Со школы мы знаем, что миллиарды лет не существовало ничего, что мы могли бы назвать живым и жизнь до ныне существующего разнообразия развилась из спонтанно образовавшихся неживых молекул, образовавшихся посредством спонтанных химических реакций под воздействием физических процессов на ранней Земле.
По всё более уточняющемуся алгоритму, который начался с абиогенного синтеза простых органических соединений, эти простые соединения «перескочили» на абиогенный синтез сложных органических соединений («кирпичиков» жизни). После этого появились репликаторов (РНК) (здесь ещё много чего нужно изучать, но принципиальное согласие внутри научного сообщества достигнуто), способные к самовоспроизведению и тут-то и начинает работать «дарвиновский» эволюционный механизм – наследственность, изменчивость, отбор. И вот учёные из лаборатории по изучению зарождения жизни в Институте эволюционных исследований Университета Уитса пролили ещё больше света на то, как именно это могло произойти. Несмотря на то, что процесс, приведший к запуску эволюции и её дальнейшему развитию, происходил на протяжении нескольких этапов, каждый из которых занимает отдельное место в истории Земли, учёные тем не менее установили ключевую роль случая в процессе эволюции. В лабораторных условиях они воссоздали аналоги древних белков и возможные пути их развития. Они выявили, что определённый исход эволюции зависел в основном от того, как развивалась цепочка случайностей и сделали однозначный вывод.
«Жизнь — это случайное явление, в этом нет никаких сомнений», — говорит Пьер Дюран, руководитель исследовательского проекта.
Результаты работы учёных опубликованы в Royal Society Open Science journal.
Дюран со своей группой продемонстрировали, как маленькие неживые молекулы могли создать более крупные со способностью к самовоспроизведению, которая является ключевым событием на этапе зарождения жизни.
«Нечто должно было случиться, чтобы эти маленькие молекулы начали взаимодействовать и формировать длинные, более сложные молекулы, — говорит Дюран. — и произошло это совершенно случайно при наличии у природы огромного запаса по времени на перебор всевозможных вариантов».
Очень простые молекулы РНК могут присоединять другие молекулы РНК к себе в процессе химической реакции лигирования, или сшивания. Случайное соединение различных кусков РНК может привести к появлению группы молекул, способной производить свои копии и запустить процесс зарождения жизни.
«Эти небольшие молекулы весьма беспорядочны и могут присоединять к себе другие цепочки. Любопытно, что они оказались меньше, чем мы представляли себе изначально», — говорит Дюран.
Самая маленькая молекула, проявлявшая способность к самосшиванию, была РНК, состоящая из 40 нуклеотидных звеньев. Она продемонстрировала также наивысшую функциональную гибкость или неразборчивость к субстратам, которые присоединяла к себе.
__________
Незадолго до этого, исследовав огромный объём генетических вариантов древнего белка, учёные из Университета Чикаго смогли проанализировать огромное количество путей, по которым эволюция не пошла, и также однозначно установили ключевую роль случайности в развитии жизни на Земле.
Этот эксперимент интересен тем, что это первый опыт применения метода глубокого сканирования мутаций к реконструированным древним белкам, позволяющий сравнить путь, по которому действительно пошла эволюция, с миллионами альтернативных, которые она отвергла. Ученые выбрали одну из критически важных для биологии человека функций белка и синтезировали целую номенклатуру его генетических аналогов, после чего проанализировали их функции. Они обнаружили более 800 различных путей, которые могли привести к образованию таких же или ещё лучших функций.
«У нас есть молекулярная машина времени для путешествий в прошлое, и когда мы попадаем туда, мы можем проследить любой альтернативный путь, который мог бы, в принципе, реализоваться», — говорит Джозеф Торнтон, руководитель исследования.
Оказалось, что случайность играла ключевую роль в определении того, какая из мутаций закрепится в дальнейшем. В результате, определенный исход эволюции зависел в основном от того, как развивалась цепочка случайностей. Подробно об этом исследовании сообщает Futurity.
Вопрос о зарождении жизни не может не будоражить умы тех, кто интересуется наукой. Спонтанность этого процесса, а предположительно, как следствие, его распространённость во Вселенной являются предметом поиска большого количества научно-исследовательских групп во всём мире. Сегодня мы можем только гадать, что перед нами откроет это знание, но, как минимум, считается, что мы сможем хотя бы немного обозначить для себя своё место в этом удивительном мире.
__________
Ссылка на чат в Telegram, в котором я публикую и статьи из Дзен, но в основном то, что сюда не входит по тем или иным причинам, а также немного различной отсебятины.
Д.
