Жизнь на Земле могла зародиться от молний

Среди вопросов, волнующих человечество, происхождение всего, «что живет и шевелится», стоит на первом месте. Версий несколько, и все они так или иначе имеют право на существование. Периодически исследователи находят новые нюансы. Например, недавно ученые из США и Великобритании предположили, что катализатором возникновения жизни на Земле могли послужить… молнии.

Спектр возможностей

Для начала стоит сказать, что все теории (включая, кстати, и роль «зеленых человечков») достойны внимания. Как говорится, почему бы и нет, раз мы серьезно относимся к возможности появления живых клеток из неорганических соединений? При этом самые немудреные вещи вроде уже упомянутого палеоконтакта (гипотетическое посещение планеты в прошлом разумными существами внеземного происхождения), креационизма (создание мира Богом), а также теории панспермии (предусматривающей, что жизнь была занесена на нашу планету из космоса) в большей степени будоражат воображение обывателей, а вот ученым как раз таки не очень интересны.

Люди науки не ищут легких путей, причем так было с самого начала. Например, отец биологии Аристотель отстаивал теорию спонтанного зарождения. Ее суть в том, что есть некое вещество — «активное начало», которое при подходящих условиях способно создать живой организм. Любопытно, что так же мыслили коллеги философа в Древнем Китае, Вавилоне, Индии и Древнем Египте. Эта версия оказалась стойкой и в начале XX века, даже трансформировалась в теорию Опарина — Холдейна (на данный момент наиболее популярна). Если излагать совсем просто, считается, что в первичном химическом супе (так называемый первичный бульон) последовательно появились органические вещества, затем белки, составляющие основу всех живых организмов, а потом и белковые тела. Все это безумно интересно для ученого, но совершенно зубодробительно для далекого от науки человека.

Всё сложно

Загвоздка в том, что для возникновения ДНК и РНК (точнее, первых молекул-предшественников) были нужны совершенно определенные элементы. Откуда они взялись? Недавно химикам удалось показать, что «кирпичи» для рибонуклеиновых кислот и аминокислот можно получить из простых исходных веществ: цианистого водорода (HCN) и сероводорода (H2S). Необходимый диоксид серы могли дать вулканы (3,9 миллиарда лет назад их тут много извергалось). То есть с химической точки зрения никаких препятствий для возникновения биомолекул действительно не было. Но для того чтобы все заработало на полную катушку, были нужны ультрафиолетовое излучение и определенные катализаторы. Вопрос в том, какие именно?

Бац-бац — и в точку!

Важнейшим элементом в составе ДНК и РНК является также фосфор, без которого организм существовать не может. Современные живые организмы наследуют его уже как элемент ДНК и РНК, а весь небиогенный фосфор на планете находится в нерастворимых минералах. За исключением шрейберзита (фосфид железа), который содержится в метеоритах. Именно поэтому до сих пор считалось, что главным катализатором для зарождения жизни были метеоритные бомбардировки. Однако ученые из Йельского университета и Университета Лидса предложили альтернативную версию. Изучив фульгуриты (структуры, которые образуются от ударов молний), в горных породах они обнаружили не космический, а вполне себе земной шрейберзит. «Эта работа помогла нам понять, как жизнь могла образоваться на Земле и как она все еще формируется на других планетах, похожих на нашу. Отчасти все начинается с фосфора», — говорит один из авторов исследования Бенджамин Хесс.

Как считают ученые, в течение миллиарда лет с момента возникновения Земли при помощи молний образовалось достаточное количество биодоступного фосфора для того, чтобы в конце концов спровоцировать появление жизни. Кроме того, количество молниевого шрейберзита в разы превышает количество вещества, попавшего на Землю из космоса. С молниями у нас и сейчас проблем нет, а массовые падения метеоритов — явление исключительно редкое. Кроме того, удары молний чаще происходят именно в тропических районах планеты. Где, как считается, и зародилась жизнь.

В ТЕМУ

Мы привыкли ассоциировать растения с цветами. Но на самом деле такая система органов семенного размножения появилась относительно недавно. В течение миллионов лет земная флора, в основном представленная мхами и папоротниками, размножалась при помощи спор. Как, почему и зачем возникли цветы, если никаких предпосылок к такой метаморфозе не было, — вопрос открытый. Начнем с того, что цветок слишком нежен, а эволюция поощряет сильнейших. Да и его «рождение» требует огромного количества энергии от растения. Смысла в подобном не смог понять даже родоначальник эволюционной теории Чарльз Дарвин. И если вы думаете, что время внесло какую-то ясность, то ошибаетесь. Эволюцию цветов отследить невозможно. Если кости динозавров и прочие окаменелости имеют шанс сохраниться, то цветы очень хрупкие. Самые ранние ископаемые цветковые растения (точнее, их отпечатки на известняке или останки в застывшей смоле) относятся к меловому периоду — это примерно 125 миллионов лет назад. Но первый цветок, как считают ученые, появился как минимум за 20 миллионов лет до этого.

Сейчас цветы не могут существовать без насекомых-опылителей, но первый цветок их еще не «приручил». Значит, растение должно было быть подобно облепихе и некоторым другим современным представителям флоры, имеющим мужские и женские кусты. Кстати, сегодня число таких уникумов скромное — всего 6 % от общего числа видов. Конечно, весьма интересно, как выглядел самый первый цветок. На данный момент самыми древнейшими находками являются потомакапнос, напоминающий современный мак, а также амборелла. Но в 2017 году австрийские биологи из Венского университета пришли к выводу (результаты исследования опубликовал журнал Nature Communications), что самый первый цветок на Земле был белым. Он имел слоистые лепестки и выглядел точь-в-точь, как современная водяная лилия. Появление его произвело революцию в ботанике и полностью изменило экосистемы. И даже, как считают некоторые исследователи, могло стать причиной самого масштабного в истории планеты мел-палеогенового вымирания.

С появлением цветов стали быстро размножаться опыляющие насекомые. Это помогло новичкам вытеснить голосеменные растения — саговники, папоротники и другие, размножение которых зависело от прихоти ветра. Изменения происходили быстро, и растительноядные животные (в том числе динозавры) не успели перестроить пищевые привычки. То есть не наловчились пережевывать и переваривать более жесткие, чем у папоротников, листья и ветви цветковых растений. Цитируя известный фильм: «Короче, все умерли…» Теория необычная и, пока ее никто не опроверг, вполне имеет право на существование.

КСТАТИ