Биологът Михаил Никитин: как да докажем, че животът на Земята е възникнал от само себе си

Съвсем скоро Михаил Никитин ще говори на конференцията "Учените срещу митовете", който се организира от"ANTROPOGENESIS.RU». Там биологът ще разкаже за „силиконовите извънземни“, повлияли на формирането на нашата планета и появата на живи организми на нея.

В тази връзка го помолихме да разкаже накратко на нашите читатели какво виждане за произхода на живота имат учените и защо други гледни точки не са толкова последователни.

Какво мислят учените за произхода на живота на Земята?

Първо, нека да определим какво е животът. Не може, разбира се, да се даде строго еднозначна дефиниция, като например в математиката. Но експертната комисия на НАСА, водеща търсенето на живот във Вселената, подчерта следното определение:

Животът е химическа система, способна на еволюция по Дарвин.

„Химически“ означава „състоящ се от атоми и молекули и използващ реакциите между тях“. А способността за Дарвинова еволюция характеризира наличието на четири необходими и достатъчни условия:

1. Възпроизвеждане.
2. Наследственост (потомството е подобно на родителите).
3. Мутации (потомството все още е малко по-различно от родителите).
4. Селекция (вероятността за по-нататъшно възпроизвеждане зависи от мутациите).

клетка

Днес клетката се счита за най-малката елементарна единица на живота. Има, разбира се, вируси, които са много по-прости, по-малки и също способни на Дарвинова еволюция. Но всички те са паразитни в клетките и в природата не могат да бъдат разделени.

В този случай е логично да се предположи, че животът е възникнал с появата на клетката. Въпреки това, биолози има големи съмнения по този въпрос.

РНК

Сега е широко разпространено мнението, че някога е имало живи организми, дори по-прости от клетките.

Според тази хипотеза най-примитивните форми на живот са използвали само един от съществуващите видове биополимери - молекулата на РНК. За сравнение: за работата на съвременните клетки те вече се нуждаят от три: РНК, ДНК и протеини.

Но в предклетъчната ера всички функции трябваше да се изпълняват само от РНК. Тя ускори химичните реакции вместо протеините и действаше като хранилище на наследствена информация вместо ДНК.

Така беше, докато някои форми на живот не усвоиха нови технологии - синтеза на протеини и ДНК. След като направиха това, те станаха клетките, които сега изграждат всички живи същества (с изключение на вирусите). И други форми не можаха да се конкурират с тях и измряха.

Химични съединения

Преди света на РНК планетата Земя не беше модерно. Някои учени успяват да симулират условията, които са били върху него в този момент и да проследят спонтанното зараждане на живот.

Един от първите подобни експерименти е експериментът на Милър-Юри, създаден през 50-те години на миналия век. Учените взеха смес от газове - метан, амоняк и водород - и ги закараха в сложна стъклена инсталация. От едната страна имаше колба с нагрята вода, от другата - дупка за излизане на парата. Там бяха запоени електроди, които пропускаха разряди, имитиращи мълния. След това парата влезе в хладилника, където можеше да кондензира.

Няколко седмици след началото на експеримента учените забелязали, че във водата при такива условия се образува аминокиселини - градивни елементи на протеини - и някои други молекули, които изграждат живите организми.

Това се превърна в много важно наблюдение. Сега обаче значението му е преосмислено. Смята се, че условията, които Милър и Юри възпроизвеждат, не са подобни на земните, а на тези, които са били в протопланетарния облак, от който се е образувала Слънчевата система. Защото, както по-късно научихме, Земята никога не е имала атмосфера от метан и амоняк.

Между другото, аминокиселините, които са се образували в апарата на Милър, са много подобни на тези, които всъщност се намират в някои метеорити.

След този опит други учени също се опитаха да симулират образуването на органични вещества от въглероден диоксид, който доминираше в атмосферата на древната Земя и сега се намира в големи количества атмосфера Марс и Венера.

Те експериментираха с кристали от цинков сулфид, които, когато се облъчват със слънчева светлина във вода, възстановяват въглероден диоксид и го превръща в мравчена, оцетна, ябълчена киселина, а когато се добави азот, в аминокиселини.

Освен това са проведени експерименти за получаване на градивните елементи на ДНК – нуклеотиди и азотни бази. Например през 60-те години на миналия век Карл Сейгън успява да получи последното от циановодородна киселина, вещество, образувано в безкислородните атмосфери на древната Земя. Сега циановодородната киселина също е широко разпространена в космоса - например в комети или на съвременния Титан, спътник на Сатурн.

Химични елементи

Тези химически елементи, който използва земния живот, са сред най-разпространените във Вселената. Това са въглерод, азот, кислород, водород, магнезий, сяра, желязо.

В допълнение към тях, други три елемента, които не са участвали в спонтанното зараждане на живота на Земята, също се считат за общи. Това са хелий и неон, които не са способни на химични реакции, както и силиций, който става активен само при много високи температури.

Тези химически елементи са съществували преди появата на Земята и Слънчевата система. Техният състав се формира от първото поколение звезди поради термоядрени реакции. И така, веднага след Големия взрив Вселената се състои само от водород, хелий и литий и едва тогава се появяват по-тежки елементи.

Те взаимодействаха помежду си в произволен ред и доведоха до образуването на химични съединения, сред които бяха аминокиселини и азотни основи, които споменахме по-горе.

Спонтанно зараждане на живот

В процеса на възникване на живото от неодушевено случайността и закономерността със сигурност са били съчетани. Биологичната еволюция работи само когато има както мутации, така и естествен подбор. Животът най-вероятно също е възникнал спонтанно на този принцип.

Най-вероятно е имало някакъв естествен подбор преди появата на възпроизводството. Например, азотните бази в РНК и ДНК, като аденин, цитозин, гуанин и урацил, се отличават от други сродни молекули поради тяхната висока устойчивост на ултравиолетово лъчение.

След това те бяха комбинирани на случаен принцип в РНК вериги. И този, който би могъл да увеличи вероятността от собственото си копиране, започна възпроизвеждането, естествения подбор и Дарвиновата еволюция. И тогава започна естественото усложнение спрямо клетките.

Защо извънземните или Бог не можаха да създадат живот

Ако животът не е възникнал сам по себе си, тогава всяка от цивилизациите може да му помогне в това извънземникоито са пристигнали на Земята, или някакви свръхестествени същества. Например Бог. Нека разгледаме тези теории по-подробно.

извънземни

Доказано е, че Големият взрив е станал преди около 13,5 милиарда години. Възрастта на земния живот е доста солидна в сравнение с възрастта на Вселената. Еволюцията от микроби до съзнателни същества, Хомо сапиенс, отне приблизително 4 милиарда години.

Вероятно ще отнеме същото време и на извънземните. И трудно можеха да ни изпреварят. В края на краищата, след Големия взрив, натрупването на елементи, по-тежки от хелия - въглерод, водород, желязо - не се случи мигновено. Звездите ги синтезират от милиарди години. Тоест в галактиката условията за появата на планетарни системи, на които е възможен живот, не са се развили веднага и извънземните едва ли ще имат време да станат пространство цивилизация пред нас.

Но дори и да са успели по някакъв начин да направят това, тогава възниква естествен въпрос: как е възникнал животът им? Ако е самата тя, тогава защо не разгледаме тази възможност във връзка с живота на Земята?

Бог

Тъй като нямаме преки доказателства какво може и какво не може да направи Бог, разбира се, тук е много по-трудно да се намерят аргументи. Креационистите винаги ще могат да измислят вариант, за който няма да работят, защото „пътищата Господни са неразгадаеми“.

Но лично аз например съм убеден от естетически съображения. Бог е описан като свръхинтелигентно същество. Но в същото време в устройството на живите организми има много детайли, които не могат да бъдат направени от нито един разумен дизайнер.

Само глупак би допуснал например наличието на рецидивиращ ларингеален нерв при бозайници.

Той преминава от мозъка към мускулите на ларинкса и в същото време прави примка, като се спуска първо към сърцето, заобикаляйки аортната дъга и се издига обратно. В резултат на това за нормалното функциониране на жираф например са ви необходими 5 допълнителни метра нервни влакна. И в същото време той също ще страда от забавяне на времето за преминаване на сигнала.

Ясно е, че ако животните са създадени от разумно същество, то не би извършило такава глупост. Такава структура е много по-скоро резултат от еволюцията на бозайниците от техните рибоподобни предци. Те нямаха шия, сърцето беше разположено близо до главата, а изтичането на кръв от сърцето се осъществяваше благодарение на няколко чифта хрилни съдове. Следователно проследяването на нерва около тях изглеждаше нормално и не представляваше проблем. И тогава рибите дойдоха на сушата, загубиха хрилете си, а някои от техните потомци имаха тънък, дълъг врат. Колкото по-нататък, толкова повече този дизайн започна да пречи, но те вече не можеха да го откажат.

Някои креационисти насърчават друга идея: Бог само е задействал Големия взрив и след това не е докоснал вселена. През 17-19 век много учени също са мислили така. Например, когато Наполеон попита Лаплас: „Къде е Бог във вашите теории?“ - астрономът отговори: "Не ми трябва тази хипотеза."

Но дори ако Господ наистина не се е намесил в нищо след Големия взрив, тогава защо това противоречи на идеята за еволюцията? Как тази версия на креационизма е фундаментално различна от научен снимки на света?

Защо сега не се образува живот на други планети?

Земеподобни планети с твърда каменна повърхност, които не се срещат на газовите гиганти Юпитер и Сатурн, в слънчева система четири: Земя, Венера, Меркурий и Марс.

Както сега, така и преди, на Венера беше твърде горещо: там е 450 ° C и при такива условия оловото лесно се топи. При такива високи температури дори най-екстремофилните микроби не оцеляват, а протеините, РНК и ДНК се разрушават много бързо.

Живакът е много горещ през деня - до 400°C, и студен през нощта - до -170°C. Няма атмосфера и вода.

Съвременният Марс също не е много гостоприемен: там е студено, като в Норилск, и сухо, като в пустинята Намиб, плюс радиация. На тази планета обаче има достатъчно следи, че в древни времена е имало течна вода, по-плътна атмосфера и по-високи температури, доста годен за живеене.

Факт е, че всички планети от земен тип са се образували от сблъсъка на по-малки обекти - планетарни ембриони. В тези моменти се отделя много топлина, поради което повърхностите им са много горещи. Земята също премина през етап на океан от магма, след което след това се охлади за дълго време - може би до 300 милиона години.

Тъй като Марс е по-малък, неговите сблъсъци с планетарни микроби не са били толкова енергични и той се охлажда по-бързо.

Изводът е, че е можело да има обитаеми условия 100-200 милиона години по-рано от нашата планета. Но няма преки доказателства за това.

Възможно е да сме марсианци. Все пак първите живи форми може да се появи там, а след това летят до Земята с метеорити.

Сега, когато Марс е сух и студен, там или изобщо няма живот, или той се крие много добре някъде в дълбините си, под повърхността. Едно от доказателствата за това могат да бъдат метанови примеси, които периодично се появяват в атмосферата - това е газ, който бързо се разпада в атмосферата. Ако е намерен, тогава трябва да има някакъв активен източник на планетата - например метаногенни микроби.

Как можете да ги ускорите? еволюция? За да направите това, трябва да пуснете някакво ледено тяло с диаметър около 500 км от Марс върху Марс. Пояси на Кайпер. Достатъчно вода ще попадне там, за да образува океан, а енергията от подобно въздействие вероятно ще затопли планетата и ще стимулира вече замръзналата й геоложка активност. Но е ясно, че вероятността за това е нищожна.

Ако искаме да направим Марс обитаем, тогава трябва да вземем нещата в свои ръце и да доставим вода там под формата на по-малки кубчета лед, а след това и изкуствено възстановяване на магнитно поле на планетата - без него тя ще бъде слабо защитена от космическите лъчи и ще запази високо ниво на радиация за повърхности.

Просто така звучи твърде фантастично.