Меню Рубрики

Установка жизни на земле

Как зародилась жизнь на Земле?

В начале времен, когда Земля уже сформировалась как планета, она была безжизненна. Извергались вулканы, выбрасывая в небо газы и пар. По земле струились потоки лавы. Горячие источники создавали маленькие кипящие озерца, вода в которых была насыщена сероводородом. Грозы тысячами молний били из низких облаков в землю. Как же в таких условиях возникла жизнь?

Наша планета Земля появилась примерно 4.6 млрд лет назад. Полагают, что первые одноклеточные появились около 4 млрд лет назад. Как ученым найти их следы? В более поздние эпохи от наших древнейших предков, трилобитов, или динозавров оставались или окаменевшие кости, или хотя бы отпечатки в камне. А какие отпечатки могут остаться в древнейших камнях от бактерий?

Согласно принятым в наше время научным теориям, возникновение жизни началось с синтеза аминокислот. В 1952 году американский ученый Стэнли Миллер попробовал воссоздать в специально созданной установке условия Земли эпохи до возникновения жизни, предполагая, что тогда в атмосфере должны были присутствовать аммиак, водород, углеводороды.

Для имитации древнего океана в одной из емкостей емкости было немного воды. Для имитации гроз, распространенных в те времена, там бушевали электрические разряды. Установка была запущена и некоторое время работала. Довольно долго, но уже никак не сотни миллионов лет, как на древнейшей Земле. Эксперимент Миллера-Юри
Фото: ru.wikipedia.org

После выключения установки Стэн обнаружил, что вода стала желтой. Анализ показал, что в ней полно аминокислот, кирпичиков для создания рибонуклеиновых кислот (РНК), сложных молекул, являющихся основой земной жизни.

Процесс создания РНК из аминокислот очень сложен, но ведь и времени до возникновения первых простейших от момента возникновения Земли прошло очень много — 600 миллионов лет. Очень длительный и сложный процесс привел к появлению первой РНК.

В древнем океане, кроме аминокислот, были еще и жирные кислоты, которые в воде образуют сферические полости. В одну из таких полостей попала РНК. Она начала размножаться, используя для дублирования самой себя имевшиеся в воде аминокислоты. В конце концов, РНК в той полости стало две, они отталкивались друг от друга и, разорвав оболочку, поделили между собой ранее общую полость из жирных кислот. В океане оказалось две «пра-клетки».

Процесс деления клетки повторялся снова и снова. Клетки начали распространяться по всему океану, потребляя аминокислоты из воды. Потом научились производить необходимую энергию, используя доступные им в воде химические соединения.

Эпоха простейших в истории планеты продлилась более двух миллиардов лет. Затем простейшие научились жить вместе, образовав первые содружества клеток. Такие содружества существуют и сегодня.

Геологи давно начали идентифицировать в осадочных породах некие структуры, которые они назвали строматолитами («каменной подстилкой», или «прослойкой»). В разных местах земного шара в древнейших слоях отложений геологи находили похожие структуры. Их считали особенностью древних отложений.

А потом на западе Австралии, в заливе Шарк-бей, в очень солёной мелководной бухте Хамелин-Пул были найдены полные аналоги тех самых геологических структур, причем — живые. Обнаруженные строматолиты являлись результатами жизнедеятельности гигантских колоний бактерий, некоего «бактериального сообщества», жившего миллиарды лет назад и живущего и в наше время. Воистину, самый древний живой организм, возраст которого составляет 2.7 миллиарда лет.
Современные строматолиты в заливе Шарк-Бэй в Западной Австралии
Фото: Paul Harrison, ru.wikipedia.org

Выглядят современные строматолиты как булыжники, покрытые слизью. Слизь эта — содружество цианобактерий, которые назвали «бактериальным матом». Те бактерии, что находятся в нижних слоях, вымирают и минерализуются, образуя все новые каменные слои строматолита.

По строматолитам архея ученые смогли понять, из чего состояла атмосфера в то время: из CO2, CO, CH4, NH3, H2S и инертных газов. Так было многие сотни миллионов лет.

Примерно 1.7 млрд лет назад бактерии освоили фотосинтез. Потом, около 1.2 млрд лет назад, и одноклеточные освоили фотосинтез — появились первые одноклеточные водоросли. Состав атмосферы Земли начал меняться, в ней появился свободный кислород. Жизнь начала развиваться и множиться.

От появления строматолитов до образования многоклеточных организмов было еще полмиллиарда лет, но процесс уже пошел. Одноклеточные простейшие в ходе эволюции стали учиться жить большими колониями.

источник

Дэйв Брейн: Что необходимо для жизни на планете?

«Венера слишком горячая, Марс слишком холодный, а Земля — в самый раз», — говорит исследователь планет Дэйв Брейн. Но почему? В этом захватывающем и забавном выступлении Брейн рассказывает о том, как научно установить, какие условия нужны, чтобы планета могла стать пригодной для жизни, а также почему человечество, возможно, просто оказалось в нужном месте в нужное время, если говорить об этапах развития пригодных к жизни планет

Дэйв Брейн Будущее

Я очень рад быть здесь. И рад, что вы здесь, потому что иначе было бы странновато. Я рад, что все мы здесь. И под словом «здесь» я не подразумеваю здесь. Или здесь. А здесь, на Земле. И под «мы» я подразумеваю не только присутствующих в этом зале, а жизнь, жизнь на Земле — от сложнейших форм до одноклеточных, от плесени и грибов до летающих медведей.

Любопытно, что Земля — единственное место, где есть жизнь, 8,7 млн видов. Мы изучали другие планеты, может, не так усердно, как следовало бы, но мы искали и ничего не нашли. Земля — единственное известное нам место, где есть жизнь. Но уникальна ли Земля? Ответ на этот вопрос я хотел узнать с детства, думаю, 80% аудитории думали так же и тоже хотели узнать ответ. Чтобы понять, есть ли другие планеты в нашей Солнечной системе или вне ее, на которых возможна жизнь, во-первых, нужно понять, что нужно для жизни.

Оказалось, что для жизни всех 8,7 млн видов нужны три вещи. С одной стороны, для жизни на Земле нужна энергия. Сложные организмы, как мы, получают энергию от Солнца, а организмы глубоко под землей получают ее, например, от химических реакций. Различные источники энергии можно найти на всех планетах. С другой стороны, для жизни нужна еда или питательные вещества. С этим уже сложнее, особенно если вы любите сочные помидоры.

Тем не менее все живое на Земле получает питательные вещества всего из шести химических элементов, и эти элементы можно найти на любой планете нашей Солнечной системы. Таким образом, остается лишь одна вещь, которую сложнее всего получить. Не лось, а вода.

Хотя лось, конечно, очень круто.

Притом вода не в твердом или газообразном состоянии, а жидкая. Всякая жизнь нуждается в этом. На многих телах Солнечной системы нет воды в жидком виде, поэтому мы там не ищем. На других телах может быть жидкая вода, даже больше, чем на Земле, но она спрятана под ледяной оболочкой, до нее сложно добраться, трудно даже узнать, есть ли там жизнь.

В итоге у нас остается несколько вариантов для поиска. Так давайте облегчим себе задачу. Давайте рассматривать только воду на поверхности планеты. В нашей Солнечной системе существует только три тела, на поверхности которых есть вода. В порядке удаленности от Солнца это Венера, Земля и Марс. Чтобы вода была жидкой, нужна атмосфера. Атмосфера — очень тонкий вопрос. Атмосфера не должна быть слишком горячей или плотной, иначе планета будет слишком горячей, как Венера, и на ней не будет жидкой воды. Но если атмосфера слишком разреженная или слишком холодная, получится Марс. То есть, Венера слишком горячая, Марс — холодный, а Земля — в самый раз. Взгляните на картинки за моей спиной и сразу поймете, где в нашей Солнечной системе могут выжить организмы. Это как в сказке о трех медведях, проблема такая простая, что понятна даже ребенку.

Читайте также:  Установка замок отпечатки пальцев

Однако я бы хотел напомнить вам о двух вещах из сказки о трех медведях, о которых мы редко задумываемся, но которые были бы здесь уместны. Первая: если чашка мамы медведицы была слишком холодной, когда девочка зашла в дом, значит ли это, что чашка всегда была холодной? Могла ли она когда-то быть теплой? То, когда девочка попадает в дом, определяет то, что мы находим в сказке. То же самое с планетами. Они не статичны. Они меняются. Они варьируются. Они эволюционируют. То же происходит с атмосферой. Позвольте привести пример.

Это одна из моих любимых фотографий Марса. Это не самое качественное и привлекательное изображение, это не самое новое изображение, но здесь видны русла рек, врезанные в поверхность планеты. Эти русла образовало течение жидкой воды; на их формирование ушли сотни, тысячи или десятки тысяч лет. Сейчас на Марсе они не появятся. Атмосфера Марса сегодня слишком тонкая и холодная, чтобы могла образоваться жидкая вода. Одна эта фотография показывает, что атмосфера Марса изменилась и изменилась значительно. А раньше это было место, пригодное для жизни, так как когда-то давно там были все три необходимых условия для жизни. Куда делась атмосфера, позволявшая воде оставаться в жидком состоянии?

Есть мысль, что она ушла в космос. Частицы атмосферы получили энергию и освободились от гравитации планеты, вырвались в космос и не вернулись. Так случается со всеми телами в атмосфере. У комет бывают хвосты, служащие ярким напоминанием об утечке атмосферы. Но у Венеры тоже есть атмосфера, которая постепенно исчезает, как у Марса и Земли. Вопрос лишь в степени и масштабе. Нам бы хотелось узнать, как много атмосферы исчезло, чтобы мы смогли объяснить эти изменения.

Как атмосфера получает энергию для выхода? Как частицы получают достаточно энергии? Если короче, есть два пути. Первый — солнце. Солнечный свет поглощается атмосферными частицами и нагревает их. Да, я танцую, но…

Боже, я даже на своей свадьбе не…

Они получают достаточно энергии, чтобы вырваться и освободиться от гравитации планеты только благодаря теплу. Второй способ получить энергию — солнечный ветер. Эти частицы, масса, материал, покинув поверхность солнца, мчатся через Солнечную систему со скоростью 400 км в секунду, во время солнечных бурь иногда быстрее. Они движутся через межпланетное пространство к планетам и их атмосферам и могут дать энергию частичкам атмосферы, чтобы те тоже сбежали.

Мне это интересно в отношении пригодности для жизни. Я сказал, что есть две вещи, связанные со сказкой о трех медведях, на которые я хочу обратить ваше внимание. Вторая из них менее явная. Если чашка папы медведя слишком горячая, а мамы медведицы — слишком холодная, не должна ли чашка медвежонка быть еще холоднее, если следовать логике? Вещь, в которую вы верили всю жизнь, при близком рассмотрении может оказаться не такой простой. Конечно, расстояние от Солнца определяет температуру планеты. Это влияет на пригодность для жизни. Но, может, нужно учесть и другие факторы? Может, сами чашки определяют исход истории, что есть «в самый раз».

Я мог бы рассказать вам о множестве характеристик этих трех планет, влияющих на возможность жизни, но из эгоизма, связанного с моим исследованием, а также оттого, что не вы, а я стою здесь и держу в руках переключатель… я бы хотел посвятить минуту или две магнитным полям. У Земли оно есть, а у Венеры и Марса — нет. Магнитные поля создаются в недрах планеты потоками электропроводящего жидкого вещества, что и создает это сильное древнее магнитное поле вокруг Земли. Если у вас есть компас, он покажет, где север. На Венере и Марсе этого нет. Если вы на Венере или Марсе с компасом, поздравляю, вы потерялись.

Влияет ли это на пригодность для жизни? Как это могло бы влиять? Многие ученые считают, что магнитное поле планеты служит щитом для атмосферы, отгоняет от планеты частицы солнечного ветра, создавая как бы эффект силового поля по отношению к этим электрически заряженным частицам. Мне же это видится перегородкой, защищающей салаты от чихающих посетителей.

И да, мои коллеги, которые увидят это позже, поймут, что впервые в истории научного сообщества солнечный ветер сравнили с соплями.

Таким образом Земля могла быть защищена в течение миллиардов лет благодаря магнитному полю. Атмосфера не могла исчезнуть. Марс, с другой стороны, не был защищен из-за отсутствия магнитного поля, возможно, за миллиарды лет достаточно атмосферы покинуло планету, обусловив переход от пригодной для обитания планеты до той, которую мы видим сегодня.

Другие ученые предполагают, что магнитные поля больше схожи с парусами корабля и позволяют планете взаимодействовать с бóльшим количеством солнечной энергии, чем она смогла бы уловить самостоятельно. Паруса могут собирать энергию солнечного ветра. Магнитное поле может собирать энергию солнечного ветра, что позволяет сбежать большему числу частиц атмосферы. Эту идею еще нужно проверить, но эффект и механизм работы кажутся очевидными. Потому что мы знаем, что энергия солнечного ветра накапливается в нашей атмосфере здесь, на Земле. Эта энергия проводится по магнитным силовым линиям к полярным областям, и в результате возникает северное сияние. Если вы когда-то видели его… Это великолепно. Мы знаем, что получаем энергию. Мы пытаемся измерить, какое количество частиц теряется и влияет ли магнитное поле на этот процесс.

Итак, я обозначил проблему, но у меня еще нет решения. У нас нет решения. Но мы над ним работаем. Как мы над ним работаем? Мы отправили космические аппараты на три планеты. Некоторые еще на орбитах, включая MAVEN, который сейчас находится на орбите Марса. Я участвую в этом проекте, который ведется отсюда, прямо из Колорадского университета. Его цель — измерить выход частиц атмосферы. Такие же измерения проведены на Венере и на Земле. Когда мы получим все измерения, мы можем их все объединить и понять, как все эти планеты взаимодействуют с космическим пространством и с их окружением. И мы сможем понять, влияют магнитные поля на пригодность для жизни или нет.

Почему вас должен заботить ответ? Меня лично это волнует… в том числе с финансовой точки зрения.

Во-первых, ответ на этот вопрос расскажет нам больше об этих трех планетах: Венере, Земле и Марсе; не только, как они взаимодействуют со средой сегодня, но и как это было миллиарды лет назад, были ли они обитаемыми когда-то или нет? Мы узнаем больше об атмосферах, которые окружают нас и близки к нам. То, что мы узнаем об этих планетах, применимо к любым атмосферам, включая планеты, которые мы находим вокруг других звезд. Например, спутник «Кеплер» был построен здесь в Боулдере и управляется отсюда, он изучает область, которая с Земли кажется размером с почтовую марку, уже два года и нашел тысячи планет на этом крошечном участке космоса, который не отличается, как мы думаем, от других областей космоса.

Читайте также:  Установка usb для mastercam

За 20 лет от незнания ни одной планеты за пределами Солнечной системы мы пришли к знанию стольких, что мы даже не можем решить, которую из них изучать первой. Любая информация важна. На основании данных спутника «Кеплер» и других аналогичных данных мы пришли к выводу, что из 200 миллиардов звезд в одной только галактике Млечный Путь в среднем у каждой звезды есть по меньшей мере одна планета. Более того, по оценкам существует от 40 до 100 млрд планет с пригодными для жизни условиями в одной только нашей галактике.

Мы наблюдаем за этими планетами, но пока не знаем, которые из них пригодны для жизни. Это словно оказаться в ловушке, в красном круге… на сцене и знать, что где-то есть другие миры, и отчаянно хотеть узнать о них больше, жаждать опросить их и обнаружить, что, возможно, один или два из них немного похожи на нас. Но это невозможно сделать. Туда пока нельзя добраться. Поэтому приходится использовать инструменты, созданные для изучения Венеры, Земли и Марса, применять их для других случаев и надеяться, что ваши выводы из этих данных разумны и что вы сумеете определить наиболее вероятных претендентов на пригодные и непригодные для обитания планеты.

В конце концов, по крайней мере пока, наш красный круг именно здесь. Это единственная известная нам планета, пригодная для жизни. Хотя, возможно, очень скоро мы узнаем новые планеты, но сейчас это единственная обитаемая планета, и это наш красный круг. Я очень рад, что мы здесь.

источник

Жизнь на Земле

Жизнь на Земле. Теории возникновения жизни на Земле

Происхождение жизни на Земле — один из наиболее трудных и в то же время актуальный и интересный вопрос в современном естествознании.

Земля сформировалась, вероятно, 4,5—5 млрд. лет назад из гигантского облака космической пыли. частицы которой спрессовались в раскаленный шар. Из него в атмосферу выделялся водяной пар, а из атмосферы на медленно остывавшую Землю в течение миллионов лет в виде дождей выпадала вода. В углублениях земной поверхности образовался доисторический Океан. В нем примерно 3,8 млрд. лет назад зародилась первоначальная жизнь.

Возникновение жизни на Земле

Как произошла сама планета и как на ней появились моря? По этому поводу существует одна широко признанная теория. В соответствии с ней Земля образовалась из облаков космической пыли, содержащей все известные в природе химические элементы, которые спрессовались в шар. Горячий водяной пар вырывался с поверхности этого раскаленного докрасна шара, окутывая его сплошным облачным покровом, Водяной пар в облаках медленно охлаждался и превращался в воду, которая выпадала в виде обильных непрерывных дождей на еще раскаленную, пылающую Землю. На ее поверхности она снова превращалась в водяной пар и возвращалась в атмосферу. За миллионы лет Земля постепенно потеряла так много тепла, что ее жидкая поверхность, остывая, начала твердеть. Так образовалась земная кора.

Прошли миллионы лет, и температура поверхности Земли еще больше понизилась. Ливневые воды перестали испаряться и стали стекать в огромные лужи. Так началось воздействие воды на земную поверхность. А потом из-за понижения температуры произошел настоящий потоп. Вода, которая до этого испарялась в атмосферу и превратилась в ее составную часть, беспрерывно низвергалась на Землю, с громом и молниями обрушивались из облаков мощные ливни.

Мало-помалу в самых глубоких впадинах земной поверхности скапливалась вода, которая уже не успевала совсем испариться. Ее было так много, что постепенно на планете образовался доисторический Океан. Молнии рассекали небо. Но никто этого не видел. На Земле еще не было жизни. Непрерывный ливень начал размывать горы. Вода стекала с них шумными ручьями и бурными реками. За миллионы лет водные потоки глубоко разъели земную поверхность и кое-где появились долины. В атмосфере уменьшалось содержание воды, а на поверхности планеты ее скапливалось все больше.

Сплошной облачный покров становился тоньше, пока в один прекрасный день Земли не коснулся первый луч солнца. Непрерывный дождь кончился. Большую часть суши покрыл доисторический Океан. Из ее верхних слоев вода вымывала огромное количество растворимых минералов и солей, которые попадали в море. Вода из него непрерывно испарялась, образуя облака, а соли оседали, и с течением времени происходило постепенное засоление морской воды. По-видимому, при каких-то существовавших в древности условиях образовались вещества, из которых возникли особые кристаллические формы. Они росли, как и все кристаллы, и давали начало новым кристаллам, которые присоединяли к себе все новые вещества.

Солнечный свет и, возможно, очень сильные электрические разряды служили в этом процессе источником энергии. Может быть, из таких элементов зародились первые обитатели Земли — прокариоты, организмы без оформленного ядра, похожие на современных бактерий. Они были анаэробами, то есть не использовали для дыхания свободный кислород, которого тогда еще не было в атмосфере. Источником пищи для них служили органические соединения, возникшие на еще безжизненной Земле в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца, грозовых разрядов и тепла, образующегося при извержении вулканов.

Жизнь существовала тогда в тонкой бактериальной пленке на дне водоемов и во влажных местах. Эту эру развития жизни называют архейской. Из бактерий, а возможно, и совершенно независимым путем, возникли и крошечные одноклеточные организмы — древнейшие простейшие животные.

Как выглядела первобытная Земля?

Перенесемся на 4 млрд лет назад. Атмосфера не содержит свободного кислорода, он находится только в составе окислов. Почти никаких звуков, кроме свиста ветра, шипения извергающейся с лавой воды и ударов метеоритов о поверхность Земли. Ни растений, ни животных, ни бактерий. Может быть, так выглядела Земля, когда на ней появилась жизнь? Хотя эта проблема издавна волнует многих исследователей, их мнения на этот счет сильно различаются. Об условиях на Земле того времени могли бы свидетельствовать горные породы, но они давно разрушились в результате геологических процессов и перемещений земной коры.

Теории происхождения жизни на Земле

В этой статье мы кратко расскажем о нескольких гипотезах возникновения жизни, отражающих современные научные представления. Как считает известный специалист в области проблемы возникновения жизни Стэнли Миллер, о возникновении жизни и начале ее эволюции можно говорить с того момента, как органические молекулы самоорганизовывались в структуры, которые смогли воспроизводить самих себя. Но это порождает другие вопросы: как возникли эти молекулы; почему они могли самовоспроизводиться и собираться в те структуры, которые дали начало живым организмам; какие нужны для этого условия?

Есть несколько теорий о происхождении жизни на Земле. Например, одна из давних гипотез гласит, что она занесена на Землю из космоса, но неоспоримых доказательств этого нет. Кроме того, та жизнь, которую мы знаем, удивительно приспособлена для существования именно в земных условиях, поэтому если она и возникла вне Земли, то на планете земного типа. Большинство же современных ученых полагают, что жизнь зародилась на Земле, в ее морях.

Читайте также:  Установка детского сидения для унитаза

Теория биогенеза

В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория биогенеза — происхождение живого только от живого. Но многие считают ее несостоятельной, поскольку она принципиально противопоставляет живое неживому и утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни. Абиогенез — идея о происхождении живого из неживого — исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание академика Опарина оправдалось. В 1955 г. американский исследователь С. Миллер, пропуская электрические заряды через смесь газов и паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот. Таким образом, в середине XX века был экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.

Теория панспермии

Теория панспермии — это возможности переноса органических соединений, спор микроорганизмов с одного космического тела на другое. Но она совершенно не дает ответа на вопрос, как зародилась жизнь во Вселенной? Возникает необходимость обоснования возникновения жизни в той точке Вселенной, возраст которой, согласно теории Большого взрыва, ограничен 12-14 миллиардами лет. До этого времени не было даже элементарных частиц. А если нет ядер и электронов, нет и химических веществ. Потом в течение нескольких минут возникли протоны, нейтроны, электроны, и материя вступила на путь эволюции.

Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» — такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.

Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф.Крик, Л.Оргел. Ф.Крик основывался на двух косвенных доказательствах: универсальности генетического кода: необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.

Зарождение жизни на Земле невозможно без метеоритов и комет

Исследователь из Техасского технологического университета, после анализа огромного объема собранной информации, выдвинул теорию о том, как же на Земле смогла образоваться жизнь. Ученый уверен, что появление ранних форм простейшей жизни на нашей планете было бы невозможно без участия упавших на нее комет и метеоритов. О своей работе исследователь поделился на 125-й ежегодной встрече геологического общества Америки, проходившей 31 октября в городе Денвер, Колорадо.

Автор работы, профессор геонауки в Техасском технологическом университете (ТТУ) и куратор музея палеонтологии при университете, Санкар Чаттерджи рассказал, что к такому выводу он пришел после анализа информации о ранней геологической истории нашей планеты и сопоставления этих данных с различными теориями химической эволюции.

Эксперт считает, что такой подход позволяет объяснить один из самых скрытых и не до конца изученных периодов в истории нашей планеты. По мнению многих геологов, основная масса космических «бомбардировок», в которых участвовали кометы и метеориты, приходилась на время около 4 миллиардов лет тому назад. Чаттерджи считает, что самая ранняя жизнь на Земле образовалась в кратерах, оставленных при падении метеоритов и комет. И вероятнее всего это произошло в период «Поздней тяжелой бомбардировки» (3,8-4,1 миллиарда лет назад), когда столкновение мелких космических объектов с нашей планетой резко возросло. На то время приходилось сразу несколько тысяч случаев падения комет. Что интересно, эту теорию косвенно поддерживает Модель Ниццы. Согласно оной реальное число комет и метеоритов, которые должны были упасть на Землю в то время, соответствует реальному числу кратеров на Луне, явившейся в свою очередь своего рода щитом для нашей планеты и не позволившей бесконечной бомбардировке ее уничтожить.

Некоторые ученые предполагают, что результатом этой бомбардировки является заселение жизнью океанов Земли. При этом несколько исследований на эту тему указывают на то, что наша планета имеет больше запасов воды, чем должна была. А излишек этот списывают на кометы, которые прилетели к нам с Облака Оорта, находящегося предположительно в одном световом годе от нас.

Чаттерджи указывает, что образовавшиеся в результате этих столкновений кратеры заполнились растаявшей водой из самих комет, а также необходимыми химическими строительными блоками, необходимыми для образования простейших организмов. При этом ученый считает, что те места, где даже после такой бомбардировки не появилась жизнь, просто оказались непригодны для этого.

«Когда около 4,5 миллиарда лет назад образовалась Земля, она была полностью непригодна для появления на ней живых организмов. Это был настоящий кипящий котел из вулканов, ядовитого горячего газа и постоянно падающих на нее метеоритов», — пишет онлайн-журнал AstroBiology, ссылаясь на ученого.

«А спустя один миллиард лет она стала тихой и спокойно планетой, богатой огромными запасами воды, населенной различными представителями микробной жизни — предками всех живых существ».

Жизнь на Земле могла возникнуть благодаря глине

Группа учёных под руководством Дань Ло (Dan Luo) из Корнеллского университета выступила с гипотезой, что концентратором для древнейших биомолекул могла служить обычная глина.

Изначально исследователи занимались не проблемой происхождения жизни – они искали способ повысить эффективность бесклеточных систем синтеза белка. Вместо того чтобы позволить ДНК и обслуживающим её белкам свободно плавать в реакционной смеси, учёные попробовали загнать их в частицы гидрогеля. Этот гидрогель, словно губка, впитывал реакционную смесь, сорбировал нужные молекулы, и в результате все нужные компоненты оказывались заперты в небольшом объёме – подобно тому, как это происходит в клетке.

Затем авторы исследования попытались использовать в качестве недорогого заменителя гидрогеля глину. Частицы глины оказались похожи на частицы гидрогеля, становясь своеобразными микрореакторами для взаимодействующих биомолекул.

Получив такие результаты, учёные не могли не вспомнить о проблеме происхождения жизни. Частицы глины с их способностью сорбировать биомолекулы могли бы на самом деле послужить самыми первыми биореакторами для самых первых биомолекул, пока те ещё не обзавелись мембранами. В пользу такой гипотезы говорит ещё и то, что вымывание силикатов и других минералов из скал с образованием глины началось, по геологическим прикидкам, как раз перед тем, когда, по мнению биологов, древнейшие биомолекулы начали объединяться в протоклетки.

— В воде, точнее в растворе, мало что могло произойти, потому что процессы в растворе идут абсолютно хаотично, а все соединения очень неустойчивы. Глина современной наукой — точнее, поверхность частиц глинистых минералов — рассматривается как матрица, на которой могли образовываться первичные полимеры. Но это тоже только одна из многих гипотез, каждая из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Но чтобы смоделировать зарождение жизни в полном масштабе, нужно действительно быть Богом. Хотя на Западе сегодня уже появляются статьи с названиями «Конструирование клетки» или «Моделирование клетки». Например, один из последних нобелевских лауреатов Джеймс Шостак сейчас активно предпринимает попытки создания эффективных клеточных моделей, которые размножаются сами по себе, воспроизводя себе подобных.

источник

Добавить комментарий