Biolog Mikhail Nikitin: hur man bevisar att livet på jorden uppstod av sig självt

Mycket snart kommer Mikhail Nikitin att tala på konferensen "Forskare mot myter", som organiseras av"ANTROPOGENESIS.RU». Där kommer biologen att prata om "kiselalienserna" som påverkade bildandet av vår planet och utseendet av levande organismer på den.

I detta avseende bad vi honom att kort berätta för våra läsare vilken syn på livets ursprung och varför andra synpunkter inte är så konsekventa.

Vad tycker forskare om livets ursprung på jorden?

Låt oss först definiera vad livet är. En strikt entydig definition, som i matematik, kan naturligtvis inte ges. Men NASAs expertkommission, som ledde sökandet efter liv i universum, lyfte fram följande definition:

Livet är ett kemiskt system kapabelt till darwinistisk evolution.

"Kemisk" betyder "som består av atomer och molekyler och använder reaktionerna mellan dem." Och förmågan till darwinistisk evolution kännetecknar närvaron av fyra nödvändiga och tillräckliga villkor:

1. Fortplantning.
2. Ärftlighet (avkommor liknar föräldrar).
3. Mutationer (avkommorna skiljer sig fortfarande något från föräldrarna).
4. Selektion (sannolikheten för ytterligare reproduktion beror på mutationer).

Cell

Idag anses cellen vara den minsta elementära enheten i livet. Det finns naturligtvis virus som är mycket enklare, mindre och som även kan utvecklas i Darwin. Men de är alla parasitära på celler, och i naturen kan de inte separeras.

I det här fallet är det logiskt att anta att livet uppstod med cellens tillkomst. Dock, biologer det finns stora tvivel om detta.

RNA

Det är nu en allmän uppfattning att det en gång i tiden fanns levande organismer som var ännu enklare än celler.

Enligt denna hypotes använde de mest primitiva livsformerna endast en av de befintliga typerna av biopolymerer - RNA-molekylen. Som jämförelse: för arbetet med moderna celler behöver de redan tre: RNA, DNA och proteiner.

Men i den precellulära eran behövde alla funktioner endast utföras av RNA. Hon accelererade kemiska reaktioner istället för proteiner och fungerade som ett förråd av ärftlig information istället för DNA.

Så var det tills vissa livsformer behärskade ny teknik - syntesen av proteiner och DNA. Efter att ha gjort detta blev de cellerna som nu utgör allt levande (förutom virus). Och andra former kunde inte konkurrera med dem och dog ut.

Kemiska föreningar

Före RNA-världen planeten jorden var inte modern. Vissa forskare lyckades simulera förhållandena som var på det i det ögonblicket och spåra den spontana generationen av liv.

Ett av de första sådana experimenten var Miller-Urey-experimentet, som sattes upp på 1950-talet. Forskare tog en blandning av gaser - metan, ammoniak och väte - och körde in dem i en knepig glasinstallation. På ena sidan hade hon en kolv med uppvärmt vatten, på den andra - ett hål för ånga att komma ut. Där löddes elektroder som släppte igenom urladdningar som imiterade blixtar. Ångan kom sedan in i kylskåpet, där den kunde kondensera.

Några veckor efter starten av experimentet, märkte forskare att i vattnet under sådana förhållanden bildas aminosyror - byggstenar av proteiner - och några andra molekyler som utgör levande organismer.

Detta blev en mycket viktig observation. Men nu har dess innebörd omprövats. Man tror att förhållandena som Miller och Urey reproducerade inte liknar jorden, utan de som fanns i det protoplanetära moln från vilket solsystemet bildades. För, som vi senare fick veta, hade jorden aldrig en atmosfär av metan och ammoniak.

Förresten, aminosyrorna som bildades i Miller-apparaten är väldigt lika de som faktiskt finns i vissa meteoriter.

Efter denna erfarenhet försökte andra forskare också simulera bildandet av organiska ämnen från koldioxid, som dominerade atmosfären på den antika jorden och som nu finns i stora mängder i atmosfär Mars och Venus.

De experimenterade med kristaller av zinksulfid, som, när de bestrålas med solljus i vatten, återställer koldioxid och omvandlar den till myrsyra, ättiksyra, äppelsyra och när kväve tillsätts till aminosyror.

Dessutom genomfördes experiment för att få fram byggstenarna i DNA - nukleotider och kvävebaser. Till exempel kunde Carl Sagan på 1960-talet få fram det senare från cyanvätesyra, ett ämne som bildades i den antika jordens syrefria atmosfärer. Nu är blåvätesyra också brett spridd i rymden - till exempel i kometer eller på moderna Titan, en satellit av Saturnus.

Kemiska grundämnen

De där kemiska grundämnen, som använder jordeliv, är bland de vanligaste i universum. Dessa är kol, kväve, syre, väte, magnesium, svavel, järn.

Utöver dem anses andra tre element som inte deltog i den spontana genereringen av liv på jorden också vara vanliga. Dessa är helium och neon, som inte är kapabla till kemiska reaktioner, samt kisel, som blir aktivt endast vid mycket höga temperaturer.

Dessa kemiska grundämnen fanns före jordens och solsystemets uppkomst. Deras sammansättning bildades av den första generationen stjärnor på grund av termonukleära reaktioner. Så, omedelbart efter Big Bang, bestod universum bara av väte, helium och litium, och först då dök tyngre grundämnen upp.

De interagerade med varandra i en slumpmässig ordning och ledde till bildandet av kemiska föreningar, bland vilka var aminosyror och kvävebaser, som vi nämnde ovan.

Spontan generering av liv

I processen för uppkomsten av de levande från det livlösa förenades säkerligen slumpen och regelbundenhet. Biologisk evolution fungerar bara när det finns både mutationer och naturligt urval. Livet uppstod troligen också spontant utifrån denna princip.

Troligtvis fanns det någon form av naturligt urval innan reproduktionen kom. Till exempel skiljer sig kvävehaltiga baser i RNA och DNA, såsom adenin, cytosin, guanin och uracil, från andra relaterade molekyler på grund av deras höga motståndskraft mot ultraviolett strålning.

Sedan kombinerades de slumpmässigt till RNA-kedjor. Och den som kunde öka sannolikheten för deras egen kopiering började reproduktion, naturligt urval och darwinistisk evolution. Och sedan började den naturliga komplikationen mot cellerna.

Varför Aliens eller Gud inte kunde skapa liv

Om livet inte uppstod av sig självt, så kunde antingen civilisationerna hjälpa det med detta utomjordingarsom kom till jorden, eller några övernaturliga varelser. Till exempel Gud. Låt oss utforska dessa teorier mer i detalj.

utomjordingar

Det har bevisats att Big Bang inträffade för cirka 13,5 miljarder år sedan. Det jordiska livets ålder är ganska stabil jämfört med universums ålder. Utvecklingen från mikrober till kännande varelser, Homo sapiens, tog cirka 4 miljarder år.

Det skulle förmodligen ta utomjordingarna ungefär lika lång tid. Och de kunde knappt komma före oss. När allt kommer omkring, efter Big Bang, skedde inte ansamlingen av element tyngre än helium - kol, väte, järn - omedelbart. Stjärnorna har syntetiserat dem i miljarder år. Det vill säga, inom galaxen utvecklades inte förutsättningarna för uppkomsten av planetsystem där liv är möjligt omedelbart, och utomjordingarna skulle knappast ha tid att bli Plats civilisationen framför oss.

Men även om de på något sätt lyckades med detta, så uppstår en naturlig fråga: hur uppstod deras liv? Om det är sig själv, varför överväger vi då inte denna möjlighet i förhållande till livet på jorden?

Gud

Eftersom vi inte har några direkta bevis på vad Gud kan och inte kan göra är det förstås mycket svårare att hitta argument här. Kreationister kommer alltid att kunna komma på ett alternativ som de inte kommer att fungera för, eftersom "Herrens vägar är outgrundliga."

Men personligen är jag till exempel övertygad av estetiska överväganden. Gud beskrivs som en superintelligent varelse. Men samtidigt finns det många detaljer i enheten av levande organismer som inte kunde göras av någon vettig designer.

Endast en dåre skulle erkänna, till exempel, närvaron av en återkommande larynxnerv hos däggdjur.

Det går från hjärnan till musklerna i struphuvudet och gör samtidigt en slinga, som går ner först till hjärtat, kringgår aortabågen och stiger tillbaka. Som ett resultat, för att till exempel en giraff ska fungera normalt, behöver du 5 extra meter nervfiber. Och samtidigt kommer han också att drabbas av en försening av signalens transittid.

Det är klart att om djur skapades av en rationell varelse, skulle den inte ha begått sådan dumhet. En sådan struktur är mycket mer lik resultatet av utvecklingen av däggdjur från deras fiskliknande förfäder. De hade ingen hals, hjärtat var beläget nära huvudet och utflödet av blod från hjärtat genomfördes tack vare flera par gälkärl. Därför verkade spårning av nerven runt dem normalt och utgjorde inget problem. Och så kom fisken till land, förlorade sina gälar, och några av deras ättlingar hade en tunn, lång hals. Ju längre, desto mer började denna design störa, men de kunde inte längre vägra det.

Vissa kreationister främjar en annan idé: Gud satte bara igång Big Bang och rörde sedan inte universum. Under 1600- och 1800-talen trodde många vetenskapsmän det också. Till exempel, när Napoleon frågade Laplace: "Var är Gud i dina teorier?" - astronomen svarade: "Jag behöver inte den här hypotesen."

Men även om Herren verkligen inte blandade sig i någonting efter Big Bang, varför motsäger detta idén om evolution? Hur skiljer sig denna version av kreationism fundamentalt från vetenskaplig bilder på världen?

Varför bildas inte liv på andra planeter nu?

Jordliknande planeter med en solid stenyta, som inte finns på gasjättarna Jupiter och Saturnus, i solsystem fyra: Jorden, Venus, Merkurius och Mars.

Både nu och tidigare var det för varmt på Venus: det är 450 ° C där, och under sådana förhållanden smälter bly lätt. Vid så höga temperaturer överlever inte ens de mest extremofila mikroberna, och proteiner, RNA och DNA förstörs mycket snabbt.

Kvicksilver är mycket varmt under dagen - upp till 400 ° C och kallt på natten - upp till -170 ° C. Det finns ingen atmosfär och inget vatten.

Moderna Mars är inte heller särskilt gästvänlig: det är kallt där, som i Norilsk, och torrt, som i Namiböknen, plus strålning. Det finns dock tillräckligt med spår på denna planet att det i antiken fanns flytande vatten, en tätare atmosfär och högre temperaturer, ganska beboelig.

Faktum är att alla jordiska planeter bildades genom kollision av mindre föremål - planetariska embryon. Vid dessa ögonblick släpptes mycket värme, på grund av vilket deras ytor var mycket varma. Jorden passerade också genom ett skede av ett hav av magma, varefter den sedan svalnade under lång tid - kanske upp till 300 miljoner år.

Eftersom Mars är mindre var dess kollisioner med planetariska bakterier inte lika energiska, och den kyldes snabbare.

Summan av kardemumman är att den kunde ha haft beboeliga förhållanden 100-200 miljoner år tidigare än vår planet. Men det finns inga direkta bevis för detta.

Det är möjligt att vi är marsbor. När allt kommer omkring, först levande former kunde dyka upp där, och flyg sedan till jorden med meteoriter.

Nu, när Mars är torr och kall, finns det antingen inget liv kvar där alls, eller så gömmer det sig väldigt bra någonstans i sitt djup, under ytan. Ett av bevisen på detta kan vara metanföroreningar som periodvis dyker upp i atmosfären - detta är en gas som snabbt bryts ner i atmosfären. Om det hittades måste det finnas någon form av aktiv källa på planeten - till exempel metanogena mikrober.

Hur kan du påskynda dem? Evolution? För att göra detta måste du släppa någon form av isig kropp med en diameter på cirka 500 km från Mars till Mars. Kuiperbälten. Tillräckligt med vatten skulle komma dit för att bilda ett hav, och energin från en sådan påverkan skulle möjligen värma upp planeten och stimulera dess redan frusna geologiska aktivitet. Men det är klart att sannolikheten för detta är försumbar.

Om vi ​​vill göra Mars beboelig måste vi ta saken i egna händer och leverera vatten dit i form av mindre isbitar, och sedan på konstgjord väg återställa ett magnetfält på planeten - utan det kommer det att vara dåligt skyddat från kosmiska strålar och kommer att behålla en hög strålningsnivå för ytor.

Det här är precis vad det låter som för fantastiskt.