Протобионты — гипотетические не-существа, располагающиеся на грани живой и мёртвой материей. Вопреки расхожим представлениям возникновение жизни не являлось событием одномоментным: что-то вдруг где-то и как-то зародилось, а потом уже размножилось. На самом деле, граница между живым и не живым преодолевалась постепенно, не в одном месте, а в масштабах всех крошечных ещё в катархее земных «океанов», и процесс занял не менее 100 миллионов лет. Примерно столько на планете существовал описанный в предыдущей части мир полиароматических углеводородов. Или коацерватных капель.
Уже в конце катархея коацерватный мир исчез. Вместе с «первичным бульоном». Вода в кратерных озёрах молодой Земли, до этого момента даже непрозрачная из-за высокой концентрации абиогенной органики, достигла кристальной чистоты. Появившиеся бактерии доели бульон и задумались, что им делать дальше.
Состоял же полиароматический мир из парящих в воде коацерватных капель, накапливающих нужные для синтеза РНК вещества, и самих молекул РНК, использующих капли, как среду для размножения. Капли не были вечны, и не только росли и делились под воздействием сил поверхностного натяжения, но и разрушались. Кроме того, могли перенаселяться, если попавшая внутрь автокаталитическая молекула успевала наделать слишком много собственных копий. Таким образом, первым, вероятно, из изобретений не биологической, а химической ещё эволюции стала способность РНК создавать защитную оболочку, позволяющую длительное время странствовать в воде самостоятельно, прежде чем молекула будет поглощена новой каплей.
По сути, протобионты представляли собой свободноживущие РНК-вирусы. Хотя, катархейское происхождение современных паразитических вирусов вызывает обоснованные сомнения. Сходство здесь, скорее, конвергентное. Настоящие вирусы возникли позже, в совершенно других условиях и, вероятно, даже другим путём.
Вторым изобретением химической эволюции стала ДНК — версия РНК, в которой вместо рибозы (C5H10O5) использовалась более редкая дезоксирибоза (C5H10O4). Минус один кислород обеспечивал несколько лучшую точность самокопирования. Которая становилась качественно лучшей, в случае если ДНК благодаря освободившимся связям образовывала сдвоенную спираль. Точность требовалась для сохранения наследственности, ибо молекулы уже кое-чему научились, и хранение информации, катализ чего именно им следует осуществлять, стало жизненно важным.
С тех пор надёжная двойная спираль ДНК превратилась в стандарт. Хотя вирусы и даже некоторые одноклеточные ещё пользуются иногда устаревшим одноцепочечным вариантом носителя. Молекулы РНК, впрочем, не вымерли, а вписались в более прогрессивную систему.
Как известно, многоклеточный организм — закономерный этап развития колонии одноклеточных. Но и молекулы, размножаясь внутри капли, также образовывали колонию. Сначала, наплодившиеся копии конкурировали друг с другом за реагенты, и, таким образом, друг-другу лишь мешали. Решается эта проблема колонии очевидным путём разделения обязанностей и перехода от междоусобной борьбы к плодотворному сотрудничеству. В «муравейнике молекул» ДНК брала на себя роль «матки», не разменивающейся уже на мелочи и синтезирующей только собственные копии и «рабочие особи» — молекулы РНК различного назначения. Которые уже сами, как правило, не размножались, а лишь синтезировали всё остальное нужное.
Нужным же было многое. Очевидно, протобионты молекул были заинтересована в повышении, путём выделения нужных веществ, устойчивости своего вместилища; в улучшении способности капли поглощать нужные вещества и отторгать ненужные. Особенно, чужие, бездомные автокаталитические молекулы. То есть, колония формировала клеточную мембрану, и постепенно замещала исходное содержимое коацерватной капли продуктами собственной химической активности.
Но при этом длительное время, как минимум, молекулы ДНК, в случае разрушения капли сохраняли способность, по образцу вирусов, к выживанию и «инфецированию» новой, не занятой или плохо охраняемой. «Размножение» было реализовано так, либо путём деления достигшей предельного размера капли, внутри которой к этому моменту наверняка уже скапливалось много молекул ДНК.
Постепенно, второй механизм становился основным. Именно процесс — весьма, вероятно, длительный, — перехода к размножению делением, и должен считаться «возникновением жизни». Ведь, если даже не к первому, то к какому-то из последующих делений, неизбежно оказывалось, что в составе капли уже нет ни единой молекулы, изначально в него входившей. То есть, что возник организм, существующий, растущий и размножающийся самостоятельно, и не нуждающийся больше в коацерватной базе для выживания.
Крутая статья. Игорь вы кстати про эксперимент Крейга Вентера читали? Он делал прокариотическую клетку с минимально возможным кол-вом генов для поддержания жизни