Кто был самым первым на нашей планете
Дарвин честно признавался: он не может дать ответ на вопрос, почему в ископаемой летописи старше примерно полумиллиарда лет не обнаружено никаких следов живых существ. Потом наука отыскала свидетельства жизни на 3 млрд лет старше. Однако живое отделилось от неживого раньше, и осязаемых следов этого события, похоже, не существует.
Именно поэтому таинство возникновения жизни, которое не может быть изучено на ископаемых материалах, является предметом теоретических и экспериментальных изысканий и проблемой не столько биологической, сколько геологической. Можно смело сказать: истоки жизни находятся на другой планете. И дело вовсе не в том, что первые биологические существа были принесены к нам из космоса (хотя подобные гипотезы и обсуждаются). Просто та, ранняя Земля была очень мало похожа на нынешнюю.
Великолепная метафора для понимания сущности жизни принадлежит знаменитому французскому естествоиспытателю Жоржу Кювье, который уподобил живой организм смерчу. И в самом деле, торнадо имеет множество признаков, роднящих его с живым организмом. Он поддерживает определенную форму, движется, растет, что-то вбирает в себя, что-то выбрасывает — и это напоминает обмен веществ. Смерч может раздваиваться, то есть как бы размножаться, и наконец, он преобразует среду. Но живет он лишь до тех пор, пока дует ветер. Иссякнет поток энергии — и смерч утратит и форму, и движение. Поэтому ключевым вопросом исследования биогенеза является поиск того потока энергии, который сумел «завести» процесс биологической жизни и обеспечил первым метаболическим системам динамическую стабильность, подобно тому как ветер поддерживает существование торнадо.
Животворящие «курильщики»
Одна из групп существующих ныне гипотез рассматривает в качестве колыбели жизни горячие источники на дне океанов, температура воды в которых может превышать сотню градусов. Подобные источники существуют и по сей день в районе рифтовых зон океанического дна и называются «черными курильщиками». Перегретая выше точки кипения вода выносит из недр растворенные до ионной формы минералы, которые часто тут же оседают в виде руды. На первый взгляд эта среда кажется смертельной для любой жизни, но уже там, где вода охлаждается до 120 градусов, живут бактерии — так называемые гипертермофилы.
Выносимые на поверхность сульфиды железа и никеля образуют на дне преципитат пирита и греигита- осадок в виде пористой шлакообразной породы. Некоторые современные ученые, например Майкл Рассел, выдвинули гипотезу о том, что именно эти насыщенные микропорами (пузырьками) породы стали колыбелью жизни. В микроскопических пузырьках могли формироваться и рибонуклеиновые кислоты, и пептиды. Пузырьки, таким образом, становились первичными катаклавами, в которых ранние метаболические цепочки обособились и превратились в клетку.
Гипотеза о происхождении жизни в горячих источниках интересна не только версией происхождения клетки, ее физического обособления, но и возможностью нащупать энергетическую первооснову жизни, направить исследования в область процессов, которые описываются не столько языком химии, сколько терминами физики.
Поскольку океаническая вода более кислая, а в гидротермальных водах и в поровом пространстве осадка — более щелочная, возникали разности потенциалов, что чрезвычайно важно для жизни. Ведь все наши реакции в клетках по своей природе электрохимические. Они связаны с переносом электронов и с ионными (протонными) градиентами, которые вызывают перенос энергии. Полупроницаемые стенки пузырьков играли роль мембраны, поддерживающей этот электрохимический градиент.
Драгоценность в белковом футляре
Разница сред — ниже дна (где сверхгорячей водой растворяются породы) и выше дна, где вода остывает, — также создает разность потенциалов, результатом которой является активное перемещение ионов и электронов. Такое явление даже получило название геохимической батареи. Кроме подходящей среды для образования органических молекул и наличия энергетического потока, есть еще один фактор, позволяющий считать океанские гидротермы наиболее вероятным местом зарождения жизни. Это металлы.
Горячие источники находятся, как уже говорилось, в рифтовых зонах, где дно раздвигается и близко подступает горячая лава. Внутрь трещин проникает морская вода, которая затем выходит обратно в виде раскаленного пара. При огромном давлении и высоких температурах базальты растворяются, как сахарный песок, вынося наружу огромное количество железа, никеля, вольфрама, марганца, цинка, меди. Все эти металлы (и некоторые другие) играют колоссальную роль в живых организмах, поскольку имеют высокие каталитические свойства.
Реакции в наших живых клетках управляются ферментами. Это довольно большие белковые молекулы, которые увеличивают скорость реакции по сравнению с подобными реакциями вне клетки иногда на несколько порядков. И что интересно, в составе молекулы фермента на тысячи и тысячи атомов углерода, водорода, азота и серы подчас приходится всего 1-2 атома металла. Но если эту пару атомов вытащить, белок перестает быть катализатором. То есть в паре «белок-металл» именно последний оказывается ведущим. Зачем же нужна тогда большая молекула белка? С одной стороны, она манипулирует атомом металла, «прислоняя» его к месту реакции. А с другой стороны, она его бережет, защищает от соединений с другими элементами. И в этом есть глубокий смысл.
Дело в том, что многие из тех металлов, что были в изобилии на ранней Земле, когда кислорода не было, и сейчас доступны — там, где кислорода нет. Например, в вулканических источниках много вольфрама. Но как только этот металл выходит на поверхность, где встречается с кислородом, то тут же окисляется и оседает. То же происходит с железом и другими металлами. Таким образом, задача большой белковой молекулы — сохранить металл активным. Все это наводит на мысль, что именно металлы первичны в истории жизни. Возникновение белков было фактором сохранения первичной среды, в которой металлы или их простые соединения сохраняли свои каталитические свойства, и обеспечило возможность их эффективного использования в биокатализе.
Водород как валюта
К древнейшему типу ферментов относятся гидрогеназы, которые катализируют простейшую из химических реакций — обратимое восстановление водорода из протонов и электронов. А активаторами этой реакции являются железо и никель, которые в изобилии присутствовали на ранней Земле. Немало было и водорода — он выделялся при дегазации мантии. Именно водород, похоже, был главным источником энергии для самых ранних метаболических систем. Ведь и в нашу эпоху подавляющее большинство реакций, осуществляемых бактериями, включают в себя действия с водородом. Как первичный источник электронов и протонов водород составляет основу энергетики микробов, являясь для них чем-то вроде энергетической валюты.
Жизнь зарождалась в бескислородной среде. Переход к дыханию кислородом требовал радикальных преобразований метаболических систем клетки, чтобы минимизировать активность этого агрессивного окислителя. Адаптация к кислороду возникала прежде всего в ходе эволюции фотосинтеза. До этого же основой энергетики живого был водород и его простые соединения — сероводород, метан, аммиак. Но это, вероятно, не единственное химическое отличие современной жизни от ранней.
Запасливые уранофилы
Возможно, самая ранняя жизнь не имела того состава, который имеет нынешняя, где в качестве базовых элементов преобладают углерод, водород, азот, кислород, фосфор, сера. Дело в том, что жизнь предпочитает более легкие элементы, с которыми проще «играть». Но эти легкие элементы имеют маленький ионный радиус и создают слишком прочные соединения. А жизни этого-то и не надо. Ей надо уметь эти соединения легко расщеплять. Сейчас у нас для этого есть множество ферментов, но на заре жизни их еще не существовало.
Несколько лет назад мы высказали предположение, что у некоторых из этих шести основных элементов живого (макроэлементы C, H, N, O, P, S) были более тяжелые, но и более «удобные» предшественники. Вместо серы в качестве одного из макроэлементов, скорее всего, работал селен, который легко соединяется и легко диссоциирует. Место фосфора по той же причине, возможно, занимал мышьяк. Недавнее открытие бактерий, которые используют мышьяк вместо фосфора в своих ДНК и РНК, усиливает наши позиции. Причем все это справедливо не только для неметаллов, но и для металлов. Вместе с железом и никелем в процессе становления жизни значительную роль играл вольфрам. Корни жизни, таким образом, надо, вероятно, уводить в низ таблицы Менделеева.
Для подтверждения или опровержения гипотез об изначальном составе биологических молекул нам стоит обратить пристальное внимание на бактерий, живущих в необычных средах, возможно отдаленно напоминающих Землю в древние времена. Например, недавно японские ученые исследовали один из видов бактерий, обитающих в горячих источниках, и обнаружили в их слизистых оболочках урановые минералы. Для чего бактерии их накапливают? Возможно, уран имеет для них какую-то метаболическую ценность? Например, используется ионизирующий эффект радиации. Есть другой известный пример — магнитобактерии, которые существуют в аэробных условиях, в относительно холодной воде, и накапливают железо в виде кристалликов магнетита, обернутых в белковую мембрану. Когда железа в окружающей среде много — они формируют эту цепочку, когда железа нет — они его тратят и «сумочки» становятся пустыми. Это очень похоже на то, как у позвоночных накапливается жир в качестве энергетического запаса.
На глубине 2-3 км, в плотных осадках, оказывается, тоже живут бактерии и вполне обходятся без кислорода и солнечного света. Такие организмы обнаружены, например, в урановых шахтах Южной Африки. Питаются они водородом, и здесь его достаточно, потому что уровень радиации настолько высок, что вода диссоциируется на кислород и водород. Генетических аналогов на поверхности Земли у этих организмов не обнаружено. Где же эти бактерии сформировались? Где их предки? Поиск ответов на эти вопросы становится для нас настоящим путешествием во времени — к истокам живого на Земле.
Источник
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - ...
Последние аномальные новости

В старой церкви живут призраки

Внутри загадочной ломаной пирамиды

Военная разведка США скупает данные о своих гражданах

Вокруг огромных черных дыр могут вращаться тысячи планет

Голикова оценила идею международных ковид-паспортов

Девять НЛО наблюдали в небе над Лас-Вегасом

Женщина годами жила в доме с полтергейстом

Женщина с самым красивым в мире лицом

За тайной Перевала Дятлова

Зафиксировано падение 7 метеоритов одновременно

ИИ готовит и моет посуду

Камера МКС запечатлела эскадрилью НЛО

Катя Лель засняла полет НЛО

Кейт Миддлтон поселилась в доме с привидениями

Контролировать обладающий сверхразумом ИИ невозможно

Кто наблюдает за нами из глубин космоса

Миллиардер объявил награду тем, кто докажет существование жизни после смерти

На Луне могут найти жизнь

Над Нидерландами и Бельгией наблюдали падение метеорита

Оптическая иллюзия с цветом платья телеведущей

Охоту на бигфута предлагают узаконить

Под Брестом заметили гигантский ледяной диск

Почему перед смертью люди видят одни и те же сны

Почему стоит посетить Мавринский майдан

Правительство США ждет астероид или десантные корабли инопланетян

Решили загадку числа 42

Световые столбы над канадским городом

Технологию 5G признали токсичной для человека

Уточнили массы и плотности семи планет системы TRAPPIST-1

Что такое парад планет с научной точки зрения

Охрана и безопасность

Какие двери приобрести для ванной комнаты и кухни

Аэротакси с пассажиром испытали в Лужниках

В Симпсонах нашли предсказание о наряде Камалы Харрис

ВВС США испытают аэротакси в 2021 году

Верная собака шесть дней ждала хозяина перед больницей

Во Фленсбургском метеорите нашли самые старые карбонаты

Все живое эволюционирует в крабов

Вырастили искусственную древесину

Главные метеоритные кратеры Эстонии

Глубина моря Кракена на Титане может достигать 300 метров

Женщина пошла в туалет и родила пятого ребенка

Землю ждет мега-землетрясение, которое затронет все континенты

Мужчина купил морковь и выиграл 12 млн

Мужчина очнулся после семи месяцев комы и получил обвинение в убийстве

Мужчина сорвал джекпот второй раз за 5 лет

На инаугурацию Байдена приходила голограмма Обамы

Нашли систему из шести звезд

Неизвестный сорвал джекпот в миллиард долларов

Обнаружен экзоюпитер без облаков и дымки в атмосфере

Огромного сома поймали возле Лувра

Основная версия происхождения коронавируса

Почерк выдает характер, темперамент и другие черты человека

Представили новую модель формирования планет Солнечной системы

Раскрыты пределы 6G

Растущее лицо счастья заметили на Марсе

Рыболовы поймали редкую щуку-маскинонга

Столетняя женщина ответила на вопрос о секрете долголетия

Существует ли на самом деле темная материя

Существуют невероятно большие черные дыры

Тайна летевшего за самолетом мандалорца

Французам порекомендовали не пользоваться телефонами

В письме 1813 года президенту США говорится о встрече с НЛО

Ведьма рассказала о детях, которые общаются с умершими

Голубых джетов и эльфов сняли с МКС

Два Папы, два президента. Куда катится мир

Демо-версия сдвига полюсов в Казахстане

Женщина сняла домогавшегося ее призрака

Загадочные артефакты нашли на древнем кладбище инков

Зачем Павел Глоба ввязался в большую политику

Казахстанские экстрасенсы опровергли предсказания Нострадамуса на 2021 год

Как КГБ использовал экстрасенсов и колдунов

Каким увидели наступающий год Ванга, Нострадамус и Матрона Московская

Климатическая пушка Китая станет ответом на погодное оружие США

Легенды общежития

Магия в Индонезии как повседневность

Майкрософт запатентовала чат-бота, который будет имитировать покойников

Мистические фото из прошлого, которым трудно найти объяснение

Мужчина нашёл в лесу могилу инопланетянина

Музыкант заявил, что видел НЛО

Оккультисты Аненербе. Что нацисты искали в СССР

Паранормальная Бурятия 2020

Пассажир самолёта запечатлел НЛО

Предлагается построить колонию на орбите Цереры

Предсказания ясновидящих о смещении полюсов сбываются

Призрак в заброшенной психбольнице

Секрет экстрасенсов нашли в детских переживаниях

Скелет инопланетянина оказался останками девочки

Суперспособности, которые есть у каждого родителя

Треугольный НЛО пролетел над Нью-Йорком

Финалистка Битвы экстрасенсов сделала предсказание на 2021 год

Что предсказал известный экстрасенс из Балакова

Выгодная скупка и утилизация бытовой техники

Водитель снял огни пролетающего над машиной НЛО

Девушка на Google Maps нашла чёрную дыру

Девушка сделала тест ДНК и нашла отца-миллиардера

Девушка сняла танец с привидением

Жизнь на Земле - случайность и удача

Звезда Смерти обнаружена у загадочной звезды

Мужчина переехал жить на отдаленный остров

На Марсе обнаружили следы множества ледниковых периодов

Нашли систему из двух карликов и экзопланеты

Обнаружили перья в короне Солнца

Певица рассказала о полтергейсте в квартире

Победитель Битвы экстрасенсов высказался о смерти Михаила Виноградова

Получили снимок колыбели каменистой экзопланеты

Разгадка тайны Лох-Несского чудовища

Разгадка тайны появления геоглифов Наски

Тартесс - очередная загадка истории

Увидели рождение новых лун у экзопланеты

Украинская чупакабра снова открыла кровавую охоту

Что видят люди после клинической смерти

Экстрасенс рассказал о способностях детей к ясновидению

Автомобильные номера с числом 39 запретили в Афганистане

Актриса сняла НЛО средь бела дня

Женщина раскрыла секрет долголетия

Житель Таиланда нашел дорогой кусок амбры

Землю передвинули на новую временную линию

Из мочевого пузыря женщины вытащили огромный камень

Иллюминаты. Заговор Просвещённых

Инопланетная цивилизация захватила Землю еще до нашей эры

Истории из новых рассекреченных документов ЦРУ

Как дожить до 100 лет

Кости динозавров на Луне

Мёртвая женщина потратила 3 года на доказательство обратного

Овчарка родила зелёного щенка

Описали способ получения энергии из черных дыр

Помогает ли медитация от стресса

Почему медиумы слышат духов

Почему у древних статуй отсутствуют носы

Разработали прибор для поиска драгметаллов на Луне и Марсе

Создан новый тип мяса из пробирки

Тайна Семи сестер созвездия Тельца

В Госдуме заявили о необходимости ковидных паспортов в России

В одном из потоков Млечного пути одновременно родились 468 звезд

Впервые наблюдали начало конца далекой галактики

Женщина нашла отправленное 16 лет назад послание в бутылке

Женщина пережила остановку сердца и рассказала о загробной жизни

Нашли древний папирус Книги мертвых и сотни других артефактов

Небо над Финляндией стало шокирующе зеленым

Никола Тесла и Маркони подслушали послания марсиан

Почему некоторые люди слышат мертвых

Почему пираты закрывали глаз повязкой

Приближается астероид или началась космическая война

Продвинутые древние существа из недр Земли

Разработчики игры предвидели будущее

Родился ребенок с антителами против коронавируса

Скалолаз на инвалидной коляске залез на небоскреб

Согласно легенде, шесть воронов должны охранять Лондонский Тауэр

Уникально легкая экзопланета

Упавший на жилой дом метеорит оказался полон сюрпризов

Четырех друзей напугал бигфут

Чудесный меч Жанны д'Арк

Актриса раскрыла секрет долголетия

Бигфута заметили в Канаде

Британцев официально готовят к Зомби-апокалипсису

Быстрый большой НЛО заметили в Северной Каролине

Встреча военного вертолета ВВС США с НЛО

Зачем Байдену дорисовали нимб

Ирландский политик стал свидетелем НЛО

Как сделать человека невидимым

Какие домашние животные вам подходят

Крупный метеорит взорвался над Испанией

Легенда о призрачном коте, живущем в подземельях Капитолия

Миф о влиянии 5G на распространение коронавируса

Нашли необъяснимую звезду

Несколько НЛО вошли в земную атмосферу над Пуэрто-Рико

Плотность астероидов на орбите Земли нарастает

Полеты с Ангелами. Необычная история Чарльза Линдберга

Создали рыб-роботов, которые умеют плавать косяками

Таинственное излучение указало на существование Новой физики

Третий глаз, чакра Аджна и энергетика человека

Фантастические небоскребы будущего

Чем можно вывести запах гари после пожара

Улетный криминальный сериал - Премьера

Артефакты времён исчезнувшей культуры Тиуанако

Боевой робот Type-X проходит полевые испытания

Водительские права хотят заменить на QR-коды

Города-призраки Казахстана

ИИ научился распознавать политическую ориентацию по фото

Как работает невозможный детонационный двигатель

Как ученые превратили водород в металл

Компания SpaceX вернет на Землю вино космической выдержки

Можно ли продлить жизнь в 5 раз

Оружие будущего. Чем собирается воевать армия США

Откуда пошло распространение COVID-19

Подписка на новости
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика