Палеоэкология: учебное пособие

Теория А. И. Опарина не встретила сколько-нибудь серьезных возражений со стороны ученых, но на долгие годы осталась чисто умозрительным построением, демонстрируя лишь один из возможных путей возникновения жизни.

Подтверждение пришло лишь в начале 1950-х гг. в экспериментах американского биохимика С. Миллера, ученика знаменитого биохимика Г. Юри и под влиянием его идей. Смесь метана, аммиака, водорода и водяного пара подвергалась воздействию электрических разрядов, что имитировало состав первичной атмосферы Земли и наличие в ней мощных гроз. В результате образовалось несколько аминокислот из числа тех двадцати, что входят в состав белков, а также аденин и рибоза (компоненты нуклеиновых кислот).

Вскоре после С. Миллера советские исследователи Т. Павловская и А. Пасынков получили ряд аминокислот, облучая коротковолновыми ультрафиолетовыми лучами водные растворы формальдегида и солей аммония, имитируя условия, существовавшие в Первичном Океане, когда атмосфера, не содержащая кислорода, свободно пропускала ультрафиолетовое излучение Солнца. Позднее японский ученый К. Харада и американский – С. Фокс получали аминокислоты, нагревая смесь тех же газов, что использовал в своем эксперименте С. Миллер, на нагретой до 150–180 °C затвердевшей лаве, имитируя условия, существовавшие на Земле в период активной вулканической деятельности. Наконец, все основные компоненты нуклеиновых кислот – пуриновые, пиримидиновые основания и сахара – рибозу и дезоксирибозу – получали испанец Дж. Оро (путем использования инфракрасных лучей) и американец С. Поннамперума (используя радиоактивное облучение).

Таким образом, было экспериментально подтверждена возможность возникновения жизни путем абиогенеза непосредственно на Земле, без заноса из Космоса.

В настоящее время ни теория панспермии, ни теория абиогенеза окончательно не подтверждены и не опровергнуты. Надо только отметить, что, если мы остановимся на точке зрения заноса жизни из Космоса, то должны признать наличие во Вселенной очень большого числа биосфер (астрономы подтвердили наличие в непосредственной близости от Солнечной Системы по крайней мере 20 звезд, имеющих планетные системы). Если же примем теорию образования жизни непосредственно на Земле, то может оказаться, что биосфера Земли – явление уникальное.

3.3. Переход от преджизни к жизни, возможно, происходил на Земле неоднократно и в различных ее точках. Очень долгое время могли существовать совместно и преджизнь, и жизнь. С. Фокс предположил, что синтез полипептидов (при отсутствии еще ферментных систем) должен был лучше идти при высоких температурах, так как при соединении двух аминокислот выделяется молекула воды, и чтобы реакция шла быстрее, воду нужно удалять. И он помещал смесь аминокислот на затвердевшую вулканическую лаву, нагретую до 150–180 °C, при этом образовывались полипептиды из 20-ти и более молекул различных аминокислот (термические протеиноиды). Растворенные в воде, термические протеиноиды сливались в мельчайшие образования – микросферы, очень напоминающие гипотетические коацерваты А. И. Опарина.

Вышеуказанные факты дали основание советскому ученому JI. Мухину выдвинуть такую гипотезу: возникновение жизни, скорее всего, произошло в зонах действия подводных вулканов. При их извержениях выбрасываются из недр Земли различные вещества, необходимые для первичного биосинтеза, а температура достаточно высока и имеется вода, отнимающая излишки тепла и предоставляющая среду для последующего обитания микросфер (коацерватов).

Около 3,5–2,5 млрд лет назад на Земле была очень активная вулканическая деятельность, и именно в отложениях этого времени мы находим остатки бактерий и сине-зеленых водорослей. Некоторые виды этих наиболее просто устроенных организмов и сейчас живут в горячих источниках на склонах действующих и потухших вулканов и в водоемах, питаемых водами гейзеров. Вполне могло быть, что в дальнейшем эволюция шла по пути освоения все более и более холодных субстратов.

В последнее время морская геология обогатилась открытием на морском дне на больших глубинах очень своеобразных структур, так называемых «черных курильщиков», небольших, от нескольких сантиметров до нескольких метров высотой конусов, из которых в воду Мирового Океана выделяется ювенильная вода из верхних слоев мантии Земли, содержащая различные вещества, в том числе и биогенные элементы. Есть сведения, что в воде в непосредственной близости от этих «курильщиков» обнаружены отдельные аминокислоты и даже обрывки полипептидных цепей. Если эта информация подтвердится, это будет фактом, прямо подтверждающим возможность абиогенеза непосредственно на Земле.