Началото на живота на Земята е все така забулено в мистерия

Разбирането как е започнал животът е една от най-дълбоките области на науката.

Въпросите, които задаваме, и отговорите, които намираме, не само ни помагат да разберем произхода на видовете на Земята, но и как — или дали — е съществувал живот на Луната или Марс, или извънземен живот съществува и днес в по-далечна вселена, разказва Фред Швалер в Дойче веле.

Доколкото знаем, най-ранното доказателство за живот на Земята е цианобактерия, датираща отпреди 3,7 милиарда години – около 800 милиона години след формирането на планетата. Това доказателство е открито във вкаменелости в Австралия.

Знаем също, че всички известни видове на Земята са форми на живот, базирани на въглерод.

Въглеродът е основният компонент на нашите клетки, използван от растенията за изграждане на листа и стъбла и от животните за клетъчен растеж и репликация.

Но ако се чудите откъде произхождат тези елементарни градивни елементи на живота — от космоса или от блато? — отговорът е многообразен и оспорван.

Каква е теорията на Дарвин за „първичната супа“?

Чарлз Дарвин, британският натуралист, смяташе, че животът започва в „някакво малко топло езерце“, пълно с неорганични химикали, които се превръщат в сложни органични химикали или молекули. Това доведе до популярната теория за първична супа, образуваща живот.

Тези органични химикали започват да взаимодействат помежду си, особено когато са стабилизирани и свързани в подобна на торба мембрана. 

В крайна сметка тези клетъчни структури се развиват, за да станат форми на живот, като например цианобактериите, открити в Австралия.

Това е теорията, но вероятно не е цялата истина.

„Истината е, че тези събития са почти напълно забулени в мистерия. Никой не знае каква последователност от събития е създала живот от неживот, но има много идеи, вариращи от хидротермални извори на дъното на океана до топли езера на островите до подземни среди “, каза Силвия Холер, биохимик от университета в Тренто, Италия.

Как хидротермалните отвори са създали ранни форми на живот?

Холър изучава най-ранните начала на живота, възпроизвеждайки условията на хидротермалните отвори  – горещи извори, захранвани от подводни вулкани – в това, което тя нарича химически градини.

Използвайки тези химически градини, Холър може да променя химичните състави в симулирана среда, за да разбере какво може да е създало перфектни условия за най-ранните форми на живот или прото-живот.

Целта на Холър в  проучване, публикувано в списанието PNAS,  беше да разбере етапа точно преди началото на живота, когато неорганичните химически структури са се превърнали в органични молекули.

Тя установи, че структурата на хидротермалните отвори е от решаващо значение за тези „химични преходи“.

Нейното изследване установи, че когато мастните органични молекули се включат в неорганичните стени на хидротермалните отвори, тяхната структура се променя, за да образуват везикули – друга подобна на торба структура, която може да съдържа други молекули.

„Везикулите са подобни на примитивните клетъчни мембрани или“ прото-клетки „, каза Холър.

Ник Лейн, професор по еволюционна биология в Университетския колеж в Лондон, Обединеното кралство, не участва в изследването, но каза, че констатациите са важни.

Защо биологията на живота все още е загадка? 

Везикулите, създадени от Холър, са твърде примитивни, за да бъдат определени като „живот“ – те не са имали нито един от признатите процеси на живота: движение, възпроизводство, чувствителност, хранене, отделяне, дишане и растеж (опростено в акронима MRS NERG ).

Еволюцията на прости клетъчно-подобни везикули, лишени от гени, би могла да се развие сравнително „бързо“, каза Лейн, предлагайки времева рамка, по-малка от милиони години. 

Но еволюцията на клетките, съдържащи ДНК генетичен код – нещата, които ни правят такива, каквито сме като индивиди – вероятно е отнела стотици милиони години, каза Лейн. И този процес би включвал начини за развитие на живота за създаване на протеини от ДНК. Протеинът е друг жизненоважен елемент на живота.

И тази верига от събития остава загадка.

Много експерименти са тествали дали животът може да възникне спонтанно с наличието на органични молекули. Но нито един от експериментите не е успял да създаде живот от неживот, каза Холър.

„Можем да предположим, че разликата между органичните молекули и живота е голяма или самите молекули не са ключовата съставка, която причинява възникването на живот“, каза тя.

Това съвпада с мнението на Лейн, че органичните молекули „технически нямат нищо общо с живота – те са просто молекули, съдържащи водород, свързан директно с въглерода.“ Органичните молекули може само „да изглеждат необходими за живота“, каза той.

Дали животът на Земята е дошъл от космоса?

Друг начин да проверим теорията за първичната супа се крие в нашето търсене на извънземен живот.

Космосът  е пълен с органични молекули. Молекули, наречени „пробиотични“, са открити в междузвездни облаци в далечни галактики, както и в нашия Млечен път.

Тези пробиотични молекули са изненадващо сложни, но изследователите все още не са открили везикули или подобни на клетки структури в космоса.

Има хипотеза, че животът е дошъл на Земята от космоса чрез микроскопични организми, които са се качили на метеорити или прахови частици.

Идеята, известна като панспермия, е периферна теория, подкрепяна от малко учени, но въпреки това е интригуващо да се мисли, че химическите градивни елементи, необходими за живота, може да не са уникални за Земята.