Происхождение жизни
Как могла возникнуть жизнь на Земле: что известно о самых ранних следах, главные гипотезы (мир РНК, гидротермальные источники, органика из космоса) и чего наука пока не знает.
Как из неживой материи возникла первая жизнь — один из главных нерешённых вопросов науки. Учёные не знают точно, где, когда и как это произошло. Известно лишь, какие условия были на ранней Земле и какие гипотезы выдерживают проверку. Это тема астробиологии.
Когда это было
Земля сформировалась около 4,5 млрд лет назад («Эволюция Земли»). Самые старые минералы — кристаллы циркона из Австралии — имеют возраст около 4,4 млрд лет и указывают, что жидкая вода на поверхности могла быть уже тогда. Бесспорных следов жизни старше примерно 3,5 млрд лет нет: это слоистые структуры (строматолиты) и остатки микроорганизмов в австралийских породах, причём часть находок учёные оспаривают. Есть и более древние химические признаки, но они спорны. Поэтому самые осторожные оценки — жизнь появилась в промежутке между 4,4 и 3,5 млрд лет назад.
Главные гипотезы
- «Первичный бульон». В 1952 году Стэнли Миллер и Гарольд Юри пропустили электрические разряды через смесь газов, имитирующих раннюю атмосферу, и получили аминокислоты. Современные модели считают, что атмосфера была другой, но сам вывод остался: органика образуется легко.
- Мир РНК. РНК умеет и хранить информацию, и ускорять реакции (рибозимы, Нобелевская премия по химии 1989 года). Возможно, жизнь началась с самовоспроизводящихся молекул РНК, а белки и ДНК появились позже.
- Гидротермальные источники. Горячие щелочные источники на дне океана дают энергию и катализаторы; к ним же относят подводные поля вроде Lost City. Похожие условия могут быть и на спутниках с подлёдными океанами («Океаны под льдом»).
- Метаболизм сначала. Согласно этой идее, сперва возникли самоподдерживающиеся цепочки химических реакций, а гены — потом.
- Органика из космоса. Сложные молекулы образуются в межзвёздных облаках, а метеориты и кометы приносили их на Землю.
Что дали образцы астероидов
В метеорите Мерчисон (упал в 1969 году) нашли десятки аминокислот. В образцах астероида Рюгу, привезённых «Хаябусой-2» в 2020 году, обнаружили урацил — одно из оснований РНК. В образцах астероида Бенну (миссия OSIRIS-REx) в 2025 году нашли 14 из 20 аминокислот, которые используют живые организмы, и все пять оснований, из которых строятся ДНК и РНК («Миссии к астероидам»). Это не значит, что жизнь привезли из космоса, но показывает, что «строительные блоки» были широко доступны.
Что остаётся неизвестным
Главный разрыв — переход от набора молекул к первой клетке: как возникла система, способная копировать себя и эволюционировать. Лаборатории получают отдельные этапы, но целого процесса никто не воспроизвёл. Для ответа нужны и эксперименты, и поиск жизни в других местах: если её найдут на Марсе или Европе, станет ясно, насколько легко она возникает. Даже самая простая жизнь, живущая в экстремальных условиях («Экстремофилы»), даёт подсказки о границах возможного.