Определяющей чертой нашего мира является жизнь. Насколько нам известно, Земля — единственная планета, на которой есть жизнь. Несмотря на наш век разрушения окружающей среды, жизнь есть в каждом уголке земного шара, под водой, в самых экстремальных условиях, которые мы можем себе представить.
Но почему? Как зародилась жизнь на Земле? Какая последовательность событий привела к появлению птиц, жуков, амеб, вас и меня?
У нас нет всех частей истории, но то, что мы знаем, рассказывает историю происхождения эпического размаха, которая отправляет нас в приключение в первобытные дни нашего мира.
Все начинается с воды.
Откуда взялась вода на Земле?
Стремление понять, почему на Земле существует жизнь, должно начинаться с воды, потому что вода — это единственное, что нужно всей жизни на Земле. Разные формы жизни могут выжить, питаясь самыми разными источниками пищи, но ничто не живет без воды.
Поэтому любопытно, что ученые не до конца понимают, как вода покрыла две трети поверхности нашего мира и создала самые первые условия, необходимые для жизни.
Проблема проста. Когда Земля формировалась, было очень жарко. Любая вода, которая была вокруг в начале, выкипела бы.
«Как же так много жидкости конденсируется на поверхности планеты, которая должна быть очень, очень горячей?» говорит Лидия Халлис, планетолог из Университета Глазго.
Ученые могут придумать несколько правдоподобных вариантов. Было ли это доставлено кометами, врезавшимися в наш мир? Или, что более фантастично, у нас есть вода только из-за чрезвычайно случайного события, когда такие планеты, как Юпитер, блуждают к Солнцу из внешней Солнечной системы? Или он каким-то образом был глубоко погребен в ранней Земле?
Как зародилась жизнь в этой воде?
Когда-то была вода, каким-то образом появилась жизнь. Возможно, жизнь вообще не зародилась на Земле. Но у ученых есть веские основания подозревать, что это так.
На протяжении десятилетий ученые пытались воссоздать в лабораториях условия той древней Земли, заполненной водой. Идея заключается в том, что, возможно, если они смогут имитировать условия ранней Земли, они в конечном итоге смогут создать что-то похожее на первые простые клетки, сформировавшиеся здесь миллиарды лет назад. Оттуда они могли собрать воедино историю о том, как зародилась жизнь на Земле.
Это направление исследований продемонстрировало некоторые ошеломляющие успехи. В 1950-х годах ученые Гарольд Юри и Стэнли Миллер показали, что можно синтезировать аминокислоту глицин — то есть один из основных строительных блоков жизни — путем смешивания нескольких газов, которые, как считается, наполняли атмосферу миллиарды лет назад, с помощью тепла и имитации молния.
С тех пор ученые смогли создать липидные капли, очень похожие на клеточные мембраны. И они заставили сформироваться молекулы РНК, похожие на упрощенную ДНК. Но заставить все эти компоненты жизни сформироваться в лаборатории и собраться в простую клетку — этого не произошло.
Так что же стоит на пути? И что бы это значило, если бы ученым действительно удалось создать жизнь в бутылке? Они смогли раскрыть не только историю происхождения жизни на Земле, но и прийти к шокирующему выводу о том, насколько обычной должна быть жизнь во Вселенной.
Что вообще такое жизнь?
Как бы жизнь ни зародилась, сегодня мы знаем, что Земля кишит ею. Мы познаем жизнь, когда видим ее. Но знаем ли мы, что такое жизнь в основе своей? -Нет.
«Никто не смог дать определение жизни, и некоторые люди скажут вам, что это невозможно», — говорит Карл Циммер, научный репортер.
Это не из-за отсутствия попыток. «Есть сотни, сотни определений жизни, опубликованных в научной литературе самими учеными, — говорит Циммер.
Кажется, что этот вопрос — что такое жизнь — должен быть легким, на него должен ответить пятиклассник.
«Кажется, что это должно быть легко, потому что мы это чувствуем», — говорит Циммер. «Наш мозг на самом деле настроен на распознавание таких вещей, как биологическое движение. Мы как бы запрограммированы на распознавание жизни. Но на самом деле это не означает, что мы знаем, что это такое».
Проблема в том, что для каждого определения жизни ученые могут придумать сбивающее с толку исключение. Возьмем, к примеру, определение жизни НАСА:
«Жизнь — это самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции».
Но это определение исключает вирусы, которые не являются «самоподдерживающимися» и могут выживать и размножаться, только проникая в хозяина.
С одной стороны, определение жизни было бы полезно, поскольку мы ищем признаки ее на других планетах и лунах. Как мы узнаем жизнь, когда найдем ее? С другой стороны, объясняет Циммер, возможно, просто невозможно дать определение жизни — по крайней мере, с нашими нынешними знаниями.