вторник, 14 февраля 2012 г.

Могла ли жизнь возникнуть на суше?

Могла ли жизнь возникнуть на суше?Возникновение жизни — одна из самых сложных загадок природы. Ископаемые и биологические данные привели учёных к заключению, что первые клетки на нашей планете появились около четырёх миллиардов лет назад, но что именно стало катализатором этого явления?

В 1871 году в письме ботанику Джозефу Гукеру Чарльз Дарвин размышлял, могла ли жизнь начаться «в каком-нибудь тёплом маленьком пруду, где были и аммиак, и фосфаты, и свет, и тепло, и электричество, и т. д.». С тех пор специалисты пришли к тому, что жизнь возникла в подводных гидротермальных источниках, однако новое исследование говорит о том, что Дарвин, возможно, был прав.

Армен Мулкиджанян из Университета Оснабрюка (ФРГ) и НИИ физико-химической биологии им. А. Н. Белозёрского (РФ) и его коллеги предполагают, что внутренние водоёмы, содержавшие сгущённые и остывшие геотермальные испарения, имели идеальные характеристики для того, чтобы послужить источником жизни. Вывод практически полностью основан на химии современных клеток. Цитируя наблюдения, выполненные в 1926 году биохимиком Арчибальдом Макаллумом (он показал, что состав цитоплазмы современных клеток разительно отличается от состава морской воды), и допуская, что клетки мало изменились за четыре миллиарда лет, исследователи предполагают, что химия современных клеток содержит намёки на то, в какой среде образовалась жизнь.

В сердце гипотезы — ионы определённых металлов. Тем самым специалисты развивают идеи статьи 2009 года, в которой г-н Мулкиджанян и Михаил Гальперин из Национального центра биотехнологической информатики (США) предположили, что первые клетки развились в богатой цинком среде. «Во всех живых клетках, — подчёркивает г-н Мулкиджанян, — цитоплазма насыщена ионами калия, цинка, марганца и фосфат-ионами, которые нельзя назвать распространёнными в морских средах, и содержит меньше ионов натрия, чем внешнее окружение».

Подобный состав, утверждают исследователи, можно найти только там, где горячая гидротермальная жидкость доставляет ионы на поверхность планеты, то есть в гейзерах, грязевых котлах, фумаролах и т. д. В этих дымящихся и булькающих резервуарах вода, насыщенная ионами цинка и марганца, могла собраться и охладиться в мелких прудиках, которые со временем (земная кора-то не стоит на месте) отъехали от геотермальных «горячих точек». Увы, найти подобные «инкубаторы», как называет их г-н Мулкиджанян, в геологической летописи практически невозможно. Первобытные пруды должны были обладать высокой кислотностью и, скорее всего, не сохранили следов первой жизни. Тем не менее их условия можно воспроизвести в лаборатории, чем исследователи и планируют заняться.

Коллег отчаянно критикуют. Ник Лейн из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) указывает на целый ряд несоответствий биологическим и геологическим данным. «4 млрд лет назад почти наверняка на планете было очень мало суши, и она была нестабильной, быстро разрушалась», — отмечает эксперт. Едва ли в таких условиях жизнь, буде возникла она в мелких прудиках, едва ли смогла бы закрепить свои первые успехи.

Г-н Лейн недоволен и той идеей, от которой отталкивались учёные: «Если мы предполагаем, что ионный состав первобытных клеток отражает состав океана, то это означает, что мы предполагаем равновесие между клетками и их средой, а это почти всё равно что объявить клетки неживыми. Клеткам нужен динамический дисбаланс — вот что такое быть живым».

Молекулярный биолог Джек Шостак из Гарвардской медицинской школы (США) считает, что зоны геотермальной активности и впрямь имеют характеристики, подходящие для «инкубатора», но мы не можем быть уверенными в том, что химия современных клеток отражает условия возникновения первых клеток. Ему не нравится идея г-на Мулкиджаняна о том, что высокий показатель отношения калия к натрию в современных клетках свидетельствует о древности их химии. Возможно, клетки приобрели способность создавать и удерживать этот показатель в своих цитоплазмах исключительно в своих собственных функциональных интересах, то есть независимо от той среды, в которой они возникли.

Одним словом, скептики полагают, что характеристики современных клеток — это намёк не на состав «первобытного бульона», а на то, что отличает живое от неживого.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Подготовлено по материалам Nature News.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Гибкость и долговечность плёнок и покрытий из углеродных нанотрубок напрямую связаны с их электронными свойствами
Открытие, сделанное учёными из Университета Северной Дакоты при поддержке Национального института стандартов и технологий (оба — США), продемонстрировало, что гибкость и долговечность плёнок и покрытий из углеродных нанотрубок напрямую связаны с их электронными свойствами. Исследование вполне может оказать огромное влияние на развитие гибких электронных устройств, таких как солнечные батареи и нос...
  (читать дальше)

Google организует прямую трансляцию карнавала в Бразилии на YouTube
Интернет-компания Google организует прямые включения с традиционного карнавала в Бразилии на специальном YouTube-канале, сообщает корпоративный блог YouTube. Ежегодно несколько бразильских городов соперничают между собой на самый красочный и яркий карнавал, который привлекает в страну миллионы туристов. Наиболее известен карнавал в Рио-де-Жанейро, однако фестивали в других городах также пользуют...
  (читать дальше)

Facebook выявила топ-плейлист для влюбленных пользователей в США
Крупнейшая в мире соцсеть Facebook и музыкальный сервис Spotify в преддверии Дня святого Валентина выяснили, какие песни наиболее часто слушают пользователи в США после смены статуса о своих отношениях с возлюбленными, сообщает корпоративный блог Facebook. Владелец Facebook-аккаунта на данный момент может указать в информации профиля такие статусы отношений, как "без пары", "в отношениях", "помо...
  (читать дальше)

Разработана концепция защиты от землетрясений с помощью метаматериала
Двое учёных из Южной Кореи и Австралии представили теоретическую концепцию защиты от землетрясений с помощью метаматериала. Суть идеи состоит в создании своеобразного волновода, который должен окружать фундамент здания и оберегать его от воздействия сейсмических волн. Эти волны, напомним, подразделяются на объёмные и поверхностные, причём последние имеют относительно низкую частоту и значительну...
  (читать дальше)

Google потратит на расширение своей штаб-квартиры $120 млн - СМИ
Компания Google планирует потратить более 120 миллионов долларов на расширение своей штаб-квартиры Googleplex в Маунтин-Вью (Калифорния), сообщило издание Mercury News. По данным издания, новые площади нужны для секретных проектов, которые отражают повышение интереса компании к рынку потребительской электроники. В частности, в ходе расширения Googleplex будет установлено оборудование для тестиро...
  (читать дальше)

Биологи научились замораживать и размораживать живых личинок дрозофил
Особая программа "закаливания" и диета с добавлением аминокислоты пролина превратили личинок теплолюбивых мушек-дрозофил в настоящих "моржей", способных выдержать заморозку половины воды в своем теле и восстановиться после разморозки, заявляют чешские биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Отрицательные температуры окружающей среды опасны для ...
  (читать дальше)

Эволюционный взрыв может произойти без массового вымирания - ученые
Взрывообразное расширение видового разнообразия не обязательно связано с эпизодами массового вымирания видов, так как один из факторов этого эволюционного взрыва - межвидовая конкуренция - практически отсутствует после исчезновения многих видов животных и растений, заявляют американские палеонтологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые выделя...
  (читать дальше)

В недалёком будущем «наводнения века» могут случаться каждые три года
В августе прошлого года ураган Айрин пронёсся через Карибский бассейн и восточную часть США, оставив за собой широкую полосу руин. Вздыбленная им вода перекатилась через дамбы, затопив приморские и внутренние территории. Многие говорили о том, что это было самое разрушительное наводнение века. Тем не менее исследователи из Массачусетского технологического института и Принстонского университета (...
  (читать дальше)

Вечно-чистая-бутылка CamelBak сама убивает бактерии УФ-лучами
В обычных городских условиях, если вас не устраивает качество питьевой воды, вы можете заказать за 800 рублей анализ в местной СЭС и понять, можно ли исправить дело фильтром, и если да, то каким. На природе же вышеперечисленное выглядит не совсем практично. Между тем даже чистейший на вид лесной ручей может наградить вас трихинеллёзом и порадовать иными паразитами местных кабанов и лосей, не гов...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)