Эликсир. Парижский парфюмерный дом и поиск тайны жизни - Тереза Левитт

человека распознает сотни тысяч разных молекул по запаху? Распознает ли он разные колебательные частоты? Или, быть может, молекулы “состыковываются” с какими-то конкретными рецепторами, идеально подходящими им по форме? Существование энантиомеров, похоже, служит важной подсказкой о значимости формы, однако и этот вопрос еще далек от решения 55. Обоняние по сей день остается наименее понятым и объясненным из всех человеческих чувств. Лишь недавно ученые начали осознавать, насколько сложно устроены его органы – причем гораздо сложнее, чем органы зрения, и соединены с мозгом еще более неразрывными связями 56. Этот возобновившийся интерес к запаху опрокинул традиционные, утвердившиеся в эпоху Просвещения представления, которые ассоциировали зрение с разумными способностями человека, а обоняние – напротив, с примитивными животными импульсами.

Но если мыслители эпохи Просвещения и высказывались об обонянии довольно презрительно, то алхимики судили о нем иначе. Ведь до того как Лавуазье отмел понятие spiritus rector, сочтя его вымышленной категорией, “направляющий дух” считался самым важным компонентом живой материи, придающим организму форму и определяющим характер его устройства, даже возвышающим его над уровнем простой материи. Химическая революция задалась целью развенчать представление о “духе” и свести все жизненные процессы к одним лишь реакциям между теми же самыми химическими веществами, из которых состоит и неорганический мир. Но, наряду с многочисленными успехами, сторонников этого подхода поджидали и неудачи. Среди них самой стойкой оказалась неподатливая, не находящая объяснений загадка – асимметрия жизни. Поистине, казалось, будто ее хитрая организация подчиняется некоему направляющему духу.

Способна ли жизнь к самоорганизации? Пастер утверждал, что нет. В 1950-е годы ученые открыли ДНК, что позволило понять, как на молекулярном уровне передается закодированная генетическая информация о строении живых организмов. Однако по-прежнему ждал ответа вопрос, как же она вообще появилась. Оставалась неразгаданной и еще одна загадка: все молекулы сахара, из которых сложен остов ДНК, хиральны только в одну сторону – правую. Аминокислоты же, закодированные в белках, тоже наделены хиральностью, но хиральны все в левую сторону (за единственным исключением: аминокислота глицин ахиральна). Более того, присутствие каких-либо правозакрученных аминокислот просто не позволило бы всей системе функционировать. Для описания этого явления ученые придумали специальный термин – “гомохиральность”, однако нисколько не приблизились к его объяснению.

Еще в 1860 году Пастер в своем выступлении-откровении высказывал мысль, что за этой таинственной асимметрией, быть может, стоят “космические силы”. За полтора столетия, что прошли с тех пор, астрофизики обнаружили в космическом пространстве целый ряд любопытных асимметрий. Например, спиральное движение Млечного Пути меняет круговую поляризацию света, который движется вместе с галактикой, и он, в свою очередь, мог передать эту хиральность аминокислотам. Стало известно, что асимметрично и слабое ядерное взаимодействие, которое вызывает распад электронов, закрученных всегда в левую сторону. Возможно, эти заряженные частицы, прилетевшие на землю с космическими лучами, и оказали воздействие на земную жизнь 57.

Но биохимики скептически относятся к идее, что столь разительное различие может объясняться столь тонким механизмом. В конце концов, жизнь на земле являет не просто преобладание одного хирального типа, а полнейшую, безраздельную монополию, не позволившую уцелеть ни одному экземпляру зеркального типа. И потому высказывалась гипотеза, что, быть может, появление хиральности в действительности предшествовало самому зарождению жизни – и даже было ее необходимым условием. В “первичном супе” на Земле, вероятно, были хаотично перемешаны аминокислоты обеих хиральностей. Но в таких условиях жизнь не могла бы зародиться. Большинство теоретиков сходятся в том, что следующим этапом было, вероятно, соединение разрозненных элементов для образования более крупных цепей РНК – этот процесс известен под названием полимеризации. Присутствие же разных хиральных вариантов препятствовало этому из-за энантиомерического перекрестного ингибирования, мешавшего образованию длинных цепочек. Для возникновения жизни требовалось всего одно условие: нарушение этой симметрии. Нужно было “разбить зеркало”, после чего молекулы одного типа одержали бы окончательную победу над своими зеркальными двойниками – и могла бы начаться эволюция жизни 58.

Вероятно, лишь благодаря чистой случайности около нескольких миллиардов лет назад в каком-то крошечном водоеме, где скопилось множество левых вариантов, этот процесс запустился. В таком случае, возможно, что на какой-нибудь другой планете, если обстоятельства сложились несколько иначе, мог возникнуть целый “Зеркальный мир” организмов с правыми аминокислотами, и все, что происходило потом, представляло собой перевернутое отражение нашего мира? Чтобы найти ответ на этот вопрос, ученые выискивали любые формы внеземной жизни, какие только могли им подвернуться 59. В 1969 году в Австралии упал Мурчисонский метеорит. Он был огромный и, как оказалось, содержал множество аминокислот и другие “пребиотические” молекулы. Были ли они гомохиральны? Трудно сказать. Поначалу казалось, что “левые” и “правые” аминокислоты распределены поровну. В образцах, взятых позднее, выявилось преобладание энантиомеров одного типа, но высказывались и предположения, что туда просто нечаянно попали земные бактерии. Единственный способ избавить себя от сомнений такого рода – раздобыть образец, который вообще не бывал на Земле, – а это задача не из легких. Но в 2014 году, когда Европейское космическое агентство посадило спускаемый зонд “Филы” на пролетавшую близко к Земле комету, ученые наконец-то с надеждой приготовились получить долгожданный ответ. Используя полученные дистанционным путем стереоскопические данные, они сумели установить, что на этой комете имелось несколько пребиотических молекул, в том числе как минимум одна аминокислота. Однако, чтобы определить ее хиральность, необходимо было заполучить подлинный образец материала. К сожалению, при посадке зонд отскочил от поверхности кометы, после чего проработал совсем недолго, а потом вышел из строя и теперь лежит на боку. Между тем, комета улетела уже на миллионы километров прочь от нас, а вопрос об асимметрии жизни так и остается без ответа. “Возможно, мы никогда этого не узнаем”, – признает Лоренс Баррон, один из виднейших исследователей 60. Жизнь по-прежнему хранит свою тайну.

Список действующих лиц

Жан-Батист Био (1774–1862) Неуживчивый французский физик с бунтарскими наклонностями, изучавший поляризацию света.

Антуан Боме (1728–1804) Химик эпохи Просвещения, устраивавший публичные демонстрации химических опытов и занимавшийся дистилляцией вместе с Пьером Макером.

Александр Броньяр (1770–1847) Богатый и обладавший политическим влиянием директор Севрской фарфоровой мануфактуры. Его дочь Эрминия вышла замуж за Жан-Батиста Дюма.

Луи-Николя Воклен (1763–1829) Ассистент Антуана Франсуа Фуркруа, помогавший ему определить предмет фармакологии, и наставник Луи Жака Тенара.

Фридрих Вёлер (1800–1882) Химик, часто сотрудничавший с Либихом и то поощрявший, то несколько обуздывавший хлесткий сарказм коллеги.

Жан-Батист Дюма (1800–1884) Харизматичный и искушенный французский химик, директор Центральной школы ремесел и мануфактур, бросивший все свои силы и непомерное тщеславие на покорение органического царства.

Катрин Дюфрейе Парфюмерша; в 1796 году