Iš kur atsirado gyvybė žemėje? Kaip atsirado gyvybė žemėje. Ar jums patiko medžiaga? užsiprenumeruokite mūsų naujienlaiškį el

Problema gyvybės kilmė Žemėje jau seniai domino ir jaudino žmones. Yra keletas hipotezių apie gyvybės kilmę mūsų planetoje:

gyvenimas buvo sukurtas Dievo;
gyvybė Žemėje buvo atnešta iš išorės;
gyvi daiktai planetoje ne kartą spontaniškai susikūrė iš negyvų dalykų;
gyvenimas visada egzistavo;
gyvybė atsirado dėl biocheminės revoliucijos.

Visa skirtingų hipotezių įvairovė susiveda į du vienas kitą paneigiančius požiūrius. Biogenezės teorijos šalininkai tikėjo, kad visa gyva atsiranda tik iš gyvų būtybių. Jų priešininkai gynė abiogenezės teoriją – tikėjo, kad gyvų būtybių atsiradimas iš negyvų dalykų yra įmanomas.

Daugelis mokslininkų manė spontaniškos gyvybės atsiradimo galimybę. Spontaniškos gyvybės kartos neįmanomumą įrodė Louisas Pasteuras.

Antrasis etapas – baltymų, riebalų, angliavandenių ir nukleino rūgščių susidarymas iš paprastų organinių junginių pirminio vandenyno vandenyse. Išskirtos šių junginių molekulės susikoncentravo ir susidarė koacervatai, veikdami kaip atviros sistemos, galinčios keistis medžiagomis su aplinka ir augti.

Trečiasis etapas - dėl koacervatų sąveikos su nukleino rūgštimis susidarė pirmosios gyvos būtybės - probiontai, galintys, be augimo ir medžiagų apykaitos, savaime daugintis.

Instrukcijos

Šiuo metu biocheminė gyvybės kilmės teorija laikoma priimta. Jį 1924 m. sukūrė sovietų mokslininkas Aleksandras Oparinas. Remiantis šia teorija, gyvų būtybių atsiradimas ir tolesnis vystymasis neįmanomas be ankstesnės ilgos cheminės evoliucijos, kurią sudaro organinių molekulių atsiradimas ir vystymasis.

Maždaug prieš 4 milijardus metų Žemė jau turėjo kietą plutą ir atmosferą, kuri gerokai skyrėsi nuo dabartinės, joje praktiškai nebuvo deguonies, tačiau buvo gausu vandenilio, metano, azoto ir vandens garų. Deguonies nebuvimas, be kurio neįsivaizduojamas šiuolaikinis gyvenimas, buvo palaima pirmajame cheminės evoliucijos etape, nes deguonis yra stiprus oksidatorius, o esant dideliam jo kiekiui, organinės molekulės tiesiog negalėjo susidaryti.

Žemei pakankamai atvėsus, jos atmosferoje pradėjo vykti organinių molekulių sintezės procesai ir šie procesai vyko abiogeniškai, tai yra, sintezė vyko ne padedant, kurios dar nebuvo, o atsitiktinių reakcijų dėka. tarp cheminių. Energijos sintezei suteikė žaibas, kosminė spinduliuotė ir pirmiausia kietoji Saulės ultravioletinė spinduliuotė. Abiogeninės sintezės galimybė buvo visiškai įrodyta, nes ją galima lengvai pakartoti laboratorijoje, be to, dabar ji stebima vulkaninės veiklos metu.

Palaipsniui nukrito pirminės atmosferos temperatūra, kai kurios medžiagos pradėjo pereiti iš dujinės būsenos į skystą, prasidėjo lietūs, susidarė pirmieji vandenynai, prisotinti paprastų organinių junginių, kurie pradėjo aktyviai sąveikauti, kurdami vis sudėtingesnius junginius. .

1986 metais buvo suformuluota RNR pasaulio teorija, pagal kurią pirmieji junginiai, galintys atkurti panašias molekules, buvo ribonukleino rūgšties molekulės. RNR molekulės negali būti vadinamos gyvais organizmais, nes jos neturėjo apvalkalo, atskiriančio jas nuo aplinkos.

Daroma prielaida, kad apvalkalai atsirado pirmosiose RNR, kai atsitiktinai pateko į riebalų rūgščių sferas. Lukštų viduje tapo įmanomi sudėtingi biocheminiai medžiagų apykaitos procesai. Evoliucijos procese išliko gyvybingesnių junginių, ilgainiui atsirado pirmieji paprasčiausi gyvi organizmai.

Yra keletas kitų teorijų apie gyvybės kilmę Žemėje:
- spontaniškos gyvybės kartos teorija buvo žinoma nuo senų laikų, buvo manoma, kad gyvi organizmai atsitiktinai atsiranda iš negyvos medžiagos, pavyzdžiui, musės iš pūvančios mėsos, paukščiai iš lapų ir kt.;
- kreacionizmo teorija teigia, kad gyvas būtybes sukūrė superprotas – svetima civilizacija, Dievas, absoliuti idėja;
– egzistuoja teorija, pagal kurią gyvybė į mūsų planetą buvo atnešta iš kosmoso, tačiau ši teorija tiesiog perkelia gyvybės kilmę į kitą vietą ir nepaaiškina jos mechanizmo.

Video tema

Visata susideda iš daugybės galaktikų ir žvaigždžių su planetų sistemomis, kurios gali būti gana tinkamos organizmams egzistuoti. Ar tai reiškia, kad gyvos medžiagos kibirkštis gali įsižiebti už Saulės sistemos ribų, o po to ji buvo atgabenta į Žemės planetą? Klausimai, susiję su gyvybės kilme, rūpėjo kelioms mokslininkų kartoms.

Instrukcijos

Prieš keletą metų Amerikos spauda skelbė, kad grupė Kopenhagos universiteto mokslininkų atrado, kad gyvybė Visatoje atsirado maždaug prieš 13 milijardų metų, tai yra beveik iš karto po hipotetinio Didžiojo sprogimo. Fizikai kruopščiai ištyrė tolimas galaktikas, kurių šviesos spinduliuotė neša informaciją apie šį tolimą laiką. Tačiau ne visi ekspertai Europos mokslininkų išvadas laiko pagrįstomis.

Prieš sensacingą fizikų iš Kopenhagos atradimą buvo manoma, kad paprasčiausios gyvybės formos Visatos erdvėje galėjo atsirasti palyginti neseniai – prieš tris keturis milijardus metų. Tačiau net ir šis laiko atstumas šiuolaikiniam žmogui atrodo milžiniškas, net jei atsižvelgsime į tai, kad Žemės planeta susiformavo maždaug prieš 4,5 mlrd.

Toje tolimoje eroje Visatos struktūroje jau buvo atsiradę sunkieji cheminiai elementai, kurių Visatos gimimo momentu nebuvo. Ateities gyvybės pagrindas, remiantis ankstesnėmis išvadomis, galėtų būti tik pirmųjų žvaigždžių gelmėse įvykusios termobranduolinės reakcijos. Jiems paleisti prireikė kelių milijardų metų.

Tačiau šiuolaikinius tyrinėtojus domina ne tik galimas gyvybės egzistavimo amžius, bet ir jos atsiradimo vieta. Šiuolaikiniai tyrinėtojai šiuo klausimu yra suskirstyti į dvi stovyklas. Kai kurie mokslininkai teigia, kad gyvybė yra unikalus reiškinys Visatoje. Ir jis atsirado Žemėje, kurios sąlygos buvo optimalios paprasčiausioms baltymų sistemoms, atsiradusioms iš senovės cheminio sultinio, susidaryti.

Yra manančių, kad pagrindinės gyvybės formos yra išsibarsčiusios visoje didžiulėje visatoje. Keliaudami su kosminiais kūnais, Žemės planetą pasiekė mikroorganizmai, kuriuos apytiksliai galima pavadinti „protolife“. Šiame saulės sistemos kampelyje egzistavo sąlygos, kurios leido mikroorganizmams išsivystyti į sudėtingesnes gyvybės formas. Šie gyvosios medžiagos evoliucijos procesai truko milijardus metų.

Kad ir kaip būtų, gyvybės atsiradimą Visatos mastu mokslininkai laiko ne atsitiktiniu, o natūraliu procesu. Nuo pat susiformavimo materija nuolat vystėsi nuo paprastų iki sudėtingų formų. Atomai ir molekulės pamažu susijungė į materiją, atsirado maži ir labai dideli kosminiai objektai. Medžiagos vystymosi logika, kuri dar nėra visiškai pritaikyta materialistiniam paaiškinimui, lėmė materijos komplikaciją ir sudėtingų struktūrų atsiradimą iš „pirmųjų gyvybės statybinių blokų“ – aminorūgščių.

Tiesioginis gyvybės atsiradimo ir formavimosi procesas Visatoje iki šiol mokslininkams tebėra paslaptis. Šiandien galime kalbėti tik apie daugiau ar mažiau teisingas prielaidas, kurias reikia atidžiai patikrinti. Reikšmingą pagalbą tam gali suteikti vadinamosios kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės tyrimai, kurie neša pirminę informaciją apie milijardus metų trukusios materijos evoliucijos eigą.

Video tema

Šaltiniai:

• Didžioji gyvenimo paslaptis 2019 m

Žinoma, žmonės nėra vieni Visatoje. Tiesiog žmonija dar nepasirengusi pripažinti protingos gyvybės egzistavimo už Saulės sistemos ribų. Egoizmas ir įprastas pasaulio vaizdas neleidžia kasdieniame šurmulyje įžvelgti tai, kas slypi akims.

Retai kada žmogus nesusimąsto, ar Visatoje yra kita gyvybė, išskyrus žemiškąjį. Būtų naivu ir net savanaudiška manyti, kad tik Žemės planetoje yra protinga gyvybė. Faktai apie NSO atsiradimą įvairiose pasaulio vietose, istoriniai rankraščiai, archeologiniai kasinėjimai rodo, kad žmonės Visatoje nėra vieni. Be to, yra „kontaktorių“, kurie bendrauja su kitų civilizacijų atstovais. Bent jau taip jie tvirtina.

Dvigubi standartai

Deja, dauguma atradimų, padarytų globojant vyriausybei, yra klasifikuojami kaip „Visiškai slapti“, o tai nuo paprastų žmonių slepia daugybę faktų apie kitų gyvybės formų buvimą Visatoje. Pavyzdžiui, dingo keli tūkstančiai nuotraukų, darytų nuo Marso paviršiaus, kuriose matyti kanalai, neįprasti pastatai ir piramidės.

Galite ilgai kalbėti apie galimą gyvybę Saulės sistemoje ir už jos ribų, tačiau mokslo pasauliui reikia įrodymų, kuriuos būtų galima paliesti ir pamatyti.

Naujausias įdomus atradimas

Jau kelias kartas mokslininkai bando rasti įrodymų, kad Visatoje egzistuoja protinga gyvybė. Neseniai įvyko dar vienas Amerikos astronomų draugijos posėdis, kurio metu buvo paskelbtas svarbus įvykis: naudojant Keplerio observatorijos įrangą pavyko atrasti planetą, kuri tiek savo parametrais, tiek astronomine padėtimi labai panaši į Žemę.

Atrodytų, kas čia negerai? Pasirodo, atrastos planetos atmosferoje yra vandens suformuotų debesų! Žinoma, debesų buvimas nieko nereiškia, jei svarstysime klausimą apie gyvybės buvimą planetoje. Nors prieš trisdešimt metų mokslininkai tikino, kad vandens buvimas planetoje reikš, kad joje yra gyvybės. Debesys yra tiesioginis vandens buvimo įrodymas.

Nors seniai žinoma, kad Venera taip pat turi debesų, jie susideda iš sieros rūgšties. Tokiomis sąlygomis gyvybė negali vystytis planetos paviršiuje.

Norėdami atsakyti į daugybę klausimų, NASA globojami mokslininkai nusprendė 2017 metais išsiųsti palydovą, kuris keliaus už Saulės sistemos ribų. Jis turės rasti protingos gyvybės įrodymų už jos ribų.

O gal verta pažvelgti už Žemės ribų?

Daugelio tyrinėtojų teigimu, mūsų Žemę periodiškai aplanko kitų civilizacijų atstovai. Būtent jie Peru, Antarktidoje, paliko Kerčės katakombas, požeminius kodus po Uralo kalnais, kurios naudojamos ir šiandien. Jie labai gerai parašyti G. Sidorovo knygose „Chronologinė-ezoterinė žmogaus civilizacijos raidos analizė“. Jo puslapiuose yra daug faktų, patvirtinančių protingos gyvybės buvimą už Saulės sistemos ribų.

Iki šiol ekspertai negali atsakyti į klausimą, kaip piramidės buvo statomos Egipte, Meksikoje ir Peru. Visiškai pagrįsta manyti, kad juos pastatė atstovai

Sunku rasti žmogų, kuris nenustebtų, kaip prasidėjo gyvybė Žemėje. Šiuo klausimu yra daugybė idėjų – nuo ​​Biblijos ir Darvino iki šiuolaikinės evoliucijos teorijos, kuri nuolat keičiasi pagal naujausius mokslininkų atradimus.

Natūralu, kad visi yra girdėję apie dinozaurus, matę juos filmuose ir muziejuose, mažai kas ginčija jų istorinę egzistavimą.

Nors iki 1842 metų žmonija net nesuvokė, kad skirtingose ​​planetos vietose rasti milžiniškų gyvūnų kaulai priklauso tam pačiam tipui, vadindami juos „drakonais“ arba priskirdami palaikus titanams, kovojusiems Trojos kare. Prireikė mokslininkų, kurie palygino duomenis ir pavadino keistus palaikus, įžvalgos: dinozaurai. Ir šiandien mes puikiai žinome, kaip atrodė šie milžiniški driežai, išnykę prieš milijonus metų, aprašyta daugybė jų rūšių, ir kiekvienas vaikas žino, kas jie tokie.

Tai, kad šie milžiniški ropliai atsirado Žemėje prieš 225–250 milijonų metų ir visiškai išnyko maždaug 66 milijonus metų prieš mūsų chronologiją, nesukrečia daugumos paprastų žmonių, kurie nesidomi mokslo detalėmis. Natūralu, kad prisimename ir su dinozaurais susijusius krokodilus, kurie savo kaip rūšies kilmę atskleidė prieš 83 milijonus metų ir sugebėjo išgyventi nuo tų laikų. Tačiau visi šie skaičiai retai koreliuoja mūsų mintyse pagal skalę.

Kiek žmonijai metų?

Nedaug žmonių žino šiuolaikinės rūšies Homo Sapiens, o tai reiškia homo sapiens, amžių, kurį mokslininkai vertina tik 200 tūkstančių metų. Tai reiškia, kad žmonijos, kaip rūšies, amžius yra 1250 kartų mažesnis už roplių klasės, kuriai priklausė dinozaurai, amžių.

Būtina šiuos duomenis sutalpinti į sąmonę ir juos sutvarkyti, jei norime suprasti, kaip mūsų planetoje iš pradžių atsirado gyvybė. O iš kur atsiranda patys žmonės, kurie šiandien bando suprasti šį gyvenimą?

Šiandien slapta mokslininkų medžiaga tapo prieinama visuomenei. Sukrečianti istorija apie pastarųjų metų eksperimentus, kurie perrašė evoliucijos teoriją ir atskleidė, kaip mūsų planetoje prasidėjo gyvybė, susprogdino dešimtmečius nusistovėjusias dogmas. Genetikos paslaptys, paprastai prieinamos tik siauram „iniciatyvų“ ratui, davė aiškų atsakymą į Darvino prielaidą.

Homo Sapiens (protingas žmogus) rūšiai yra tik 200 tūkstančių metų. O mūsų planeta yra 4,5 milijardo!

Slaptos medžiagos

Vos prieš kelis šimtmečius tokios idėjos galėjo reikšti įvykdymą ant laužo. Giordano Bruno buvo sudegintas už ereziją šiek tiek daugiau nei prieš 400 metų, 1600 m. vasario mėn. Tačiau šiandien pogrindiniai drąsių pionierių tyrimai tapo viešai žinoma.

Dar prieš 50 metų tėvai iš nežinojimo dažnai augindavo kitų vyrų vaikus, net pati mama ne visada žinojo tiesą. Šiandien tėvystės nustatymas yra įprasta analizė. Kiekvienas iš mūsų gali užsisakyti DNR tyrimą ir sužinoti, kas buvo jo protėviai, kieno gyslomis teka kraujas. Kartų pėdsakai amžinai įspausti genetiniame kode.

Būtent šiame kode yra atsakymas į opiausią žmonijos protus kamuojantį klausimą: kaip prasidėjo gyvenimas?

Mokslininkų slaptos bylos atskleidžia istoriją apie siekį rasti vienintelį teisingą atsakymą. Tai istorija apie atkaklumą, atkaklumą ir nuostabų kūrybiškumą, apimanti didžiausius šiuolaikinio mokslo atradimus.

Siekdami suprasti, kaip prasidėjo gyvybė, žmonės ėmė tyrinėti tolimiausius planetos kampelius. Šių paieškų metu kai kurie mokslininkai už savo eksperimentus buvo pavadinti „monstrais“, o kiti juos turėjo atlikti atidžiai stebimi totalitarinio režimo.

Kaip Žemėje atsirado gyvybė?

Tai turbūt pats sunkiausias iš visų esamų klausimų. Tūkstančius metų didžioji dauguma žmonių tai aiškino viena teze – „gyvybę sukūrė dievai“. Kiti paaiškinimai buvo tiesiog neįsivaizduojami. Tačiau laikui bėgant situacija pasikeitė. Visą praėjusį šimtmetį mokslininkai bandė tiksliai išsiaiškinti, kaip atsirado pirmoji gyvybė planetoje, BBC rašo Michaelas Marshallas.

Dauguma šiuolaikinių mokslininkų, tyrinėjančių gyvybės kilmę, yra įsitikinę, kad juda teisinga kryptimi – o atliekami eksperimentai tik sustiprina jų pasitikėjimą. Niutono atradimai iš genetikos perrašo žinių knygą nuo pirmojo puslapio iki paskutinio.

• Neseniai mokslininkai atrado seniausią žmogaus protėvį, gyvenusį planetoje maždaug prieš 540 milijonų metų. Tyrėjai mano, kad būtent iš šio „dantų maišelio“ atsirado visi stuburiniai gyvūnai. Bendro protėvio dydis buvo tik milimetras.
• Šiuolaikiniams tyrinėtojams netgi pavyko sukurti pirmąjį pusiau sintetinį organizmą su esminiais DNR pokyčiais. Mes jau labai arti naujų baltymų sintezės, tai yra visiškai dirbtinės gyvybės. Vos per porą šimtmečių žmonija sugebėjo įvaldyti naujo tipo gyvų organizmų kūrimą.
• Mes ne tik kuriame naujus organizmus, bet ir užtikrintai redaguojame esamus. Mokslininkai netgi sukūrė „programinę įrangą“, leidžiančią redaguoti DNR grandinę naudojant korinio ryšio įrankius. Beje, tik 1% DNR turi genetinę informaciją, mano mokslininkai. Kam reikalingi kiti 99 proc.
• DNR yra tokia universali, kad gali saugoti informaciją kaip standusis diskas. Jie jau buvo įrašę filmą į DNR ir be problemų galėjo atsisiųsti informaciją atgal, lygiai taip pat, kaip imdavo failus iš diskelio.

Ar laikote save išsilavinusiu ir šiuolaikišku žmogumi? Tada jūs tiesiog privalote tai žinoti.

Nors DNR buvo atrasta dar 1869 m., šios žinios pirmą kartą buvo panaudotos kriminalistikoje tik 1986 m.

Čia yra gyvybės atsiradimo Žemėje istorija

Gyvenimas senas. Dinozaurai yra bene žinomiausi iš visų išnykusių būtybių, tačiau jie taip pat pasirodė tik prieš 250 milijonų metų. Pirmoji gyvybė planetoje atsirado daug anksčiau.

Manoma, kad seniausios fosilijos yra maždaug 3,5 milijardo metų senumo. Kitaip tariant, jie yra 14 kartų vyresni už pirmuosius dinozaurus!

Tačiau tai nėra riba. Pavyzdžiui, 2016 metų rugpjūtį buvo rasta iškastinių bakterijų, kurių amžius siekia 3,7 mlrd. Tai 15 tūkstančių kartų senesnis už dinozaurus!

Pati Žemė nėra daug senesnė už šias bakterijas – mūsų planeta galutinai susiformavo maždaug prieš 4,5 mlrd. Tai yra, pirmoji gyvybė Žemėje atsirado gana „greitai“ po maždaug 800 milijonų metų, planetoje egzistavo bakterijos – gyvi organizmai, kurie, anot mokslininkų, laikui bėgant sugebėjo tapti sudėtingesni ir iš pradžių atsirado paprasti organizmai; vandenynui, galų gale -pabaigoms ir pačiai žmonių rasei.

Naujausia Kanados ataskaita patvirtina šiuos duomenis: manoma, kad seniausios bakterijos yra nuo 3770 iki 4300 milijardų metų. Tai reiškia, kad gyvybė mūsų planetoje, tikėtina, atsirado „maždaug“ 200 milijonų metų po jos susiformavimo. Rasti mikroorganizmai gyveno ant geležies. Jų palaikai buvo rasti kvarco uolienose.

Jei darytume prielaidą, kad gyvybė atsirado Žemėje – tai skamba pagrįstai, turint omenyje, kad jos dar neradome kituose kosminiuose kūnuose, nei kitose planetose, nei meteoritų fragmentuose, atneštuose iš kosmoso – tai turėjo įvykti tuo laikotarpiu, kuris apima milijardą metų nuo planetos pagaliau susiformavimo iki šiandien rastų fosilijų datos.

Taigi, susiaurinę mus dominantį laikotarpį, remdamiesi naujausiais tyrimais, galime daryti prielaidą, kokia tiksliai buvo pirmoji gyvybė Žemėje.

Mokslininkai atkūrė priešistorinių milžinų išvaizdą, naudodami skeletus, rastus kasinėjimų metu.

Kiekvienas gyvas organizmas susideda iš ląstelių (taip pat ir jūs)

Dar XIX amžiuje biologai atrado, kad visi gyvi organizmai susideda iš „ląstelių“ – mažyčių įvairių formų ir dydžių organinių medžiagų gumulėlių.

Ląstelės pirmą kartą buvo atrastos dar XVII amžiuje, tuo pat metu išradus gana galingus mikroskopus, tačiau tik po pusantro šimtmečio mokslininkai padarė bendrą išvadą: ląstelės yra visos planetos gyvybės pagrindas.

Žinoma, iš išorės žmogus nepanašus nei į žuvį, nei į dinozaurus, tačiau tereikia pažvelgti į mikroskopą, kad įsitikintumėte, jog žmonės susideda iš beveik tų pačių ląstelių kaip ir gyvūnų pasaulio atstovai. Be to, tos pačios ląstelės yra augalų ir grybų pagrindas.

Visi organizmai yra sudaryti iš ląstelių, įskaitant jus.

Gausiausia gyvybės forma yra vienaląstės bakterijos.

Šiandien daugumą gyvybės formų galima drąsiai vadinti mikroorganizmais, kurių kiekviena susideda tik iš vienos ląstelės.

Garsiausias tokios gyvybės tipas yra bakterijos, gyvenančios bet kurioje pasaulio vietoje.

2016 m. balandį mokslininkai pristatė atnaujintą „gyvybės medžio“ versiją: savotišką šeimos medį kiekvienai gyvų organizmų rūšiai. Didžioji dauguma šio medžio „šakų“ yra užimtos bakterijų. Be to, medžio forma rodo, kad visos gyvybės Žemėje protėvis buvo bakterija. Kitaip tariant, visa gyvų organizmų įvairovė (taip pat ir jūs) kilo iš vienos bakterijos.

Taigi galime tiksliau prieiti prie gyvybės kilmės klausimo. Norint atkurti tą pačią pirmąją ląstelę, būtina kuo tiksliau atkurti sąlygas, kurios planetoje viešpatavo daugiau nei prieš 3,5 milijardo metų.

Taigi kaip sunku?

Vienaląstės bakterijos yra labiausiai paplitusi gyvybės forma Žemėje.

Eksperimentų pradžia

Daugelį amžių kilo klausimas „kur prasidėjo gyvenimas? beveik niekada to rimtai neklausė. Juk, kaip jau prisiminėme pačioje pradžioje, atsakymas buvo žinomas: gyvybę sukūrė Kūrėjas.

Iki XIX amžiaus dauguma žmonių tikėjo „vitalizmu“. Ši doktrina remiasi idėja, kad visos gyvos būtybės yra apdovanotos ypatinga antgamtine galia, kuri jas skiria nuo negyvų objektų.

Vitalizmo idėjos dažnai sutapdavo su religiniais postulatais. Biblijoje rašoma, kad Dievas panaudojo „gyvybės alsavimą“, kad atgaivintų pirmuosius žmones, o nemirtinga siela yra viena iš vitalizmo apraiškų.

Tačiau yra viena problema. Vitalizmo idėjos iš esmės klaidingos.

Iki XIX amžiaus pradžios mokslininkai atrado keletą medžiagų, kurios buvo randamos tik gyvuose daiktuose. Viena iš šių medžiagų buvo šlapime esantis karbamidas, gautas 1799 m.

Tačiau šis atradimas neprieštaravo vitalizmo sampratai. Karbamidas atsirado tik gyvuose organizmuose, todėl galbūt jie buvo apdovanoti ypatinga gyvybine energija, dėl kurios jie buvo išskirtiniai.

Vitalizmo mirtis

Tačiau 1828 m. vokiečių chemikas Friedrichas Wöhleris sugebėjo susintetinti karbamidą iš neorganinio junginio – amonio cianato, kuris neturėjo nieko bendra su gyvais daiktais. Kiti mokslininkai sugebėjo pakartoti jo eksperimentą ir netrukus paaiškėjo, kad visus organinius junginius galima gauti iš paprastesnių – neorganinių.

Tai pažymėjo vitalizmo, kaip mokslinės koncepcijos, pabaigą.

Tačiau žmonėms buvo gana sunku atsikratyti savo įsitikinimų. Tai, kad organiniuose junginiuose, būdinguose tik gyvoms būtybėms, iš tikrųjų nėra nieko ypatingo, daugeliui atrodė, kad jis atėmė iš gyvenimo magijos elementą, paversdamas žmones iš dieviškų būtybių kone mašinomis. Žinoma, tai labai prieštaravo Biblijai.

Net kai kurie mokslininkai toliau kovojo už vitalizmą. 1913 m. anglų biochemikas Benjaminas Moore'as aistringai propagavo savo „biotinės energijos“ teoriją, kuri iš esmės buvo tas pats vitalizmas, bet kitokiu viršeliu. Žmogaus sieloje emociniame lygmenyje vitalizmo idėja gana stipriai įsišaknijo.

Šiandien jos atspindžių galima rasti netikėčiausiose vietose. Paimkime, pavyzdžiui, keletą mokslinės fantastikos istorijų, kuriose veikėjo „gyvybės energija“ gali būti papildyta arba išsunkta. Pagalvokite apie „atkūrimo energiją“, kurią naudoja „Time Lords“ iš Doctor Who. Šią energiją būtų galima papildyti, jei ji pasibaigtų. Nors idėja atrodo futuristinė, ji iš tikrųjų yra senamadiškų teorijų atspindys.

Taigi, po 1828 m. mokslininkai pagaliau turėjo svarių priežasčių ieškoti naujo gyvybės kilmės paaiškinimo, šį kartą atmetant spėliones apie dievišką įsikišimą.

Bet jie nepradėjo ieškoti. Atrodytų, tyrimo tema užsiminė pati, bet iš tikrųjų prie gyvybės atsiradimo paslapties nebuvo prieita dar kelis dešimtmečius. Galbūt visi vis dar buvo pernelyg prisirišę prie vitalizmo, kad galėtų judėti toliau.

Chemikas Friedrichas Wöhleris sugebėjo iš neorganinių medžiagų susintetinti karbamidą – organinį junginį.

Darvinas ir evoliucijos teorija

Pagrindinis lūžis biologiniuose tyrimuose XIX amžiuje buvo evoliucijos teorija, kurią sukūrė Charlesas Darwinas ir tęsė kiti mokslininkai.

Darvino teorija, išdėstyta jo 1859 m. veikale „Apie rūšių kilmę“, paaiškino, kaip visa gyvūnų karalystės įvairovė kilo iš vieno vienintelio protėvio.

Darvinas teigė, kad Dievas nesukūrė kiekvienos gyvų būtybių rūšies atskirai, o visos šios rūšys yra kilusios iš primityvaus organizmo, atsiradusio prieš milijonus metų, kuris dar vadinamas paskutiniu visuotiniu bendru protėviu.

Idėja pasirodė itin prieštaringa, nes ji paneigė Biblijos postulatus. Darvino teorija buvo aršiai kritikuojama, ypač įžeistų krikščionių.

Tačiau evoliucijos teorija nė žodžio nepasakė apie tai, kaip atsirado pats pirmasis organizmas.

Kaip atsirado pirmasis gyvenimas?

Darvinas suprato, kad tai esminis klausimas, tačiau (galbūt nenorėdamas įsivelti į dar vieną konfliktą su dvasininkais) jį iškėlė tik 1871 m. laiške. Emocinis laiško tonas parodė, kad mokslininkas suvokė gilią šio klausimo reikšmę:

„...Bet jei dabar [o, kas būtų didelis, jei!] kažkokiame šiltame vandens telkinyje, kuriame yra visos reikalingos amonio ir fosforo druskos ir prieinamas šviesai, šilumai, elektrai ir pan., chemiškai susidarė baltymas, galintis toliau vis sudėtingiau transformuotis...

Kitaip tariant: įsivaizduokite nedidelį vandens telkinį, pripildytą paprastų organinių junginių ir esantį po saule. Kai kurie junginiai gali pradėti sąveikauti, sukurdami sudėtingesnes medžiagas, tokias kaip baltymai, kurios, savo ruožtu, taip pat sąveikaus ir vystysis.

Mintis buvo gana paviršutiniška. Tačiau vis dėlto tai sudarė pirmųjų hipotezių apie gyvybės kilmę pagrindą.

Darvinas ne tik sukūrė evoliucijos teoriją, bet ir pasiūlė, kad gyvybė atsirado šiltame vandenyje, prisotintame reikiamų neorganinių junginių.

Aleksandro Oparino revoliucinės idėjos

Ir pirmieji žingsniai šia kryptimi buvo žengti visai ne ten, kur būtų galima tikėtis. Galbūt manote, kad tokie tyrimai, kurie reiškia minties laisvę, turėjo būti atlikti, pavyzdžiui, JK arba JAV. Bet iš tikrųjų pirmąsias hipotezes apie gyvybės kilmę gimtosiose stalininės SSRS platybėse iškėlė mokslininkas, kurio vardo tikriausiai niekada negirdėjote.

Yra žinoma, kad Stalinas uždarė daug tyrimų genetikos srityje. Vietoj to jis propagavo agronomo Trofimo Lysenkos idėjas, kurios, jo nuomone, labiau tiko komunistinei ideologijai. Mokslininkai, atliekantys tyrimus genetikos srityje, buvo įpareigoti viešai palaikyti Lysenkos idėjas, kitaip jie rizikuoja atsidurti stovyklose.

Būtent tokioje įtemptoje aplinkoje savo eksperimentus turėjo atlikti biochemikas Aleksandras Ivanovičius Oparinas. Tai buvo įmanoma, nes jis įrodė esąs patikimas komunistas: palaikė Lysenkos idėjas ir netgi gavo Lenino ordiną - garbingiausią tuo metu egzistuotą apdovanojimą.

Sovietų biochemikas Aleksandras Oparinas pasiūlė, kad pirmieji gyvi organizmai susiformuotų kaip koacervatai.

Nauja teorija apie pirmosios gyvybės žemėje kilmę

Oparinas aprašė, kokia buvo Žemė pirmosiomis dienomis po jos susiformavimo. Planetos paviršius buvo karštas ir pritraukė mažus meteoritus. Aplink buvo tik pusiau išlydytos uolienos, kuriose buvo daugybė cheminių medžiagų, kurių daugelis yra anglies pagrindu.

Galiausiai Žemė pakankamai atvėso, kad išgaravimas pirmą kartą virto skystu vandeniu, taip sukeldamas pirmąjį lietų. Po kurio laiko planetoje atsirado karšti vandenynai, kuriuose gausu anglies pagrindu pagamintų cheminių medžiagų. Kiti įvykiai gali vystytis pagal du scenarijus.

Pirmasis reiškė medžiagų sąveiką, kurioje atsiras sudėtingesni junginiai. Oparinas teigė, kad planetos vandens baseine galėjo susidaryti gyviems organizmams svarbios cukrus ir aminorūgštys.

Pagal antrąjį scenarijų kai kurios medžiagos sąveikaudamos pradėjo formuoti mikroskopines struktūras. Kaip žinia, daugelis organinių junginių vandenyje netirpsta: pavyzdžiui, aliejus sudaro sluoksnį vandens paviršiuje. Tačiau kai kurios medžiagos, susilietus su vandeniu, sudaro sferines rutuliukus arba „koacervacijas“, kurių skersmuo yra iki 0,01 cm (arba 0,004 colio).

Stebint koacervatus mikroskopu, galima pastebėti jų panašumą į gyvas ląsteles. Jie auga, keičia formą ir kartais skyla į dvi dalis. Jie taip pat sąveikauja su aplinkiniais junginiais, todėl juose gali susikaupti kitos medžiagos. Oparinas teigė, kad koacervatai buvo šiuolaikinių ląstelių protėviai.

Johno Haldane'o pirmoji gyvenimo teorija

Po penkerių metų, 1929 m., anglų biologas Johnas Burdonas Sandersonas Haldane'as savarankiškai pateikė savo teoriją su panašiomis idėjomis, kuri buvo paskelbta žurnale „Rationalist Annual“.

Haldane'as jau labai prisidėjo prie evoliucijos teorijos kūrimo, prisidėdamas prie Darvino idėjų integravimo į genetikos mokslą.

Ir jis buvo labai įsimintinas žmogus. Kartą eksperimento metu dekompresinėje kameroje jis patyrė plyšusį ausies būgnelį, apie kurį vėliau rašė: „Ausies būgnelis jau gyja, ir net jei joje liks skylė, tai, nepaisant kurtumo, bus įmanoma. apgalvotai pūsti iš ten tabako dūmų žiedus, o tai, manau, yra svarbus pasiekimas“.

Kaip ir Oparinas, Haldane'as tiksliai pasiūlė, kaip organiniai junginiai gali sąveikauti vandenyje: „(anksčiau) pirmieji vandenynai pasiekė karštos sriubos konsistenciją. Taip buvo sudarytos sąlygos atsirasti „pirmiesiems gyviems ar pusiau gyviems organizmams“. Tomis pačiomis sąlygomis paprasčiausi organizmai galėtų atsidurti „naftos plėvelėje“.

Johnas Haldane'as, nepriklausomai nuo Oparino, pateikė panašias idėjas apie pirmųjų organizmų kilmę.

Oparino-Haldane'o spėjimas

Taigi pirmieji biologai, iškėlę šią teoriją, buvo Oparinas ir Haldane'as. Tačiau mintis, kad gyvų organizmų formavimasis nebuvo susijęs su Dievu ar net kokia nors abstrakčia „gyvybės jėga“, buvo radikali. Kaip ir Darvino evoliucijos teorija, ši idėja krikščionybei buvo antausis į veidą.

SSRS valdžia buvo visiškai patenkinta šiuo faktu. Sovietmečiu šalyje viešpatavo ateizmas, o valdžia su džiaugsmu palaikė materialistinius tokių sudėtingų reiškinių kaip gyvenimas paaiškinimus. Beje, Haldane'as taip pat buvo ateistas ir komunistas.

„Tais laikais į šią idėją buvo žiūrima tik per jų pačių įsitikinimų prizmę: religingi žmonės ją vertino priešiškai, kitaip nei komunistinių idėjų šalininkai“, – sako Osnabriuko universiteto (Vokietija) gyvybės kilmės ekspertas Armenas Mulkijanyanas. . „Sovietų Sąjungoje ši idėja buvo priimta su džiaugsmu, nes jiems nereikėjo Dievo. O Vakaruose jai pritarė tie patys kairiųjų pažiūrų šalininkai, komunistai ir pan.

Sąvoka, kad gyvybė susiformavo organinių junginių „pirminėje sriuboje“, vadinama Oparino-Haldane'o hipotezė. Ji atrodė pakankamai įtikinamai, bet buvo viena problema. Tuo metu nebuvo atliktas nei vienas praktinis eksperimentas, kuris įrodytų šios hipotezės teisingumą.

Tokie eksperimentai prasidėjo tik po beveik ketvirčio amžiaus.

Pirmieji eksperimentai sukurti gyvybę „in vitro“

Gyvybės kilmės klausimu susidomėjo Haroldas Urey – garsus mokslininkas, jau 1934 metais gavęs Nobelio chemijos premiją ir net dalyvavęs kuriant atominę bombą.

Antrojo pasaulinio karo metu Urey dalyvavo Manheteno projekte, rinkdamas nestabilų uraną-235, reikalingą bombos šerdies gamybai. Pasibaigus karui, Urey pasisakė už civilinę branduolinių technologijų kontrolę.

Jurijus susidomėjo kosmose vykstančiais cheminiais reiškiniais. O didžiausią susidomėjimą kėlė Saulės sistemos formavimosi metu vykę procesai. Vienoje iš savo paskaitų jis atkreipė dėmesį, kad iš pradžių Žemėje greičiausiai nebuvo deguonies. Ir šios sąlygos buvo idealios formuotis „pirminei sriubai“, apie kurią kalbėjo Oparinas ir Haldane'as, nes kai kurios reikalingos medžiagos buvo tokios silpnos, kad ištirpdavo susilietus su deguonimi.

Paskaitoje dalyvavo doktorantas Stanley Milleris, kuris kreipėsi į Urey su pasiūlymu atlikti eksperimentą remiantis šia idėja. Iš pradžių Jurijus skeptiškai žiūrėjo į šią idėją, tačiau vėliau Milleris sugebėjo jį įtikinti.

1952 m. Milleris atliko garsiausią eksperimentą, skirtą paaiškinti gyvybės Žemėje kilmę.

Stanley Millerio eksperimentas tapo žinomiausiu gyvų organizmų kilmės mūsų planetoje tyrimo istorijoje.

Garsiausias eksperimentas apie gyvybės kilmę Žemėje

Pasiruošimas neužėmė daug laiko. Milleris sujungė keletą stiklinių kolbų, per kurias cirkuliavo keturios medžiagos, kurios, kaip manoma, egzistavo ankstyvojoje Žemėje: verdantis vanduo, vandenilis, amoniakas ir metanas. Dujos buvo sistemingai skleidžiamos kibirkšties – tai buvo žaibo smūgių, kurie ankstyvojoje Žemėje buvo įprastas reiškinys, modeliavimas.

Milleris nustatė, kad „vanduo kolboje jau po pirmos dienos tapo pastebimai rausvas, o po pirmos savaitės tirpalas tapo drumstas ir tamsiai raudonos spalvos“. Buvo akivaizdus naujų cheminių junginių susidarymas.

Kai Milleris išanalizavo tirpalo sudėtį, jis atrado, kad jame yra dvi aminorūgštys: glicinas ir alaninas. Kaip žinote, aminorūgštys dažnai apibūdinamos kaip gyvybės statybinės medžiagos. Šios aminorūgštys naudojamos formuojant baltymus, kurie kontroliuoja daugumą biocheminių procesų mūsų organizme. Milleris tiesiogine prasme nuo nulio sukūrė du svarbiausius gyvo organizmo komponentus.

1953 metais eksperimento rezultatai buvo paskelbti prestižiniame žurnale Science. Jurijus kilniu gestu, nors ir nebūdingu jo amžiaus mokslininkams, išbraukė savo vardą iš titulo, palikdamas visą šlovę Milleriui. Nepaisant to, tyrimas paprastai vadinamas „Miller-Urey eksperimentu“.

Miller-Urey eksperimento reikšmė

„Millero-Urey eksperimento vertė yra ta, kad jis parodo, kad net ir paprastoje atmosferoje gali susidaryti daug biologinių molekulių“, – sako Kembridžo molekulinės biologijos laboratorijos mokslininkas Johnas Sutherlandas.

Ne visos eksperimento detalės buvo tikslios, kaip vėliau paaiškėjo. Tiesą sakant, tyrimai parodė, kad ankstyvojoje Žemės atmosferoje buvo ir kitų dujų. Tačiau tai jokiu būdu nesumažina eksperimento reikšmės.

„Tai buvo svarbus eksperimentas, sužavėjęs daugelio vaizduotę, todėl jis minimas ir šiandien“, – sako Sutherlandas.

Atsižvelgdami į Millerio eksperimentą, daugelis mokslininkų pradėjo ieškoti būdų, kaip sukurti paprastas biologines molekules nuo nulio. Atsakymas į klausimą „Kaip Žemėje atsirado gyvybė?“ atrodė labai artimas.

Bet tada paaiškėjo, kad gyvenimas yra daug sudėtingesnis, nei galima įsivaizduoti. Gyvos ląstelės, kaip paaiškėjo, yra ne tik cheminių junginių rinkinys, bet ir sudėtingi maži mechanizmai. Staiga gyvų ląstelių kūrimas nuo nulio tapo daug didesne problema, nei tikėjosi mokslininkai.

Genų ir DNR tyrimas

XX amžiaus šeštojo dešimtmečio pradžioje mokslininkai jau buvo labai nutolę nuo idėjos, kad gyvenimas yra dievų dovana.

Vietoj to, jie pradėjo tyrinėti spontaniško ir natūralaus gyvybės atsiradimo ankstyvojoje Žemėje galimybę – ir Stanley Millerio orientyrinio eksperimento dėka pradėjo atsirasti šios idėjos įrodymų.

Kol Milleris bandė sukurti gyvybę nuo nulio, kiti mokslininkai aiškinosi, iš kokių genų yra sudaryti.

Šiuo metu dauguma biologinių molekulių jau buvo ištirtos. Tai apima cukrų, riebalus, baltymus ir nukleorūgštis, tokias kaip „dezoksiribonukleino rūgštis“ – taip pat žinoma kaip DNR.

Šiandien visi žino, kad DNR yra mūsų genai, tačiau šeštajame dešimtmetyje biologams tai buvo tikras šokas.

Baltymai turėjo sudėtingesnę struktūrą, todėl mokslininkai manė, kad juose yra genetinė informacija.

Šią teoriją 1952 metais paneigė Carnegie instituto mokslininkai Alfredas Hershey ir Martha Chase. Jie tyrinėjo paprastus virusus, sudarytus iš baltymų ir DNR, kurie dauginasi užkrėsdami kitas bakterijas. Mokslininkai nustatė, kad į bakterijas prasiskverbia viruso DNR, o ne baltymai. Iš to buvo padaryta išvada, kad DNR yra genetinė medžiaga.

Hershey ir Chase'o atradimas pradėjo lenktynes, kad suprastų DNR struktūrą ir kaip ji veikia.

Martha Chase ir Alfredas Hershey atrado, kad DNR neša genetinę informaciją.

Sraigtinė DNR struktūra yra vienas svarbiausių XX amžiaus atradimų.

Pirmieji šią problemą išsprendė Francis Crick ir James Watson iš Kembridžo universiteto, ne be neįvertintos savo kolegės Rosalind Franklin pagalbos. Tai atsitiko praėjus metams po Hershey ir Chase eksperimentų.

Jų atradimas tapo vienu svarbiausių XX a. Šis atradimas pakeitė tai, kaip mes ieškome gyvybės ištakų, atskleisdamas neįtikėtinai sudėtingą gyvų ląstelių struktūrą.

Watsonas ir Crickas atrado, kad DNR yra dviguba spiralė (dviguba spiralė), kuri atrodo kaip lenktos kopėčios. Kiekvienas iš dviejų šių kopėčių „polių“ sudarytas iš molekulių, vadinamų nukleotidais.

Ši struktūra leidžia suprasti, kaip ląstelės kopijuoja savo DNR. Kitaip tariant, tampa aišku, kaip tėvai perduoda savo genų kopijas savo vaikams.

Svarbu suprasti, kad dviguba spiralė gali būti „atsirišta“. Tai suteiks prieigą prie genetinio kodo, susidedančio iš genetinių bazių sekos (A, T, C ir G), paprastai esančios DNR kopėčių „laiptelėse“. Tada kiekviena gija naudojama kaip šablonas, norint sukurti kitos gijos kopiją.

Šis mechanizmas leido genus perduoti iš kartos į kartą nuo pat gyvenimo pradžios. Jūsų pačių genai galiausiai yra iš senovės bakterijos – ir kiekvieną kartą, kai jie buvo perkelti, jie naudojo tą patį mechanizmą, kurį atrado Crickas ir Watsonas.

Pirmą kartą visuomenei buvo atskleista viena giliausių gyvenimo paslapčių.

DNR struktūra: 2 stuburai (antilygiagrečios grandinės) ir nukleotidų poros.

DNR iššūkis

Kaip paaiškėjo, DNR turi tik vieną užduotį. Jūsų DNR nurodo jūsų kūno ląstelėms, kaip gaminti baltymus, molekules, kurios atlieka daug svarbių užduočių.

Be baltymų nesugebėtumėte virškinti maisto, nustotų plakti širdis, sustotų kvėpavimas.

Tačiau baltymų susidarymo proceso, naudojant DNR, atkūrimas pasirodė esąs stulbinančiai sudėtingas uždavinys. Kiekvienas, kuris bandė paaiškinti gyvybės kilmę, tiesiog negalėjo suprasti, kaip kažkas tokio sudėtingo galėjo atsirasti ir vystytis savarankiškai.

Kiekvienas baltymas iš esmės yra ilga aminorūgščių grandinė, susipynusi tam tikra tvarka. Ši tvarka lemia baltymo trimatę formą, taigi ir paskirtį.

Ši informacija yra užkoduota DNR bazių sekoje. Taigi, kai ląstelė turi sukurti specifinį baltymą, ji nuskaito atitinkamą geną DNR, kad sukurtų nurodytą aminorūgščių seką.

Kas yra RNR?

Yra vienas niuansas ląstelių DNR naudojimo procese.

• DNR yra pats brangiausias ląstelės išteklius. Todėl ląstelės nenori nurodyti kiekvieno veiksmo DNR.
• Vietoj to, ląstelės nukopijuoja informaciją iš DNR į mažas kitos medžiagos, vadinamos, molekules RNR (ribonukleino rūgštis).
• RNR yra panaši į DNR, bet turi tik vieną grandinę.

Jei nubrėžtume analogiją tarp DNR ir bibliotekos knygos, RNR čia atrodys kaip puslapis su knygos santrauka.

Informacijos pavertimo per RNR grandinę į baltymą procesą užbaigia labai sudėtinga molekulė, vadinama ribosoma.

Šis procesas vyksta kiekvienoje gyvoje ląstelėje, net ir paprasčiausiose bakterijose. Tai taip pat svarbu kaip maistas ir kvėpavimas gyvybei palaikyti.

Taigi bet koks gyvybės atsiradimo paaiškinimas turi parodyti, kaip atsirado ir pradėjo veikti sudėtinga trijulė, kuri apima DNR, RNR ir ribosomos.

Skirtumas tarp DNR ir RNR.

Viskas yra daug sudėtingiau

Oparino ir Haldane'o teorijos dabar atrodė naivios ir paprastos, o Millerio eksperimentas, kurio metu buvo sukurtos kelios baltymams susidaryti reikalingos aminorūgštys, atrodė mėgėjiškai. Ilgame gyvybės kūrimo kelyje jo tyrimai, nors ir produktyvūs, akivaizdžiai buvo tik pirmas žingsnis.

„DNR liepia RNR gaminti baltymus – visa tai sandariame mažame chemikalų maišelyje“, – sako Johnas Sutherlandas. „Pažiūri į tai ir stebisi, kaip tai sunku. Ką galime padaryti, kad surastume organinį junginį, kuris visa tai atliktų vienu kartu?

Galbūt gyvenimas prasidėjo nuo RNR?

Pirmasis į šį klausimą bandė atsakyti britų chemikas Leslie Orgel. Jis vienas pirmųjų pamatė Cricko ir Watsono sukurtą DNR modelį, o vėliau padėjo NASA įgyvendinti Vikingų programą, kuri siuntė nusileidusius į Marsą.

Orgel ketino viską supaprastinti. 1968 m., padedamas Crick, jis pasiūlė, kad pirmosiose gyvose ląstelėse nebūtų nei baltymų, nei DNR. Priešingai, juos beveik vien sudarė RNR. Šiuo atveju pirminės RNR molekulės turėjo būti universalios. Pavyzdžiui, jiems reikėjo pasidaryti savo pačių kopijas, tikriausiai naudojant tą patį poravimo mechanizmą kaip ir DNR.

Idėja, kad gyvybė prasidėjo nuo RNR, turėjo neįtikėtiną įtaką visiems vėlesniems tyrimams. Ir tai tapo įnirtingų diskusijų mokslo bendruomenėje priežastimi, kuri tęsiasi iki šiol.

Darant prielaidą, kad gyvybė prasidėjo nuo RNR ir vieno kito elemento, Orgelis pasiūlė, kad vienas iš svarbiausių gyvenimo aspektų – gebėjimas daugintis – atsirado prieš kitus. Galima sakyti, kad jis apmąstė ne tik tai, kaip atsirado gyvybė, bet ir kalbėjo apie pačią gyvenimo esmę.

Daugelis biologų sutiko su Orgelio mintimi, kad „dauginimas buvo pirmiausia“. Darvino evoliucijos teorijoje gebėjimas daugintis yra svarbiausias dalykas: tai yra vienintelis būdas organizmui „laimėti“ šiose lenktynėse – tai yra, palikti daug vaikų.

Leslie Orgel iškėlė idėją, kad pirmosios ląstelės veikė remiantis RNR.

Padalinta į 3 stovyklas

Tačiau gyvenimas turi ir kitų ne mažiau svarbių bruožų.

Ryškiausias iš jų yra medžiagų apykaita: gebėjimas įsisavinti aplinkos energiją ir panaudoti ją išgyvenimui.

Daugeliui biologų medžiagų apykaita yra esminė gyvenimo savybė, o dauginimasis yra tolima sekundė.

Taigi nuo septintojo dešimtmečio mokslininkai, kovojantys su gyvybės kilmės paslaptimi, pradėjo skirstytis į 2 stovyklas.

„Pirmasis teigė, kad metabolizmas vyksta anksčiau nei genetika, antrasis buvo priešingos nuomonės“, - aiškina Sutherlandas.

Buvo trečioji grupė, kuri teigė, kad pirmiausia turėjo būti tam tikra talpykla pagrindinėms molekulėms, kuri neleistų joms suirti.

„Pirmiausia turėjo būti suskaidymas, nes be jo ląstelių metabolizmas tampa beprasmis“, - aiškina Sutherlandas.

Kitaip tariant, gyvybės kilmė turėjo būti ląstelė, kaip Oparinas ir Haldane'as jau pabrėžė dešimtmečiais anksčiau, ir galbūt ši ląstelė turėjo būti padengta paprastais riebalais ir lipidais.

Kiekviena iš trijų idėjų susilaukė savo šalininkų ir išliko iki šių dienų. Mokslininkai kartais pamiršdavo šaltakraujišką profesionalumą ir aklai palaikė vieną iš trijų idėjų.

Dėl to mokslines konferencijas šia tema dažnai lydėjo skandalai, o žurnalistai, nušviečiantys šiuos įvykius, dažnai išgirsdavo nekrentančius vienos stovyklos mokslininkų atsiliepimus apie kolegų iš kitų dviejų stovyklų darbą.

„Orgel“ dėka idėja, kad gyvenimas prasidėjo nuo RNR, priartina visuomenę prie sprendimo.

O devintajame dešimtmetyje įvyko stulbinantis atradimas, kuris iš tikrųjų patvirtino Orgelio hipotezę.

Kas buvo pirma: konteineris, metabolizmas ar genetika?

Taigi septintojo dešimtmečio pabaigoje, ieškodami atsakymo į gyvybės atsiradimo planetoje paslaptį, mokslininkai buvo suskirstyti į 3 stovyklas.

1. Pirmieji buvo įsitikinę, kad gyvybė prasidėjo susiformavus primityvioms biologinių ląstelių versijoms.
2. Pastarieji manė, kad pirmasis ir pagrindinis žingsnis buvo medžiagų apykaitos sistema.
3. Dar kiti sutelkė dėmesį į genetikos ir reprodukcijos svarbą.

Ši trečioji stovykla bandė suprasti, kaip galėjo atrodyti pats pirmasis replikatorius, turėdamas omenyje mintį, kad replikatorius turi būti pagamintas iš RNR.

Daugybė RNR veidų

Iki septintojo dešimtmečio mokslininkai turėjo daug priežasčių manyti, kad RNR yra visos gyvybės šaltinis.

Šios priežastys apėmė faktą, kad RNR gali padaryti tai, ko DNR negalėjo.

Kaip viengrandė molekulė, RNR gali susilenkti į skirtingas formas, kurių negalėjo standžios dvigrandės DNR.

RNR, kuri susilankstė kaip origami, savo elgesiu labai priminė baltymus. Galų gale, baltymai iš esmės yra tos pačios ilgos grandinės, bet sudarytos iš aminorūgščių, o ne iš nukleotidų, o tai leidžia jiems sukurti sudėtingesnes struktūras.

Tai yra nuostabiausių baltymų sugebėjimų raktas. Kai kurie baltymai gali pagreitinti arba „katalizuoti“ chemines reakcijas. Šie baltymai vadinami fermentais.

Pavyzdžiui, žmogaus žarnyne yra daug fermentų, kurie sudėtingas maisto molekules skaido į paprastas (pvz., cukrų) – tai yra, tuos, kuriuos vėliau naudoja mūsų ląstelės. Gyventi be fermentų būtų tiesiog neįmanoma. Pavyzdžiui, neseniai Korėjos lyderio pusbrolio mirtį Malaizijos oro uoste lėmė tai, kad jo organizme nustojo funkcionuoti fermentas (fermentas), kurio veikimą slopina nervinis reagentas VX – kaip a. Dėl to kvėpavimo sistema paralyžiuojama ir žmogus miršta per kelias minutes. Fermentai yra labai svarbūs mūsų kūno funkcionavimui.

Leslie Orgel ir Francis Crick iškėlė kitą hipotezę. Jei RNR galėtų susilankstyti taip, kaip galėtų baltymai, ar ji taip pat galėtų sudaryti fermentus?

Jei taip pasirodytų, RNR galėtų būti originali – ir itin universali – gyva molekulė, kaupianti informaciją (kaip daro DNR) ir katalizuojanti reakcijas, būdinga kai kuriems baltymams.

Idėja buvo įdomi, tačiau per ateinančius 10 metų nebuvo rasta jokių ją patvirtinančių įrodymų.

RNR fermentai

Thomas Check gimė ir užaugo Ajovoje. Dar vaikystėje jo aistra buvo akmenys ir mineralai. Ir jau vidurinėje mokykloje jis buvo nuolatinis vietinio universiteto geologų svečias, kuris rodė mineralinių struktūrų maketus. Galiausiai jis tapo biochemiku, daugiausia dėmesio skyręs RNR tyrimams.

Devintojo dešimtmečio pradžioje Checkas ir jo kolegos iš Kolorado universiteto Boulderio tyrinėjo vienaląstį organizmą, vadinamą Tetrahymena termofilu. Dalis šio ląstelinio organizmo apėmė RNR grandines. Tikras pastebėjo, kad vienas iš RNR segmentų kartais atsiskirdavo nuo kitų, tarsi būtų atskirtas žirklėmis.

Kai jo komanda pašalino visus fermentus ir kitas molekules, kurios galėtų veikti kaip molekulinės žirklės, RNR vis tiek toliau izoliavo segmentą. Tuo pačiu metu buvo atrastas pirmasis RNR fermentas: mažas RNR segmentas, kuris gali savarankiškai atsiskirti nuo didelės grandinės, prie kurios buvo prijungtas.

Kadangi du RNR fermentai buvo rasti gana greitai, mokslininkai spėjo, kad jų iš tikrųjų gali būti daug daugiau. Dabar vis daugiau įrodymų patvirtino mintį, kad gyvybė prasidėjo nuo RNR.

Thomas Check atrado pirmąjį RNR fermentą.

RNR pasaulis

Pirmasis šią sąvoką pavadinęs asmuo buvo Walteris Gilbertas.

Kaip fizikas, staiga susidomėjęs molekuline biologija, Gilbertas vienas pirmųjų apgynė žmogaus genomo sekos nustatymo teoriją.

1986 m. žurnale „Nature“ paskelbtame straipsnyje Gilbertas pasiūlė, kad gyvybė prasidėtų vadinamajame RNR pasaulyje.

Pirmąjį evoliucijos etapą, pasak Gilberto, sudarė „procesas, kurio metu RNR molekulės veikė kaip katalizatoriai, susikaupusios į nukleotidų sriubą“.

Kopijuodami ir įklijuodami skirtingus RNR gabalus į bendrą grandinę, RNR molekulės sukūrė daugiau naudingų grandinių iš esamų. Galiausiai atėjo momentas, kai jie išmoko kurti baltymus ir baltymų fermentus, kurie pasirodė esą daug naudingesni nei RNR versijos, iš esmės išstumdami juos ir sukeldami gyvybę, kurią matome šiandien.

RNA World yra gana elegantiškas būdas sukurti sudėtingus gyvus organizmus nuo nulio.

Pagal šią koncepciją nereikia pasikliauti tuo, kad vienu metu „pirminėje sriuboje“ susiformuoja dešimtys biologinių molekulių, pakaks vienos molekulės, nuo kurios viskas prasidėjo.

Įrodymas

2000 m. RNR pasaulio hipotezė gavo tvirtų įrodymų.

Thomas Steitzas praleido 30 metų tyrinėdamas molekulių struktūras gyvose ląstelėse. Dešimtajame dešimtmetyje jis pradėjo pagrindinius savo gyvenimo tyrimus: tyrinėjo ribosomų struktūrą.

Kiekvienoje gyvoje ląstelėje yra ribosoma. Ši didelė molekulė skaito instrukcijas iš RNR ir sujungia aminorūgštis, kad sukurtų baltymus. Ribosomos žmogaus ląstelėse yra beveik visose kūno dalyse.

Tuo metu jau buvo žinoma, kad ribosomoje yra RNR. Tačiau 2000 m. Steitzo komanda pristatė išsamų ribosomos struktūros modelį, kuriame RNR pasirodė kaip katalizinė ribosomos šerdis.

Šis atradimas buvo reikšmingas, ypač turint omenyje, kokia senovės ir iš esmės svarbi ribosoma gyvybei. Tai, kad toks svarbus mechanizmas buvo pagrįstas RNR, padarė RNR pasaulio teoriją daug labiau tikėtiną mokslo sluoksniuose. „RNR pasaulio“ koncepcijos šalininkai labiausiai džiaugėsi atradimu, o Steitzas 2009 m. gavo Nobelio premiją.

Tačiau po to mokslininkai pradėjo abejoti.

„RNR pasaulio“ teorijos problemos

Iš pradžių buvo dvi problemos, susijusios su RNR pasaulio teorija.

Pirma, ar RNR iš tikrųjų galėtų atlikti visas gyvybiškai svarbias funkcijas? O ar galėjo susiformuoti ankstyvosios Žemės sąlygomis?

Praėjo 30 metų nuo tada, kai Gilbertas sukūrė RNR pasaulio teoriją, ir vis dar neturime įtikinamų įrodymų, kad RNR iš tikrųjų gali viską, ką aprašo teorija. Taip, tai nuostabiai funkcionali molekulė, bet ar RNR pakanka visoms jai priskiriamoms funkcijoms?

Akį patraukė vienas neatitikimas. Jei gyvenimas prasidėjo nuo RNR molekulės, RNR gali sukurti savo kopijas arba kopijas.

Tačiau nė viena iš visų žinomų RNR neturi tokio gebėjimo. Norint sukurti tikslią RNR ar DNR dalies kopiją, reikia daug fermentų ir kitų molekulių.

Todėl devintojo dešimtmečio pabaigoje grupė biologų pradėjo gana beviltiškus tyrimus. Jie nusprendė sukurti RNR, kuri galėtų atkartoti save.

Bandoma sukurti savaime besidauginančią RNR

Jackas Szostakas iš Harvardo medicinos mokyklos buvo pirmasis iš šių tyrinėtojų. Nuo ankstyvos vaikystės jis taip aistringai domėjosi chemija, kad net savo rūsį pavertė laboratorija. Jis nepaisė savo saugumo, dėl kurio kažkada įvyko sprogimas, prispaudęs stiklinę kolbą prie lubų.

Devintojo dešimtmečio pradžioje Šostakas aiškiai pademonstravo, kaip žmogaus genai apsisaugo nuo senėjimo proceso. Šis ankstyvas tyrimas vėliau paskatino jį tapti Nobelio premijos laureatu.

Tačiau netrukus jis susidomėjo Čekio RNR fermentų tyrimais. „Manau, kad tai neįtikėtinas kūrinys“, – sako Szostakas. „Iš principo labai tikėtina, kad RNR galėtų būti katalizatorius kuriant savo kopijas.

1988 m. „Check“ atrado RNR fermentą, galintį suformuoti nedidelę 10 nukleotidų ilgio RNR molekulę.

Šostakas nusprendė eiti toliau ir laboratorijoje sukurti naujus RNR fermentus. Jo komanda sukūrė atsitiktinių sekų rinkinį ir kiekvieną iš jų išbandė, kad surastų bent vieną, turinčią katalizinių gebėjimų. Tada sekos buvo pakeistos ir bandymas tęsiamas.

Po 10 bandymų Szostakas sugebėjo sukurti RNR fermentą, kuris, kaip katalizatorius, pagreitino reakciją 7 milijonus kartų greičiau nei vyksta natūralioje aplinkoje.

Šostako komanda įrodė, kad RNR fermentai gali būti itin galingi. Tačiau jų fermentas negalėjo sukurti savo kopijų. Šostakui tai buvo aklavietė.

Fermentas R18

2001 m. kitą proveržį padarė buvęs Šostako mokinys Davidas Bartelis iš Masačusetso technologijos instituto Kembridže.

Barthel sukūrė RNR fermentą R18, kuris gali pridėti naujų nukleotidų į RNR grandinę, pagrįstą esamais.

Kitaip tariant, fermentas ne tiesiog pridėjo atsitiktinių nukleotidų, bet tiksliai nukopijavo seką.

Iki savaime besidauginančių molekulių dar buvo toli, bet kryptis buvo teisinga.

R18 fermentą sudarė grandinė, apimanti 189 nukleotidus, ir ji galėjo pridėti dar 11, tai yra, 6% jo ilgio. Tyrėjai tikėjosi, kad atlikus dar kelis eksperimentus šie 6% gali būti paversti 100%.

Sėkmingiausias šioje srityje buvo Philipas Holligeris iš Kembridžo Molekulinės biologijos laboratorijos. 2011 m. jo komanda modifikavo R18 fermentą, kad sukurtų tC19Z fermentą, galintį nukopijuoti iki 95 nukleotidų sekas. Tai sudarė 48% jo ilgio – daugiau nei R18, bet akivaizdžiai ne būtinas 100%.

Geraldas Joyce'as ir Tracy Lincoln iš Scripps tyrimų instituto La Jolla pateikė alternatyvų požiūrį į klausimą. 2009 m. jie sukūrė RNR fermentą, kuris netiesiogiai sukuria savo repliką.

Jų fermentas sujungia dvi trumpas RNR dalis ir sukuria kitą fermentą. Tai savo ruožtu sujungia dvi kitas RNR dalis, kad atkurtų pradinį fermentą.

Atsižvelgiant į pradines medžiagas, šis paprastas ciklas gali tęstis neribotą laiką. Tačiau fermentai tinkamai veikia tik tada, kai yra tinkamos RNR grandinės, kaip sukūrė Joyce'as ir Linkolnas.

Daugeliui mokslininkų, kurie skeptiškai vertina RNR pasaulio idėją, RNR savaiminio replikacijos trūkumas yra pagrindinė skepticizmo priežastis. RNR tiesiog negali susidoroti su viso gyvenimo kūrėjo vaidmeniu.

Chemikų nesugebėjimas sukurti RNR nuo nulio neprideda optimizmo. Ir nors RNR yra daug paprastesnė molekulė nei DNR, jos kūrimas pasirodė esąs neįtikėtinas iššūkis.

Pirmosios ląstelės greičiausiai dauginasi dalijantis.

Problema yra cukrus

Viskas apie cukrų, esantį kiekviename nukleotide, ir nukleotido pagrindą. Galima juos sukurti atskirai, bet negalima jų susieti.

Dešimtojo dešimtmečio pradžioje ši problema jau buvo akivaizdi. Ji įtikino daugelį biologų, kad „RNR pasaulio“ hipotezė, kad ir kokia patraukli ji atrodytų, vis tiek lieka tik hipoteze.

• Galbūt ankstyvojoje Žemėje iš pradžių egzistavo kitokia molekulė: paprastesnė nei RNR, kuri sugebėjo susikaupti iš „pirminės sriubos“ ir vėliau pradėjo daugintis.
• Galbūt ši molekulė buvo pirmoji, o po jos atsirado RNR, DNR ir kt.

Poliamido nukleorūgštis (PNA)

1991 m. Peteris Nielsenas iš Kopenhagos universiteto Danijoje, atrodo, rado tinkamą kandidatą pagrindinio replikatoriaus vaidmeniui.

Tiesą sakant, tai buvo labai patobulinta DNR versija. Nielsenas išlaikė tą patį pagrindą - standartinius A, T, C ir G, tačiau vietoj cukraus molekulių jis naudojo molekules, vadinamas poliamidais.

Gautą molekulę jis pavadino poliamido nukleorūgštimi arba PNA. Tačiau laikui bėgant santrumpos dekodavimas dėl tam tikrų priežasčių virto „peptidine nukleino rūgštimi“.

PNA gamtoje nebūna. Tačiau jo elgesys labai panašus į DNR. PNA grandinė netgi gali pakeisti grandinę DNR molekulėje, o bazės poruojasi kaip įprasta. Be to, PNA gali susisukti į dvigubą spiralę, kaip ir DNR.

Stanley Milleris buvo suintriguotas. Būdamas labai skeptiškas dėl „RNR pasaulio“ koncepcijos, jis manė, kad PNA labiau tinka pirmosios genetinės medžiagos vaidmeniui.

2000 metais jis savo nuomonę pagrindė įrodymais. Tuo metu jam jau buvo 70 metų ir jis buvo patyręs kelis insultus, po kurių galėjo atsidurti slaugos namuose, tačiau pasiduoti neketino.

Milleris pakartojo savo anksčiau aprašytą klasikinį eksperimentą, šį kartą naudodamas metaną, azotą, amoniaką ir vandenį, ir galiausiai gavo PNA poliamido bazę.

Iš to seka, kad ankstyvojoje Žemėje galėjo būti sąlygos atsirasti PNA, o ne RNR.

PNA elgiasi kaip DNR.

Trozės nukleorūgštis (TNR)

Tuo tarpu kiti chemikai sukūrė savo nukleino rūgštis.

2000 m. Albertas Eschenmoseris sukūrė treozės nukleorūgštį (TNA).

Iš esmės tai buvo ta pati DNR, bet su kitokio tipo cukrumi bazėje. TNK grandinės gali sudaryti dvigubą spiralę, o informacija gali būti perduodama iš RNR į TNK ir atgal.

Be to, TNC gali sudaryti sudėtingas formas, įskaitant baltymo formą. Tai užsiminė, kad TNA gali veikti kaip fermentas, kaip ir RNR.

Glikolio nukleorūgštis (GNA)

2005 m. Ericas Meggersas sukūrė glikolio nukleorūgštį, kuri taip pat gali sudaryti spiralę.

Kiekviena iš šių nukleino rūgščių turėjo savo šalininkus: dažniausiai pačius rūgščių kūrėjus.

Tačiau gamtoje tokių nukleino rūgščių neliko nė pėdsako, todėl net jei darytume prielaidą, kad pirmoji gyvybė jas naudojo, kažkuriuo etapu ji turėjo jų atsisakyti RNR ir DNR naudai.

Skamba įtikinamai, bet neparemta įrodymais.

Tai buvo gera idėja, bet...

Taigi XXI amžiaus pirmojo dešimtmečio viduryje RNA pasaulio koncepcijos šalininkai atsidūrė sunkioje padėtyje.

Viena vertus, RNR fermentai egzistavo gamtoje ir apėmė vieną iš svarbiausių biologinių mechanizmų fragmentų – ribosomą. Neblogai.

Tačiau, kita vertus, gamtoje nerasta savaime besidauginančios RNR ir niekas negalėjo tiksliai paaiškinti, kaip RNR susidarė „pirminėje sriuboje“. Pastarąsias galima būtų paaiškinti alternatyviomis nukleino rūgštimis, tačiau jų gamtoje jau (arba niekada) nebuvo. Tai yra blogai.

Verdiktas visai RNA World koncepcijai buvo aiškus: koncepcija buvo gera, bet neišsami.

Tuo tarpu nuo devintojo dešimtmečio vidurio pamažu kūrėsi kita teorija. Jos šalininkai tvirtino, kad gyvybė neprasidėjo nuo RNR, DNR ar kokios nors kitos genetinės medžiagos. Jų nuomone, gyvenimas prasidėjo kaip energijos panaudojimo mechanizmas.

Energija pirmiausia?

Taigi, bėgant metams, gyvybės kilmę tyrinėjantys mokslininkai pasiskirstė į 3 stovyklas.

Pirmieji buvo įsitikinę, kad gyvybė prasidėjo nuo RNR molekulės, tačiau jiems nepavyko išsiaiškinti, kaip RNR ar į RNR panašioms molekulėms pavyko spontaniškai atsirasti ankstyvojoje Žemėje ir pradėti daugintis. Iš pradžių buvo žavimasi mokslininkų sėkme, tačiau galiausiai mokslininkai atsidūrė aklavietėje. Tačiau net tada, kai šios studijos įsibėgėjo, jau buvo tokių, kurie buvo tikri, kad gyvybė atsirado visai kitaip.

RNR pasaulio teorija remiasi paprasta idėja: svarbiausia organizmo funkcija yra gebėjimas daugintis. Dauguma biologų su tuo sutinka. Visa gyva būtybė – nuo ​​bakterijų iki mėlynųjų banginių – stengiasi palikti palikuonis.

Tačiau daugelis šio klausimo tyrinėtojų nesutinka, kad reprodukcinė funkcija yra pirmiausia. Jie sako, kad prieš pradedant daugintis, organizmas turi tapti savarankiškas. Jis turi sugebėti išlaikyti gyvybę savyje. Juk tu neturėsi vaikų, jei mirsi pirmas.

Mes palaikome gyvybę per maistą, o augalai sugeria energiją iš saulės spindulių.

Taip, vaikinas, mielai ryjantis sultingą karbonadą, akivaizdžiai nepanašus į šimtametį ąžuolą, bet iš tikrųjų jie abu sugeria energiją.

Energijos įsisavinimas yra gyvybės pagrindas.

Metabolizmas

Kai kalbame apie gyvų būtybių energiją, mes susiduriame su medžiagų apykaita.

1. Pirmasis etapas yra energijos gavimas, pavyzdžiui, iš daug energijos turinčių medžiagų (pavyzdžiui, cukraus).
2. Antrasis – energijos naudojimas naudingoms kūno ląstelėms kurti.

Energijos panaudojimo procesas yra be galo svarbus, ir daugelis tyrinėtojų mano, kad čia prasidėjo gyvybė.

Tačiau kaip galėtų atrodyti organizmai, turintys tik vieną medžiagų apykaitos funkciją?

Pirmąjį ir įtakingiausią pasiūlymą devintojo dešimtmečio pabaigoje pateikė Günteris Wachtershauseris. Pagal profesiją jis buvo patentų teisininkas, bet turėjo neblogų chemijos žinių.

Wachtershauseris teigė, kad pirmieji organizmai „stulbinamai skyrėsi nuo visko, ką mes žinome“. Jie nebuvo pagaminti iš ląstelių. Jie neturėjo fermentų, DNR ar RNR.

Aiškumo dėlei Wachtershauseris aprašė karšto vandens srautą, tekantį iš ugnikalnio. Vanduo buvo prisotintas vulkaninių dujų, tokių kaip amoniakas, ir jame buvo mineralų dalelių iš ugnikalnio centro.

Vietose, kur upelis tekėjo per uolas, prasidėjo cheminės reakcijos. Vandenyje esantys metalai prisidėjo prie didelių organinių junginių susidarymo iš paprastesnių.

Metabolinis ciklas

Lūžis buvo pirmojo metabolizmo ciklo sukūrimas.

Šio proceso metu viena cheminė medžiaga paverčiama keliomis kitomis ir taip toliau, kol galiausiai viskas atkuria pirmąją medžiagą.

Proceso metu visa medžiagų apykaitoje dalyvaujanti sistema kaupia energiją, kurią galima panaudoti ciklui iš naujo arba kažkokiam naujam procesui pradėti.

Visa kita, kuo apdovanoti šiuolaikiniai organizmai (DNR, ląstelės, smegenys), atsirado vėliau ir šių cheminių ciklų pagrindu.

Metabolizmo ciklai nėra labai panašūs į gyvenimą. Todėl Wachtershauseris pavadino savo išradimus „pirmtakiais organizmais“ ir rašė, kad juos „vargu ar galima pavadinti gyvais“.

Tačiau Wachtershauserio aprašyti medžiagų apykaitos ciklai visada yra bet kurio gyvo organizmo centre.

Jūsų ląstelės iš tikrųjų yra mikroskopinės gamyklos, nuolat skaidančios tam tikras medžiagas ir paverčiančios jas kitomis.

Metaboliniai ciklai, nors ir mechaniniai, gyvybiškai svarbūs.

Wachtershauseris paskutinius du XX amžiaus dešimtmečius skyrė savo teorijai, išsamiai išnagrinėdamas ją. Jis apibūdino, kurie mineralai būtų tinkamesni už kitus ir kokie cheminiai ciklai galėjo vykti. Jo samprotavimai ėmė sulaukti šalininkų.

Eksperimentinis patvirtinimas

1977 m. Jacko Corlisso komanda iš Oregono valstijos universiteto nėrė į 2,5 kilometro (1,5 mylios) gylį Ramiojo vandenyno rytinėje dalyje. Mokslininkai tyrinėjo Galapagų karštąjį šaltinį toje vietoje, kur iš dugno kilo uolų keteros. Buvo žinoma, kad diapazonai iš pradžių buvo vulkaniškai aktyvūs.

Corliss atrado, kad kalnagūbriai buvo praktiškai nusėti karštų šaltinių. Karštas, chemikalais pripildytas vanduo pakilo iš jūros dugno ir ištekėjo pro skylutes uolose.

Nuostabu, kad šiose „hidroterminėse angos“ buvo tankiai apgyvendintos keistų būtybių. Tai buvo didžiuliai kelių rūšių moliuskai, midijos ir anelidai.

Vanduo taip pat buvo pilnas bakterijų. Visi šie organizmai gyveno iš hidroterminių angų energijos.

Hidroterminių angų atradimas suteikė Corlissui puikią reputaciją. Tai taip pat privertė jį susimąstyti.

Hidroterminės angos vandenyne šiandien palaiko organizmus. Galbūt jie tapo pagrindiniu jos šaltiniu?

Hidroterminės angos

1981 m. Jackas Corlissas pasiūlė, kad panašios angos Žemėje egzistavo prieš 4 milijardus metų ir aplink jas prasidėjo gyvybė. Šiai idėjai plėtoti jis paskyrė visą savo karjerą.

Corliss pasiūlė, kad hidroterminės angos galėtų sukurti cheminių medžiagų mišinį. Anot jo, kiekviena išleidimo anga buvo kažkas panašaus į „pirminio sultinio“ dozatorių.

• Karštas vanduo tekėjo per akmenis, o karštis ir slėgis privertė paprasčiausius organinius junginius virsti sudėtingesniais, tokiais kaip aminorūgštys, nukleotidai ir cukrus.
• Arčiau išėjimo į vandenyną, kur vanduo nebebuvo toks karštas, jie pradėjo formuotis grandinėmis, formuodami angliavandenius, baltymus ir nukleotidus kaip DNR.
• Tada pačiame vandenyne, kur vanduo gerokai atvėso, šios molekulės susirinko į paprastas ląsteles.

Teorija skambėjo pagrįstai ir patraukė dėmesį.

Tačiau Stanley Milleris, kurio eksperimentas buvo aptartas anksčiau, nepritarė entuziazmui. 1988 metais jis rašė, kad ventiliacijos angos buvo per karštos, kad jose susiformuotų gyvybė.

Corlisso teorija teigė, kad ekstremali temperatūra gali paskatinti tokių medžiagų kaip aminorūgščių susidarymą, tačiau Millerio eksperimentai parodė, kad ji taip pat gali jas sunaikinti.

Pagrindiniai junginiai, tokie kaip cukrus, gali trukti daugiausia kelias sekundes.

Be to, šios paprastos molekulės vargu ar galėtų sudaryti grandines, nes aplinkinis vanduo jas beveik akimirksniu sulaužytų.

Šilta, dar šiltesnė...

Šiuo metu į diskusiją įsitraukė geologas Mike'as Russellas. Jis manė, kad ventiliacijos teorija puikiai atitinka Wachtershauserio prielaidas apie pirmtakus. Šios mintys paskatino jį sukurti vieną populiariausių teorijų apie gyvybės kilmę.

Raselo jaunystė prabėgo kurdamas aspiriną ​​ir tyrinėdamas vertingus mineralus. Ir per galimą ugnikalnio išsiveržimą septintajame dešimtmetyje jis sėkmingai koordinavo atsako planą be jokios patirties. Tačiau jam buvo įdomu ištirti, kaip Žemės paviršius keitėsi įvairiais laikais. Galimybė pažvelgti į istoriją iš geologo perspektyvos suformavo jo gyvybės atsiradimo teoriją.

Devintajame dešimtmetyje jis rado fosilijų, rodančių, kad senovėje buvo hidroterminių angų, kuriose temperatūra neviršydavo 150 laipsnių Celsijaus. Jis teigė, kad šios vidutinės temperatūros gali leisti molekulėms išlikti daug ilgiau, nei manė Milleris.

Be to, šių mažiau karštų angų fosilijose buvo kažkas įdomaus. Mineralas, vadinamas piritu, susidedantis iš geležies ir sieros, 1 milimetro ilgio vamzdelių pavidalu.

Savo laboratorijoje Russellas atrado, kad piritas taip pat gali sudaryti sferinius lašelius. Jis pasiūlė, kad pirito struktūrose susiformuotų pirmosios sudėtingos organinės molekulės.

Maždaug tuo pačiu metu Wachtershauseris pradėjo skelbti savo teorijas, pagrįstas faktu, kad vandens srovė, kurioje gausu cheminių medžiagų, sąveikavo su tam tikru mineralu. Jis netgi pasiūlė, kad mineralas galėtų būti piritas.

2+2=?

Viskas, ką Russellui turėjo padaryti, tai sudėti 2 ir 2.

Jis teigė, kad Wachtershauser pirmtakų organizmai susiformavo šiltų hidroterminių angų gilumoje, kur galėjo susidaryti pirito struktūros. Jei Raselas neklydo, tai jūros gelmėse atsirado gyvybė, o pirmiausia atsirado medžiagų apykaita.

Visa tai buvo aprašyta Russello darbe, paskelbtame 1993 m., praėjus 40 metų po klasikinio Millerio eksperimento.

Spaudoje buvo daug mažiau rezonanso, tačiau tai nesumenkina atradimo svarbos. Russellas sujungė dvi skirtingas idėjas (Wachtershauser medžiagų apykaitos ciklus ir Corliss hidrotermines angas) į vieną gana patrauklią koncepciją.

Ši koncepcija tapo dar įspūdingesnė, kai Russellas pasidalino savo idėjomis apie tai, kaip ankstyvieji organizmai sugeria energiją. Kitaip tariant, jis paaiškino, kaip gali veikti jų medžiagų apykaita. Jo idėja buvo paremta vieno iš užmirštų šiuolaikinio mokslo genijų darbais.

Mitchello „juokingi“ eksperimentai

60-aisiais biochemikas Peteris Mitchellas dėl ligos buvo priverstas palikti Edinburgo universitetą.

Kornvalyje esantį dvarą jis pavertė savo asmenine laboratorija. Atskirtas nuo mokslo bendruomenės, jis finansavo savo darbą parduodamas naminių karvių pieną. Daugelis biochemikų, įskaitant Leslie Orgel, kurių RNR tyrimai buvo aptarti anksčiau, Mitchello darbą laikė itin absurdišku.

Praėjus beveik dviem dešimtmečiams, Mitchellas triumfavo, 1978 m. gavęs Nobelio chemijos premiją. Jis niekada neišgarsėjo, tačiau jo idėjas galima pamatyti bet kuriame biologijos vadovėlyje.

Mitchellas savo gyvenimą paskyrė tyrinėdamas, kaip organizmai išleidžia energiją, kurią gauna iš maisto. Kitaip tariant, jam buvo įdomu, kaip mes išliksime gyvi nuo sekundės iki sekundės.

Britų biochemikas Peteris Mitchellas gavo Nobelio chemijos premiją už darbą atrandant ATP sintezės mechanizmą.

Kaip organizmas kaupia energiją

Mitchellas žinojo, kad visos ląstelės kaupia energiją konkrečioje molekulėje, vadinamoje adenozino trifosfatu (ATP). Svarbu tai, kad prie adenozino yra prijungta trijų fosfatų grandinė. Trečiojo fosfato pridėjimas atima daug energijos, kuri vėliau kaupiama ATP.

Kai ląstelei reikia energijos (pavyzdžiui, susitraukiant raumenims), ji iš ATP atskiria trečiąjį fosfatą. Tai paverčia ATP į adenozido fosfatą (ADP) ir išskiria sukauptą energiją.

Mitchellas norėjo suprasti, kaip ląstelėms pavyko sukurti ATP. Kaip jie sukoncentravo pakankamai energijos į ADP, kad prisijungtų trečiasis fosfatas?

Mitchell žinojo, kad fermentas, gaminantis ATP, yra ant membranos. Jis padarė išvadą, kad ląstelės pumpuoja įkrautas daleles, vadinamas protonais, per membraną, todėl vienoje pusėje galima pamatyti daug protonų, o kitoje jų beveik nėra.

Tada protonai bando grįžti į membraną, kad išlaikytų pusiausvyrą iš abiejų pusių, tačiau jie gali patekti tik į fermentą. Protonų srautas, besisukantis aplinkui, suteikia fermentui reikalingos energijos ATP susidarymui.

Mitchellas pirmą kartą pasiūlė šią idėją 1961 m. Kitus 15 metų jis gynė savo teoriją nuo puolimo, nepaisydamas didžiulių įrodymų.

Šiandien žinoma, kad Mitchello aprašytas procesas būdingas kiekvienai gyvai planetos būtybei. Tai šiuo metu vyksta jūsų ląstelėse. Kaip ir DNR, ji yra pagrindinė mūsų žinomo gyvenimo dalis.

Natūralus protonų atskyrimas buvo būtinas gyvybei

Kurdamas savo gyvybės teoriją, Russellas atkreipė dėmesį į Mitchello parodytą protonų atskyrimą: vienoje membranos pusėje yra daug protonų, o kitoje – tik keli.

Visoms ląstelėms reikalingas šis protonų dalijimasis energijai kaupti.

Šiuolaikinės ląstelės sukuria šį dalijimąsi išpumpuodamos protonus iš membranos, tačiau yra sudėtinga molekulinė mechanika, kuri negali atsitikti per naktį.

Taigi Russellas padarė dar vieną logišką išvadą: gyvybė susiformavo ten, kur buvo natūralus protonų atskyrimas.

Kažkur netoli hidroterminių angų. Tačiau ventiliacijos anga turi būti konkretaus tipo.

Ankstyvoji Žemė turėjo rūgštines jūras, o rūgštus vanduo tiesiog prisotintas protonų. Norint atskirti protonus, vanduo prie hidroterminių angų turi būti neturtingas protonų: kitaip tariant, jis turi būti šarminis.

Korliso hidroterminės angos neatitiko šios sąlygos. Jie buvo ne tik per karšti, bet ir per rūgštūs.

Tačiau 2000 m. Deborah Kelly iš Vašingtono universiteto atrado pirmąsias šarmines hidrotermines angas.

Daktarė Deborah Kelly.

Šarminės ir vėsios hidroterminės angos

Kelly labai sunkiai sugebėjo tapti mokslininke. Jos tėvas mirė, kai ji mokėsi vidurinėje, ir jai teko dirbti po paskaitų, kad susimokėtų už universitetą.

Tačiau jai pavyko, o vėliau kilo mintis tyrinėti povandeninius ugnikalnius ir karštus hidroterminius šaltinius. Jos aistra tyrinėti ugnikalnius ir povandenines karštas orlaides atvedė ją į Atlanto vandenyno širdį. Būtent čia, gilumoje, iš vandenyno dugno iškilo didinga kalnų grandinė.

Ant šios keteros Kelly atrado visą hidroterminių angų tinklą, kurį pavadino „Prarastu miestu“. Jie nebuvo panašūs į tuos, kuriuos rado Korlisas.

Iš jų tekėjo 40-75 laipsnių Celsijaus temperatūros ir nedidelio šarmo vanduo. Karbonatiniai mineralai iš tokio vandens suformavo stačias baltas kolonas, panašias į dūmų stulpelius ir kylančias iš dugno kaip vargonų vamzdžiai. Nepaisant baisios ir „vaiduokliškos“ išvaizdos, šiuose stulpuose iš tikrųjų gyveno šiltame vandenyje gyvenančių mikroorganizmų kolonijos.

Šios šarminės angos puikiai atitinka Russell teoriją. Jis buvo tikras, kad gyvenimas prasidėjo angos, panašios į Prarasto miesto.

Bet buvo viena problema. Kaip geologas, Russellas nepakankamai žinojo apie biologines ląsteles, kad jo teorija būtų kuo įtikinamesnė.

Išsamiausia gyvybės atsiradimo Žemėje teorija

Norėdamas įveikti savo ribotų žinių problemas, Russellas susivienijo su amerikiečių biologu Williamu Martinu. Prieštaringai vertinamas Martinas didžiąją savo karjeros dalį praleido Vokietijoje.

2003 m. jie pristatė patobulintą ankstesnės Russell koncepcijos versiją. Ir, ko gero, šią teoriją apie gyvybės atsiradimą Žemėje galima pavadinti išsamiausia iš visų egzistuojančių.

Kelly dėka jie žinojo, kad šarminių angų uolos yra porėtos: jose buvo mažos skylutės, užpildytos vandeniu. Mokslininkai teigė, kad šios skylės veikė kaip „ląstelės“. Kiekviename iš jų buvo svarbių medžiagų, tokių kaip mineralai, tokie kaip piritas. Pridėkite prie to natūralų protonų dalijimąsi, kurį suteikė ventiliacijos angos, ir gausite idealią vietą medžiagų apykaitai.

Russellas ir Martinas teigė, kad kai gyvybė pradėjo panaudoti cheminę ištekėjimo vandens energiją, ji pradėjo kurti tokias molekules kaip RNR. Galiausiai ji sukūrė savo membraną, tapdama tikra ląstele, ir paliko porėtą uolą, patraukdama į atvirus vandenis.

Šiandien tai yra viena iš pagrindinių hipotezių apie gyvybės kilmę.

Naujausi atradimai

Ši teorija sulaukė didelio palaikymo 2016 m. liepos mėn., kai Martinas paskelbė tyrimą, kuriame buvo rekonstruoti kai kurie „paskutinio visuotinio bendro protėvio“ (LUCA) bruožai. Tai yra sutartinis pavadinimas organizmui, egzistavusiam prieš milijardus metų, dėl kurio atsirado visa šiuolaikinio gyvenimo įvairovė.

Galbūt niekada nerasime šio organizmo fosilijų, tačiau remdamiesi visais turimais duomenimis galime atspėti, kaip jis atrodė ir kokiomis savybėmis pasižymėjo tyrinėdami šiuolaikinius mikroorganizmus.

Būtent taip ir padarė Martinas. Jis ištyrė 1930 šiuolaikinių mikroorganizmų DNR ir nustatė 355 genus, kurie buvo beveik visuose.

Galima daryti prielaidą, kad šie 355 genai buvo perduodami iš kartos į kartą, nes visi šie 1930 mikrobų turėjo bendrus protėvius – tikriausiai iš to laiko, kai dar egzistavo PUOP.

Tarp šių genų buvo tie, kurie buvo atsakingi už protonų skaidymą, bet ne tie, kurie buvo atsakingi už šio skilimo sukūrimą – kaip ir Russello ir Martino teorijoje.

Be to, atrodė, kad PUOP gali prisitaikyti prie tokių medžiagų kaip metanas, o tai reiškė, kad aplink jį yra vulkaniškai aktyvi aplinka. Tai yra, hidroterminė anga.

Ne taip paprasta

Tačiau „RNA World“ idėjos šalininkai rado dvi „Russell-Martin“ koncepcijos problemas. Vieną vis dar galima būtų pataisyti, bet kitas gali reikšti visos teorijos žlugimą.

Pirmoji problema – eksperimentinių įrodymų, kad Russello ir Martino aprašyti procesai iš tikrųjų vyko, trūkumas.

Taip, mokslininkai žingsnis po žingsnio sukūrė teoriją, tačiau laboratorijoje dar nebuvo atkurtas nė vienas žingsnis.

„Pirminės išvaizdos idėjos šalininkai replikacija reguliariai pateikia eksperimentų rezultatus“, – sako gyvybės kilmės ekspertas Armenas Mulkijanyanas. „Pirminės išvaizdos idėjos šalininkai medžiagų apykaitą jie to nedaro“.

Tačiau tai netrukus gali pasikeisti dėl Martino kolegos Nicko Lane'o iš Londono universiteto koledžo. Lane'as sukūrė „gyvybės kilmės reaktorių“, kuris imituotų sąlygas šarminės angos viduje. Jis tikisi atkurti medžiagų apykaitos ciklus ir galbūt net RNR. Tačiau dar anksti apie tai kalbėti.

Antra problema yra ta, kad ventiliacijos angos yra giliai po vandeniu. Kaip pabrėžė Milleris 1988 m., ilgos grandinės molekulės, tokios kaip RNR ir baltymai, negali susidaryti vandenyje be fermentų, neleidžiančių joms suirti.

Daugeliui tyrinėtojų šis argumentas tapo lemiamu.

„Turėdami chemijos išsilavinimą, negalėsite patikėti giliavandenių angų teorija, nes išmanote chemiją ir suprantate, kad visos šios molekulės yra nesuderinamos su vandeniu“, - sako Mulkijanian.

Tačiau Russellas ir jo šalininkai neskuba išsižadėti savo idėjų.

Tačiau per pastarąjį dešimtmetį išryškėjo trečiasis požiūris, lydimas daugybės itin įdomių eksperimentų.

Skirtingai nuo teorijų apie RNR pasaulį ir hidrotermines angas, šis metodas, jei pasisektų, žadėjo neįsivaizduojamą dalyką – sukurti gyvą ląstelę nuo nulio.

Kaip sukurti ląstelę?

Iki XXI amžiaus pradžios buvo dvi pagrindinės gyvybės kilmės sampratos.

1. Rėmėjai "RNR pasaulis" teigė, kad gyvenimas prasidėjo nuo savaime besidauginančios molekulės.
2. Teorijos apie " pirminis metabolizmas" sukūrė išsamų vaizdą apie tai, kaip gyvybė galėjo atsirasti giliavandenėse hidroterminėse angose.

Tačiau išryškėjo trečioji teorija.

Kiekvienas gyvas padaras Žemėje susideda iš ląstelių. Kiekviena ląstelė iš esmės yra minkštas rutulys su kieta sienele arba „membrana“.

Ląstelės užduotis yra turėti visus gyvybiškai svarbius elementus. Jei plyš išorinė sienelė, vidinės pusės išsilies ir ląstelė iš esmės žus – kaip išdarytas žmogus.

Išorinė ląstelės sienelė yra tokia svarbi, kad kai kurie mokslininkai mano, kad ji turėjo būti pirmoji. Jie įsitikinę, kad „pirminės genetikos“ teorija ir „pirminio metabolizmo“ teorija yra iš esmės klaidingos.

Jų alternatyva, „pirminis suskirstymas“, pirmiausia remiasi Pier Luigi Luisi iš Romos Tre universiteto Romoje darbu.

Protoelemento teorija

Luisi argumentai paprasti ir įtikinami. Kaip galite įsivaizduoti medžiagų apykaitos procesą ar savaime besidauginančią RNR, kuriam reikia daug medžiagų vienoje vietoje, jei nėra talpyklos, kurioje molekulės būtų saugios?

Iš to darytina tokia išvada: yra tik vienas gyvybės atsiradimo variantas.

Kažkaip, tarp ankstyvosios Žemės karščio ir audrų, tam tikros žaliavos suformavo primityvias ląsteles arba „protoelementus“.

Norint įrodyti šią teoriją, būtina atlikti eksperimentus laboratorijoje – pabandyti sukurti paprastą gyvą ląstelę.

Luisi idėjos buvo įsišaknijusios sovietų mokslininko Aleksandro Oparino darbuose, apie kuriuos buvo kalbama anksčiau. Oparinas pabrėžė, kad kai kurios medžiagos sudaro burbulus, vadinamus koacervuoja, kurios centre gali laikyti kitas medžiagas.

Luisi pasiūlė, kad šie koacervatai buvo pirmieji protoląsteliai.

Koacervatai galėjo būti pirmieji protoląsteliai.

Lipidų pasaulis

Bet kokia riebi ar riebi medžiaga ant vandens sudarys burbuliukus arba plėvelę. Ši medžiagų grupė vadinama lipidais, o teorija, kad jos sukėlė gyvybę, vadinama „lipidų pasauliu“.

Tačiau vien burbulų susidarymo neužtenka. Jie turi būti stabilūs, gebėti dalytis, kad susidarytų „dukteriniai“ burbulai, ir bent šiek tiek kontroliuoti medžiagų srautą į juos ir iš jų – visa tai be baltymų, atsakingų už šias funkcijas šiuolaikinėse ląstelėse.

Tai reiškia, kad iš reikalingų medžiagų reikėjo sukurti protoceles. Būtent tai Luisi darė keletą dešimtmečių, tačiau jis niekada nepateikė nieko įtikinamo.

Protocelis su RNR

Tada 1994 m. Luisi pateikė drąsų pasiūlymą. Jo nuomone, pirmuosiuose protoląstelėse turėjo būti RNR. Be to, ši RNR turėtų sugebėti daugintis protoląstelėje.

Ši prielaida reiškė gryno „pirminio skirstymo į skyrius“ atmetimą, tačiau Luisi tam turėjo rimtų priežasčių.

Ląstelė su išorine sienele, bet viduje nėra genų, neturėjo daugelio funkcijų. Ji turėjo sugebėti dalytis į dukterines ląsteles, bet negalėjo perduoti informacijos apie save savo palikuonims. Ląstelė galėtų pradėti vystytis ir tapti sudėtingesnė tik tuo atveju, jei joje būtų bent keli genai.

Ši teorija netrukus sulaukė stipraus šalininko Jacko Szostako, kurio darbas dėl RNR pasaulio hipotezės buvo aptartas anksčiau. Daugelį metų šie mokslininkai buvo priešingose ​​mokslo bendruomenės pusėse – Luisi palaikė „pirminio skirstymo į atskirtį“ idėją, o Shostakas – „pirminę genetiką“.

„Gyvenimo kilmės konferencijose mes visada įsiveldavome į ilgas diskusijas, kas svarbesnė, o kas pirmesnė“, – prisimena Szostakas. „Galų gale supratome, kad ląstelėms reikia abiejų. Priėjome prie išvados, kad be suskirstymo ir genetinės sistemos nebūtų galėjusi susiformuoti pirmoji gyvybė.

2001 m. Szostakas ir Luisi suvienijo jėgas ir tęsė savo tyrimus. Straipsnyje žurnale „Nature“ jie teigė, kad norint sukurti gyvą ląstelę nuo nulio, reikia įdėti savaime besidauginančią RNR į paprastą riebalų lašą.

Idėja buvo drąsi, ir netrukus Šostakas visiškai atsidėjo jos įgyvendinimui. Teisingai nuspręsdamas, kad „negalite aprašyti teorijos be praktinių įrodymų“, jis nusprendė pradėti eksperimentus su protoląstelėmis.

Pūslelės

Po dvejų metų Shostakas ir du kolegos paskelbė apie didelį mokslinį proveržį.

Eksperimentai buvo atlikti su pūslelėmis: sferiniais lašeliais su dviem riebalų rūgščių sluoksniais išorėje ir skysta šerdimi viduje.

Siekdami pagreitinti pūslelių susidarymą, mokslininkai pridėjo molio mineralo, vadinamo montmorilonitu, dalelių. Tai 100 kartų pagreitino pūslelių susidarymą. Molio paviršius tarnavo kaip katalizatorius, iš esmės atliekantis fermento užduotį.

Be to, pūslelės gali absorbuoti ir montmorilonito daleles, ir RNR grandines iš molio paviršiaus.

Dėl paprasto molio pridėjimo, protoląstelėse galiausiai buvo ir genai, ir katalizatorius.

Sprendimas pridėti montmorilonito nebuvo be priežasties. Dešimtmečius trukę tyrimai parodė, kad montmorilonitas ir kiti molio mineralai buvo labai svarbūs gyvybės atsiradimui.

Montmorilonitas yra įprastas molis. Šiais laikais jis plačiai naudojamas kasdieniame gyvenime, pavyzdžiui, kaip kačių kraiko užpildas. Jis susidaro, kai vulkaniniai pelenai suyra veikiant oro sąlygoms. Kadangi ankstyvojoje Žemėje buvo daug ugnikalnių, logiška manyti, kad montmorilonito buvo gausu.

Dar 1986 metais chemikas Jamesas Ferrisas įrodė, kad montmorilonitas yra katalizatorius, skatinantis organinių molekulių susidarymą. Vėliau jis taip pat atrado, kad šis mineralas pagreitina mažų RNR susidarymą.

Tai paskatino Ferrisą patikėti, kad nepastebimas molis kadaise buvo gyvybės vieta. Szostakas ėmėsi šios idėjos ir panaudojo montmorilonitą protoląstelėms kurti.

Pūslelių susidarymas dalyvaujant moliui įvyko šimtus kartų greičiau.

Protocelių kūrimas ir dalijimasis

Po metų Shostako komanda atrado, kad jų protoląstelės auga savaime.

Kai į protoląstelę buvo įtrauktos naujos RNR molekulės, išorinė sienelė nukrito didėjant slėgiui. Atrodė, kad protocelė užpildė pilvą ir tuoj sprogs.

Norėdami kompensuoti spaudimą, protoląstelės atrinko daugiausiai riebalų rūgščių ir įmontavo jas į sieną, kad jos galėtų toliau saugiai išsipūsti iki didelių dydžių.

Tačiau svarbu tai, kad riebalų rūgštys buvo paimtos iš kitų protoląstelių, turinčių mažiau RNR, todėl jos pradėjo trauktis. Tai reiškė, kad protoląstelės varžėsi ir laimėjo tie, kuriuose buvo daugiausia RNR.

Tai lėmė įspūdingas išvadas. Jei protoląstelės galėtų augti, ar jos galėtų dalytis? Ar Šostakas sugebės priversti protoląsteles daugintis savarankiškai?

Pirmieji Šostako eksperimentai parodė vieną iš protoląstelių dalijimosi būdų. Kai protoląstelės buvo išstumtos per mažas skylutes, jos buvo suspaustos į vamzdelių formą, kurios vėliau suskirstytos į „dukterines“ protoląsteles.

Tai buvo šaunu, nes procese nedalyvavo jokie koriniai mechanizmai, tik įprastas mechaninis slėgis.

Tačiau buvo ir trūkumų, nes eksperimento metu protocellai prarado dalį savo turinio. Taip pat paaiškėjo, kad pirmosios ląstelės galėjo dalytis tik veikiamos išorinių jėgų, kurios jas išstumtų pro siauras skylutes.

Yra daug būdų priversti pūsleles dalytis: pavyzdžiui, įpylus stiprią vandens srovę. Tačiau reikėjo rasti būdą, kaip protoląstelės dalytųsi neprarasdamos savo turinio.

Svogūnų principas

2009 m. Shostakas ir jo mokinys Ting Zhu rado sprendimą. Jie sukūrė šiek tiek sudėtingesnius protoelementus su keliomis sienelėmis, šiek tiek panašius į svogūno sluoksnius. Nepaisant akivaizdaus sudėtingumo, sukurti tokius protocelius buvo gana paprasta.

Kai Zhu juos maitino riebalų rūgštimis, protoląstelės augo ir pakeitė formą, pailgėjo ir įgavo į siūlą panašią formą. Kai protoląstelė tapo pakankamai didelė, užteko tik nedidelės jėgos, kad jis suskaidytų į mažas dukterines protoląsteles.

Kiekvienoje dukterinėje protoląstelėje buvo RNR iš motininio protoląstelio ir praktiškai nebuvo prarastas RNR elementas. Be to, protoląstelės galėjo tęsti šį ciklą – dukteriniai protoląsteliai augo ir dalijasi savarankiškai.

Tolesniuose eksperimentuose Zhu ir Szostakas rado būdą, kaip priversti protoląsteles dalytis. Panašu, kad viena problemos dalis buvo išspręsta.

Savarankiško RNR kopijavimo būtinybė

Tačiau protoelementai vis tiek tinkamai neveikė. Luisi į protoląsteles žiūrėjo kaip į savaime besidauginančių RNR nešiklius, tačiau iki šiol RNR buvo tiesiog viduje ir nieko nedarė.

Norėdamas parodyti, kad protoląstelės iš tiesų buvo pirmoji gyvybė Žemėje, Shostakas turėjo priversti RNR pasidaryti savo kopijas.

Užduotis nebuvo lengva, nes dešimtmečius trukę mokslininkų eksperimentai, apie kuriuos rašėme anksčiau, nepadėjo sukurti savaime besidauginančios RNR.

Pats Šostakas susidūrė su ta pačia problema ankstyvame savo darbo su RNR pasaulio teorija metu. Nuo to laiko niekas to neišsprendė.

Aštuntąjį ir devintąjį dešimtmečius Orgelis tyrinėjo RNR gijų kopijavimo principą.

Jo esmė paprasta. Jums reikia paimti vieną RNR grandinę ir įdėti į indą su nukleotidais. Tada naudokite šiuos nukleotidus, kad sukurtumėte antrąją RNR grandinę, kuri papildytų pirmąją.

Pavyzdžiui, „CGC“ mėginio RNR grandinė sudarys papildomą „GCG“ mėginio grandinę. Kita kopija atkurs originalią CGC grandinę.

Orgelis pastebėjo, kad tam tikromis sąlygomis RNR grandinės taip kopijuojamos be fermentų pagalbos. Visai gali būti, kad pirmoji gyvybė taip nukopijavo savo genus.

Iki 1987 m. Orgel RNR grandinėse galėjo sukurti papildomas 14 nukleotidų ilgio grandines, kurios taip pat buvo 14 nukleotidų ilgio.

Trūksta elemento

Adamala ir Szostakas atrado, kad reakcijai reikalingas magnis. Tai buvo problematiška, nes magnis sunaikino protoląsteles. Tačiau buvo sprendimas: naudoti citratą, kuris yra beveik identiškas citrinų rūgščiai, esančiai citrinose ir apelsinuose, ir kurio yra kiekvienoje gyvoje ląstelėje.

Straipsnyje, paskelbtame 2013 m., Adamala ir Szostak aprašė tyrimą, kurio metu į protoląsteles buvo pridėta citrato, kuris sutapo su magniu ir apsaugojo protoląsteles, netrukdydamas grandinės kopijavimui.

Kitaip tariant, jie pasiekė tai, apie ką Luisi kalbėjo 1994 m. „Mes leidome RNR savarankiškai daugintis riebalų rūgščių pūslelėse“, - sako Szostakas.

Vos per dešimt metų trukusių tyrimų Shostako komanda pasiekė neįtikėtinų rezultatų.

• Mokslininkai sukūrė protoląsteles, kurios išlaiko savo genus ir absorbuoja naudingas molekules iš savo aplinkos.
• Protocelės gali augti ir dalytis ir netgi konkuruoti tarpusavyje.
• Juose yra RNR, kurios savaime dauginasi.
• Visais atžvilgiais laboratorijoje sukurti protoelementai stebėtinai primena gyvenimą.

Jie taip pat buvo atsparūs. 2008 m. Szostako komanda išsiaiškino, kad protoląstelės gali išgyventi iki 100 laipsnių Celsijaus temperatūroje, kurioje miršta dauguma šiuolaikinių ląstelių. Tai tik sustiprino įsitikinimą, kad protoląstelės yra panašios į pirmąją gyvybę, kuriai reikėjo kažkaip išgyventi nuolatinio meteorų lietaus sąlygomis.

„Shostako sėkmė yra įspūdinga“, – sako Armenas Mulkijanyanas.

Tačiau iš pirmo žvilgsnio Šostako požiūris labai skiriasi nuo kitų gyvybės kilmės tyrimų, kurie tęsėsi per pastaruosius 40 metų. Užuot sutelkęs dėmesį į „pirminį savęs atkūrimą“ arba „pirminį suskaidymą“, jis rado būdą sujungti šias teorijas.

Tai tapo priežastimi sukurti naują vieningą požiūrį į gyvybės atsiradimo Žemėje tyrimo tyrimą.

Šis požiūris reiškia, kad pirmasis gyvenimas neturėjo savybių, kurios atsirado anksčiau nei kiti. „Pirminio charakteristikų rinkinio“ idėja jau turi daug praktinių įrodymų ir, hipotetiškai, gali išspręsti visas esamų teorijų problemas.

Didysis susivienijimas

Ieškodami atsakymo į gyvybės kilmės klausimą, XX amžiaus mokslininkai buvo suskirstyti į 3 stovyklas. Kiekvienas laikėsi tik savo hipotezių ir kalbėjo apie kitų dviejų darbą. Šis metodas tikrai buvo veiksmingas, tačiau kiekviena stovykla galiausiai susidurdavo su neįveikiamomis problemomis. Todėl šiomis dienomis keli mokslininkai nusprendė išbandyti bendrą požiūrį į šią problemą.

Suvienijimo idėja kilo iš neseniai atlikto atradimo, kuris įrodo tradicinę RNR pasaulio „pirminio savęs dauginimosi“ teoriją, bet tik iš pirmo žvilgsnio.

2009 metais RNR pasaulio teorijos šalininkai susidūrė su didele problema. Jie negalėjo sukurti nukleotidų, RNR statybinių blokų, taip, kaip būtų galėję sukurti patys ankstyvosiomis Žemės sąlygomis.

Kaip matėme anksčiau, tai paskatino daugelį tyrinėtojų manyti, kad pirmoji gyvybė visiškai nebuvo pagrįsta RNR.

Johnas Sutherlandas apie tai galvojo nuo devintojo dešimtmečio. „Būtų puiku, jei kas nors parodytų, kaip RNR susirenka pati“, – sako jis.

Sutherlando laimei, jis dirbo Kembridžo molekulinės biologijos laboratorijoje (CMB). Dauguma mokslinių tyrimų institutų nuolat veržiasi į savo darbuotojus laukdami naujų atradimų, tačiau LMB leido darbuotojams rimtai dirbti su šia problema. Taigi Sutherlandas galėjo laisvai apmąstyti, kodėl buvo taip sunku pagaminti RNR nukleotidus, ir per kelerius metus jis sukūrė alternatyvų metodą.

Dėl to Sutherlandas priėjo visiškai naują požiūrį į gyvybės kilmę, ty visi pagrindiniai gyvybės komponentai galėjo formuotis vienu metu.

Kuklus Kembridžo molekulinės biologijos laboratorijos pastatas.

Laimingas molekulių ir aplinkybių sutapimas

„Buvo pažeisti keli pagrindiniai RNR chemijos aspektai“, – aiškina Sutherlandas. Kiekvienas RNR nukleotidas sudarytas iš cukraus, bazės ir fosfato. Tačiau praktiškai pasirodė, kad neįmanoma priversti cukraus ir bazės sąveikauti. Molekulės buvo tiesiog netinkamos formos.

Taigi Sutherlandas pradėjo eksperimentuoti su kitomis medžiagomis. Galų gale jo komanda sukūrė 5 paprastas molekules, sudarytas iš kitos rūšies cukraus ir cianamido, kuris, kaip rodo pavadinimas, yra susijęs su cianidu. Šios medžiagos buvo perkeltos į daugybę cheminių reakcijų, dėl kurių galiausiai buvo sukurti du iš keturių nukleotidų.

Tai neabejotinai buvo sėkminga ir akimirksniu padidino Sutherlando reputaciją.

Daugelis stebėtojų manė, kad tai buvo dar vienas „RNR pasaulio“ teorijos įrodymas. Tačiau pats Sutherlandas tai matė kitaip.

„Klasikinė“ RNR pasaulio hipotezė buvo sutelkta į tai, kad pirmuosiuose organizmuose RNR buvo atsakinga už visas gyvybės funkcijas. Tačiau Sutherlandas šį teiginį vadina „beviltiškai optimistišku“. Jis mano, kad RNR dalyvavo, bet nebuvo vienintelis gyvybingumui svarbus komponentas.

Sutherlandą įkvėpė naujausias Jacko Szostako darbas, kuris sujungė RNA World „pirminės savaiminės replikacijos“ koncepciją su Pier Luigi Luisi „pirminio skirstymo į skyrius“ idėjomis.

Kaip sukurti gyvą ląstelę nuo nulio

Sutherlando dėmesį patraukė keista nukleotidų sintezės detalė, kuri iš pradžių atrodė atsitiktinė.

Paskutinis Sutherlando eksperimentų žingsnis visada buvo fosfatų pridėjimas prie nukleotido. Tačiau vėliau jis suprato, kad turėtų tai pridėti Nuo pat pradžių, nes fosfatas pagreitina reakcijas ankstyvosiose stadijose.

Atrodė, kad pradinis fosfato pridėjimas padidino reakcijos atsitiktinumą, tačiau Sutherlandas sugebėjo suprasti, kad šis atsitiktinumas buvo naudingas.

Tai privertė jį pagalvoti mišiniai turi būti chaotiški. Ankstyvojoje Žemėje greičiausiai viename baseine plūduriavo daug cheminių medžiagų. Žinoma, mišiniai neturėtų priminti pelkių vandens, nes reikia rasti optimalų atsitiktinumo lygį.

1950 m. sukurti Stanley Millerio mišiniai, aptarti anksčiau, buvo daug chaotiškesni nei Sutherlando mišinys. Juose buvo biologinių molekulių, tačiau, kaip sako Sutherlandas, jų „buvo nedaug, be to, juos lydėjo daug daugiau nebiologinių junginių“.

Sutherlandas manė, kad Millerio eksperimento sąlygos nebuvo pakankamai grynos. Mišinys buvo pernelyg chaotiškas, todėl jame tiesiog dingo reikalingos medžiagos.

Taigi Sutherlandas nusprendė rasti „Auksaplaukės chemiją“: ne tiek perkrautą įvairiomis medžiagomis, kad taptų nenaudinga, bet ir ne tokią paprastą, kad būtų ribotos savo galimybės.

Reikėjo sukurti sudėtingą mišinį, kuriame visi gyvybės komponentai galėtų formuotis vienu metu ir tada susijungti.

Pirmykštis tvenkinys ir gyvybės susiformavimas per kelias minutes

Paprasčiau tariant, įsivaizduokite, kad prieš 4 milijardus metų Žemėje buvo nedidelis tvenkinys. Per daugelį metų jame susidarė reikalingos medžiagos, kol mišinys įgavo cheminę sudėtį, reikalingą procesui pradėti. Ir tada susiformavo pirmoji ląstelė, galbūt vos per kelias minutes.

Tai gali skambėti fantastiškai, kaip viduramžių alchemikų teiginiai. Tačiau Sutherlandas pradėjo turėti įrodymų.

Nuo 2009 m. jis įrodė, kad naudojant tas pačias medžiagas, kurios sudarė pirmuosius du jo RNR nukleotidus, galima sukurti kitas bet kuriam gyvam organizmui svarbias molekules.

Kitas akivaizdus žingsnis buvo sukurti kitus RNR nukleotidus. Sutherlandas to dar neįvaldė, tačiau 2010 metais jis pademonstravo artimas molekules, kurios potencialiai gali virsti nukleotidais.

O 2013 metais jis surinko aminorūgščių pirmtakus. Šį kartą jis pridėjo vario cianido, kad sukurtų reikiamą reakciją.

Daugelyje eksperimentų buvo cianido pagrindu pagamintų medžiagų, o Sutherlandas jas vėl panaudojo 2015 m. Jis parodė, kad naudojant tą patį medžiagų rinkinį galima sukurti lipidų pirmtakus – molekules, kurios sudaro ląstelių sieneles. Reakcija vyko veikiant ultravioletiniams spinduliams, joje dalyvavo siera ir varis, o tai padėjo pagreitinti procesą.

„Visi statybiniai blokai [susidarė] iš bendros cheminių reakcijų šerdies“, – aiškina Szostakas.

Jei Sutherlandas teisus, tai mūsų požiūris į gyvybės kilmę buvo iš esmės klaidingas pastaruosius 40 metų.

Nuo to momento, kai mokslininkai pamatė, kokia sudėtinga yra ląstelių struktūra, visi susitelkė į mintį, kad pirmosios ląstelės susijungia palaipsniui, elementas po elemento.

Nuo tada, kai Leslie Orgel pristatė idėją, kad RNR buvo pirmoji, mokslininkai „bandė paimti vieną elementą, o paskui padaryti jį likusius“, sako Sutherlandas. Jis pats mano, kad kurti reikia viskas vienu metu.

Chaosas yra būtina gyvenimo sąlyga

„Mes suabejojome mintimi, kad ląstelė yra per sudėtinga, kad ji atsirastų vienu metu“, – sako Sutherlandas. "Kaip matote, vienu metu galite sukurti visų sistemų blokus."

Šostakas netgi įtaria, kad dauguma bandymų sukurti gyvybės molekules ir surinkti jas į gyvas ląsteles žlugo dėl tos pačios priežasties – pernelyg sterilių eksperimentinių sąlygų.

Mokslininkai paėmė reikiamas medžiagas ir visiškai pamiršo tas, kurios taip pat galėjo egzistuoti ankstyvojoje Žemėje. Tačiau Sutherlando darbas rodo, kad kai į mišinį pridedama naujų medžiagų, atsiranda sudėtingesnių junginių.

Šostakas pats su tuo susidūrė 2005 m., kai bandė į savo protoląsteles įvesti RNR fermentą. Fermentui reikėjo magnio, kuris sunaikino protoląstelių membraną.

Sprendimas buvo elegantiškas. Užuot kurę pūsleles tik iš vienos riebalų rūgšties, sukurkite jas iš dviejų rūgščių mišinio. Susidariusios pūslelės galėtų susidoroti su magniu, todėl galėtų veikti kaip RNR fermentų „nešiotojai“.

Be to, Szostakas sako, kad pirmieji genai tikriausiai buvo atsitiktiniai.

Šiuolaikiniai organizmai naudoja gryną DNR, kad perduotų genus, tačiau tikėtina, kad grynos DNR iš pradžių tiesiog nebuvo. Jo vietoje galėtų būti RNR nukleotidų ir DNR nukleotidų mišinys.

2012 m. Szostakas parodė, kad toks mišinys gali susijungti į „mozaikines“ molekules, kurios atrodo ir elgiasi kaip gryna RNR. Ir tai įrodo, kad mišrių RNR ir DNR molekulių teorija turi teisę egzistuoti.

Šie eksperimentai parodė, kad: nesvarbu, ar pirmieji organizmai galėjo turėti gryną RNR, ar gryną DNR.

„Iš tikrųjų grįžau prie idėjos, kad pirmasis polimeras buvo panašus į RNR, bet atrodė šiek tiek chaotiškiau“, – sako Szostakas.

RNR alternatyvos

Gali būti, kad dabar gali būti daugiau alternatyvų RNR, be jau esamų TNC ir PNA, aptartų anksčiau. Nežinome, ar jie egzistavo ankstyvojoje Žemėje, bet net jei egzistavo, ankstyvieji organizmai galėjo juos naudoti kartu su RNR.

Tai buvo nebe „RNR pasaulis“, o „Kažko pasaulis – nėra“.

Iš viso to galime pasimokyti, kad susikurti pirmąją gyvą ląstelę nebuvo taip sunku, kaip manėme anksčiau. Taip, ląstelės yra sudėtingos mašinos. Tačiau, kaip paaiškėjo, jie veiks, nors ir ne tobulai, net jei bus „pagaminti atsitiktinai“ iš laužo medžiagų.

Atsiradusios tokios neapdorotos ląstelės turėtų mažai galimybių išgyventi ankstyvojoje Žemėje. Kita vertus, jie neturėjo konkurencijos ir jiems nekėlė grėsmės jokie plėšrūnai, todėl daugeliu atžvilgių gyvenimas pirminėje Žemėje buvo paprastesnis nei dabar.

Bet yra vienas „bet“

Tačiau yra viena problema, kurios nei Sutherlandas, nei Shostakas negalėjo išspręsti, ir ji yra gana rimta.

Pirmasis organizmas turėjo turėti tam tikrą metabolizmo formą. Nuo pat pradžių gyvenimas turėjo turėti galimybę gauti energijos, kitaip ta gyvybė sunyks.

Šiuo metu Sutherlandas sutiko su Mike'o Russello, Billo Martino ir kitų „pirminės metabolizmo“ šalininkų idėjomis.

„RNR pasaulio“ ir „pirminės metabolizmo“ teorijų šalininkai veltui ginčijosi. Abi pusės turėjo įtikinamų argumentų“, – aiškina Sutherlandas.

„Metabolizmas kažkaip kažkur prasidėjo“, – rašo Šostakas. "Tačiau kas tapo cheminės energijos šaltiniu, yra didelis klausimas."

Net jei Martinas ir Russellas klysta manydami, kad gyvenimas prasidėjo giliavandenėse angose, daugelis jų teorijos dalių yra arti tiesos. Pirmasis yra svarbus metalų vaidmuo gyvybės atsiradime.

Daugelio gamtoje esančių fermentų šerdyje yra metalo atomas. Paprastai tai yra „aktyvioji“ fermento dalis, o likusi molekulės dalis yra atraminė struktūra.

Pirmoji gyvybė negalėjo turėti sudėtingų fermentų, todėl greičiausiai kaip katalizatorius naudojo plikus metalus.

Katalizatoriai ir fermentai

Güntheris Wachtenshauseris sakė tą patį, kai teigė, kad gyvybė susiformavo ant geležies pirito. Russellas taip pat pabrėžia, kad vandenyje, esančiame hidroterminėse angose, gausu metalų, kurie gali veikti kaip katalizatoriai, o Martino paskutinio visuotinio bendro šiuolaikinių bakterijų protėvio tyrimai rodo, kad yra daug geležies pagrindu pagamintų fermentų.

Visa tai rodo, kad daugelis Sutherlando cheminių reakcijų sėkmingai vyko tik dėl vario (ir sieros, kaip pabrėžė Wachtershauseris), o Shostako protoląstelių RNR reikalauja magnio.

Gali būti, kad hidroterminės angos taip pat yra svarbios gyvybės kūrimui.

„Jei pažvelgsite į šiuolaikinę medžiagų apykaitą, pamatysite elementus, kurie kalba patys už save, pavyzdžiui, geležies ir sieros sankaupas“, - aiškina Szostakas. „Tai atitinka idėją, kad gyvybė atsirado angoje arba šalia jos, kur vandenyje buvo daug geležies ir sieros.

Tai pasakius, reikia pridėti tik vieną dalyką. Jei Sutherlandas ir Szostakas eina teisingu keliu, tada vienas ventiliacijos teorijos aspektas tikrai klaidingas: gyvenimas negalėjo prasidėti jūros gelmėse.

"Mūsų atrasti cheminiai procesai labai priklauso nuo ultravioletinės spinduliuotės", - sako Sutherlandas.

Vienintelis tokios spinduliuotės šaltinis yra Saulė, todėl reakcijos turi vykti tiesiai po jos spinduliais. Tai atmeta versiją su giliavandenėmis angomis.

Šostakas sutinka, kad jūros gelmių negalima laikyti gyvybės lopšiu. „Blogiausia yra tai, kad jie yra izoliuoti nuo sąveikos su atmosfera, kuri yra daug energijos turinčių žaliavų, tokių kaip cianidas, šaltinis.

Tačiau visos šios problemos nepadaro hidroterminių angų teorijos nenaudinga. Galbūt šios angos buvo sekliuose vandenyse, kur jie galėjo patekti į saulės šviesą ir cianidą.

Gyvybė atsirado ne vandenyne, o sausumoje

Armenas Mulkijanyanas pasiūlė alternatyvą. O jei gyvybė atsirado vandenyje, bet ne vandenyne, o sausumoje? Būtent vulkaniniame tvenkinyje.

Mulkijanyan atkreipė dėmesį į cheminę ląstelių sudėtį: visų pirma, kokias medžiagas jos priima ir ką atmeta. Paaiškėjo, kad bet kurio organizmo ląstelėse yra daug fosfato, kalio ir kitų metalų, išskyrus natrį.

Šiuolaikinės ląstelės palaiko metalų pusiausvyrą, išsiurbdamos juos iš aplinkos, tačiau pirmosios ląstelės neturėjo tokios galimybės – dar nebuvo sukurtas siurbimo mechanizmas. Todėl Mulkijanian pasiūlė, kad pirmosios ląstelės atsirado ten, kur buvo apytikslis medžiagų, sudarančių dabartines ląsteles, rinkinys.

Tai iš karto išbraukia vandenyną iš galimų gyvybės lopšių sąrašo. Gyvos ląstelės turi daug daugiau kalio ir fosfato bei daug mažiau natrio nei randama vandenyne.

Šiai teorijai labiau tinka geoterminiai šaltiniai šalia ugnikalnių. Šiuose tvenkiniuose yra toks pat metalų mišinys kaip ir ląstelėse.

Šostakas šiltai palaiko idėją. „Manau, kad ideali vieta būtų seklus ežeras ar tvenkinys geotermiškai aktyvioje vietovėje“, – patvirtina jis. „Mums reikia hidroterminių angų, bet ne giliavandenių, o panašių į tas, kurios randamos vulkaniškai aktyviose srityse, tokiose kaip Jeloustounas.

Tokioje vietoje gali vykti Satherlando cheminės reakcijos. Šaltiniuose yra reikiamas spektras medžiagų, vandens lygis svyruoja taip, kad kai kurios vietos kartais išdžiūsta, netrūksta ir saulės ultravioletinių spindulių.

Be to, Szostakas sako, kad tokie tvenkiniai puikiai tinka jo protoląstelėms.

„Protocelės paprastai palaiko žemą temperatūrą, kuri yra naudinga RNR kopijavimui ir kitam paprastam metabolizmui“, - sako Szostakas. "Tačiau laikas nuo laiko jie trumpai įkaista, o tai padeda atskirti RNR grandines ir paruošia jas tolimesnei replikacijai." Šalto ar karšto vandens srautai taip pat gali padėti dalytis protoląstelėms.

Geoterminės versmės šalia ugnikalnių galėjo tapti gyvybės gimtine.

Meteoritai galėjo padėti gyvybei

Remdamasis visais esamais argumentais, Sutherlandas siūlo ir trečią variantą – vietą, kur nukrito meteoritas.

Per pirmuosius 500 milijonų savo egzistavimo metų Žemę reguliariai liedavo meteorų lietus – jie krenta ir šiandien, tačiau daug rečiau. Padoraus dydžio meteorito kritimo vieta galėtų sukurti tokias pačias sąlygas kaip ir tvenkiniai, apie kuriuos kalbėjo Mulkijanyan.

Pirma, meteoritai dažniausiai gaminami iš metalo. Ir tose vietose, kur jie patenka, dažnai yra daug metalų, tokių kaip geležis ir siera. Ir, svarbiausia, tose vietose, kur nukrenta meteoritas, spaudžiama žemės pluta, o tai lemia geoterminį aktyvumą ir karšto vandens atsiradimą.

Sutherlandas aprašo mažas upes ir upelius, tekančius naujai susidariusių kraterių šonais, kurie iš uolienų traukia cianido pagrindu pagamintas medžiagas – visa tai veikiama ultravioletinių spindulių. Kiekvienas srautas neša šiek tiek kitokį medžiagų mišinį nei kiti, todėl galiausiai vyksta skirtingos reakcijos ir susidaro įvairios organinės medžiagos.

Galiausiai upeliai susijungia į vulkaninį tvenkinį kraterio apačioje. Galbūt būtent tokiame tvenkinyje vienu metu buvo surinktos visos reikalingos medžiagos, iš kurių susidarė pirmieji protoląsteliai.

„Tai labai specifinė plėtra“, – sutinka Sutherlandas. Tačiau jis linksta į tai, remdamasis nustatytomis cheminėmis reakcijomis: „Tai yra vienintelė įvykių eiga, kurioje gali vykti visos mano eksperimentuose parodytos reakcijos“.

Šostakas dar nėra tuo visiškai tikras, tačiau sutinka, kad Sutherlando idėjos nusipelno didelio dėmesio: „Man atrodo, kad šie įvykiai galėjo vykti meteorito kritimo vietoje. Bet man taip pat patinka vulkaninių sistemų idėja. Yra svarių argumentų, palaikančių abi versijas“.

Kada sulauksime atsakymo į klausimą: kaip prasidėjo gyvenimas?

Panašu, kad diskusijos greitai nesibaigs ir mokslininkai ne iš karto prieis bendros nuomonės. Sprendimas bus priimtas remiantis eksperimentais su cheminėmis reakcijomis ir protoląstelėmis. Jei paaiškės, kad vienoje iš variantų trūksta pagrindinės medžiagos arba naudojama medžiaga, naikinanti protoląsteles, tai bus laikoma neteisinga.

Tai reiškia, kad pirmą kartą istorijoje esame ties išsamiausio paaiškinimo, kaip prasidėjo gyvenimas, slenksčio.

„Iššūkiai nebeatrodo neįmanomi“, – optimistiškai sako Sutherlandas.

Kol kas vadinamasis Šostako ir Sutherlando požiūris „viskas iš karto“ tėra apytikslis kontūras. Tačiau kiekvienas šio požiūrio argumentas buvo įrodytas dešimtmečiais trukusių eksperimentų.

Ši koncepcija remiasi visais ankstesniais metodais. Tai sujungia visus sėkmingus pokyčius ir tuo pačiu metu išsprendžia individualias kiekvieno požiūrio problemas.

Pavyzdžiui, jis nepaneigia Russell teorijos apie hidrotermines angas, bet naudoja sėkmingiausius jos elementus.

Kas atsitiko prieš 4 milijardus metų

Mes tiksliai nežinome, kas atsitiko prieš 4 milijardus metų.

„Net jei sukursite reaktorių, kuriame iššoks E. coli... jūs negalite sakyti, kad tai yra to paties pirmojo gyvenimo atkūrimas“, - sakė Martinas.

Geriausia, ką galime padaryti, tai įsivaizduoti įvykių eigą, pagrįsti savo viziją įrodymais: eksperimentais chemijos srityje, viskuo, ką žinome apie ankstyvąją Žemę, ir viskuo, ką biologija mums pasakoja apie ankstyvąsias gyvybės formas.

Galiausiai, po šimtmečius trukusių įtemptų pastangų, pamatysime, kaip pradės ryškėti istorija apie tikrąją įvykių eigą.

Tai reiškia, kad artėjame prie didžiausio žmonijos istorijoje susiskaldymo: pasidalijimo tarp tų, kurie žino gyvybės atsiradimo istoriją, ir tų, kurie neišgyveno iki šios akimirkos, todėl niekada ir negalės jos pažinti.

Visi tie, kurie nesulaukė 1859 m. išleisto Darvino „Rūšių kilmės“, mirė nė nenutuokę apie žmogaus kilmę, nes nieko nežinojo apie evoliuciją. Tačiau šiandien visi, išskyrus kelias izoliuotas bendruomenes, gali sužinoti tiesą apie mūsų giminystę su kitais gyvūnų pasaulio atstovais.

Lygiai taip pat visi, gimę Jurijui Gagarinui patekus į Žemės orbitą, tapo visuomenės, galinčios keliauti į kitus pasaulius, nariais. Ir nors planetą aplankė ne kiekvienas gyventojas, kelionės į kosmosą jau tapo šiuolaikine realybe.

Nauja realybė

Šie faktai subtiliai keičia mūsų pasaulio suvokimą. Jie daro mus išmintingesnius. Evoliucija moko mus vertinti bet kokį gyvą padarą, nes visi galime būti laikomi giminaičiais, nors ir tolimais. Kosminės kelionės moko pažvelgti į savo gimtąją planetą iš šalies, kad suprastume, kokia ji unikali ir trapi.

Kai kurie šiandien gyvenantys žmonės netrukus taps pirmieji istorijoje, galėsiantys pasakoti apie savo kilmę. Jie sužinos apie savo bendrą protėvį ir kur jis gyveno.

Šios žinios mus pakeis. Grynai moksliniu požiūriu tai suteiks mums supratimą apie gyvybės atsiradimo galimybes Visatoje ir kur mes galime jos ieškoti. Tai taip pat atskleis mums gyvenimo esmę.

Bet galime tik spėlioti, kokia išmintis atsiras prieš mus tą akimirką, kai bus atskleista gyvybės kilmės paslaptis. Kiekvieną mėnesį ir metus mes esame arčiau, kad išspręstume didžiąją gyvybės atsiradimo mūsų planetoje paslaptį. Skaitant šias eilutes dabar daromi nauji atradimai.

Taip pat skaitykite:

Pasidalinkite šiuo straipsniu

Kaip Žemėje atsirado gyvybė? Detalės žmonijai nežinomos, tačiau kertiniai principai yra nustatyti. Yra dvi pagrindinės teorijos ir daug smulkių. Taigi, pagal pagrindinę versiją, organiniai komponentai į Žemę atkeliavo iš kosmoso, pagal kitą – viskas įvyko Žemėje. Štai keletas populiariausių mokymų.

Panspermija

Kaip atsirado mūsų Žemė? Planetos biografija yra unikali, ir žmonės bando ją išnarplioti įvairiais būdais. Egzistuoja hipotezė, kad Visatoje egzistuojanti gyvybė plinta per meteoroidus (dangaus kūnai yra tarpplanetinių dulkių ir asteroido dydžio), asteroidus ir planetas. Daroma prielaida, kad yra gyvybės formų, kurios gali atlaikyti poveikį (radiaciją, vakuumą, žemą temperatūrą ir kt.). Jie vadinami ekstremofilais (įskaitant bakterijas ir mikroorganizmus).

Jie patenka į šiukšles ir dulkes, kurios išmetamos į kosmosą po to, kai išsaugoma gyvybė po mažų Saulės sistemos kūnų mirties. Neveikiančios būsenos bakterijos gali keliauti ilgą laiką, kol dar kartą atsitiktinai susidurs su kitomis planetomis.

Jie taip pat gali susimaišyti su protoplanetiniais diskais (tankiu dujų debesiu aplink jauną planetą). Jei „tvirtieji, bet mieguisti kariai“ naujoje vietoje randa palankias sąlygas, jie suaktyvėja. Prasideda evoliucijos procesas. Istorija atskleidžiama zondų pagalba. Duomenys iš instrumentų, buvusių kometų viduje, rodo: didžiąja dauguma atvejų pasitvirtina tikimybė, kad mes visi esame „maži ateiviai“, nes gyvybės lopšys yra kosmosas.

Biopoezė

Štai dar viena nuomonė apie tai, kaip prasidėjo gyvenimas. Žemėje yra gyvų ir negyvų dalykų. Kai kurie mokslai palankiai vertina abiogenezę (biopoezę), kuri paaiškina, kaip natūralios transformacijos metu iš neorganinių medžiagų atsirado biologinė gyvybė. Dauguma aminorūgščių (dar vadinamų visų gyvų organizmų statybiniais blokais) gali susidaryti vykstant natūralioms cheminėms reakcijoms, kurios neturi nieko bendra su gyvybe.

Tai patvirtina Muller-Urey eksperimentas. 1953 metais mokslininkas perleido elektrą per dujų mišinį ir laboratorinėmis sąlygomis gavo keletą aminorūgščių, kurios imitavo ankstyvosios Žemės sąlygas. Visuose gyvuose daiktuose aminorūgštys virsta baltymais, veikiant genetinės atminties saugotojams, nukleino rūgštims.

Pastarieji yra sintetinami nepriklausomai biochemiškai, o baltymai pagreitina (katalizuoja) procesą. Kuri organinė molekulė yra pirmoji? Ir kaip jie bendravo? Abiogenezė ieško atsakymo.

Kosmogoninės tendencijos

Tai yra erdvės doktrina. Konkrečiame kosmoso mokslo ir astronomijos kontekste šis terminas reiškia Saulės sistemos sukūrimo (ir tyrimo) teoriją. Bandymai patraukti natūralistinės kosmogonijos link neatlaiko kritikos. Pirma, esamos mokslinės teorijos negali paaiškinti pagrindinio dalyko: kaip atsirado pati Visata?

Antra, nėra fizinio modelio, kuris paaiškintų ankstyviausius Visatos egzistavimo momentus. Minėtoje teorijoje nėra kvantinės gravitacijos sąvokos. Nors stygų teoretikai teigia, kad elementariosios dalelės atsiranda dėl kvantinių stygų virpesių ir sąveikos, tie, kurie tyrinėja Didžiojo sprogimo kilmę ir pasekmes (kilpinė kvantinė kosmologija), su tuo nesutinka. Jie tiki, kad turi formules modeliui apibūdinti lauko lygtimis.

Kosmogoninių hipotezių pagalba žmonės aiškino dangaus kūnų judėjimo ir sudėties vienalytiškumą. Dar gerokai prieš gyvybės atsiradimą Žemėje materija užpildė visą erdvę ir vėliau išsivystė.

Endosymbiontas

Endosimbiotinę versiją 1905 m. pirmą kartą suformulavo rusų botanikas Konstantinas Merežkovskis. Jis manė, kad kai kurios organelės atsirado kaip laisvai gyvenančios bakterijos ir buvo perkeltos į kitą ląstelę kaip endosimbiontai. Mitochondrijos išsivystė iš proteobakterijų (ypač Rickettsiales arba artimų giminaičių), o chloroplastai iš cianobakterijų.

Tai rodo, kad įvairios bakterijų formos pateko į simbiozę, kad susidarytų eukariotinė ląstelė (eukariotai yra gyvų organizmų ląstelės, turinčios branduolį). Horizontalų genetinės medžiagos perdavimą tarp bakterijų taip pat palengvina simbiotiniai ryšiai.

Prieš gyvybės formų įvairovės atsiradimą galėjo atsirasti šiuolaikinių organizmų paskutinis bendras protėvis (LUA).

Spontaniška karta

Iki XIX amžiaus pradžios žmonės paprastai atmetė „staigumą“ kaip paaiškinimą, kaip Žemėje atsirado gyvybė. Netikėtas spontaniškas tam tikrų gyvybės formų atsiradimas iš negyvos materijos jiems atrodė neįtikėtinas. Tačiau jie tikėjo heterogenezės egzistavimu (reprodukcijos metodo pasikeitimu), kai viena iš gyvybės formų kyla iš kitos rūšies (pavyzdžiui, bitės iš gėlių). Klasikinės idėjos apie spontanišką generaciją susiveda į tai: kai kurie sudėtingi gyvi organizmai atsirado dėl organinių medžiagų irimo.

Anot Aristotelio, tai buvo lengvai pastebima tiesa: amarai atsiranda iš rasos, kuri krenta ant augalų; musės – nuo ​​sugedusio maisto, pelės – nuo ​​nešvaraus šieno, krokodilai – nuo ​​pūvančių rąstų rezervuarų dugne ir pan. Spontaniškos kartos teorija (paneigta krikščionybės) slapta egzistavo šimtmečius.

Visuotinai pripažįstama, kad ši teorija galutinai buvo paneigta XIX amžiuje Louiso Pasteuro eksperimentais. Mokslininkas netyrė gyvybės kilmės, tyrė mikrobų atsiradimą, kad galėtų kovoti su infekcinėmis ligomis. Tačiau Pasteuro įrodymai buvo nebe prieštaringi, o griežtai mokslinio pobūdžio.

Molio teorija ir nuosekli kūryba

Moliu pagrįstos gyvybės atsiradimas? Ar tai įmanoma? Tokios teorijos autorius yra škotų chemikas, vardu A. J. Kearns-Smith iš Glazgo universiteto 1985 m. Remdamasis panašiomis kitų mokslininkų prielaidomis, jis teigė, kad organinės dalelės, atsidūrusios tarp molio sluoksnių ir su jais sąveikaudamos, priėmė informacijos saugojimo ir augimo metodą. Taigi mokslininkas „molio geną“ laikė pirminiu. Iš pradžių mineralas ir besiformuojanti gyvybė egzistavo kartu, bet tam tikru etapu jie „išsibarstė“.

Naikinimo (chaoso) idėja besikuriančiame pasaulyje atvėrė kelią katastrofos teorijai, kaip vienai iš evoliucijos teorijos pirmtakų. Jos šalininkai mano, kad Žemę praeityje paveikė staigūs, trumpalaikiai, smurtiniai įvykiai, o dabartis yra raktas į praeitį. Kiekviena sekanti katastrofa sunaikino esamą gyvybę. Vėlesnė kūryba ją atgaivino jau kitaip nei ankstesnė.

Materialistinė doktrina

Ir čia yra kita versija apie tai, kaip Žemėje prasidėjo gyvybė. Ją iškėlė materialistai. Jie mano, kad gyvybė atsirado dėl laipsniškų cheminių transformacijų, besitęsiančių per laiką ir erdvę, kuri, greičiausiai, įvyko beveik prieš 3,8 mlrd. Šis vystymasis vadinamas molekuliniu, jis veikia dezoksiribonukleino ir ribonukleino rūgščių ir baltymų (baltymų) sritį.

Kaip mokslinis judėjimas, doktrina atsirado septintajame dešimtmetyje, kai buvo vykdomi aktyvūs molekulinės ir evoliucinės biologijos bei populiacijos genetikos tyrimai. Tada mokslininkai bandė suprasti ir patvirtinti naujausius atradimus, susijusius su nukleino rūgštimis ir baltymais.

Viena iš pagrindinių temų, skatinusių šios žinių srities plėtrą, buvo fermentinės funkcijos evoliucija, nukleorūgščių divergencijos kaip „molekulinio laikrodžio“ panaudojimas. Jo atskleidimas prisidėjo prie gilesnio rūšių skirtumo (išsišakojimo) tyrimo.

Organinės kilmės

Šios doktrinos šalininkai apie gyvybės atsiradimą Žemėje kalba taip. Rūšių formavimasis prasidėjo seniai – daugiau nei prieš 3,5 milijardo metų (skaičius rodo gyvybės egzistavimo laikotarpį). Tikriausiai iš pradžių vyko lėtas ir laipsniškas virsmo procesas, o vėliau prasidėjo greitas (Visatos viduje) tobulėjimo etapas, perėjimas iš vienos statinės būsenos į kitą veikiant esamoms sąlygoms.

Evoliucija, žinoma kaip biologinė arba organinė, yra vieno ar kelių paveldimų bruožų, randamų organizmų populiacijose, kaitos procesas laikui bėgant. Paveldimi bruožai yra ypatingos skiriamosios savybės, įskaitant anatomines, biochemines ir elgesio savybes, kurios perduodamos iš kartos į kartą.

Evoliucija lėmė visų gyvų organizmų įvairovę ir įvairinimą (diversifikaciją). Charlesas Darwinas mūsų spalvingą pasaulį apibūdino kaip „begalinių formų, gražiausių ir nuostabiausių“. Susidaro įspūdis, kad gyvybės atsiradimas yra istorija be pradžios ir pabaigos.

Ypatinga kūryba

Remiantis šia teorija, visas gyvybės formas, kurios šiandien egzistuoja Žemės planetoje, sukūrė Dievas. Adomas ir Ieva yra pirmasis vyras ir moteris, kuriuos sukūrė Visagalis. Gyvenimas Žemėje prasidėjo nuo jų, tiki krikščionys, musulmonai ir žydai. Visos trys religijos sutarė, kad Dievas sukūrė visatą per septynias dienas, todėl šeštoji diena tapo jo darbo kulminacija: jis sukūrė Adomą iš žemės dulkių, o Ievą iš jo šonkaulio.

Septintą dieną Dievas ilsėjosi. Tada jis įkvėpė ir pasiuntė jį prižiūrėti sodo, vadinamo Edenu. Centre augo Gyvybės medis ir Gėrio pažinimo medis. Dievas davė leidimą valgyti visų sodo medžių vaisius, išskyrus Pažinimo medį („nes tą dieną, kurią valgysi nuo jo, tu mirsi“).

Tačiau žmonės nepakluso. Korane rašoma, kad Adomas pasiūlė išbandyti obuolį. Dievas atleido nusidėjėliams ir pasiuntė juos abu į žemę kaip savo atstovus. Ir vis dėlto... Iš kur Žemėje atsirado gyvybė? Kaip matote, aiškaus atsakymo nėra. Nors šiuolaikiniai mokslininkai vis labiau linksta prie abiogeninės (neorganinės) visų gyvų dalykų kilmės teorijos.

Jau daugiau nei šimtmetį mokslininkus kankina klausimas, kiek metų yra žmonijai Žemėje? Skirtingais laikais religijos, mokslas ir filosofija bandė į tai atsakyti. Taigi net pačiose seniausiose religijose visada buvo mitų apie dievų sukūrimą. Ir dažnai net buvo įvardijamos konkrečios šio įvykio datos.

Izraelio gentis

Krikščionybė gana tiksliai atsako į klausimą, kiek sena žmonija. Pagal Bibliją pirmieji žmonės buvo Adomas ir Ieva, sukurti pagal Dievo paveikslą ir panašumą.

Įdomu, kad krikščionys šioje srityje nebuvo pirmieji. Beveik visos istorijos, įtrauktos į Senąjį Testamentą, yra senovės šemitų mitų atpasakojimas. O žydų Tora, skirtingai nei Vatikanas, neslepia tikrojo kūrėjo mėgstamiausio proto amžiaus: maždaug 7000 metų. 70 amžių vystymosi nuo nerūpestingo gyvenimo Edeno sode ir plūgo išradimo iki pirmosios atominės bombos ir kosminių ryšių palydovų.

Nuo Ruriko iki Petro Didžiojo

Nereikia atversti Biblijos, kad rastum atsakymus į amžinus klausimus. Visi esame įpratę, kalbėdami apie Rusijos ar pasaulio istoriją, vartoti terminus „Kristaus gimimas“ arba „mūsų era“. 221 m. pr. Kr., 988 m. po Kr... Tačiau šią chronologiją planetos standartai perėmė visai neseniai. Tik IV a. Romos imperija oficialiai perėjo prie naujo kalendoriaus, susieto su naujojo Mesijo – Jėzaus – gimimu. Rusija šį perėjimą padarė tik 1701 m. Petro Didžiojo įsakymu. Kaip buvo nurodytos datos prieš šiuos įvykius? Atidarykime garsiausią Senovės Rusijos kroniką „Praėjusių metų pasaka“.

Čia nurodyta data yra stulbinanti: 6370 vasara. Pagal krikščioniškąjį kalendorių tai yra 861 metai. Yra apie ką pagalvoti. Mūsų protėviai laiką nuo mūsų dienų nutolusio taško skaičiavo daugiau nei 7 su puse tūkstančio metų. Tai senovės civilizacijų atsiradimo laikas. Tiksliau, tai laikotarpis, apie kurį turime pirmąją daugiau ar mažiau patikimą informaciją. Tuo tarpu senovės rankraščių datos rodo, kad jau tuo metu slavai turėjo pakankamai aukštą išsivystymo lygį, kad suprastų būtinybę skaičiuoti metus ir kaupti informaciją apie juos.

Evoliucija pakeisti dieviškąją valią

Religija ilgą laiką buvo vienas pagrindinių žmonijos žinių apie pasaulį šaltinių. Dieviškasis įsikišimas buvo paaiškintas kaip viskas nuo stichinių nelaimių ir kasmetinių žemės ūkio ciklų iki Atėnų pergalės prieš persus Salamio mūšyje. Tačiau laikui bėgant religijos jėgų visoms pasaulio paslaptims paaiškinti nebepakako. Kad ir kiek metų žmonija gyventų, ji vis tiek stengiasi sužinoti daugiau, nei žinoma dabar, atverti naujus horizontus. Viduramžiais šis žinių troškimas pasireiškė įnirtinga besiformuojančių mokslų ir krikščionių bažnyčios kova. Kopernikas, Galilėjus, Džordanas Bruno – be šių vardų nebūtų šiuolaikinės astronomijos, fizikos, chemijos ir geologijos.

Žmogaus kilmės paslaptis visame pasaulyje buvo laikoma viena aktualiausių tyrinėtojams. Daugelį amžių krikščionių pasaulyje niekas negalvojo užginčyti Adomo ir Ievos sukūrimo versiją. Tačiau XIX amžiuje šviesuolių visuomenę tiesiogine prasme susprogdino skandalingoji anglų gamtininko Charleso Darwino knyga.

Jo „Rūšių kilmė“ privertė visiškai kitaip pažvelgti į klausimą, kiek metų gyvuoja žmonija, ir amžiams atskyrė tikinčiuosius ir materialistus į kariaujančias stovyklas. Taigi Darvinas savo darbe palygino kelias dešimtis tūkstančių gyvūnų, augalų ir paukščių rūšių. Jam pavyko įrodyti, kad gyvų būtybių panašumai ir skirtumai įvairiose Žemės vietose yra susiję su natūralia atranka, kurios metu šimtmetį po šimtmečio išgyveno labiausiai prie sąlygų prisitaikę individai. Jis sukūrė evoliucijos teoriją. Ir jis į šipulius sudaužė Senojo Testamento teiginį apie 7000 pasaulio ir žmonijos gyvavimo metų. Natūrali atranka, jo nuomone, trunka šimtus tūkstančių metų, o tai reiškia, kad Biblijos informacija yra iš esmės neteisinga.

Beždžionių giminaičiai

1974 m. archeologas Yohannas per kasinėjimus Etiopijoje aptiko skeleto fragmentus, kurie galėjo priklausyti senovės šiuolaikinio žmogaus protėviui. Kaukolė, keli šonkauliai ir slanksteliai buvo aiškiai panašūs į žmones, tačiau jų savininkas aiškiai stovėjo žemesnėje vystymosi stadijoje nei šiuolaikiniai Žemės gyventojai. Mokslininkai savo eksponatą pavadino Lucy. Tyrimai parodė, kad šio radinio amžius yra maždaug 3,5 milijono metų! Taigi mitinės Ievos amžius išaugo 500 kartų.

Afrikoje atrasta rūšis buvo pavadinta Australopithecus, o tai reiškia „pietų žmogus“. Ilgą laiką buvo manoma, kad jis buvo seniausias tarp žmonių protėvių. Tačiau 2000 metais įvyko dar labiau šokiruojantis atradimas. Afrikos valstybėje Čade buvo aptikta humanoidinio paauglio, kurio amžius buvo beveik 8 milijonai metų, kaukolė. Ši rūšis - Sahelanthropus - dar labiau apsunkino diskusijas apie tai, kiek sena yra žmonija. Jei Čado berniuko egzistavimo realybę priimsime kaip tiesą, tada aiškėja paveikslų ant uolų, vaizduojančių mamutus ir smilodonus – senovinius kardadantius tigrus, kilmė. Žmonija tikrai gyveno šalia šių milžinų. Ir jis pasirodė pakankamai galingas, kad laimėtų rūšies išlikimo konkursą.

Klubas ir akmuo ar plūgas ir kardas?

Ginčas dėl žmonijos senumo padalijo mokslo pasaulį į keletą nesutaikomų stovyklų. Tarp jų išsiskiria du, kurie sutampa su mūsų rūšies evoliucijos idėją, tačiau skiriasi nuo pradinio taško apibrėžimo. Jei skaičiuotume žmonių amžių nuo to momento, kai senovės beždžionės pirmą kartą nulipo nuo medžių ir paėmė lazdą bei akmenį, data yra ta pati. Jei „homo sapiens“ atsiradimą laikysime mūsų istorijos atsiradimo momentu, tai bendras skaičius sumažės porą šimtų kartų. Šiuo atveju nesvarbu, kiek metų žmonija gyvena žemėje, svarbu, kada ji pradėjo aktyviai tvarkyti savo pasaulį.

Pirmasis šiuolaikinis žmogus, turintis tokį patį skeletą kaip ir mūsų, mokantis kurti ugnį ir naudojantys mums pažįstamus įrankius, buvo aptiktas Prancūzijoje, netoli Kromanjono kaimo. Šio radinio amžius – 40 000 metų. Kromanjoniečiai siuvo drabužius iš gyvūnų odos, gamino adatas, ietis ir peilius iš akmens, turėjo gana išlavintus tapybos sugebėjimus ir tikėjo pomirtiniu gyvenimu. Būtent su šios rūšies atsiradimu prasidėjo paleolitas, tai yra senovės akmens amžius.

Gamtos pokštas

Anomalinės žmogaus atsiradimo teorijos šalininkai teigia, kad mūsų rūšies amžius yra apie 15 milijonų metų. Būtent tuo metu įvyko staigus daugelio gyvūnų pasaulio rūšių evoliucijos šuolis. Pasak entuziastų, priežastis buvo saulės radioaktyvumo pasikeitimas arba žemės plutos sunaikinimas virš urano telkinių. Dėl šios katastrofos senovės planetos gyventojai patyrė radiacijos žalą, kuri pastūmėjo evoliuciją beždžionių vaikščiojimo ir intelekto vystymosi keliu. Labai apgailestaujant šios hipotezės gerbėjams, ji neatlaiko jokių mokslinių bandymų.

Kitos žvaigždės vaikai

Yra ir kita teorija, kurią smerkia šiuolaikinė istorija ir archeologija, bet kuri vis dėlto gali gerai atsakyti į klausimą, kiek sena yra žmonija. Jis vadinamas paleovitas ir kilęs iš dviejų lotyniškų žodžių: "paleo" - "senovė" ir "apsilankymas" - "adventas", "atvykimas". Pagal ją žmonės yra ateivių iš kitos planetos palikuonys, kurie į Žemę atvyko neatmenamais laikais. Šiai idėjai mokslininkus paskatino hieroglifai ant senovinių šventyklų sienų, kuriuose, norint, galima pamatyti gana modernius sraigtasparnius ir erdvėlaivius.

Yra daug ateivių antropogenezės variantų. Pradedant nuo minčių, kad mes visi esame sudužusių erdvėlaivių palikuonys, iki gyvybę formuojančios radiacijos teorijos, kuri ateina iš kosmoso ir verčia gyvybę jaunose planetose vystytis pagal griežtai apibrėžtą scenarijų. Jei paskutinę idėją laikysime hipoteze, tai žmonių rasės amžius gali viršyti šimtus milijonų metų.

Ką sako neoficialus mokslas?

Ne visi turimi archeologiniai atradimai pateikiami mokykliniuose vadovėliuose. Kai kurie atradimai yra tokie šokiruojantys, kad mokslo pasaulio lyderiai nori juos pamiršti, kad nebūtų sugriautas visas šiuolaikinis pasaulio vaizdas. Ir vis dėlto kai kurie archeologai teigia, kad žmonijos amžius yra neproporcingai didesnis nei ne tik Toroje nurodyti 7 tūkstančiai metų, bet ir oficiali Kromanjono žmogaus pasirodymo data. Jie tvirtina, kad 40 000 metų yra tik dalis humanoidų rasės gyvenimo, o dalis nėra pati didžiausia. Taigi, kasinėjimai Pietų Amerikoje davė mokslui keletą unikalių radinių. Vieni iš jų yra diorito stiklainiai iš išnykusio olmekų indėnų miesto. Radioaktyviosios anglies datavimas parodė, kad šių akmeninių indų amžius siekia apie pusę milijono metų. Tačiau medžiaga, iš kurios jie pagaminti, yra laikoma viena iš patvariausių Žemėje, o ją apdoroti sunkiai sekasi net šiuolaikinėms technologijoms. Tikrai, prieš 500 tūkstančių metų indėnai jau buvo taip išsivystę, kad įveikė šią sunkią užduotį?! Tuo sunku patikėti, ypač žiūrint į džiunglėse pasiklydusius indėnų kaimus, kai kurie iš jų, pavyzdžiui, Yanomami, vis dar yra vėlyvojo akmens amžiaus lygyje. Tačiau jūs negalite ginčytis su faktu. O juk majų indėnai prieš 5 tūkstančius metų sugebėjo sukurti žvaigždžių žemėlapius be elektroninių teleskopų.

Amžina paslaptis

Taigi, kiek sena yra žmonijos istorija? Tikra istorija, o ne ta, iš kurios, kaip taikliai pasakė Kozma Prutkovas, negali pašalinti viso melo, kitaip visai nieko neliks. Gal 40 tūkst. Galbūt 8 mln. Visai gali būti, kad jų bus daugiau. Norėčiau tikėti, kad mūsų palikuonys pagaliau galės atsakyti į šį amžiną klausimą.