Есть мнение, что «вероятность образование полноценной молекулы белка математически невозможна в обозримой вселенной». И это интересное мнение. Я бы сказал, рекурсивное, самосогласованное, – очевидно же, что белковый комментатор, неполноценный уже на уровне молекулярном, иного мнения придерживаться просто не может.
Вообще же, таких мнений – море.
...И они, видимо, неискоренимы, как сама глупость. Однако по сути глупости и поднятого в комментариях вопроса речь шла уже в публикациях предыдущих. Здесь же она пойдёт о проблемах абиогенеза и идеях по поводу их разрешения.
Проблема же заключается в том, что задача создания жизни в пробирке уже решена. Причём, довольно давно. Способная к автокатализу – созданию собственных копий – и эволюции путём отбора мутаций РНК без особых проблем синтезируется из реагентов, которые на молодой Земле совершенно точно были, – поскольку все есть уже и в холодных туманностях, из которых образуются звёзды и планеты… То есть, с одной стороны задача решена, – учёные сделали всё что могли, остальное – синтез белков, создание мембраны, рост, превращение в ДНК, – уже личное дело ожившей молекулы. И на неё тут вполне можно положиться. С другой же, работает это только в пробирке. Где сконцентрировано всё нужное, и откуда удалено всё лишнее.
Пробирка – не совсем кратерное море, в перегретой и перенасыщенной солями и кислотами воде которого растворялась небулярная, атмосферная и вулканическая органика. Даже при том, что концентрация самой органики была очень велика – 1%, – это всей органики. В общей массе молекул нужные для синтеза РНК составляют с хорошей точностью 0%. И если они как-то найдут друг друга и должным образом провзаимодействуют, это будет слишком похоже случайность.
Любая случайность вероятна, – событие же, наблюдаемое однократно, «вероятностью» вообще нельзя охарактеризовать, но наука случайностями не занимается. Только выявлением закономерностей движения материи. То что жизнь возникает закономерно всюду, где для этого складываются предпосылки, – отправная точка в рассуждениях, а исходные утверждения не требуют доказательств… Если проще, то возникает вопрос, как «пробирку» организовать в условиях молодой Земли нерукотворно. Как сконцентрировать нуклеотиды.
Соответственно, с конца прошлого столетия гипотезы в области абиогенеза пытаются данный вопрос решить. Старейшей, родившейся под впечатлением открытия «чёрных курильщиков», стало «зарождение жизни в горячих ключах», – в маслянистом налёте на внутренних поверхностях жерл. Но она появилась в эпоху, когда не было установлено небулярное происхождение основных «кирпичиков» жизни. В чёрной же от органических примесей воде «курильщиков» при проверке обнаружилась любая гадость, кроме нужной.
Тем не менее, идея «налёта», – «намазывания» органики на какие-то обладающие каталитическими свойствами поверхности, – названная «гипотезой первичного бутерброда», показалась плодотворной. В той или иной форме она вошла в большинство более поздних гипотез.
...И о некоторых из таких гипотез я писал. Например, нужные для синтеза РНК реагенты в растворе имеют свойство впитываться в капельки ароматических углеводородов… Да, была эпоха, когда моли ещё не существовало, а нафталин уже оседал на планету из первичной, состоящей из небулярных газов, атмосферы.
«Жизнь из нафталина» до сих пор сохраняет актуальность, так как не сталкивается с проблемами характерными для весьма многообещающей «жизни из грязи». В минеральной матрице содовых болот, в выбросах грязевых вулканов, можно найти среду, в которой часть нужных для возникновения жизни веществ наличествует в очень высокой концентрации. Но только часть, а не все. Всё нужное заведомо было только в «морях», – озерах перегретой воды, куда смывались и где концентрировались все молекулы – небулярного, атмосферного и подземного происхождения.
...С другой стороны, и в капельки ароматических углеводородов из раствора охотно переходит не всё нужное. И данную проблему решает новая гипотеза, – «жизнь из геля». В рамках которой жизнь могла зародиться вне воды, – в слизистой плёнке остающейся на скалах после высыхания «бульона». Такая плёнка представляла собой «губку» из крупных органических молекул, в ячее которой оставались капельки воды. Реагенты при высыхании воды концентрировались, промежуточным же продуктам реакции было некуда деться… В принципе, «матрица» геля ещё до зарождения жизни могла выполнять роль клеточной мембраны.
Проблема в последнем случае заключается в сравнительной нестабильности среды. Высокомолекулярная структура защищает воду от испарения (при температуре выше 100 градусов, как-то так, – катархей же). Но сколько это может продолжаться? Плюс, в отличие от «грязной» и «нафталиновой» версий, «гелевая» не подразумевает постоянной подачи новых реагентов взамен израсходованных. Так что, если даже РНК синтезируется, то с чем она далее будет работать? Предорганизмы заведомо не могли самостоятельно синтезировать многое из нужного, и тем более собирать и накапливать нужные материалы из среды...
Разве что, они сидели в них по уши. Согласно новой теории, излагавшейся в статье
«Self-Shielding Enhanced Organics Synthesis in an Early Reduced Earth's Atmosphere», первичная атмосфера Земли, дегидратируясь под воздействием радиации, породила подобный морям Титана (только горячий) «океан углеводородов» глубиной в несколько сотен метров. То есть, «первичный бульон» представлял собой не раствор органики в воде, а наоборот. В нефти тоже вода содержится.
Но это очень вряд ли. В принципе, облучаемая атмосфера из метана, углекислоты, аммиака, сероводорода и фосфина, будет работать, как химический реактор, – и на Титане можно видеть оранжевую дымку из оседающих сложных молекул. Однако у всех прочих исследователей почему-то получалось на несколько порядков меньшее количество органики атмосферного происхождения.
Внимание заслуживает также отсутствие следа такого океана на старейших образцах коры, возрастом 4.2-4.3 миллиарда лет. Жизнь зародилась тогда, либо позже, но в среднем катархее на Земле моря уже состояли из перегретой воды. Если ливень из маслянистых капель и пролился на планету раньше, непонятно, какое это может иметь отношение к делу.
Вероятно, новый импульс гипотезам придадут и результаты реконструкции LUCA – общего предка бактерий и архей, жившего именно в тот период, – около 4.2 миллиардов лет назад. Согласно оным, LUCA ещё был протобионтом – предорганизмом, в метаболизме которого биологические процессы с абиогенными… В более простой формулировке, существовать он мог только будучи подключённым к какой-то природной системе жизнеобеспечения, подобно тому, как сейчас паразиты передают часть функций своего организма хозяину.
Система же жизнеобеспечения LUCA, насколько удалось понять, представляла собой минеральную матрицу из соединений железа и серы с принудительным током перегретой, насыщенной химическими соединениями воды. Данные выводы говорят скорее всего в пользу «грязевой» или старой «гейзерной» версий, но не в пользу «жизни из нафталина» или «геля».