Разгадать жизнь

Происхождение самой жизни и эволюция живого — самые популярные и одновременно самые спорные направления науки. «Огонек» собрал парадоксы, которые пока не могут разрешить ученые.

Живое из неживого

Жизнь на Земле возникла около 4 млрд лет назад. А вот как это случилось, до сих пор точно неизвестно. В ХХ веке академик Опарин сформулировал теорию «первичного бульона», предположив, что в растворах высокомолекулярных соединений образовались сгустки, содержащие протоклетки — примитивные организмы, предшественники прокариот (безъядерных живых одноклеточных).

В 1952 году Стэнли Миллер решил проверить эту идею. По системе из стеклянных труб он пустил четыре вещества, которые, вероятно, присутствовали на юной Земле: кипящую воду, газообразный водород, аммиак и метан. На газы многократно воздействовали электрическим током, имитирующим молнии. Через неделю в колбе образовалась коричневая жидкость, содержащая семь аминокислот, и в том числе глицин, аланин и аспарагиновую кислоту, входящих в состав клеточных белков. Эксперимент Миллера показал, как могла образоваться предбиологическая органика — вещества, которые участвуют в синтезе более сложных компонентов клетки. С тех пор биологи считают этот вопрос решенным, несмотря на серьезную проблему. Дело в том, что абиогенный (от неживого к живому) синтез аминокислот был бы возможен только в том случае, если бы на Земле в тот момент была метаново-аммиачная атмосфера. Но метану и аммиаку неоткуда было взяться в большом количестве на Земле, считают специалисты. К тому же эти соединения очень неустойчивы и разрушаются под действием солнечного света.

Неуловимая мелочь

Почти столетие продолжаются поиски древней молекулы, с которой, собственно, и началась жизнь. По одной из ведущих теорий, жизнь началась со спонтанно зародившегося гена, который стал прародителем жизни. Естественно думать, что таким первогеном могла быть молекула ДНК, но оказалось, что ДНК не может сама передать информацию другим поколениям, для этого ей нужны помощники — РНК и белки. Когда во второй половине XX века открыли новые свойства молекулы РНК, то оказалось, что эта молекула больше подходит на главную роль в происхождении жизни. В последнее десятилетие множество ученых пытаются получить молекулу РНК, которая могла бы копировать сама, но никаких результатов пока не достигнуто. До сих пор никто так и не смог — даже приблизительно — смоделировать, как случайная самокопирующаяся система из нуклеиновых кислот могла стать в высшей степени неслучайной и как в ней могли появиться те свойства, которые есть у системы из нуклеиновых кислот и белков.

Кембрийский взрыв

В раннем Кембрии, который начался около 541 млн лет назад, за очень короткий промежуток времени произошло удивительное событие, названное «кембрийским взрывом». За каких-нибудь 10 млн лет на Земле появились все известные современные типы животных. Согласно теории эволюции, общий предок современных животных вышел из древнего мира докембрийских чудищ — тех, кто пережил глобальную катастрофу. Исследования подтверждают, что родословная современных типов, включающих губки, погонофоры, хордовые и других, представляет собой куст, растущий из единого корня. Правда, найти окаменелые остатки этого «корня» палеонтологам до сих пор не удалось.