предполагает, что «зародыши жизни» (например, сложные органические молекулы) были занесены на Землю из космоса, возможно, с других планет. Но тогда нужно объяснить, как они возникли там, как там зародилась жизнь?
Наконец, можно предположить, что и первые простейшие молекулы ДНК, и амёба, и более сложные организмы появились на Земле в ходе естественной эволюции. В таком случае нет никаких принципиальных препятствий к тому, чтобы тот же процесс учёные смогли когда-нибудь в будущем повторить, причём не за сотни миллионов лет, как это происходило в истории Земли, а значительно быстрее.
Однако пока никто даже не представляет себе, как, с какой стороны за это дело взяться.
Ведь мы не знаем даже, в результате каких процессов, каких постепенных (или не постепенных?
) изменений появилась на Земле и эта амёба, и вся остальная живность.
Химики только пытаются смоделировать работу биологических катализаторов — ферментов, не замахиваясь пока на то, чтобы полностью синтезировать эти сложнейшие белковые молекулы.