ЖИТТЯ ВИНИКЛО У ГАРЯЧИХ ДЖЕРЕЛАХ – НОВА-СТАРА ГІПОТЕЗА

Перші живі істоти, цілком, могли виникнути у гарячих озерах, на кшталт цього із Єловстону, США. Джерело ілюстрації: http://adventure.nationalgeographic.com

Андрій М. ЗАМОРОКА

Здавалось би, ґрунтовна гіпотеза Опаріна-Галдана про самозародження життя на Землі перевірена і підкріплена вагомими доказами з експериментів Міллера-Урі – життя зародилось у “первісному океанічному бульйоні”. На підтвердження цієї думки, у 1926-му році, Арчибальд Макалум порівнявши хімічний склад фізіологічних рідин, таких як кров і лімфа, з морською водою, відмітив їх схожість. Однак, клітинна плазма, на противагу плазмі крові, суттєво відрізняється від хімічного складу сучасної морської води… Оте “однак” дуже довго не давало спокою вченим: висувались різноманітні гіпотези і припущення, що пояснювали цей феномен, аж недавніми днями з’явилась менш-більш комплексна гіпотеза, яка, до слова, заперечила ідею виникнення життя у морі…

Ця ідея не нова, адже ще Чарльз Дарвін висловлював думку, що життя виникло десь у “…маленькому тепленькому ставочку…”, а відтак розповсюдилось по планеті, бурхливо еволюціонувавши у міріади видів різних форм, кольорів та життєвих стратегій. Ця думка “животіла” останні півтора століття, її часом “виймали” із зачитаних і потріпаних фоліантів, артикулювали нею й “ховали” до більш принагідного часу… І ось, схоже, що той час прийшов. Минулого тижня, у Віснику Національної Академії Наук США (“PNAS”), була опублікована стаття, яка надала серйозного підґрунтя ідеї Дарвіна – вчені згромадили фактичний та експериментальний матеріали, якими доводять, що життя, скоріш за все, зародилось на суходолі у ґеотермальних джерелах.

Коацервати - гіпотетичні попередники живих істот, отримані у ході експериментів. Джерело ілюстрації: http://www.astro.wisc.edu

В основі сучасної ідеї лежить кілька надважливих принципів. По-перше, живі клітини є дуже консервативними, щодо радикальних змін свого хімічного складу. Тобто, вони повинні зберігати у собі той набір хімічних елементів, що й первісне середовище, у якому вони виникли. По-друге, у цитоплазмі, на противагу цілому багатоклітинному організму, відновні процеси переважають над окисними. Це свідчить, що біохімічні цикли сформувались ще до насичення атмосфери киснем близько 1,5-2 мільярдів років тому, і з того часу не змінювались, тоді як для життя у кисневмісному середовищі життя еволюціонувало на організмовому рівні. По-третє, у клітинах евкаріотів надзвичайно розвинена система трансмембранного енергозатратного транспорту, який спрямований на підтримку окисно-відновних та електрохімічних потенціалів. Ці механізми забезпечують клітині стабільність відновних процесів.

Ґейзери вивергають гарячу воду збагачену мінералами і органікою. Джерело ілюстрації: http://tiaurus.info

Отож, для того аби зрозуміти де саме виникли перші живі істоти, потрібно знайти середовище, яке значною мірою відповідає хімізму клітин. Як виявилось, сучасні океани, хімічно, значно відмінні від складу живих клітин. Вчені, спершу, вважали, що первісний океан повинен був відповідати хімічному складу цитоплазми, але дані, які накопичувались десятиліттями із ґеохімічних досліджень найдревніших гірських порід відкладів древніх морів, свідчили про інше. Вміст йонів натрію, перехідних металів і анйонів фосфату у клітинах є значно вищим, ніж у сучасному чи первісному океанах, озерах та ріках. Це, з однієї сторони, пояснюється наявністю у клітин активних ферментативних помп, які затрачають колосальні енергії (в масштабі клітини – авт.), для перепомповування йонів з однієї частини цитоплазми в іншу, з однієї сторони мембрани на іншу. Проте, у перших живих клітин цих помп не було, особливо, якщо зважити на справедливість гіпотези світу РНК, тому їх мембрани були цілковито проникними для простих хімічних сполук, а, отже, внутрішньоклітинне і зовнішнє середовище повинні були бути тотожними! Отож, хімічний склад клітин сучасних живих істот, повинен би відображати умови їх першозародження…

Вчені спробували відтворити умови, в яких виникло перше життя, й отримали дуже цікаві результати, які, очевидно, у найближчому майбутньому (якщо не будуть спростовані – авт.), змінять усталені погляди на походження життя. Як зрозуміло із результатів досліджень, першоклітини повинні були сформуватися у середовищі із високим співвідношенням йонів натрію та калію, а також відносно високими концентраціями цинку, мангану та анйонів фосфорної кислоти. Такі умови не відповідають морському середовищу, однак, притаманні для наземних ґеотермальних джерел. В умовах первісної земної атмосфери, де переважали вуглекислий газ та аміак, а кисень і вільний азот були цілковито відсутні, хімічний склад водойм, що живилися геотермальними джерелами, цілком міг відповідати хімічному складу сучасних клітин.

Умови виникнення життя, за своїми характеристиками, схожі до сучасних ґейзерів. Джерело ілюстрації: http://travel.nationalgeographic.com

Оскільки, найдревніші з відомих гірських порід, віком 4,02-4,19 мільярдів років, були багаті маґнієм і калієм, вони були надлужними і містили ґеологічні сліди діяльності ґеотермальних джерел (ґейзерів), то вчені припускають, що останні були широко розповсюджені на тодішньому суходолі. Ґейзери вивергали гарячу воду збагачену мінералами й абіотично синтезованими орґанічними сполуками, яка, охолоджуючись, стікала у водойми поблизу, де й виникли перші клітини… Саме мілкі, проникні для сонячного світла, теплі водойми, як місце зародження життя, пояснюють багато зі складних і “незручних” моментів у гіпотезах походження життя. Зокрема, синтез біологічно значущих сполук за присутності формаміду, світловий синтез і добір нуклеотидів, монтморилонітовий (є такий мінерал – авт.) каталіз синтезу довголанцюгових РНК, її полімеризація в умовах замерзання-розмерзання води, синтез трикарбонових кислот за посередництва ультрафіолету, сульфіду цинку та оксиду титану, перетворення АДФ у АТФ (молекула, що несе енергію для живих істот – авт.) під дією сонячного проміння та інші факти, які цілком узгоджуються із гіпотезою виникнення життя у гідротермальних джерелах.

І життя, виникши у якомусь і таких “тепленьких ставочків”, розповсюджувалось по струмках від одного ґейзера до іншого, аж поки не покинуло свою “теплу колиску”, віддавшись хвилям безмежного океану, а згодом, й волі вітрів…

admin Written by:

3 Comments

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

16 − = 11