Считается, что жизнь на Земле возникла где-то между 3.7 и 4.5 миллиардами лет назад. Это произошло после того, как метеориты начали попадать в теплые маленькие водоемы. Так считают ученые из Университета Макмастера и Института Макса Планка в Германии. Их расчеты показывают, что этот процесс помогал связывать основные молекулярные строительные блоки в питательном веществе водоемов в самовоспроизводящиеся молекулы РНК. Ведь именно они составляли первый генетический код жизни на этой планете.
Исследователи основывают свое заключение на исчерпывающих исследованиях и расчетах с учетом требований астрофизики, геологии, химии, биологии и других дисциплин. Хотя концепция «теплых маленьких водоемов» существует еще со времен Дарвина, теперь ученые доказали ее состоятельность. Это стало возможным благодаря многочисленным подсчетам, основанным на фактических данных.
Жизнь возникла сразу
Ведущие авторы исследования – Бен Кд Пирс (Ben K.D. Pearce) и Ральф Пудриц (Ralph Pudritz) из Университета Макмастера заявляют, что имеющиеся данные свидетельствуют о том, что жизнь возникла тогда, когда Земля еще формировалась. В этот период континенты только начали отделяться от океанов. А поверхность планеты подвергалась бомбардировке метеоритами. Именно они содержали в себе строительные блоки будущей жизни. Озоновый слой, защищающий сейчас живые организмы от губительного ультрафиолета, излучаемого Солнцем, тогда попросту отсутствовал.
«Чтобы понять механизмы, позволившие появиться жизни, нам нужно понять – какой же была Земля миллиарды лет назад? Как показывает наше исследование, астрономия вносит весомый вклад в ответ на этот вопрос. Знания о том, как именно формировалась Солнечная система, имеют непосредственное значение для понимания процесса возникновения жизни на Земле», – говорит Томас Хеннинг (Thomas Henning) из Института астрономии им. Макса Планка.
Циклы
По словам авторов, стартом к возникновению жизни послужило создание РНК-полимеров. Это очень важные компоненты нуклеотидов, доставляемых метеоритами. Они достигали достаточно высокой концентрации в водоемах. И «склеивались вместе», поскольку уровни воды часто менялись за счет циклов осаждения, испарения и дренажа. В документе говорится, что сочетание влажных и сухих условий было необходимо для подобного «склеивания».
По мнению исследователей в определенных условиях некоторые из этих цепочек начинали самопроизвольно воспроизводиться. Они вытягивали другие нуклеотиды из окружающей среды. Выполняя тем самым основное условие, определяющее жизнь. Эти полимеры были несовершенными. Но они были способны улучшаться в полном соответствии с принципами дарвиновской эволюции. Тем самым демонстрируя еще один признак жизни.
Эта начальная форма жизни вполне могла бы привести к возможному развитию из нее ДНК. Эта генетическая основа всех высших форм жизни появятся намного позже. Мир мог быть населен только жизнью на основе РНК. До тех пор, пока не появилась ДНК.
«ДНК слишком сложна, чтобы стать «первым кирпичиком жизни», – говорит Пудриц. «Все должно было начаться с чего-то другого. И вероятнее всего, это РНК».
Расчеты исследователей показывают, что необходимые условия присутствовали в тысячах древних водоемов. Основные условия для формирования жизни были гораздо более благоприятны именно в таких местах, чем в гидротермальных жерлах. Ведущая конкурирующая теория утверждает, что жизнь началось в трещинах океанского дна. Там элементы жизни сошлись с горячей водой. Авторы же новой статьи утверждают, что такие условия вряд ли могут привести к появлению жизни. Поскольку связывание, необходимое для образования РНК, требует как влажного, так и сухого циклов.