Универсальный общий предок и новые данные о том, кто мы и как на самом деле появилась жизнь на Земле

Как на Земле появилась жизнь? Кто мы есть и как наша планета стала такой, какой мы ее знаем? Что вообще такое жизнь, частью которой мы все являемся? Почти все, что мы слышали раньше по этой теме, может оказаться не более чем красивой легендой. В этой статье мы вместе проанализируем новые научные факты и сделаем по-настоящему шокирующий вывод о том, как на самом деле могла появиться жизнь на Земле.

Растиражированная, или господствовавшая ранее научная версия.

Многие слышали популярную историю о том, как приблизительно 3.8 миллиарда лет назад, на Земле в зоне мелководных соленых морей выпадали полициклические углеводороды, а по краям океанических плато появлялись конкурирующие органические структуры, или мир-РНК.

В последствии, на рубеже 3.8 -3.7 миллиарда лет назад, произошло самопроизвольное зарождение жизни на основе воспроизводящихся молекул РНК. Эта красивая и в целом оптимистичная концепция известна как теория Абиогенеза – самопроизвольного зарождения жизни на Земле.

Дивный древний мир, растиражированный в сотнях научно-популярных фильмов и статей, настойчиво и последовательно интегрированный в систему современного мировосприятия. Настоящая, глубинная основа общепринятой научной картины мира, на поверку, оказывается просто фантазией, полностью противоречащей открытым в последние годы фактам.

Оказывается, все было совсем не так…

В 2010 году на основе анализа ДНК различных биологических видов было установлено, что существовал единственный предок всех форм земной жизни. Его назвали Лука (LUCA- last Universal Common Ancestor), или последний универсальный общий предок. Важно отметить для себя, что это совсем не первый живой организм на Земле, а просто общий генетический предок. Эдакий «последний герой» или своего рода победитель в длительном состязании на роль самого успешного выживальщика.

Так как ископаемых остатков нашего прародителя найти не удалось, ученым приходиться изучать его при помощи сравнения геномов его многочисленных потомков (среди которых числимся и мы с вами).

Этим методом удалось установить 355 генов, которыми точно обладал Лука.

Наш общий предок был маленьким одноклеточным существом, у которого с большей вероятностью была ДНК, состоящая из тех-же основных нуклеотидов что и у современных организмов. Для построения белков использовались 20 аминокислот, одно цепочная РНК и рибосомы, состоящие из двух субъединиц.

Добавьте сюда полный набор (несколько сотен) каталитических ферментов, энергетический цикл на основе молекулы АТФ и водную цитоплазму, окруженную липидной двуслойной мембраной, оснащенной активными ионными каналами. В целом простая, но вполне современная клетка, в которой для полного комплекта не хватает только ядра и митохондрии.

Другими словами, это не переходная форма от неживой материи и не убогий прототип жизни, а полностью сформированный белковый организм нашего (земного) типа.

Лука был способен на хемиосмос и окисление водорода с образованием углекислого газа.

В общем все данные выглядят логично и предсказуемо, если бы не один важный и шокирующий факт – возраст этого организма…

Ученые из Бристольского университета в Великобритании путем все того-же генетического анализа установили, что общий предок всех современных представителей жизни на Земле, чьи следы сохранились в ДНК всех ныне живущих организмов, жил не в океане как думали ранее, а у горячих источников на суше 4.52-4.47 млрд лет назад.

Не может быть!

Это шокирующая цифра, по той причине, что Земля как планета образовалась из газопылевого протопланетного диска только 4.54 млрд лет назад. Выходит, Лука появился на Земле практически сразу после того, как газ и пыль вокруг новорожденного Солнца стала формировать зародыш будущей голубой планеты.

В то время Земля представляла из себя настоящую космическую пустыню, по сравнению с которой условия открытого космоса могли показаться лучшей альтернативой.

Земля четыре с половиной миллиарда лет назад.

Это была эпоха или геологический эон, который ученые называют Катархей. Наша планета в то время напоминала современную Луну. Типичным ландшафтом была суровая и холодная пустыня с черным небом. Атмосферы в те времена, практически не было.

Солнце грело на 30% меньше, чем сейчас, поэтому на Земле в ту эпоху царил постоянный холод. Вся поверхность была покрыта толстым слоем реголита (как сейчас на Луне) и относительно небольшим количеством воды в виде льда.

В популярной литературе растиражирована картинка бурной вулканической и гидротермальной деятельности в то время.

В действительности, никаких вулканов, извергающих потоки лавы, горячих источников, газовых фонтанов и паров воды в те времена не было, так как не существовало гидросферы и плотной атмосферы.

Небольшие порции газов и паров воды, которые выделялись при падении на поверхность молодой Земли планетезималей (древних метеоритов), быстро поглощались пористым реголитом.

Но даже этот неприветливый мир довольно скоро был полностью уничтожен...

Рождение Луны, или Земля в огне.

Луна сформировалась 4.51 млрд лет назад в результате столкновения молодой Земли с объектом по размерам сопоставимым с Марсом. При том столкновении образовалось в 100 миллионов раз больше энергии, чем при падении метеорита, предположительно убившего динозавров.

Этого было достаточно для испарения внешних слоев Земли. Часть мантии вообще была выброшена на орбиту и послужила строительным материалом для формирования Луны, а вся поверхность молодой Земли превратилась в океан кипящей магмы.

Очевидно, что никаких мелководных морей, тогда просто не существовало. Вода вообще попала на Землю намного позже, в результате поздней тяжелой бомбардировки, которая терзала нашу планету 4.1 – 3.8 млрд лет назад. В тот более поздний период, на Землю падали тысячи метеоритов некоторые из которых были больше 10 км в диаметре.

То время ученые называют архейским эпизодом расплавления и перегрева верхней мантии. Тогда в геосфере образовался магматический океан, и вся твердая первозданная поверхность Земли вместе с ее первичной литосферой очень быстро погрузилась в расплавы древней мантии.

Магнитного поля, защищающего Землю от космической радиации, тогда еще не было (оно сформировалось только 3.5 миллиарда лет назад).

В общем, на планете после эпохи сухой холодной пустыни, внезапно образовался настоящий раскаленный радиоактивный крематорий.

Но жизнь в тот момент уже существовала и отчаянно пыталась освоить земную поверхность! В 2015 году в формации Исуа в Гренландии обнаружен углерод потенциально биогенного происхождения возрастом 3.8 млрд лет. В 2017 году найдены ископаемые следы микроорганизмов возрастом от 3.77 до 4.28 млрд лет в ржавчинных осадочных породах в Квебеке (Канада).

Что это значить?

Вывод тут только один – наша планета была обитаемой фактически все время своего существования.

Жизнь на Земле не могла зародиться самостоятельно, у нее для этого не было ни защищенного, удобного места, ни продолжительного времени. Наша биологическая конструкция была доставлена на планету в готовом виде.

Исходя из того, что было несколько катастрофических событий, гарантирующих полную стерилизацию поверхности, попыток заселения должно было быть несколько. Материальные следы жизни, предшествующие поздней тяжелой метеоритной бомбардировке, наталкивают именно на такой вывод. Наш прямой предок Лука, по всей вероятности, прибыл на Землю в последней волне колонизации не раньше, чем 3.5 – 3.6 млрд лет назад и именно по этой причине сумел выжить, и оставить многочисленных потомков.

А как же его генетический возраст?

В течение сотен миллионов лет пока наша планета была не пригодна для жизни, в период от 4.52 до 3.5 млрд лет назад, наш общий предок Лука (судя по результатам генетического анализа) действительно мог жить у горячих источников на суше. Но эта суша была не на Земле.

По той простой причине что на нашей планете в ту пору не было условий, к которым был приспособлен Лука. Кроме того, не нужно забывать, что ранние периоды относительной геологической стабильности несколько раз нарушались катастрофами, гарантирующими полную стерилизацию и уничтожение любой органической жизни.

Наблюдаемое сейчас биологическое разнообразие действительно результат последующей эволюции, но первоисточник нашей биологической конструкции гарантированно имел неземное происхождение и стал успешным захватчиком на этой планете, прибыв сюда в сформированном виде.

Это значить, что вся биосфера Земли — это результат успешной колонизации и последующей адаптации одной единственной биологической формы, которая сумела запустить процесс эволюции.

Но и это еще часть правды, которую открывает нам генетика и палеонтологическая летопись…

Скорость земной эволюции, как оказалось, сильно зависит от сложности участвующих в ней живых организмов. Чем проще конструкция, тем медленней она видоизменяется. Эволюции потребовалось почти 3 миллиарда лет для того, чтобы одноклеточные организмы смогли превратиться в многоклеточные.

При этом даже после такого длительного периода трансформации, древние клетки видоизменились не путем структурной перестройки, а при помощи симбиогенеза (объединения двух клеток в одну). Таким способом появились необходимые для создания многоклеточных организмов клеточные элементы (органеллы) - ядро и митохондрия.

Возраст нашей Вселенной 13,8 млрд лет. Этого времени может оказаться недостаточно для абиогенеза с «нуля».

Новые научные факты и известные параметры скорости земной эволюции заставляют задуматься, а было ли достаточно времени для самопроизвольного зарождения жизни где-либо за пределами Земли? 4.5 миллиарда лет назад наша Вселенная была значительно моложе. От момента большого взрыва тогда прошло чуть больше 9 миллиардов лет, а ранняя Вселенная состояла только из водорода, гелия и малых примесей лития.

Для биологической жизни нашего типа нужен довольно сложный химический состав. Человеческое тело это набор из более чем 60 химических элементов.

Для такого разнообразия нужны миллиарды лет термоядерных реакций в недрах звезд. После чего, должна сформироваться планета, обладающая химическим разнообразием с приемлемыми для белковой жизни параметрами и только потом, эволюция может приступить к созданию предков Луки.

Но мы знаем, что три миллиарда лет мало даже для сравнительно не сложной перестройки. А сколько нужно времени для создания всей системы с самого начала (как говориться с чистого листа)?

Оболочка, ДНК, рибосомы, ферментный комплекс, ионные каналы - каждый из перечисленных элементов создать также сложно как ядро или митохондрию и симбиоз в этом случае не поможет. На начальном этапе еще нет живых и пригодных для объединения кандидатов.

Беря во внимание известную нам скорость земной эволюции, давайте спросим себя: «Сколько нужно было времени, для того, чтоб при помощи абиогенеза построить первую живую клетку?»

12-15 или возможно 20 миллиардов лет? И это при условии достаточного химического разнообразия и стабильных условий внешней среды.

Выводы, о которых нельзя молчать.

Эволюция биологической жизни частью которой мы являемся, очевидно не отдельное и случайное явление, а часть какого-то глобального и очень древнего процесса трансформации и развития живой материи.

То, что мы наблюдаем на Земле, только одна глава этой великой повести.

Сложность и эволюционная стабильность клеточной основы нашей биологической конструкции, позволяет нам сделать два вывода:

1- Жизнь, частью которой мы являемся, совершенно точно не могла сформироваться на планете Земля.

2- Есть достаточно весомые аргументы, которые заставляют усомниться в том, что белковая жизнь земного типа могла успеть самопроизвольно зародиться и эволюционировать где-либо в наблюдаемой Вселенной за время ее существования после большого взрыва.

Все это заставляет нас по-новому посмотреть на биосферу частью которой мы являемся и глядя в зеркало спросить себя: «Кто-же мы такие?»

Может оказаться так, что наша форма жизни это не случайная попытка обосноваться на новой планете, а подготовленный и хорошо спланированный процесс колонизации трехмерного пространства, которое мы теперь называем – «Наша… наблюдаемая Вселенная».

Когда статья уже была готова…

26 августа 2020 года в журнале Frontiers in Microbiology были опубликованы результаты трехлетнего эксперимента, проведенного японскими учеными на борту МКС. Исследователи пытались выяснить, смогут ли обычные земные бактерии рода Deinococcus выжить в открытом космосе без какой-либо защиты. Стоит отметить, что несмотря на то, что деинококки довольно устойчивы к радиации, они не относятся к экстремофилам.

Результаты показали, что колония бактерий в виде гранулы от 0.5 миллиметра может прожить на поверхности космического корабля от 15 до 45 лет и гарантированно перенести путешествие в границах Солнечной системы. Даже в совершенно свободном (неприкрепленном к поверхности) положении в открытом космосе, бактериальная колония диаметром в миллиметр может жить до 8 лет.

Это довольно серьезный аргумент в пользу теории панспермии, утверждающей что жизнь была занесена на Землю во время падения астероида или кометы.