Поиски ответов на вопросы о возникновении жизни на Земле по мере погружения в проблему заставляют обращаться к разным областям науки – от геологии до молекулярной биологии,
а также изучать разномасштабные объекты – от планет, астероидов и комет до вулканов и глубин океанов. Интересно, что исследователи так и не получили окончательный и однозначный ответ, а общепринятые концепции не противоречат друг другу. Между тем проблема возникновения жизни имеет не только фундаментальный характер, поскольку от её решения во многом зависит понимание о наличии жизни за пределами нашей планеты. Это, в свою очередь, поможет выяснить, является ли биосфера Земли уникальным отклонением от нормы в мироздании или, напротив, рядовым случаем, и Вселенная представляет собой бесконечное множество «родильных домов» и «могильных холмов» цивилизаций. А заодно и определиться с местом человека в безбрежных пространствах и дать ответ на вопрос, является ли он венцом творения или – всего лишь летящая в ночи искра от одинокого костра.
1
Не погружаясь слишком глубоко в тему древних мифологических и религиозных представлений о создании или возникновении жизни, напомним, что попытки упорядочить взаимоотношения между «небесным и земным» имели место практически во всех культурах. Со временем некоторые из них трансформировались и вошли в канонические тексты основных религий, другие отошли в область сказок и легенд, также становясь компонентом этнического или цивилизационного кода, а иные исчезли вместе с носителями, оставшись в каких-то смутных отголосках чужих былин и преданий…
Но были, как говорится, нюансы. В различных культурах высшие силы представлены как уже существующие или находящиеся в стадии предсуществования акторы, которые создают жизнь во всем её многообразии, а также человека, дабы тот служил им. Например, в зороастризме верховное светлое существо Ахура Мазда – творец всего, в первую четверть всей истории Мироздания, составляющей 12 тысяч лет, создаёт нематериальную вселенную, в которой имеются прообразы, идеи всего, что затем появится на Земле. Во второй четверти он создаёт мир реальный, то есть Солнце, Луну, звёзды, небо, а также первочеловека и первобыка. В этот же период начинает действовать антагонист Ахура Мазды, воплощение тьмы Ахриман, который создаёт планеты и кометы, нарушающие равномерное движение небесных сфер. Злодей загрязняет воду, насылает смерть на первого человека и первого быка. Тут невольно вспоминается начало фантастического фильма «Прометей» (2012, режиссёр Ридли Скотт) – гуманоидный инопланетянин выпивает тёмную жидкость и начинает распадаться. Его останки падают в водопад, а его ДНК запускает биогенетическую цепную реакцию, которая, по замыслу сценаристов, породила (или повредила) всё живое на нашей планете.
С водой связано появление жизни в самой, по всей видимости, древней мифологической системе, распространившейся в районе Месопотамии в IV тысячелетии до н. э. в государстве Аккад, а позже в Ассирии, Вавилоне, Шумере и Эламе. В начале времён были только два бога, которые олицетворяли пресные (бог Апсу) и солёные воды (богиня Тиамат). Воды существовали независимо друг от друга и никогда не пересекались. Но однажды они перемешались, и на свет появились старшие боги, дети Апсу и Тиамат, за ними младшие боги, как водится, между ними началась кровавая свара, в итоге всех победил младший бог Мардук. Он становится верховным божеством и создаёт из глины своих слуг, то есть людей.
В китайской мифологии Вселенная изначально была в виде огромного куриного яйца, в котором зародился и спал 18 тысяч лет первопредок Паньгу. Когда он проснулся, то прорубил топором скорлупу, светлое начало – Ян – стало небом, а тёмное – Инь – землёй. Чтобы снова не воцарился хаос, Паньгу встал на землю и упёрся головой в небо, не давая им смешаться. Вдохи Паньгу создавали ветер, выдохи – гром, когда он открывал глаза – наступал день, когда закрывал – ночь. Паньгу быстро рос, где-то около трёх метров в день, и со временем небо стало выше. Так он простоял ещё 18 тысяч лет, а когда умер, голос его стал громом, вздох – ветром и облаками, левый глаз – солнцем, правый – луной, туловище – четырьмя сторонами света, кровь – реками, плоть – почвой. С людьми, правда, как-то обидно вышло, они образовались из паразитов, которые ползали по телу Паньгу.
У египтян творцом и первосуществом был Атум, который возник из Нуна – первичного океана. Люди же появились из слёз Атума, который сначала потерял своих детей, а потом обрёл их и расплакался. У греков изначально был Хаос, из которого появилась земля – Гея, в недрах которой залегала бездна Тартар. Впрочем, мифы и легенды Древней Греции получили широкое распространение в европейской системе образования и хорошо известны читателям. Менее известны детали скандинавской мифологии, хотя в массовой культуре сейчас популярны сюжеты о богах Асгарда и их приключениях в современном мире. Между тем и мифология северных стран довольно-таки мрачна. До сотворения мира была пустота Гинунгагап. Мировая пустота постепенно заполнилась ядовитым инеем, который превратился в великана Имира – предка всех инеистых великанов. Когда Имир заснул, то начал не то таять, не то потеть, капли превратились в мужчину и женщину. Из этой воды возникли корова Аудумла и ещё один мужчина, сын которого женился на великанше Бестле. Они возненавидели Имира, убили его и отнесли тело в центр Гинунгагапа, создав тем самым мир: из плоти – землю, из крови – океан, из черепа – небо. Облака возникли из разбросанного по небу мозга Имира, а его ресницами огородили лучшую часть мира и поселили там людей.
Как видим, попытки упорядочить своё восприятие Мироздания у человечества проходили довольно разнообразно, хотя какие-то общие элементы можно вычленить. Но к научным аспектам проблемы возникновения жизни они имеют отношение разве что как иллюстрация безграничности человеческой фантазии. Хотя и в наши дни в определённых кругах имеет хождение концепция креационизма (от лат. creatio – «творение»), то есть роль создателя приписывается не сонму божеств, а конкретно Создателю, Творцу всего сущего, о котором идёт речь в традиционных религиях. При этом сами детали процессов создания, о которых повествуется в сакральных текстах, по умолчанию считаются метафорами, иносказаниями о недоступных человеческому разуму деяниях. Впрочем, фундаменталистам это не мешает верить не только духу, но и букве текстов.
2
Справедливости ради отметим, что попытки более или менее рационального объяснения феномена возникновения жизни имеют весьма давнюю историю. Речь идёт о теории спонтанного, то есть самопроизвольного зарождения. Эта концепция возникла в противовес мифологическим и креационистическим идеям в Китае, Египте, Вавилоне… В Европе понятие о том, что под влиянием естественных факторов живое может возникнуть из неживого, органическое из неорганического, восходит к Эмпедоклу и Аристотелю.
Сам Аристотель, учитель и наставник Александра Македонского, весьма интересовался рассказами о животных, которые встречались на пути воинов великого завоевателя, а также сведениями от купцов, которые ради прибыли могли обойти полсвета. В итоге он пришёл к выводу о постепенном и непрерывном развитии живого из неживого. Аристотель полагал, что лягушки родятся из ила; из домашней пыли образуется моль; из гниющего мяса появляются черви и мухи; роса, сгущаясь на листьях капусты, порождает гусениц, которые, в свою очередь, порождают бабочек-капустниц. Почти так же и у растений: лишь некоторые из них развиваются из семян, но многие под действием сил природы возникают из определённых частей растений, разлагающейся земли и гниющей травы.
Кстати, Платон, учитель Аристотеля, поддерживал эту идею и считал, что живые существа возникают из земли в процессе гниения. Взгляды Аристотеля на самозарождении продержались практически до конца эпохи Возрождения. Интересно, что порой эта идея подкреплялась «экспериментально».
Так, например, фламандский учёный и врач Ян Баптиста ван Гельмонт (1579–1644), последователь знаменитого Парацельса, поместил в тёмную кладовую глиняный горшок с грязной одеждой, пшеничными зёрнами и горстью пыли. Через три недели он обнаружил в кладовой мышей и пришёл к выводу, что при определённых условиях (в темноте, при наличии зерна и грязного белья) мыши способны самозарождаться. А катализатором, или, как тогда говорили, активным началом в процессе самозарождения, ван Гельмонт считал человеческий пот. Или вот: если поместить на солнце два кирпича с листьями базилика в щели между ними, то можно получить скорпионов. При этом вклад Гельмонта в развитие химии, биологии и медицины того времени был немалым. Кстати, ему принадлежит термин «газ».
Несмотря на авторитет Аристотеля, у теории самозарождения были и противники. В 1668 году флорентийский врач Франческо Реди поместил кусочки мяса в две банки, одна из которых была плотно закрыта, а другая лишь накрыта тканью, чтобы в неё не могли попасть мухи.
Только в открытом сосуде кусок мяса был покрыт червями, личинками мух. Но исследователю возразили в том смысле, что самозарождение личинок не произошло из-за того, что в закрытый сосуд не поступал воздух. Реди повторил эксперимент, но на этот раз поместил кусочки мяса в несколько глубоких сосудов, одни из которых были без крышек, а другие лишь покрыты тонкой кисеёй. В открытых сосудах мясо вскоре было в личинках, а в прикрытых сосудах личинок не было.
Но подобные эксперименты не убеждали сторонников самозарождения. Даже такие великие умы, как Галилео Галилей, Рене Декарт, Уильям Гарвей и другие поддерживали эту теорию. В XVIII веке её защищали такие знаменитые немцы, как философ Гегель и математик Лейбниц. Но к этому времени создание микроскопа и его совершенствование привело к открытию микроорганизмов и клеточного строения живых организмов. Теория самозарождения нуждалась в корректировке, и её сторонники ввели такое понятие, как витали́зм (от лат. vitalis – «жизненный»). Они утверждали, что в живых организмах существует особая «жизненная сила», которая присутствует всюду и может превратить неживое в живое. И если относительно крупные организмы типа мышей и лягушек или даже мух действительно не могли самозародиться, то микроорганизмы оставляли некоторый шанс для теории.
Собственно говоря, концепция витализма была слегка «европеизированным» переложением концепций, существовавших в самых разных странах и эпохах. В восточных учениях это энергия «ци», «прана» (Гиппократ называл это гуморы – четыре основные жидкости), у Аристотеля – энтелехии – внутренние скрытые силы; в христианских и буддийских традициях истоки жизни соотносились с Абсолютом (лат. absolutus – безусловный, неограниченный, безотносительный, совершенный), то есть с первоосновой мира, первоначалом всего Сущего, вечным и неизменным.
И вот такие высокие материи убивались простыми экспериментами с микроскопом. Во второй половине XVIII века итальянский исследователь Ладзаро Спалланцани предложил эксперимент, доказывающий, что микроорганизмы возникают не из воздуха, а от других микроорганизмов. Он разлил мясной бульон по стеклянным колбам, прокипятил их, оставив часть колб открытыми, а часть запаяв. Микроорганизмы появились только в открытых колбах. Виталисты возражали в том смысле, что кипячение убивает «жизненную силу», которая не может проникнуть в запаянную колбу.
Чтобы закрыть вопрос, Парижская Академия наук назначила премию за решение этой проблемы. В 1860 году Луи Пастер использовал колбу с длинным изогнутым горлом и кипятил содержимое при температуре 120 градусов. Хотя при этом погибали микробы и их споры, после остывания воздух проходил в колбу, микроорганизмы, которые в нём содержались, оседали на стенках изогнутого горла и в колбу не попадали. Казалось бы, несостоятельность теории самозарождения была доказана, но лишь через пару десятилетий от неё окончательно отказались. Кстати, и сам Пастер порой впадал, если можно так сказать, в соблазн витализма, и некоторые реакции, связанные с ферментацией живых клеток при отсутствии кислорода, пытался объяснить как «витальное действие».
3
Вообще-то витализм сыграл свою роль и в развитии химии, поскольку органические и неорганические вещества следовало отличать в соответствии с аристотелевским различением царства минералов и царств животных и растений. То есть предполагалось, что лишь органические вещества владеют «жизненной силой». Отсюда следовало, что органические соединения не могут быть синтезированы из неорганических. Но в 1828 году немецкий химик, один из основоположников органической химии Фридрих Вёлер синтезировал мочевину (диамид угольной кислоты) из неорганических компонентов. В своём письме Йёнсу Берцелиусу, знаменитому шведскому учёному, первооткрывателю нескольких элементов, фактически основоположнику современной химии, Вёлер сообщает, что стал свидетелем «великой трагедии в науке – убийства прекрасной гипотезы уродливым фактом». Речь шла о гипотезе витализма, уродливым же фактом явилась пробирка с кристаллами мочевины.
Отметим, что концепциям витализма всё же удалось продержаться почти до середины прошлого, ХХ века. Основоположником неовитализма (или, как его иногда называют, критического витализма) был немецкий биолог и философ Ганс Дриш (1867–1941). Экспериментируя с личинками морского ежа, он обнаружил, что из разделённого яйца всегда получаются целые морские ежи, то есть организм обладает способностью производить из части целое. Исходя из этого Дриш предположил, что должен существовать некий «естественный фактор», который отличает живое от неживого. Новых терминов он придумывать не стал и использовал аристотелевскую энтелехию, которая и есть искомый принцип жизни: она живёт вне пространства, но из своей сферы «действует внутрь» пространства. Для обоснования этой концепции Дриш в своём главном труде «Философия органического» опирался на работы Канта и Шопенгауэра. Но в конечном итоге и эта теория осталась лишь в качестве исторического примера эволюции научного поиска.
Кстати об эволюции! Одним из доводов креационистов в пользу идеи творения живого неким Создателем является чрезвычайная сложность даже, на первый взгляд, такого «простого» организма, как живая клетка. С их точки зрения, случайно она возникнуть не могла. Но с научных позиций первые живые организмы были более примитивными, чем простая клетка. Например, самовоспроизводящаяся молекула или система из нескольких молекул. А самовоспроизведение, то есть размножение, неизбежно приводит к мутациям, изменениям, то бишь эволюции, которая в конечном итоге породит нас с вами. Подробнее мы рассмотрим эти процессы, когда речь пойдёт о гипотезе академика Александра Ивановича Опарина о возникновении первых живых организмов в ходе постепенной химической эволюции молекул, содержащих углерод. А пока несколько слов о таком научном курьёзе, как этернизм (от лат. еternus – вечный), или теория стационарного состояния жизни.
Эта гипотеза принадлежит немецкому учёному, физиологу Вильгельму Прейеру (1841–1897). Предполагалось, что жизнь вообще никогда не возникала, а существовала вечно. И что не было никакой эволюции, происхождения видов и т. п., вплоть до самой Вселенной, которая тоже существовала вечно. Не было никакого Большого взрыва, звёзды и планеты существовали всегда. Если ископаемые останки тех или иных животных исчезают в отложениях определённого геологического периода, то, стало быть, их число просто уменьшилось или они мигрировали в другие районы, где их останки не сохранились. А если критики спрашивают: какие ваши доказательства? – то сторонники этернизма сразу заходят с козырей: кистепёрая рыба латимерия считалась вымершей, в компании с динозаврами, в конце мелового периода, то есть почти 70 миллионов лет тому назад, но внезапно была выловлена рыбаками в 1938 году в Индийском океане. С тех пор были обнаружены и другие места её обитания, например, у берегов Индонезии. В эту же колоду укладываются современница динозавров трёхглазая ящерица туатара (она же гаттерия, Sphenodon punctatus), обитающая в Новой Зеландии, и землеройка соленодон (она же Гаитянский щелезуб, Solenodon paradoxus), не изменившаяся на протяжении более 70 миллионов лет. Археоптерикс (Archaeopteryx lithographica), ископаемая птица величиной примерно с ворону, обитал в наших краях лет этак 150 миллионов тому назад и считался переходным звеном между пресмыкающимися и птицами… до 1977 года, когда в американском штате Колорадо были найдены останки птиц, возраст которых превышал возраст археоптерикса. Порой в качестве примера ископаемых существ нашего времени приводят реликтовых гоминид (они же – снежный человек, алмасты, бигфут) или плезиозавров (знаменитая Несси из шотландского озера Лох-Несс), но сам факт их существования остаётся под большим сомнением.
Гипотезу этернизма категорически отвергают астрономы, планетологи, биологи, палеонтологи и другие специалисты, ориентирующиеся на заданные параметры возраста Вселенной в почти 14 миллиардов лет (хотя порой называется и цифра 26 миллиардов) – возраст Солнца, Земли, земных пород и т. п. Но надо сказать, что идеи Прейера в какой-то мере поддерживал академик Владимир Иванович Вернадский (1863–1945). Он полагал, что жизнь в той же степени является вечной основой космоса, в какой являются материя и энергия: «Можно говорить о вечности жизни и проявлений её организмов, как можно твердить о вечности материального субстрата небесных тел, их тепловых, электрических, магнитных свойств и их проявлений. С этой точки зрения, таким же далёким от научных поисков будет вопрос о начале жизни, как и вопрос о начале материи, теплоты, электрики, магнетизма, движения».
4
Наконец, мы подошли к двум основным концепциям, которых придерживаются современные учёные. Одна из них – панспермия (от др.-греч. pan – «весь, всякий» и sperma – «семя»), гипотеза о возможности переноса живых организмов или их зародышей через космическое пространство с помощью метеоритов, астероидов, комет или даже космических аппаратов, что в итоге привело к зарождению жизни на Земле. Вторая – гипотеза абиогенеза (от а – «не», греч. bios – «жизнь» и genesis – «происхождение»), теория биохимической эволюции, согласно которой жизнь – это закономерная и последовательная эволюция химических соединений, в результате которой живые организмы возникают из неживого вещества.
Что касается панспермии, то первые упоминания об этой концепции приписываются древнегреческому философу V века до н. э. Анаксагору, хотя в дошедших до нас фрагментах его трудов тема космоса освещается несколько расплывчато. Впрочем, в европейской науке ссылка на древние авторитеты – своего рода традиция.
Более достоверные сведения имеются о французском дипломате, натуралисте и путешественнике Бенуа де Майе (1656–1738). Он полагал, что жизнь зародилась в воде на отмелях после появления самых высоких гор, но до появления континентов. А когда континенты поднялись из воды, то за ними потянулись и морские организмы. Из водорослей выросли деревья и кустарники, из летучих рыб произошли птицы, а человек эволюционировал из рыбы. При этом де Майе считал, что космос содержит семена жизни, невидимые споры, всегда доступные для посева.
Более конкретно в 1865 году эту концепцию сформулировал немецкий врач Герман Рихтер, который, собственно, и ввёл в научный обиход термин «панспермия».
Парадоксально, но Рихтер стоял на позициях этернизма, поскольку законы сохранения материи и энергии предполагают, что Вселенная вечна: «…Поэтому мы также рассматриваем органическую жизнь во Вселенной как вечную; она всегда существовала и распространялась непрерывно…». К этому времени дарвиновская теория эволюции не дала ответа на вопрос о происхождении жизни, и Рихтер решил внести свои коррективы. Он называет внеземную жизнь космозоа (cosmozoa) и делает вывод, что панспермия «соответствует взглядам, устоявшимся в других областях науки; это является краеугольным камнем для смелых утверждений Дарвина».
Идеи Рихтера поддержал врач и физик Герман Гельмгольц, который отметил, что метеориты содержат органические молекулы, а кометы, по-видимому, состоят из водорода и углерода. В 1871 году он утверждал: «Мне кажется совершенно естественным, что все наши попытки произвести организмы из неживой материи проваливаются. Мы можем спросить, возникала ли жизнь когда-нибудь вообще, или она существовала всегда, и не были ли микробы перенесены из одного мира в другой и развились там, где нашли благоприятную почву».
Но целиком на научную почву концепцию панспермии перенёс нобелевский лауреат, шведский учёный Сванте Аррениус. В 1908 году он написал: «Человек привык размышлять о происхождении материи, но бросил это, когда опыт научил его, что материя неразрушима и может быть только преобразована из одной формы в другую. По тем же причинам мы никогда не исследуем происхождение энергии. И мы можем привыкнуть к мысли, что жизнь вечна и, следовательно, бесполезно выяснять её происхождение». Впрочем, Аррениус сомневался в том, что жизнь переносится в космическом пространстве на твёрдых носителях, и, ссылаясь на открытие русским учёным Петром Лебедевым (1866–1912) светового давления, полагал, что микроорганизмы перемещаются солнечным ветром.
Но неопровержимых доказательств инопланетной жизни нет до сих пор. Большие надежды подавал метеорит ALH84001, обнаруженный в Антарктиде в 1984 году. При исследовании обнаружили на нём то, что сочли окаменелыми микроорганизмами. Более тщательное изучение показало, что три из этих следов являются вкраплениями магнетита, а последний, четвёртый, непонятного происхождения.
Вообще-то в космическом пространстве органические вещества зафиксированы в атмосферах экзопланет, в межзвёздном газе, в кометах и на астероидах (с астероида Бенну в этом году на Землю вернули капсулу с пробой грунта, в котором обнаружили органические соединения), органические молекулы сплошь и рядом обнаруживаются в углеродсодержащих метеоритах, но следов хотя бы одной клетки пока ещё не найдено. Между тем уже доказано, что микроорганизмы могут выживать в космосе.
Так, в 2014 году было успешно проведено исследование, которое внесло существенный вклад в копилку доводов в пользу теории панспермии. Эксперимент состоял в том, что на борт российского аппарата «Фотон-М4» были помещены различные микроорганизмы. При этом простейшие клетки были расположены в безвоздушном пространстве, чтобы максимально приблизить условия эксперимента к космическим условиям. После того как аппарат приземлился, микроорганизмы были проверены, в результате чего выяснилось, что полёт успешно пережили 11 бактериальных клеток, а из 11 так называемых термофильных и четырёх спорообразующих бактерий выжила одна линия бактерий. В привычных условиях все выжившие начали размножаться.
Короче говоря, концепция «привнесённой» жизни хотя и не доказана, возможность этого акта промежуточного творения вполне научно обоснована. Другое дело, что остаётся открытым вопрос, как вообще возникла жизнь в «первоисточнике»…
5
Ответ на этот вопрос пытается дать теория абиогенеза, разработанная выдающимся советским учёным, академиком Александром Ивановичем Опариным (1894–1980). Вкратце его концепция, сформулированная в 1922 году и опубликованная в книге «Происхождение жизни» (1924), может быть сведена к трём этапам «самозарождения» живого из неживого. Во‑первых, в аэробной (то есть при наличии кислорода) среде первобытного океана происходит синтез органических соединений из неорганической материи. Во‑вторых, в водоёмах из органических веществ формируются липиды (водорастворимые соединения), углеводороды, биополимеры (то есть полимеры, встречающиеся в природе в естественном виде и входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин). И, наконец, в‑третьих, органические вещества развиваются в сложную структуру, на основе которой запускаются процессы самопроизводства и обмена веществ, то есть образуется клетка – элементарная единица жизни.
Здесь надо отметить, что Опарин большое значение придавал коацерватам (от лат. coacervātus – «собранный в кучу»). Речь идёт о так называемом «первичном бульоне», в котором плавают коацерватные капли, этакие сгустки, похожие на раствор желатина. Такие капли образуются в концентрированных растворах белков и нуклеиновых кислот и представляют собой некие праорганизмы.
Итак, первые примитивные организмы могли возникнуть на Земле в результате изначально абиогенного синтеза сложных химических молекул в так называемом первичном бульоне – растворе аммиака, метана и других соединений, присутствовавших в атмосфере и океане. При этом реакции синтеза шли под воздействием разрядов молний, интенсивной ультрафиолетовой радиации и других факторов, а возникшие молекулы представляли собой сложные органические соединения и биополимеры, которые затем объединились в белки. Предполагалось, что жизнь на планете возникла приблизительно 2,7 миллиарда лет тому назад, но открытие цианобактерий (сине-зелёные водоросли) сместило точку отсчёта к возрасту более 3,5 миллиарда, а по некоторым подсчётам – чуть ли не на 4,1 миллиарда лет.
В 1953 году американские учёные Стэнли Миллер и Гарольд Юри попытались смоделировать условия, которые могли существовать, по Опарину, у поверхности Земли, и через ёмкость со смесью метана, угарного газа и молекулярного водорода пропустили многочисленные электрические разряды и облучили ультрафиолетом. И действительно, удалось получить органику, более того – свыше 20 аминокислот, сахара, липиды и предшественников нуклеиновых кислот, то есть кирпичики жизни. Правда, имел место нюанс – грубо говоря, аминокислоты бывают право‑ и левозакрученные, при этом жизнь на нашей планете возникла из левозакрученных. А в эксперименте получили поровну что левых, что правых. В наше время похожие эксперименты ведутся более хитроумно, имитируются воздействия вулканов с их выбросами сероводорода и двуокиси серы, присутствие азота и т. д. На выходе – огромное и разнообразное количество органики, но лево‑правая проблема остаётся. К тому же полученные результаты порождают вопросы о составе атмосферы Земли миллиарды лет тому назад.
Недавно российские учёные из научно-образовательного центра инфохимии Национального исследовательского университета ИТМО в составе международной научной группы смоделировали химический механизм формирования молекул-коацерватов, которые частично объясняют появление первых одноклеточных организмов на планете. Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда и программы «Приоритет‑2030». Наши специалисты разработали и «оцифровали» химическую систему, которая приводит к «самосборке» коацерватов, обнаружив, что процесс образования этих структур схож с поведением живого организма. Эта система запускает каскад биохимических реакций: автокатализ (воспроизводство молекулой самой себя), фазовое разделение (образование нескольких фаз в водном растворе), образование капель масла в воде и, наконец, коацервация (кучкование макромолекул). Компьютерное моделирование позволило отследить, что происходит с молекулами на каждом этапе. Исследователи полагают, что воспроизведение механизма формирования и поведения коацерватов позволит лучше понять, как именно протекал процесс появления первых живых организмов на Земле. А в перспективе – поможет в работах по созданию искусственных клеток.
***
Мы видим, что, несмотря на значительный прогресс в биологических науках в целом и в биотехнологиях в частности, фундаментальные вопросы происхождения жизни всё ещё не имеют однозначного ответа. Хотя в их поисках совершаются весьма серьёзные открытия в самых разных областях – от астрофизики до палеонтологии, не говоря уже о достижениях генетики, выбрать «правильную» пока не удаётся. Возможно, следует рассматривать их в комплексе, то есть возникновение жизни на Земле есть продукт какого-то грандиозного процесса взаимодействия как внутренних ресурсов, типа «первичного бульона», так и внешних сил космических масштабов? И насколько глубоко в прошлое сместится точка отсчёта времени жизни на Земле?..
Марина ГЕВОРКЯН
Источник: «НиР» № 1, 2024