Подарок звезды: В NASA раскрыли тайну происхождения жизни

Вообще, если честно, химия жизни настолько многосложна, что гораздо проще было бы четыре миллиарда лет назад доставить на Землю с метеоритом, кометой или астероидом какую-нибудь уже "готовую", пусть и самую примитивную, живую клетку или хотя бы РНК. Но пока наука исходит из того, что всё это у нас появилось само, без всякой панспермии. И для этого нужно, чтобы на Земле сам собой сложился вот примерно такой конструктор.

Это молекулы нуклеиновых кислот, из которых состоит и РНК, и ДНК. Они построены из разнообразных белков, а в составе этих белков находятся аминокислоты двух десятков разновидностей. Те самые аминокислоты, о пользе которых постоянно говорят диетологи. Молекула аминокислоты составлена из атомов водорода, углерода, кислорода и азота. И даже такую конструкцию получить, добиться её самостоятельного образования просто чудо какое-то.

Это чудо в 1953 году совершили американские учёные Стэнли Миллер и Гарольд Юри, они провели легендарный эксперимент: специальную камеру в нужных пропорциях заполнили метаном, аммиаком, водой и молекулярным водородом (именно так они себе представляли изначальную земную атмосферу) и пускали внутрь искры — имитировали удары молний. То есть они воссоздали тот естественный процесс, который должен был привести в конечном счёте к торжественному моменту появления РНК. Эксперимент оказался очень удачным: под действием электрических разрядов действительно образовалось порядка двадцати типов аминокислот.

Но впоследствии эти результаты пришлось пересматривать. Дело в том, что появились новые научные данные об исходном составе атмосферы — и они не совпадали с тем, что было в камере у Миллера и Юри. То есть, по более поздним представлениям, атмосфера была несколько другая на молодой Земле: там метана и аммиака было очень мало, зато очень много было углекислого газа и молекулярного азота. А в таких условиях удары молний уже не дают достаточно мощной энергии для конструирования молекул аминокислот.

Более того, современная наука пришла к выводу, что на заре Солнечной системы наше только что родившееся светило было на добрых 30% тусклее, чем сейчас. Значит, на Земле было гораздо холоднее. А в холодном воздухе гроз не бывает: надо, чтобы сталкивались тёплые и холодные воздушные потоки. Поэтому учёные считают, что на ранней Земле гром и молния случались гораздо реже, чем сейчас. И всё это опять ставит под огромный вопрос возможность самозарождения жизни на Земле.

Учёные искали разные варианты ответа на этот вопрос: предлагали принять во внимание и ударные волны от падения метеоритов, и воздействие солнечного ультрафиолета. Но теперь, кажется, появился действительно интересный ответ: бомбардировка атмосферы солнечными протонами во время вспышек. Солнце было тусклее, но оно было и гораздо строптивее, объясняют в NASA: "супервспышки", которые сейчас бывают раз в сотню лет, тогда происходили еженедельно, а то и каждые дня три. Во время этих вспышек к Земле от Солнца почти со скоростью света мчатся протоны. И, по расчётам учёных, врываясь в молодую атмосферу, они провоцировали в ней химические реакции, которые приводили к спонтанному возникновению аминокислот — "строительных кирпичиков жизни".

Специалисты NASA решили это проверить в лаборатории: заполнили камеру смесью углекислого газа, молекулярного азота, воды и небольшой метановой добавкой и подвергли всё это массированному протонному обстрелу. Результаты замечательные: даже когда метана в смеси было всего 0,5%, воздействия протонов всё равно оказалось достаточно для "производства" аминокислот. Для того чтобы их получить электричеством, надо, чтобы метана было не меньше 15%, а это, как мы уже поняли, на ранней Земле было маловероятно. И к тому же протоны более эффективно "производят" карбоновые кислоты, то есть такие, из которых потом получаются аминокислоты. В общем, есть шансы, что жизнь всё-таки могла зародиться на планете самостоятельно, без помощи несущих в себе жизнь комет и метеоров.