Юный техник, 2015 № 04

Далее, профессор МГУ Лев Блюменфельд вычислил, что вероятность случайного появления на свет молекулы ДНК за время существования Земли равна 10⁸⁰⁰.То есть для того, чтобы получить всего одну ДНК, у нас должно быть 10⁸⁰⁰ планет возраста Земли. А наша Вселенная, считают специалисты, состоит всего из 10⁸⁰ атомов, не говоря уж о планетах.

Между тем, как показали исследования геологов, на Земле в породах, возраст которых 3,8 млрд. лет (а возраст самой нашей планеты, напомним, чуть превышает 4 млрд. лет), уже наблюдаются ископаемые остатки довольно-таки сложных организмов. Откуда они взялись?

Все это привело к тому, что ныне среди ученых становится все более популярным принцип: «Живое только от живого», имея в виду, что жизнь на нашу планету, скорее всего, попала в виде зародышей из космоса. Что вроде и подтверждается анализом вещества, добытого из недр кометы Темпель-1, а также из метеоритов, некогда упавших на нашу планету.

Химическая эволюция

Однако недавно исследователи из университета Глазго под руководством профессора Ли Кронина вернулись и к варианту Опарина-Холдейна-Миллера, поскольку им все же удалось добиться положительных результатов, создав химическую систему, способную эволюционировать, подобно простейшим организмам.

Профессор Ли Кронин.

Работы ведутся в рамках программы, целью которой является создание необычных форм жизни, не использующие молекулы ДНК и другие биологические составляющие сложных соединений. Этот этап исследований базируется на предыдущей работе профессора Кронина, в которой было исследовано множество видов оснований — составляющих компонентов для синтетической жизни.

На этот раз процесс создания искусственной жизни был автоматизирован с помощью усовершенствованного 3D-принтера, который впрыскивал строго дозированные капельки специальных маслянистых составов в определенные места чашек Петри, наполненных водой.

Капельки эти представляют собой смесь 4 различных химических соединений-оснований. Комбинации соотношения количества этих соединений позволяют создать около 225 видов составов, отличающихся свойствами, поведением и способностью к преобразованию химической энергии в энергию движения. Наличие же источника энергии для движения превращает каждую капельку в своего рода примитивный движущийся робот.

В чашках Петри ученые моделируют процесс эволюции при помощи простых химических соединений.

При помощи видеокамер система позволяет исследователям наблюдать за перемещениями групп капелек, их разделением и слиянием. Те группы, которые преуспели в этих процессах, пополняются свежими веществами и продолжают эволюционировать дальше.

В итоге выяснилось, что уже после смены 20 «поколений» капелек процессы химического совершенствования начинают походить на процесс естественной эволюции, а поведение самой колонии становится более стабильным и прогнозируемым.

«В природе процессы развития организмов от простых к более сложным идут долго, — рассказал профессор Кронин. — Но в нашей системе мы можем изучать эволюционные процессы на более простом уровне. К тому же в чашке Петри реакции происходят гораздо быстрее, чем в природе, что позволяет нам экспериментировать с химической эволюцией достаточно широко».

Продолжение следует…

В дальнейшем ученые планируют уже не просто проводить пассивное наблюдение за происходящими эволюционными процессами. Они будут выискивать случаи неожиданных отклонений и искать возможность вмешиваться в ход процессов, так, чтобы еще больше усугублять эти отклонения.

«В последние годы нам удалось узнать немало нового о процессах биологической эволюции благодаря возможностям современной компьютерной техники и сложных математических моделей. Наши же исследования позволяют взглянуть на эволюционные процессы с новой точки зрения. Благодаря этому, возможно, нам удастся не только открыть некоторые тайны происхождения всего живого на свете, но и создать образцы синтетической жизни, в основе которой лежит не биология, а простая химия», — подчеркнул Л. Кронин.

Параллельно с экспериментами в области химической эволюции группа профессора Кронина занимается созданием первых неорганических аналогов живых клеток, которые ученые называют iCHELL. Эти клетки будут состоять преимущественно из металлов с примесями молекул других соединений. Они станут демонстрировать некоторые черты поведения, присущего живым клеткам, входящим в состав биологических организмов.

Не останавливаются на достигнутом и сторонники теории панспермии, согласно которой жизнь на нашу планету была занесена из космоса. Недавно ученые из Франции и Мексики в своих лабораториях воссоздали условия существования космических льдов и получили… органические соединения, являющиеся важными блоками для образования нуклеиновых кислот!