Где зародилась колыбель жизни на Земле?

Миллиарды лет назад на совсем ещё молодой Земле простейшие органические соединения собрались в более сложные структуры, способные расти и размножаться. Это была самая первая жизнь на планете, породившая сотни миллионов видов живых существ, в том числе и нас, людей. В те давние времена Земля была абсолютно не приспособлена для жизни. Здесь повсеместно извергались вулканы, а атмосфера была откровенно враждебна. Так как в каком же уголке планеты могло свершиться таинство рождения первых живых существ?

Кладограмма, связывающие все основные группы живущих организмов с LUCA на основе последовательностей генов рДНК[30]
Кладограмма, связывающие все основные группы живущих организмов с LUCA на основе последовательностей генов рДНК[30]. Автор: Original: Eric Gaba (Sting), Russian version: Alexei Kouprianov
Чтобы начать поиски этой колыбели, важно понять, какие основные требования предъявляет жизнь. Химические элементы и соединения, необходимые для неё, это водород, метан, азот, углекислый газ, фосфаты и аммиак. Чтобы они вступали в реакцию друг с другом, нужна вода. А для роста и размножения требуется источник энергии. Жизненные формы разделены на два лагеря. Автотрофы, например, растения, генерируют энергию сами, а гетеротрофы, вроде животных, берут её у других организмов. Понятно, что самые первые жизненные формы должны были быть автотрофами, так как потреблять в то время было ещё некого. Источником в данном случае могло быть либо Солнце, либо химические ингредиенты. Так какие места на нашей планете соответствуют этим критериям? Доступ к солнечному свету обеспечивают суша и верхние слои океанских вод. Однако в то время они подвергались сильнейшему ультрафиолетовому излучению, которое губительно для всякой жизни.

Поэтому возможным остаётся единственный, как бы его сегодня назвали, альтернативный источник энергии — гидротермальные жерла на дне океанов, покрытые многокилометровой прослойкой морской воды. По своей сути, это трещины в земной коре, сквозь которые морская вода просачивается в магматические бассейны, после чего, разогревшись, выбрасывается обратно. При этом она обогащается разными минералами и химическими соединениями. Наибольшее количество подобной энергии сконцентрировано на крутых склонах гидротермальных жерл.

Древо жизни по версии 2005 года, на котором показан горизонтальный перенос генов между группами организмов
Древо жизни по версии 2005 года, на котором показан горизонтальный перенос генов между группами организмов. Автор: Andrew Z. Colvin [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Ещё одним доказательством, указывающим на гидротермальные источники, как источник земной жизни, являются так называемый «Последний универсальный общий предок» («Last universal common ancestor», LUCA). Это не первая появившаяся на планете форма жизни, а первая из тех, которые известны науке. Учёные не знают, как он выглядел, так как не сохранилось ни ископаемых его останков, ни сам он не дожил до наших дней. Однако им удалось идентифицировать гены, которые встречаются у всех видов во всех трех доменах живых организмов, существующих в природе. Логика тут проста — так как эти гены являются общими для всех, они должны быть унаследованы от общего предка. И они говорят о том, что последний универсальный общий предок жил в горячем местечке, где не было кислорода и добывал энергию посредством переработки простых химических соединений. Все верно — под это описание лучше всего подходят гидротермальные источники.

Они бывают двух видов — черные и белые курильщики. Из первых изливается кислая, богатая углекислым газом вода, нагретая до нескольких сотен градусов по Цельсию и наполненная серой, железом, медью и другими необходимыми для жизни металлами. Однако сегодня ученые считают, что они были бы слишком горячи для LUCA, поэтому основными кандидатами на роль колыбели жизни являются всё же белые курильщики. Их вода не содержит углекислого газа, богата метаном и не такая горячая. Впрочем, черные, видимо, тоже в этот момент находились где-то рядом. Они были поставщиками СО2 и некоторых других элементов, необходимых для зарождения жизни, которая впоследствии развилась и дала те невероятные всходы, которые мы видим сегодня вокруг себя.

Text.ru - 100.00%

Поделиться ссылкой:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector