18 декабря 2019

Как зародилась жизнь на Земле

Рассказываем об истории нашей планеты от Большого взрыва до появления Луки.

Гадей — период появления и формирования нашей планеты 4,6 — 4 миллиарда лет назад. Свежая Земля не была похожа на ту планету, к виду которой мы привыкли: сутки по 10 часов, огромная кривая Луна на небе, ядовитая атмосфера и совсем иные горные породы. Тем не менее, именно условия молодой Земли задали все наши особенности, химический состав наших тел, потребности и границы возможностей.

В первой части трилогии «Палеонтология антрополога» российский ученый Станислав Дробышевский рассказывает историю Земли в докембрии и палеозое: атмосферные особенности, древнейшие виды, зарождение жизни и ужасные катаклизмы.

Темные века

Первые этапы существования планеты покрыты непроглядным астрономическим мраком.

Общая космология гласит, что для нашего появления были необходимы:

  • первые звезды
  • образование в недрах красных гигантов тяжелых элементов
  • взрывы сверхновых и разлет элементов по Вселенной 
  • собирание их в новые туманности, звезды и планетезимали 
  • формирование протопланетных дисков 
  • и слипание разрозненных ошметков в планеты.  


Звезда по имени Солнце

Нашей Солнечной системе повезло: само Солнце не слишком холодное и не слишком горячее, а огромные планеты-гиганты на периферии защищают своей гравитацией внутренние области от астероидов и комет. 

Образование Луны и атмосферы

Даже катастрофы были нам на пользу. Столкновение только что остывшей Протоземли с каким-то небесным телом размером с Марс оторвало огромный кусок, отлетевший в сторону и ставший Луной, которая с тех пор стала нашей дополнительной защитницей от астероидов.

От удара ось Земли перекосилась, что стало залогом смены времен года. Вулканическая активность создала атмосферу, а вода из падающих комет и выделяющийся из мантии планеты водяной пар сконцентрировались в океанах.


Жизнь из «первобытного бульона»

Возникновение жизни из неорганических составляющих называется абиогенезом. В школе поныне проходят абиогенез на примере теории А.И. Опарина — Дж. Холдейна: согласно ей, жизнь самозародилась в «первобытном бульоне» в виде коацерватных капель — сгустков, подобных водным растворам желатина. На них воздействовали электрические разряды и ионизирующее излучение.

Современные представления о происхождении жизни гораздо более сложны. Отметим только отрадный факт: все ключевые моменты возникновения живого из неживого уже расшифрованы и по частям воспроизведены в лабораториях. Правда с нуля до целой клетки пока никто из экспериментаторов не дошел.


Преджизнь и РНК

Сейчас первые этапы преджизни называются «РНКовым миром». РНК — рибонуклеиновая кислота — это одна из трех основных макромолекул, которые содержатся в клетках всех живых организмов. Первыми действительно важными органическими молекулами были именно цепочки РНК.

Вероятно, уже после возникновения клеточной структуры появилась ДНК. Впрочем, есть версия, что ДНК была изобретена вирусами. Независимо от родословной, ДНК за счет своей двойной спирали оказалась гораздо более устойчивой и надежной, чем РНК, так что в качестве хранителя наследственной информации абсолютно РНК ДНК.


Наш предок «Лука»

В темные катархейские времена на планете возник «Лука». LUCA — это англоязычная аббревиатура от «last universal common ancestor» — «последний универсальный общий предок».

Его существование вытекает из принципиального сходства всех современных живых существ и универсальности генетического кода, который, правда, не идеально универсальный, но исходно был все же единым.


Общество обмена генами

Так, из отличий архей и бактерий можно понять, что у Луки уже была ДНК, но не было системы репликации ДНК. Мембрана имелась, но не такая, как у современных организмов. Возможно, Лука был больше похож на блин, а не на шарик.

Вероятно, одного-единственного Луки, в общем-то, и не существовало, а было много изменчивых альтернативных версий, бурно эволюционировавших и щедро менявшихся обрывками генов путем горизонтального переноса.


За что мы должны быть благодарны Гадею?

Гадей задал нам условия жизни. В это время возникли основы основ – РНК и ДНК, белки и воспроизведение первых биологических комплексов и, возможно, первые клетки. Наша углеродная основа, зависимость от воды, азота и фосфора, ключевые принципы обмена веществ и воспроизводства, распространения информации – все это наследие гадея, сплошное гадейство.


Расскажите всем, какую интересную статью вы нашли!

По материалам книг

Автор

Станислав Дробышевский

Российский антрополог и популяризатор научного мировоззрения. Кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Научный редактор портала Антропогенез.ру

Подписка

Узнай о новинках первым!