Пруд в Национальном парке Лассен-Волканик (Калифорния). По мнению учёных, первые колыбели жизни – тёплые пруды – вероятно, выглядели примерно так же.
Фото Ben K.D. Pearce, McMaster University.
Среди гипотез о происхождении жизни на Земле всё большую популярность набирает предположение о том, что она имеет космическое происхождение. Ингредиенты жизни находят во многих метеоритах (самые громкие работы связаны с калифорнийским метеоритом и метеоритом из Шри-Ланки). Изучение ударных кратеров, которые остаются после падения небесных тел, также подтверждают эту версию.
В 2014 году учёные смоделировали процесс зарождения жизни в лабораторных условиях и доказали, что с падением метеорита на Землю могли быть занесены все четыре основания РНК. Позднее специалисты также выяснили, что именно столкновение гигантского метеорита с Землёй могло привести к формированию "убежищ" для жизни.
Новое исследование, проведённое командой из Университета Макмастерa (Канада) и Института Макса Планка (Германия), добавило очков гипотезе о космическом происхождении жизни на Земле. Более того, эксперты даже обозначили временной диапазон, в котором могло произойти историческое событие: от 4,5 до 3,7 миллиарда лет назад (когда Земля достаточно остыла, чтобы на ней могли сформироваться стабильные водоёмы).
Авторы работы соотнесли данные по геологии, биологии, химии и астрофизике и пришли к выводу, что жизнь, вероятно, зародилась в тёплых прудах, о которых учёные говорят ещё со времён Чарльза Дарвина. Строительные блоки жизни – основания РНК – были занесены в них метеоритами, как и предполагалось ранее.
Ведущие авторы работы Бен Пирс (Ben Pearce) и Ральф Пудриц (Ralph Pudritz) поясняют: в то время, когда не Земле начал формироваться первый генетический код, планета ещё только создавала свой облик и атмосферу.
Понимание процессов, происходивших на Земле около четырёх миллиардов лет назад, играет ключевую роль в изучении происхождения жизни, добавляют соавторы исследования Дмитрий Семёнов (Dmitry Semenov) и Томас Хеннинг (Thomas Henning).
"Как показывает наше исследование, астрономические данные являются важной частью мозаики. Процесс формирования нашей Солнечной системы сыграл роль и в зарождении жизни на Земле", — отмечает Хеннинг.
Разрозненные фрагменты РНК – нуклеиновые основания – попали на Землю вместе с обломками метеоритов, а в тёплых прудах они находились в высокой концентрации и начали "склеиваться" в нуклеотиды.
Уровни воды в этих прудах изменялись из-за смены циклов осаждения, испарения и дренажа. Сочетание "влажных и относительно сухих" условий как раз и было необходимо для сборки разных частиц в самовоспроизводящиеся молекулы РНК, поясняют исследователи.
Конечно, первые их них были ещё несовершенными: им предстояло эволюционировать, чтобы дать начало настоящим формам жизни. Существование последних невозможно без ДНК, однако дизоксирибонуклеиновая кислота слишком сложна, чтобы быть первым "аспектом жизни", говорит Пудриц. Поэтому таковым стала РНК.
По расчётам исследователей, необходимые для формирования жизни условия присутствовали в тысячах тёплых прудов, и такие водоёмы подходили для зарождения жизни намного больше, чем, например, гидротермальные жерла, на которые делают ставку многие другие учёные.
По мнению последних, жизнь может вести начало из трещин на дне океанов, где этому должен был способствовать подогрев воды. Однако для "склеивания" частиц и образования РНК нужны, как уже упоминалось выше, как влажные, так и сухие циклы, а стало быть, на дне океана подходящих условий быть не могло.
По другой версии, "искры жизни" могли попасть на Землю не с метеоритами, а с космической пылью. Авторы новой работы скептически относятся и к этой теории: несмотря на то, что пыль действительно могла содержать нужные "строительные блоки", их концентрация в ней наверняка была бы ничтожно мала, говорят учёные. Между тем метеориты молодой Солнечной системы бомбардировали Землю, да и другие планеты, (этот период известен как Поздняя тяжёлая бомбардировка) постоянно, образовывая тысячи тёплых прудов.
Ожидается, что уже совсем скоро гипотеза Пирса и Пудрица подтвердится экспериментально: университет Макмастера заканчивает оснащение лаборатории под названием Origins of Life, в которой специалисты смогут воссоздать условия для зарождения жизни.
Полный текст исследования представлен в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Источник
Последнее редактирование модератором:
