Питання про походження життя на землі все ще залишається невирішеним. Якоїсь сильної гіпотези, крім теорії абіогенезу, науковий світ не може сформулювати вже кілька століть. Теорія абіогенезу свідчить, що складні пребіотичні молекули випадковим чином утворили перші складні органічні комплекси. Вони мали здатність копіювати себе, і таким чином розмножуватися. Так з'явилися перші живі організми. І все ж. Як зародилося життя?
Два підходи до того, як зародилося життя
У наші дні проблема походження перших живих організмів є темою активних наукових досліджень. Ці роботи використовують два підходи. Це прямий підхід, що вивчає характеристики пребіотичних середовищ. І зворотній - він вивчає властивості існуючих живих організмів. Ці підходи можуть взаємодіяти між собою.
Типовим прикладом прямого підходу є експеримент Міллера-Юрі. А також численні інші подібні експерименти. В даний час вже накопичилося досить багато праць, присвячених синтезу пребіотиків і протокліток. Вченими встановлено, що можна без зусиль отримати багато різноманітних органічних молекул з простих попередників. Таких, як вода, аміак і метан. Серед них є і біологічно важливі. Наприклад амінокислоти і основи нуклеїнових кислот. В результаті експериментів вчені легко отримували так званий «початковий суп».
Однак молекулам досить складно зібратися в цьому «супі» таким чином, щоб утворити більш великі комплекси. Цей факт змусив дослідників задуматися про якусь «первинну піцу». За цією теорією складні молекули виникли спочатку на мінеральних поверхнях, які можуть діяти як каталізатори.
Зворотний підхід дозволив домогтися дивного прогресу. Особливо якщо врахувати велику складність навіть найпростіших автотрофних організмів. Серед них зустрічаються рослини, водорості, ціанобактерії і метаногени, які можуть жити незалежно від інших живих істот.
Хто був першим?
Клітинні організми мають досить серйозну проблему курки і яйця. Де «курка» - це білки, а «яйце» - нуклеїнові кислоти. Нуклеїнові кислоти повинні бути побудовані з використанням білкових ферментів. А білки повинні бути створені на основі інформації, закодованої в нуклеїнових кислотах. Останній Універсальний Загальний Предок усіх відомих клітинних організмів мав усі ці частини: ДНК, РНК і білки. І як він з'явився - наука поки не знає.
Існує одна чудова гіпотеза про походження цієї системи. Вона стала улюбленою гіпотезою багатьох дослідників ранньої еволюції і походження життя: світ РНК. Вона вирішує проблему курки і яйця, припускаючи, що «курка» і «яйце» ідентичні: це РНК. Ця молекула одночасно працює як ген, і як фермент (рибозимі). РНК також використовує різні інші молекули як коферменти. І деякі з них є амінокислотними ланцюжками. Щоб створювати їх, РНК-організм розвинув рибосоми. І зрештою амінокислотні ланцюги (білки) прийняли на себе багато функцій ферментів РНК. Згодом під час еволюції виникла модифікована форма РНК, яка була здатна створювати точні копії себе, тобто передавати генетичну інформацію: ДНК. І донині живі організми використовують РНК як будівельні блоки для формування ДНК.
Основна проблема цієї гіпотези - це походження самої РНК. Небіологічним шляхом створити рибозу відносно складно. І цей факт призвів до припущень, що пептидні нуклеїнові кислоти, а не РНК, можливо, були першою генетичною молекулою, так що прямий і зворотний підходи досліджень поки ще не перетнулися.