Слишком быстро для эволюции: Странная находка в Канаде ожесточила спор о происхождении жизни на Земле
Если выводы учёных верны, то первые живые организмы возникли на планете практически сразу после того, как она вообще сформировалась как таковая.
Как появилась Земля
Земле около четырёх с половиной миллиардов лет. Собственно, примерно как и Солнцу. Это значит, что Солнечная система существует немногим менее половины того времени, что существует сама Вселенная. Как и все системы во Вселенной, она возникла по воле гравитации, то есть из разбросанных везде и всюду частиц постепенно слеплялись газовые либо твёрдые каменистые шары. Новорождённая Земля была сущим адом, её поверхность была покрыта раскалённой магмой. Потребовались сотни миллионов лет, чтобы поверхность охладилась хотя бы градусов до 80 по Цельсию. Вращалась она гораздо быстрее, чем сейчас, — сутки длились около 6 часов. А 3,9 миллиарда лет назад на неё посыпался град из астероидов, метеоритов и комет. Есть версия, что именно кометы принесли на Землю воду для её прекрасных океанов, но многие учёные уверены, что это был не основной источник, а большая часть воды возникла в недрах планеты и поднялась на поверхность в ходе геологических процессов.
Что нужно для возникновения жизни
Примерно при таких обстоятельствах на Земле должна была как-то возникнуть жизнь. Принято считать, что сначала из неорганических веществ сформировалась более сложная по своей структуре органика, появились аминокислоты, белки, сахара. Учёные рассчитали, что для появления самой примитивной протоклетки нужно как минимум 20 различных типов аминокислот. И вот возникают РНК и ДНК — две похожие друг на друга фантастические молекулы, которые содержат в себе программу воспроизведения себе подобных. По сути, это ключ от двери под названием "жизнь". Эта молекула обзаводится оболочкой, и мы получаем клетку. Живую клетку.
Вопрос: сколько времени всё это должно было занять? Сколько всего должно было удачно совпасть для этого? Во всяком случае, учёным трудно представить, что такое многоступенчатое развитие могло совершиться по щелчку пальца, — это должен был быть очень неторопливый процесс. Если бы на это понадобился, скажем, целый миллиард лет или даже больше, в этом не было бы ничего удивительного. Именно поэтому обнаружение всё более и более древних следов жизни всё больше и больше озадачивает.
Самые древние следы жизни
В 2018 году на северо-западе Австралии, в богатой железной рудой красной земле региона Пилбара нашли окаменелости вот с такими структурами. Учёные считают, что это останки древнейших микробов. Прежде всего потому, что в них содержатся все те же самые вещества, какие после себя оставляют ныне живущие бактерии. Так вот, этим окаменелостям, по оценкам, 3,46 миллиарда лет. И до недавних пор они считались самыми древними из известных.
Но это бы ещё куда ни шло — всё-таки это даёт планете целый миллиард лет на то, чтобы стать обитаемой. Вот только вполне возможно, что науке уже известны куда более древние живые существа. К примеру, за два года до новости об австралийских окаменелостях вышла статья об удивительной находке в Гренландии. Эти полосы, по мнению учёных, не что иное, как слои строматолитов — карбонатных конструкций, которые возводили для себя цианобактерии. И их возраст оценили в 3,7 миллиарда лет.
Правда, вскоре другая команда исследователей заявила, что это вовсе не строматолиты, а просто результат геологических процессов. Надо сказать, что подобное происходит чуть ли не каждый раз. Учёные говорят, это похоже на философский спор. И та и другая сторона находит достаточно веских аргументов в свою пользу.
Новая находка в Канаде
Она на самом деле не совсем новая: впервые о ней сообщили в 2017 году исследователи из Университетского колледжа Лондона. Они нашли на севере канадского Квебека камень, который когда-то был частью морского дна. Возраст его определили очень приблизительно: сочли, что ему как минимум 3,77 миллиарда лет, а может быть, и все 4,3. И вот что в нём рассмотрели. Эти трубки, а также своеобразные выступы и нитевидные структуры, по мнению учёных, — останки разложившихся живых организмов.
Естественно, впоследствии появились доводы против этого. Поэтому британские учёные решили провести повторное исследование. Сосредоточились на волнистых скоплениях нитей, которые хоть и с большим трудом, но удаётся различить на этих снимках. Описывается, что одно из них напоминает стебель с ветвями. Новая оценка возраста такая: от 3,75 до 4,28 миллиарда лет.
Учёные подчеркнули, что некие скопления нитей вполне могут образоваться и без биологии, и их даже удалось получить путём эксперимента с помощью бария, стронция и кальция в щелочной среде. Но дело в том, что эти неорганические нити весьма непохожи на канадские: они сильно отличаются по размеру и расположены хаотично, а в квебекском камне — все более-менее одинаковые, все волнообразные либо спиральные и как-то очень организованно группируются. Так что авторы исследования по-прежнему убеждены, что это автографы бактерий, которые питались железом, серой и, возможно, углекислым газом в гидротермальных источниках. И которым может оказаться 4 миллиарда и почти 300 миллионов лет. То есть, собственно говоря, возникает планета — и через какие-нибудь 200–300 миллионов лет на ней уже кто-то поедает железо.
Альтернативные версии происхождения жизни
Поскольку у учёных есть сомнения, что жизнь могла за такие короткие сроки появиться с нуля сама собой, то они обдумывают, что могло этот процесс облегчить и ускорить. Есть, например, версия, что кометы вместе с водой приносили с собой уже готовые РНК. Но некоторые рассуждают ещё более смело: а что, если из космоса прилетели даже не РНК, а полноценные организмы? Речь идёт о гипотезе панспермии. Чтобы доказать её состоятельность, надо доказать, что какое-либо существо в принципе МОЖЕТ выжить и в космическом вакууме, и в адском пламени при вхождении камня в земную атмосферу. И надо сказать, такие доказательства появляются.
Скажем, был эксперимент на МКС: в открытый космос выставили ёмкости, на которых вырастили целые культуры бактерий Deinococcus radiodurans. Некоторые из них продержали там три года подряд. И даже в них оказались живые микробы. То есть те, которые сверху, все погибли, а вот под ними выжили. Более того, по результатам их изучения учёные пришли к выводу, что они могли бы протянуть так и до восьми лет.
Конечно, даже восемь лет — это слишком короткий срок для гипотетического путешествия какой-нибудь кометы, несущей с собой жизнь. Но, во-первых, завораживает уже сам факт выживания микробов в космосе в течение хоть какого-то времени. И, во-вторых, нужно учесть, что в комете эти микробы лежали бы не просто так, а внутри грязного снежного комка. Как известно, вода очень хорошо защищает от радиации. Так же, как и то, что мы называем землёй или грунтом. В таком контейнере, пожалуй, микробы могли бы летать по космосу довольно долго. Может быть, сколь угодно долго.
Кстати, Лайф ранее рассказывал о смелых учёных, которые открыто отстаивают такую версию, это один из известнейших российских палеонтологов, академик Алексей Розанов, и почётный профессор NASA Ричард Гувер. Они изучили с помощью электронного микроскопа уже несколько упавших в разное время метеоритов и везде нашли окаменелости микроорганизмов. Они уверяют, что, например, останки бактерий в метеорите Оргей (упал в 1864 году во Франции) — старше Земли. И что метеорит этот был частью кометы.
