Последние комментарии

  • Natalia Medvedeva (Медведева)1 сентября, 20:01
    Круги на полях, расшифровка посланий от инопланетян, в книге Натальи Медведевой "МЕССИЯ на сайте: https://mne-book.co...Все версии происхождения кругов на полях
  • Николай Загумённов2 июля, 12:01
    Пардон. Рей является частью рангоута.Гипотеза об инопланетной атомной машине по производству "манны небесной"
  • Alex Колес21 июня, 1:32
    Тогда подождём! Если найдется такая планета, то думаю рвануть туда!Начался поиск планет земного типа возле Альфа Центавра

Жизнь была на Земле всегда?( часть статьи)

Вопрос о времени зарождения органической жизни на Земле самым тесным образом связан с тем, как именно эта жизнь появилась на планете. Как известно, сама Земля сформировалась 4,5–4,6 млрд лет назад.Достоверные свидетельства существования древних организмов — строматолиты (окаменелые остатки бактерий), найденные в Западной Австралии — датируются 3,5 млрд лет, то есть ранним археем.

Самые же древние свидетельства о живых организмах найдены в осадочных породах (формации Ишуа (Исуа) в Гренландии): им приписывают возраст в 3,75 млрд лет.

Что же происходило в период между формированием Земли и появлением простейших организмов — область даже не теорий, а гипотез. Самыми «привычными» из них стали две оппозиционные гипотезы: биогенеза (того, что живое может появиться только от живого) и абиогенеза — то есть зарождения жизни из неорганических молекул.

Гипотезу абиогенеза обосновывали независимо друг от друга советский академик Александр Иванович Опарин (1894–1980) и англичанин Джон Холдейн (John Burdon Sanderson Haldane, 1882–1964). Это идея химической эволюции, которая привела к образованию простых органических соединений из неорганических под воздействием ультрафиолетового облучения, электрических разрядов и других факторов. Ученые предполагали, что в океанах в определенный момент образовался пребиотический бульон, из которого случайным образом соединились органические молекулы, затем — подобия организмов — коацерватные капли (coacervate), отделенные от окружающей воды тонкой пленкой, и потом — простейшие организмы.

28 сентября 1969 года вблизи города Мерчисон в Австралии упал метеорит. Через тридцать с лишним лет в его осколках итальянские исследователи впервые обнаружили внеземные органические вещества.

В лаборатории Опарина были синтезированы не только аминокислоты (в смеси формальдегида и солей аммония под воздействием ультрафиолетового облучения), но даже растительные пигменты, например, порфирин из пиррола и формальдегида. Правда, эта гипотеза не объясняет, как именно мог произойти переход от органических молекул к простейшим организмам, а также как в этом бульоне могли появиться молекулы нуклеотидов — РНК и ДНК, которые как раз ответственны за важнейшее свойство живых организмов — передачу наследственной информации. На такое образование сложных молекул путем случайного соединения вряд ли хватило бы и 5 млрд лет.

Другая гипотеза — о том, что живое может происходить только от живого. Немецкий натурфилософ и естествоиспытатель Лоренц Океном (Lorenz Oken, 1779–1851) сформулировал эту идею в виде афоризма: omne vivum ex vivo — все живое от живого. Философские взгляды Окена были очень популярны в России в XIX веке. Пожалуй, наиболее известных его последователей был другой советский академик — Владимир Иванович Вернадский (1863–1945). Ещё в начале ХХ века он обозначил круг наиболее важных вопросов, на которые наука должна искать ответ. Некоторые из них актуальны и сегодня: «Было ли когда-нибудь начало жизни и живого, или жизнь и живое такие же вечные основы космоса, какими являются материя и энергия? Характерны ли жизнь и живое только для одной Земли, или это есть общее проявление космоса? Имела ли она начало на Земле, зародилась ли в ней? Или же в готовом виде проникла в нее извне с других небесных светил?».

То, что жизнь «проникла… извне с других небесных светил» или теория панспермии предполагает, что она существовала до появления Земли, и могла быть занесена на эту планету из космоса. Смысл ответа, впрочем, сильно зависел от общего научного контекста. Творчество Вернадского относится к тому времени, когда большое распространение имела теория вечной и стационарной Вселенной. Идея панспермии тогда выглядит даже естественно: к чему ломать голову над вопросом о происхождении жизни, если допущение о её вечном существовании сразу дает ответ. Вернадский не раз выражал уверенность, что живая материя сосуществует с неживой, хотя и не мог найти ей подтверждений. После того как в 1960-е годы всеобщее признание получила теория Большого взрыва, гипотеза панспермии утратила свою достаточность. Теперь она лишь отодвигает вопрос о месте, времени и способе появлении жизни, но не решает его.

Тем не менее гипотеза о «заражении» Земли жизнью снова активно обсуждается. Это произошло после открытия жизнеспособных микроорганизмов, способных в спящей форме выжить внутри камней и кристаллов. Такое открытие сделали в прошлом году двое ученых из Университета Федерика II (Неаполь) — профессор геологии Бруно Д’Ардженьо (Bruno D’Argenio) и профессор молекулярной биологии Джузеппе Герачи (Giuseppe Geraci). Мельчайшие организмы (названные CRYMS — от CRYstal Microbes) были обнаружены и внутри нескольких метеоритов. CRYMS чрезвычайно устойчивы к суровым внешним условиям; а будучи извлеченными из породы, возобновляют жизнедеятельность.

Есть и другие свидетельства внеземного происхождения органических молекул. Так, при изучения состава Мерчисонского метеорита в Австралии обнаружились азотистые основания, необходимые для синтеза молекул нуклеиновых кислот ДНК и РНК. С помощью радиоуглеродного анализа удалось установить, что эти молекулы сформировались не на Земле, а кроме того, смогли в целости и сохранности пропутешествовать через космос и земную атмосферу.

Старая жизнь

Однако, если жизнь может существовать в космосе, то, вполне возможно, что её зарождение началось гораздо раньше, чем можно было бы себе представить. Органические молекулы могли появиться ещё на стадии формирования будущих планет, вращающихся вокруг центральной звезды. В газово-пылевых облаках содержался водород, азот, угарный газ, цианистый водород и другие относительно простые молекулы, из которых возможен синтез органики. Ученые из Института катализа СО РАН под руководством академика Валентина Николаевича Пармона провели ряд расчетов и моделирования для доказательства того, что такие реакции были возможны (правда, при участии твердых частиц-катализаторов, содержащих железо, никель и кремний).

На этом ученые из Института катализа не остановились, и решили просмотреть и дополнить существующие представления о том, как именно могла зародиться органическая жизнь на древней Земле.

На недавно сформировавшейся планете взаимодействовали между собой вещества, поступающие как из космоса, так и из её недр. Эти химические реакции конкурировали между собой за субстраты («пищу» для реакций). В итоге побеждали самые быстрые из них, словно в подтверждение идеи философа Карла Поппера, естественный отбор существовал уже на стадии химических процессов. Поэтому для реакций важны были катализаторы, а лидировали среди реакций те, что могли катализироваться собственными продуктами.

Следующей ступенькой вполне могли стать автокаталитические циклы, при которых синтезируются не только катализаторы, но и возобновляются субстраты, то есть исходные вещества. Примером такой реакции может быть реакция Бутлерова, при которой из формальдегида образуются сахара, которые, в свою очередь, выступают катализаторами этой реакции. Автокаталитические циклы, по мнению авторов исследования — это уже почти жизнь.

Здесь же возникает следующий краеугольный вопрос: какие из необходимых для органической жизни молекул появились первыми? Если, как принято считать, первыми появились белки, то каким образом сохранялась наследственная информация? Если же ДНК — то как осуществлялись все прочие работы в клетке, которые могут делать только белки?

Появлению новой гипотезы послужили два открытия: то, что у многих вирусов наследственная информация хранится в молекулах не ДНК, а РНК, а также открытие в 80-х годах прошлого века Томасом Кечем (Thomas R. Cech) и Сидни Альтманом (Sidney Altman) рибозим — специфических молекул РНК. Рибозимы обладают каталитическими свойствами и могут осуществлять структурные функции в клетке (как белки), храня при этом наследственную информацию. Именно это их сочетание привело к предположению о существовании РНК-мира — ранней стадии эволюции жизни. Эту эпоху РНК-мира специалисты помещают где-то между 4,3 и 3,8 млрд лет.

Предполагается, что РНК могли формировать молекулярные колонии на поверхностях минералов, и обмениваться участками друг с другом. Позже (при накоплении случайных мутаций) произошло «разделение труда»: за хранение информации стала отвечать ДНК, а также появились белки — более эффективные катализаторы. РНК стала между ними «посредником».

И все-таки научное подтверждение гипотез о начале мира почти невозможно: информации о древнейшем периоде существования нашей планеты крайне мало, и воспроизвести те геологические и климатические условия сложно. Кроме того, в вопросе о возникновении жизни сложно оставаться в рамках сугубо научных воззрений и не отклониться в область метафизики.

Вопрос о том, к какому лагерю примкнуть, больше похож на вопрос о свободе вероисповедания. Несмотря на появление новых фактов, усложнение и все большее технологическое совершенство оборудования, ни одна из гипотез полностью не подтверждается. Трактовать новые факты можно по-разному, и по-разному примерять их к теориям. Узнаем ли мы когда-нибудь, как и где происходило зарождение жизни в её биологическом аспекте, — неизвестно. Тема эта, однако, одна из любопытнейших в мире, — возможно ведь, что, узнав о самом начале нашего пути, мы сможем понять что-то и про себя, ведь люди, согласно Вернадскому, неотделимы от окружающего мира.

http://xzoid.ucoz.ru/publ/zhizn_byla_na_zemle_vsegda/5-1-0-677#

Источник

: http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/theory/741/

'

Популярное

))}
Loading...
наверх