Как возникла жизнь: 5 теорий разных эпох30.11.2022 09:19

Зарождение жизни на Земле началось более 3 миллиардов лет назад — со временем самые простые микробы эволюционировали в невероятно сложные организмы, такие как мы с вами. Но как первые организмы на единственном известном месте обитания жизни во Вселенной смогли появиться из первичного бульона?

Ученые еще до конца не разобрались в так называемом процессе абиогенеза — появления жизни из неорганических соединений. Даже само определение жизни оспаривается и переписывается — в одном исследовании, опубликованном в Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, предлагается 123 различных опубликованных определения этого понятия. Но какие существуют теории происхождения жизни и в чем они заключаются?

Молния, возможно, дала искру, необходимую для зарождения жизни. Согласно Scientific American, электрические искры могут генерировать аминокислоты и сахара в атмосфере, насыщенной водой, метаном, аммиаком и водородом, как было показано в знаменитом эксперименте Миллера-Юри в 1952 году. Результаты эксперимента показали, что молния, возможно, помогла создать ключевые строительные блоки жизни на Земле в первые дни ее существования. За миллионы лет могли образоваться более крупные и сложные молекулы.

Хотя исследования с тех пор показали, что ранняя атмосфера Земли на самом деле была бедна водородом, ученые предположили, что вулканические облака в ранней атмосфере могли содержать метан, аммиак и водород. В той атмосфере молнии также появлялись чаще, чем сейчас.

Согласно идее, разработанной химиком-органиком Александром Грэмом Кэрнс-Смитом из Университета Глазго в Шотландии, первые молекулы жизни могли соединиться на глине. В своей противоречивой книге 1985 года «Семь ключей к происхождению жизни» Кэрнс-Смит предположил, что кристаллы глины сохраняют свою структуру по мере роста и слипаются, образуя участки, подверженные воздействию различных сред, и по пути улавливают другие молекулы и организуют их в структуры, очень похожие на наши гены. Хотя теория Кэрнса-Смита, безусловно, дала ученым пищу для размышлений в 1980-х годах, она до сих пор не получила широкого признания в научном сообществе.

Теория глубоководного происхождения жизни предполагает, что живые организмы могли зародиться в подводных гидротермальных источниках, извергающих ключевые для жизни элементы, такие как углерод и водород. Гидротермальные источники можно найти в самых темных глубинах на дне океана, обычно на расходящихся континентальных плитах. Эти отверстия извергают жидкость, которая перегревается ядром Земли, когда она проходит через кору, прежде чем выбрасываться в воду. Во время своего путешествия по земной коре он собирает растворенные газы и минералы, такие как углерод и водород.

Абиогенез с помощью гидротермальных источников продолжает изучаться как вероятная причина возникновения жизни на Земле. В 2019 году ученые из Университетского колледжа Лондона успешно создали протоклетки (неживые структуры, которые помогают ученым понять происхождение жизни) в условиях, аналогичных жарким щелочным условиям окружающей среды гидротермальных источников.

Лед мог покрывать океаны 3 миллиарда лет назад и способствовать зарождению жизни. Ключевые органические соединения, которые считаются важными в происхождении жизни, более стабильны при более низких температурах. При нормальных температурах эти соединения, такие как простые наборы аминокислот, редко содержатся в воде, но при понижении температуры их концентрация увеличивается и они могут способствовать возникновению жизни.

Лед также мог защитить хрупкие органические соединения в воде под ним от ультрафиолетового излучения и следующего за этим воздействием разрушения. Холод, возможно, также помог этим молекулам выжить дольше, позволив произойти ключевым реакциям.

Возможно, жизнь вообще не зародилась на Земле, а была привезена сюда из другого места в космосе. Эта гипотеза известна как панспермия. Например, камни регулярно выбрасываются с Марса в результате космических ударов, а на Земле было обнаружено несколько марсианских метеоритов, которые, как спорно предположили некоторые исследователи, принесли сюда микробы, потенциально сделав нас всех изначально марсианами. Другие ученые даже предположили, что жизнь могла путешествовать автостопом на кометах из других звездных систем. Однако, даже если бы эта концепция была верна, вопрос о том, как зародилась жизнь на Земле, тогда изменился бы только на то, как жизнь зародилась в другом месте в космосе.