Skip to content Skip to footer
Как на Земле появилась жизнь: Что известно

Жизнь на Земле появляется в эпоху эоархея. Наиболее древние свидетельств её существования древность 3.9 миллиарда лет. Это — строматолиты. Доломитовые отложения, являющиеся следами жизнедеятельности примитивных синтезирующих организмов — цианобактерий. Плоские камни у берега на заглавной картинке именно строматолиты. Причём, очень точно изображённые. Художник мог рисовать с натуры. Сейчас они точно такие же. Цианобактерии остаются в добром здравии.

Но если 3.9 миллиарда лет назад жизнь уже была и даже вышла на уровень организации бактериальных сообществ, значит, возникла она ещё раньше. В катархее. В эпоху формирования коры. Это было очень мило с её стороны — возникнуть так рано, а значит, так быстро, — не более, чем за 200 миллионов лет с момента возникновения минимальных условий. Мило, поскольку в этом наверняка кроется какая-то очень нетривиальная тайна. А учёные любят тайны, — им платят за раскрытие тайн.

Однако, с другой стороны, возникновение жизни в катархее означает, что самые интересные события произошли в не поддающийся исследованию методами палеонологии период. Древнейшие страницы каменной летописи уничтожены. Породы, 4-4.5 миллиарда лет назад располагавшиеся на поверхности, под гнётом новых отложений уже полностью или практически полностью опустились в мантию и расплавились. Условия, в которых возникла жизнь, таким образом, нельзя наблюдать. Их можно только реконструировать.

Условия же, причём восстановленные детально и тонко, имеют ключевое значение. Ведь, развитие живого должно начинаться с чего-то предельно простого. Не с бактерии, которая уже слишком велика и сложна, а с молекулы. С молекулы обладающей автокаталитическими свойствами. Катализатором именуется вещество, укоряющее некоторые химические процессы, не участвуя в них. Например, в присутствии железа ускоряется синтез хлорофилла. Если же некая молекула, попав в раствор с нужными реагентами, провоцирует цепочку преобразований, конечным результатом которой является появление ещё одной такой же молекулы, — то есть, питается и размножается, — это автокатализ.

Автокатализ — явление вполне заурядное. Органические и неорганические вещества, обладающие соответствующими свойствами, давно и хорошо известны химикам. Но «живая» молекула должна быть ещё и достаточно сложной, чтобы при самокопировании случались ошибки. В этом случае возникает изменчивость, и начинает действовать естественный отбор. Чем эффективнее самокопируется молекула, например, «научившаяся» использовать побочные или промежуточные продукты автокатализа для синтеза необходимых материалов, тем больше у неё будет копий, обладающих тем же полезными свойствами. Таким образом, включается механизм самоусложнения.

ДНК — именно автокаталитическая молекула, синтезирующая из раствора реагентов собственные копии, плюс отряды «рабочих особей» — молекул РНК, синтезирующих всё остальное, и обслуживающих «матку». Но занимается этим ДНК в клеточном ядре или цитоплазме бактерии. То есть, в условиях тепличных, под защитой мембраны, пропускающей лишь нужные материалы, и в окружении прислуги, производящей вё необходимое. Проблема происхождения жизни, таким образом, заключается в реконструкции условий, в которых первая (неизвестная) автокаталитическая молекула могла бы, во-первых, возникнуть, а во-вторых, найти все необходимые для синтеза собственных копий материалы.

…И прежде всего нужно сказать, что эта проблема не решена. Поскольку пока представляется уравнением, в котором почти все переменные неизвестны. Очевидно, что «живые молекулы» не производили комплектующие для воспроизводства сами, а сменившие после изобретения мембраны археи лишь отчасти обходились собственными силами и очень зависели от доступности абиогенной органики.

Органика же была в избытке. Кипящие катархейские озёра (до морей и океанов дело дошло позже), подпитываемые, как дождями, так и водами, выходящими из близкой тогда к поверхности мантии планеты, примерно на 1% состояли из углеводородов и могли именоваться «первичным бульоном» с полным правом. Ведь «чёрные курильщики» сохраняющиеся сейчас лишь на дне океанских впадин не даром «чёрные».

Но сейчас в жерлах «чёрных курильщиков» молекулы нужного уровня сложности не возникают. Значит, дело было в дождях, вымывающих из первичной атмосферы толины — углеводороды, возникающие при разложении метана космическими излучениями (магнитное поле планета приобрела лишь в архее) и молниями. В том же, что при разложении возникает нечто более сложное, чем разложившееся, нет ничего странного. Просто, потеряв пару атомов водорода, осколок молекулы метана становится химически активным и соединяется с другой молекулой. И это работает так хорошо, что толины полностью покрывают поверхность некоторых космических тел.

…Проблема, таким образом, в отсутствии точных сведений о температуре, плотности и химическом составе первичной атмосферы. Реконструировать условия, в которых зародилась жизнь,нетрудно в общих чертах. Однако, в данном случае слишком большую роль играют подробности, от которых зависит, чем именно в каких количествах дожди обогащали первичный бульон.

Новые публикации также можно увидеть на Дзен-канале

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии