Откуда жизнь? Еще теплее!

Михаил Никитин

Миха­ил Ники­тин

18 июля при боль­шом сте­че­нии наро­да (чело­век око­ло ста) в кон­фе­ренц-зале DI Telegraph про­шла пре­зен­та­ция науч­но-попу­ляр­ной серии Primus, в кото­рой будут выхо­дить кни­ги рос­сий­ских авто­ров, до того не пуб­ли­ко­вав­ших­ся тира­жом свы­ше 5 тыс. экзем­пля­ров. Это инте­гра­ци­он­ный про­ект «Книж­ных про­ек­тов Дмит­рия Зими­на», фон­да «Эво­лю­ция» и несколь­ких масти­тых книж­ных изда­тельств. Мы пуб­ли­ку­ем рас­шиф­ров­ку неболь­шой, но духо­подъ­ем­ной лек­ции моло­до­го био­ло­га Миха­и­ла Ники­ти­на, науч­но­го сотруд­ни­ка отде­ла эво­лю­ци­он­ной био­хи­мии НИИ физи­ко-хими­че­ской био­ло­гии им. А. Н. Бело­зер­ско­го, пре­по­да­ва­те­ля МГУ и лет­них школ, авто­ра цик­ла науч­но-попу­ляр­ных ста­тей в жур­на­ле «Химия и жизнь», удо­сто­ен­но­го пре­мии им. Беля­е­ва. Лек­ция пред­став­ля­ет собой пере­сказ фраг­мен­та кни­ги «Про­ис­хож­де­ние жиз­ни: от туман­но­сти до клет­ки», вышед­шей в изда­тель­стве «Аль­пи­на нон-фикшн».

Вопрос про­ис­хож­де­ния жиз­ни дол­го не под­да­вал­ся изу­че­нию науч­ны­ми мето­да­ми. Наш вели­кий гене­тик Тимо­фе­ев-Ресов­ский, когда его спра­ши­ва­ли о про­ис­хож­де­нии жиз­ни, отго­ва­ри­вал­ся так: «Я тогда был малень­кий, ниче­го не пом­ню. Спро­си­те луч­ше ака­де­ми­ка Опа­ри­на». При­мер­но до 1970-х годов подо­брать­ся науч­ны­ми мето­да­ми к собы­тию, кото­рое про­изо­шло еди­но­крат­но и очень дав­но, явно боль­ше 3 млрд лет назад, доволь­но слож­но. Нау­ка пред­по­чи­та­ет рабо­тать с повто­ря­ю­щи­ми­ся собы­ти­я­ми. Нель­зя постро­ить гра­фик по одной точ­ке. У нас есть един­ствен­ный при­мер жиз­ни, дру­гой мы пока не нашли во Все­лен­ной и не созда­ли искус­ствен­но. Тем не менее отдель­ные эта­пы про­ис­хож­де­ния жиз­ни мож­но изу­чать как повто­ря­ю­щи­е­ся собы­тия. За послед­ние 20–30 лет вопрос про­ис­хож­де­ния жиз­ни из фило­соф­ско­го пре­вра­тил­ся в науч­ный (в пони­ма­нии Тома­са Куна): есть раз­ные кон­цеп­ции и есть язык, на кото­ром иссле­до­ва­те­ли могут общать­ся друг с дру­гом.

В изу­че­нии про­ис­хож­де­ния жиз­ни мы нахо­дим­ся в ситу­а­ции, кото­рая в чем-то ана­ло­гич­на клас­си­че­ско­му детек­ти­ву. По сохра­нив­шим­ся сле­дам нам надо выяс­нить: кто, когда, где, зачем и чем. Прав­да, в детек­ти­вах чаще все­го речь идет об убий­стве, а у нас ров­но наобо­рот. Мно­гие гла­вы моей кни­ги постро­е­ны как детек­тив­ные исто­рии, где по сле­дам в насто­я­щем ищут­ся отве­ты на пере­чис­лен­ные мной вопро­сы. Сей­час я хочу пере­ска­зать корот­кую исто­рию, зани­ма­ю­щую при­мер­но полгла­вы моей кни­ги, отве­ча­ю­щую на вопрос «Где?».

Где кон­крет­но на пла­не­те Зем­ля ско­рее все­го воз­ник­ли пер­вые живые орга­низ­мы? Есть доволь­но хоро­шая идея, с какой сто­ро­ны к это­му вопро­су под­сту­пить­ся. Нач­ну по ана­ло­гии с собы­тий, несколь­ко более близ­ких к нам по вре­ме­ни: не с про­ис­хож­де­ния жиз­ни, а с про­ис­хож­де­ния живот­ных; не 3 с лиш­ним мил­ли­ар­да лет назад, а 600 с лиш­ним мил­ли­о­на.

Как мно­гие навер­ня­ка слы­ша­ли, наша кровь по соста­ву солей в ней похо­жа на мор­скую воду, хотя люди, как и мно­гие дру­гие мле­ко­пи­та­ю­щие, живут на суше. Это осо­бен­ность боль­шин­ства живот­ных вне зави­си­мо­сти от сре­ды их оби­та­ния. Живут ли они на суше, в прес­ной воде или в море, внут­рен­ние жид­ко­сти их тела — кровь, лим­фа и про­чие — по соста­ву солей напо­ми­на­ют мор­скую воду. Физио­лог Арчи­бальд Макал­лум в 1920-е годы дал это­му вер­ное объ­яс­не­ние: пер­вые живот­ные воз­ник­ли в море, и у них не было орга­нов, что­бы регу­ли­ро­вать состав солей внут­ри тела (у чело­ве­ка эту функ­цию выпол­ня­ют поч­ки). Внут­ри у пер­вых живот­ных была та же мор­ская вода, что и у медуз.

Наша кровь в сред­нем раза в два более раз­бав­ле­на, чем мор­ская вода, но по соот­но­ше­нию раз­лич­ных мине­раль­ных ком­по­нен­тов они доволь­но похо­жи. Из этих мине­раль­ных ком­по­нен­тов на суше доволь­но слож­но най­ти хлор, поэто­му соле­ное — то есть всё, что содер­жит хло­ри­ды, — для нас вкус­но. Мы настро­е­ны на поиск хло­ри­дов во внеш­ней сре­де, как и любые дру­гие живот­ные на суше.

Таб­ли­ца 1. Содер­жа­ние ионов в мор­ской воде, плаз­ме кро­ви и цито­плаз­ме (моль/​л)

Ионы Мор­ская вода Плаз­ма кро­ви Цито­плаз­ма кле­ток
Na+ 0,4 0,14 0,01
K+ 0,01 0,005 0,1
Ca2+ 0,01 0,002 0,001
Mg2+ 0,05 0,001 0,01
Fe 108 (Fe3+) 10–5 103–104 (Fe2+)
Mn2+ 10–8 10–8 10–6
Zn2+ 10–9 10–5 10–3–10–4
Cu2+ 10–9 10–5 10–5
Cl 0,5 0,1 0,1
PO43 10–6–10–9 10–5 10–2

Кровь — это сре­да внут­ри орга­низ­ма, но меж­ду отдель­ны­ми клет­ка­ми. Внут­ри клет­ки сре­да дру­гая — цито­плаз­ма. Она име­ет совсем дру­гой соле­вой состав. Усред­нен­ный состав солей внут­ри кле­ток более или менее спра­вед­лив и для чело­ве­ка, и для кишеч­ной палоч­ки, и для архе­бак­те­рий, живу­щих в неве­ро­ят­но горя­чих кис­лых источ­ни­ках. Есть несколь­ко серьез­ных отли­чий от мор­ской воды, кото­рые одно­знач­но гово­рят, что жизнь воз­ник­ла не в море.

Как пер­вые живот­ные не име­ли почек и не мог­ли регу­ли­ро­вать соле­вой состав сво­ей кро­ви, так, ско­рее все­го, пер­вые живые орга­низ­мы — про­то­клет­ки — не мог­ли регу­ли­ро­вать соле­вой состав сво­ей внут­рен­ней сре­ды. Нынеш­ние клет­ки для управ­ле­ния соле­вым соста­вом име­ют доволь­но слож­но устро­ен­ную кле­точ­ную мем­бра­ну: несколь­ко десят­ков раз­лич­ных транс­порт­ных бел­ков, кото­рые одни веще­ства зака­чи­ва­ют внутрь, а дру­гие выка­чи­ва­ют нару­жу клет­ки. Сра­зу такая систе­ма воз­ник­нуть не мог­ла. Мож­но попро­бо­вать поис­кать сре­ду оби­та­ния, кото­рая по этим хит­ро­стям соле­во­го соста­ва будет похо­жа на сре­ду внут­ри кле­ток.

Итак, ули­ка пер­вая: сре­да внут­ри кле­ток очень силь­но обо­га­ще­на тяже­лы­ми метал­ла­ми — до мил­ли­о­на раз боль­ше мор­ской воды. Таких метал­лов четы­ре: желе­зо, цинк, медь, мар­га­нец. Все они име­ют в клет­ках важ­ные функ­ции и вхо­дят в состав вита­мин­но-мине­раль­ных ком­плек­сов под назва­ни­ем «мик­ро­эле­мен­ты». Какая сре­да обо­га­ще­на эти­ми четырь­мя метал­ла­ми? Пер­вое, что при­хо­дит в голо­ву, — опре­де­лен­ный тип горя­чих источ­ни­ков: «чер­ные куриль­щи­ки». Они были откры­ты в 1977 году при погру­же­ни­ях бати­ска­фа «Алвин» к сре­дин­но-оке­а­ни­че­ско­му хреб­ту в Атлан­ти­ке. Иссле­до­ва­те­лям откры­лась пора­жа­ю­щая вооб­ра­же­ние кар­ти­на — тор­ча­щие из мор­ско­го дна тру­бы, из кото­рых валит как буд­то бы густой чер­ный дым, на самом деле вода тем­пе­ра­ту­рой выше 300 оС. Она выгля­дит чер­ной, пото­му что несет с собой суль­фид желе­за, кото­рый на пол­пу­ти выпа­да­ет в оса­док. Эти тру­бы состо­ят из суль­фи­дов желе­за, меди, цин­ка и мар­ган­ца. Суль­фид желе­за чер­ный, суль­фид цин­ка — ярко-белый. Он выпа­да­ет в оса­док чуть поз­же и поэто­му покры­ва­ет белым ков­ром всё дно вокруг. «Чер­ные куриль­щи­ки» напо­ми­на­ют «место пре­ступ­ле­ния». Но тем­пе­ра­ту­ра воды 300 оС и выше для живых кле­ток пере­бор. Будем искать дру­гие ули­ки…

Рис. 1. «Черный курильщик» на срединно-океаническом хребте (Атлантика)

Рис. 1. «Чер­ный куриль­щик» на сре­дин­но-оке­а­ни­че­ском хреб­те (Атлан­ти­ка)

Рис. 2. Схема «черного курильщика»

Рис. 2. Схе­ма «чер­но­го куриль­щи­ка»

Ули­ка вто­рая. В мор­ской воде натрия мно­го, калия мало. В клет­ках — наобо­рот. Воз­мож­но, в совре­мен­ных морях состав солей отли­ча­ет­ся от того, каким он был 3 млрд лет назад? Одна­ко гео­хи­ми­ки уве­ре­ны, что мор­ская вода по соста­ву все­гда была такой же, как сей­час. В прес­ной воде не содер­жит­ся хло­ри­дов, одна­ко есть и натрий, и калий. Их соот­но­ше­ние почти все­гда такое же, как в море, и не такое, как в клет­ках. Таким обра­зом, ни реки, ни озе­ра, ни моря по этой ули­ке для про­ис­хож­де­ния жиз­ни не под­хо­дят. Где нам най­ти воду, обо­га­щен­ную кали­ем? Вода со стран­ным мине­раль­ным соста­вом быва­ет в под­зем­ных арте­зи­ан­ских источ­ни­ках и осо­бен­но в горя­чих источ­ни­ках око­ло вул­ка­нов на суше. Кто был на Кам­чат­ке, тот имел шанс попро­бо­вать эту воду на вкус.

Еще одно веро­ят­ное «место пре­ступ­ле­ния» — фума­ро­лы. Это дыры в зем­ле око­ло вул­ка­нов, из кото­рых идут горя­чие газы и пар. Жел­тый налет вокруг фума­рол — это сера, кото­рая откла­ды­ва­ет­ся вокруг испа­ре­ний. Тем­пе­ра­ту­ра испа­ре­ний в фума­ро­лах обыч­но дости­га­ет несколь­ких сотен гра­ду­сов. В них в боль­ших коли­че­ствах содер­жит­ся водя­ной пар.

Рис. 3. В фумаролах и грязевых котлах накапливается калий

Рис. 3. В фума­ро­лах и гря­зе­вых кот­лах накап­ли­ва­ет­ся калий

Тип горя­чих источ­ни­ков зави­сит от кли­ма­та. Гей­зе­ры чере­ду­ют выбра­сы­ва­ние пара и горя­чей воды. В гря­зе­вых кот­лах вул­ка­ни­че­ские газы про­буль­ки­ва­ют­ся в лужи­цу, и в них откла­ды­ва­ют­ся лету­чие сили­ка­ты, кото­рые пре­вра­ща­ют воду в жид­кую серую грязь. Фума­ро­лы, гей­зе­ры и гря­зе­вые кот­лы свя­за­ны с кипе­ни­ем воды под зем­лей. Когда вода кипит и пре­вра­ща­ет­ся в пар, про­ис­хо­дит раз­де­ле­ние рас­тво­рен­ных в ней веществ. На этом осно­ва­на пере­гон­ка: напри­мер, пере­го­няя соле­ную воду, мы можем сде­лать ее прес­ной, хло­рид натрия при пере­гон­ке в пар не перей­дет.

Часть воды в гео­тер­маль­ных источ­ни­ках выхо­дит наверх в виде пара, а часть выхо­дит в дру­гую сто­ро­ну в жид­ком виде — это так назы­ва­е­мая тер­маль­ная вода. Она соле­ная (обо­га­ще­на хло­ри­дом натрия) и желе­зи­стая. А в пар как раз пере­хо­дит калий, а так­же дру­гие веще­ства: напри­мер, цинк, фос­фор и мар­га­нец, что для нас менее важ­но. Био­фи­зик Армен Мул­ки­джа­нян иссле­до­вал гря­зе­вые кот­лы на Кам­чат­ке и несколь­ко лет назад при­шел к выво­ду: они име­ют как раз то соот­но­ше­ние калия и натрия, кото­рое, по всей види­мо­сти, было в колы­бе­ли жиз­ни.

Тре­тья ули­ка — фос­фор. В состав живых кле­ток вхо­дит мно­го фос­фо­ра, обой­тись без него невоз­мож­но, это клю­че­вой эле­мент ДНК и дру­гих важ­ных моле­кул. В мор­ской, реч­ной и озер­ной воде фос­фо­ра несо­из­ме­ри­мо мень­ше. В колы­бе­ли жиз­ни долж­но было быть мно­го фос­фо­ра. Одна­ко обыч­но он нахо­дит­ся на Зем­ле в виде хими­че­ски нерас­тво­ри­мых и совер­шен­но инерт­ных мине­ра­лов, таких как апа­тит. Без обра­бот­ки сер­ной кис­ло­той его невоз­мож­но извлечь, а для кле­ток нам нужен фос­фор в рас­тво­ри­мой фор­ме. Япон­ские вул­ка­но­ло­ги изме­ри­ли состав газов в япон­ских вул­ка­нах и обна­ру­жи­ли, что имен­но в фума­ро­лах выле­та­ют окси­ды фос­фо­ра, кото­рые, попа­дая в воду, дают там рас­тво­ри­мые поли­фос­фа­ты, источ­ник энер­гии для всех био­хи­ми­че­ских реак­ций. Стан­дарт­ная энер­ге­ти­че­ская валю­та в клет­ке — аде­но­з­ин­три­фос­фат — такая же уни­вер­саль­ная, как элек­три­че­ство у нас в про­мыш­лен­но­сти. Она тоже име­ет поли­фос­фат­ную часть, и мно­гие мик­ро­бы уме­ют исполь­зо­вать внеш­ние поли­фос­фа­ты как источ­ник энер­гии. При обыч­ной тем­пе­ра­ту­ре апа­тит нерас­тво­рим и хими­че­ски инер­тен, но если он попа­да­ет в вул­ка­ни­че­скую лаву при тем­пе­ра­ту­ре 1500 оС , он раз­ла­га­ет­ся, и боль­шая часть фос­фо­ра выле­та­ет в виде газов. Что­бы для пер­вых живых кле­ток иметь источ­ник рас­тво­ри­мо­го фос­фо­ра, нам нужен актив­ный вул­кан, кото­рый будет хоро­шень­ко про­ка­ли­вать апа­ти­ты и пере­во­дить их в лету­чую фор­му.

Рис. 4. Фумаролы на глетчере, покрывающем вулкан Фопикд на Аляске

Рис. 4. Фума­ро­лы на глет­че­ре, покры­ва­ю­щем вул­кан Фопикд на Аляс­ке

Фума­ро­ла, гря­зе­вой котел — если судить по всем выше­пе­ре­чис­лен­ным ули­кам, клет­ки воз­ник­ли имен­но там. Тем более что есть и дру­гие пре­иму­ще­ства. Гео­тер­маль­ный котел — это сре­да оби­та­ния со встро­ен­ным подо­гре­вом, кото­рый не зави­сит от капри­зов пого­ды. Там тем­пе­ра­ту­ра гораз­до более посто­ян­ная, чем обыч­но на суше. Лужи из вул­ка­ни­че­ских газов то напол­ня­ют­ся водой, то пере­сы­ха­ют. Бла­го­да­ря пере­сы­ха­нию они могут накап­ли­вать раз­ные рас­тво­рен­ные веще­ства в боль­шом коли­че­стве. Раз­ные спо­со­бы полу­че­ния орга­ни­ки из неор­га­ни­че­ских веществ, начи­ная с опы­та Мил­ле­ра — Юри (1953), обыч­но дают доволь­но раз­бав­лен­ные рас­тво­ры ами­но­кис­лот, саха­ров и дру­гих веществ. Что­бы повы­сить веро­ят­ность появ­ле­ния бел­ков и ДНК, нуж­но как-то кон­цен­три­ро­вать эти веще­ства. Пере­сы­ха­ю­щие лужи, кото­рых все­гда мно­го вбли­зи гео­тер­маль­ных источ­ни­ков, дают оче­вид­ное место для накоп­ле­ния этих веществ. Мно­го раз­ных мине­ра­лов, кото­рые откла­ды­ва­ют­ся вбли­зи гря­зе­вых кот­лов и гей­зе­ров, тоже повы­ша­ют раз­но­об­ра­зие хими­че­ских реак­ций.

Итак, назем­ное гео­тер­маль­ное поле с его гря­зе­вы­ми кот­ла­ми и лужа­ми кажет­ся на сего­дняш­ний день самым реаль­ным кан­ди­да­том на роль колы­бе­ли жиз­ни на нашей пла­не­те.

Вопро­сы из зала:

— Какие кан­ди­да­ты на колы­бель жиз­ни еще рас­смат­ри­ва­ли уче­ные?

— Пере­сы­ха­ю­щие лужи в мор­ской при­лив­но-отлив­ной поло­се по части кон­цен­три­ро­ва­ния нуж­ных нам веществ не хуже гео­тер­маль­но­го поля. Более экзо­ти­че­ский вари­ант — жизнь воз­ник­ла в тол­ще зем­ной коры, в пол­ной тем­но­те, без свя­зи с морем и поверх­но­стью Зем­ли. Одна­ко по пол­но­му набо­ру при­зна­ков гря­зе­вой котел под­хо­дит боль­ше.

— Каков вклад при­род­но­го элек­три­че­ства и ради­а­ции в про­ис­хож­де­ние жиз­ни?

— Всё зави­сит от того, что мы сей­час счи­та­ем ради­а­ци­ей. Мы ниче­го не можем опре­де­лен­но ска­зать о ради­а­ции в резуль­та­те ядер­ных про­цес­сов. А вот вклад уль­тра­фи­о­ле­то­во­го излу­че­ния Солн­ца, кото­рое 3 млрд лет назад дохо­ди­ло до Зем­ли пре­крас­но, пото­му что тогда не было озо­но­во­го слоя, очень велик. Все четы­ре осно­ва­ния ДНК — аде­нин, тимин, гуа­нин, цито­зин — отли­ча­ют­ся от дру­гих похо­жих моле­кул фено­ме­наль­ной устой­чи­во­стью к уль­тра­фи­о­ле­ту, в тыся­чи и десят­ки тысяч раз выше. Види­мо, они про­шли отбор на эту устой­чи­вость. Когда они обра­зу­ют ком­пле­мен­тар­ные пары или объ­еди­ня­ют­ся в длин­ную цепоч­ку, их устой­чи­вость к уль­тра­фи­о­ле­ту воз­рас­та­ет. Что каса­ет­ся элек­три­че­ства — если Вы име­е­те в виду мол­нии, то вклад был, но на эта­пе появ­ле­ния ДНК и бел­ков, а на эта­пе появ­ле­ния более про­стых моле­кул. Про­стые про­ме­жу­точ­ные про­дук­ты, из кото­рых хоро­шо стро­ят­ся азо­ти­стые осно­ва­ния ДНК, напри­мер синиль­ная кис­ло­та, могут обра­зо­вы­вать­ся имен­но в гро­зо­вых раз­ря­дах в атмо­сфе­ре, где нет кис­ло­ро­да, зато есть азот, метан или угле­кис­лый газ. Но сол­неч­ный свет сыг­рал, види­мо, более зна­чи­тель­ную роль, чем элек­три­че­ство, пото­му что солн­це све­тит каж­дый день, а гро­зы быва­ют, когда пове­зет.

— В какой сре­де воз­ник­ла жизнь — щелоч­ной, кис­лой или ней­траль­ной?

— Совре­мен­ные гря­зе­вые кот­лы очень кис­лые, пото­му что сери­стые испа­ре­ния реа­ги­ру­ют с кис­ло­род­ной атмо­сфе­рой, и обра­зу­ет­ся сер­ная кис­ло­та. Сре­да настоль­ко кис­лая, что там могут жить толь­ко немно­гие, самые вынос­ли­вые мик­ро­бы. Но когда кис­ло­ро­да в атмо­сфе­ре не было, сре­да была близ­ка к ней­траль­ной. И сре­да внут­ри кле­ток тоже почти ней­траль­ная. У любых мик­ро­бов, живу­щих и в силь­но кис­лой, и в силь­но щелоч­ной сре­де, мно­го энер­гии ухо­дит на то, что­бы под­дер­жи­вать хотя бы внут­ри клет­ки ней­траль­ную сре­ду. Уйти от это­го невоз­мож­но, пото­му что обра­зо­ва­ние ком­пле­мен­тар­ных пар меж­ду зве­нья­ми ДНК воз­мож­но толь­ко в ней­траль­ной сре­де.

Запи­сал Алек­сей Огнёв

Кни­гу мож­но купить в интер­нет-мага­зине «Тро­иц­ко­го вари­ан­та» (http://trv-science.ru/product/proishozhdenie-zhizni/)

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

 

6 комментариев

  • Владимир:

    Очень рад, что про­све­ти­тель­ская дея­тель­ность Миха­и­ла дорос­ла до очень зна­чи­тель­ной книж­ки по очень непро­стой науч­ной теме. Кни­гу купил, но не успел про­честь. Осно­вой ста­ла серия ста­тей в жур­на­ле «Химия и жизнь». Изло­же­ние Миха­и­ла собра­ло все, что извест­но на сегод­неш­ний день о про­ис­хож­де­нии жиз­ни. До него была пре­крас­ная серия лек­ций Робер­та Хэй­зе­на на TTC, но Миха­ил на поря­док пре­взо­шел его, хотя по хариз­ма­тич­но­сти уст­ных лек­ций ещё отста­ёт. Спа­си­бо.

  • Юрий Кирпичев:

    Заме­ча­тель­но!

  • Алексей:

    Спа­си­бо, инте­рес­но! А есть ли какие-то ука­за­ния, что жизнь воз­ник­ла имен­но на Зем­ле, а не на Мар­се, а потом была пере­не­се­на метео­ри­та­ми сюда? На Мар­се вро­де было мно­го сво­бод­но­го кис­ло­ро­да аж 4 млрд. лет назад http://phys.org/news/2013–06-mars-oxygen-rich-atmosphere-million-years.html – замет­но рань­ше, чем на Зем­ле. Мож­но ли как-то про­ве­рить хотя-бы, что сине-зеле­ные водо­рос­ли появи­лись имен­но на Зем­ле, а не на Мар­се?

    • Лев:

      Ну, это про­яс­нить­ся ско­рее толь­ко при достав­ке мар­си­ан­ско­го веще­ства

  • Alexei:

    если он попа­да­ет в вул­ка­ни­че­скую лаву при тем­пе­ра­ту­ре 1500 оС – это где же такая лава быва­ет?

  • paulkorry:

    Несколь­ко досу­жих заме­ча­ний.
    Во-пер­вых, если жизнь воз­ник­ла в анаэ­роб­ной сре­де, то некор­рект­но при­во­дить для срав­не­ния кон­цен­тра­цию ионов в нынеш­ней мор­ской воде. Желе­за, напри­мер, в воде мало, но не пото­му, что его мало в окру­жа­ю­щей сре­де. Вооб­ще желе­за мно­го, песок жел­тый и гли­на корич­не­вая из-за при­ме­си желе­за. Про­сто желе­зо в ней­траль­ной сре­де в при­сут­ствии кис­ло­ро­да нахо­дит­ся в фор­ме прак­ти­че­ски нерас­тво­ри­мо­го Fe(OH)3 или сили­ка­тов на его осно­ве. При недо­стат­ке кис­ло­ро­да желе­за в виде Fe2+ в мор­ской воде было бы не мень­ше, чем каль­ция. При­мер­но то же отно­сит­ся к мар­ган­цу, кото­рый обыч­но сопут­ству­ет желе­зу.
    Во-вто­рых, ионы пере­ход­ных метал­лов в био­хи­мии игра­ют ката­ли­ти­че­скую роль за счет их спо­соб­но­сти обра­ти­мо окис­лять­ся-вос­ста­нав­ли­вать­ся и ком­плек­со­вать­ся с бел­ка­ми, и для такой функ­ции их вооб­ще-то нуж­но очень мало. Доста­точ­но, что­бы в одном месте «заве­лась» такая реак­ция, а «осталь­ные под­тя­нут­ся». Конеч­но, высо­кая кон­цен­тра­ция ионов метал­лов повы­ша­ет веро­ят­ность воз­ник­но­ве­ния ката­ли­ти­че­ских про­цес­сов, но и при кон­цен­тра­ци 10–8 это вполне воз­мож­но. Асци­дии, напри­мер, содер­жат в соста­ве пере­но­ся­ще­го кис­ло­род бел­ка доволь­но ред­кий вана­дий. Зна­чит ли это, что пер­вые асци­дии появи­лись там, где было мно­го вана­дия? Может быть, да, а может, и нет.
    Ионы калия в цито­плаз­ме слу­жит для под­дер­жа­ния раз­но­сти потен­ци­а­лов меж­ду цито­плаз­мой и внеш­ней сре­дой, это свя­за­но с обме­ном веществ, и такой меха­низм мог сфор­ми­ро­вать­ся при пер­вич­ной эво­лю­ции кле­точ­ных обра­зо­ва­ний. Вовсе не обя­за­тель­но, что избы­ток калия при­сут­ство­вал в исход­ной сре­де.
    Если пред­ста­вить био­ге­нез в виде боч­ки Либи­ха, то лими­ти­ру­ю­щим фак­то­ром дол­жен быть фос­фор, посколь­ку в при­сут­ствии Ca и Mg (точ­нее даже в при­сут­ствии любых метал­лов, кро­ме щелоч­ных, и не обя­за­тель­но в рас­тво­ре, но в виде твер­дых кар­бо­на­тов, гид­рок­си­дов) фос­фат-ион может пере­хо­дить в рас­твор толь­ко в очень кис­лой сре­де, в кото­рой бел­ки и нук­ле­ин. кис­ло­ты раз­ру­ша­ют­ся. При том, что эфи­ры фос­фор­ных кис­лот в избыт­ке воды гид­ро­ли­зу­ют­ся прак­ти­че­ски необ­ра­ти­мо, для нену­ле­вой веро­ят­но­сти обра­зо­ва­ния чего-то подоб­но­го АТФ, тре­бу­ет­ся высо­кая кон­цен­тра­ция фос­фат-иона. Я хуже все­го могу себе это пред­ста­вить.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com