Наиболее, видимо, правдоподобная на настоящее время гипотеза о происхождении жизни исходит из того, что живая составляющая формировалась как дополнение к существовавшим на планете геохимическим вещественно-энергетическим круговоротам.
Эта гипотеза согласуется с положениями неравновесной термодинамики (И. Пригожин) и теории самоорганизующихся систем (У. Эшби). В открытых системах в сильно неравновесных условиях (например, земные геохимические круговороты, провоцируемые разницей температур космического пространства и вещества планеты) могут самопроизвольно образовываться упорядоченные структуры. Последние получили название диссипативных в связи с их свойством рассеивать пропускаемую через себя энергию. В таких системах диссипация (рассеивание и, следовательно, безвозвратная потеря системой энергии) выполняет не деструктивную, а созидательную роль, придавая им статус самоорганизующихся. Отличительная черта диссипативных самоорганизующихся систем, к которым принадлежат живые организмы, заключается в их способности эволюционировать и, таким образом, сохранять состояние приспособленности и, следовательно, себя самих при изменении условий. Для этого они используют, с одной стороны, информацию об опыте самосохранения, приобретенную ранее, а с другой — создают новую информацию как предпосылку к самоизменению или самокоррекции под предстоящий опыт. В процессе такого самоизменения происходит усложнение системы.
Для достижения этих результатов (сохранение во времени состояния приспособленности или самосохранение и, параллельно, усложнение в ходе самокоррекции) необходимо выполнение ряда требований. Так, должен действовать автокаталитический механизм самовоспроизведения диссипативной структуры. Им может быть, например, матричный синтез (см. образование ДНК, РНК и полипептидов в клетке). Для сохранения структуры в перспективе необходим постоянно действующий механизм пополнения и обновления информации. Новая информация появляется, если самовоспроизведение системы происходит на фоне «информационного шума» (см. мутации) с участием механизма естественного отбора. Отбор называют «естественным», если материалом для него служит набор случайных по информационному содержанию вариантов (см. феномен неопределенной генотипической изменчивости, резерв наследственной изменчивости). Эффект прогресса воз-
никает, если отбирается и сохраняется информация, способствующая интенсификации функции диссипации (см. адаптации общего значения, обеспечивающие приспособление к широкому кругу условий). Описываемые события вполне соответствуют тому, что происходит в эволюционирующем мире земной жизни.
«Отбираемые», самоинструктирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, способные менять структуру в сторону ее усложнения, известны и вне биологии, в частности, в химии. Они получили название (авто) каталитических гиперциклов (М. Эйген).
Сторонники геохимической гипотезы появление жизни связывают с существовавшими на заре истории Земли геохимическими вещественно-энергетическими круговоротами, приводимыми в движение температурным градиентом между более теплой планетой и холодным космосом. Добавлением биологической составляющей, превращающим геохимические процессы в биогеохимические, достигалась интенсификация движения химических элементов и, как следствие, стабилизация структуры круговоротов. Первое — за счет использования постоянного внешнего источника энергии (солнце), второе — благодаря возможности создать в световую фазу резерв энергии (органика фотосинтетического происхождения), расходуемый в темновую фазу, а также повышению степени замкнутости циклов. «Борьба» за энергию составляла основу конкурентных отношений между гиперциклами. Один из выигрышных путей состоял в объединении и согласованных изменениях (коэволюция) различающихся по исходным параметрам гиперциклов. Результат — образование более эффективных (как движущая сила вещественно-энергетических круговоротов) и устойчивых конструкций следующего порядка сложности — иерархия структур, принцип экосистемы.
Усложнение самоорганизующихся систем характеризуется важным следствием. По достижении критического уровня структура становится самоподдерживающейся (Дж. фон Нейман). В происхождении земной жизни этому критическому уровню соответствовал, видимо, «сверхгиперцикл» с типом организации, описываемым сейчас словом «клетка».
Рассматриваемая гипотеза происхождения жизни отличается качественным своеобразием. Она является геохимической, в то время как гипотезы панспермии и абиогенеза — биохимическими. Привлекательность геохимического подхода состоит в том, что он возвращает жизнь как явление в область «обычных», то есть термодинамически по-
нятных событий. Определяя специфическое место жизни в «экономике» планеты как эффективного инструмента оптимизации и стабилизации вещественно-энергетических круговоротов, геохимический подход позволяет отойти от фактора случайности в ее возникновении (гипотеза абиогенеза) или же умозрительной оценки ее как изначального и неотъемлемого свойства материи (гипотеза панспермии).
Геохимическая гипотеза, тем не менее, оставляет без рассмотрения события, которые могли происходить на стадии абиогенного образования ключевых органических молекул и специфических биополимеров. Так, закономерен вопрос, каким образом было преодолено противоречие между необходимостью иметь одновременно фермент (полиме-раза), управляющий образованием информационной макромолекулы (ДНК или РНК), и саму эту молекулу, кодирующую структуру названного фермента (вопрос средневековых схоластов: «Что первично — яйцо или курица?»).