Жизнь на Земле появилась более трех миллиардов лет назад, пройдя длинный путь от самых простых микробов до ослепительной сложности организмов вроде нас. Но каким образом первые организмы на единственной известной нам населенной планете зародились в первичном бульоне? Перед вами несколько основных теорий происхождения жизни на Земле.

Электрические искры

Электрические искры могут генерировать аминокислоты и сахар из атмосферы, наполненной водой, метаном, аммиаком и водородом, как было показано в знаменитом эксперименте Миллера-Юри 1953 года. Возникла мысль, что молния могла способствовать появлению первых строительных блоков на начальном этапе зарождения жизни. За миллионы лет сформировались более сложные и комплексные молекулы. И хотя исследователи выяснили, что атмосфера молодой Земли была мало насыщена водородом, со временем вулканическая активность могла насытить ее метаном, аммиаком и водородом, а после — оставить дело молниям.

Общество глины

Первые молекулы жизни могли появиться из глины, если верить химику-органику Александру Грэму Кэрнс-Смиту из Университета Глазко в Шотландии. Эта субстанция не только собирала органические соединения вместе, но и способствовала их организации, подобно тому, как работают сегодня наши гены.

Основная роль ДНК — хранить информацию о том, как могут организовываться другие молекулы. Генетические цепочки в ДНК, по сути, являются инструкциями того, как аминокислоты должны располагаться в белках. Кэрнс-Смит предположил, что минеральные кристаллы в глине, вероятно, выстроили органические молекулы в упорядоченные узоры. Через некоторое время органические молекулы взяли на себя эту работу и самоорганизовались.

Глубоководные источники

Теория глубоководной вентиляции предполагает, что жизнь, возможно, появилась в подводных гидротермальных источниках, извергающих важные богатые водородом молекулы. Скалистые расщелины, возможно, удерживали эти молекулы вместе, а минеральные катализаторы способствовали протеканию ключевых реакций. Даже сейчас эти «выхлопные трубы», богатые химической и тепловой энергией, поддерживают яркие экосистемы.

Слой льда, возможно, покрывал океаны три миллиарда лет назад, когда солнце давало на треть меньше света, чем сейчас. Этот слой в сотни метров толщиной, возможно, защищал хрупкие органические соединения в воде от ультрафиолетового и космического воздействия. Холод, вполне вероятно, помог этим молекулам выжить, позволив им осуществить ключевые реакции.

Мир РНК

В настоящее время ДНК нужны белки для формирования, а белкам нужно ДНК. Как же они могли существовать друг без друга? Ответом может быть РНК, которая может хранить информацию, как и ДНК, служить в качестве фермента, как белок, и способствовать образованию ДНК и белков. Позже ДНК и белки нарушили этот «мир РНК», поскольку были более эффективны. РНК все еще существует и выполняет несколько функций в организмах, в том числе и включение-отключение некоторых генов. Но тогда возникает вопрос, как появилась РНК? И хотя некоторые ученые считают, что эта молекула могла спонтанно появиться на Земле, другие говорят, что это маловероятно.

Предлагали и другие нуклеиновые кислоты, помимо РНК, экзотические PNA или TNA.

Простые начала

Вместо того, чтобы развиваться из сложных молекул типа РНК, жизнь могла начать с более мелких молекул, взаимодействующих друг с другом в циклических реакциях. Они могли храниться в простых капсулах типа клеточных мембран, а со временем наращивать сложность структуры. То есть сценарий «сначала метаболизм» в этом случае преобладает над сценарием «сначала гены» в модели «мира РНК».

Панспермия

Возможно, жизнь вовсе появилась не на Земле, но была доставлена из космоса. Это понятие носит название панспермии. К примеру, на Земле находили даже марсианские метеориты, выбитые с поверхности Красной планеты космическим столкновением, а значит вполне могли быть и более экзотические «гости», занесшие первые семена жизни. Другие ученые полагают, что жизнь вполне могла путешествовать автостопом на комете. Но если эта концепция верна, не решается основной вопрос: как зародилась жизнь вообще? Сложность этого вопроса пока не легче вопроса о том, что было до Большого взрыва?