Посев научный – для жатвы народной

Болел я тяжело, и, если бы не мои друзья-медики, с которыми меня связывала давняя университетская дружба, не знаю, как бы выкарабкался. Они устроили меня в сыпной барак около Новодевичьего монастыря.

Молодость и дружеское участие оказались сильнее свирепого тифа, и я поправился. Нужно было возвращаться в ВСНХ. Но ни сил, ни желания вновь браться за эту в общем-то административную работу у меня не было. Хотелось полностью посвятить себя научной деятельности, которую я, по сути дела, и не прекращал все это время, состоя при кафедре Московского университета. К тому времени у меня были уже научные публикации, первая из которых появилась еще в 1917 году. Она посвящалась сравнительному изучению растительных глобулинов. Во время исследований этого вида белков я обратил внимание на особое свойство хлорогенной кислоты, которая окрашивала водные экстракты обезжиренной муки семян подсолнечника в великолепный интенсивный зеленый цвет. Я установил, что это вещество участвует в окислительных процессах, основанных на улавливании, присоединении. водорода. Это укладывалось в теоретические представления Алексея Николаевича Баха – нашего выдающегося ученого-биохимика.

Алексей Николаевич был человеком удивительным. В нем сочетались талантливейший ученый и мужественный борец-гражданин. Еще до революции он написал замечательную книгу «Царь-голод», которая носила острый, разоблачительный характер. Его отправили в ссылку, откуда ему удалось бежать. Бах поселился в Швейцарии. В Женевском университете у него была своя лаборатория, и результаты исследований, которые он там проводил, принесли ему всемирную известность. Я внимательно следил за всеми публикациями Алексея Николаевича.

После своего выздоровления я сказал Карпову, что душа моя лежит больше к науке, и попросил дать мне возможность съездить в Женеву к Баху. Лев Яковлевич неожиданно рассмеялся и сказал, что в Швейцарию ехать незачем, а лучше мне пойти в Армянский переулок, где организовали новую биохимическую лабораторию. Там-то я и найду нужного мне человека. Эта лаборатория подчинялась химотделу, и таким образом я оказался до некоторой степени начальством Алексея Николаевича.

Помню, Бах очень красочно описывал нашу первую встречу. Я, дескать, заявился к нему этаким комиссаром в кожаной куртке, и он сразу спросил: «Вы пришли меня контролировать?» «Нет, – смутился я. – У меня написана работа по химизму окислительных процессов, которая перекликается с вашей теорией. Хочу с вами посоветоваться, потому что я сейчас на распутье».

Действительно, я стоял перед выбором. В химот-деле для меня намечался очень ответственный пост. Тогда начали организовываться главки, и я должен был возглавить один из них. Но это означало, что научная деятельность ушла бы на второй план. Я просил Баха посмотреть мою работу и дать свой отзыв.

Алексей Николаевич прочитал рукопись и стал мне горячо советовать избрать путь ученого. Вскоре я начал также читать курс лекций в Московском университете на кафедре физиологии растений «Химические основы жизненных процессов».

Когда Алексей Николаевич перешел в биохимический институт при Наркомздраве, он и меня привлек к работе в своей лаборатории. Характер наших исследований несколько изменился. В центре внимания были теперь ферменты. – Изучение этих исключительно важных для биохимических процессов веществ имело не только чисто научное, но и огромное практическое значение.

Достаточно сказать, что наши исследования ферментов, содержащихся в зерне и муке, помогли разрешить немало проблем зернового хозяйства и хлебопечения. Однажды в конце 20-х годов возникла довольно острая ситуация на наших хлебопекарнях. В то время пищевая промышленность претерпевала глубокие изменения, хлебопекарное производство из мелких кустарных пекарен, где все делалось вручную, можно сказать, на глаз и на вкус, переходило на крупные предприятия с механизированными процессами работы. Это вносило очень большую специфику во всю организацию хлебопечения. Если мастер в своей пекарне все делал интуитивно, сам чувствовал, пошло тесто или нет, хорошо пропекается или не очень, то заводское производство, основанное на потоке, требует предварительного знания того, что нужно, так как менять режим работы по ходу дела можно только в очень ограниченных масштабах.

Но сложность заключается в том, что разная мука в процессе хлебопечения ведет себя по-разному. Тот год выдался очень сырым, зерно проросло еще при уборке. Мука из такого зерна хорошо ведет себя при замесе, расстойке теста, но при выпечке хлеб получается непропеченный. Естественно, среди покупателей возникло недовольство. Но мастера на заводе не понимали, в чем дело. Увеличивали температуру – не помогало, удлиняли процесс выпечки – хлеб выходил все таким же сырым. Потребители стали возмущаться, якобы воды много оставляют, вот когда были мелкие пекарни, то хлеб давали хороший, а с заводов поступает никуда не годный. Такое положение весьма компрометировало заводское производство. А дело было, как обнаружили я и мои студенты, в следующем. Зерно содержит ферменты – биокатализаторы, которые разлагают крахмал и белки. При этом существуют два вида ферментов – альфа- и бета-омелазы. В процессе брожения, ведения теста действие бета-омелазы очень важно: она превращает крахмал в сахар. Но в проросшем зерне бурно развивается не бета, а альфа-омелаза, которая разлагает крахмал только до декстринов. Именно они и придают тесту квелый, клейкий характер. А покупатель думает, что хлеб не пропечен.

Благодаря нашим исследованиям выяснилось, что дело можно поправить, увеличив совершенно незначительно кислотность теста, так как альфа-омелаза кислоты боится, а бета – нет. Так был найден выход из довольно затруднительного положения, в котором оказалось хлебопекарное производство.

Но не только хлебу помогла наша работа над ферментами. Многолетние исследования доказали, что в основе технологии производств, имеющих дело с переработкой растительного сырья, лежат ферментативные процессы. Именно они выявляют вкус и аромат изделия, придают ему усвояемость. Совместно с сотрудниками Института сахарной промышленности разработали режимы длительного хранения сахарной свеклы, позволившие в полтора раза удлинить сезон работы сахарных заводов, а следовательно, и увеличить их производительность, не требуя для этого дополнительных капиталовложений и уменьшив потери сырья. Наши рекомендации принесли большую пользу, ведь раньше сахарные заводы простаивали без работы в течение многих месяцев, ожидая следующего урожая.

В стране остро ощущалась потребность в планомерных и глубоких исследованиях биохимических процессов. Это было необходимо как в практическом отношении, для развития народного хозяйства, так и в теоретическом, для познания основ самой жизни. И вот в 1935 году Алексей Николаевич Бах и я организовали первый в стране институт биохимии, который носит сейчас имя Баха. Чайное производство, табачное, виноделие, производство витаминов – все эти отрасли народного хозяйства использовали результаты наших работ по изучению биохимии растений, ферментативных реакций.

Однако меня больше всего привлекала проблема происхождения жизни на Земле. Это одна из важнейших мировоззренческих проблем человечества, в которой, как в фокусе, собираются все научные знания. Она волновала человека еще в самые отдаленные времена. В орнаменте древней вазы, относящейся к середине IV тысячелетия до н. э., найденной при раскопках в Уруке – одном из древнейших городов государства Шумера в Южной Месопотамии, – изображено представление наших предков о том, как зародилась на Земле жизнь. В самом низу видны волны, выше из них возникают растения, далее идут животные, а еше выше – люди. Все это венчается изображением Иштар – богини жизни и плодородия.

Самозарождение жизни из воды – одно из древнейших-представлений о происхождении всего живого. Сначала это был как бы эмпирически установленный факт. Потом появились различные теории «самозарождения». Одни толковали возникновение жизни как результат деятельности высшего духовного начала, другие – как естественное явление, присущее самой материи. По этим основным двум направлениям развивались учения о происхождении живых существ от Эпикура и Аристотеля до Декарта. Однако после опытов Пастера эта проблема зашла в тупик, так как рушились прежние представления о том, что живые существа, даже самые примитивные, возникают непосредственно из неорганических веществ. Если теория Дарвина показала, как из примитивных существ возникают все более и более сложноорганизованные, как развивался наш мир, то эта теория оставила без ответа возникновение самых первых организмов, родоначальников всего живого на Земле.

Естественно, идеалистические учения трактовали это как акт божественного сознания. Или как результат воздействия какой-то нематериальной силы. Господствовавший в то время механистический материализм, силившийся все понять по аналогии с механизмами, не мог ответить на этот вопрос. Сравнение организма с механизмом заводило в идеалистический тупик: машина сама по себе не возникает. Для того чтобы она появилась, нужен ее творец, создатель, конструктор. Таким образом, в то время, как я начал интересоваться происхождением жизни, эта проблема находилась в критическом состоянии. Одним из основных препятствий, стоявших на пути ее разрешения, было господствовавшее тогда в науке категорическое убеждение, основанное на повседневном опыте, в том. что лежащие в основе живых существ органические вещества в природных условиях могут возникать только биогенно, только путем их синтеза организмами.

В конце первой четверти нашего века я имел смелость вступить в противоречие с общепринятым тогда мнением, утверждая, что монополия биологического синтеза органических веществ является характерной только для современной эпохи существования нашей планеты. В начале же своего формирования Земля была безжизненной, но на ней осуществлялись неорганические, абиотические синтезы углеродистых соединений, происходила их последующая предбиологическая эволюция. Эта химическая эволюция приводила к постепенному усложнению абиогенных соединений, затем к формированию из них индивидуальных фазообособленных систем и превращению последних (на основании их естественного отбора) в предшественников жизни – пробионтов, а затем и в первичные живые существа.

С этим положением я выступил в 1922 году в Московском отделении ботанического общества. Собрание восприняло мою идею довольно положительно. Председательствовал тогда Лев Иванович Курсанов. Он сказал, что выдвинутое мной положение очень интересно, хотя требует конкретных доказательств. Но их, собственно говоря, у меня не было. Единственное свидетельство – наличие органических веществ на метеоритах. Но их присутствие там объяснялось результатом жизнедеятельности живых организмов, которые их когда-то населяли. Правда, существовала еще теория, развитая Менделеевым, по которой органические вещества нефти возникли абиогенно, в результате воздействия воды на карбиды. Но и она была опровергнута, так как путь встречи воды и карбидов, который описал Менделеев, оказался геологически немыслим. Тогда я предположил иной путь, при котором карбиды сами могли выйти наружу, например, при извержении вулкана. Таким образом, я шел большей частью интуитивно, чисто теоретически предполагая то, что несколько десятилетий спустя было подтверждено фактами.

После моего доклада в Ботаническом обществе я решил заняться более серьезно этой проблемой. В 1924 году вышла моя первая книга «Происхождение жизни».

Изучение происхождения жизни сдвинулось с мертвой точки. Особенно интенсивно над этой проблемой стали работать ученые из разных стран в послевоенные годы. Начали организовываться специальные симпозиумы. Было создано международное общество по изучению происхождения жизни. Но об этом позже.