Происхождение жизни - один из самых больших открытых вопросов. Могло ли все это начаться еще до рождения нашей планеты?
«Когда вы встаете утром, подумайте о том, какая это драгоценная привилегия - быть живым дышать, думать, наслаждаться, любить». - Марк Аврелий
Если бы вы спросили профессионала - биолога, охотника за окаменелостями или геолога сколько лет жизни на Земле в 1970-х, вы бы очень осторожно ответили: “Я не знаю отвечать. Возвращаясь назад, до появления млекопитающих, до появления птиц, динозавров, рептилий, рыб, ракообразных или даже морских звезд и медуз - до кембрийского взрыва около 500-600 миллионов лет назад - мы знали, что Земля была обитаема.
Мы знали, что живем на планете, но доказательств было очень мало. В то время как последние полмиллиарда лет или около того обеспечивают очень богатую летопись окаменелостей, способ формирования окаменелостей имеет неотъемлемый предел того, насколько далеко назад мы можем заглянуть. Обычно трупы животных могут покрываться водой и отложениями грязи поверх этой воды, создавая летопись окаменелостей, которую мы знаем, изучаем и изучаем.
Это осадочная порода: такая, которая содержит окаменелости. Но поместите слишком много слоев породы поверх ваших окаменелостей на слишком долгое время, и такое сочетание давления и времени вызовет изменения в этой породе и приведет к метаморфизации ее содержимого.
Горная порода, которая начинает метаморфизировать, все еще может содержать окаменелости, пока она метаморфизована лишь частично. Но полностью метаморфизованной породы уже нет. Поэтому, если бы вы спросили ученого, изучавшего естественную историю Земли около 40 лет назад, каков возраст жизни на Земле, они бы сказали вам, по крайней мере, от одного до двух миллиардов лет, а возможно, и больше, но они не смогли бы это доказать.
В конце концов, нельзя просто вернуться в прошлое и посмотреть на то, что было тогда; единственное доказательство, которое у нас есть, это маленькие кусочки, которые сохранились с того времени, и почти все, что сохранилось, изменилось за это время.
Но за прошедшие десятилетия мы кое-что поняли: даже несмотря на то, что сегодня мы больше не можем различить сами окаменелости, остатки органического вещества оставляют особый след в виде углерода. Возможно, вы привыкли к «углеродному датированию» в форме измерения соотношения углерода-14 и углерода-12 в организмах, поскольку обе формы углерода поглощаются органическим веществом, а углерод-14 создается в верхних слоях атмосферы космическими лучами. и распадается с периодом полураспада около 5 700 лет. Пока вы живы, вы вдыхаете и поглощаете обе формы углерода; когда вы разлагаетесь, углерод-14 распадается и не заменяется никаким новым углеродом-14. Следовательно, если вы можете измерить отношение углерода-14 к углероду-12 (датирование по углероду), вы можете примерно, с погрешностью в несколько тысяч лет, узнать, как давно умер тот или иной организм.
Это может вернуть вас примерно на сто тысяч лет назад или около того, прежде чем содержание углерода-14 станет слишком низким, чтобы быть эффективным. Но есть еще одна форма углерода, о которой мы не говорим на одном дыхании: углерод-13, который, как и углерод-12, стабилен, и его содержание примерно на 1,1% меньше, чем у других форм углерода.
Живые организмы - насколько мы смогли биологически наблюдать - по-видимому, предпочитают поглощать углерод-12 углероду-13 из-за метаболических ферментов, более эффективно реагирующих с углеродом-12. Если вы найдете древний источник углерода, обогащенный углеродом-12, а не углеродом-13, это хороший показатель того, что это остатки органической формы жизни.
Исследуя графит, форму чистого углерода, отложившуюся в сильно метаморфизованных горных породах (таких как цирконы), мы смогли преодолеть этот барьер в 1-2 миллиарда лет, и отнесли возникновение земной жизни к 3.8 миллиардов лет назад, или всего каких-то 750 миллионов лет после образования Земли. Но в этом месяце мы стали еще лучше.
Обнаружив отложения графита в цирконах возрастом 4,1 миллиарда лет, отложения графита, которые показывают это увеличение содержания углерода-12, мы теперь имеем доказательства того, что жизнь на Земле восходит как минимум к 90% истории Земли, и возможно даже дольше! В конце концов, обнаружение остатков органического вещества в определенном месте означает, что органическое вещество, по крайней мере, так же старо, как и место, где оно захоронено, но может быть еще старше.
Это так рано, что вы можете подумать, что, возможно, эта жизнь не возникла здесь, на Земле, но что Земля была рождена с жизнью. И это действительно может быть так.
Эта гипотеза известна как панспермия, и хотя есть сумасшедшие, которые взяли эту идею и следуют ей (вы можете найти всевозможные безумные разглагольствования по этому поводу в Интернете), есть есть некоторая легитимность этой идеи. Видите ли, Земля образовалась не первой, а возникла после более чем девяти миллиардов лет космической эволюции. Сущности, породившие нашу планету, были предыдущими поколениями звезд, которые закончили свою жизнь в планетарных туманностях, остатках сверхновых и даже в результате слияния нейтронных звезд с нейтронными звездами, которые отправили тяжелые элементы обратно во Вселенную.
Во многих случаях эти тяжелые элементы были связаны друг с другом в чрезвычайно интересные молекулярные конфигурации, конфигурации, которые мы сегодня рассматриваем как истинно «органическую» материю.
Когда на Землю приземляются метеориты, такие как метеорит Мерчисон, показанный ниже, мы можем проанализировать, что находится внутри. Да, мы находим всевозможные интересные органические молекулы, но, пожалуй, самое интересное - это содержание аминокислот. Хотя здесь, на Земле, всего около 20 аминокислот играют роль в жизненных процессах, в этом метеорите обнаружено почти 100 уникальных аминокислот, что является убедительным свидетельством того, что ингредиенты для жизни повсюду во Вселенной. Мы даже находим аминокислоты на Луне, что указывает на то, что то, что принесло эти ингредиенты на Землю, произошло до образования Луны, менее чем за 100 миллионов лет до возраста нашей Солнечной системы!
Ну, если ингредиенты есть, то почему не может быть и какая-то примитивная форма жизни? Если вся жизнь на Земле имеет универсального общего предка, то не может ли быть так, что во Вселенной существует много форм ультрапримитивной жизни, и тип, пришедший на Землю и лучше всего приспособленный к ранней земной среде, был типом, который процветали, развивались, воспроизводились и превзошли всех остальных?
У нас недостаточно доказательств, чтобы отдать предпочтение этой гипотезе перед любой другой, но если мы будем продолжать отодвигать этот предел все раньше и раньше: 4.3 миллиарда лет, 4,4 миллиарда лет, 4,45 миллиарда лет… будет все труднее и труднее утверждать, что эта жизнь не пришла на Землю уже в каком-то смысле живой.
Возможно, гейзеры Энцелада, «черные курильщики» на спутнике Нептуна Тритоне или даже снежно-ледяные особенности Плутона содержат эти примитивные формы жизни, и что это была бомбардировка кометами и другие объекты пояса Койпера, которые принесли нам сюда раннюю, примитивную форму жизни.
Самое лучшее в подобной гипотезе то, что мы можем проверить ее сегодня, если решим отправить миссию (даже беспилотную) в эти миры и проверить ее.
В этом вся прелесть науки: если у вас есть идея, все, что вам нужно сделать, это проверить ее, и тогда вы все узнаете. Когда дело доходит до происхождения жизни в этом мире - и возможных последствий того, что она повсюду - не хотите ли вы знать правду?
Оставляйте свои комментарии на нашем форуме и поддержите Starts With A Bang на Patreon!