FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September 25 – October 11
176 cities
6-8 октября 2017
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
октябрь-декабрь 2017
МВДЦ «Сибирь», Кванториум,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет

Жизнь упала с неба

Новые гипотезы ученых: органическое вещество образовалось не на Земле, а одновременно с Землей

 

 
Фото: SPL/East News

Все мы вышли из мира РНК

Происхождение жизни не дает ученым покоя. Несколько столетий размышлений и экспериментов так и не привели к какому-то единому общепризнанному мнению. В последние годы одной из самых модных стала гипотеза о «мире РНК», предшествовавшем современным формам жизни.

В нашем мире почти все процессы в живых организмах происходят благодаря белкам. Синтез белков идет на основе информации, записанной в ДНК. Но ДНК, в свою очередь, не может работать без помощи белков. Получается порочный круг. Для самозарождения такой жизни нужно, чтобы одновременно возникли оба типа молекул вкупе с системой их взаимодействия. Вероятность подобного события крайне мала, что доставляет радость сторонникам «разумного плана», «мирового интеллекта» и прочих романтических теорий.

Но адептам креационизма рано праздновать победу. Открытия в биохимии показали возможность существования скоплений молекул рибонуклеиновых кислот (РНК), которые были вполне самодостаточными. В таком «мире» РНК выполняла функцию и носителя генетической информации, и ферментов, поддерживающих рост и размножение.

Но возникает вопрос: где и когда появился этот мир РНК, потомками которого являются все живые существа на Земле, в том числе и мы с вами?

Трудная жизнь наших нежных предков

Теория мира РНК на первый взгляд выглядит красивой и убедительной. Но и она полна противоречий. С ними пытается разобраться в своей статье академик Александр Спирин (Институт белка в Пущино).

1

Например, существует так называемый водный парадокс. Вроде бы вода нужна для поддержания стабильности двойной спирали РНК, которая бы обеспечивала самокопирование. К тому же она позволяет макромолекулам свободно перемещаться. Но та же самая вода при определенных условиях делает цепочку РНК нестабильной, разрушает связи и во­обще не дает ей нормально жить. Таких парадоксов довольно много.

Есть и еще одна проблема. Обитатели мира РНК были довольно нежными. Даже существующие сейчас вирусы, которые почти полностью состоят из РНК, все-таки имеют защитную оболочку из белков. А в том древнем мире органические молекулы были совершенно «голыми», к тому же в отличие от вирусов у них не было возможности комфортно устроиться в чьем-то организме и паразитировать на нем.

«Очевидно, что свободный мир РНК в принципе не может сосуществовать с миром микроорганизмов. Прежде всего, превосходство всех метаболических и генетических функций ДНК-РНК-белкового мира над миром РНК, а также превосходство в стабильности по отношению к внешним условиям и их колебаниям не оставляет никаких шансов последнему в конкуренции за питательные вещества и жизненное пространство», — пишет Спирин в своей статье. Скорее всего, жизнь современного типа тут же сожрала бы трепетных представителей мира РНК.

Появление первых микроорганизмов на Земле датируется периодом 3,8–3,85 млрд лет назад. Значит, мир РНК должен был существовать раньше. Но раньше на планете был сущий Армагеддон — Земля подвергалась чудовищной бомбардировке метеоритами. Выжить в этих условиях было нереально. Считается, что промежуток между метеоритными атаками и появлением первых микроорганизмов составляет примерно 100 млн лет. Появление новых данных еще сильнее сокращает этот период. Получается, что для самозарождения мира РНК просто не было времени.

Что же делать?! Неужели опять можно будет порадовать сторонников «мирового интеллекта» и прочих креационистов утверждением «жизнь сама собой появиться не могла»?

Все мы немножко инопланетяне

«Принимая во внимание все трудности и неудачи с экспериментальным моделированием синтеза компонентов РНК и самих РНК в абиогенных условиях и парадоксальные, противоречащие друг другу условия для обеспечения устойчивости РНК… а также малый временной промежуток геологической истории Земли для возможной эволюции мира РНК в клеточные формы жизни, приходится обратиться к гипотезе панспермии, то есть к идее космического происхождения жизни на Земле», — размышляет академик Спирин.

Согласно его предположениям, клеточную жизнь уже в готовом виде принесли на Землю как раз те метеориты, которые бомбардировали нашу планету в период до 3,9 млрд лет назад. Или же это сделали галактические кометы вскоре после окончания метеоритной бомбежки.

Вообще, гипотеза о внеземном происхождении жизни далеко не нова. Ученые начали ее обсуждать еще в 60-е годы XIX века. Недавние эксперименты показали, что микроорганизмы вполне могут переносить суровые условия перелета в космосе и падения на Землю. В своей статье Спирин увязывает идею о мире РНК с теорией панспермии.

Идея космического происхождения жизни очень удобна. Академик честно признается: «Если мы переносим мир РНК, его возникновение и его эволюцию в космос, то становится вполне позволительной агностическая позиция: мы не знаем и даже не можем себе представить те условия, которые имеют место в различных местах Вселенной, и поэтому мы должны принять нуклеотиды, полирибонуклеотиды и мир РНК, а также, возможно, и первые клеточные формы жизни, возникшие из мира РНК, как творение неких неведомых нам условий и сил — творение, данное нам на Землю, а может быть, и на другие планеты и тела Солнечной системы уже в готовом виде».

Но все-таки, если жизнь появилась не на Земле, то где и когда это могло произойти?

Позже Солнца, но раньше Земли

«Имеющиеся естественнонаучные данные указывают на допланетный околозвездный диск как на наиболее вероятное время и место первичного абиогенного синтеза пребиотического вещества из простых молекул вместе с миром РНК и самим возникновением жизни» — это цитата уже из другой статьи, опубликованной в том же номере «Палеонтологического журнала». Ее автор — Валерий Снытников, сотрудник Института катализа Сибирского отделения РАН.

Согласно его гипотезе, жизнь зародилась одновременно с формированием Солнечной системы. Солнце уже пытается как-то светить, хотя оно еще гораздо тусклее и холоднее нынешнего светила. Вокруг него вертится огромное облако частичек. Некоторые из них будут притянуты Солнцем и превратят его в настоящую звезду. Другие объединятся и через какое-то время образуют планеты. А пока что на поверхности некоторых частичек идут хитрые химические реакции.

«При появлении на поверхности частиц сложных углеводородов пылинки начинают легко слипаться между собой, как комки пластилина. Такое слипание с нарастанием “снежного кома” приводит к увеличению размеров и появлению тел с диаметром 1–10 м», — пишет Снытников. В результате получается «космический реактор», который сильно смахивает на промышленные каталитические установки, созданные человеком.

Именно такие «реакторы» и стали, по мнению Снытникова, местом зарождения мира РНК. Условия там были уж больно подходящими. Согласно его расчетам, и давление, и температура, и изначальный химический состав вполне способствовали появлению первых очагов жизни. К тому же в этих комках шло активное перемешивание вещества, что тоже помогало эволюции колоний РНК.

Гипотеза Снытникова отчасти разрешает и «водный парадокс». Комки с зачатками жизни летают, то удаляясь, то приближаясь к Солнцу. И вода соответственно сначала накапливается, потом испаряется и так далее.

Конечно, эта гипотеза выглядит довольно спорной. Но она имеет право на жизнь, равно как и многие другие. Возможно, скоро появятся новые теории, объясняющие происхождение такого загадочного феномена, как жизнь. Но вот найдется ли среди них одна, которая окажется абсолютно непротиворечивой и будет признана всеми?

 
Фото: SPL/East News

Все мы вышли из мира РНК

Происхождение жизни не дает ученым покоя. Несколько столетий размышлений и экспериментов так и не привели к какому-то единому общепризнанному мнению. В последние годы одной из самых модных стала гипотеза о «мире РНК», предшествовавшем современным формам жизни.

В нашем мире почти все процессы в живых организмах происходят благодаря белкам. Синтез белков идет на основе информации, записанной в ДНК. Но ДНК, в свою очередь, не может работать без помощи белков. Получается порочный круг. Для самозарождения такой жизни нужно, чтобы одновременно возникли оба типа молекул вкупе с системой их взаимодействия. Вероятность подобного события крайне мала, что доставляет радость сторонникам «разумного плана», «мирового интеллекта» и прочих романтических теорий.

Но адептам креационизма рано праздновать победу. Открытия в биохимии показали возможность существования скоплений молекул рибонуклеиновых кислот (РНК), которые были вполне самодостаточными. В таком «мире» РНК выполняла функцию и носителя генетической информации, и ферментов, поддерживающих рост и размножение.

Но возникает вопрос: где и когда появился этот мир РНК, потомками которого являются все живые существа на Земле, в том числе и мы с вами?

Трудная жизнь наших нежных предков

Теория мира РНК на первый взгляд выглядит красивой и убедительной. Но и она полна противоречий. С ними пытается разобраться в своей статье академик Александр Спирин (Институт белка в Пущино).

1

Например, существует так называемый водный парадокс. Вроде бы вода нужна для поддержания стабильности двойной спирали РНК, которая бы обеспечивала самокопирование. К тому же она позволяет макромолекулам свободно перемещаться. Но та же самая вода при определенных условиях делает цепочку РНК нестабильной, разрушает связи и во­обще не дает ей нормально жить. Таких парадоксов довольно много.

Есть и еще одна проблема. Обитатели мира РНК были довольно нежными. Даже существующие сейчас вирусы, которые почти полностью состоят из РНК, все-таки имеют защитную оболочку из белков. А в том древнем мире органические молекулы были совершенно «голыми», к тому же в отличие от вирусов у них не было возможности комфортно устроиться в чьем-то организме и паразитировать на нем.

«Очевидно, что свободный мир РНК в принципе не может сосуществовать с миром микроорганизмов. Прежде всего, превосходство всех метаболических и генетических функций ДНК-РНК-белкового мира над миром РНК, а также превосходство в стабильности по отношению к внешним условиям и их колебаниям не оставляет никаких шансов последнему в конкуренции за питательные вещества и жизненное пространство», — пишет Спирин в своей статье. Скорее всего, жизнь современного типа тут же сожрала бы трепетных представителей мира РНК.

Появление первых микроорганизмов на Земле датируется периодом 3,8–3,85 млрд лет назад. Значит, мир РНК должен был существовать раньше. Но раньше на планете был сущий Армагеддон — Земля подвергалась чудовищной бомбардировке метеоритами. Выжить в этих условиях было нереально. Считается, что промежуток между метеоритными атаками и появлением первых микроорганизмов составляет примерно 100 млн лет. Появление новых данных еще сильнее сокращает этот период. Получается, что для самозарождения мира РНК просто не было времени.

Что же делать?! Неужели опять можно будет порадовать сторонников «мирового интеллекта» и прочих креационистов утверждением «жизнь сама собой появиться не могла»?

Все мы немножко инопланетяне

«Принимая во внимание все трудности и неудачи с экспериментальным моделированием синтеза компонентов РНК и самих РНК в абиогенных условиях и парадоксальные, противоречащие друг другу условия для обеспечения устойчивости РНК… а также малый временной промежуток геологической истории Земли для возможной эволюции мира РНК в клеточные формы жизни, приходится обратиться к гипотезе панспермии, то есть к идее космического происхождения жизни на Земле», — размышляет академик Спирин.

Согласно его предположениям, клеточную жизнь уже в готовом виде принесли на Землю как раз те метеориты, которые бомбардировали нашу планету в период до 3,9 млрд лет назад. Или же это сделали галактические кометы вскоре после окончания метеоритной бомбежки.

Вообще, гипотеза о внеземном происхождении жизни далеко не нова. Ученые начали ее обсуждать еще в 60-е годы XIX века. Недавние эксперименты показали, что микроорганизмы вполне могут переносить суровые условия перелета в космосе и падения на Землю. В своей статье Спирин увязывает идею о мире РНК с теорией панспермии.

Идея космического происхождения жизни очень удобна. Академик честно признается: «Если мы переносим мир РНК, его возникновение и его эволюцию в космос, то становится вполне позволительной агностическая позиция: мы не знаем и даже не можем себе представить те условия, которые имеют место в различных местах Вселенной, и поэтому мы должны принять нуклеотиды, полирибонуклеотиды и мир РНК, а также, возможно, и первые клеточные формы жизни, возникшие из мира РНК, как творение неких неведомых нам условий и сил — творение, данное нам на Землю, а может быть, и на другие планеты и тела Солнечной системы уже в готовом виде».

Но все-таки, если жизнь появилась не на Земле, то где и когда это могло произойти?

Позже Солнца, но раньше Земли

«Имеющиеся естественнонаучные данные указывают на допланетный околозвездный диск как на наиболее вероятное время и место первичного абиогенного синтеза пребиотического вещества из простых молекул вместе с миром РНК и самим возникновением жизни» — это цитата уже из другой статьи, опубликованной в том же номере «Палеонтологического журнала». Ее автор — Валерий Снытников, сотрудник Института катализа Сибирского отделения РАН.

Согласно его гипотезе, жизнь зародилась одновременно с формированием Солнечной системы. Солнце уже пытается как-то светить, хотя оно еще гораздо тусклее и холоднее нынешнего светила. Вокруг него вертится огромное облако частичек. Некоторые из них будут притянуты Солнцем и превратят его в настоящую звезду. Другие объединятся и через какое-то время образуют планеты. А пока что на поверхности некоторых частичек идут хитрые химические реакции.

«При появлении на поверхности частиц сложных углеводородов пылинки начинают легко слипаться между собой, как комки пластилина. Такое слипание с нарастанием “снежного кома” приводит к увеличению размеров и появлению тел с диаметром 1–10 м», — пишет Снытников. В результате получается «космический реактор», который сильно смахивает на промышленные каталитические установки, созданные человеком.

Именно такие «реакторы» и стали, по мнению Снытникова, местом зарождения мира РНК. Условия там были уж больно подходящими. Согласно его расчетам, и давление, и температура, и изначальный химический состав вполне способствовали появлению первых очагов жизни. К тому же в этих комках шло активное перемешивание вещества, что тоже помогало эволюции колоний РНК.

Гипотеза Снытникова отчасти разрешает и «водный парадокс». Комки с зачатками жизни летают, то удаляясь, то приближаясь к Солнцу. И вода соответственно сначала накапливается, потом испаряется и так далее.

Конечно, эта гипотеза выглядит довольно спорной. Но она имеет право на жизнь, равно как и многие другие. Возможно, скоро появятся новые теории, объясняющие происхождение такого загадочного феномена, как жизнь. Но вот найдется ли среди них одна, которая окажется абсолютно непротиворечивой и будет признана всеми?

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Почему футболист умнее шахматиста?

Чемпионат среди роботов — это своего рода

«Горячая десятка» организмов

Список из десяти самых удивительных живых существ, открытых в минувшем году, составил Международный институт исследования видов при Ун

География уходит в небо

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Кошки и собаки - свой взгляд на мир

Очень легко впасть в заблуждение и начать думать, что существует только один способ видеть наш мир – но на самом деле, различные виды живых существ воспринимают своё окружение очень по-разному.

Марс или Туда и обратно

Уникальная капсула для возврата образцов марсианского грунта и воздуха на Землю была создана и испытана специалистами Европейского космического агентства.

На чем лететь к звездам?

На чем лететь к звездам? Пока единственный теоретически возможный способ – солнечный парус.

Это приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата.

Рожденный под знаком котика

ут группа венгерских ученых совершила переворот в науке. Хиггс с его бозоном нервно курят на балконе. Эти венгры доказали, что дата рождения человека и свойства его характера связаны между собой.

Буровой снаряд достиг воды озера Восток

Это случилось. 5 февраля буровой снаряд достиг воды озера Восток, которое миллионы лет было спрятано подо льдом Антарктиды