Життя на Землі зародилось не в океанах, а на суші?

Життя на Землі зародилось не в океанах, а на суші?

Клітинне життя на Землі, ймовірно, виникло не в первісних океанах, а в калюжах теплого мулистого бруду, підігрітого активною вулканічною діяльністю. На тому, що життя виникло не в океанах, а на суші, наполягав ще Чарльз Дарвін. Підтвердження його поглядів принесли новітні клітинні та геологічні дослідження.

Незважаючи на роздуми Дарвіна, теорії морського походження життя були вельми популярними в останні роки, оскільки, відповідно до загальноприйнятої точки зору, глибокий темний океан захищав ніжні клітини від ультрафіолетового випромінювання ще до утворення озонового шару.

Як підтвердження, океанографи постійно знаходили оазиси життя, яке процвітає на морському дні. В цих глибоководних екосистемах, в начебто непридатних для життя умовах, живуть мікроорганізми, які харчуються отруйними мінералами, що потрапляють у воду під час підводної вулканічної активності. Вважалось, що подібним чином і в такому ж середовищі виникли перші клітини: вулканізм на юній Землі був набагато більш активним, ніж зараз.

Проте автори нового дослідження стверджують, що оскільки у перших клітин не могло бути складних непроникних мембран, хімічний склад їх цитоплазми не міг сильно відрізнятись від навколишнього водного середовища. І це середовище не могло бути первісним океаном - рідина всередині клітин сильно відрізняється від морської води. Натомість, вона дуже схожа на вміст калюж, які виникають при конденсації парів грязьових вулканів, розташованих на суші.

Тому більш ймовірно, що формування перших клітин відбувалося все-таки на суші, в районах геотермальної активності, де багаті на хімічні елементи газ і пара виривалися на поверхню «новоутворених» континентів. Пара, конденсуючись, заповнювала нерівності поверхні, утворюючи калюжі та озера.

В такому навколишньому середовищі закономірно виникли організми, більш багаті калієм, ніж натрієм. В солоній морській воді, навпаки, натрію набагато більше. «Для того, щоб клітини могли синтезувати білки - їх молекулярні машини - їм потрібно дуже багато калію. Натрій, навпаки, блокує ці процеси», - пояснює співавтор дослідження Армен Мулкіджанян, біофізик з Університету Оснабрюк в Німеччині. «Життя не може існувати без синтезу білка, тому воно повинно мати високий вміст калію».

Сучасна наука не сумнівається, що у всіх клітинних організмів є один спільний предок. Принаймні близько 60 генів, а також закодовані ними білки є практично у всіх організмів, включаючи людину. Для функціонування цих повсюдно поширених білків був потрібен калій і в рази менше - натрій.

Припущення про глибокий взаємозв'язок складу навколишнього середовища та клітини базуються на відмінностях функціонування сучасних та первісних одноклітинних. Сьогодні бактерії «озброєні» комплексом білків, які виводять надлишковий натрій через мембрани, дозволяючи клітинам нормально функціонувати і в багатому на натрій середовищі. Найдавнішим клітинам було складніше: в їх розпорядженні не було такого апарату, лише рудиментарні клітинні мембрани, а всі поживні речовини отримувались безпосередньо з навколишнього середовища.

В результаті, перші клітини мали високу проникність і були в повному розпорядженні навколишнього середовища. Зважаючи на це, співвідношення калію та натрію повинно було бути більшим, ніж один до одного на користь калію. Але як у первісній, так і в сучасній морській воді, натрій перевершує калій в пропорції 40 до 1. Враховуючи це, Мулкіджанян та його колеги звернулися за допомогою до геологів, щоб зрозуміти, де ще могло виникнути життя 4,3-3,8 млрд. років тому.

Найбільш «вдалими» кандидатами виявились райони геотермальних джерел, зокрема грязьові вулкани - сьогодні вони є, наприклад, в Йєллоустонському національному парку в США чи на Камчатці (див. фото вгорі). «Грязьові ванни геотермальних джерел утворюються з пари, яка піднімається з-під Землі і конденсується, несучи з собою багато мінералів, в тому числі калій», - розказує Мулкіджанян. «Це схоже на слиз, який виходить із Землі і міг би стати хорошим інкубатором для перших клітин».

Раніше вчені не розглядали грязьові котли в якості місця розташування «первісного бульйону» через високий вміст сірчаної кислоти, смертельно небезпечної сполуки, яка утворюється, коли сірководень зустрічається з атмосферним киснем. «Але Земля в ті часи мала дуже бідну на кисень атмосферу», - переконує Мулкіджанян. «Це безкисневе середовище було стабільним протягом мільйонів років і, ймовірно, сприяло підтримці першого життя на Землі».

Дослідники відзначили, що поки рано чекати відгуку наукового співтовариства на їх дослідження, проте дана теорія вже пояснила багато речей. Незважаючи на це, вчені, схоже, ніколи не зможуть зійтись на якійсь одній точці зору з приводу еволюції життя на Землі. Так, опоненти авторів дослідження вказують на те, що сольовий склад океану мільярди років тому сильно відрізнявся від нинішнього, а представлене дослідження всього лише ще одна гіпотеза, яку не можна з точністю ні довести, ні спростувати, як і інші теорії про походження життя.

X

Вхід

Завантажую...