Жизнь зародилась в геотермальных источниках?

Жизнь зародилась в геотермальных источниках?

В рамках VII Фестиваля науки доктор биологических наук, профессор Оснабрюкского университета (Германия), сотрудник НИИ физико-химической биологии МГУ имени А. Н. Белозерского Армен Мулкиджанян прочитал лекцию «Происхождение жизни: реконструкция первых клеточных организмов и их среды обитания». Slon публикует семь фрагментов этой лекции.

1. Существует пять основных гипотез возникновения жизни:
Концепция креационизма: человечество и мир в целом были созданы сверхъестественными существами: Творцом или Богом; Концепция самозарождения: жизнь возникала неоднократно из неживого существа; Теория стационарного состояния: жизнь существовала всегда;Теория панспермии: жизнь занесена на нашу планету извне;Теория биохимической эволюции: жизнь возникла однажды в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам. Именно эта теория в первую очередь интересует биологов.

2. РНК – это рибонуклеиновая кислота, одна из трех основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), содержащихся в клетках всех живых организмов. РНК представляет собой полимер, образованный мономерами, низкомолекулярными веществами. В свою очередь каждый мономер (их также называют нуклеотидами) состоит из трех частей: азотистого основания, пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и фосфатной группы. Благодаря фосфатной группе нуклеотиды связаны между собой в одну цепочку. Основные нуклеотиды, которые используются в РНК, это аденин, гуанин, урацил и цитазин. Если сравнивать РНК и ДНК, то все у них очень похоже. Тем не менее не надо забывать про два существенных различия: в сахаре ДНК вместо гидроксильной группы содержатся протоны, которые повышают уровень стабильности молекулы от воздействия воды. Кроме того, урацил в ДНК заменяется тимином.

3. Есть основания предполагать, что ансамбли молекул РНК могли быть самыми первыми живыми самодостаточными организмами. В одной из своих работ советский биолог, основоположник молекулярной биологии в СССР Андрей Белозерский писал: «Вряд ли на ранних этапах развития жизни возникли одновременно и РНК, и ДНК. Нам представляется, что возникновение рибонуклеотидов и затем РНК было первичным, ДНК же возникло значительно позже и параллельно с уложением функции и все большей дифференциацией протоплазмы».

4. Если мы имеем биологическую систему, например, рибосомы, то с помощью химических и физических реакций можно без проблем определить, из каких частей она состоит, какова ее структура. Гораздо сложнее выяснить, какова связь между всеми живыми организмами и как ее установить. В 1970-е годы решением этой проблемы занимался замечательный биолог Карл Везе. Сравнив последовательность нуклеотидов молекул РНК, он обнаружил, что все клеточные организмы разделяются на три суперцарства-домена: бактерии, археи, эукариоты.

5. Еще один очень известный биолог Евгений Кунин вместе со своими сотрудниками однажды проделал работу, заключавшуюся в сравнении археи и бактерии. В процессе работы выяснилось, что они содержат 60–70 общих кодирующих белки генов. Из этого следует, что археи и бактерии имеют общего предка. Этим предком является LUCA – консорциум, сообщество репликаторов, обитавших в пористых неорганических отложениях.

6. Первые клетки, скорее всего, обитали в среде с соотношением K+>Na+, богатой переходными металлами и фосфорными соединениями. Ученые исследовали химический состав океана и выяснили, что он на протяжении веков не менялся: там всегда было в 40 раз больше натрия, чем калия. Поэтому морская среда как место возникновения древних клеток не подходит.

7. Оставался еще один вариант – континентальные системы, связанные с вулканической деятельностью, которая могла бы обеспечить приток переходных металлов. В итоге наиболее подходящей средой оказались геотермальные источники, которые образуются, когда дождевая вода попадает по расщелинам вглубь Земли. Вымывая за собой переходные металлы и нагреваясь до 400 градусов, она кипит и разделяется на две фазы: жидкую и газообразную. В газообразную фазу входят летучие вещества: сероводород, аммиак, углекислота. Поднимаясь на поверхность, эти вещества образуют некие природные системы, где в паровом конденсате калия содержится как раз больше, чем натрия.
Таким образом, мы можем прийти к выводу, что жизнь, скорее всего, зародилась в геотермальных источниках.

Источник: slon.ru

Похожие новости:
В Йеллоустоне обнаружили «инопланетные» микробы
Американские микробиологи открыли в Йеллоустонском национальном парке (США) ранее неизвестные и изолированные от остальных организмов микробы, которые ученые сравнили с инопланетными. Посвященное этому исследование опубликовано в журнале Nature Communications, кратко о нем сообщает Окриджская национальная лаборатория (США).Специалисты ..
2016-07-07 1175 0 Разное, интересное
0
Химерные вирусы перемешали ДНК и РНК
Ученые обнаружили в горячих источниках геном микроорганизма, в котором содержались как гены ДНК- так и РНК-содержащих вирусов. Работа опубликована в журнале Biology Direct. Исследователи собирали образцы в горячих источниках в национальном парке Лассен-Волканик в США. Они определяли последовательность всей ДНК, содержащейся ..
2012-06-9 1962 0 Разное, интересное
0
Ключевой элемент жизни попал на Землю с Марса
Химическое соединение, необходимое для зарождения жизни — оксид молибдена — был перенесен на Землю с древнего Марса метеоритом. С таким предположением выступил ученый на конференции Европейской геохимической ассоциации, проходившей во Флоренции. "Эта бинарная форма молибдена не могла присутствовать на Земле ..
2013-09-1 1584 0 Разное, интересное
0
Жизнь на Земле зародилась благодаря комете
Исследователи в области химии из Университета Беркли в Калифорнии и Гавайского университета в Маноа решили полностью разрушить привычные представления о создании земной цивилизации. Ученым удалось смоделировать в ходе нового эксперимента условия в глубоком космосе, показав, что сложные строительные блоки ..
2013-03-10 1968 0 Разное, интересное
0
Источником жизни на Земле назвали Марс
Геохимик, специалист по синтетической биологии и популяризатор науки Стивен Беннер заявил о том, что на Марсе в прошлом могли быть более благоприятные для появления жизни условия, чем на Земле. По его мнению, жизнь могла появиться именно на красной планете, а потом перейти ..
2013-08-29 1601 0 Разное, интересное
0
Британцу спасла жизнь инъекция чистого спирта
Всем известно, что чрезмерное употребление алкоголя опасно для жизни. Однако необходимая доза спиртного может оказаться не только относительно безвредной, но и полезной. Так, жителю британского города Бристоль врачи спасли жизнь только благодаря инъекции спирта, сообщает ..
2012-12-25 1956 0 Разное, интересное
0
Живая Земля
Земля – живой организм, её биосфера – главная преобразующая сила, зачатки которой были занесены на третью от Солнца планету из космоса, утверждал великий русский ученый Владимир Вернадский. Идеи ученого о Земле и её месте в ноосфере легли в основу ..
2013-03-9 1631 0 Разное, интересное
0
Внеземной разум решили искать по следам от промышленных загрязнений
Ученые-астрофизики из Гарвард-Смитсоновского центра предложили искать внеземные цивилизации по следам загрязнений, которые они оставляют от своей деятельности. Такой подход отличается от методов поиска примитивной инопланетной жизни, основанных на обнаружении метана и воды, сообщается на сайте центра. Искать высокоорганизованную жизнь ..
2014-07-25 1556 0 Разное, интересное
0
НАСА пообещало найти инопланетную жизнь к 2025 году
Человечество найдет инопланетную жизнь в ближайшие 10-20 лет. С таким прогнозом выступила Эллен Стофан (Ellen Stofan), главный научный советник НАСА, сообщает Space.com. «Я думаю, мы найдем убедительные признаки жизни за пределами Земли в течение десятилетия. А за 20-30 ..
2015-04-08 1739 0 Разное, интересное
0
Квантовая физика доказала жизнь после смерти
В США физик-теоретик Роберт Ланца из Университета Wake Forest в Северной Каролине доказывает существование жизни после смерти с помощью квантовой физики, сообщает ТСН. Ученый утверждает, что понятие о смерти существует лишь потому, что со времен античной Греции человечество приняло биоцентрическую ..
2013-11-17 4745 0 Разное, интересное
2
Тепло тела превратили в энергию для микроприборов
Легкие электронные устройства в последние годы изменили процесс спортивных тренировок. Они контролируют сердцебиение, показывают скорость и количество израсходованных калорий. Скоро все эти миниатюрные гаджеты будут работать на энергии тела, сообщает Mashable. Технология TEG-wear позволит забыть о необходимости зарядки ..
2012-07-17 1394 0 Разное, интересное
0
Нобелевский лауреат по химии заявил о неверии в вечную жизнь
Один из трех лауреатов Нобелевской премии по химии 2015 года швед Томас Линдал (Tomas Lindahl) рассказал, что не верит в вечную жизнь. Об этом сообщает Associated Press. Линдалу задали вопрос, можно ли довести изучаемые им механизмы репарации (починки) ДНК до уровня, ..
2015-10-07 1336 0 Разное, интересное
0
Жизнь оказалась занесенной из космоса
Ученые Эдинбургского университета пришли к выводу, что жизнь на Земле возникла благодаря потокам космической пыли, которые занесли на планету биологические молекулы или даже примитивные формы жизни. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Phys.org.По словам исследователей, микроскопические живые ..
2017-11-23 3619 0 Разное, интересное
0
Голодание признали способом продления жизни
Ученые из Висконсинского университета в Мадисоне и Национального института старения выяснили, что умеренная низкокалорийная диета может продлевать жизнь у людей. Специалисты пришли к такому выводу, проанализировав результаты двух исследований на обезьянах. Статья опубликована в журнале Nature Communications, кратко ..
2017-01-18 5205 0 Разное, интересное
1
Ученые изучили зону мозга отвечающую за старение
Ученые выяснили, что эндокринный центр мозга, оказался задействован в процессе старения. При блокировке его работы процесс старения замедляется. Ученые долго пытались понять, что отвечает за процесс старения. Стареют ткани самостоятельно, или что то управляет этим процессом. Опыты на мышах показали, что все таки ..
2013-05-2 3381 0 Разное, интересное
2