Запропоновано нову теорію походження життя
Чи можна назвати планету Земля батьківщиною земного життя? Палеонтолог Санкар Чаттерджі з Техаського технологічного університету (США) стоїть на тому, що зародки життя впали з неба і проросли вже тут - в горнилі первісної пекла.
Завдяки безперестанної бомбардування земної поверхні кометами і метеоритами 4 млрд років тому, в епоху початкового формування планети, що виникали після зіткнень великі кратери не тільки містили воду і основні хімічні будматеріали для життя, але і служили прекрасними тиглями, в яких ці речовини концентрувалися і готувалися до створення перших найпростіших організмів.
Відео: Нова теорія походження людини на Землі
Первинний бульйон (ілюстрація Christophe Kiciak).
Відео: Олександр Марков: "походження життя"
Г-н Чаттерджі відомий перш за все як фахівець з динозаврам і птерозаврам, але, як тільки що з`ясувалося, насправді його найбільше цікавить аналіз і синтез теорій хімічної еволюції, що пояснюють геологічні процеси, що протікали на зорі існування Землі. «Це Святий Грааль науки, до якого ми всі прагнемо», - пояснює він.
Розшукуючи останки древніх істот, палеонтолог мимохідь відкрив кратер Шива на дні Індійського океану на захід від міста Мумбаї. Якщо дана структура дійсно має ударне походження (а це ще не доведено), то її створив метеорит діаметром близько 40 км, що впав, що найцікавіше, майже одночасно (з геологічної точки зору) з тим, який сформував кратер Чиксулуб на півострові Юкатан в Мексиці . Можливо, той свого роду метеоритний дощ і став однією з головних причин вимирання динозаврів і багатьох інших тварин приблизно 65 млн років тому.
Випадковість це чи ні, але метеорити стали головними героями і нової концепції вченого, як ніби він відчував себе зобов`язаним довести, що небесні гості не тільки відбирають життя, але і дарують її. Вивчивши три локації, в яких знайдені найстаріші скам`янілості, відомі науці, він прийшов до висновку, що саме метеорити і комети занесли на Землю всі необхідні інгредієнти, а також створили відповідні умови для виникнення життя. Загалом, перші одноклітинні організми з`явилися на світло в гідротермальних басейнах.
«4,5 млрд років тому тільки що сформувалася Земля була стерильною і не придатною для життя, - пояснює пан Чаттерджі. - Вона представляла собою вируючий казан: викидалися вулкани, йшли метеоритні дощі, поверхня огортали гарячі отруйні гази. Всього мільярд років потому це вже була безтурботна, покрита водою планета, що кишіли мікробами - предками всіх живих істот ».
Дискусія про походження життя традиційно обертається навколо хімічної еволюції клітин з органічних молекул шляхом природних процесів. Г-н Чаттерджі виділяє чотири стадії ускладнення цих процесів: космічну, геологічну, хімічну і біологічну.
На космічному етапі (4,1-3,8 млрд років тому) ще не сформувалася остаточно Земля і вся Сонячна система разом з нею щодня оброблялися астероїдами і кометами. Тектоніка плит, вітер і вода давно стерли сліди того бурхливого часу, але древні кратери, що збереглися на поверхні Марса, Венери, Меркурія і Місяця, дозволяють судити про те, наскільки важкою була та бомбардування.
Ідеальними тиглями, на думку пана Чаттерджі, стали кратери діаметром близько 550 км. Утворили їх метеорити були настільки великі, що повинні були пробивати земну кору, створюючи тим самим вулкани і геотермальні жерла. Занесені ними речовини концентрувалися і полімерізовивалісь в цих умовах.
Вчений упевнений, що ті місця в Гренландії, Австралії та Південній Африці, де були знайдені найдавніші породи, що містять скам`янілості, є залишками таких кратерів - глибоких, темних і гарячих.
Оскільки Землі пощастило опинитися на ідеальній відстані від Сонця, розбивають тут комети ставали джерелом води і додаткових інгредієнтів. І ось ми переходимо до геологічної стадії: кратери наповнилися водою, геотермальна активність нагріла її, виникла конвекція - вода невпинно рухалася, перемішувалася, перетворюючись в добротний первісний бульйон.
«Геологічний етап - це період дуже темних, гарячих і ізольованих середовищ з гідротермальних системами, які послужили інкубаторами життя, - виділяє головне пан Чаттерджі. - Відбувалася сегрегація і концентрація органічних молекул конвективними потоками. Щось подібне ми спостерігаємо зараз на дні океанів, але тільки подібне. То був химерний світ, нам він видався б смердючої пекла, оповитою сірководнем, метаном, монооксидом азоту і парою, але саме там була енергія, яка підтримувала життя ».
Потім почалася хімічна стадія. Тепло, збовтувати воду всередині кратерів, змішала хімічні речовини і викликало трансформацію простих з`єднань в більші і складні.
Швидше за все, пори і тріщини басейнів зіграли роль «лісів», на яких збиралися найпростіші РНК і білки. Всупереч широко поширеною гіпотезою про те, що спочатку з`явилася РНК, а потім вже білки пан Чаттерджі вважає, що вони виникли одночасно - там, де були захищені від зовнішніх впливів. «Світ, в якому співіснують РНК і білки, більше підходить для середовищ з гідротермальних жерлами, ніж РНК-світ, - виправдовується учений. - Молекули РНК дуже нестійкі. В умовах геотермальної активності вони повинні швидко розпадатися. Щоб вони змогли спокійно відтворюватися і метаболизировать, потрібні певні каталізатори, і прості білки прекрасно підходять на цю роль. І потім, амінокислотам, з яких складаються білки, утворитися простіше, ніж компонентів РНК ».
Залишається питання про те, яким чином білковий і РНК-матеріал, вільно плавав в тому бульйоні, придумав захищатися від зовнішніх впливів за допомогою мембран. Г-н Чаттерджі довіряється тут гіпотезі Девіда Дрімер з Каліфорнійського університету (США), який вважає, що мембранний матеріал вже був присутній в «супі». Цьому вченому вдалося виділити везикули жирних кислот з Мёрчізонского метеорита, який впав в 1969 році в Австралії. Бульбашки космічного жиру і справді схожі на клітинні мембрани.
«Метеорити - ось що принесло ліпіди на Землю, - переконаний пан Чаттерджі. - Цей матеріал плавав на поверхні води, а конвекційні течії час від часу забирали його на глибину. Цей процес тривав мільйони років, і в кінці кінців прості РНК і білки виявилися укладені разом всередині цих капсул. Вони почали взаємодіяти, і з часом РНК породила ДНК - більш стійке з`єднання. З`явився генетичний код, і перші клітини почали ділитися ».
Фінальна стадія - біологічна - має на увазі виникнення відтворюються клітин, які навчилися зберігати, обробляти і передавати генетичну інформацію нащадкам. Останні утворювали найфантастичніші комбінації генів, і незліченна кількість клітин Конча нічим, поки не був нащупан вірний шлях реплікації.
Так виникла еволюція в дарвінівської її розумінні, а разом з нею біологія - кульмінація космічних, геологічних і хімічних процесів.
Г-н Чаттерджі вважає, що сучасні РНК-віруси і багаті білками пріони, що викликають смертельні захворювання, можуть виявитися еволюційним спадщиною примітивних РНК і білків. Можливо, вони - найдавніші клітинні частинки, що передували першій клітинної життя. Як тільки з`явилася ця остання, РНК-віруси і пріони застаріли, але вижили, зробивши ставку на паразитичний спосіб життя.
Зрозуміло, вчений прекрасно розуміє, що будь-яка подібна теорія, хоч би логічною вона не здавалася, потребує експериментальному підтвердженні, і він готовий взяти участь в проведенні дослідів з відтворення стародавнього добіологічних світу, щоб підтвердити або спростувати свої вигадки. Треба лише спробувати створити протоклітини з РНК-вірусів і пріонів, ув`язнених в мембрани ...
