Կյանքը մեր մոլորակի վրա հայտնվեց Երկրի առաջացումից մոտ կես միլիարդ տարի անց, այսինքն՝ մոտ 4 միլիարդ տարի առաջ. հենց այդ ժամանակ ծնվեց բոլոր կենդանի էակների առաջին ընդհանուր նախնին: Դա մեկ բջիջ էր, որի գենետիկ կոդը ներառում էր մի քանի հարյուր գեն։ Այս խուցն ուներ կյանքի համար անհրաժեշտ ամեն ինչ և հետագա զարգացումՍպիտակուցների սինթեզի, ժառանգական տեղեկատվության վերարտադրության և ռիբոնուկլեինաթթվի (ՌՆԹ) արտադրության համար պատասխանատու մեխանիզմներ, որոնք պատասխանատու են նաև գենետիկական տվյալների կոդավորման համար:

Գիտնականները հասկացել են, որ բոլոր կենդանի էակների առաջին ընդհանուր նախնին առաջացել է այսպես կոչված նախնադարյան ապուրից՝ ամինաթթուներից, որոնք առաջացել են ջրի միացումից քիմիական տարրերի հետ, որոնք լցրել են երիտասարդ Երկրի ջրամբարները:

Քիմիական տարրերի խառնուրդից ամինաթթուների առաջացման հնարավորությունը ապացուցվել է Միլեր-Ուրեյի փորձի արդյունքում, որի մասին մի քանի տարի առաջ հայտնել էր Gazeta.Ru-ն։ Փորձի ընթացքում Սթենլի Միլլերը մոտ 4 միլիարդ տարի առաջ փորձանոթներում մոդելավորել է Երկրի մթնոլորտային պայմանները՝ դրանք լցնելով գազերի խառնուրդով՝ մեթան, ամոնիակ, ածխածին և ածխածնի օքսիդ՝ այնտեղ ջուր ավելացնելով և անցնելով փորձանոթներով։ էլեկտրաէներգիա, որը պետք է արտադրեր կայծակի էֆեկտ։

Փոխազդեցության արդյունքում քիմիական նյութերՄիլլերը փորձանոթներում ստացել է հինգ ամինաթթուներ՝ բոլոր սպիտակուցների հիմնական շինանյութերը:

Կես դար անց՝ 2008 թվականին, հետազոտողները վերավերլուծեցին փորձանոթների պարունակությունը, որոնք Միլլերը անձեռնմխելի էր պահել, և պարզեցին, որ իրականում արտադրանքի խառնուրդը պարունակում է ոչ թե 5 ամինաթթու, այլ 22, պարզապես փորձի հեղինակը։ մի քանի տասնամյակ առաջ չկարողացավ բացահայտել նրանց:

Դրանից հետո գիտնականները բախվեցին այն հարցին, թե բոլոր կենդանի օրգանիզմներում պարունակվող երեք հիմնական մոլեկուլներից (ԴՆԹ, ՌՆԹ կամ սպիտակուցներ) ո՞րն է դարձել կյանքի ձևավորման հաջորդ քայլը։ Այս հարցի բարդությունը կայանում է նրանում, որ երեք մոլեկուլներից յուրաքանչյուրի ձևավորման գործընթացը կախված է մյուս երկուսից և չի կարող իրականացվել դրա բացակայության դեպքում:

Այսպիսով, գիտնականները պետք է կամ ճանաչեին ամինաթթուների պատահական հաջող համակցության արդյունքում միանգամից երկու դասի մոլեկուլների ձևավորման հնարավորությունը, կամ համաձայնեին, որ նրանց բարդ հարաբերությունների կառուցվածքը ձևավորվել է ինքնաբերաբար, բոլոր երեք դասերի առաջացումից հետո։ .

Խնդիրը լուծվեց 1980-ականներին, երբ Թոմաս Չեքը և Սիդնեյ Ալթմանը հայտնաբերեցին ՌՆԹ-ի լիովին ինքնավար գոյության ունակությունը՝ հանդես գալով որպես քիմիական ռեակցիաների արագացուցիչ և սինթեզելով իրեն նման նոր ՌՆԹ: Այս հայտնագործությունը հանգեցրեց «ՌՆԹ-ի համաշխարհային վարկածին», որն առաջին անգամ առաջարկեց միկրոբիոլոգ Կարլ Ուեսը 1968 թվականին և վերջապես ձևակերպվեց կենսաքիմիկոս և քիմիայի Նոբելյան մրցանակակիր Ուոլթեր Գիլբերտի կողմից 1986 թվականին։ Այս տեսության էությունը կայանում է նրանում, որ կյանքի հիմք են ճանաչվում ռիբոնուկլեինաթթվի մոլեկուլները, որոնք ինքնավերարտադրման գործընթացում կարող են մուտացիաներ կուտակել։ Այս մուտացիաներն ի վերջո հանգեցրին ռիբոնուկլեինաթթվի՝ սպիտակուցներ ստեղծելու ունակությանը: Սպիտակուցային միացություններն ավելի արդյունավետ կատալիզատորներ են, քան ՌՆԹ-ն, և այդ պատճառով դրանց ստեղծած մուտացիաները ֆիքսվել են բնական ընտրության գործընթացում։

Միաժամանակ ձևավորվեցին նաև գենետիկական տեղեկատվության՝ ԴՆԹ-ի «պահեստներ»։ Ռիբոնուկլեինաթթուները գոյատևել են որպես միջնորդ ԴՆԹ-ի և սպիտակուցների միջև՝ կատարելով բազմաթիվ տարբեր գործառույթներ.

նրանք պահպանում են տեղեկատվություն սպիտակուցներում ամինաթթուների հաջորդականության մասին, ամինաթթուները տեղափոխում են պեպտիդային կապերի սինթեզի վայրեր և մասնակցում որոշակի գեների ակտիվության աստիճանի կարգավորմանը։

Այս պահին գիտնականները միանշանակ ապացույցներ չունեն, որ նման ՌՆԹ-ի սինթեզը հնարավոր է ամինաթթուների պատահական համակցությունների արդյունքում, թեև այս տեսության որոշ ապացույցներ կան. Որոշակի պայմաններում ՌՆԹ-ն կարող է ինքնաբերաբար առաջանալ մի խառնուրդում, որը պարունակում է միայն նուկլեոտիդներ և կրկնօրինակներ, և 2009 թվականին Մանչեստրի համալսարանի հետազոտողները ապացուցեցին, որ ուրիդինը և ցիտիդինը, ռիբոնուկլեինաթթվի բաղադրիչները, կարող էին սինթեզվել վաղ Երկրի պայմաններում: Այնուամենայնիվ, որոշ հետազոտողներ շարունակում են քննադատել «ՌՆԹ-ի համաշխարհային հիպոթեզը»՝ կապված կատալիտիկ հատկություններով ռիբոնուկլեինաթթվի ինքնաբուխ առաջացման չափազանց ցածր հավանականության հետ։

Հյուսիսային Կարոլինայի համալսարանի գիտնականներ Ռիչարդ Վոլֆենդենը և Չարլզ Քարթերը առաջարկել են առաջնային «շինանյութից» կյանքի ձևավորման իրենց տարբերակը։ Նրանք կարծում են, որ ամինաթթուները, որոնք ձևավորվել են Երկրի վրա գոյություն ունեցող մի շարք քիմիական տարրերից, հիմք են դարձել ոչ թե ռիբոնուկլեինաթթուների, այլ այլ, ավելին պարզ նյութեր- սպիտակուցային ֆերմենտներ, որոնք հնարավոր դարձրեցին ՌՆԹ-ի տեսքը: Հետազոտողները իրենց եզրակացությունները հրապարակել են ամսագրում PNAS .

Ռիչարդ Վոլֆենդենը վերլուծել է 20 ամինաթթուների ֆիզիկական հատկությունները և եկել այն եզրակացության, որ ամինաթթուները կարող են ինքնուրույն ապահովել ամբողջական սպիտակուցի կառուցվածքի ձևավորման գործընթացը։ Այս սպիտակուցներն իրենց հերթին ֆերմենտներ էին` մոլեկուլներ, որոնք արագացնում են օրգանիզմում քիմիական ռեակցիաները: Չարլզ Քարթերը շարունակեց իր գործընկերոջ աշխատանքը՝ ցույց տալով ամինոացիլ-tRNA սինթետազ կոչվող ֆերմենտի օգնությամբ, թե որքան կարևոր է ֆերմենտները կյանքի հիմքերի հետագա զարգացման համար.

Սպիտակուցի մոլեկուլները ունակ են ճանաչել փոխադրող ռիբոնուկլեինաթթուները՝ ապահովելով դրանց համապատասխանությունը գենետիկ կոդի բաժիններին և դրանով իսկ կազմակերպելով գենետիկական տեղեկատվության ճիշտ փոխանցումը հաջորդ սերունդներին:

Հետազոտության հեղինակների խոսքով՝ իրենց հաջողվել է գտնել հենց «բացակայող օղակը», որը միջանկյալ քայլ էր առաջնային քիմիական տարրերից ամինաթթուների ձևավորման և դրանցից բարդ ռիբոնուկլեինաթթուների ծալման միջև։ Սպիտակուցի մոլեկուլների առաջացման գործընթացը բավականին պարզ է՝ համեմատած ՌՆԹ-ի առաջացման հետ, և դրա իրատեսությունն ապացուցել է Վոլֆենդենը՝ օգտագործելով 20 ամինաթթուների ուսումնասիրության օրինակը։

Գիտնականների եզրակացությունները տալիս են ևս մեկ հարցի պատասխան, որը երկար ժամանակ անհանգստացնում էր հետազոտողներին, այն է՝ ե՞րբ է տեղի ունեցել «աշխատանքի բաժանումը» սպիտակուցների և. նուկլեինաթթուներորոնք ներառում են ԴՆԹ և ՌՆԹ: Եթե ​​Վոլֆենդենի և Քարթերի տեսությունը ճիշտ է, ապա կարելի է վստահորեն ասել, որ սպիտակուցներն ու նուկլեինաթթուները իրենց միջև «բաժանել են» հիմնական գործառույթները կյանքի արշալույսին, մասնավորապես մոտ 4 միլիարդ տարի առաջ:

Գիտությունը դեռևս չի կարող ասել նույնիսկ մոտավորապես, նույնիսկ միլիոնավոր տարիների սխալով։ Միայն անվիճելի է, որ կենդանի նյութը փոխվել է Երկրի կյանքի հարյուր միլիոնավոր տարիների ընթացքում՝ կախված շրջակա միջավայրի պայմաններից, օրգանիզմների գոյության պայմաններից։

Բուսական և կենդանական օրգանիզմների զարգացում

Համեմատելով բուսական և կենդանական օրգանիզմներ, նրանց մեջ կարելի է խորը տարբերություններ գտնել։ Եթե, այնուամենայնիվ, մենք ավելի բարձր ձևերից անցնենք ավելի ցածր, ավելի բարձր կազմակերպվածից ավելի քիչ կազմակերպվածների, այդ տարբերությունները աստիճանաբար հարթվում են: Կենդանիների ու բույսերի ամենապարզ ներկայացուցիչներն այնքան մոտ են միմյանց, որ նրանց բաժանումը պայմանական է, և այստեղ հնարավոր չէ կտրուկ սահման սահմանել։ Սա շատ բանի մասին է խոսում կյանքի միասնություն. Կյանքն աստիճանաբար զարգացավ ու բարելավվեց։ Շարունակական փոփոխությունների արդյունքում ի հայտ են եկել նոր միջավայրին ավելի լավ հարմարվող բուսական և կենդանական օրգանիզմներ։ Մեզ ծանոթ բանջարեղեն և կենդանական աշխարհ- կյանքի զարգացման ժամանակային այդ վիթխարի գործընթացի միայն մեկն է, որը սկսվել է շատ վաղուց։

Երկրի վրա կյանքի ծագման պատմությունը երկրակեղևի շերտերում

Երկրի անցյալի մասինխոսեք պերճախոս երկրակեղևի շերտերըդրանցում պահպանված տարբեր օրգանիզմների մնացորդներով, շերտերը կազմող ապարներով, դրանց տեղակայմամբ և այլ հատկանիշներով, (մանրամասն:). Այս շերտերը նման են հատուկ գրքի էջերի՝ Երկրի կյանքի մասին հետաքրքրաշարժ գրքի։ Պարզապես պետք է կարողանալ կարդալ նրա խարխուլ, երբեմն չափազանց ցրված էջերը։ Երկրի շերտերը. Խորը կիրճում կամ գետի ափին կարելի է գտնել արտաքին տեսքով և ձևով անսովոր խեցիներ, քարերի վրա բույսերի և կենդանիների հետքեր, մեղրախիսխի կամ փոքրիկ խոյի եղջյուրների նմանվող քարեր, ինչպես նաև մեկի վրա մատնանշված քարե խողովակներ։ կողմը, տարբեր չափերով և հաստությամբ... Նրանք ինչ-որ չափով հիշեցնում են քարե մատների բեկորներ։ Այս նմանության համար նրանք խոսակցական լեզվով կոչվում են «անիծյալ մատներ»:
Անիծված մատը. Հնարավոր է, որ ձեզ բախտ վիճակվի գտնել անսովոր ձևի ատամներ, ոսկորներ և նույնիսկ ամբողջ կմախքներ, նախկինում չտեսնված կենդանիների հետքեր, երբեմն հսկայական:
հնագիտական ​​գտածոներ. Ժայռերը, որոնք կազմում են երկրակեղևի շերտերը, ոչ պակաս ուշագրավ են, քան դրանցում հայտնաբերված օրգանիզմների այն բրածո մնացորդները։ Որոշ տեղերում մեր ուշադրությունը գրավում են կապույտ, կարմիր և սև կավերը, որոշ տեղերում՝ սև, կարմիր և կանաչ ավազաքարեր, սպիտակ և կանաչ ավազներ, կրաքարեր՝ երբեմն լցված տարբեր օրգանիզմների մնացորդներով։
Կրաքարը լցված է տարբեր օրգանիզմների մնացորդներով։ Բնության հետազոտողները վաղուց նկատել են, որ տարբեր շերտերում կան տարբեր օրգանիզմների մնացորդներ։ Որոշ շերտերում, օրինակ, Սանկտ Պետերբուրգի մոտ, աչքի է զարնում փոքր հարթ խեցիների առատությունը՝ «օբոլուս», մոտավորապես երկու կոպեկանոց մետաղադրամի չափով («օբոլոսը» հունարենում սակարկության փոքր կտոր է՝ օբոլ), այլ շերտեր, օրինակ, Մոսկվայի մերձակայքում կա «անիծյալ մատների» առատություն։
Շերտերում «անիծված մատների» առատություն։ Այսպիսով, եզրակացություն է արվել, որ այդ շերտերը ձևավորվել են երկրաբանական տարբեր ժամանակներում, երբ այդ օրգանիզմները զգալի տարածում են ստացել ծովային ջրամբարներում։ Օբոլուսը բնակվել է հնագույն Սիլուրյան ծովում, որն առաջացել է, ինչպես երկրաբանները պարզում են, մոտավորապես 360 միլիոն տարի առաջ և գոյություն է ունեցել 40 միլիոն տարի: Այս ծովը զբաղեցնում էր հսկայական տարածք՝ սկսած արևելյան սահմաններըԱրևմտյան Եվրոպա մինչև Արալ ծովը արևելքում և մոտավորապես Տուլա քաղաքի լայնությունից հյուսիսում մինչև Կովկասյան լեռները հարավում: Ժամանակակից ծովերը, ինչպիսին է Սև ծովը, նույնպես դուրս են նետում ամեն տեսակի պարկուճների հսկայական զանգվածներ։ Եվպատորիայի «ոսկե» լողափում դուք կզարմանաք խեցիների առատությամբ։ Տեղացի արհեստավորները դրանով հմտորեն զարդարում են իրենց ոչ հավակնոտ հուշանվերները՝ արկղեր, լուսանկարների շրջանակներ և զանազան հնարքներ: հետ միասին գեղարվեստական ​​նպատակկեղևը լավ է օգտագործվում երկաթուղային գծերի համար բալաստ ավազների փոխարեն: Սևծովյան կեղևի շերտերը ելակետ են ծառայել կեղևային ապարների շերտերի ձևավորման համար՝ հիանալի շինանյութ, որը լավ է հարմարվում վերամշակման համար:
Shell Rock-ը հիանալի շինանյութ է: «Սատանայի մատն» ունի առնվազն հետաքրքիր պատմություն. Այստեղ սատանային հիշում են միայն անտեղյակությունից. սա ոչ այլ ինչ է, քան հնագույն բելեմնիտ ցեֆալոպոդ փափկամարմին ներքին պատյանների բեկորներ, որն ապրել է հեռավոր Մեզոզոյան դարաշրջանում՝ մոտավորապես 185 միլիոն տարի առաջ: Կենդանու անունը ծագել է հին հունարեն «belemnon» բառից՝ նետ, որի ծայրը, ընդհանուր առմամբ, նման էր «սատանայի մատի»։

Բելեմնիների ժառանգները

Բելեմնիտների մի քանի հետնորդներ՝ դանակներ և հսկա հրեշներ՝ ութոտնուկներ կամ ութոտնուկներ, հայտնաբերված են ժամանակակից ծովերում՝ ինչպես սառը, այնպես էլ տաք, ինչպես ափի մոտ, այնպես էլ մեծ խորություններում (մինչև 3500 մետր): Ցեֆալոպոդների մեծ մասը գիշատիչներ են. երբեմն դրանք հասնում են 17 մետրի, որից 6 մետրը ընկնում է կենդանու մարմնին, մնացածը՝ շոշափուկներին՝ «ոտքերին», թիվը հասնում է տասի։
Հսկա ութոտնուկ. Ցեֆալոպոդները լողում են հատուկ ձևով. մարմնի մկանների ուժեղ կծկումով նրանք բերանի բացվածքից դուրս են նետում ջրի հոսքը։ Այս հրումից կենդանին շտապում է տորպեդոյի պես։ Կարող եք մտածել, որ այն ետ է լողում։ Որոշ գլխոտանիներ վտանգի դեպքում ազատում են թանաքի հատուկ պարկի պարունակությունը և անտեսանելի են դառնում թշնամու համար ցեխոտ շղարշի հետևում։ Հայտնի չինական թանաքը և շագանակագույն սեպիա ներկը պատրաստված են թանաքի տոպրակի պարունակությունից։ Բազմաթիվ գլխոտանիներ, հատկապես դանակներ, ուտում են (Չինաստանում) ինչպես թարմ, այնպես էլ չորացրած: Հենց «սատանայի մատը» եղել է կենդանու պոչում ու գիշատիչին ապահովել շարժման արագություն։

հնագույն ծովեր

Մ Cretaceous ծով, որը կավճի ժամանակաշրջանի առաջին կեսում հեղեղել է Ուրալյան լեռնաշղթայի երկայնքով լայն շերտ՝ դեպի արևմուտք ընկած խորը ծովածոց դեպի Տվեր-Կալուգա միջօրեական, իսկ երկրորդ կեսին այն գրավել է եվրոպական մասի գրեթե ողջ հարավային կեսը։ Ռուսաստանից մինչև Թուրքիայի և Իրանի հարավային սահմանները։ Կավկասյան ծովի այս հարավային տարածաշրջանում Գլխավոր Կովկասյան լեռնաշղթան արդեն ճանաչվել է որպես քարքարոտ կղզի:

Երկրի շերտերի առաջացման ուսումնասիրություն

Եթե ​​ներս երկրի շերտերըմիմյանցից հեռու գտնվող տարածքներում, օրինակ՝ Մոսկվայի մոտ և Ուլյանովսկի մոտ, առատորեն հայտնաբերվում են «սատանայի մատներ» կամ որևէ այլ նույնական օրգանական մնացորդ, սա համոզիչ կերպով հուշում է, որ այդ շերտերը ձևավորվել են նույն երկրաբանական ժամանակաշրջանում, հակառակ դեպքում՝ նույն երկրաբանականում։ ժամանակաշրջան, դարաշրջան, դար և այլն:

Չորրորդական ժամանակաշրջանում երկրակեղևի շերտերի ուսումնասիրությունը

Հետաքրքիր նյութը կարող է մեզ տալ երկրակեղևի շերտերի ուսումնասիրություն, որոնք ձևավորվել են մեզ մոտ միլիոնավոր տարիների ընթացքում: Այս երկրաբանական ժամանակաշրջանը, որը շարունակվում է մինչ օրս, կոչվում է չորրորդական շրջան։ Ստորին և Միջին Վոլգայի շրջանի ամենավերին շերտերում, օրինակ, Աստրախանի, Վոլգոգրադի, Սարատովի և Կույբիշևի շրջաններում, հատկապես Տրանս-Վոլգայի շրջանում, կան այնպիսի արկեր, որոնք դեռևս ապրում են Կասպից ծովում։
Բրածո հնագույն պատյան. Այս խեցիների գտածոների հիման վրա հնարավոր եղավ հաստատել երբեմնի գոյություն ունեցող հսկայական հսկայական սահմանները. Արալ-Կասպից ծով. Վոլգոգրադն ու Սարատովն այժմ գտնվում են նրա արմատային ափին։ Հետազոտողները նույնիսկ կարող են ճշգրիտ կերպով հաստատել, որ ծովի հյուսիսային նեղ ծոցն անցնում էր Կամայի բարձր աջ ափի երկայնքով՝ հեռու դեպի հյուսիս-արևելք։ Այս ծովն այսպիսին էր մոտ 100 հազար տարի առաջ, երբ Ռուսաստանի եվրոպական տարածքի մեծ մասը գտնվում էր մեծ սառցադաշտի քողի տակ, և սառույցի հաստությունը, ինչպես կարծում են երկրաբանները, հասնում էր մինչև երկու կիլոմետրի։ Ավելի խորը շերտերում՝ Վոլգայի շրջանում, հանդիպում են ցուլերի, բիզոնի, վայրի ձիերի, հսկայական ուղտերի, մամոնտի, հսկա եղնիկի, մազոտ ռնգեղջյուրի, քարանձավի առյուծի և այժմ անհետացած այլ կենդանիների ոսկորներ։ Որքան խորը թափանցենք շերտերի մեջ, այնքան ավելի հաճախ կհանդիպենք կենդանիների ոսկորների՝ ավելի ու ավելի տարբերվող կենդանական աշխարհի ժամանակակից ներկայացուցիչներից։
Կենդանիների քարացած մնացորդներ. Ուսումնասիրելով անցյալ դարաշրջանների կյանքի քարացած մնացորդները՝ երկրաբանները կարծես թե շրջում են բնության մեծ գրքի քարե էջերը։ Այնուամենայնիվ, այն հաճախ սպառիչ պատասխան չի տալիս. բազմաթիվ էջեր բացակայում են, քանի որ ոչ բոլոր օրգանիզմները, որոնք գոյություն են ունեցել մեր մոլորակի կյանքի անցյալ դարաշրջաններում, իրենց հետքն են դրոշմել քարի վրա:
Քարի ճիճու դրոշմը. Կյանքի երկար շղթայից՝ կենդանի նյութի ծագումից մինչև կատարյալ ձև- մարդ, միայն առանձին բեկորներ են պահպանվել, այս շղթայի շատ օղակներ բացակայում են։ Երկրակեղևի ամենահին շերտերը, որոնք մեծապես փոփոխվել են դրա ձևավորման ընթացքում, գրեթե չեն պարունակում օրգանական կյանքի նշաններ:

Բրածո օրգանիզմների առաջացում

Օրգանիզմների ավելի հստակ հետքեր սկսում են ի հայտ գալ այն ապարներում, որոնք առաջացել են հնագույն ջրամբարների նստվածքներից։ Այդ նստվածքներում թաղված օրգանիզմներն ու նրանց կմախքները բարենպաստ պայմաններում աստիճանաբար վերածվել են քարի, այլ կերպ ասած՝ հանքայնացվել։
հանքայնացված գտածոներ. Նրանց օրգանական նյութերլուծույթներից փոխարինվել է հանքային, օրինակ՝ ածխածնային կրաքարով, սիլիցիումով և այլ նյութերով։ Այսպես են ձևավորվել տարբեր քարացած խեցիներ, ոսկորներ, փայտի կտորներ և նույնիսկ ամբողջ ծառերի բներ։
Քարացած փայտ. Եթե ​​քարացած փայտի կտորից մանրացնենք բարակ թափանցիկ ափսե (թղթից ավելի բարակ), այսպես կոչված, բարակ հատվածը, ապա մանրադիտակի տակ պարզ կտեսնենք. ներքին կառուցվածքըհնագույն փայտ. Երբեմն պահպանվում են ոչ թե կեղևները, բույսի մասերը և այլն, այլ միայն դրանց հետքերը, օրինակ՝ բույսերի տերևների դրոշմները։
Տերևի տպագիր. Կան նաև կաղապարներ, որոնք ձևավորվել են այն նյութից, որը լցրել է պատյանը և հետագայում կարծրացել: Այսպես են ստացվում «ներքին միջուկները», ինչպես դրանք անվանում են երկրաբանները։ Նրանք որոշակի ձևով մետաղական ձուլվածքներ են հիշեցնում: Երբ կեղևն ինքնին լուծարվում է, ստացվում է դրա արտաքին ձևի կամ «արտաքին միջուկի» ձուլվածք: Կենդանիների մնացորդները պահպանված միջավայրը որոշեց նրանց անվտանգությունը. կոպիտ ավազներում կենդանիների մնացորդները լուծարվում էին շրջանառվող ջրերի միջոցով, կավերի մեջ՝ մանրացված, իսկ մետամորֆ ժայռերի մեջ՝ ամբողջովին անհետանում։ Օրգանական մնացորդների բացառիկ պահպանումը որոշեցին միայն մանրահատիկ տիղմային նստվածքները, տորֆը, բնական ասֆալտը և հատկապես փշատերև ծառերի խեժը։ Օրինակ, միջատները և ծաղիկները, որոնք միլիոնավոր տարիներ առաջ ներթափանցել են հեղուկ ծառի խեժի մեջ, ամբողջությամբ պահպանվել են առանց նվազագույն փոփոխության, կարծես կենդանի են: Ինչպե՞ս կարելի է դա բացատրել: Բանն այն է, որ խեժն աստիճանաբար կարծրացավ, քարացավ՝ վերածվելով սաթի՝ կիսաթանկարժեք ոսկե քարի, հաճախ ամբողջովին թափանցիկ։ Սաթից պատրաստվում են ուլունքներ, բերաններ, բրոշներ և այլն, սաթի մեջ հաճախ հանդիպում են տարբեր միջատներ, հատկապես՝ մրջյուններ։
Մրջյուն սաթի մեջ. Ահա թե ինչ է գրել Լոմոնոսովն այս հետաքրքրասիրությունների մասին մոտ 260 տարի առաջ.

Բարդու ստվերում քայլելով՝ մրջյունը ոտքով խրվեց կպչուն խեժի մեջ: Թեև նա իր կյանքում արհամարհելի էր մարդկանց մեջ. մահից հետո նրանք թանկացան սաթի մեջ:

Ոչ միշտ, հատկապես հին ժամանակներում, երկրաբանական գտածոները ստացել են ճիշտ սահմանում և նպատակ: Կային նաև անմոռանալի հետաքրքրություններ. Օրինակ, 17-րդ դարի իսպանական տաճարում մամոնտի ատամնավոր ատամը հարգվում էր որպես սրբի անկասկած ատամ: Ատամի ցավով տառապողները դիմում էին Մամոնտի ատամին ու ընդհանուր առմամբ լավ եկամուտ էին տալիս «սուրբ հայրերին»։ Նշենք, որ մամոնտի ատամի մոտավոր չափերն են՝ արմատի երկարությունը՝ 12 սանտիմետր, ծամող մակերեսի երկարությունը՝ 14 սանտիմետր, լայնությունը՝ 7 սանտիմետր։ Ենթադրվում է, որ յուրաքանչյուր մարդ պետք է ունենա երեսուներկու ատամ (դրանց ամբողջական հավաքածուով): Ինչ չափի է եղել սրբի բերանը, դատելով բուն սրբավայրի անվիճելի տվյալներից։
Հին կենդանիների պեղումներ. Հարկ է նշել, որ այն ժամանակվա հնագույն, «գիտական» տրակտատներում հայտնաբերվել են նաև լեգենդներ տղամարդուց քսան անգամ բարձր հասակ ունեցող հսկաների մասին։ Ավելի ծանր դեպքեր են եղել երկրաբանական գտածոներով։ Հնագույն մողեսի կմախքի դրոշմը ճանաչվել է, օրինակ, 18-րդ դարի առաջին քառորդի «ուսյալ մարդկանց» օրհնությամբ՝ «Ջրհեղեղի» ժամանակ խեղդված մարդու կմախքի համար։ Առեղծվածի մառախուղը աստիճանաբար մարեց տարբեր հրաշագործ գտածոներից, և նույն 18-րդ դարի վերջում գիտնականները, ովքեր ուշադիր ուսումնասիրեցին կենդանական օրգանիզմի կառուցվածքը, ապականեցին «Ջրհեղեղի ականատեսը»՝ դրա մեջ հայտնաբերելով մողեսի անկասկած նմանություն: Բացի բրածոներից և տպագրություններից, հնագույն կյանքի կամ բնական երևույթների քարի վրա հաճախ հայտնաբերվում են ուղղակի հետքեր։ Այդպիսիք են, օրինակ, ամենահին կենդանիների վերջույթների հետքերը, սողացող որդերի հետքերը, անձրևի կաթիլների դրոշմները, ալիքից կտրված հետքերը և այլն։
Հին կենդանիների բրածո հետքեր. Սկզբում դրանք դրոշմվում էին փափուկ հողի վրա, հետո աստիճանաբար կարծրանում ու քարանում էին։

Դժվար է գտնել մարդ, ով չի զարմանա, թե ինչպես է առաջացել կյանքը Երկրի վրա: Այս թեմայի վերաբերյալ բազմաթիվ գաղափարներ կան՝ սկսած Աստվածաշնչից և Դարվինից մինչև էվոլյուցիայի ժամանակակից տեսությունը, որը մշտապես փոփոխվում է գիտնականների վերջին հայտնագործություններին համապատասխան:

Իհարկե, բոլորը լսել են դինոզավրերի մասին, տեսել նրանց ֆիլմերում և թանգարաններում, և քչերն են վիճարկում նրանց պատմական գոյությունը:

Չնայած մինչև 1842 թվականը մարդկությունը նույնիսկ չէր գիտակցում, որ մոլորակի տարբեր վայրերում հայտնաբերված հսկա կենդանիների ոսկորները պատկանում են նույն տեսակին, նրանց անվանելով «վիշապներ» կամ վերագրելով մնացորդները Տրոյական պատերազմում կռված տիտաններին: Անհրաժեշտ էր գիտնականների խորաթափանցությունը, ովքեր համեմատեցին տվյալները և անվանեցին արտասովոր մնացորդները՝ դինոզավրեր: Եվ այսօր մենք հիանալի գիտենք, թե ինչ տեսք են ունեցել այս հսկա մողեսները, որոնք անհետացել են միլիոնավոր տարիներ առաջ, նկարագրել են նրանց տեսակներից շատերը, և յուրաքանչյուր երեխա գիտի, թե ովքեր են նրանք:

Այն փաստը, որ այս հսկա սողունները հայտնվել են Երկրի վրա 225-250 միլիոն տարի առաջ և ամբողջությամբ մահացել մեր դարաշրջանից մոտ 66 միլիոն տարի առաջ, չի ցնցում սովորական մարդկանց մեծամասնությանը, ովքեր հետաքրքրված չեն գիտության մանրամասներով: Բնականաբար, մենք հիշում ենք նաև դինոզավրերի հետ կապված կոկորդիլոսներին, որոնք առաջացել են որպես տեսակ 83 միլիոն տարի առաջ և կարողացել են գոյատևել անհիշելի ժամանակներից: Բայց այս բոլոր թվերը հազվադեպ են փոխկապակցված մեր մտքում մասշտաբով:

Քանի՞ տարեկան է մարդկությունը:

Քիչ մարդիկ գիտեն ժամանակակից տեսակների տարիքը Homo sapiens, ինչը նշանակում է Homo sapiens, որը գիտնականների գնահատմամբ ընդամենը 200 հազար տարեկան է։ Այսինքն՝ մարդկության տարիքը որպես տեսակ 1250 անգամ պակաս է սողունների դասի տարիքից, որին պատկանում էին դինոզավրերը։

Անհրաժեշտ է տեղավորվել գիտակցության մեջ և կազմակերպել այդ տվյալները, եթե ցանկանում ենք հասկանալ, թե ինչպես է ի սկզբանե հայտնվել կյանքը մեր մոլորակի վրա: Իսկ որտեղի՞ց են եկել մարդիկ, ովքեր այսօր փորձում են հասկանալ այս կյանքը։

Այսօր հայտնի են դարձել գիտնականների գաղտնի նյութերը։ Վերջին տարիների փորձերի ցնցող պատմությունը, որոնք վերաշարադրել են էվոլյուցիայի տեսությունը և լույս սփռել այն մասին, թե ինչպես է սկսվել կյանքը մեր մոլորակի վրա, պայթեցրել է երկարամյա դոգմաները: Գենետիկայի գաղտնիքները, որոնք սովորաբար հասանելի են միայն «նախաձեռնողների» նեղ շրջանակին, միանշանակ պատասխան տվեցին Դարվինի ենթադրությանը.

Homo Sapiens-ի (խելամիտ մարդու) միտքն ընդամենը 200 հազար տարեկան է։ Իսկ մեր մոլորակը 4,5 միլիարդ է:

Գաղտնի նյութեր

Ընդամենը մի քանի դար առաջ, կարելի էր ակնկալել, որ նման գաղափարները կկատարվեն ցցի վրա: Ջորդանո Բրունոյին այրել են հերետիկոսության համար 400 տարի առաջ՝ 1600 թվականի փետրվարին։ Բայց այսօր համարձակ պիոներների ընդհատակյա հետազոտությունները դարձել են հանրության իմացություն:

Նույնիսկ 50 տարի առաջ տգետ հայրերը հաճախ մեծացնում էին այլ տղամարդկանց երեխաներին, նույնիսկ մայրն ինքը միշտ չէ, որ գիտեր ճշմարտությունը։ Այսօր հայրություն հաստատելը սովորական վերլուծություն է։ Մեզանից յուրաքանչյուրը կարող է պատվիրել ԴՆԹ թեստ և պարզել, թե ովքեր են եղել իր նախնիները, ում արյունն է հոսում իր երակներում։ Սերունդների հետքը ընդմիշտ դրոշմված է գենետիկ կոդի մեջ։

Հենց այս օրենսգրքում է պարունակվում մարդկության միտքը զբաղեցնող ամենաայրվող հարցի պատասխանը՝ ինչպե՞ս սկսվեց կյանքը:

Գիտնականների գաղտնի նյութերը բացահայտում են միակ ճշմարիտ պատասխանը գտնելու ցանկության պատմությունը։ Սա համառության, հաստատակամության և զարմանալի ստեղծագործության պատմություն է, որն ընդգրկում է ժամանակակից գիտության ամենամեծ հայտնագործությունները:

Իրենց որոնումներում հասկանալու, թե ինչպես է սկսվել կյանքը, մարդիկ գնացին ուսումնասիրելու մոլորակի ամենահեռավոր անկյունները: Այս խուզարկությունների ընթացքում որոշ գիտնականներ իրենց փորձերի համար անվանվեցին «դիսականներ», իսկ մյուսները ստիպված էին դրանք անցկացնել տոտալիտար ռեժիմի հսկողության ներքո:

Ինչպե՞ս սկսվեց կյանքը երկրի վրա:

Թերևս սա առկա բոլոր հարցերից ամենադժվարն է։ Հազարամյակներ շարունակ մարդկանց ճնշող մեծամասնությունը դա բացատրում էր մեկ թեզով՝ «կյանքը ստեղծել են աստվածները»։ Այլ բացատրություններն ուղղակի անհասկանալի էին։ Սակայն ժամանակի ընթացքում իրավիճակը փոխվել է։ Անցած դարի ընթացքում գիտնականները փորձում էին պարզել, թե ինչպես է առաջացել մոլորակի վրա առաջին կյանքը, գրում է Մայքլ Մարշալը BBC-ի համար:

Կյանքի ծագումն ուսումնասիրող ժամանակակից գիտնականների մեծ մասը վստահ է, որ իրենք շարժվում են ճիշտ ուղղությամբ, և շարունակվող փորձերը միայն ամրապնդում են նրանց վստահությունը: Գենետիկայից Նյուտոնի հայտնագործությունները վերաշարադրում են գիտելիքի գիրքը առաջին էջից մինչև վերջինը:

• Ոչ վաղ անցյալում գիտնականները հայտնաբերել են մարդու ամենահին նախնին, ով ապրել է մոլորակի վրա մոտ 540 միլիոն տարի առաջ: Հենց այս «ատամավոր պարկից» են առաջացել բոլոր ողնաշարավորները, ասում են հետազոտողները: Ընդհանուր նախնիի չափը ընդամենը մեկ միլիմետր էր։
• Ժամանակակից հետազոտողներին նույնիսկ հաջողվել է ստեղծել առաջին կիսասինթետիկ օրգանիզմը՝ ԴՆԹ-ի հիմնարար փոփոխություններով։ Մենք արդեն շատ մոտ ենք նոր սպիտակուցների, այսինքն՝ ամբողջովին արհեստական ​​կյանքի սինթեզին։ Ընդամենը մի երկու դարում մարդկությանը հաջողվել է տիրապետել նոր տեսակի կենդանի օրգանիզմների ստեղծմանը։
• Մենք ոչ միայն ստեղծում ենք նոր օրգանիզմներ, այլև վստահորեն խմբագրում ենք գոյություն ունեցողները: Գիտնականները նույնիսկ «ծրագրային ապահովում» են ստեղծել, որը թույլ է տալիս խմբագրել ԴՆԹ-ի շարանը՝ օգտագործելով բջջային գործիքներ։ Ի դեպ, ԴՆԹ-ի միայն 1%-ն է կրում գենետիկ տեղեկատվություն, նշում են հետազոտողները։ Ինչի՞ համար է մնացած 99%-ը:
• ԴՆԹ-ն այնքան բազմակողմանի է, որ կարող է տեղեկատվություն պահել կոշտ սկավառակի նման: Նրանք արդեն ֆիլմ են ձայնագրել ԴՆԹ-ի վրա և կարողացել են առանց խնդիրների հետ ներբեռնել ինֆորմացիան, քանի որ նախկինում ֆայլեր էին վերցնում ճկուն սկավառակից։

Համարիր քեզ կրթված և ժամանակակից մարդ? Ապա դուք պարզապես պետք է իմանաք.

Չնայած ԴՆԹ-ի հայտնաբերումը սկսվում է 1869 թվականին, սակայն միայն 1986 թվականին այս գիտելիքն առաջին անգամ կիրառվեց դատաբժշկական գիտության մեջ:

Ահա Երկրի վրա կյանքի ծագման պատմությունը

Կյանքը հին է. Դինոզավրերը, թերևս, ամենահայտնին են բոլոր անհետացած արարածներից, բայց նրանք հայտնվել են ընդամենը 250 միլիոն տարի առաջ: Մոլորակի վրա առաջին կյանքը առաջացել է շատ ավելի վաղ։

Ամենահին բրածոները մոտ 3,5 միլիարդ տարեկան են: Այսինքն՝ նրանք 14 անգամ մեծ են առաջին դինոզավրերից։

Այնուամենայնիվ, սա սահմանը չէ: Օրինակ՝ 2016 թվականի օգոստոսին հայտնաբերվել են բրածո մանրէներ, որոնք 3,7 միլիարդ տարեկան են։ Սա 15 հազար անգամ ավելի հին է, քան դինոզավրերը.

Երկիրն ինքնին շատ ավելի հին չէ, քան այս բակտերիաները. մեր մոլորակը վերջապես ձևավորվել է մոտ 4,5 միլիարդ տարի առաջ: Այսինքն, Երկրի վրա առաջին կյանքը ծագել է բավականին «արագ», մոտ 800 միլիոն տարի անց մոլորակի վրա գոյություն են ունեցել բակտերիաներ՝ կենդանի օրգանիզմներ, որոնք, ըստ գիտնականների, կարողացել են ժամանակի ընթացքում ավելի բարդանալ և օվկիանոսում առաջացնել պարզ օրգանիզմներ: նախ, և վերջում ավարտվում է, և մարդկությունը:

Կանադայի վերջին զեկույցը հաստատում է այս տվյալները. ամենահին բակտերիաների տարիքը գնահատվում է 3,770-ից 4,300 միլիարդ տարի: Այսինքն՝ կյանքը մեր մոլորակի վրա, միանգամայն հնարավոր է, առաջացել է նրա ձևավորումից 200 միլիոն տարի անց։ Հայտնաբերված միկրոօրգանիզմներ, որոնք ապրում էին երկաթի վրա: Նրանց մնացորդները հայտնաբերվել են քվարցային ապարների մեջ:

Ենթադրելով, որ կյանքը ծագել է Երկրի վրա, ինչը խելամիտ է թվում՝ հաշվի առնելով մյուսը տիեզերական մարմիններմենք դեռ չենք գտել այն, ոչ այլ մոլորակների վրա, ոչ էլ տիեզերքից բերված երկնաքարերի բեկորների վրա, ապա դա պետք է տեղի ունենար այն ժամանակային միջակայքում, որն ընդգրկում է միլիարդ տարի մոլորակի վերջնական ձևավորման պահի և մոլորակի հայտնվելու ամսաթվի միջև: մեր ժամանակի բրածոներում հայտնաբերվածները:

Այսպիսով, նեղացնելով մեզ հետաքրքրող ժամանակահատվածը՝ հիմնվելով վերջին հետազոտությունների վրա, կարող ենք ենթադրել, թե կոնկրետ ինչպիսին է եղել Երկրի վրա առաջին կյանքը։

Գիտնականները պեղումների ժամանակ հայտնաբերված կմախքներից վերստեղծել են նախապատմական հսկաների տեսքը։

Յուրաքանչյուր կենդանի օրգանիզմ կազմված է բջիջներից (և դուք նույնպես)

Դեռևս 19-րդ դարում կենսաբանները հաստատեցին, որ բոլոր կենդանի օրգանիզմները կազմված են «բջիջներից»՝ տարբեր ձևերի և չափերի օրգանական նյութերի փոքրիկ կուտակումներ:

Բջիջներն առաջին անգամ հայտնաբերվել են դեռևս 17-րդ դարում՝ համեմատաբար հզոր մանրադիտակների գյուտի հետ միաժամանակ, բայց միայն մեկուկես դար անց գիտնականները եկան նույն եզրակացության. բջիջները մոլորակի ողջ կյանքի հիմքն են:

Իհարկե, արտաքուստ մարդը նման չէ ոչ ձկների, ոչ դինոզավրերի, այլ պարզապես մանրադիտակով նայիր՝ համոզվելու համար, որ մարդիկ բաղկացած են գրեթե նույն բջիջներից, ինչ կենդանական աշխարհի ներկայացուցիչները: Ավելին, նույն բջիջները ընկած են բույսերի և սնկերի հիմքում։

Բոլոր օրգանիզմները կազմված են բջիջներից, այդ թվում՝ դուք։

Կյանքի ամենաբազմաթիվ ձևը միաբջիջ բակտերիաներն են

Մինչ օրս կյանքի ամենաբազմաթիվ ձևերը կարելի է անվտանգ անվանել միկրոօրգանիզմներ, որոնցից յուրաքանչյուրը բաղկացած է միայն մեկ բջջից:

Նման կյանքի ամենահայտնի տեսակը բակտերիաներն են, որոնք ապրում են աշխարհի ցանկացած կետում:

2016 թվականի ապրիլին գիտնականները ներկայացրել են «կյանքի ծառի» թարմացված տարբերակը. տոհմածառյուրաքանչյուր տեսակի կենդանի օրգանիզմի համար: Այս ծառի «ճյուղերի» ճնշող մեծամասնությունը զբաղեցնում են բակտերիաները։ Ավելին, ծառի ձևը հուշում է, որ Երկրի վրա ողջ կյանքի նախահայրը մանրէ է եղել: Այսինքն՝ կենդանի օրգանիզմների (այդ թվում՝ քո) ողջ բազմազանությունը ծագել է մեկ բակտերիայից։

Այսպիսով, մենք կարող ենք ավելի ճշգրիտ մոտենալ կյանքի ծագման հարցին: Այդ առաջին բջիջը վերստեղծելու համար անհրաժեշտ է հնարավորինս ճշգրիտ վերստեղծել այն պայմանները, որոնք տիրում էին մոլորակի վրա ավելի քան 3,5 միլիարդ տարի առաջ։

Այսպիսով, որքան դժվար է դա:

Միաբջիջ բակտերիաները Երկրի վրա կյանքի ամենատարածված ձևն են:

Փորձերի սկիզբ

Շատ դարեր շարունակ «ինչպե՞ս սկսվեց կյանքը» հարցը. գրեթե երբեք լուրջ չի ընդունվել: Չէ՞ որ, ինչպես սկզբում արդեն հիշեցինք, պատասխանը հայտնի էր՝ կյանքը ստեղծել է Արարիչը։

Մինչև 19-րդ դարը մարդկանց մեծ մասը հավատում էր «վիտալիզմին»։ Այս ուսմունքը հիմնված է այն գաղափարի վրա, որ բոլոր կենդանի էակները օժտված են հատուկ, գերբնական ուժով, որը տարբերում է նրանց անշունչ առարկաներից:

Վիտալիզմի գաղափարները հաճախ կրկնում էին կրոնական դրույթները: Աստվածաշունչն ասում է, որ Աստված «կյանքի շունչով» վերակենդանացրել է առաջին մարդկանց, և որ անմահ հոգին վիտալիզմի դրսևորումներից է։

Բայց կա մեկ խնդիր. Վիտալիզմի գաղափարները սկզբունքորեն սխալ են։

19-րդ դարի սկզբին գիտնականները հայտնաբերել էին մի քանի նյութեր, որոնք հայտնաբերվել են բացառապես կենդանի օրգանիզմներում։ Այդ նյութերից մեկը միզանյութն էր, որը պարունակում է մեզի մեջ, և այն հնարավոր է եղել ստանալ 1799թ.

Այս բացահայտումը, սակայն, չէր հակասում վիտալիզմ հասկացությանը։ Միզանյութը հայտնվել է միայն կենդանի օրգանիզմների մեջ, ուստի, թերևս, նրանք օժտված են եղել հատուկ կենսունակությամբ, որը նրանց յուրահատուկ է դարձնում։

Վիտալիզմի մահ

Բայց 1828 թվականին գերմանացի քիմիկոս Ֆրիդրիխ Վոլերին հաջողվեց միզել սինթեզել անօրգանական միացությունից՝ ամոնիումի ցիանատից, որը ոչ մի կապ չուներ կենդանի էակների հետ։ Այլ գիտնականներ կարողացան կրկնել նրա փորձը, և շուտով պարզ դարձավ, որ բոլոր օրգանական միացությունները կարելի է ստանալ ավելի պարզից՝ անօրգանականներից:

Սա նշանավորեց վիտալիզմի ավարտը որպես գիտական ​​հասկացություն:

Բայց մարդկանց համար բավականին դժվար էր ազատվել իրենց համոզմունքներից։ Այն, որ իրականում ոչ մի առանձնահատուկ բան չկա օրգանական միացություններում, որոնք հատուկ են միայն կենդանի էակներին, շատերի համար թվում էր, թե կյանքը զրկել է մոգության տարրից՝ մարդկանց աստվածային արարածներից գրեթե մեքենաների վերածելով: Իհարկե, սա շատ հակասում էր Աստվածաշնչին։

Նույնիսկ որոշ գիտնականներ շարունակեցին պայքարել կենսականության համար: 1913թ.-ին անգլիացի կենսաքիմիկոս Բենջամին Մուրը եռանդուն քարոզում էր «բիոտիկ էներգիայի» իր տեսությունը, որն ըստ էության նույն կենսաբանությունն էր, բայց այլ ծածկույթով: Վիտալիզմի գաղափարը բավականին ամուր արմատներ է գտել այնտեղ մարդկային հոգինէմոցիոնալ մակարդակում.

Այսօր նրա արտացոլանքները կարելի է գտնել ամենաանսպասելի վայրերում։ Վերցնենք, օրինակ, մի շարք գիտաֆանտաստիկ պատմություններ, որոնցում կերպարի «կյանքի էներգիան» կարող է համալրվել կամ սպառվել: Մտածեք «վերածնման էներգիայի» մասին, որն օգտագործում է Time Lord մրցավազքը Doctor Who-ից: Այս էներգիան կարող էր համալրվել, եթե ավարտվեր: Չնայած գաղափարը ֆուտուրիստական ​​է թվում, այն իրականում հնաոճ տեսությունների արտացոլումն է:

Այսպիսով, 1828 թվականից հետո գիտնականները վերջապես հիմնավոր պատճառներ ունեցան կյանքի ծագման նոր բացատրություն փնտրելու համար՝ այս անգամ հրաժարվելով աստվածային միջամտության մասին ենթադրություններից։

Բայց նրանք չսկսեցին փնտրել։ Թվում էր, թե հետազոտության թեման ինքն իրեն հուշում էր, բայց իրականում կյանքի ծագման առեղծվածը մի քանի տասնամյակ չէր մոտենում: Թերևս բոլորը դեռ չափազանց կապված էին կենսականության հետ՝ առաջ գնալու համար:

Քիմիկոս Ֆրիդրիխ Վոլերը կարողացավ անօրգանական նյութերից սինթեզել միզանյութ՝ օրգանական միացություն:

Դարվինը և էվոլյուցիայի տեսությունը

19-րդ դարում կենսաբանական հետազոտությունների հիմնական առաջընթացը Չարլզ Դարվինի կողմից մշակված և այլ գիտնականների կողմից շարունակվող էվոլյուցիայի տեսությունն էր։

Դարվինի տեսությունը, որը ներկայացվել է 1859 թվականին «Տեսակների ծագման մասին» գրքում, բացատրում է, թե ինչպես է կենդանական աշխարհի ողջ բազմազանությունը առաջացել մեկ նախնիից:

Դարվինը պնդում էր, որ Աստված չի ստեղծել կենդանի էակների յուրաքանչյուր տեսակ առանձին, բայց այս բոլոր տեսակները սերում են միլիոնավոր տարիներ առաջ հայտնված պարզունակ օրգանիզմից, որը նաև կոչվում է վերջին համընդհանուր ընդհանուր նախահայր:

Գաղափարը չափազանց վիճահարույց ստացվեց, կրկին այն պատճառով, որ այն հերքում էր աստվածաշնչյան դրույթները: Դարվինի տեսությունը կատաղի քննադատության է ենթարկվել, մասնավորապես, վրդովված քրիստոնյաների կողմից։

Բայց էվոլյուցիայի տեսությունը ոչ մի բառ չասաց այն մասին, թե ինչպես է հայտնվել առաջին օրգանիզմը։

Ինչպե՞ս հայտնվեց առաջին կյանքը:

Դարվինը հասկացավ, որ սա հիմնարար խնդիր է, բայց (գուցե չցանկանալով այլ կոնֆլիկտի մեջ մտնել հոգևորականների հետ) նա դրան անդրադարձավ միայն 1871 թվականի նամակում։ Նամակի հուզական երանգը ցույց էր տալիս, որ գիտնականը տեղյակ էր ողջ խորը իմաստին այս հարցը:

«... Բայց եթե հիմա [Ահ, ինչ մեծ է, եթե!]ինչ-որ տաք ջրային մարմնում, որը պարունակում է բոլոր անհրաժեշտ ամոնիումի և ֆոսֆորի աղերը և հասանելի է լույսին, ջերմությանը, էլեկտրականությանը և այլն, քիմիապես ձևավորվել է սպիտակուց, որն ունակ է հետագա ավելի ու ավելի բարդ փոխակերպումների…»:

Այլ կերպ ասած՝ պատկերացրեք մի փոքրիկ ջրային մարմին՝ լցված պարզ օրգանական միացություններով և արևի տակ: Որոշ կապեր կարող են սկսել փոխազդել՝ ստեղծելով ավելին բարդ նյութեր, ինչպես սպիտակուցը, որն իր հերթին նույնպես կփոխազդի և կզարգանա։

Գաղափարը բավականին մակերեսային էր. Բայց, այնուամենայնիվ, այն հիմք է հանդիսացել կյանքի ծագման մասին առաջին վարկածների։

Դարվինը ոչ միայն ստեղծել է էվոլյուցիայի տեսությունը, այլև առաջարկել է, որ կյանքը առաջացել է տաք ջրից՝ հագեցած անհրաժեշտ անօրգանական միացություններով։

Ալեքսանդր Օպարինի հեղափոխական գաղափարները

Եվ այս ուղղությամբ առաջին քայլերն արվեցին ամենևին ոչ այնտեղ, որտեղ կարելի էր սպասել։ Կարող եք մտածել, որ նման հետազոտություն, որը ենթադրում է մտքի ազատություն, պետք է իրականացվեր, օրինակ, Մեծ Բրիտանիայում կամ ԱՄՆ-ում։ Բայց իրականում կյանքի ծագման մասին առաջին վարկածները առաջ են քաշվել Ստալինյան ԽՍՀՄ հայրենի տարածքներում, մի գիտնականի կողմից, որի անունը, հավանաբար, երբեք չեք լսել։

Հայտնի է, որ Ստալինը փակել է բազմաթիվ ուսումնասիրություններ գենետիկայի ոլորտում։ Փոխարենը նա առաջ մղեց գյուղատնտես Տրոֆիմ Լիսենկոյի գաղափարները, որոնք, ըստ նրա, ավելի հարմար էին կոմունիստական ​​գաղափարախոսությանը: Գենետիկայի բնագավառում հետազոտություններ կատարած գիտնականները պարտավոր էին հրապարակայնորեն աջակցել Լիսենկոյի գաղափարներին, հակառակ դեպքում նրանք վտանգում էին հայտնվել ճամբարներում։

Այդպիսի լարված մթնոլորտում էր, որ կենսաքիմիկոս Ալեքսանդր Իվանովիչ Օպարինը ստիպված էր կատարել իր փորձերը։ Դա հնարավոր եղավ, քանի որ նա ապացուցեց, որ վստահելի կոմունիստ է. նա պաշտպանում էր Լիսենկոյի գաղափարները և նույնիսկ ստացավ Լենինի շքանշան՝ ամենապատվավոր պարգևը այն ամենից, ինչ կար այդ ժամանակ։

Խորհրդային կենսաքիմիկոս Ալեքսանդր Օպարինը ենթադրեց, որ առաջին կենդանի օրգանիզմները ձևավորվել են որպես կոացերվատներ:

Երկրի վրա առաջին կյանքի ծագման նոր տեսություն

Օպարինը նկարագրել է, թե ինչպիսին էր Երկիրը իր ձևավորումից հետո առաջին օրերին։ Մոլորակն ուներ չափազանց տաք մակերես և գրավում էր փոքր երկնաքարեր: Շուրջը միայն կիսահալած քարեր կային, որոնք պարունակում էին քիմիական նյութերի հսկայական տեսականի, որոնցից շատերը հիմնված էին ածխածնի վրա։

Ի վերջո, Երկիրը այնքան սառեց, որ գոլորշիներն առաջին անգամ վերածվեցին հեղուկ ջրի՝ այդպիսով ստեղծելով առաջին անձրևը: Որոշ ժամանակ անց մոլորակի վրա հայտնվեցին տաք օվկիանոսներ, որոնք հարուստ էին ածխածնի վրա հիմնված քիմիական նյութերով։ Հետագա իրադարձությունները կարող են զարգանալ երկու սցենարով.

Առաջինը ենթադրում էր նյութերի փոխազդեցություն, որոնցում կհայտնվեին ավելի բարդ միացություններ։ Օպարինը ենթադրեց, որ մոլորակի ջրային ավազանում կարող էին գոյանալ կենդանի օրգանիզմների համար կարևոր շաքար և ամինաթթուներ:

Երկրորդ սցենարում որոշ նյութեր փոխազդեցության ժամանակ սկսեցին միկրոսկոպիկ կառուցվածքներ ձևավորել: Ինչպես գիտեք, շատ օրգանական միացություններ չեն լուծվում ջրում. օրինակ, նավթը ջրի մակերևույթի վրա շերտ է կազմում: Բայց որոշ նյութեր, երբ շփվում են ջրի հետ, ձևավորում են գնդաձև գնդիկներ, կամ «coacervates»՝ մինչև 0,01 սմ (կամ 0,004 դյույմ) տրամագծով:

Մանրադիտակի տակ դիտելով կոացերվատները՝ կարելի է նկատել դրանց նմանությունը կենդանի բջիջների հետ։ Նրանք աճում են, փոխում ձևը և երբեմն բաժանվում են երկու մասի: Նրանք նաև փոխազդում են շրջակա միացությունների հետ, որպեսզի այլ նյութեր կարողանան կենտրոնանալ դրանց մեջ։ Օպարինը ենթադրում էր, որ կոացերվատները ժամանակակից բջիջների նախնիներն են:

Ջոն Հալդեյնի առաջին կյանքի տեսությունը

Հինգ տարի անց՝ 1929 թվականին, անգլիացի կենսաբան Ջոն Բուրդոն Սանդերսոն Հալդեյնն ինքնուրույն առաջ քաշեց իր տեսությունը նմանատիպ գաղափարներով, որը հրապարակվեց Rationalist Annual ամսագրում։

Այդ ժամանակ Հալդեյնն արդեն հսկայական ներդրում էր ունեցել էվոլյուցիայի տեսության զարգացման գործում՝ նպաստելով Դարվինի գաղափարների ինտեգրմանը գենետիկայի գիտության մեջ։

Եվ նա շատ հիշարժան մարդ էր։ Մի անգամ, դեկոպրեսիոն խցիկում փորձի ժամանակ, նա զգաց թմբկաթաղանթի պատռվածք, որի մասին նա հետագայում գրել է հետևյալը. հնարավոր է մտածված կերպով այնտեղից ծխախոտի ծխի օղակներ բաց թողնել, ինչը, կարծում եմ, կարևոր ձեռքբերում է»:

Օպարինի նման, Հալդեյնը հստակ առաջարկեց, թե ինչպես կարող են օրգանական միացությունները փոխազդել ջրի մեջ. Սա պայմաններ ստեղծեց «առաջին կենդանի կամ կիսակենդանի օրգանիզմների» ի հայտ գալու համար։ Նույն պայմաններում ամենապարզ օրգանիզմները կարող էին լինել «յուղաթաղանթի» ներսում։

Ջոն Հալդեյնը, անկախ Օպարինից, նմանատիպ գաղափարներ է առաջ քաշել առաջին օրգանիզմների ծագման մասին։

Oparin-Haldane վարկածը

Այսպիսով, առաջին կենսաբանները, ովքեր առաջ քաշեցին այս տեսությունը, Օպարինն ու Հալդենն էին: Բայց գաղափարը, որ Աստված կամ նույնիսկ ինչ-որ վերացական «կյանքի ուժ» չի մասնակցել կենդանի օրգանիզմների ձևավորմանը, արմատական ​​էր։ Ինչպես Դարվինի էվոլյուցիայի տեսությունը, այս միտքը նույնպես ապտակ էր քրիստոնեության համար:

ԽՍՀՄ իշխանությունները լիովին բավարարված էին այս փաստով։ Խորհրդային կարգերի օրոք երկրում տիրում էր աթեիզմը, և իշխանությունները ուրախությամբ աջակցում էին այնպիսի բարդ երևույթների նյութապաշտական ​​բացատրություններին, ինչպիսիք են կյանքը: Ի դեպ, Հալդեյնը նույնպես աթեիստ էր և կոմունիստ։

«Այդ օրերին այս գաղափարին նայում էին բացառապես սեփական համոզմունքների պրիզմայով. կրոնավորներն այն թշնամաբար էին ընկալում, ի տարբերություն կոմունիստական ​​գաղափարների կողմնակիցների»,- ասում է Օսնաբրյուկի համալսարանի կյանքի ծագման փորձագետ Արմեն Մուլկիջանյանը։ Գերմանիա. «Խորհրդային Միությունում այս միտքը ուրախությամբ ընդունեցին, քանի որ Աստծո կարիքը չունեին։ Իսկ Արեւմուտքում դա կիսում էին նույն ձախ հայացքների կողմնակիցները, կոմունիստները եւ այլն»։

Այն հասկացությունը, որ կյանքը ձևավորվել է օրգանական միացությունների «նախնական ապուրում», կոչվում է Oparin-Haldane վարկածը. Նա բավական համոզիչ տեսք ուներ, բայց կար մեկ խնդիր. Այն ժամանակ չկար ոչ մի գործնական փորձ, որը կապացուցեր այս վարկածի ճշմարտացիությունը։

Նման փորձերը սկսվեցին միայն գրեթե քառորդ դար անց։

«Փորձանոթում» կյանք ստեղծելու առաջին փորձերը.

Կյանքի ծագման հարցով հետաքրքրվեց հայտնի գիտնական Հարոլդ Ուրին, ով արդեն ստացել էր քիմիայի Նոբելյան մրցանակը 1934 թվականին և նույնիսկ մասնակցել է ատոմային ռումբի ստեղծմանը։

Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ Ուրին մասնակցեց Մանհեթենի նախագծին, հավաքելով անկայուն ուրան-235, որն անհրաժեշտ էր ռումբի միջուկի համար: Պատերազմի ավարտից հետո Ուրեյը հանդես էր գալիս միջուկային տեխնոլոգիաների քաղաքացիական վերահսկողության օգտին:

Ուրիին սկսեց հետաքրքրել այնտեղ տեղի ունեցող քիմիական երևույթները բաց տարածություն. Իսկ նրա համար ամենամեծ հետաքրքրությունը Արեգակնային համակարգի ձեւավորման ժամանակ տեղի ունեցած գործընթացներն էին։ Իր դասախոսություններից մեկում նա մատնանշեց, որ առաջին օրերին, ամենայն հավանականությամբ, Երկրի վրա թթվածին չկար: Եվ այս պայմանները իդեալական էին «նախնական ապուրի» ձևավորման համար, որի մասին խոսում էին Օպարինը և Հալդեյնը, քանի որ որոշ անհրաժեշտ նյութեր այնքան թույլ էին, որ լուծարվում էին թթվածնի հետ շփվելիս:

Դասախոսությանը ներկա էր Սթենլի Միլլեր անունով մի դոկտորանտ, ով մոտեցավ Ուրիին՝ առաջարկելով այս գաղափարի հիման վրա փորձ անցկացնել։ Յուուրին սկզբում թերահավատ էր, սակայն Միլլերին հետագայում հաջողվեց համոզել նրան։

1952 թվականին Միլլերն իրականացրել է երբևէ ամենահայտնի փորձը՝ բացատրելու Երկրի վրա կյանքի ծագումը։

Սթենլի Միլլերի փորձը դարձել է ամենահայտնին մեր մոլորակի վրա կենդանի օրգանիզմների ծագման ուսումնասիրության պատմության մեջ։

Երկրի վրա կյանքի ծագման ամենահայտնի փորձը

Նախապատրաստումը երկար սպասեցնել չտվեց. Միլլերը միացրել է մի շարք ապակե կոլբաներ, որոնք շրջանառում են 4 նյութ, որոնք ենթադրաբար գոյություն են ունեցել վաղ Երկրի վրա՝ եռացող ջուր, ջրածին, ամոնիակ և մեթան։ Գազերը ենթարկվում էին համակարգված կայծային արտանետումների. սա կայծակի հարվածների մոդելավորում էր, որը սովորական երևույթ էր վաղ Երկրի վրա:

Միլլերը պարզել է, որ «կոլբայի ջուրը առաջին օրվանից տեսանելի վարդագույն է դարձել, իսկ առաջին շաբաթից հետո լուծույթը դարձել է պղտոր և մուգ կարմիր»։ Տեղի ունեցավ նորի ձևավորում քիմիական միացություններ.

Երբ Միլլերը վերլուծեց լուծույթի բաղադրությունը, նա պարզեց, որ այն պարունակում է երկու ամինաթթուներ՝ գլիցին և ալանին: Ինչպես գիտեք, ամինաթթուները հաճախ նկարագրվում են որպես կյանքի շինանյութ: Այս ամինաթթուները օգտագործվում են սպիտակուցների ձևավորման համար, որոնք վերահսկում են ամենաշատը կենսաքիմիական գործընթացներմեր մարմնում. Միլլերը բառացիորեն զրոյից ստեղծել է կենդանի օրգանիզմի երկու կարեւորագույն բաղադրիչները։

1953 թվականին փորձի արդյունքները հրապարակվել են հեղինակավոր Science ամսագրում։ Յուուրին իր տարիքի գիտնականին պատվաբեր, եթե ոչ բնորոշ, իր անունը հանեց տիտղոսից՝ ողջ փառքը թողնելով Միլլերին։ Չնայած դրան, ուսումնասիրությունը սովորաբար կոչվում է «Միլլեր-Ուրեյի փորձ»:

Միլլեր-Ուրեյի փորձի նշանակությունը

«Միլլեր-Ուրեյի փորձի արժեքն այն է, որ այն ցույց է տալիս, որ նույնիսկ պարզ մթնոլորտում շատ կենսաբանական մոլեկուլներ կարող են ձևավորվել», - ասում է Քեմբրիջի մոլեկուլային կենսաբանության լաբորատորիայի գիտնական Ջոն Սաթերլենդը:

Փորձի ոչ բոլոր մանրամասներն էին ճշգրիտ, ինչպես պարզվեց ավելի ուշ: Իրականում հետազոտությունները ցույց են տվել, որ վաղ Երկրի մթնոլորտում այլ գազեր են եղել: Բայց դա չի նվազեցնում փորձի նշանակությունը։

«Դա ուղենշային փորձ էր, որը գրավեց շատերի երևակայությունը, և այդ պատճառով այն դեռևս հիշատակվում է մինչ օրս», - ասում է Սաթերլենդը:

Միլլերի փորձի լույսի ներքո շատ գիտնականներ սկսեցին ուղիներ փնտրել զրոյից պարզ կենսաբանական մոլեկուլներ ստեղծելու համար: «Ինչպե՞ս սկսվեց կյանքը Երկրի վրա» հարցի պատասխանը, թվում էր, շատ մոտ էր:

Բայց հետո պարզվեց, որ կյանքը շատ ավելի բարդ է, քան դուք կարող եք պատկերացնել: Կենդանի բջիջները, ինչպես պարզվեց, ոչ միայն քիմիական միացությունների ամբողջություն են, այլ բարդ փոքր մեխանիզմներ: Հանկարծ զրոյից կենդանի բջիջներ ստեղծելը շատ ավելի է դարձել լուրջ խնդիրքան ակնկալում էին գիտնականները:

Գենների և ԴՆԹ-ի ուսումնասիրություն

20-րդ դարի 50-ականների սկզբին գիտնականներն արդեն հեռացել էին այն մտքից, որ կյանքը աստվածների պարգև է:

Փոխարենը, նրանք սկսեցին ուսումնասիրել վաղ Երկրի վրա կյանքի ինքնաբուխ և բնական ծագման հնարավորությունը, և Սթենլի Միլլերի ուղենշային փորձի շնորհիվ սկսեցին ապացույցներ հայտնվել այս գաղափարի համար:

Մինչ Միլերը փորձում էր զրոյից կյանք ստեղծել, այլ գիտնականներ պարզում էին, թե ինչից են կազմված գեները:

Այս պահին կենսաբանական մոլեկուլների մեծ մասն արդեն ուսումնասիրված էր: Դրանք ներառում են շաքար, ճարպեր, սպիտակուցներ և նուկլեինաթթուներ, ինչպիսիք են «դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն»՝ նույնանուն ԴՆԹ:

Այսօր բոլորը գիտեն, որ ԴՆԹ-ն պարունակում է մեր գեները, սակայն 1950-ականների կենսաբանների համար սա իսկական ցնցում էր:

Սպիտակուցներն ավելի բարդ կառուցվածք ունեին, այդ իսկ պատճառով գիտնականները կարծում էին, որ դրանցում պարունակվում է գենային տեղեկատվությունը։

Տեսությունը հերքվեց 1952 թվականին Քարնեգի ինստիտուտի գիտնականներ Ալֆրեդ Հերշեյի և Մարթա Չեյզի կողմից: Նրանք ուսումնասիրել են պարզ վիրուսներ՝ կազմված սպիտակուցից և ԴՆԹ-ից, որոնք վերարտադրվում են այլ բակտերիաների վարակման միջոցով։ Գիտնականները պարզել են, որ վիրուսային ԴՆԹ-ն, այլ ոչ թե սպիտակուցը, ներթափանցում է բակտերիաների մեջ: Այստեղից եզրակացվեց, որ ԴՆԹ-ն գենետիկ նյութ է։

Հերշիի և Չեյզի հայտնագործությունը ԴՆԹ-ի կառուցվածքի և դրա աշխատանքի սկզբունքի ուսումնասիրման մրցավազքի սկիզբն էր:

Մարթա Չեյզը և Ալֆրեդ Հերշին հայտնաբերել են, որ ԴՆԹ-ն կրում է գենետիկ տեղեկատվություն:

ԴՆԹ-ի պարուրաձև կառուցվածքը 20-րդ դարի կարևորագույն հայտնագործություններից է։

Ֆրենսիս Քրիքն ու Ջեյմս Ուոթսոնը Քեմբրիջի համալսարանից առաջինն էին, ովքեր լուծում գտան, ոչ առանց իրենց գործընկերոջ՝ Ռոզալինդ Ֆրանկլինի թերագնահատված օգնության: Դա տեղի է ունեցել Հերշիի և Չեյզի փորձերից մեկ տարի անց։

Նրանց հայտնագործությունը դարձավ 20-րդ դարի ամենակարեւորներից մեկը։ Այս հայտնագործությունը փոխեց կյանքի ծագման մեր հայացքը՝ բացահայտելով կենդանի բջիջների անհավանական բարդ կառուցվածքը:

Ուոթսոնը և Քրիքը հայտնաբերեցին, որ ԴՆԹ-ն կրկնակի պարույր է (կրկնակի պտուտակ), որը նման է կոր սանդուղքի: Այս սանդուղքի երկու «բևեռներից» յուրաքանչյուրը կազմված է մոլեկուլներից, որոնք կոչվում են նուկլեոտիդներ:

Այս կառուցվածքը պարզ է դարձնում, թե ինչպես են բջիջները պատճենում իրենց ԴՆԹ-ն: Այսինքն՝ պարզ է դառնում, թե ինչպես են ծնողները երեխաներին փոխանցում իրենց գեների պատճենները։

Կարևոր է հասկանալ, որ կրկնակի խխունջը կարելի է «բացել»: Սա թույլ կտա մուտք գործել դեպի գենետիկ կոդը, որը բաղկացած է գենետիկական հիմքերի (A, T, C և G) հաջորդականությունից, որոնք սովորաբար պարունակվում են ԴՆԹ-ի սանդուղքի «աստիճաններում»: Յուրաքանչյուր շարանը այնուհետև օգտագործվում է որպես կաղապար՝ մյուսի կրկնօրինակը ստեղծելու համար:

Այս մեխանիզմը թույլ է տալիս գեներին ժառանգել կյանքի հենց սկզբից: Ձեր սեփական գեներն ի վերջո գալիս են հնագույն բակտերիայից, և դրանցից յուրաքանչյուրը փոխանցվել է նույն մեխանիզմի միջոցով, որը հայտնաբերել են Քրիկն ու Ուոթսոնը:

Առաջին անգամ հանրությանը բացահայտվեց կյանքի ամենագաղտնի գաղտնիքներից մեկը.

ԴՆԹ-ի կառուցվածքը՝ 2 ողնաշար (հակ զուգահեռ շղթաներ) և զույգ նուկլեոտիդներ։

ԴՆԹ մարտահրավեր

Ինչպես պարզվեց, ԴՆԹ-ն միայն մեկ խնդիր ունի. Ձեր ԴՆԹ-ն ձեր մարմնի բջիջներին ասում է, թե ինչպես պատրաստել սպիտակուցներ (սպիտակուցներ), մոլեկուլներ, որոնք կատարում են շատ կարևոր խնդիրներ:

Առանց սպիտակուցի, դուք չէիք կարողանա մարսել ձեր սնունդը, ձեր սիրտը կդադարի բաբախել և ձեր շնչառությունը կդադարի:

Սակայն ԴՆԹ-ի միջոցով սպիտակուցի ձևավորման գործընթացի վերստեղծումն իրականում դժվար գործ է: Յուրաքանչյուր ոք, ով փորձում էր բացատրել կյանքի ծագումը, պարզապես չէր կարող հասկանալ, թե ինչպես կարող էր այդքան բարդ բան առաջանալ և զարգանալ ինքնուրույն:

Յուրաքանչյուր սպիտակուց, ըստ էության, ամինաթթուների երկար շղթա է, որոնք հյուսված են որոշակի կարգով: Այս կարգը որոշում է սպիտակուցի եռաչափ ձևը և, հետևաբար, դրա նպատակը:

Այս տեղեկատվությունը կոդավորված է ԴՆԹ-ի բազային հաջորդականությամբ: Այսպիսով, երբ բջիջը պետք է ստեղծի որոշակի սպիտակուց, այն կարդում է ԴՆԹ-ի համապատասխան գենը՝ ամինաթթուների տվյալ հաջորդականությունը կառուցելու համար:

Ի՞նչ է ՌՆԹ-ն:

Բջիջների կողմից ԴՆԹ-ի օգտագործման գործընթացում կա մեկ նախազգուշացում.

• ԴՆԹ-ն բջջի ամենաթանկ ռեսուրսն է: Հետևաբար, բջիջները նախընտրում են չվերաբերել ԴՆԹ-ին յուրաքանչյուր գործողությամբ:
• Փոխարենը, բջիջները պատճենում են տեղեկատվությունը ԴՆԹ-ից մեկ այլ նյութի փոքր մոլեկուլների մեջ, որը կոչվում է ՌՆԹ (ռիբոնուկլեինաթթու).
• ՌՆԹ-ն նման է ԴՆԹ-ին, բայց ունի միայն մեկ շղթա։

Եթե ​​անալոգիա անենք ԴՆԹ-ի և գրադարանային գրքի միջև, ապա ՌՆԹ-ն այստեղ նման կլինի գրքի ամփոփագրով էջին:

ՌՆԹ-ի շղթայի միջոցով տեղեկատվությունը սպիտակուցի վերածելու գործընթացը ավարտվում է շատ բարդ մոլեկուլով, որը կոչվում է ռիբոսոմ:

Այս գործընթացը տեղի է ունենում յուրաքանչյուր կենդանի բջիջում, նույնիսկ ամենապարզ բակտերիաներում: Դա կյանքի համար նույնքան կարևոր է, որքան սնունդն ու շնչառությունը:

Այսպիսով, կյանքի առաջացման ցանկացած բացատրություն պետք է ցույց տա, թե ինչպես է հայտնվել բարդ եռյակը և ինչպես է այն սկսել գործել, որը ներառում է. ԴՆԹ, ՌՆԹ և ռիբոսոմներ.

ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի միջև տարբերությունը.

Ամեն ինչ շատ ավելի բարդ է

Օպարինի և Հալդեյնի տեսությունները այժմ միամիտ և պարզ էին թվում, մինչդեռ Միլլերի փորձը, որը ստեղծեց մի քանի ամինաթթուներ, որոնք անհրաժեշտ էին սպիտակուցի ձևավորման համար, սիրողական տեսք ուներ: Կյանքի ստեղծման երկար ճանապարհին նրա հետազոտությունները, որքան էլ բեղմնավոր, ակնհայտորեն միայն առաջին քայլն էին։

«ԴՆԹ-ն ստիպում է ՌՆԹ-ին սպիտակուցներ արտադրել՝ բոլորը քիմիական նյութերի փակ պարկի մեջ», - ասում է Ջոն Սաթերլենդը: «Դուք նայում եք դրան և զարմանում, թե որքան դժվար է: Ի՞նչ կարող ենք անել, որպեսզի գտնենք օրգանական միացություն, որն այս ամենն անելու է մեկ քայլով»:

Միգուցե կյանքը սկսվել է ՌՆԹ-ով:

Առաջինը այս հարցին պատասխանեց բրիտանացի քիմիկոս Լեսլի Օրգել անունով։ Նա առաջիններից էր, ով տեսավ Քրիքի և Ուոթսոնի ստեղծած ԴՆԹ մոդելը, իսկ ավելի ուշ օգնեց ՆԱՍԱ-ին Viking ծրագրում, որի ընթացքում վայրէջքներ ուղարկվեցին Մարս։

Օրգելը նպատակ ուներ պարզեցնել առաջադրանքը։ 1968 թվականին Քրիքի աջակցությամբ նա առաջարկեց, որ առաջին կենդանի բջիջները չեն պարունակում ոչ սպիտակուցներ, ոչ ԴՆԹ: Ընդհակառակը, դրանք գրեթե ամբողջությամբ կազմված էին ՌՆԹ-ից։ Այս դեպքում ՌՆԹ-ի առաջնային մոլեկուլները պետք է լինեին ունիվերսալ: Օրինակ, նրանք պետք է կրկնօրինակեին իրենց՝ հավանաբար օգտագործելով ԴՆԹ-ի զուգավորման նույն մեխանիզմը:

Այն գաղափարը, որ կյանքը սկսվել է ՌՆԹ-ով, անհավատալի ազդեցություն ունեցավ հետագա բոլոր հետազոտությունների վրա: Եվ դա դարձավ գիտական ​​հանրության բուռն բանավեճի պատճառ, որը մինչ օրս չի մարել։

Ենթադրելով, որ կյանքը սկսվում է ՌՆԹ-ով և ինչ-որ այլ տարրով, Օրգելը ենթադրում է, որ կյանքի կարևորագույն կողմերից մեկը՝ ինքն իրեն վերարտադրելու ունակությունը, ի հայտ է եկել ավելի վաղ, քան մյուսները: Կարելի է ասել, որ նա մտածում էր ոչ միայն այն մասին, թե ինչպես հայտնվեց կյանքը, այլ խոսեց կյանքի բուն էության մասին։

Շատ կենսաբաններ համաձայն էին Օրգելի այն մտքի հետ, որ «վերարտադրությունն առաջինն էր»։ Դարվինի էվոլյուցիայի տեսության մեջ առաջնագծում բազմանալու ունակությունն է. սա միակ միջոցն է, որով օրգանիզմը «հաղթի» այս մրցավազքին, այսինքն՝ թողնի բազմաթիվ երեխաներ:

Լեսլի Օրգելը առաջ քաշեց այն միտքը, որ առաջին բջիջները գործել են ՌՆԹ-ի հիման վրա։

Բաժանում 3 ճամբարի

Բայց կյանքին բնորոշ են նաև այլ հատկանիշներ, որոնք նույնքան կարևոր են։

Դրանցից ամենաակնհայտը նյութափոխանակությունն է՝ շրջակա միջավայրի էներգիան կլանելու և այն գոյատևելու համար օգտագործելու ունակությունը:

Շատ կենսաբանների համար նյութափոխանակությունը կյանքի որոշիչ հատկանիշն է, իսկ վերարտադրողական կարողությունը երկրորդ տեղում է:

Այսպիսով, սկսած 1960-ականներից, կյանքի ծագման առեղծվածի դեմ պայքարող գիտնականները սկսեցին բաժանվել 2 ճամբարի.

«Առաջինը պնդում էր, որ նյութափոխանակությունը առաջացել է գենետիկայից առաջ, երկրորդը հակառակ կարծիքին էր», - բացատրում է Սաթերլենդը:

Կար երրորդ խումբը, որը պնդում էր, որ նախ պետք է լիներ հիմնական մոլեկուլների համար նախատեսված տարա, որը թույլ չի տա նրանց քայքայվել:

«Առաջինը պետք է լիներ բաժանումը, քանի որ առանց դրա բջջային նյութափոխանակությունն անիմաստ կլիներ», - բացատրում է Սաթերլենդը:

Այլ կերպ ասած, բջիջը պետք է լինի կյանքի սկզբնաղբյուրում, ինչպես Օպարինն ու Հալդեյնն արդեն ընդգծել էին մի քանի տասնամյակ առաջ, և, հավանաբար, այս բջիջը պետք է ծածկված լինի պարզ ճարպերով և լիպիդներով:

Երեք գաղափարներից յուրաքանչյուրը ձեռք բերեց իր կողմնակիցները և գոյատևեց մինչ օրս: Գիտնականները երբեմն մոռանում էին սառնասրտորեն պրոֆեսիոնալիզմի մասին և կուրորեն պաշտպանում էին երեք գաղափարներից մեկը:

Որպես արդյունք, գիտաժողովներԱյս հարցը հաճախ ուղեկցվում էր սկանդալներով, և այդ իրադարձությունները լուսաբանող լրագրողները հաճախ լսում էին մի ճամբարի գիտնականների անաչառ մեկնաբանությունները մյուս երկուսի իրենց գործընկերների աշխատանքի վերաբերյալ:

Օրգելի շնորհիվ այն գաղափարը, որ կյանքը սկսվել է ՌՆԹ-ով, հանրությանը մեկ քայլ ավելի մոտեցրել է գլուխկոտրուկին:

Եվ 1980-ականներին տեղի ունեցավ մի ցնցող բացահայտում, որն իրականում հաստատեց Օրգելի վարկածը։

Ի՞նչն առաջացավ՝ կոնտեյներ, նյութափոխանակությո՞ւն, թե՞ գենետիկա:

Այսպիսով, 1960-ականների վերջին, մոլորակի վրա կյանքի ծագման առեղծվածի պատասխանը փնտրելով, գիտնականները բաժանվեցին 3 ճամբարի.

1. Առաջինները վստահ էին, որ կյանքը սկսվել է կենսաբանական բջիջների պարզունակ տարբերակների ձևավորմամբ։
2. Երկրորդը կարծում էր, որ առաջին և առանցքային քայլը նյութափոխանակության համակարգն է։
3. Մյուսները ուշադրություն են դարձրել գենետիկայի և վերարտադրության (կրկնօրինակման) կարևորությանը:

Այս երրորդ ճամբարը փորձում էր պարզել, թե ինչպիսին կարող էր լինել հենց առաջին կրկնօրինակիչը՝ նկատի ունենալով այն գաղափարը, որ ռեպլիկատորը պետք է կազմված լինի ՌՆԹ-ից:

ՌՆԹ-ի շատ դեմքեր

1960-ականներին գիտնականները բավական հիմքեր ունեին ենթադրելու, որ ՌՆԹ-ն ողջ կյանքի աղբյուրն է:

Այս պատճառները ներառում էին այն փաստը, որ ՌՆԹ-ն կարող էր անել այնպիսի բաներ, որոնք ԴՆԹ-ն չէր կարող:

Լինելով միաշղթա մոլեկուլ՝ ՌՆԹ-ն կարող էր թեքվել տարբեր ձևերի, ինչը հնարավոր չէր կոշտ երկշղթա ԴՆԹ-ի դեպքում։

ՌՆԹ-ն, որը ծալվում էր օրիգամիի նման, իր վարքով խիստ նմանվում էր սպիտակուցներին։ Ի վերջո, սպիտակուցները, ըստ էության, նույն երկար շղթաներն են, բայց բաղկացած են ոչ թե նուկլեոտիդներից, այլ ամինաթթուներից, ինչը թույլ է տալիս ստեղծել ավելի բարդ կառուցվածքներ:

Սա սպիտակուցների ամենազարմանալի ունակության բանալին է: Որոշ սպիտակուցներ կարող են արագացնել կամ «կատալիզացնել» քիմիական ռեակցիաները: Այս սպիտակուցները կոչվում են ֆերմենտներ:

Օրինակ, մարդու աղիքները պարունակում են բազմաթիվ ֆերմենտներ, որոնք բաժանում են սննդի բարդ մոլեկուլները պարզերի (ինչպես շաքարավազը), այսինքն՝ նրանց, որոնք հետագայում օգտագործվում են մեր բջիջների կողմից: Պարզապես անհնար կլիներ ապրել առանց ֆերմենտների։ Օրինակ, Մալայզիայի օդանավակայանում Կորեայի առաջնորդի խորթ եղբոր վերջերս մահը պայմանավորված էր նրանով, որ նրա մարմնում դադարել է գործել մի ֆերմենտ (ֆերմենտ), որի գործողությունը ճնշում է նյարդային ռեակտիվ VX-ը. շնչառական համակարգը կաթվածահար է լինում, և մի քանի րոպեում մարդը մահանում է։ Ֆերմենտներն այնքան կարևոր են մեր օրգանիզմի աշխատանքի համար։

Լեսլի Օրգելը և Ֆրենսիս Կրիկը ևս մեկ վարկած են առաջ քաշել. Եթե ​​ՌՆԹ-ն կարողանար ծալվել ինչպես սպիտակուցները, կարո՞ղ է այն նաև ֆերմենտներ առաջացնել:

Եթե ​​պարզվի, որ դա այդպես է, ապա ՌՆԹ-ն կարող է լինել բնօրինակ և շատ բազմակողմանի կենդանի մոլեկուլ, որը պահպանում է տեղեկատվություն (ինչպես ԴՆԹ-ն է անում) և կատալիզացնում է ռեակցիաները, ինչպես դա անում են որոշ սպիտակուցներ:

Գաղափարը հետաքրքիր էր, բայց հաջորդ 10 տարիների ընթացքում այն ​​հաստատող ապացույցներ այդպես էլ չգտնվեցին:

ՌՆԹ ֆերմենտներ

Թոմաս Չեկը ծնվել և մեծացել է Այովա նահանգում: Դեռ մանկուց նրա կիրքը քարերն ու հանքանյութերն էին: Իսկ արդեն ավագ դպրոցում նա մշտական ​​հյուր էր տեղի համալսարանի երկրաբանների մոտ, որոնք նրան ցույց տվեցին հանքային կառուցվածքների մոդելներ։ Նա ի վերջո դարձավ կենսաքիմիկոս՝ կենտրոնանալով ՌՆԹ-ի ուսումնասիրության վրա:

1980-ականների սկզբին Չեկը և Կոլորադոյի համալսարանի գործընկերները ուսումնասիրում էին միաբջիջ օրգանիզմ, որը կոչվում էր Tetrahymena thermophile: Այս բջջային օրգանիզմի մի մասը ներառում էր ՌՆԹ-ի շղթաներ: Չեկը նկատեց, որ ՌՆԹ-ի հատվածներից մեկը երբեմն առանձնանում է մյուսներից, կարծես այն առանձնացվել է մկրատով։

Երբ նրա թիմը վերացրեց բոլոր ֆերմենտները և այլ մոլեկուլները, որոնք կարող էին գործել որպես մոլեկուլային մկրատ, ՌՆԹ-ն դեռ շարունակում էր մեկուսացնել այս հատվածը: Միևնույն ժամանակ, հայտնաբերվեց առաջին ՌՆԹ ֆերմենտը. ՌՆԹ-ի մի փոքր հատված, որը կարող է ինքնուրույն առանձնանալ այն մեծ շղթայից, որին կցված էր:

Քանի որ ՌՆԹ-ի երկու ֆերմենտները համեմատաբար արագ հայտնաբերվեցին, գիտնականները ենթադրեցին, որ իրականում կարող են շատ ավելին լինել: Այժմ ավելի ու ավելի շատ ապացույցներ էին այն փաստի օգտին, որ կյանքը սկսվել է ՌՆԹ-ով:

Թոմաս Չեկը գտել է առաջին ՌՆԹ ֆերմենտը:

ՌՆԹ աշխարհ

Ուոլտեր Գիլբերտն առաջինն էր, ով անուն տվեց այս հայեցակարգին:

Որպես ֆիզիկոս, ով հանկարծ սկսեց հետաքրքրվել մոլեկուլային կենսաբանությամբ, Գիլբերտը առաջիններից էր, ով պաշտպանեց մարդու գենոմի հաջորդականության տեսությունը:

1986 թվականին Nature-ում գրված հոդվածում Գիլբերտը ենթադրում է, որ կյանքը սկսվել է այսպես կոչված «ՌՆԹ աշխարհից»:

Էվոլյուցիայի առաջին փուլը, ըստ Գիլբերտի, բաղկացած էր «գործընթացից, որի ժամանակ ՌՆԹ-ի մոլեկուլները գործում էին որպես կատալիզատորներ՝ հավաքվելով նուկլեոտիդների ապուրի մեջ»:

ՌՆԹ-ի տարբեր բեկորներ պատճենելով և կպցնելով ընդհանուր շղթայի մեջ՝ ՌՆԹ-ի մոլեկուլները գոյություն ունեցողների հիման վրա ստեղծել են ավելի օգտակար շղթաներ։ Ի վերջո, եկավ պահը, երբ նրանք սովորեցին, թե ինչպես ստեղծել սպիտակուցներ և սպիտակուցային ֆերմենտներ, որոնք պարզվեց, որ շատ ավելի օգտակար են, քան ՌՆԹ-ի տարբերակները, հիմնականում դրանք տեղահանելով և առաջացնելով այն կյանքը, որը մենք տեսնում ենք այսօր:

ՌՆԹ-ի աշխարհը բավականին սրամիտ միջոց է՝ զրոյից բարդ կենդանի օրգանիզմներ ստեղծելու համար:

Այս հայեցակարգում պետք չէ ապավինել «նախնական ապուրում» տասնյակ կենսաբանական մոլեկուլների միաժամանակյա ձևավորմանը, դա բավարար կլինի մեկ մոլեկուլի համար, որով ամեն ինչ սկսվեց:

Ապացույց

2000 թվականին «ՌՆԹ Աշխարհի» վարկածը հիմնավոր ապացույցներ ստացավ։

Թոմաս Սթեյցը 30 տարի է անցկացրել՝ ուսումնասիրելով կենդանի բջիջներում մոլեկուլների կառուցվածքը: 1990-ականներին նա ձեռնամուխ եղավ իր կյանքի հիմնական ուսումնասիրությանը` ռիբոսոմի կառուցվածքի ուսումնասիրությանը:

Յուրաքանչյուր կենդանի բջիջ ունի ռիբոսոմ: Այս մեծ մոլեկուլը կարդում է հրահանգներ ՌՆԹ-ից և ամինաթթուները միացնում է սպիտակուցներ ստանալու համար: Մարդու բջիջների ռիբոսոմները շրջապատում են մարմնի գրեթե բոլոր մասերը:

Այդ ժամանակ արդեն հայտնի էր, որ ռիբոսոմը պարունակում է ՌՆԹ։ Սակայն 2000 թվականին Սթեյցի թիմը ներկայացրեց ռիբոսոմի կառուցվածքի մանրամասն մոդելը, որում ՌՆԹ-ն հայտնվեց որպես ռիբոսոմի կատալիտիկ միջուկ։

Այս հայտնագործությունը լուրջ էր, հատկապես հաշվի առնելով, թե որքան հին և սկզբունքորեն կարևոր էր ռիբոսոմը կյանքի համար: Այն փաստը, որ նման կարևոր մեխանիզմը հիմնված էր ՌՆԹ-ի վրա, «ՌՆԹ Աշխարհի» տեսությունը շատ ավելի հավանական դարձրեց գիտական ​​շրջանակներում: Ամենից շատ ուրախացան RNA World հայեցակարգի կողմնակիցները, իսկ Սթեյցը Նոբելյան մրցանակ ստացավ 2009 թվականին։

Սակայն դրանից հետո գիտնականները սկսեցին կասկածներ ունենալ։

«ՌՆԹ աշխարհի» տեսության հիմնախնդիրները

ՌՆԹ աշխարհի տեսությունը սկզբում երկու խնդիր ուներ.

Նախ, կարո՞ղ է ՌՆԹ-ն իրականում կատարել բոլոր կենսական գործառույթները: Եվ կարո՞ղ էր այն ձևավորվել վաղ Երկրի պայմաններում:

Արդեն 30 տարի է, ինչ Գիլբերտը ստեղծել է «ՌՆԹ աշխարհ» տեսությունը, և մենք դեռևս չունենք վերջնական ապացույց, որ ՌՆԹ-ն իսկապես ունակ է այն ամենին, ինչ նկարագրված է տեսության մեջ։ Այո, դա զարմանալի է ֆունկցիոնալ մոլեկուլ, բայց արդյո՞ք մեկ ՌՆԹ-ն բավարար է իրեն վերագրվող բոլոր գործառույթների համար։

Մի անհամապատասխանություն գրավեց աչքս. Եթե ​​կյանքը սկսվել է ՌՆԹ-ի մոլեկուլից, ապա ՌՆԹ-ն կարող է ստեղծել իր կրկնօրինակները կամ կրկնօրինակները:

Բայց բոլոր հայտնի ՌՆԹ-ներից ոչ մեկն այս ունակությունը չունի: ՌՆԹ-ի կամ ԴՆԹ-ի հատվածի ճշգրիտ պատճեն ստեղծելու համար անհրաժեշտ են բազմաթիվ ֆերմենտներ և այլ մոլեկուլներ:

Հետևաբար, 80-ականների վերջին մի խումբ կենսաբաններ սկսեցին բավականին հուսահատ հետազոտություններ։ Նրանք ձեռնամուխ եղան ստեղծելու ՌՆԹ, որն ընդունակ է ինքնակրկնվելու:

Ինքնարտադրվող ՌՆԹ ստեղծելու փորձեր

Ջեք Շոստակը Հարվարդից բժշկական դպրոցայս հետախույզներից առաջինն էր: Վաղ մանկությունից նա այնքան էր տարված քիմիայի հանդեպ, որ նույնիսկ իր նկուղը վերածեց լաբորատորիայի։ Նա արհամարհանքով էր վերաբերվում իր անվտանգությանը, ինչը մի անգամ հանգեցրեց պայթյունի, որը ապակե լամպը մեխեց առաստաղին:

1980-ականների սկզբին Շոստակը ցույց տվեց, թե ինչպես են մարդու գեները պաշտպանում իրենց ծերացման գործընթացից: Այս վաղ հետազոտությունը հետագայում նրան կտանի դեպի Նոբելյան մրցանակ:

Բայց շուտով նա սիրահարվեց ՌՆԹ ֆերմենտների վերաբերյալ Չեկի հետազոտություններով: «Ես կարծում եմ, որ դա անհավանական աշխատանք է», - ասում է Շոստակը: «Սկզբունքորեն, շատ հավանական է, որ ՌՆԹ-ն կարող է ծառայել որպես կատալիզատոր՝ ինքն իրեն կրկնօրինակելու համար»:

1988 թվականին Չեկը հայտնաբերեց ՌՆԹ ֆերմենտ, որն ընդունակ է ձևավորել 10 նուկլեոտիդ երկարությամբ ՌՆԹ-ի փոքր մոլեկուլ։

Շոստակը որոշեց ավելի հեռուն գնալ և լաբորատորիայում ստեղծել նոր ՌՆԹ ֆերմենտներ։ Նրա թիմը ստեղծեց պատահական հաջորդականությունների մի շարք և փորձարկեց յուրաքանչյուրը՝ գտնելու առնվազն մեկը, որն ուներ կատալիզատորի կարողություն: Հետո հաջորդականությունները փոխվեցին, և թեստը շարունակվեց։

10 փորձից հետո Շոստակին հաջողվել է ստեղծել ՌՆԹ ֆերմենտը, որը կատալիզատորի դերում արագացրել է ռեակցիան 7 միլիոն անգամ ավելի արագ, քան դա տեղի է ունենում բնական միջավայրում։

Շոստակի թիմն ապացուցեց, որ ՌՆԹ ֆերմենտները կարող են չափազանց հզոր լինել։ Բայց նրանց ֆերմենտը չկարողացավ ստեղծել իր սեփական կրկնօրինակները: Շոստակի համար փակուղի էր։

R18 ֆերմենտ

2001 թվականին հաջորդ բեկումը կատարեց Շոստակի նախկին ուսանող Դեյվիդ Բարթելը Քեմբրիջի Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտից:

Բարթելը ստեղծեց R18 կոչվող ՌՆԹ ֆերմենտ, որը կարող էր նոր նուկլեոտիդներ ավելացնել ՌՆԹ շղթային՝ հիմնված եղածների վրա:

Այլ կերպ ասած, ֆերմենտը ոչ միայն ավելացրել է պատահական նուկլեոտիդներ, այլ ճշգրիտ պատճենել է հաջորդականությունը:

Ինքնարտադրվող մոլեկուլները դեռ հեռու էին, բայց ուղղությունը ճիշտ էր։

R18 ֆերմենտը բաղկացած էր շղթայից, որը ներառում էր 189 նուկլեոտիդ և կարող էր դրան ավելացնել ևս 11-ը, այսինքն՝ իր երկարության 6%-ը: Հետազոտողները հույս ունեին, որ ևս մի քանի փորձից հետո այս 6%-ը կարող է վերածվել 100%-ի։

Այս ոլորտում ամենահաջողակը Ֆիլիպ Հոլիգերն էր՝ Քեմբրիջի մոլեկուլային կենսաբանության լաբորատորիայից։ 2011 թվականին նրա թիմը փոփոխեց R18 ֆերմենտը, ստեղծելով tC19Z ֆերմենտը, որը կարող էր պատճենել մինչև 95 նուկլեոտիդների հաջորդականությունը։ Սա դրա երկարության 48%-ն էր՝ ավելի քան R18, բայց ակնհայտորեն ոչ անհրաժեշտ 100%-ը։

Ջերալդ Ջոյսը և Թրեյսի Լինքոլնը Լա Ջոլլայի Սկրիփսի հետազոտական ​​ինստիտուտից ներկայացրել են խնդրի այլընտրանքային մոտեցում: 2009 թվականին նրանք ստեղծեցին ՌՆԹ ֆերմենտ, որն անուղղակիորեն ստեղծում է իր սեփական կրկնօրինակը:

Նրանց ֆերմենտը միավորում է ՌՆԹ-ի երկու կարճ կտոր և ստեղծում մեկ այլ ֆերմենտ: Դա, իր հերթին, միավորում է երկու այլ ՌՆԹ բեկորներ՝ վերստեղծելու սկզբնական ֆերմենտը:

Հաշվի առնելով հումքը, այս պարզ ցիկլը կարող է անվերջ շարունակվել: Սակայն ֆերմենտները պատշաճ կերպով աշխատում են միայն այն դեպքում, երբ Ջոյսի և Լինքոլնի կողմից ստեղծված ՌՆԹ-ի ճիշտ շղթաները տեղում են:

Շատ գիտնականների համար, ովքեր թերահավատորեն են վերաբերվում «ՌՆԹ աշխարհի» գաղափարին, ՌՆԹ-ի անկախ կրկնօրինակման բացակայությունը թերահավատության հիմնական պատճառն է: ՌՆԹ-ն պարզապես չի համապատասխանում ամբողջ կյանքի ստեղծողին:

Մի ավելացրեք լավատեսությունը և քիմիկոսների ձախողումը զրոյից ՌՆԹ ստեղծելու հարցում: Եվ չնայած ՌՆԹ-ն շատ ավելի պարզ մոլեկուլ է, քան ԴՆԹ-ն, դրա ստեղծումն ապացուցել է, որ անհավանական մարտահրավեր է:

Առաջին բջիջները, ամենայն հավանականությամբ, բազմապատկվել են բաժանման միջոցով:

Խնդիրը շաքարավազն է

Ամեն ինչ յուրաքանչյուր նուկլեոտիդում առկա շաքարի և նուկլեոտիդի ողնաշարի մասին է: Հնարավոր է դրանք ստեղծել առանձին, բայց հնարավոր չէ դրանք կապել։

1990-ականների սկզբին այս խնդիրն արդեն ակնհայտ էր։ Նա շատ կենսաբանների համոզեց, որ ՌՆԹ-ի աշխարհի վարկածը, որքան էլ այն գրավիչ թվա, դեռ մնում է միայն վարկած:

• Հավանաբար վաղ Երկրի վրա սկզբում գոյություն է ունեցել մեկ այլ մոլեկուլ՝ ավելի պարզ, քան ՌՆԹ-ն և կարողացել է հավաքվել «նախնական ապուրից», իսկ ավելի ուշ սկսել է վերարտադրվել:
• Թերևս այս մոլեկուլն առաջինն էր, և դրանից հետո հայտնվեցին ՌՆԹ, ԴՆԹ և այլն։

Պոլիամիդ նուկլեինաթթու (PNA)

1991թ.-ին Դանիայի Կոպենհագենի համալսարանում Պիտեր Նիլսենը կարծես գտել էր համապատասխան թեկնածու առաջնային վերարտադրողի դերի համար:

Իրականում դա ԴՆԹ-ի զգալիորեն բարելավված տարբերակ էր: Նիլսենը թողեց բազան անփոփոխ՝ ստանդարտ A, T, C և G, բայց շաքարի մոլեկուլների փոխարեն նա օգտագործեց մոլեկուլներ, որոնք կոչվում են պոլիամիդներ։

Նա ստացված մոլեկուլը անվանեց պոլիամիդ նուկլեինաթթու կամ PNA: Այնուամենայնիվ, ժամանակի ընթացքում հապավումների վերծանումը ինչ-ինչ պատճառներով վերածվեց «պեպտիդային նուկլեինաթթվի»:

PNA-ն բնության մեջ չի լինում: Բայց նրա վարքագիծը խիստ նման է ԴՆԹ-ի վարքագծին: PNA շարանը կարող է նույնիսկ փոխարինել ԴՆԹ-ի մոլեկուլի շղթան, և հիմքերը սովորականի պես զույգ են: Ավելին, PNA-ն կարող է կրկնակի պարուրվել, ինչպես ԴՆԹ-ն:

Սթենլի Միլլերը հետաքրքրված էր. Խորը թերահավատորեն կապված «ՌՆԹ աշխարհ» հասկացության հետ՝ նա կարծում էր, որ PNA-ն ավելի հարմար է առաջին գենետիկ նյութի դերին:

2000 թվականին նա իր կարծիքը հիմնավորեց ապացույցներով: Այդ ժամանակ նա արդեն 70 տարեկան էր և մի քանի ինսուլտ էր ապրել, որից հետո կարող էր հայտնվել ծերանոցում, բայց չէր պատրաստվում հանձնվել։

Միլլերը կրկնեց իր դասական փորձը, որը նկարագրված էր ավելի վաղ, այս անգամ օգտագործելով մեթան, ազոտ, ամոնիակ և ջուր, և հայտնվեց PNA-ի պոլիամիդային ողնաշարով:

Սրանից հետևեց, որ վաղ Երկրի վրա կարող էին պայմաններ լինել PNA-ի առաջացման համար, ի տարբերություն ՌՆԹ-ի:

PNA-ն իրեն ԴՆԹ-ի նման է պահում:

Թրեոզային նուկլեինաթթու (TNA)

Մինչդեռ այլ քիմիկոսներ ստեղծել են իրենց սեփական նուկլեինաթթուները։

2000 թվականին Ալբերտ Էշենմոզերը ստեղծեց թրեոզ նուկլեինաթթուն (TNA):

Իրականում դա նույն ԴՆԹ-ն էր, բայց հիմքում այլ տեսակի շաքարով: TNC-ների շղթաները կարող են ձևավորել կրկնակի պարույր, և տեղեկատվությունը կարող է փոխանցվել ՌՆԹ-ից TNC և հակառակը:

Ավելին, TNA-ն կարող է ձևավորել նաև բարդ ձևեր, ներառյալ սպիտակուցի ձևը: Սա հուշում էր, որ TNA-ն կարող է գործել որպես ֆերմենտ, ինչպես ՌՆԹ-ն:

Գլիկոլ նուկլեինաթթու (GNA)

2005 թվականին Էրիկ Մեգերսը ստեղծեց գլիկոլ նուկլեինաթթու, որը կարող է նաև պարույր ձևավորել։

Այս նուկլեինաթթուներից յուրաքանչյուրն ուներ իր կողմնակիցները. սովորաբար թթուներն իրենք են ստեղծողները:

Բայց բնության մեջ նման նուկլեինաթթուների հետք չկա, այնպես որ, եթե նույնիսկ ենթադրենք, որ դրանք օգտագործվել են առաջին կյանքի ընթացքում, ապա ինչ-որ փուլում այն ​​ստիպված է եղել հրաժարվել դրանցից՝ հօգուտ ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի:

Հավանական է հնչում, բայց ապացույցներով չհիմնավորված:

Կոնցեպտը լավն էր, բայց...

Այսպիսով, 21-րդ դարի առաջին տասնամյակի կեսերին «ՌՆԹ-ի աշխարհ» հայեցակարգի ջատագովները հայտնվեցին ծանր դրության մեջ։

Մի կողմից, ՌՆԹ ֆերմենտները գոյություն ունեին բնության մեջ և ներառում էին կենսաբանական մեխանիզմների կարևորագույն բեկորներից մեկը՝ ռիբոսոմը։ Վատ չէ։

Բայց, մյուս կողմից, բնության մեջ չի հայտնաբերվել ինքնակրկնվող ՌՆԹ, և ոչ ոք չի կարողացել հստակ բացատրել, թե ինչպես է ՌՆԹ-ն ձևավորվել «նախնական ապուրում»: Վերջինս կարելի էր բացատրել այլընտրանքային նուկլեինաթթուներով, բայց դրանք արդեն (կամ երբեք) գոյություն չեն ունեցել բնության մեջ։ Սա վատ է:

Ամբողջ ՌՆԹ աշխարհի հայեցակարգի դատավճիռը պարզ էր. հայեցակարգը լավն է, բայց ոչ սպառիչ:

Միևնույն ժամանակ, սկսած 1980-ականների կեսերից, մեկ այլ տեսություն կամաց-կամաց զարգանում է։ Դրա կողմնակիցները պնդում էին, որ կյանքը չի սկսվել ՌՆԹ-ից, ԴՆԹ-ից կամ որևէ այլ գենետիկ նյութից։ Նրանց կարծիքով՝ կյանքը առաջացել է որպես էներգիա օգտագործելու մեխանիզմ։

Էներգիա նախ?

Այսպիսով, տարիների ընթացքում կյանքի ծագման հարցերով զբաղվող գիտնականները բաժանվել են 3 ճամբարի.

Առաջինի ներկայացուցիչները համոզված էին, որ կյանքը սկսվել է ՌՆԹ-ի մոլեկուլից, բայց նրանք չկարողացան պարզել, թե ինչպես են ՌՆԹ-ի մոլեկուլները կամ ՌՆԹ-ի նման մոլեկուլները կարողացել ինքնաբերաբար հայտնվել վաղ Երկրի վրա և սկսել իրենց վերարտադրվել: Գիտնականների հաջողությունները սկզբում հիանում էին, բայց ի վերջո հետազոտողները կանգ առան։ Այնուամենայնիվ, նույնիսկ այն ժամանակ, երբ այս ուսումնասիրությունները եռում էին, արդեն կային մարդիկ, ովքեր վստահ էին, որ կյանքը բոլորովին այլ կերպ է ծագել։

ՌՆԹ-ի աշխարհի տեսությունը հիմնված է մի պարզ գաղափարի վրա՝ օրգանիզմի ամենակարևոր ֆունկցիան բազմանալու կարողությունն է: Կենսաբանների մեծ մասը համաձայն է սրա հետ: Բոլոր կենդանի արարածները՝ բակտերիայից մինչև կապույտ կետեր, ձգտում են բազմանալ։

Այնուամենայնիվ, այս հարցի շատ հետազոտողներ համաձայն չեն, որ վերարտադրողական ֆունկցիան առաջին տեղում է: Նրանք ասում են, որ օրգանիզմը պետք է ինքնաբավ դառնա, նախքան վերարտադրությունը սկսվի։ Նա պետք է կարողանա իրեն կենդանի պահել։ Ի վերջո, դուք չեք կարող երեխա ունենալ, եթե առաջինը մահանաք:

Մենք կյանքը պահպանում ենք սննդով, մինչդեռ բույսերը էներգիա են կլանում արևի լույսից:

Այո, այն տղան, ով ուրախությամբ ուտում է հյութեղ կոտլետ, ակնհայտորեն նման չէ դարավոր կաղնու, բայց իրականում նրանք երկուսն էլ էներգիա են կլանում:

Էներգիայի կլանումը կյանքի հիմքն է։

Նյութափոխանակություն

Խոսելով կենդանի էակների էներգիայի մասին՝ գործ ունենք նյութափոխանակության հետ։

1. Առաջին փուլը էներգիայի ստացումն է, օրինակ, էներգիայով հարուստ նյութերից (օրինակ՝ շաքարավազ):
2. Երկրորդը էներգիայի օգտագործումն է օրգանիզմում օգտակար բջիջներ կառուցելու համար:

Էներգիայի օգտագործման գործընթացը չափազանց կարևոր է, և շատ հետազոտողներ կարծում են, որ հենց նա է դարձել կյանքի սկիզբը:

Բայց ինչպիսի՞ն կարող են լինել միայն մեկ նյութափոխանակության ֆունկցիա ունեցող օրգանիզմները:

Առաջին և ամենաազդեցիկ առաջարկն արվել է Գյունտեր Վախթերշաուզերի կողմից 1980-ականների վերջին։ Նա մասնագիտությամբ արտոնագրային իրավաբան էր, բայց քիմիայից պատշաճ իմացություն ուներ։

Վախթերշաուզերը ենթադրեց, որ առաջին օրգանիզմները «ապշեցուցիչ տարբերվում էին այն ամենից, ինչ մենք գիտենք»: Դրանք բջիջներից չէին կազմված։ Նրանք չունեին ֆերմենտներ, ԴՆԹ կամ ՌՆԹ:

Պարզության համար Վախթերշաուզերը նկարագրել է հրաբխից հոսող տաք ջրի հոսքը։ Ջուրը հագեցած էր հրաբխային գազերով, ինչպիսին է ամոնիակը և պարունակում էր հրաբխի կենտրոնի հանքանյութերի մասնիկներ:

Այն վայրերում, որտեղ առվակը հոսել է ժայռերի վրայով, սկսվել են քիմիական ռեակցիաներ։ Ջրի մեջ պարունակվող մետաղները նպաստել են ավելի պարզներից խոշոր օրգանական միացությունների ստեղծմանը։

նյութափոխանակության ցիկլը

Բեկումնային պահը առաջին նյութափոխանակության ցիկլի ստեղծումն էր։

Այս գործընթացի ընթացքում մեկ քիմիական նյութը վերածվում է մի քանի այլ նյութի, և այդպես շարունակ, մինչև վերջում ամեն ինչ հանգում է առաջին նյութի վերստեղծմանը:

Ընթացքում նյութափոխանակության մեջ ներգրավված ամբողջ համակարգը կուտակում է էներգիա, որը կարող է օգտագործվել ցիկլը վերսկսելու կամ ինչ-որ նոր գործընթաց սկսելու համար:

Մնացած ամեն ինչը, որով օժտված են ժամանակակից օրգանիզմները (ԴՆԹ, բջիջներ, ուղեղ) ի հայտ եկավ ավելի ուշ, ընդ որում՝ այդ քիմիական ցիկլերի հիման վրա։

Նյութափոխանակության ցիկլերը այնքան էլ նման չեն կյանքին: Ուստի Վախթերշաուզերն իր գյուտերն անվանել է «նախորդ օրգանիզմներ» և գրել, որ դրանք «հազիվ թե կարելի է կենդանի անվանել»։

Սակայն Վախթերշաուզերի նկարագրած նյութափոխանակության ցիկլերը միշտ գտնվում են ցանկացած կենդանի օրգանիզմի կենտրոնում:

Ձեր բջիջները իրականում մանրադիտակային գործարաններ են, որոնք անընդհատ մի նյութ են բաժանում մյուսի:

Մետաբոլիկ ցիկլերը, թեև մեխանիկական են, բայց կյանքի համար հիմնարար նշանակություն ունեն:

20-րդ դարի վերջին երկու տասնամյակները Վախթերշաուզերը նվիրել է իր տեսությանը` մանրամասն մշակելով այն: Նա նկարագրեց, թե որ միներալները լավագույնս հարմար կլինեն, և որ քիմիական ցիկլերը կարող են տեղի ունենալ: Նրա փաստարկները սկսեցին համախոհներ ձեռք բերել։

Փորձարարական հաստատում

1977 թվականին Օրեգոնի համալսարանի Ջեք Քորլիսի թիմը սուզվեց Խաղաղ օվկիանոսի արևելյան ջրերում 2,5 կիլոմետր (1,5 մղոն) խորության վրա: Գիտնականներն ուսումնասիրել են Գալապագոսի տաք աղբյուրը մի վայրում, որտեղ գագաթները բարձրանում էին հատակից ժայռեր. Հայտնի էր, որ տիրույթները սկզբում հրաբխային ակտիվ են եղել:

Քորլիսը պարզել է, որ լեռնաշղթաները գործնականում կետավոր են տաք աղբյուրներով։ Տաք և քիմիական նյութերով լի ջուրը բարձրանում էր ծովի հատակից և դուրս էր հոսում ժայռերի անցքերից։

Զարմանալի է, որ այս «հիդրոջերմային օդափոխիչները» խիտ բնակեցված էին տարօրինակ արարածներով: Սրանք մի քանի տեսակի հսկայական փափկամարմիններ էին` միդիաներ և անելիդներ:

Ջուրը նույնպես լի էր մանրէներով։ Այս բոլոր օրգանիզմներն ապրում էին հիդրոթերմային օդանցքների էներգիայով:

Հիդրոջերմային օդանցքների հայտնաբերումը Կորլիսին գերազանց համբավ տվեց: Դա նույնպես ստիպեց նրան մտածել.

Օվկիանոսում գտնվող հիդրոթերմալ օդափոխիչները այսօր կյանք են ապահովում օրգանիզմների համար: Միգուցե դրանք դարձան դրա առաջնային աղբյուրը։

հիդրոթերմալ օդափոխիչներ

1981 թվականին Ջեք Քորլիսն առաջարկեց, որ Երկրի վրա նման օդանցքներ գոյություն են ունեցել 4 միլիարդ տարի առաջ, և հենց դրանց շուրջ է առաջացել կյանքը: Նա իր ողջ կարիերան նվիրել է այս գաղափարի զարգացմանը։

Քորլիսը առաջարկեց, որ հիդրոթերմալ օդափոխիչները կարող են քիմիական նյութերի խառնուրդ ստեղծել: Յուրաքանչյուր օդանցք, նրա պնդմամբ, «նախնական ապուրի» մի տեսակ փչող էր:

• Երբ տաք ջուրը հոսում էր ժայռերի միջով, ջերմությունն ու ճնշումը պատճառ էին դառնում, որ ամենապարզ օրգանական միացությունները վերածվեն ավելի բարդ միացությունների, ինչպիսիք են ամինաթթուները, նուկլեոտիդները և շաքարը:
• Օվկիանոս տանող ելքին ավելի մոտ, որտեղ ջուրն այլևս այնքան էլ տաք չէր, նրանք սկսեցին շղթաներ ձևավորել՝ ձևավորելով ածխաջրեր, սպիտակուցներ և նուկլեոտիդներ, ինչպիսիք են ԴՆԹ-ն:
• Այնուհետև, արդեն բուն օվկիանոսում, որտեղ ջուրը զգալիորեն սառչում էր, այս մոլեկուլները հավաքվեցին պարզ բջիջների մեջ:

Տեսությունը ողջամիտ հնչեց և ուշադրություն գրավեց։

Սակայն Սթենլի Միլլերը, ում փորձը քննարկվել էր ավելի վաղ, չէր կիսում այդ ոգևորությունը։ 1988 թվականին նա գրել է, որ օդանցքները չափազանց տաք են, որպեսզի դրանցում կյանք գոյանա։

Կորլիսի տեսությունն այն էր, որ ծայրահեղ ջերմաստիճանները կարող են առաջացնել այնպիսի նյութերի ձևավորում, ինչպիսին ամինաթթուներն են, բայց Միլլերի փորձերը ցույց տվեցին, որ դրանք կարող են նաև ոչնչացնել դրանք:

Հիմնական միացությունները, ինչպիսիք են շաքարավազը, կարող են տևել առավելագույնը մի քանի վայրկյան:

Ավելին, այս պարզ մոլեկուլները դժվար թե կարողանան շղթաներ ձևավորել, քանի որ շրջակա ջուրը գրեթե ակնթարթորեն կկոտրեր դրանք:

Ջերմ, նույնիսկ ավելի տաք...

Այս պահին քննարկման մեջ մտավ երկրաբան Մայք Ռասելը: Նա կարծում էր, որ օդափոխության տեսությունը լիովին համապատասխանում է Վախթերշաուզերի ենթադրություններին պրեկուրսոր օրգանիզմների մասին։ Այս մտքերը ստիպեցին նրան ստեղծել կյանքի ծագման ամենահայտնի տեսություններից մեկը։

Ռասելի երիտասարդությունն անցել է ասպիրինի ստեղծման և արժեքավոր հանքանյութերի ուսումնասիրության վրա: Իսկ ընթացքում հնարավոր ժայթքումհրաբուխը 60-ականներին նա հաջողությամբ համակարգեց արձագանքման պլանը՝ առանց փորձառության: Բայց նա հետաքրքրված էր ուսումնասիրել, թե ինչպես է փոխվել Երկրի մակերեսը տարբեր դարաշրջանների ընթացքում: Պատմությանը երկրաբանի տեսանկյունից նայելու և կյանքի ծագման մասին նրա տեսությունը ձևավորելու հնարավորություն:

1980-ականներին նա գտել է բրածոներ, որոնք ցույց են տալիս, որ հին ժամանակներում եղել են հիդրոթերմալ օդանցքներ, որտեղ ջերմաստիճանը չի գերազանցում 150 աստիճան Ցելսիուսը: Այս չափավոր ջերմաստիճանները, նա պնդում էր, կարող են թույլ տալ, որ մոլեկուլները շատ ավելի երկար տևեն, քան կարծում էր Միլլերը:

Ավելին, այս քիչ տաք օդանցքների բրածոների մեջ ինչ-որ հետաքրքիր բան կա: Պիրիտ կոչվող հանքանյութ, որը բաղկացած է երկաթից և ծծումբից, 1 միլիմետր երկարությամբ խողովակների տեսքով։

Իր լաբորատորիայում Ռասելը հայտնաբերեց, որ պիրիտը կարող է նաև գնդաձև կաթիլներ ձևավորել: Նա առաջարկեց, որ առաջին բարդ օրգանական մոլեկուլները ձևավորվել են հենց պիրիտի կառուցվածքների ներսում:

Մոտավորապես նույն ժամանակ Վախթերշաուզերը սկսեց հրապարակել իր տեսությունները՝ հիմնվելով այն փաստի վրա, որ քիմիական նյութերով հարուստ ջրի հոսքը փոխազդում է որոշ հանքանյութերի հետ։ Նա նույնիսկ առաջարկեց, որ այս հանքանյութը կարող է լինել պիրիտ:

2+2=?

Ռասելին մնում էր միայն ավելացնել 2-ը և 2-ը:

Նա ենթադրեց, որ Վախթերշաուզերի պրեկուրսոր օրգանիզմները ձևավորվել են ծովի խորքում գտնվող տաք ջրաջերմային օդանցքների ներսում, որտեղ կարող էին գոյանալ պիրիտի կառուցվածքներ։ Եթե ​​Ռասելը չէր սխալվում, ապա կյանքը ծագել է ծովի խորքերում, և նյութափոխանակությունը սկզբում ի հայտ է եկել։

Այս ամենը ներկայացվել է Ռասելի աշխատության մեջ, որը հրապարակվել է 1993 թվականին՝ Միլերի դասական փորձից 40 տարի անց:

Մամուլում ռեզոնանսը շատ ավելի քիչ առաջացավ, բայց դա չի նվազեցնում հայտնագործության կարևորությունը։ Ռասելը միավորեց երկու տարբեր գաղափարներ (Wachtershauser նյութափոխանակության ցիկլեր և Corliss-ի հիդրոթերմալ օդափոխիչներ) մեկ բավականին ազդեցիկ հայեցակարգի մեջ:

Հայեցակարգն ավելի տպավորիչ դարձավ, երբ Ռասելը կիսվեց իր գաղափարներով, թե ինչպես են առաջին օրգանիզմները կլանել էներգիան: Այսինքն, նա բացատրեց, թե ինչպես կարող էր աշխատել նրանց նյութափոխանակությունը։ Նրա գաղափարը հիմնված էր ժամանակակից գիտության մոռացված հանճարներից մեկի աշխատանքի վրա։

Միտչելի «ծիծաղելի» փորձերը

60-ականներին կենսաքիմիկոս Պիտեր Միտչելը հիվանդության պատճառով ստիպված եղավ հեռանալ Էդինբուրգի համալսարանից։

Նա Քորնուոլում գտնվող առանձնատունը վերածել է անձնական լաբորատորիայի: Կտրվելով գիտական ​​համայնքից՝ նա ֆինանսավորում էր իր աշխատանքը՝ վաճառելով իր տնային կովերի կաթը։ Շատ կենսաքիմիկոսներ, այդ թվում Լեսլի Օրգելը, ում հետազոտությունը ՌՆԹ-ի վերաբերյալ ավելի վաղ քննարկվել էր, կարծում էին, որ Միտչելի աշխատանքը ծայրահեղ ծիծաղելի էր:

Մոտ երկու տասնամյակ անց Միտչելը հաղթեց քիմիայի ոլորտում Նոբելյան մրցանակով 1978 թվականին: Նա երբեք հայտնի չդարձավ, բայց նրա գաղափարները կարելի է գտնել կենսաբանության ցանկացած դասագրքում։

Միտչելն իր կյանքը նվիրեց ուսումնասիրելուն, թե ինչպես են օրգանիզմներն օգտագործում սննդից ստացած էներգիան: Այսինքն՝ նրան հետաքրքրում էր, թե ինչպես ենք մենք վայրկյանից վայրկյան կենդանի մնում։

Բրիտանացի կենսաքիմիկոս Փիթեր Միտչելը արժանացել է քիմիայի Նոբելյան մրցանակի՝ ATP-ի սինթեզի մեխանիզմի վրա կատարած աշխատանքի համար։

Ինչպես է մարմինը կուտակում էներգիան

Միտչելը գիտեր, որ բոլոր բջիջները էներգիա են պահում կոնկրետ մոլեկուլում՝ ադենոզին տրիֆոսֆատում (ATP): Կարեւորն այն է, որ երեք ֆոսֆատներից բաղկացած շղթան կպած է ադենոզինին։ Երրորդ ֆոսֆատը միացնելու համար շատ էներգիա է պահանջվում, որը հետագայում պահվում է ATP-ում:

Երբ բջիջը էներգիայի կարիք ունի (օրինակ՝ մկանների կծկման ժամանակ), այն անջատում է երրորդ ֆոսֆատը ATP-ից։ Սա փոխակերպում է ATP-ն ադենոզիդ դիֆոսֆատի (ADP) և ազատում կուտակված էներգիան:

Միտչելը ցանկանում էր հասկանալ, թե ինչպես են բջիջներին հաջողվել ի սկզբանե ստեղծել ATP: Ինչպե՞ս են նրանք բավականաչափ էներգիա կենտրոնացրել ADP-ում, որպեսզի երրորդ ֆոսֆատը կցվի:

Միտչելը գիտեր, որ ATP արտադրող ֆերմենտը գտնվում է թաղանթի վրա։ Նա եզրակացրեց, որ բջիջը մեմբրանի վրայով մղում է լիցքավորված մասնիկներ, որոնք կոչվում են պրոտոններ, և, հետևաբար, շատ պրոտոններ կարելի է տեսնել մի կողմից, մինչդեռ մյուս կողմից գրեթե չկա:

Այնուհետև պրոտոնները փորձում են վերադառնալ թաղանթ՝ յուրաքանչյուր կողմից հավասարակշռությունը պահպանելու համար, բայց նրանք կարող են հասնել միայն ֆերմենտին: Սահող պրոտոնների հոսքն այն է, ինչը ֆերմենտին տալիս է այն էներգիան, որն անհրաժեշտ է ATP ստեղծելու համար:

Այս գաղափարը Միտչելն առաջին անգամ հանդես եկավ 1961 թվականին: Հաջորդ 15 տարիների ընթացքում նա պաշտպանեց իր տեսությունը հարձակումից՝ չնայած ճնշող ապացույցներին:

Այսօր հայտնի է, որ Միտչելի նկարագրած գործընթացը բնորոշ է մոլորակի յուրաքանչյուր կենդանի էակին։ Դա տեղի է ունենում ձեր բջիջներում հենց հիմա: Ինչպես ԴՆԹ-ն, այն կյանքի հիմնարար մասն է, ինչպես մենք գիտենք:

Կյանքին անհրաժեշտ էր պրոտոնների բնական տարանջատում

Կառուցելով կյանքի մասին իր տեսությունը՝ Ռասելը ուշադրություն հրավիրեց Միտչելի ցուցադրած պրոտոնների բաժանմանը. շատ պրոտոններ մեմբրանի մի կողմում և միայն մի քանիսը մյուս կողմից:

Բոլոր բջիջներին անհրաժեշտ է պրոտոնների այս տարանջատումը էներգիա կուտակելու համար:

Ժամանակակից բջիջները ստեղծում են այս բաժանումը թաղանթից դուրս մղելով պրոտոնները, բայց կան բարդ մոլեկուլային մեխանիզմներ, որոնք չեն կարող տեղի ունենալ մեկ գիշերվա ընթացքում:

Այսպիսով, Ռասելը մեկ այլ տրամաբանական եզրակացություն արեց՝ կյանքը ձևավորվել է այնտեղ, որտեղ կա պրոտոնների բնական տարանջատում:

Ինչ-որ տեղ հիդրոթերմային օդանցքների մոտ: Բայց օդափոխիչը պետք է լինի կոնկրետ տեսակի:

Վաղ Երկիրն ուներ թթվային ծովեր, իսկ թթվային ջուրը պարզապես հագեցած է պրոտոններով: Պրոտոնները առանձնացնելու համար հիդրոթերմային օդանցքներում ջուրը պետք է աղքատ լինի պրոտոններով, այլ կերպ ասած՝ այն պետք է լինի ալկալային:

Corliss հիդրոթերմային օդափոխիչները չեն համապատասխանում այս պայմանին: Նրանք ոչ միայն շատ տաք էին, այլեւ չափազանց հագեցած թթուներով։

Բայց 2000 թվականին Վաշինգտոնի համալսարանի Դեբորա Քելլին հայտնաբերեց առաջին ալկալային հիդրոթերմալ օդափոխիչները:

Դոկտոր Դեբորա Քելլի.

Ալկալային և սառը հիդրոթերմային օդափոխիչներ

Քելլին մեծ դժվարությամբ կարողացավ դառնալ գիտնական։ Նրա հայրը մահացել է, երբ նա սովորում էր միջնակարգ դպրոցում, և նա ստիպված էր աշխատել դասախոսություններից հետո, որպեսզի վճարեր համալսարանական կրթության ծախսերը:

Բայց նրան հաջողվեց, և ավելի ուշ հուզվեց ստորջրյա հրաբուխները և տաք հիդրոթերմալ օդափոխիչները ուսումնասիրելու գաղափարով: Հրաբխների և ստորջրյա տաք օդանցքների ուսումնասիրության հանդեպ կիրքը նրան տանում էր դեպի սիրտը Ատլանտյան օվկիանոս. Հենց այստեղ էր, որ խորքերում օվկիանոսի հատակից բարձրանում էր մի հոյակապ լեռնաշղթա։

Այս լեռնաշղթայի վրա Քելլին հայտնաբերեց հիդրոթերմային օդանցքների ցանց, որը նա անվանեց «Կորած քաղաք»։ Նրանք նման չէին Քորլիսի գտածներին։

Նրանցից ջուր է հոսել 40-75 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում եւ քիչ քանակությամբ ալկալիով։ Նման ջրից կարբոնատային հանքանյութերը ձևավորում էին կտրուկ սպիտակ սյուներ, որոնք նման էին ծխի սյուներին և բարձրանում ներքևից, ինչպես օրգան խողովակները: Չնայած իրենց սահմռկեցուցիչ և «ուրվական» տեսքին, այս սյուներն իրականում տաք ջրի մանրէների գաղութներ էին:

Այս ալկալային օդանցքները լիովին համապատասխանում են Ռասելի տեսությանը: Նա համոզված էր, որ կյանքը սկսվում է Կորուսյալ քաղաքի նման օդանցքներում:

Բայց կար մեկ խնդիր. Որպես երկրաբան՝ Ռասելը բավականաչափ չգիտեր կենսաբանական բջիջների մասին՝ իր տեսությունը հնարավորինս համոզիչ դարձնելու համար։

Երկրի վրա կյանքի ծագման ամենաընդգրկուն տեսությունը

Իր սահմանափակ գիտելիքների խնդիրները հաղթահարելու համար Ռասելը միավորվել է ամերիկացի կենսաբան Ուիլյամ Մարտինի հետ։ Հակասական Մարտինն իր կարիերայի մեծ մասն անցկացրել է Գերմանիայում:

2003 թվականին նրանք ներկայացրեցին Ռասելի վաղ հայեցակարգի բարելավված տարբերակը: Եվ, հավանաբար, Երկրի վրա կյանքի ծագման այս տեսությունը կարելի է անվանել բոլոր գոյություն ունեցողներից ամենաընդգրկունը։

Քելլիի շնորհիվ նրանք գիտեին, որ ալկալիների անցքերի ժայռերը ծակոտկեն են. դրանք կետավոր են ջրով լցված փոքր անցքերով: Գիտնականները ենթադրել են, որ այդ անցքերը «բջիջների» դեր են կատարել։ Նրանցից յուրաքանչյուրը պարունակում էր կարևոր նյութեր, ինչպես հանքանյութեր, ինչպիսին պիրիտն է։ Ներդրեք պրոտոնների բնական տրոհումը, որը տրամադրվում է օդանցքների միջոցով, և դուք կունենաք կատարյալ տեղը ձեր նյութափոխանակությունը սկսելու համար:

Հենց որ կյանքը սկսեց օգտագործել օդանցքներից ստացվող ջրի քիմիական էներգիան, Ռասելը և Մարտինը առաջարկեցին, այն սկսեց ստեղծել ՌՆԹ-ի նման մոլեկուլներ: Ի վերջո, նա ստեղծեց իր թաղանթը՝ դառնալով իսկական բջիջ, և թողեց ծակոտկեն ժայռը՝ ուղղվելով դեպի բաց ջրեր։

Այսօր այն կյանքի ծագման վերաբերյալ առաջատար վարկածներից մեկն է։

Վերջին բացահայտումները

Այս տեսությունը մեծ աջակցություն ստացավ 2016 թվականի հուլիսին, երբ Մարտինը հրապարակեց ուսումնասիրություններ, որոնք վերակառուցեցին «վերջին համընդհանուր ընդհանուր նախնի» (LCU) որոշ առանձնահատկություններ: Սա միլիարդավոր տարիներ առաջ գոյություն ունեցող մի օրգանիզմի պայմանական անվանումն է, որն առաջացրել է ժամանակակից կյանքի ողջ բազմազանությունը։

Հնարավոր է, որ մենք այլևս չկարողանանք գտնել այս օրգանիզմի բրածոները, սակայն առկա բոլոր տվյալների հիման վրա մենք կարող ենք կռահել, թե ինչ տեսք ուներ և ինչ հատկանիշներ ուներ՝ ուսումնասիրելով ժամանակակից միկրոօրգանիզմները։

Մարտինը հենց այդպես էլ արեց։ Նա ուսումնասիրել է 1930-ի ժամանակակից միկրոօրգանիզմների ԴՆԹ-ն և հայտնաբերել 355 գեն, որոնք առկա են դրանցից գրեթե յուրաքանչյուրում։

Կարելի է ենթադրել, որ այս 355 գեները փոխանցվել են սերնդեսերունդ, քանի որ այս բոլոր 1930 մանրէներն ունեցել են ընդհանուր նախահայր՝ ենթադրաբար այն ժամանակներից, երբ դեռ գոյություն ուներ PUOP-ը:

Այդ գեների թվում էին նրանք, որոնք պատասխանատու էին պրոտոնների բաժանման համար, բայց պատասխանատու չէին այս բաժանման ստեղծման համար, ինչպես Ռասելի և Մարտինի տեսության մեջ:

Ավելին, PUOP-ը, թվում էր, կարողացել է հարմարվել այնպիսի նյութերի, ինչպիսին է մեթանը, ինչը ենթադրում է հրաբխային ակտիվության առկայություն: միջավայրըշուրջը։ Այսինքն՝ հիդրոթերմային կափույր։

Ոչ այնքան պարզ

Այնուամենայնիվ, RNA World գաղափարի կողմնակիցները երկու խնդիր գտան Ռասել-Մարտին հայեցակարգում. Մեկը դեռ հնարավոր է շտկել, բայց մյուսը կարող է նշանակել ամբողջ տեսության փլուզում:

Առաջին խնդիրը փորձարարական ապացույցների բացակայությունն է, որ Ռասելի և Մարտինի նկարագրած գործընթացներն իրականում տեղի են ունեցել։

Այո, գիտնականները տեսությունը կառուցել են քայլ առ քայլ, բայց քայլերից ոչ մեկը դեռ լաբորատորիայում չի վերարտադրվել։

«Առաջնային տեսքի գաղափարի կողմնակիցները վերօրինակմանպարբերաբար տրամադրել թեստերի արդյունքները»,- ասում է կյանքի ծագման փորձագետ Արմեն Մուլկիջանյանը: «Առաջնային տեսքի գաղափարի կողմնակիցներ նյութափոխանակությունընրանք դա չեն անում»:

Բայց դա շուտով կարող է փոխվել Մարտինի գործընկերոջ՝ Լոնդոնի համալսարանական քոլեջի Նիք Լեյնի շնորհիվ: Լեյնը նախագծել է «կյանքի ռեակտոր», որը կարող է նմանակել պայմանները ալկալային օդանցքի ներսում: Նա հույս ունի վերստեղծել նյութափոխանակության ցիկլերը և գուցե նույնիսկ ՌՆԹ-ն: Բայց դեռ վաղ է այդ մասին խոսել:

Երկրորդ խնդիրն այն է, որ օդափոխիչները գտնվում են ջրի խորքում: Ինչպես Միլլերը նշեց 1988 թվականին, երկար շղթայով մոլեկուլները, ինչպիսիք են ՌՆԹ-ն և սպիտակուցները, չեն կարող ձևավորվել ջրում առանց ֆերմենտների, որոնք թույլ չեն տալիս դրանք քայքայվել:

Շատ հետազոտողների համար այս փաստարկը որոշիչ է դարձել։

«Քիմիայի պրակտիկա ունենալով, դուք չեք կարողանա հավատալ խոր ծովի օդափոխության տեսությանը, քանի որ գիտեք քիմիա և հասկանում եք, որ այս բոլոր մոլեկուլները անհամատեղելի են ջրի հետ», - ասում է Մուլկիջանյանը:

Այնուամենայնիվ, Ռասելն ու նրա կողմնակիցները չեն շտապում հրաժարվել իրենց գաղափարներից։

Սակայն վերջին տասնամյակում երրորդ մոտեցումն առաջին պլան է մղվել՝ ուղեկցվելով մի շարք չափազանց հետաքրքիր փորձերով։

Ի տարբերություն «ՌՆԹ աշխարհի» տեսությունների և հիդրոթերմային օդանցքների, այս մոտեցումը, եթե հաջողվի, խոստանում էր աներևակայելին՝ զրոյից կենդանի բջիջի ստեղծում։

Ինչպե՞ս ստեղծել բջիջ:

21-րդ դարի սկզբին գոյություն ունեին կյանքի ծագման երկու առաջատար հասկացություններ.

1. Աջակիցներ «ՌՆԹ աշխարհ»պնդում էր, որ կյանքը սկսվել է ինքնակրկնվող մոլեկուլից:
2. նույն տեսության կողմնակիցները « առաջնային նյութափոխանակություն»ստեղծեց մանրամասն պատկերացում այն ​​մասին, թե ինչպես կարող էր կյանքը առաջանալ խորջրյա հիդրոթերմային օդանցքներում:

Այնուամենայնիվ, երրորդ տեսությունը հայտնվել է առաջին պլանում.

Երկրի վրա յուրաքանչյուր կենդանի էակ կազմված է բջիջներից: Յուրաքանչյուր բջիջ, ըստ էության, փափուկ գնդակ է կոշտ պատով կամ «թաղանթով»:

Բջջի խնդիրն է պարունակել բոլոր կենսական նշանակությունը կարևոր տարրերներսում։ Եթե ​​արտաքին պատը պատռված է, ապա ներսը դուրս է թափվելու, և բջիջն իրականում կմեռնի, ինչպես փորված մարդուն:

Բջջի արտաքին պատն այնքան կարևոր է, որ որոշ գիտնականներ կարծում են, որ այն պետք է առաջինը հայտնվեր։ Նրանք վստահ են, որ «առաջնային գենետիկայի» և «առաջնային նյութափոխանակության» տեսությունը սկզբունքորեն սխալ է։

Նրանց այլընտրանքը՝ «առաջնային բաժանումը», հիմնականում հիմնված է Հռոմի Ռոմա Տրե համալսարանի Պիեր Լուիջի Լուիսիի աշխատանքի վրա:

Նախաբջիջների տեսությունը

Լուիսիի փաստարկները պարզ են ու համոզիչ։ Ինչպե՞ս կարող եք պատկերացնել նյութափոխանակության կամ ինքնակրկնվող ՌՆԹ-ի գործընթաց, որտեղ ձեզ անհրաժեշտ են շատ նյութեր մեկ տեղում, եթե դեռ չկա տարա, որտեղ մոլեկուլներն անվտանգ են:

Այստեղից եզրակացությունը հետևյալն է՝ կյանքի ծագման միայն մեկ վարկած կա.

Ինչ-որ կերպ, վաղ Երկրի շոգի և փոթորիկների մեջ, որոշ հումքներ ձևավորեցին պարզունակ բջիջներ կամ «պրոտոցիտներ»:

Այս տեսությունն ապացուցելու համար անհրաժեշտ է փորձեր անցկացնել լաբորատորիայում՝ փորձել ստեղծել պարզ կենդանի բջիջ.

Լուիզիի գաղափարների արմատները վերադառնում էին խորհրդային գիտնական Ալեքսանդր Օպարինի աշխատություններին, որոնք ավելի վաղ քննարկվել էին։ Օպարինն ընդգծել է, որ որոշ նյութեր ձևավորում են պղպջակներ, որոնք կոչվում են կոակերվացնում է, որոնք կարող են իրենց կենտրոնում պահել այլ նյութեր։

Լուիզին ենթադրեց, որ այս կոացերվատները առաջին նախաբջիջներն են:

Coacervates-ը կարող էր լինել առաջին նախաբջիջները:

լիպիդների աշխարհը

Ցանկացած յուղոտ կամ յուղոտ նյութ ջրի վրա ստեղծում է փուչիկներ կամ թաղանթ: Նյութերի այս խումբը կոչվում է լիպիդներ, իսկ այն տեսությունը, որ դրանք առաջացրել են կյանք, կոչվում է «Լիպիդային աշխարհ»։

Բայց միայն պղպջակների ձեւավորումը բավարար չէ։ Նրանք պետք է կայուն լինեն, կարողանան բաժանվել, որպեսզի ստեղծեն «դուստր» պղպջակներ, և գոնե որոշակի վերահսկողություն ունենան նյութերի հոսքի վրա դրանցից ներս և դուրս՝ առանց սպիտակուցների, որոնք պատասխանատու են ժամանակակից բջիջներում այդ գործառույթների համար:

Այնպես որ, անհրաժեշտ էր ճիշտ նյութերից պրոտոբջիջներ ստեղծել։ Սա հենց այն է, ինչ Լուիզին արել է մի քանի տասնամյակ, բայց ոչ մի համոզիչ բան չի ներկայացրել։

Պրոտոցել ՌՆԹ-ով

Հետո 1994 թվականին Լուիզին համարձակ առաջարկ արեց. Նրա կարծիքով՝ առաջին նախաբջիջները պետք է պարունակեն ՌՆԹ։ Ավելին, այս ՌՆԹ-ն պետք է կարողանա վերարտադրվել պրոտոբջիջի ներսում։

Այս ենթադրությունը նշանակում էր զուտ «առաջնային բաժանման» մերժում, սակայն Լուիսին լավ պատճառներ ուներ դա անելու համար:

Արտաքին պատով, բայց ներսում գեներ չունեցող բջիջը զուրկ էր բազմաթիվ գործառույթներից։ Նա պետք է կարողանար բաժանվել դուստր բջիջների, բայց նա չէր կարող իր մասին տեղեկություն փոխանցել իր սերունդներին։ Բջիջը կարող է սկսել զարգանալ և դառնալ ավելի բարդ միայն այն դեպքում, եթե լինեին գոնե մի քանի գեն:

Տեսությունը շուտով ամուր կողմնակից ստացավ Ջեք Սզոստակում, որի աշխատանքը ՌՆԹ-ի աշխարհի վարկածի վերաբերյալ ավելի վաղ քննարկվել էր: Երկար տարիներ այս գիտնականները գիտական ​​հանրության տարբեր կողմերում էին. Լուիսին պաշտպանում էր «առաջնային բաժանման» գաղափարը, իսկ Շոստակը ՝ «առաջնային գենետիկա»:

«Կյանքի ծագման կոնֆերանսների ժամանակ մենք միշտ երկար բանավեճերի մեջ էինք մտնում այն ​​մասին, թե որն է ավելի կարևոր և ինչն է առաջինը», - հիշում է Շոստակը: «Ի վերջո, մենք հասկացանք, որ բջիջները երկուսն էլ պետք են: Մենք եկանք այն եզրակացության, որ առանց կոմպարտմենտալացման և գենետիկ համակարգի առաջին կյանքը չէր կարող ձևավորվել»։

2001 թվականին Շոստակն ու Լուիզին միավորեցին ուժերը և շարունակեցին իրենց հետազոտությունները։ Nature ամսագրում հրապարակված հոդվածում նրանք պնդում էին, որ զրոյից կենդանի բջիջ ստեղծելու համար անհրաժեշտ է ինքնակրկնվող ՌՆԹ-ն տեղադրել ճարպի պարզ կաթիլի մեջ:

Գաղափարը համարձակ էր, և շուտով Շոստակը ամբողջությամբ նվիրվեց դրա իրականացմանը։ Իրավացիորեն դատելով, որ «անհնար է տեսություն նկարել առանց գործնական ապացույցների», նա որոշեց փորձեր սկսել նախաբջիջներով։

Վեզիկուլներ

Երկու տարի անց Շոստակը և երկու գործընկերները հայտարարեցին գիտական ​​մեծ առաջընթացի մասին:

Փորձերն իրականացվել են վեզիկուլների վրա՝ գնդաձև կաթիլներ՝ արտաքինից երկու շերտ ճարպաթթուներով, իսկ ներսում՝ հեղուկ միջուկով:

Փորձելով արագացնել վեզիկուլների ստեղծումը, գիտնականներն ավելացրել են մոնտմորիլլոնիտ կոչվող կավե հանքանյութի մասնիկներ: Սա 100 անգամ արագացրեց վեզիկուլների առաջացումը: Կավի մակերեսը ծառայեց որպես կատալիզատոր՝ ըստ էության կատարելով ֆերմենտի խնդիրը։

Ավելին, վեզիկուլները կարող են կլանել ինչպես մոնտմորիլոնիտի մասնիկները, այնպես էլ ՌՆԹ շղթաները կավե մակերեսից:

Կավի պարզ հավելման միջոցով նախաբջիջներն ի վերջո պարունակում էին ինչպես գեներ, այնպես էլ կատալիզատոր:

Մոնթմորիլլոնիտի ավելացման որոշումը առանց պատճառի չէր: Տասնամյակների հետազոտությունները ցույց են տվել, որ մոնտմորիլլոնիտը և այլ կավե հանքանյութերը շատ կարևոր նշանակություն են ունեցել կյանքի ծագման հարցում:

Մոնմորիլլոնիտը սովորական կավ է: Այժմ այն ​​լայնորեն կիրառվում է առօրյա կյանքում, օրինակ՝ որպես կատուների աղբի լցոնիչ։ Այն առաջանում է հրաբխային մոխրի ազդեցությամբ պառակտման ժամանակ եղանակային պայմանները. Քանի որ վաղ Երկրի վրա շատ հրաբուխներ են եղել, տրամաբանական է ենթադրել, որ մոնտմորիլլոնիտը առատ է եղել:

Դեռևս 1986 թվականին քիմիկոս Ջեյմս Ֆերիսն ապացուցեց, որ մոնտմորիլլոնիտը կատալիզատոր է, որը նպաստում է օրգանական մոլեկուլների ձևավորմանը։ Հետագայում նա նաև բացահայտեց, որ այս միներալը արագացնում է փոքր ՌՆԹ-ների ձևավորումը։

Դա ստիպեց Ֆերիսին ենթադրել, որ ժամանակին կյանքի ծննդավայրը եղել է անսպառ կավը: Շոստակը վերցրեց այս գաղափարը և օգտագործեց մոնտմորիլլոնիտը պրոտբջիջներ ստեղծելու համար:

Կավի մասնակցությամբ վեզիկուլների առաջացումը տեղի է ունեցել հարյուր անգամ ավելի արագ:

Նախաբջիջների մշակում և բաժանում

Մեկ տարի անց, Szostak-ի թիմը պարզեց, որ իրենց պրոտոբջիջներն ինքնուրույն են աճում:

Քանի որ ՌՆԹ-ի նոր մոլեկուլներ են ավելացվել պրոտոբջիջին, արտաքին պատը կախվել է աճող ճնշման տակ: Թվում էր, թե պրոտոբջիջը լցրել էր ստամոքսը և պատրաստվում էր պայթել։

Ճնշումը փոխհատուցելու համար նախաբջիջներն ընտրեցին ամենաշատ ճարպաթթուները և դրանք կառուցեցին պատի մեջ, որպեսզի կարողանան ապահով կերպով շարունակել փչել մեծ չափերի:

Բայց կարևորն այն է, որ ճարպաթթուները վերցվել են ավելի քիչ ՌՆԹ-ի պարունակությամբ այլ նախաբջիջներից, ինչի պատճառով էլ դրանք փոքրացել են։ Սա նշանակում էր, որ նախաբջիջները մրցում էին, և նրանք, որոնք ավելի շատ ՌՆԹ էին պարունակում, հաղթեցին:

Սա հանգեցրեց տպավորիչ եզրակացությունների. Եթե ​​նախաբջիջները կարողանան աճել, կարո՞ղ են դրանք բաժանվել: Կկարողանա՞ Շոստակը ստիպել պրոտոբջիջներին ինքնուրույն վերարտադրվել:

Շոստակի առաջին փորձերը ցույց տվեցին նախաբջիջների բաժանման եղանակներից մեկը։ Երբ նախաբջիջները մղվեցին փոքր անցքերի միջով, դրանք կծկվեցին խողովակների տեսքով, որոնք այնուհետև բաժանվեցին «դուստր» նախաբջիջների:

Այս մեկը հիանալի էր, քանի որ գործընթացում ոչ մի բջջային մեխանիզմ չէր ներգրավված, միայն սովորական մեխանիկական ճնշում:

Բայց կային նաև թերություններ, քանի որ փորձի ընթացքում պրոտբջիջները կորցրին իրենց պարունակության մի մասը։ Պարզվել է նաև, որ առաջին բջիջները կարող են բաժանվել միայն արտաքին ուժերի ճնշման ներքո, որոնք դրանք կխփեն նեղ անցքերով։

Կան բազմաթիվ եղանակներ՝ ստիպելու վեզիկուլներին բաժանվել, օրինակ՝ ջրի հզոր հոսք ավելացնելը: Բայց անհրաժեշտ էր գտնել մի ճանապարհ, որով պրոտբջիջները կբաժանվեին առանց կորցնելու իրենց բովանդակությունը։

Լամպի սկզբունքը

2009-ին Շոստակը և նրա աշակերտ Թին Ժուն գտան լուծումը։ Նրանք ստեղծել են մի փոքր ավելի բարդ նախաբջիջներ՝ բազմաթիվ պատերով, մի փոքր նման սոխի շերտերին: Չնայած թվացյալ բարդությանը, նման նախաբջիջներ ստեղծելը բավականին պարզ էր:

Երբ Չժուն սնուցում էր նրանց ճարպաթթուներով, պրոտոբջիջները մեծանում էին և փոխում ձևը՝ երկարանալով և ձեռք բերելով թելիկաձև ձև։ Երբ նախաբջիջը բավականաչափ մեծացավ, միայն մի փոքր ուժ էր պահանջվում այն ​​փոքր դուստր նախաբջիջների բաժանելու համար:

Յուրաքանչյուր դուստր նախաբջիջ պարունակում էր ՌՆԹ-ն մայր պրոտոբջիջից, և ՌՆԹ-ից գրեթե ոչ մեկը չի կորել: Ավելին, նախաբջիջները կարող էին շարունակել այս ցիկլը ավելին. դուստր պրոտոբջիջները աճեցին և բաժանվեցին ինքնուրույն:

Հետագա փորձերի ընթացքում Չժուն և Շոստակը գտան մի միջոց՝ ստիպելու նախաբջիջներին բաժանվել։ Կարծես թե խնդրի մի մասը լուծված է.

Ինքնարտադրվող ՌՆԹ-ի անհրաժեշտությունը

Սակայն նախաբջիջները դեռևս ճիշտ չէին գործում։ Լուիզին նախաբջիջները տեսնում էր որպես ինքնակրկնվող ՌՆԹ-ների կրիչներ, սակայն մինչ այժմ ՌՆԹ-ները պարզապես ներսում էին և ոչ մի բանի վրա չէին ազդում:

Ցույց տալու համար, որ նախաբջիջներն իսկապես Երկրի վրա առաջին կյանքն էին, Շոստակին անհրաժեշտ էր ստանալ ՌՆԹ, որպեսզի ստեղծեր իր պատճենները:

Խնդիրը հեշտ չէր, քանի որ գիտնականների տասնամյակների փորձերը, որոնց մասին մենք գրել էինք ավելի վաղ, չհանգեցրին ինքնակրկնվող ՌՆԹ-ի ստեղծմանը:

Ինքը՝ Շոստակը, բախվել է նույն խնդրին ՌՆԹ-ի աշխարհի տեսության վերաբերյալ իր վաղ աշխատանքի ընթացքում։ Այդ ժամանակից ի վեր, կարծես թե, ոչ ոք դա չի լուծել:

Օրգելը 70-80-ական թվականներն անցկացրել է ՌՆԹ-ի շղթաների պատճենման սկզբունքի ուսումնասիրության վրա։

Դրա էությունը պարզ է. Դուք պետք է վերցնեք ՌՆԹ-ի մեկ շղթա և տեղադրեք այն նուկլեոտիդներով տարայի մեջ: Այնուհետև օգտագործեք այս նուկլեոտիդները՝ ստեղծելու երկրորդ ՌՆԹ շղթա, որը կլրացնի առաջինը:

Օրինակ, «CGC» օրինաչափության ՌՆԹ-ի շղթան կձևավորի «GCG» օրինաչափության լրացուցիչ շարանը: Հաջորդ պատճենը կվերստեղծի բնօրինակ «CGC» միացումը:

Օրգելը նկատել է, որ որոշակի պայմաններում ՌՆԹ-ի շղթաներն այս կերպ պատճենվում են առանց ֆերմենտների օգնության։ Հնարավոր է, որ առաջին կյանքը այս կերպ պատճենել է իր գեները։

Մինչեւ 1987 թվականը Օրգելը կարող էր ստեղծել լրացուցիչ 14 նուկլեոտիդային շղթա ՌՆԹ-ի շղթաներում, որոնք նույնպես ունեին 14 նուկլեոտիդ երկարություն։

Բացակայող տարր

Ադամալան և Սզոստակը պարզեցին, որ ռեակցիայի համար մագնեզիում է անհրաժեշտ: Սա խնդրահարույց էր, քանի որ մագնեզիումը ոչնչացնում էր նախաբջիջները: Բայց կար ելք՝ օգտագործել ցիտրատ, որը գրեթե նույնական է կիտրոնաթթվին, որն առկա է կիտրոններում և նարինջներում, և որն առկա է ցանկացած կենդանի բջիջում:

2013-ին հրապարակված հոդվածում Ադամալան և Սզոստակը նկարագրել են մի ուսումնասիրություն, որտեղ ցիտրատ է ավելացվել պրոտոբջիջներին՝ համընկնելով մագնեզիումի հետ և պաշտպանելով նախաբջիջները՝ չխանգարելով շղթայական պատճենմանը:

Այսինքն՝ նրանք հասել են նրան, ինչի մասին Լուիզին խոսում էր 1994 թվականին։ «Մենք առաջացրել ենք ՌՆԹ-ի ինքնակրկնօրինակումը ճարպաթթուների վեզիկուլների ներսում», - ասում է Սզոստակը:

Ընդամենը տասը տարվա հետազոտությունների ընթացքում Շոստակի թիմը հասել է անհավանական արդյունքների։

• Գիտնականները ստեղծել են նախաբջիջներ, որոնք պահպանում են իրենց գեները՝ միաժամանակ կլանելով շրջակա միջավայրից օգտակար մոլեկուլները:
• Պրոտոցելները կարող են աճել և բաժանվել և նույնիսկ մրցել միմյանց հետ:
• Նրանք պարունակում են ՌՆԹ, որոնք կրկնօրինակվում են իրենց:
• Բոլոր առումներով լաբորատոր ստեղծած պրոտոբջիջները զգալիորեն նման են կյանքին:

Նրանք նույնպես տոկուն էին: 2008թ.-ին Սզոստակի թիմը հայտնաբերեց, որ պրոտոբջիջները կարող են գոյատևել մինչև 100 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում, այն ջերմաստիճանը, որում ժամանակակից բջիջների մեծ մասը մահանում է: Սա միայն ամրապնդեց այն համոզմունքը, որ նախաբջիջները նման են առաջին կյանքին, որը պետք է ինչ-որ կերպ գոյատևեր անընդհատ երկնաքարային հոսքերի պայմաններում։

«Շոստակի» հաջողությունները տպավորիչ են,- ասում է Արմեն Մուլկիջանյանը:

Այնուամենայնիվ, առաջին հայացքից Շոստակի մոտեցումը խիստ տարբերվում է կյանքի ծագման վերաբերյալ այլ ուսումնասիրություններից, որոնք կատարվում են վերջին 40 տարիների ընթացքում։ Փոխանակ կենտրոնանալով «առաջնային ինքնավերարտադրման» կամ «առաջնային բաժանման» վրա, նա գտավ այս տեսությունները համատեղելու միջոց։

Սա էր պատճառը, որ ստեղծվեց Երկրի վրա կյանքի ծագման հարցի ուսումնասիրության նոր միասնական մոտեցում:

Այս մոտեցումը ենթադրում է, որ առաջին կյանքը չուներ մի հատկանիշ, որը հայտնվեց մյուսներից առաջ։ «Բնութագրերի առաջնային հավաքածուի» գաղափարն արդեն ունի շատ գործնական ապացույցներ և կարող է հիպոթետիկորեն լուծել առկա տեսությունների բոլոր խնդիրները:

մեծ միավորում

Կյանքի ծագման հարցի պատասխանը փնտրելու համար 20-րդ դարի գիտնականները բաժանվեցին 3 ճամբարի. Յուրաքանչյուրը հավատարիմ մնաց իր սեփական վարկածներին և բարձր գնահատեց մյուս երկուսի աշխատանքը: Այս մոտեցումը, անշուշտ, արդյունավետ էր, բայց ճամբարներից յուրաքանչյուրն ի վերջո բախվեց անլուծելի խնդիրների: Հետևաբար, մեր օրերում մի քանի գիտնականներ որոշել են փորձել միասնական մոտեցում այս խնդրին:

Միավորման գաղափարն իր արմատներն ունի վերջին հայտնագործության մեջ, որն ապացուցում է «ՌՆԹ աշխարհի» «առաջնային ինքնավերարտադրության» ավանդական տեսությունը, բայց միայն առաջին հայացքից:

2009 թվականին «ՌՆԹ Աշխարհի» տեսության կողմնակիցները բախվեցին մեծ մարտահրավերի. Նրանք չէին կարող ստեղծել նուկլեոտիդներ՝ ՌՆԹ-ի կառուցվածքային բլոկները, այնպես, որ նրանք կարող էին ինքնուրույն ստեղծել վաղ երկրային պայմաններում:

Ինչպես տեսանք ավելի վաղ, սա շատ հետազոտողների ստիպեց ենթադրել, որ առաջին կյանքը բացարձակապես հիմնված չէր ՌՆԹ-ի վրա:

Ջոն Սաթերլենդը այս մասին մտածում էր 1980-ականներից։ «Հիանալի կլինի, եթե ինչ-որ մեկը կարողանա ցույց տալ, թե ինչպես է ՌՆԹ-ն ինքնուրույն հավաքվում», - ասում է նա:

Բարեբախտաբար Սաթերլենդի համար նա աշխատել է Քեմբրիջի մոլեկուլային կենսաբանության լաբորատորիայում (LMB): Մեծամասնությունը գիտահետազոտական ​​ինստիտուտներանընդհատ հալածում էին իրենց աշխատակիցներին՝ ակնկալելով նոր բացահայտումներ, սակայն LMB-ն աշխատակիցներին թույլ տվեց լրջորեն աշխատել խնդրի վրա: Այսպիսով, Սաթերլենդը կարողացավ հանգիստ մտածել, թե ինչու է այդքան դժվար ՌՆԹ նուկլեոտիդներ ստեղծելը, և մի քանի տարիների ընթացքում նա մշակեց այլընտրանքային մոտեցում:

Արդյունքում Սաթերլենդը եկավ կյանքի ծագման բոլորովին նոր տեսակետ, որը բաղկացած էր նրանից, որ կյանքի բոլոր հիմնական բաղադրիչները կարող էին միաժամանակ ձևավորվել:

Քեմբրիջի մոլեկուլային կենսաբանության լաբորատորիայի համեստ շենքը։

Մոլեկուլների և հանգամանքների երջանիկ համընկնումը

«ՌՆԹ-ի քիմիայի մի քանի հիմնական ասպեկտներ միանգամից չաշխատեցին», - բացատրում է Սաթերլենդը: Յուրաքանչյուր ՌՆԹ նուկլեոտիդ կազմված է շաքարից, հիմքից և ֆոսֆատից։ Բայց գործնականում անհնար էր ստիպել շաքարավազին և հիմքին փոխազդել: Մոլեկուլները պարզապես ճիշտ ձև չէին:

Այսպիսով, Սաթերլենդը սկսեց փորձարկել այլ նյութեր: Արդյունքում նրա թիմը ստեղծեց 5 պարզ մոլեկուլ՝ բաղկացած տարբեր տեսակի շաքարից և ցիանամիդից, որը, ինչպես երևում է անունից, կապված է ցիանիդի հետ։ Այս նյութերն անցել են մի շարք քիմիական ռեակցիաների միջոցով, որոնք ի վերջո հանգեցրել են չորս նուկլեոտիդներից երկուսի ստեղծմանը։

Անկասկած, դա հաջողություն էր, որն ակնթարթորեն բարձրացրեց Սաթերլենդի հեղինակությունը:

Շատ դիտորդների թվում էր, որ սա ևս մեկ ապացույց է «ՌՆԹ աշխարհի» տեսության օգտին: Բայց ինքը՝ Սազերլենդը, դա այլ կերպ էր տեսնում։

«ՌՆԹ աշխարհի» «դասական» վարկածը կենտրոնացած էր այն փաստի վրա, որ առաջին օրգանիզմներում ՌՆԹ-ն պատասխանատու էր կյանքի բոլոր գործառույթների համար։ Սակայն Սաթերլենդը պնդումն անվանում է «անհույս լավատեսական»: Նա կարծում է, որ ՌՆԹ-ն մասնակցել է դրանց, բայց միակ բաղադրիչը չի եղել, որը կարևոր է կենսունակության համար։

Սաթերլենդը ոգեշնչվել է Ջեք Սզոստակի վերջին աշխատանքից, ով միավորել է «ՌՆԹ աշխարհի» «առաջնային ինքնակրկնօրինակման» հայեցակարգը Պիեր Լուիջի Լուիսիի «առաջնային բաժանման» գաղափարների հետ։

Ինչպես զրոյից կենդանի բջիջ ստեղծել

Սաթերլենդի ուշադրությունը գրավեց նուկլեոտիդների սինթեզի մի տարօրինակ դետալ, որը սկզբում պատահական էր թվում։

Սաթերլենդի փորձերի վերջին քայլը միշտ եղել է ֆոսֆատների ավելացումը նուկլեոտիդին։ Բայց հետո հասկացավ, որ դա պետք է ավելացվի հենց սկզբիցքանի որ ֆոսֆատը արագացնում է ռեակցիաները վաղ փուլերում:

Ֆոսֆատի սկզբնական հավելումը, թվում էր, միայն մեծացնում էր ռեակցիայի պատահականությունը, բայց Սաթերլենդը կարողացավ հասկանալ, որ այս պատահականությունը ձեռնտու է:

Սա ստիպեց նրան մտածել, որ խառնուրդները պետք է պատահական լինեն. Վաղ Երկրի վրա, ամենայն հավանականությամբ, շատ քիմիական նյութեր լողում էին մեկ ջրափոսում: Իհարկե, խառնուրդները չպետք է նմանվեն ճահճային ջրերին, քանի որ պետք է գտնել պատահականության օպտիմալ մակարդակ։

1950 թվականին ստեղծված Սթենլի Միլլերի խառնուրդները, որոնք ավելի վաղ նշվել էին, շատ ավելի քաոսային էին, քան Սաթերլենդի խառնուրդը։ Դրանք պարունակում էին կենսաբանական մոլեկուլներ, սակայն, ինչպես ասում է Սաթերլենդը, «դրանք քիչ էին, և դրանք ուղեկցվում էին ոչ կենսաբանական միացությունների շատ ավելի մեծ քանակով»։

Սաթերլենդը զգաց, որ Միլլերի փորձի պայմանները բավականաչափ մաքուր չեն։ Խառնուրդը չափազանց քաոսային է եղել, ինչի պատճառով անհրաժեշտ նյութերը պարզապես կորել են դրա մեջ։

Ուստի Սաթերլենդը որոշեց վերցնել «Goldilocks chemistry»-ը՝ ոչ այնքան ծանրաբեռնված տարբեր նյութերով, որ անպիտան դառնա, բայց նաև ոչ այնքան պարզ, որ սահմանափակված լիներ իր հնարավորություններով:

Պետք էր ստեղծել մի բարդ խառնուրդ, որի մեջ կյանքի բոլոր բաղադրիչները կարող էին միաժամանակ ձևավորվել, ապա միավորվել։

Նախնադարյան լճակ և կյանքի ձևավորում մի քանի րոպեում

Պարզ ասած՝ պատկերացրեք, որ 4 միլիարդ տարի առաջ Երկրի վրա մի փոքրիկ լճակ կար։ Երկար տարիներ դրա մեջ ձևավորվում էին անհրաժեշտ նյութերը, մինչև խառնուրդը ձեռք բերվեց քիմիական բաղադրությունը, որն անհրաժեշտ է գործընթացը սկսելու համար։ Եվ հետո առաջին բջիջը ձևավորվեց, գուցե ընդամենը մի քանի րոպեում:

Սա կարող է ֆանտաստիկ հնչել, ինչպես միջնադարյան ալքիմիկոսների պնդումները: Բայց Սաթերլենդը սկսեց ապացույցներ ունենալ։

2009 թվականից նա ցույց է տալիս, որ նույն նյութերը, որոնցից առաջացել են նրա առաջին երկու ՌՆԹ նուկլեոտիդները, կարող են օգտագործվել ցանկացած կենդանի օրգանիզմի համար կարևոր այլ մոլեկուլներ ստեղծելու համար։

Ակնհայտ հաջորդ քայլը ՌՆԹ-ի այլ նուկլեոտիդների ստեղծումն էր: Սաթերլենդը դեռ չի հաղթահարել, բայց 2010-ին նա ցույց տվեց դրան մոտ մոլեկուլներ, որոնք պոտենցիալ կարող են վերածվել նուկլեոտիդների:

Իսկ 2013 թվականին նա հավաքեց ամինաթթուների պրեկուրսորներ։ Այս անգամ նա ավելացրել է պղնձի ցիանիդ՝ անհրաժեշտ ռեակցիա ստեղծելու համար։

Շատ փորձարկումներում առկա են եղել ցիանիդի վրա հիմնված նյութեր, իսկ 2015 թվականին Սաթերլենդը կրկին օգտագործել է դրանք։ Նա ցույց տվեց, որ նյութերի նույն հավաքածուով հնարավոր է ստեղծել լիպիդային պրեկուրսորներ՝ բջջային պատերը կազմող մոլեկուլները: Ռեակցիան տեղի է ունեցել ուլտրամանուշակագույն լույսի ազդեցության տակ, դրան մասնակցել են ծծումբն ու պղինձը՝ օգնելով արագացնել գործընթացը։

«Բոլոր շինանյութերը [ձևավորվել են] քիմիական ռեակցիաների ընդհանուր միջուկից», - բացատրում է Սզոստակը:

Եթե ​​Սաթերլենդը ճիշտ է, ապա կյանքի ծագման մեր տեսակետը սկզբունքորեն սխալ է եղել վերջին 40 տարիների ընթացքում:

Այն պահից, երբ գիտնականները տեսան, թե որքան բարդ է բջիջի կառուցումը, բոլորը կենտրոնացած էին այն մտքի վրա, որ առաջին բջիջները հավաքվել են միասին: աստիճանաբար տարր առ տարր.

Այն պահից ի վեր, երբ Լեսլի Օրգելը առաջ եկավ այն մտքի հետ, որ ՌՆԹ-ն առաջինն է հայտնվել, հետազոտողները «փորձում են վերցնել մեկ տարրը, իսկ հետո այն ստեղծել մնացածը», - ասում է Սաթերլենդը: Ինքը կարծում է, որ պետք է ստեղծել բոլորը միանգամից.

Քաոսը կյանքի համար անհրաժեշտ պայման է

«Մենք վիճարկեցինք այն գաղափարը, որ բջիջը չափազանց բարդ է միանգամից առաջանալու համար», - ասում է Սաթերլենդը: «Ինչպես տեսնում եք, դուք կարող եք միաժամանակ ստեղծել բոլոր համակարգերի համար շինանյութեր»:

Շոստակը նույնիսկ կասկածում է, որ կյանքի մոլեկուլներ ստեղծելու և դրանք կենդանի բջիջներ հավաքելու փորձերի մեծ մասը ձախողվել է նույն պատճառով՝ չափազանց ստերիլ փորձարարական պայմաններ:

Գիտնականները վերցրել են անհրաժեշտ նյութերը և ամբողջությամբ մոռացել նրանց մասին, որոնք կարող էին գոյություն ունենալ նաև վաղ Երկրի վրա: Սակայն Սաթերլենդի աշխատանքը ցույց է տալիս, որ խառնուրդին նոր նյութեր ավելացնելով ավելի բարդ միացություններ են առաջանում:

Ինքը՝ Շոստակը, բախվել է դրան 2005 թվականին, երբ փորձել է ՌՆԹ ֆերմենտը ներմուծել իր պրոտոբջիջներում: Ֆերմենտը մագնեզիումի կարիք ուներ, որը քայքայում էր պրոտոբջիջների թաղանթը։

Լուծումը նրբագեղ էր. Միայն մեկ ճարպաթթուից վեզիկուլներ ստեղծելու փոխարեն, դրանք ստեղծեք երկու թթուների խառնուրդից: Ստացված վեզիկուլները կարող են հաղթահարել մագնեզիումը, ինչը նշանակում է, որ նրանք կարող են ծառայել որպես «կրողներ» ՌՆԹ ֆերմենտների համար:

Ավելին, Szostak-ն ասում է, որ առաջին գեները, հավանաբար, ի սկզբանե պատահական են եղել:

Ժամանակակից օրգանիզմները օգտագործում են մաքուր ԴՆԹ՝ գեները փոխանցելու համար, բայց հավանական է, որ մաքուր ԴՆԹ ի սկզբանե գոյություն չի ունեցել։ Դրա տեղում կարող է լինել ՌՆԹ նուկլեոտիդների և ԴՆԹ նուկլեոտիդների խառնուրդ:

2012 թվականին Սզոստակը ցույց տվեց, որ նման խառնուրդը կարող է հավաքվել «խճանկարային» մոլեկուլների մեջ, որոնք ունեն մաքուր ՌՆԹ տեսք և իրենց պահվածքը։ Եվ սա ապացուցում է, որ ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի խառը մոլեկուլների տեսությունը գոյության իրավունք ունի։

Այս փորձերը խոսում էին հետևյալի մասին՝ կարևոր չէ՝ առաջին օրգանիզմները կարող են ունենալ մաքուր ՌՆԹ, թե մաքուր ԴՆԹ։

«Ես իրականում վերադարձա այն գաղափարին, որ առաջին պոլիմերը նման էր ՌՆԹ-ին, բայց մի փոքր ավելի քաոսային տեսք ուներ», - ասում է Սզոստակը:

ՌՆԹ-ի այլընտրանքներ

Հնարավոր է, որ այժմ կարող են լինել ՌՆԹ-ի ավելի շատ այլընտրանքներ, բացի արդեն գոյություն ունեցող TNC-ներից և PNA-ներից, որոնք ավելի վաղ քննարկվել էին: Մենք չգիտենք, թե արդյոք դրանք գոյություն են ունեցել վաղ Երկրի վրա, բայց եթե նույնիսկ գոյություն ունենային, ապա առաջին օրգանիզմները կարող էին դրանք օգտագործել ՌՆԹ-ի հետ միասին:

Դա այլևս «ՌՆԹ-ի աշխարհը» չէր, այլ «միայն ինչ-որ բանի աշխարհը» չէ:

Այս ամենից կարելի է քաղել հետևյալ դասը՝ առաջին կենդանի բջջի ինքնաստեղծումը բոլորովին այնքան էլ դժվար չէր, որքան մեզ թվում էր նախկինում։ Այո, բջիջները բարդ մեքենաներ են: Բայց, ինչպես պարզվեց, նրանք կաշխատեն, թեկուզ ոչ կատարյալ, նույնիսկ եթե «պատահականորեն կուրանան» իմպրովիզացված նյութերից։

Բջջի կառուցվածքի առումով այդքան կոպիտ հայտնվելով, թվում էր, որ նրանք վաղ Երկրի վրա գոյատևելու քիչ հնարավորություններ ունեին: Մյուս կողմից, նրանք մրցակցություն չունեին, նրանց ոչ մի գիշատիչ չէր սպառնում, ուստի շատ առումներով կյանքը նախնադարյան Երկրի վրա ավելի հեշտ էր, քան հիմա:

Բայց կա մեկ «Բայց».

Բայց կա մի խնդիր, որը ոչ Սազերլենդը, ոչ Շոստակը չկարողացան լուծել, և այն բավականին լուրջ է.

Առաջին օրգանիզմը պետք է որ ինչ-որ ձևով նյութափոխանակություն լինի։ Կյանքը հենց սկզբից պետք է էներգիա ստանալու կարողություն ունենար, այլապես այս կյանքը կկործանվեր։

Այս պահին Սաթերլենդը համաձայնեց Մայք Ռասելի, Բիլ Մարտինի և «առաջնային նյութափոխանակության» այլ կողմնակիցների գաղափարներին։

«ՌՆԹ-ի աշխարհի» և «առաջնային նյութափոխանակության» մասին տեսությունների կողմնակիցները իզուր էին վիճում միմյանց հետ։ Երկու կողմերն էլ լավ փաստարկներ ունեին»,- բացատրում է Սաթերլենդը:

«Նյութափոխանակությունը ինչ-որ տեղ սկսվեց», - գրում է Շոստակը: «Բայց հենց սա դարձավ աղբյուրը քիմիական էներգիամեծ հարց է»։

Նույնիսկ եթե Մարտինն ու Ռասելը սխալվում են, որ կյանքը սկսվել է ծովի խորքերը, նրանց տեսության շատ մասեր մոտ են ճշմարտությանը: Առաջինը մետաղների կարևոր դերն է կյանքի ծագման գործում։

Բնության մեջ շատ ֆերմենտներ իրենց միջուկում ունեն մետաղի ատոմ: Սա սովորաբար ֆերմենտի «ակտիվ» մասն է, մինչդեռ մոլեկուլի մնացած մասը օժանդակ կառուցվածքն է:

Առաջին կյանքում բարդ ֆերմենտներ չէին կարող լինել, ուստի, ամենայն հավանականությամբ, որպես կատալիզատոր այն օգտագործում էր «մերկ» մետաղներ։

Կատալիզատորներ և ֆերմենտներ

Նույն մասին խոսեց նաև Գյունթեր Վախթենշաուզերը, երբ առաջարկեց, որ կյանքը գոյացել է երկաթի պիրիտի վրա։ Ռասելը նաև ընդգծում է, որ ջրաջերմային օդանցքների ջուրը հարուստ է մետաղներով, որոնք կարող են կատալիզատորներ լինել, և Մարտինի հետազոտությունը ժամանակակից բակտերիաների վերջին համընդհանուր ընդհանուր նախնիի վերաբերյալ ցույց է տալիս դրանում երկաթի վրա հիմնված բազմաթիվ ֆերմենտների առկայությունը:

Այս ամենը հուշում է, որ Սազերլենդի քիմիական ռեակցիաներից շատերը հաջողությամբ ընթացել են միայն պղնձի (և ծծմբի, ինչպես ընդգծել է Վախթերշաուզերը) հաշվին, և որ Շոստակի պրոտոբջիջների ՌՆԹ-ին մագնեզիում է անհրաժեշտ։

Կարող է պարզվել, որ ջրաջերմային օդանցքները նույնպես կարևոր են կյանքի ստեղծման համար։

«Եթե նայեք ժամանակակից նյութափոխանակությանը, կարող եք տեսնել տարրեր, որոնք խոսում են իրենց մասին, ինչպես երկաթի և ծծմբի կույտերը», - բացատրում է Շոստակը: «Սա համընկնում է այն մտքի հետ, որ կյանքը ծագել է օդանցքից կամ մոտ, որտեղ ջուրը հագեցած է երկաթով և ծծմբով»:

Ասվածով միայն մեկ բան կա ավելացնելու. Եթե ​​Սազերլենդն ու Շոստակը ճիշտ ուղու վրա են, ապա օդանցքի տեսության մի կողմը միանշանակ ապակողմնորոշիչ է. կյանքը չէր կարող սկսվել ծովի խորքերում:

«Մեր կողմից բացված քիմիական գործընթացներմեծապես կախված է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից », - ասում է Սաթերլենդը:

Նման ճառագայթման միակ աղբյուրը Արեգակն է, ուստի ռեակցիաները պետք է տեղի ունենան անմիջապես նրա ճառագայթների տակ։ Սա հատում է խորը ծովային օդանցքներով տարբերակը:

Շոստակը համաձայն է, որ ծովի խորքերը չի կարելի կյանքի բնօրրան համարել։ «Ամենավատն այն է, որ նրանք մեկուսացված են մթնոլորտի հետ փոխազդեցությունից, որը էներգիայով հարուստ աղբյուր նյութերի աղբյուր է, ինչպիսին ցիանիդն է»:

Բայց այս բոլոր խնդիրները անօգուտ չեն դարձնում հիդրոթերմային օդանցքների տեսությունը։ Հավանաբար, այդ օդանցքները գտնվում էին ծանծաղ ջրի մեջ, որտեղ նրանց հասանելի էր արևի լույսը և ցիանիդը:

Կյանքը ծագել է ոչ թե օվկիանոսում, այլ ցամաքում

Արմեն Մուլքիջանյանն այլընտրանք առաջարկեց. Իսկ եթե կյանքը ծագել է ջրում, բայց ոչ թե օվկիանոսում, այլ ցամաքում: Մասնավորապես, հրաբխային լճակում:

Մուլքիջանյանը ուշադրություն հրավիրեց բջիջների քիմիական կազմի վրա, մասնավորապես, թե որ նյութերն են ընդունում և որոնք մերժում։ Պարզվել է, որ ցանկացած օրգանիզմի բջիջները պարունակում են մեծ քանակությամբ ֆոսֆատ, կալիում և այլ մետաղներ, բացառությամբ նատրիումի։

Ժամանակակից բջիջները պահպանում են մետաղների հավասարակշռությունը՝ դրանք դուրս մղելով շրջակա միջավայրից, սակայն առաջին բջիջները նման հնարավորություն չունեին՝ պոմպային մեխանիզմը դեռ մշակված չէր։ Ուստի Մուլկիջանյանը առաջարկեց, որ առաջին բջիջները հայտնվեցին այնտեղ, որտեղ կար նյութերի մոտավոր մի շարք, որոնք կազմում են այսօրվա բջիջները:

Սա անմիջապես հատում է օվկիանոսը կյանքի պոտենցիալ բնօրրանների ցանկից: Կենդանի բջիջներն ունեն շատ ավելի շատ կալիում և ֆոսֆատ և շատ ավելի քիչ նատրիում, քան պարունակում է օվկիանոսը:

Այս տեսության համաձայն՝ հրաբուխների մոտ գտնվող երկրաջերմային աղբյուրներն ավելի հարմար են։ Այս լճակները պարունակում են մետաղների նույն խառնուրդ, ինչ վանդակները։

Շոստակը ջերմորեն պաշտպանում է գաղափարը։ «Ինձ թվում է, որ բոլոր պայմանների համար իդեալական վայրը կլինի ծանծաղ լիճը կամ լճակը երկրաջերմային ակտիվ տարածքում», - հաստատում է նա: «Մեզ պետք են հիդրոթերմալ օդափոխիչներ, բայց ոչ խորը ջրեր, այլ ավելի շուտ նման են հրաբխային ակտիվ տարածքներում, ինչպիսին Yellowstone-ն է»:

Նման վայրում կարող էին տեղի ունենալ Սաթերլենդի քիմիական ռեակցիաները։ Աղբյուրներն ունեն անհրաժեշտ նյութերի հավաքածու, ջրի մակարդակը տատանվում է այնպես, որ որոշ տարածքներ ժամանակ առ ժամանակ չորանում են, և արևի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների պակաս չի զգացվում։

Ավելին, Շոստակն ասում է, որ նման լճակները հիանալի են իր նախաբջիջների համար։

«Պրոտոցելները սովորաբար ցածր ջերմաստիճան են պահում, ինչը լավ է ՌՆԹ-ի պատճենման և պարզ նյութափոխանակության այլ տեսակների համար», - ասում է Սզոստակը: «Բայց մեկ-մեկ դրանք կարճատև տաքանում են, ինչը օգնում է առանձնացնել ՌՆԹ-ի շղթաները և նախապատրաստում դրանք հետագա ինքնակրկնվելու համար»: Սառը կամ տաք ջրի հոսքերը կարող են նաև օգնել պրոտբջիջների բաժանմանը:

Երկրաջերմային աղբյուրները հրաբուխների մոտ կարող են դառնալ կյանքի ծննդավայր:

Երկնաքարերը կարող են օգնել կյանքին

Ելնելով առկա բոլոր փաստարկներից՝ Սաթերլենդն առաջարկում է նաև երրորդ տարբերակ՝ երկնաքարի ընկնելու վայրը։

Գոյության առաջին 500 միլիոն տարիների ընթացքում Երկիրը կանոնավոր կերպով ենթարկվել է երկնաքարային անձրևների. դրանք ընկնում են մինչ օրս, բայց շատ ավելի հազվադեպ: Հարմար չափի երկնաքարի բախման վայրը կարող է ստեղծել նույն պայմանները, ինչ լճակները, որոնց մասին խոսեց Մուլկիջանյանը:

Նախ, երկնաքարերը հիմնականում պատրաստված են մետաղից: Իսկ այն վայրերը, որտեղ նրանք ընկնում են, հաճախ հարուստ են մետաղներով, ինչպիսիք են երկաթը և ծծումբը: Եվ, ամենակարևորը, այն վայրերում, որտեղ երկնաքար է ընկնում, երկրակեղևը սեղմվում է, ինչը հանգեցնում է երկրաջերմային ակտիվության և տաք ջրի առաջացման:

Սաթերլենդը նկարագրում է փոքր գետեր և առուներ, որոնք հոսում են նոր ձևավորված խառնարանների կողքերով, որոնք ցիանիդի վրա հիմնված նյութեր են քաշում ժայռերից՝ բոլորն էլ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ազդեցության տակ։ Յուրաքանչյուր գետակ կրում է նյութերի մի փոքր այլ խառնուրդ, այնպես որ, ի վերջո, տեղի են ունենում տարբեր ռեակցիաներ և արտադրվում են օրգանական նյութերի մի ամբողջ շարք:

Ի վերջո, առվակները միավորվում են հրաբխային լճակի մեջ՝ խառնարանի հատակին։ Թերևս հենց այդպիսի լճակում է հավաքվել բոլոր անհրաժեշտ նյութերը մի ժամանակ, որոնցից առաջացել են առաջին նախաբջիջները։

«Դա իրադարձությունների շատ կոնկրետ ընթացք է», - համաձայնում է Սաթերլենդը: Բայց նա թեքվում է դեպի այն՝ հիմնվելով հայտնաբերված քիմիական ռեակցիաների վրա. «Սա իրադարձությունների միակ ընթացքն է, որտեղ կարող էին տեղի ունենալ իմ փորձերում ցուցադրված բոլոր ռեակցիաները»:

Շոստակը դեռ լիովին վստահ չէ դրանում, բայց նա համաձայն է, որ Սաթերլենդի գաղափարները արժանի են ուշադրության. «Ինձ թվում է, որ այս իրադարձությունները կարող են տեղի ունենալ երկնաքարի անկման վայրում: Բայց ինձ դուր է գալիս նաև հրաբխային համակարգերի գաղափարը։ Երկու տարբերակների օգտին էլ կան ամուր փաստարկներ։

Ե՞րբ կստանանք հարցի պատասխանը՝ ինչպե՞ս է ծագել կյանքը։

Բանավեճը, կարծես թե, շուտով չի դադարի, և գիտնականները միանգամից ընդհանուր կարծիքի չեն գա։ Որոշումը կկայացվի քիմիական ռեակցիաների և նախաբջիջների փորձերի հիման վրա։ Եթե ​​պարզվում է, որ տարբերակներից մեկում բացակայում է առանցքային նյութը, կամ օգտագործվում է պրոտոբջիջները քայքայող նյութ, ապա այն ճանաչվում է որպես սխալ։

Սա նշանակում է, որ պատմության մեջ առաջին անգամ մենք կանգնած ենք ամենաամբողջական բացատրության եզրին, թե ինչպես է սկսվել կյանքը:

«Թիրախներն այլևս անհնարին չեն թվում», - լավատեսորեն ասում է Սաթերլենդը:

Առայժմ Շոստակի և Սաթերլենդի «միանգամից» մոտեցումը ընդամենը կոպիտ ուրվագիծ է: Բայց այս մոտեցման փաստարկներից յուրաքանչյուրն ապացուցվել է տասնամյակների փորձերով։

Այս հայեցակարգը հիմնված է նախկինում եղած բոլոր մոտեցումների վրա։ Այն միավորում է բոլոր հաջող զարգացումները՝ միաժամանակ լուծելով յուրաքանչյուր մոտեցման անհատական ​​խնդիրները։

Օրինակ, նա չի հերքում Ռասելի հիդրոթերմային օդանցքների տեսությունը, այլ օգտագործում է դրա ամենահաջող տարրերը։

Այն, ինչ տեղի ունեցավ 4 միլիարդ տարի առաջ

Մենք հստակ չգիտենք, թե ինչ է տեղի ունեցել 4 միլիարդ տարի առաջ:

«Նույնիսկ եթե դուք ստեղծեք մի ռեակտոր, որտեղից E. coli-ն դուրս կգա... դուք չեք կարող ասել, որ սա հենց առաջին կյանքի վերարտադրությունն է», - ասում է Մարտինը:

Ամենալավը, որ մենք կարող ենք անել, դա պատկերացնելն է իրադարձությունների ընթացքը՝ հաստատելով մեր տեսլականը ապացույցներով՝ փորձեր քիմիայում, վաղ Երկրի մասին ողջ գիտելիքները և այն ամենը, ինչ ասում է կենսաբանությունը վաղ կյանքի ձևերի մասին:

Ի վերջո, դարերի ինտենսիվ ջանքերից հետո մենք կտեսնենք, թե ինչպես է սկսում ի հայտ գալ իրադարձությունների իրական ընթացքի պատմությունը:

Սա նշանակում է, որ մենք մոտենում ենք մարդկության պատմության ամենամեծ բաժանմանը. բաժանմանը նրանց, ովքեր գիտեն կյանքի ծագման պատմությունը, և նրանց, ովքեր չեն ապրել մինչև այս պահը և, հետևաբար, երբեք չեն կարողանա իմանալ այն:

Բոլոր նրանք, ովքեր չապրեցին տեսնել Դարվինի «Տեսակների ծագման մասին» աշխատության հրապարակումը 1859 թվականին, մահացան առանց մարդու ծագման մասին ամենափոքր պատկերացման, քանի որ նրանք ոչինչ չգիտեին էվոլյուցիայի մասին: Բայց այսօր բոլորը, բացառությամբ մի քանի մեկուսացված համայնքների, կարող են իմանալ ճշմարտությունը կենդանական աշխարհի այլ ներկայացուցիչների հետ մեր հարաբերությունների մասին:

Նույն կերպ, բոլորը, ովքեր ծնվել են Յուրի Գագարինի Երկրի ուղեծիր մտնելուց հետո, դարձել են մի հասարակության անդամ, որն ընդունակ է ճանապարհորդել այլ աշխարհներ։ Եվ չնայած մոլորակի ոչ բոլոր բնակիչներն են այցելել, տիեզերական ճանապարհորդությունն արդեն դարձել է ժամանակակից իրականություն։

նոր իրականություն

Այս փաստերն աննկատելիորեն փոխում են մեր պատկերացումն աշխարհի մասին։ Նրանք մեզ ավելի իմաստուն են դարձնում: Էվոլյուցիան մեզ սովորեցնում է գնահատել ցանկացած կենդանի էակ, քանի որ բոլորիս կարելի է հարազատներ համարել, թեկուզ հեռավոր։ Տիեզերական ճանապարհորդությունը մեզ սովորեցնում է նայել մեր հայրենի մոլորակին դրսից, որպեսզի հասկանանք, թե որքան յուրահատուկ և փխրուն է այն:

Այժմ ապրող մարդկանցից ոմանք շուտով կդառնան պատմության մեջ առաջինը, ովքեր կկարողանան պատմել իրենց ծագման մասին։ Նրանք կիմանան իրենց ընդհանուր նախնիի և նրա բնակության մասին։

Այս գիտելիքը կփոխի մեզ: Զուտ գիտական ​​տեսանկյունից դա մեզ պատկերացում կտա տիեզերքում կյանքի ծագման հավանականության և որտեղ փնտրել այն: Դա մեզ համար կբացահայտի նաև կյանքի էությունը։

Բայց մենք կարող ենք միայն կռահել, թե ինչ իմաստություն կհայտնվի մեր առջեւ այն պահին, երբ կբացահայտվի կյանքի ծագման գաղտնիքը։ Ամեն ամիս և տարեցտարի մենք ավելի ենք մոտենում լուծմանը մեծ առեղծվածկյանքի ծագումը մեր մոլորակի վրա. Նոր բացահայտումներ են արվում հենց հիմա, երբ դուք կարդում եք այս տողերը:

Կարդացեք նաև.

Կիսվեք այս հոդվածով

Ընդհանուր ընդունված տեսությունն այն է, որ ամբողջ տիեզերքը սեղմվել է պրոտոնի չափով, սակայն հզոր պայթյունից հետո այն ընդարձակվել է մինչև անսահմանություն: Այս իրադարձությունը տեղի է ունեցել մոտ 10 միլիարդ տարի առաջ և արդյունքում առաջացած տիեզերքը լցվել է տիեզերական փոշով, որից սկսել են ձևավորվել աստղերն ու նրանց շուրջ մոլորակները։ Երկիրը, տիեզերական չափանիշներով, շատ երիտասարդ մոլորակ է, այն ձևավորվել է մոտ հինգ միլիարդ տարի առաջ, բայց ինչպե՞ս է նրա վրա առաջացել կյանքը: Գիտնականները դեռևս չեն կարողանում հստակ պատասխան գտնել այս հարցին։

Դարվինի տեսության համաձայն՝ կյանքը Երկրի վրա առաջացել է հարմար պայմաններ ստեղծելուն պես, այսինքն՝ առաջացել է մթնոլորտ, ջերմաստիճան, որն ապահովում էր կենսագործունեության և ջրի հոսքը։ Գիտնականի խոսքով՝ առաջին ամենապարզ միաբջիջ օրգանիզմները հայտնվել են հենց ջրի վրա Արեգակի ազդեցության տակ։ Հետագայում դրանք վերածվեցին շագանակագույն ջրիմուռների և բույսերի այլ տեսակների։ Այսպիսով, եթե հետևեք այս կանոնին, ապա մոլորակի բոլոր բազմաբջիջ տեսակները առաջացել են բույսերից: Ամենակարևոր հարցի պատասխանը դեռ չի ստացվել. «Ինչպե՞ս կարող է կյանքը հայտնվել ոչնչից, թեկուզ Արևի ազդեցության տակ»: Բավական է մի պարզ փորձ անցկացնել՝ ջրհորի ջուրը լցնել տարայի մեջ, ապա հերմետիկ փակել և դնել արևի լույսի տակ։ Ամեն դեպքում, հեղուկը կմնա այնպիսին, ինչպիսին եղել է, կարող են լինել նրա բաղադրության մեջ մանրադիտակային փոփոխություններ, բայց այնտեղ միկրոօրգանիզմներ չեն առաջանա։ Եթե ​​նույն փորձը կատարենք բաց բանկա, ապա մի քանի օրից հնարավոր կլինի նկատել, թե ինչպես են պատերը սկսում ծածկվել միաբջիջ ջրիմուռների շերտով։

Ելնելով դրանից՝ կարելի է ասել, որ կյանքի ծագման և նույնիսկ նրա ամենապարզ ձևերի համար անհրաժեշտ է արտաքին միջամտություն։ Իհարկե, տեսակների անկախ ծագման վարկածը շատ գայթակղիչ է նրանով, որ ապացուցում է մարդկության ենթադրյալ անկախությունը, որը պարտական ​​չէ Աստծուն կամ այլ մոլորակներից եկած այլմոլորակայիններին։

Վերջերս ավելի ու ավելի շատ են դառնում տիեզերական ծագման կողմնակիցները, ինչպես մարդու, այնպես էլ ողջ կենսոլորտի: Տարօրինակ կերպով, սակայն, հետազոտողները իրենց հետազոտության մեջ համատեղում են ոչ միայն արդեն հայտնաբերված կամ հայտնաբերված արտեֆակտների գրավչությունը, այլև Աստվածաշունչը: Եթե ​​այնտեղ գրվածը մեկնաբանենք սովորական լեզվով, ապա կարող ենք նմանություններ անել ոչ թե հրաշքների, այլ բավականին բացատրելի ֆիզիկական երեւույթների հետ։ Այս նյութի հիման վրա կա որոշակի բարձր միտք, որը բնակեցրեց մոլորակը կենդանի էակներով, ինչպես նաև մարդկային ցեղով: Գրքում ասվում է, որ Աստված մարդուն ստեղծել է իր պատկերով ու նմանությամբ, այսինքն՝ հնարավոր է, որ մենք կրկնօրինակն ենք, ամեն դեպքում արտաքուստ կրկնում ենք մեր ստեղծողին։

Մարդը բիորոբոտ է, այսինքն՝ արհեստականորեն ստեղծված ինտելեկտով օրգանիզմ՝ ինքնակատարելագործման ներկառուցված հնարավորությամբ։ Հնարավոր է, որ մոլորակի մարդկանց բնակեցման պահը հենց նոր նկարագրված է այն դրվագում, երբ Ադամն ու Եվան վտարվեցին Եդեմի այգուց Երկիր, որտեղ նրանք ստիպված էին ինքնուրույն հարմարվել կյանքի ծանր պայմաններին: Հնարավոր է, որ Եդեմի այգին նշանակում է այն վայրը, որտեղ ստեղծողի կողմից պատրաստված բիորոբոտները փորձարկվել են ջերմոցային պայմաններում և դրանց կատարումը ստուգելուց հետո դրանք բաց են թողնվել դաժան իրականության մեջ:

Իհարկե, հարցը մնում է. «Ի՞նչ կասեք այս դեպքում կենդանատեսակների բազմազանության մասին։ Ի վերջո, ստեղծողը չէր կարող ստեղծել տեսակներ, ենթատեսակներ և կարգեր, ընդհուպ մինչև միաբջիջ արարածներ։ Ենթադրվում է, որ էվոլյուցիան դեռ տեղի է ունեցել այստեղ, բայց ավելի արագացված և տեղի է ունենում ստեղծողների վերահսկողության ներքո։ Անհնար է չհերքել այն փաստը, որ կենդանական տեսակներից յուրաքանչյուրում դեռևս կան էվոլյուցիոն սանդուղքին նախորդող տեսակի նշաններ։ Թռչունները շատ նման են սողուններին, հատկապես կտուցի երկարավուն ձևով և թաթերի կաշվով։ Սողունների ուրվագծերը, իրենց հերթին, խիստ հիշեցնում են ձկները, սակայն շատ կաթնասուններ միանգամից կլանել են նախորդ մի քանի տեսակների նշանները։ Նայելով կատվին՝ հեշտությամբ կարող եք կռահել ինչպես սողունների, այնպես էլ երկկենցաղների նշանները։ Սերը տաք վայրի նկատմամբ, ամենայն հավանականությամբ, գեներով փոխանցվել է կատուներին, և չնայած այն հանգամանքին, որ նրանք տաքարյուն են, նրանք միշտ նախընտրում են ապրել այնտեղ, որտեղ ջերմության աղբյուր կա։ Նույն նշանը բնորոշ է սառնասիրտ կենդանիներին, որոնք չեն կարողանում ինքնուրույն ջերմություն առաջացնել։ Ուշադիր ուսումնասիրելով կատվի աչքը՝ կարելի է տեսնել, որ այն շատ նման է կոկորդիլոսի աչքերին, իսկ գլխի ձևը՝ աննշան փոփոխություններով, հիշեցնում է օձի տեսքը։ Երբեմն տպավորություն է ստեղծվում, որ ինչ-որ մեկը աշխատել է դիտումների ստեղծման վրա, ինչպես, օրինակ, ավտոարտադրողի դիզայներներն են աշխատում՝ հիմք ընդունելով նախորդ մեքենայի շասսին ու մի քանի փոփոխություն ավելացնելով։

Եթե ​​դա այդպես է, ապա զարմանալի չէ, որ կենդանիների որոշ տեսակներ ուղղակի շփոթեցնող են՝ կապված այն իրավիճակի հետ, երբ հավաքակազմը չունի մասեր և օգտագործում է այն, ինչ կա: Նման կենդանիների օրինակները հատկապես շատ են Ավստրալիայում։ Բացի կենգուրուից, որը պատկանում է կրծողներին, բայց ձիու պես հզոր հենաշարժական համակարգ ունի, կան նաև այլ հետաքրքիր տեսակներ, օրինակ՝ պլատիպուսը։ Այս կենդանին պատկանում է կաթնասուններին, բայց բազմանում է թռչունների նման՝ ձվադրում է և ունի սագի նման ոսկրային կտուց։ Նրա մարմնի կառուցվածքը շատ նման է կղզու, իսկ ծնված ձագերը կաթով սնվում են ոչ թե մոր պտուկներով, այլ որովայնի մակերեւույթից ցցված հեղուկը լիզելով։ Արդյոք ստեղծողները իրենք են կատարել նման տքնաջան աշխատանք, թե արդյոք նրանք սահմանել են միայն զարգացման հիմնական ուղղությունը, և առանձին ենթատեսակների ձևավորումն արդեն տեղի է ունեցել ինքնուրույն, այսօր այս հարցը մնում է բաց:

Էվոլյուցիայի տարբերակները կարելի է դիտարկել տարբեր տեսանկյուններից, բայց հետազոտողների մեծամասնությունը դեռ համաձայն է, որ ինքնին էվոլյուցիան, եթե այն տեղի է ունեցել, պարզապես հետևանք է, բայց պատճառը դեռ պետք է պարզվի: Պակաս տարածված չէ այն կարծիքը, որ Երկրի վրա կյանքի ի հայտ գալու պատճառը երկնաքարի անկումն էր, որի վրա սառած վիճակում էին ամենապարզ միաբջիջ օրգանիզմները։ Քանի որ այդ ժամանակ մոլորակի վրա արդեն հաստատվել էր տաք կլիմա, և Հին համաշխարհային օվկիանոսը զբաղեցնում էր մակերեսի մեծ մասը, բոլոր պայմանները ստեղծվեցին կյանքի հետագա զարգացման համար: Կա նաև վարկած, որ երկնաքարն իրականում ուղարկվել է խելացի էակների կողմից հենց մոլորակը բնակեցնելու նպատակով, որը նույնպես զրկված չէ գոյության իրավունքից։

Երկնաքարի փոխարեն կարող է լինել միայն օպտիկական տեղեկատվական ճառագայթ, օրինակ՝ ուղարկված մեկ այլ տիեզերքից կամ նույնիսկ այլ հարթությունից: Իսկապես, ինչո՞ւ են այդքան զարգացած էակները նյութական ինչ-որ բան ուղարկում միլիարդավոր լուսային տարիների միջով: Իրենց զարգացման մակարդակով նրանք վաղուց կարողացել են բացահայտել տելեպորտացիայի հնարավորությունները և ազատորեն գործել տարածության ու ժամանակի մեջ՝ հայտնվելով հենց այնտեղ, որտեղ դա անհրաժեշտ է։ Ճառագայթի օգնությամբ փոխանցված տեղեկատվությունը այստեղ՝ երկրի վրա, նյութականացվեց նույն օրգանիզմների մեջ, և այդպիսով մեկնարկեց էվոլյուցիայի գործընթացը։

Իհարկե, կյանքը կարող էր հրահրել ոչ միայն պատահաբար թռչած երկնաքարը, այն վարկածը, որ Մարսը կարող է դոնոր դառնալ, նաև բազմաթիվ կողմնակիցներ է գտնում։ Այս մոլորակի առեղծվածը դեռևս հնարավոր չէ լուծել. Գիտնականների ձեռքերում միայն կարմիր մակերևույթի պատկերներ են, որոնք նոսրացել են խորը իջվածքներով, առեղծվածային դեմք, որը, ամենայն հավանականությամբ, ռելիեֆի առանձնահատկությունն է, և հողի փոքր նմուշներ: Մեքենաների նախագծման և գործարկման վրա ծախսվել են միլիարդավոր դոլարներ, սակայն այդ փորձերի մեծ մասը արդյունք չի տվել։ Թվում է, թե այս մոլորակի վրա ինչ-որ ուժ համառորեն հրաժարվում է շփվել երկրացիների հետ։

Ենթադրվում է, որ ժամանակին Մարսը բնակեցված և հարուստ է եղել բնական ռեսուրսներԵրկրի նման, բայց հետագայում նրա մագնիսական դաշտը թուլացավ: Սա հանգեցրեց այն փաստին, որ մթնոլորտի և խոնավության մեծ մասը դուրս է եկել տիեզերք, արդյունքում մոլորակի մարմինը մնացել է առանց պաշտպանության կոշտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման: Հնարավոր է, որ Մարսի բնակիչներն ունեցել են անհրաժեշտ գիտելիքներ և կարողացել են կենդանիների որոշ տեսակներ տեղափոխել հարևան մոլորակ, տեղափոխել իրենց կամ միկրոօրգանիզմներով պարկուճ ուղարկել։

Կյանքի սկզբնաղբյուրի որոնումները շատ երկար կշարունակվեն, քանի որ գիտության և հատկապես գենետիկայի մեջ յուրաքանչյուր նոր հայտնագործությամբ հնարավոր է միայն թեթևակի բացել մարդկության ծագման առեղծվածի վարագույրը, որն իր հերթին հանգեցնում է. նոր վարկածների ի հայտ գալը. Այնուամենայնիվ, ինչ էլ որ լինի այս հարցի պատասխանը, դժվար թե նրան հայտնի լինի, քանի դեռ մարդը չի սովորել պատասխանատվություն զգալ իր եզակի մոլորակի համար, որի վրա իրեն բախտ է վիճակվել ապրել:

Առնչվող հղումներ չեն գտնվել



Այնքան հաճելի է իմանալ, որ Երկիր մոլորակը ամենահարմարն է եղել կյանքի տարբեր ձևերի համար։ Կան իդեալական ջերմաստիճանային պայմաններ, բավականաչափ օդ, թթվածին և անվտանգ լույս: Դժվար է հավատալ, որ դա երբեք չի եղել: Կամ գրեթե ոչինչ, բացի անորոշ ձևի հալված տիեզերական զանգվածից, որը լողում է զրոյական ձգողության մեջ: Բայց առաջին հերթին առաջինը:

Պայթյուն համաշխարհային մասշտաբով

Տիեզերքի ծագման վաղ տեսությունները

Երկրի ծնունդը բացատրելու համար գիտնականները տարբեր վարկածներ են առաջ քաշել։ 18-րդ դարում ֆրանսիացիները պնդում էին, որ պատճառը տիեզերական աղետն է, որն առաջացել է Արեգակի գիսաստղի հետ բախումից։ Բրիտանացիները հավաստիացրել են, որ աստղի կողքով թռչող աստերոիդը կտրել է նրա մի մասը, որից հետո մի շարք երկնային մարմիններ են հայտնվել։

Գերմանական մտքերը առաջ են շարժվել. Արեգակնային համակարգի մոլորակների ձևավորման նախատիպը նրանք համարել են անհավանական չափերի սառը փոշու ամպ: Ավելի ուշ որոշվեց, որ փոշին շիկացած է։ Մի բան պարզ է, որ Երկրի ձևավորումը անքակտելիորեն կապված է Արեգակնային համակարգը կազմող բոլոր մոլորակների և աստղերի ձևավորման հետ:

Հարակից նյութեր.

Ի՞նչ է սև խոռոչը և ինչու է այն գրավում:

Այսօր աստղագետներն ու ֆիզիկոսները միակարծիք են, որ տիեզերքը ձևավորվել է Մեծ պայթյունից հետո։ Միլիարդավոր տարիներ առաջ տիեզերքում հսկա հրե գնդակը պայթեց մասերի: Դա առաջացրեց նյութի հսկա արտանետում, որի մասնիկները հսկայական էներգիա ունեին: Հենց վերջինիս ուժն էր խանգարում տարրերին ատոմներ ստեղծելու՝ ստիպելով նրանց վանել միմյանց։ Դրան նպաստել է բարձր ջերմաստիճանը (մոտ մեկ միլիարդ աստիճան)։ Սակայն միլիոն տարի անց տիեզերքը սառչել է մինչև մոտ 4000º: Այդ պահից սկսվեց թեթեւ գազային նյութերի (ջրածնի եւ հելիումի) ատոմների ներգրավումն ու առաջացումը։

Ժամանակի ընթացքում նրանք հավաքվեցին միգամածություններ կոչվող կլաստերների մեջ: Սրանք ապագա երկնային մարմինների նախատիպերն էին: Աստիճանաբար ներսի մասնիկները պտտվում էին ավելի ու ավելի արագ՝ կուտակելով ջերմաստիճան և էներգիա, ինչի հետևանքով միգամածությունը կծկվեց: Հասնելով կրիտիկական կետին՝ որոշակի պահին սկսվեց ջերմամիջուկային ռեակցիան՝ նպաստելով միջուկի ձևավորմանը։ Այսպես ծնվեց պայծառ արևը։

Հարակից նյութեր.

Մեծ մասը հիմնական մոլորակներըՏիեզերք

Երկրի առաջացումը՝ գազից պինդ

Երիտասարդ լուսատուն ուներ գրավիտացիոն հզոր ուժեր։ Նրանց ազդեցությունը առաջացրել է այլ մոլորակների ձևավորում տիեզերական փոշու և գազերի կուտակումներից տարբեր հեռավորությունների վրա, այդ թվում՝ Երկիրը։ Եթե ​​համեմատենք տարբեր երկնային մարմինների կազմը Արեգակնային համակարգ, պարզ է դառնում, որ դրանք նույնը չեն։