Наша ДНК — удивительная молекула.
Что такое закон Мура
Закон Мура связан не с биологией, а с компьютерными науками. Там
речь вообще о транзисторах. Фото ©
Почти все компьютеры, которые вы видели в своей жизни, построены на процессорах фирмы Intel. До 2023 года их использовали даже в «Маках», но Apple с самого начала стремится стать закрытой системой, поэтому сейчас использует свои собственные процессоры Silicon. А люди, которые создали компанию Intel и поменяли наш мир навсегда, дожили до XXI века. Одним из них был Гордон Мур, чьё состояние при жизни превышало шесть миллиардов долларов.
Гордон Мур работал с техникой всю жизнь. Чтобы сделать компьютер, сначала нужно собрать его «внутренности», в том числе «мозги». Внутренностями являются интегральные схемы, которые в конце 1950-х начали независимо друг от друга изобретать Джек Килби, Курт Леговец и Роберт Нойс (друг Мура). Сначала они состояли из простых электронных компонентов — транзисторов, резисторов, диодов... Но в 60-е изобрели КМОП и внезапно все элементы, кроме транзисторов, потеряли свою ценность. В современном процессоре все функции выполняют транзисторы. Они размещены на кристалле диоксида кремния и связаны слоями соединений из тонких линий различных металлов.
И это началось ещё при Гордоне Муре. Он работал с интегральными схемами десятилетиями — поэтому и заметил, что каждые два года количество транзисторов на кристалле увеличивается в два раза. Закон приобрёл множество последователей. Есть подробный график с 1970-го по 2020 год — там всё и правда так. Сами транзисторы при этом становились всё меньше и меньше. В итоге мы наткнулись на ограничение: нельзя сделать двухмерный транзистор меньше 20 нанометров. Почему? Грубо говоря, электроны просто туда не пролезут. Тогда изобрели (вернее, доработали) трёхмерный, объёмный транзистор — и ограничение было снято. Что будет дальше, знает только Господь Бог.
При чём тут ДНК?
Зайдём издалека. Один из первых трёхмерных транзисторов был размером 17 нанометров. В 2002 году — уже 10 нанометров. Самые маленькие вирусы в мире — это парвовирусы. Все они содержат ДНК, но не такую, как у нас. Мы — элита, у нас там две нити, а у примитивных вирионов только одна. Ну и количество нуклеотидов ужасающе маленькое — всего-то 5596. Самые мелкие среди парвовирусов не превышают 18 нанометров в размере. Может быть, есть и поменьше, но мы пока не встречали. Зато размеры человеческой ДНК довольно хорошо изучены.
И вот они какие. Двойная спираль — диаметр около 2,4 нанометра.
Каждый нуклеотид — около 0,33 нанометра. Всё это упаковывается в
нуклеосому размером семь нанометров. Нуклеосома становится похожей
на нить и образует соленоид размером 30 нанометров. Соленоиды
«мутят» петли по 200 нанометров, а потом складываются в стопки. Так
и получается хромосома.
Расчёты возраста нашей ДНК по закону Мура
Гарри Нолан — учёный, поэтому ему нельзя быть голословным. Он начал считать. И вот что он насчитал. Фото © Shutterstock / FOTODOM / Lotus_studio
Итак, мы знаем, что каждые два года количество транзисторов на компьютерных чипах удваивается. Если предположить, что с ДНК происходит то же самое, то необходимо идти от обратного. Представим себе человеческую ДНК. За транзисторы примем нуклеотиды. Нуклеотидов там около трёх миллиардов пар. То есть всего шесть миллиардов нуклеотидов. Начинаем считать, насколько всё это дело на самом деле старое. Получается, что ещё два года назад у людей было всего три миллиарда пар нуклеотидов, четыре года назад — вообще полтора миллиарда... Кажется, что это какой-то бред.
Теории, опровержения и спекуляции
Так можно будет вставить транзистор в кусок ДНК или нет? Фото © «Шедеврум»
И с биологической точки зрения это действительно бред. Более того — мы воспользовались вычислительными мощностями DeepSeek, чтобы посчитать, за сколько лет разовьётся человеческая ДНК по закону Мура. Получилось 65 лет, в 1227 году Чингисхан умер в этом возрасте. Страшно представить, сколько у него в ДНК было нуклеотидов. Но на самом деле мы вместе с «Дипсиком» совершили огромную, грубейшую ошибку.
И вот в чём она заключалась. Мы просто взяли и перенесли конкретную технологическую концепцию, закон Мура, на сложную биологическую систему, которая начала развиваться за миллиарды лет до сегодняшнего дня. На этом вполне реально сломать мозг, но суть теории Гарри Нолана, который утверждает, что ДНК старше планеты Земля, заключается немного в другом. Считать надо было вообще по-другому, а за основу взять саму идею — увеличение сложности систем по экспоненте за определённый период времени. И в этом смысле поле для спекуляций открывается просто широчайшее. Известно, что ДНК следует закону Мура. Но какие же там конкретно цифры?
Насколько наша ДНК на самом деле древняя?
Какой бы ни была ваша ДНК, хорошо, что она есть... Дольше всего она, кстати, сохраняется в костях, зубах и вечной мерзлоте. Фото © «Шедеврум»
По расчётам Гарри Нолана, человеческой ДНК где-то девять или 9,5 миллиарда лет. Планете Земля всего 4,543 миллиарда лет. По этим данным, люди действительно инопланетяне, ведь старше планеты почти в два раза. Кроме того, гипотеза мира, где всё живое состоит из РНК, определяет возраст тех же самых вирусов как раз где-то в четыре миллиарда лет. То есть жизнь на Земле возникла практически сразу после появления планеты. А что касается ДНК людей современного типа, то оно, скорее всего, появилось 300 тысяч лет назад в Африке. Но! Гипотеза об инопланетном происхождении жизни в целом — например, тех же парвовирусов — всё ещё имеет право на существование, потому что в конечном итоге всё население планеты Земля породили молекулы углерода, способные воспроизводить сами себя.
А вообще, теория Гарри Нолана состоит в том, что существующая
сложность человеческой ДНК в качестве биологической системы по
закону Мура слишком высока для того, чтобы появиться каких-то 300
тысяч лет назад. Если считать, как растёт сложность биологических
систем по этому технологическому закону, получится, что 4,543
миллиарда лет существования Земли не хватает для развития такой
сложной штуки, как человеческая ДНК. Такие дела.
Комментарии