Як на землі зародилося життя

За сучасними уявленнями, життя на Землі зародилося більше 3,5 мільярдів років тому. Це була зовсім не та планета, яку ми знаємо сьогодні: розпечений кам'янистий шар без кисню, стрясає бурхливою діяльністю молодих вулканів, над яким з божевільною швидкістю проносилося сонце і зірки - адже добу тривали лише близько 6 годин. Теорій про походження перших форм життя, а потім і більш складних, існує безліч - включаючи розумний задум. Ми ж ознайомимося з основними науковими ідеями, розуміння яких так само дозволяє нам припускати, де і за яких умов може існувати позаземне життя.

панспермія

Частина послідовників панспермії вважає, що обмін бактеріями стався між Землею і Марсом в той період, коли Червона планета ще процвітала і була частково покрита океанами. Причому зовсім не обов'язково для цього послужили метеорити - можливо, бактерії сюди завезли розумні відвідувачі (але це вже окрема тема). Але навіть якщо такі події мали місце в історії - ми змушені будемо розгадувати, звідки життя взялася на іншій планеті.

Електрика і первинний бульйон

Відомий експеримент Міллера-Урея в 1953 році довів, що електричні іскри можуть генерувати основу життя - амінокислоти і сахарозу - при наявності в атмосфері води, метану, аміаку і водню. Це означає, що звичайні блискавки могли створити основні будівельні блоки життя на древній Землі, звані первинним бульйоном. Цей термін ввів в 1924 році радянський біолог Опарін. Згідно з його теорією, цей «супчик» виник близько 4 мільярдів років тому в дрібних водоймах планети під впливом електричних розрядів, космічного випромінювання і високої температури рідини. Спочатку в його складі переважали нуклеотиди, поліпептиди, азотисті основи, а амінокислоти. Потім протягом мільйонів років в первинному бульйоні формувалися більш складні молекули, поки не утворили найпростіші одноклітинні організми - бактерії.

глиняна життя

Якщо вірити релігійних джерел, Адам був створений з праху земного, а в Корані і у деяких народів (наприклад, японців), боги зліпили людей з глини. На думку хіміка-органіка Олександра Грем Кернс-Сміт з Університету Глазго в Шотландії, це може бути не простий алегорією: перші молекули життя могли утворитися саме на глині. Спочатку примітивні вуглецеві з'єднання не мали ДНК, а значить, не могли відтворювати собі подібних - «розмноження» могло бути стимульоване тільки джерелами із зовнішнього середовища.

Таким джерелом могла бути глиниста порода, яка являє собою не просто якусь масу землі - це організована, упорядкована послідовність молекул. Глиняна поверхню могла не тільки концентрувати і об'єднувати органічні сполуки, але на мікроскопічному рівні організовувати їх в структури, діючи на зразок геному. Згодом органічні молекули «запам'ятали» цю послідовність і навчилися самоорганізовуватися. Згодом вони ускладнювалися: у них з'явився прототип ДНК, РНК та інших нуклеїнових кислот.

Життя з океанів

«Теорія підводних гідротермальних джерел» передбачає, що життя могло зародитися у витоків підводних вулканів, які викидали крізь тріщини в океанічному дні багаті воднем молекули і багато тепла. Ці молекули об'єднувалися на поверхні скель, які забезпечували мінеральні каталізатори для нових хімічних реакцій.

Так народилися бактерії, які утворили всесвітньо відому геологічну дивину - строматоліти (від «строматос» - килим і «Літос» - камінь). У скам'янілому вигляді ці освіти збереглися до цих пір. А підводні джерела такого типу в наш час продовжують відігравати важливу роль у підтримці різноманітних морських екосистем.

Холод - каталізатор еволюції

Хто б з учених не був прав, але прості одноклітинні бактерії все-таки заселили планету - і в такому вигляді вони незмінно існували протягом понад мільярд років. Потім стався неймовірно швидкий за мірками еволюції вибух - почали розвиватися набагато складніші форми життя, які освоїли спочатку океани, а потім сушу, грунту і, нарешті, повітря. Не так давно вчені зуміли розібратися, що стало поштовхом для вирішальних змін. Ним виявився найпотужніший льодовиковий період за всю історію Землі, який настав близько 3 мільярдів років тому. Планета була повністю покрита льодом товщиною до одного кілометра - фахівці назвали це явище «Земля-сніжок» (на кшталт тих, в які грають діти).

Умови життя для простих мікроорганізмів різко змінилися - але, з іншого боку, під товщею льоду витривалим бактеріям-екстрімофілам довелося адаптуватися! Саме в цей «інкубаторний» період відбулося первинне поділ бактерій по способам виживання: одні з них навчилися отримувати енергію з сонячного світла, інші черпали сили, переробляючи розчинені у воді речовини. Це поклало початок царств живої природи - перші в майбутньому стануть рослинами і одноклітинними фотосинтезуючими тваринами, другі - багатоклітинними тваринами і грибами.

Але одного разу гарячі вулкани знову прокинулися, і виплеснули в атмосферу величезну кількість вуглекислого газу, який став причиною потужного парникового ефекту. Планета зігрілася, льоди розтанули і випустили на волю «подорослішали» бактерії. Процес фотосинтезу, що відбувається в ціанобактеріях (синьо-зелених водоростях), дав нову реакцію - і атмосфера в короткі терміни наситилася киснем. А потрапили в океан уламки мінеральних порід, принесених льодовиком, дали нові варіанти хімічних реакцій. Це, як уже стає зрозуміло, дозволило еволюціонувати тваринам. Незабаром, замість поділу бактерій на дві нових, вони почали ділитися без догляду в «вільне плавання», і утворювати перші багатоклітинні структури. Прикладом можуть служити найдавніші багатоклітинні тварини без нервової, кров'яної і травної систем - морські губки.

Згідно з цією теорією, життя цілком імовірна під товстим шаром льоду на одному з супутників Юпітера - в прихованих від космічних зондів холодних океанах Європи. Група дослідників з NASA так само встановила, що під льодами супутника присутній геотермальна активність. Тому цілком можливо, що Європа повторює наш власний шлях, і коли наше сонце почне старіти і стане яскравіше, еволюція теж візьме верх над вічним холодом.