Ник Лэйн рассматривает историю жизни как череду эволюционных новшеств, которые меняли не только организмы, но и всю планету. Слово «изобретение» он использует условно: у эволюции нет плана и сознательного автора, однако естественный отбор способен сохранять удачные решения. В список Лэйна входят происхождение жизни, ДНК, фотосинтез, сложная клетка, секс, движение, зрение, теплокровность, сознание и смерть.
В главе о происхождении жизни Лэйн сопоставляет гипотезу первичного бульона с идеей щелочных гидротермальных источников. Разбавленная смесь органических молекул сама по себе не объясняет, откуда берется энергия для сборки сложных веществ. В щелочном источнике водород встречался с насыщенной углекислым газом океанской водой, а пористые минеральные стенки могли удерживать молекулы и ускорять реакции. Лэйн связывает эти условия с появлением первых биохимических циклов и постепенным переходом от геохимии к клеточной жизни, оговаривая, что точный сценарий неизвестен.
ДНК в этой истории — не просто знаменитая двойная спираль. Ее парные основания объясняют, как наследственная последовательность копируется, а мутации дают материал для отбора. Лэйн разбирает и генетический код: в его устройстве видны следы химических ограничений и последующей эволюционной «настройки». Он также рассматривает возможный переход от каталитической РНК к системе, где ДНК хранит информацию, а белки выполняют большую часть клеточной работы. Это реконструкция по сохранившимся молекулярным следам, а не прямое наблюдение древних событий.
Фотосинтез преобразил Землю, потому что цианобактерии научились извлекать электроны из воды и выделять кислород. Кислородное дыхание дало организмам больше доступной энергии, а накопление кислорода в атмосфере помогло сформировать условия для крупных животных и сложных экосистем. Лэйн объясняет, что появление такой формы фотосинтеза могло вырасти из более простых систем, использовавших свет и другие источники электронов. Однако путь к объединению этих механизмов остается гипотезой.
Отдельная центральная загадка — появление эукариот, клеток, из которых состоят животные, растения и грибы. Лэйн обращает внимание на то, что их гены имеют и архейные, и бактериальные родственные связи, а митохондрии сохраняют собственную ДНК. Он поддерживает версию, что древняя архея вступила в тесный союз с бактерией-предком митохондрий. Внутренние энергетические мембраны позволили клетке увеличиться и тратить энергию на движение и поглощение других клеток. Так возникли условия для дальнейшего усложнения жизни.
В рассуждении о сексе автор ставит парадокс: бесполое размножение передает потомству весь геном, тогда как при половом гены перемешиваются и часть удачных сочетаний теряется. Секс к тому же требует партнера и несет биологические издержки. На приведенном примере серповидноклеточной анемии видно, что перетасовка может разрушать полезное сочетание вариантов гена и одновременно создавать уязвимость к болезни. Но именно широкое распространение полового размножения заставляет искать выгоды, способные перевесить эти потери. Приведенный фрагмент обрывается до того, как Лэйн завершает этот довод.
