Жизнь зародилась в супе


Как зародилась жизнь на нашей планете? Может быть, она появилась, как учит религия, в одночасье, в результате Божественного акта творения? Но, возможно, её зародыши были занесены из космоса? Или жизнь возникла из соединения простых органических молекул в результате сложных физико-химических процессов, бушевавших миллиарды лет назад на пустынной Земле?

За миллиард лет до нашей эры


Последние 90 лет большинство учёных считает, что жизнь зародилась именно так. Ещё в 1924 году советский академик Александр Опарин опубликовал книгу «Происхождение жизни», в которой обосновал возможность появления сложных органических соединений из «первичного бульона» — доисторического океана, полного самых различных химических соединений.

Миллиард лет назад на Земле был сущий хаос. Постоянное извержение множества вулканов заливало её поверхность потоками раскалённой лавы. Водяные пары, конденсируясь в атмосфере, обрушивались на её поверхность чудовищными ливнями. Часть воды испарялась на всё ещё горячей поверхности, но другая часть оставалась внизу, образуя огромные водные пространства.

Под воздействием ультрафиолетового излучения солнца, перепадов температуры и электрических разрядов от почти беспрерывно бьющих в первобытный океан молний в нём образовывались сложные органические соединения, названные Опариным протобионтами и коацерватами. Последние со временем оказались способными поглощать различные вещества, растворённые в водах океана, и выделять продукты их переработки, т.е. Наладили с окружающей средой обмен веществ.

Следующим этапом развития коацерватов стала способность деления самых «шустрых», обогнавших по росту своих конкурентов, на две равноправные капли, сохранявшие все полезные свойства «родителя». Таким образом, коацерват стал, по сути, первым живым организмом Земли, так как обладал двумя важнейшими качествами — способностями к самовоспроизводству и обмену веществ. От коацерватов и произошли спустя миллионы лет простейшие одноклеточные организмы.

Загадка «биологической революции»

Ну хорошо, скажет скептически настроенный читатель, пусть всё так и было. Миллиард лет назад в первобытном океане плавали амёбы и прочие простейшие. Но как случилось, что часть из них выбралась на сушу? Как и почему из этих одноклеточных получились растения и животные? Да, наконец, и высокоразвитые млекопитающие — в частности, Homo sapiens?

А вот на этот вопрос до сих пор нет точного ответа. Между тем он настолько интересен, что в 1997 году организация ЮНЕСКО одобрила биологический проект ВОБР (Великое ордовикское биологическое разнообразие) как имеющий всемирное научное значение. А после получения первых данных по проекту в 2003 году приняла решение продолжить исследования.


ВОБР — это событие, произошедшее на Земле 470 миллионов лет назад, в ордовикский период. Заключалось оно в том, что за очень короткий (в геологическом отношении) промежуток времени число видов, населявших первобытный океан, увеличилось во много раз. Новые виды сильно потеснили старые, населявшие океан в предыдущий, кембрийский период, а затем некоторые из этих новых видов выбрались на сушу.

Так на суше и появились первые растения — мхи и лишайники, первые животные — членистоногие. И началась стремительная эволюция наземных видов, приведшая в итоге к появлению человека.

Но «историческое значение» (как писали раньше в учебниках) ВОБР заключается не только в этом. Великое ордовикское биологическое разнообразие, случившееся 470 миллионов лет назад, представляет собой одну из величайших научных загадок — ведь ни до него, ни после не происходило подобной «биологической революции».

Вулканы или метеориты?

В начале исследования ВОБР учёные полагали, что главную роль тут сыграли земные вулканы. Из-за существенных подвижек геологических плит в раннем и среднем ордовике закрывались одни моря и открывались другие. Плиты, несущие на себе эти моря, входили одна под другую, из-за чего возникали очаги гигантских землетрясений и вулканических извержений. Это приводило к выбросу в воду огромного количества новообразованных химических веществ, которые с удовольствием поедались первобытным планктоном.


Ну а бурное размножение планктона, которым питались в то время все остальные морские обитатели, и «запустило» ВОБР.

Кроме того, значительные выбросы в атмосферу вулканической пыли могли надолго затмить солнце, что привело к снижению температуры от кембрийских 70-80 °С до вполне комфортных ордовикских 35-40 «С. Отчего бы в таких условиях, наевшись планктона, и не попытаться выбраться на сушу?

Всё бы хорошо, но у сторонников «вулканической» гипотезы пока не получается «привязать» по времени описываемые тектонические сдвиги и начало ВОБР.

Другой, альтернативной гипотезой появления ВОБР до последнего времени считалась мощная метеоритная бомбардировка Земли.

Метеориты с кулак

Шведский геолог Биргер Шмиц в 2001 году обнаружил в скалах времён среднего ордовика большое число крупных, размером с кулак, оплавленных остатков метеоритов. Их количество было столь велико, что для объяснения находки Шмиц выдвинул сенсационное предположение: в те времена метеориты падали на Землю в сотни раз чаще, чем теперь. Причём эта бомбардировка длилась несколько миллионов лет и происходила именно во времена ВОБР.


Астрономы косвенно подтвердили правоту Шмица. Компьютерное моделирование метеоритных потоков с учётом всех законов небесной механики показало, что в те времена действительно мог расколоться один очень большой астероид, двигавшийся по орбите между Марсом и Юпитером. Его обломки как раз и должны были попасть на Землю в ближайшие миллионы лет в виде крупных метеоритов.

Как тут было не предположить, что существует причинно-следственная связь между усиленной метеоритной бомбардировкой Земли и началом «биологической революции»? И хотя ни Шмиц, ни его последователи так и не сумели внятно объяснить, как именно падение метеоритов могло «запустить» ВОБР, эта гипотеза на протяжении долгих 16 лет представлялась исследователям даже более привлекательной, нежели «вулканическая».

И снова — неизвестность

Однако в начале 2017 года «космическая» гипотеза была опровергнута. Журнал Nature Communications в январе 2017 года опубликовал статью шведских и датских исследователей, в которой были приведены доказательства того, что метеоритная бомбардировка Земли произошла лишь спустя три миллиона лет после начала ВОБР. Более точную датировку этого события им удалось установить, исследуя найденные в одном из шведских карьеров метеориты с кристаллами циркона.

Таким образом, до сих пор неизвестно, что привело к Великому ордовикскому биологическому разнообразию. Понятно только, что, не будь этого события, на Земле, возможно, и по сей день колыхались бы волны первобытного океана. Из которого на сушу иногда (но не очень часто, потому что мало ли что…) поглядывали бы с опаской самые любопытные трилобиты.


Индийские биохимики выяснили, что "первичный суп", из которого в океанах древней Земли зародилась биологическая жизнь, мог состоять только из воды и синильной кислоты, сообщают РИА Новости.

Специалисты повторили эксперимент, который впервые проводился в середине XX века — эксперимент Миллера-Юри. В рамках эксперимента ученые воссоздали набор "кирпичиков жизни", который основан всего на двух веществах.

Сотрудник Национальной химической лаборатории в Пуне, Тамал Дас рассказал, что в результате эксперимента ученые доказали, что для образования всех "строительных блоков" для белков и РНК достаточно, чтобы были соблюдены три условия. В первичном бульоне должны были быть вода и синильная кислота. Реакции должны протекать в тепле.

Ученые повторили данный эксперимент при самых неблагоприятный условиях. Так, биохимики уменьшили до минимума количество "кирпичиков жизни", в реакции не участвовали полимеры, также они убрали из реакции источники электрического тока, радиацию и другие катализаторы.

Был только один катализатор - тепло. Горелка нагревала биореактор до 80-100°C.

В результате наблюдений удалось выяснить, что под воздействием тепла в смеси, состоящей из воды и синильной кислоты стали быстро возникать основные аминокислоты и "заготовки" для них, а также иные соединения, которые необходимы для существования жизни в привычном нам виде.

Как оказалось, для этого вполне достаточно воды и синильной кислоты. Правда, этот «суп» требуется немного подогреть.


В итоге, было доказано, что жизнь зародилась в «супе» из молекул всего двух веществ. Это стало ясно после того, как индийские учёные повторили при простейших условиях эксперимент Миллера-Юри.

Все реакции между теплом, водой и синильной кислотой проходили без солнечного света. Также в них не принимали участия металлические катализаторы. По сути, два этих вещества выступили в роли своеобразных «Адама» и «Евы» химической эволюции.

Ещё в 1922 году российский биолог Александр Опарин разработал основы гипотезы абиогенетического зарождения жизни. В середине 1950-х годов американским биохимикам Миллеру и Юри удалось экспериментально проверить её и подтвердить истинность.

В своих опытах они пользовались водой, аммиаком, метаном и угарным газом, предполагая, что именно такими были условия, которые царили на ранней Земле.

Учёные после подогрева «первичного бульона» в котором содержались эти вещества, выпускали пар через колбу с вставленными в неё электродами, а потом его охлаждали. По прошествии некоторого времени, было отмечено появление аминокислот в этом «сиропе».


Затем этот опыт был неоднократно повторён. При этом исследователи пользовались различными комбинациями исходных веществ и условиями их «жизни». Следствием этого, стали появившиеся споры о том, какие из использованных молекул могли в действительности присутствовать на молодой Земле. Также немаловажным вопросом стало то, как много их было нужно, чтобы зародились прототипы живых клеток.

Учёные не обладают точными сведениями о температуре поверхности Земли того периода, о том, насколько сильным было влияние космических лучей и ультрафиолета Солнца и, вообще, как могла выглядеть атмосфера планеты.

Всё это является чрезвычайно важным, чтобы понять, каким типам органики удалось накопиться в первичном океане и какие вещества могли разлагаться с такой же скоростью, как и формироваться.

Индийские учёные пошли несколько иным путём. Вместо поиска оптимальных условий, в которых могла зародиться жизнь, они решили повторить опыт Миллера-Юри в самой неблагоприятной остановки.

То есть, они убрали аминокислоты, сахара, белки, нуклеотиды, полимеры, источники электричества, излучения, а также всевозможные катализаторы.

После этого из энергии оставалась лишь тепло, которое давала лабораторная грелка. Она нагревал реактор до 80-100 градусов по Цельсию. Предположительно, именно такие температуры были на нашей планете во времена зарождения жизни.

В «супе» оставалась лишь смесь, в которую входили вода и синильная кислота. Этого оказалось вполне достаточно, для быстрого появления там глицина, аминокислот, мочевины, муравьиной кислоты, различных сахаров и «заготовки» азотистых оснований всех типов. Именно они и являются основаниями в «кирпичиках жизни».

Следовательно, жизнь на Земле вполне могла появиться благодаря лишь двум простейшим молекулам. Сомнений в том, что они присутствовали на тот момент на планете в большом количестве, у учёных нет.

Химики предполагают, что колыбелями жизни стали небольшие водоёмы. В качестве таковых могли выступить даже лужи. Там происходило накопление циановой кислоты в большом количестве, и при этом она не разлагалась.

На 3 миллиарда лет раньше

Австралийские учёные заявили, что обнаружили древнейшие следы жизни на суше — им почти 3,5 миллиарда лет. К такому выводу учёные пришли, исследовав геологическую формацию Дрессер в области Пилбара (Западная Австралия). Подобные участки, не затронутые тектонической активностью в последний миллиард лет, называют кратонами.

Результаты исследований древней геологической формации Дрессер в кратоне Пилбара говорят о том, что её отложения сформировались в водоёмах на суше. На это указывает обнаружение гейзерита — кремнезёмистой породы, которая по большей части состоит из опала. Гейзерит, или кремнистый туф, формируется в местах расположения гейзеров или потоков термальных вод. Что интересно, подобной породы старше 400 млн лет ещё не находили.

Не менее важной находкой австралийских учёных стали строматолиты — отложения, которые являются результатом жизнедеятельности микроскопических организмов. В части отложений обнаружены небольшие пузырьки, которые могли появиться в результате выброса газообразных продуктов метаболизма древних бактерий. Подобные пузырьки появляются и сохраняются только в особой субстанции — полимерном веществе, которое выделяют живые клетки.

На Земле и за её пределами

Австралийские находки интересны по двум причинам. Во-первых, если учёные из центра астробиологии правы, то им удалось найти подтверждение тому, что жизнь на Земле могла зародиться в термальных пресных источниках на суше, а не в солёных водах океана.

«Наша находка, и без того удивительная, не только отодвигает представление о существовании жизни в горячих источниках на 3 млрд лет назад, но и говорит о том, что жизнь на суше могла появиться на 580 млн лет раньше, чем считалось, — поясняет руководитель исследовательской группы Тара Джокич. — Это может означать, что жизнь зародилась в пресных термальных источниках на суше, а не вышла из глубин океана и адаптировалась к земле, хотя этой версии сейчас и уделяют гораздо больше внимания».

Во-вторых, найденные в кратоне Пилбара породы могут подсказать, где и как искать на Марсе следы некогда существовавшей жизни. По словам исследователей из Австралийского центра астробиологии, грунт на Марсе в некоторых областях обладает признаками такой же геологической структуры, что и кратон Пилбара. К тому же, как пояснил профессор Мартин ван Кранендонк из Австралийского центра астробиологии, кратон Пилбара по возрасту соответствует значительной части коры на Марсе. Подобные районы на Земле большая редкость, поскольку поверхность нашей планеты относительно быстро меняется.

Считается, что ряд локаций, куда NASA может посадить следующий ровер, как раз имеет следы термальных источников. Это, например, Колумбийские холмы Красной планеты.

Соперники по древности

Существуют заявления о находке более ранних форм жизни — притом в солёной воде. Так, ван Кранендонк в 2016 году участвовал в исследовании осадочных пород в Гренландии. Считается, что строматолиты в гренландской формации Исуа, похожие на находки в Австралии, свидетельствуют об очень ранних формах жизни. Отложения этой формации образовались 3,7 млрд лет назад под слоем морской воды.

Группа исследователей из Великобритании, США и Норвегии выступила с ещё более смелым заявлением. В марте 2017 года они сообщили, что обнаружили в канадском Квебеке остатки живых существ, обитавших на Земле 4,28 млрд лет назад. Изученные ими образования со следами железа, минералов и продуктов обмена веществ, по мнению учёных, могут говорить о существах, обитавших на дне океана, у гидротермальных источников. Однако это заявление пока вызвало больше критики, чем поддержки. Специалисты сомневаются и в датировке (по их мнению, найденные образования могут оказаться на миллиард лет моложе), и в биологическом происхождении обнаруженных «признаков жизни».

Первая жизнь на земле зародилась отнюдь не в океанах, так называемом "бульоне", а в горячих гейзерах или вулканических озерах. К такому выводу пришли ученые-генетики из университета Дюссельдорфа.


Общий предок всех существующих сегодня организмов, так называемый "Лука", жил в теплой, безкислородной и богатой минералами воде на поверхности суши, в озерах и у жерл гейзеров и вулканов. В пользу этой версии, по мнению руководителя исследования Уильяма Мартина, говорит тот факт, что на суше присутствовал ряд критически важных элементов, в том числе молибден, бор и азот, которых было крайне мало в "супе" первичного океана.

Главная проблема в определении образа биологического Луки заключается в том, что микробы обмениваются генами не только "вертикально", передавая их своему потомству, но и "горизонтально", обмениваясь обрывками ДНК или даже целыми хромосомами с другими видами и родами бактерий и архей.

В связи с этим, распространенные гены нельзя использовать, как в случае с многоклеточными существами, в качестве самых древних и общих черт организма. Они вполне могли распространиться среди микробов относительно недавно. Поэтому, Мартин и его коллеги реши включать в свой анализ только те гены, которые распространялись лишь вертикальным образом.

В итоге ученые проанализировали свыше шести миллионов генов и 286 тысяч семейств генов. Результаты помогли ученым выделить те черты, которыми обладал "Лука" и понять, где он мог обитать 3,5-3,3 миллиарда лет назад, когда предположительно появилась жизнь на Земле.

В геноме "Луки" был обнаружен белок, необходимый для жизни в горячей среде, обитал внутри геотермальных источников или вулканических озер, полностью лишенных кислорода. Микроорганизм получал энергию, извлекая ее из разницы в концентрации различных ионов, а также питался водородом и углекислотой.

На 3 миллиарда лет раньше

Австралийские учёные заявили, что обнаружили древнейшие следы жизни на суше — им почти 3,5 миллиарда лет. К такому выводу учёные пришли, исследовав геологическую формацию Дрессер в области Пилбара (Западная Австралия). Подобные участки, не затронутые тектонической активностью в последний миллиард лет, называют кратонами.

Результаты исследований древней геологической формации Дрессер в кратоне Пилбара говорят о том, что её отложения сформировались в водоёмах на суше. На это указывает обнаружение гейзерита — кремнезёмистой породы, которая по большей части состоит из опала. Гейзерит, или кремнистый туф, формируется в местах расположения гейзеров или потоков термальных вод. Что интересно, подобной породы старше 400 млн лет ещё не находили.

Не менее важной находкой австралийских учёных стали строматолиты — отложения, которые являются результатом жизнедеятельности микроскопических организмов. В части отложений обнаружены небольшие пузырьки, которые могли появиться в результате выброса газообразных продуктов метаболизма древних бактерий. Подобные пузырьки появляются и сохраняются только в особой субстанции — полимерном веществе, которое выделяют живые клетки.

На Земле и за её пределами

Австралийские находки интересны по двум причинам. Во-первых, если учёные из центра астробиологии правы, то им удалось найти подтверждение тому, что жизнь на Земле могла зародиться в термальных пресных источниках на суше, а не в солёных водах океана.

«Наша находка, и без того удивительная, не только отодвигает представление о существовании жизни в горячих источниках на 3 млрд лет назад, но и говорит о том, что жизнь на суше могла появиться на 580 млн лет раньше, чем считалось, — поясняет руководитель исследовательской группы Тара Джокич. — Это может означать, что жизнь зародилась в пресных термальных источниках на суше, а не вышла из глубин океана и адаптировалась к земле, хотя этой версии сейчас и уделяют гораздо больше внимания».

Во-вторых, найденные в кратоне Пилбара породы могут подсказать, где и как искать на Марсе следы некогда существовавшей жизни. По словам исследователей из Австралийского центра астробиологии, грунт на Марсе в некоторых областях обладает признаками такой же геологической структуры, что и кратон Пилбара. К тому же, как пояснил профессор Мартин ван Кранендонк из Австралийского центра астробиологии, кратон Пилбара по возрасту соответствует значительной части коры на Марсе. Подобные районы на Земле большая редкость, поскольку поверхность нашей планеты относительно быстро меняется.

Считается, что ряд локаций, куда NASA может посадить следующий ровер, как раз имеет следы термальных источников. Это, например, Колумбийские холмы Красной планеты.

Соперники по древности

Существуют заявления о находке более ранних форм жизни — притом в солёной воде. Так, ван Кранендонк в 2016 году участвовал в исследовании осадочных пород в Гренландии. Считается, что строматолиты в гренландской формации Исуа, похожие на находки в Австралии, свидетельствуют об очень ранних формах жизни. Отложения этой формации образовались 3,7 млрд лет назад под слоем морской воды.

Группа исследователей из Великобритании, США и Норвегии выступила с ещё более смелым заявлением. В марте 2017 года они сообщили, что обнаружили в канадском Квебеке остатки живых существ, обитавших на Земле 4,28 млрд лет назад. Изученные ими образования со следами железа, минералов и продуктов обмена веществ, по мнению учёных, могут говорить о существах, обитавших на дне океана, у гидротермальных источников. Однако это заявление пока вызвало больше критики, чем поддержки. Специалисты сомневаются и в датировке (по их мнению, найденные образования могут оказаться на миллиард лет моложе), и в биологическом происхождении обнаруженных «признаков жизни».

По мнению Хелен Хэнсма, биолога из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, первые живые существа появились. в сэндвиче. Речь идет, конечно же, не о многослойном бутерброде, изобретенном некогда английским лордом, заядлым картежником, чтобы обедать, не прерывая игры. Дело в том, что среда, которую имеет в виду доктор Хэнсма, по структуре похожа на сэндвич. Это слои слюды, образовывающиеся в результате вулканических извержений.

В подобных породах появляется множество полостей различного размера. Именно здесь, по мнению ученого, существовали идеальные условия для появления органических молекул, ставших впоследствии "кирпичиками", слагающими первые одноклеточные живые существа. На это указывает химический состав минералов. К тому же подобные лакуны представляют собой идеальные инкубаторы, полностью защищенные от воздействия внешних условий.

Энергию для зарождающейся жизни, считает доктор Хэнсма, могли давать сдвиги, происходящие между различными слоями слюды. Наконец, еще одним доказательством является то, что эта порода богата калием - элементом, играющим чрезвычайно важную роль в обмене веществ живых существ. "Предложенные ранее теории никак не объясняли столь значительное содержание калия в нашем организме", - говорит биолог.

"Гипотеза сэндвича" пока еще недостаточно разработана. Для того чтобы подкрепить или, напротив, опровергнуть ее, потребуются дальнейшие исследования. Хелен Хэнсма считает, что у ее теории есть все шансы со временем стать господствующей в биологии.

В настоящее время большинство ученых сходятся на том, что первые органические вещества, а затем и одноклеточные организмы, возникли в "первобытном супе", то есть в водах Мирового океана, миллиарды лет назад. Это могло произойти в силу разных причин. Так, одни ученые считают, что большую роль здесь сыграло космическое излучение, поляризовавшее молекулы. Другие отстаивают точку зрения, согласно которой катализатором стали огромные молнии, бившие в поверхность океана. Заметим, что точно такие же электрические разряды недавно были зафиксированы в атмосфере Венеры.


  • Поделиться
  • Поделиться
  • Поделиться
  • Твит
  • Поделиться
  • Поделиться
  • Поделиться
  • Твит
  • Ещё Скрыть

  • send
  • Поделиться
  • Поделиться
  • send
  • Поделиться
  • Поделиться

Учные стараются выяснить, что входило в состав “главного супа” Вселенной – того, из которого на Земле зародилась жизнь…

  • Поделиться
  • Поделиться
  • Поделиться
  • Твит
  • Поделиться
  • Поделиться
  • Поделиться
  • Твит
  • Ещё Скрыть

Жизнь могла зародиться в "супе" первичного океана Земли благодаря наличию в его водах своеобразного "загустителя", который позволял первым молекулам ДНК вступать в реакции самокопирования, которые ранее считались невозможными, говориться в статье, опубликованной в журнале Nature Chemistry.

"Заплыв в таком "первичном супе" можно сравнить с тем, что чувствует человек, плавающий в чане с медом. Подобный густой раствор дает коротким цепочкам нуклеотидов и единичным "буквам" ДНК, которые движутся быстро, достаточно времени для того, чтобы "запрыгнуть" на более длинные цепочки ДНК, соединиться друг с другом и образовать их копии", — объясняет Кристина Хе (Christine He) из Технологического института Джорджии в Атланте (США).

Жизнь в луже

По общепринятой на сегодня теории "РНК-мира", роль белков и ДНК в первых живых организмах на земле играли молекулы РНК. В последствие клеточными процессами стали управлять белки, а роль хранилища генетической информации заняла ДНК. Сегодня ученые экспериментируют с короткими молекулами РНК, пытаясь воспроизвести процесс зарождения жизни в лаборатории.

Одним из главных препятствий в повторении этого процесса является то, что в "нормальном" растворе молекулы ДНК не способны вступать в реакции самокопирования без наличия тех ферментов, которые мешают половинкам двойных цепочек ДНК "сворачиваться" обратно в спираль. Так как сложные белки вряд ли могли возникнуть сами по себе без участия ДНК, это заставляет многих ученых предполагать, что РНК и ДНК возникли одновременно, минуя фазу "РНК-мира".

Хе и ее коллеги по университету нашли потенциальное решение этой проблеме в простой вещи – обычном загустителе, который можно купить в любом магазине. Как предположили ученые и как считают многие другие биохимики, жизнь на Земле могла зародиться не в мировом океане, а в пересыхающих лужах у жерл вулканов или у берегов морей, чьи воды действительно больше напоминали густой "суп", чем рассол или раствор чего-либо.

Экспериментируя с различными наборами коротких молекул ДНК, американские биологи проверили, что произойдет, если в смесь, содержащую одиночные нуклеотиды и небольшие двойные спирали ДНК, добавить загуститель.

Этот простой шаг привел к необычным последствиям – двойные цепочки ДНК действительно перестали быстро пересоединяться друг с другом, однако "половинки" этих спиралей плавали внутри первичного "мёда" не в виде одиночных нитей, а сворачиваясь в своеобразные петли, которые биологи называют "шпильками".

Шпильки в колеса

Эти шпильки, как объясняют ученые, препятствовали воссоединению нитей и позволяли плавающим в растворе нуклеотидам присоединяться к "половинкам" ДНК и формировать вторую нить, представлявшую собой их копии.

Эту идею ученые проверили на фрагменте одного из реально существующих генов длиной в 540 генетических "букв", который им удалось заставить скопировать себя как в относительно "чистом" растворе, содержащем только нуклеотиды, так и при попадании в своеобразные аналоги "первичного супа".

Если нечто подобное происходило и в "супе" первичных океанов (или луж) Земли, то тогда процесс формирования "шпилек" мог решать сразу две задачи. Во-первых, он позволял молекулам ДНК и РНК копировать себя.

Во-вторых, он также приводил к формированию петель и особых зон внутри нитей РНК, превращая их в ферменты-рибозимы – самокопирующиеся молекулы, способные осуществлять разные реакции. Рибозимы сегодня считаются одним из ключевых шагов в процессе зарождения жизни.

Относительно "легкий" механизм их образования в присутствии "загустителя", как считают авторы статьи, не только объясняет то, как ДНК и РНК могли эволюционировать на Земле, говорит о достаточно высоких шансах на зарождение жизни за пределами Солнечной системы.

Группа учёных из России, Германии и США поставила под сомнение доминировавшую до настоящего времени теорию о возникновении жизни в океане, — сообщают " Вести ".


Согласно последним исследованиям первые живые клетки появились не в океане, а в грязевых гейзерах рядом с геотермальными источниками. К такому выводу исследователей подтолкнуло сравнение химического состава цитоплазмы (внутриклеточной жидкости) клетки с условиями окружающей среды, необходимыми для возникновения жизни.

Найденные окаменелые останки самого древнего многоклеточного организма, свидетельствуют о том, что он жил примерно 550-760 миллионов лет назад. Первые одноклеточные появились 3,8 миллиарда лет назад с окончанием геологического эона, называемого катархей.

Тогда у Земли ещё не было кислородной атмосферы, а тепло поступало к поверхности из недр планеты. Учёные не располагают сведениями о том, каким образом на планете в те времена могла возникнуть жизнь.

Однако, согласно широко распространённой теории, жизнь появилась в океане, сосредотачиваясь вокруг донных термальных источников. Глубокие тёмные воды защищали первые клетки от губительного интенсивного воздействия ультрафиолета. (Озоновый слой тогда ещё не защищал Землю от космического излучения.)

Но у теории возникновения жизни в океане есть одно уязвимое место — наличие в морской воде соли.

"Клеткам жизненно необходимо синтезировать белок. Для этого требуется калий. В то же время натрий блокирует синтез", — говорит доктор Армен Мулкиджанян (Armen Mulkidjanian) из немецкого университета Оснабрюка.

Согласно данным, опубликованным в журнале PNAS, мембрана первых клеток не была способна в достаточной степени изолировать внутреннюю среду клетки от внешней среды. Имеющиеся в окружающей воде химические вещества проникали в цитоплазму клеток.

Морская вода богата солью (NaCl). Поскольку молекула соли содержит натрий, жизнь не могла бы возникнуть в такой среде. Ей необходимо преобладание ионов калия над ионами натрия, а в океане на каждые 40 ионов натрия в среднем приходится лишь один ион калия, пишет National Geographic.

В противовес океанической теории, исследователи предлагают свой вариант: колыбелью жизни мог стать маленький тёплый водоём, расположенный на суше. К примеру, богатые калием грязевые гейзеры геотермальных источников. Таких много, например, на Камчатке в районе вулкана Мутновский или в Национальном парке Йеллоустон.

"Грязевые гейзеры выбрасывают на поверхность облака пара, выносящие из глубин Земли многие минералы, содержащие калий. Этот "суп" вполне мог стать колыбелью жизни", — добавляет Мулкиджанян. Позднее из таких прудиков жизнь могла перебраться в океан.

Ранее эти источники игнорировали, потому что в современных гейзерах много серной кислоты, опасного для клеток соединения, которое формируется при соприкосновении глубинного сероводорода с кислородом атмосферы. Однако, как мы уже говорили, в доисторические времена кислорода в атмосфере было очень мало.

"Эти бескислородные среды были стабильны на протяжении миллионов лет и вполне могли способствовать появлению жизни" , — заключает Армен.

Информация о том, что жизнь зародилась не в океане, а в горячих источниках на суше, поможет в поиске внеземной жизни, считает New Scientist. Привычное представление о возникновении живых организмов заставляет астрономов искать внеземные океаны. Возможно, правильнее было бы обратить внимание на тёплые источники, богатые калием.

Добавим, что в 2009 году учёные из Китая рассказали об исследовании окаменелостей древних существ в формации Доушаньто. Проанализировав окружающие породы, палеонтологи пришли к выводу, что эти формы жизни соседствовали разве что с солёными озёрами.

Читайте также: