Найти тему
Кот-ученый

Древнейшие следы жизни на Земле и сложные углеводороды в космосе

Горные породы биогенного происхождения возрастом 3, 8 млрд. лет. Гренландия
Горные породы биогенного происхождения возрастом 3, 8 млрд. лет. Гренландия

Возраст нашей планеты в 4,54 млрд. лет. Животные с твёрдым скелетом появились на ней в кембрийском периоде (около 540 млн. лет назад). Поскольку других надёжных следов жизни в геологических породах долгое время находить не умели, о том, как развивалась жизнь до скелетной революции, оставалось только гадать. В основном учёные исходили из того, что жизнь начала развиваться из неорганических молекул уже на Земле, под защитой атмосферы. На развитие от бактерий до сложнейших кембрийских типов отводили сравнительно мало времени. А вот на возникновение жизни как таковой наоборот - чрезвычайно много. Полагали, что первые миллиарды лет своего существования наша планета была совершенно безжизненной.

Впрочем, другая точка зрения тоже существовала. В 1922 году В. И. Вернадский, исходя из структуры и геохимических особенностей различных осадочных пород, высказал такое суждение: в геологической истории Земли не удается обнаружить периода (сколь угодно древнего), когда образование всех известных для него осадков происходило бы заведомо абиогенным путем. Следовательно, заключал он, если мы будем твердо стоять на почве эмпирических обобщений (а не всякого рода «общих соображений»), то нам придется признать, что жизнь существовала на Земле всегда — «биосфера геологически вечна». Но к нему не слишком прислушались. Как оказалось, зря.

Формация Исуа
Формация Исуа

Во второй половине XX века выяснили, что и бактерии оставляют весьма явные следы в геологических породах, как в виде окаменевших бактериальных плёнок – строматолитов, так и в виде характерных химических признаков. И тогда возраст земной биосферы начал стремительно увеличиваться. На сегодняшний день можно считать практически доказанным биогенное происхождение джезпелитов. Так же были обнаружены окаменелые останки одноклеточных организмов в южноафриканском местонахождении Онфервахт – 3,4 млрд. лет; окаменелые останки одноклеточных организмов в автралийском местонахождении Варравуна -3, 5 млрд. лет; углерод гренландской формации Исуа, имеющий, как следует из соотношения изотопов, заведомо органическое происхождение – 3,8 млрд. лет. При этом породы формации Исуа являются древнейшими осадочными породами на Земле.

В академическом мире общеизвестно, что ископаемые организмы могут сохраняться только в осадочных породах,за редчайшими исключениями, вроде захоронений под вулканическими пеплопадами и т.п. По сему многие учёные провозгласили, что достоверные следы жизни известны в геологической летописи Земли с того самого момента, когда возникает принципиальная возможность их фиксации, и на более древние находки не надеялись. Однако порой судьба преподносит весьма приятные сюрпризы. В 2015 г. неожиданный результат дало изучение в лабораториях Калифорнийского университета древнейших из ныне известных кристаллических пород – мелких кристаллов циркона из месторождения Джек Хилл в Западной Австралии. Возраст этих кристаллов – 4, 1 млрд. лет. В 656 экземплярах этих минералов имелись темные включения, представляющие собой фрагменты среды, в которой цирконы формировались. И в одном из этих образцов была обнаружена разновидность природного углерода – графит. Что особенно важно - углерод, содержащийся в древнейшем цирконе, имеет специфическое соотношение изотопов углерода-12 и углерода-13, которое однозначно указывает на наличие как минимум 4,1 млрд. лет назад фотосинтезирующей жизни.

В общем, времени на развитие живой клетки из неорганических молекул остаётся катастрофически мало. Неудивительно, что учёных всё больше интересуют возможности импорта жизни из космоса. Эксперименты на МКС показали, что некоторые одноклеточные организмы вполне могут выживать в условиях открытого космоса, а следовательно, попасть с одной планеты на другую на метеорите.

Экспериментальная платформа на МКС
Экспериментальная платформа на МКС

18 августа 2014 г. космонавты Александр Скворцов и Олег Артемьев разместили на платформе, закреплённой на внешней стороне служебного модуля русского сегмента МКС «Звезда», несколько сот образцов разных организмов: бактерий, архей, водорослей, мхов, грибов и лишайников. «Колонисты» были не особенно защищены от неприятностей, таких как радиация или бешеные перепады температур. Некоторые организмы поместили в имитацию марсианского грунта и в среду, близкую к марсианской атмосфере. 22 октября того же года космонавты Максим Сураев и Александр Самокутяев убрали с платформы защитное покрытие, и условия стали ещё более жёсткими. 3 февраля 2016 г Юрий Маленченко и Сергей Волков вернули защитное покрытие на место. 18 июня 2016 г. образцы были возвращены на Землю британским космонавтом Тимоти Пиком на корабле «Союз ТМА-19М» и изучены в лабораториях 30 научных институтов из 12 разных стран, в том числе и Германии. "Некоторые организмы и биомолекулы показали стойкость к радиации в открытом космосе и вернулись на Землю вполне жизнеспособными", — сказал Жан-Пьер Поль де Вера из Института планетных исследований при Немецком аэрокосмическом центре в Берлине.

Однако, достоверных находок живых или хотя бы умерших клеток где-либо за пределами Земли, на других планетах, лунах или метеоритах сделано пока не было, только несколько подозрительных на следы бактерий образцов. Но может быть, на Землю из космоса попала не готовая жизнь, а «кирпичики жизни», сложные углеводородные молекулы, которые здесь уже быстренько (за пару сотен миллионов лет) дошли до нужной кондиции? Всяческих органических молекул за пределами Земли обнаружено немало. Это и колоссальные залежи углеводородов на Титане, и этиловый спирт в составе кометы Лавджоя, метилизоцианат, ацетон, пропальдегид, ацетамид и гликольальдегид на голове кометы Чурбмова-Герасименко, фуллерены и глицерин в межзвёздных облаках.

Фрагмент метеорита Acfer 086
Фрагмент метеорита Acfer 086

Но всё-таки в основном речь идёт о не такой уж сложной органике. И вот совсем недавно было сделано ещё одно важнейшее открытие. Внутри метеорита, найденного в Алжире 1990 г. нашли настоящую белковую молекулу. Это довольно маленький белок, состоящий в основном из глицина (разновидность простейшей аминокислоты), с атомами железа, кислорода и лития на концах. Все эти составляющие молекулы хорошо известны, но именно в такой комбинации они никогда ранее не встречались на Земле. Инопланетный белок получил название гемолитин.

Если вам понравился материал, не забудьте поставить "лайк". Спасибо.

Наука
7 млн интересуются